氫能源被認為是未來能源發(fā)展方向之一，氫與除稀有氣體外的幾乎所有元素都可形成化合物，存在于水和幾乎所有有機化合物中。因此，每一個活的有機體中都能發(fā)現(xiàn)含有氫的分子。作為一種能源資源，如果使用風能或太陽能等可再生能源生產(chǎn)氫，它不會產(chǎn)生二氧化碳。

　　丹麥 Nel Hydrogen 公司一直以來都是氫能技術(shù)領(lǐng)域的先驅(qū)。Nel 公司憑借其制氫理念，致力于為實現(xiàn)節(jié)約環(huán)保型交通做出重要貢獻。Nel Hydrogen 公司主要為汽車、公共汽車和卡車開發(fā)加油站和加油機?？焖?、實時地控制和監(jiān)測每個加氫站組件對于確保高可靠性和低維護至關(guān)重要。他們基于倍福的控制技術(shù)實施了復(fù)雜精密的軟件解決方案。

　　*Nel Hydrogen 公司產(chǎn)品管理高級主管 Michael Stefan(左)和負責 Nel Hydrogen 公司加氫站開發(fā)的 Nel Hydrogen 公司技術(shù)與開發(fā)主管 Jacob Svendsen

　　總部位于丹麥赫寧的 Nel Hydrogen 技術(shù)公司一直致力于開發(fā)加氫站。來自商界、科學界和政界人士一致確信，這一市場將在未來幾年保持快速增長。這是因為可持續(xù)發(fā)展的觀念已經(jīng)滲透到了人類生活的各個領(lǐng)域。

　　氫是一種很容易儲存和轉(zhuǎn)化為電能的氣體。氫能轉(zhuǎn)換產(chǎn)生燃料源的效率是傳統(tǒng)發(fā)動機的兩到三倍。這意味著，與傳統(tǒng)動力汽車相比，氫動力汽車的續(xù)航里程更長，同時使用的燃料也更少。在這個過程中，它們不會排放任何二氧化碳或一氧化碳或氮氧化物等其它污染物。唯一排放的廢物是純凈水。

　　現(xiàn)在，Nel Hydrogen 公司每年生產(chǎn)和銷售 30 多個加氫站。這個數(shù)字很快將會上升到 300。3 分鐘即可完成一輛氫動力汽車的氫燃料加注，加滿氫燃料的情況下，續(xù)航里程可以達到 600 公里，在不久的將來，續(xù)航里程有望達到 1000 公里。

　　汽車行業(yè)正在重新思考

　　“我們看到全球汽車制造商的戰(zhàn)略正在發(fā)生轉(zhuǎn)變。我們的加氫站很大一部分銷往韓國。在零排放汽車方面，亞洲汽車制造商采取了積極的戰(zhàn)略。在美國，尤其是加利福尼亞州，氫燃料汽車的租賃報價很有吸引力。美國擁有世界上最大的汽車市場，對零排放汽車的需求量很大。為了滿足市場需求，我們已準備好迅速擴大產(chǎn)能。根據(jù)市場預(yù)測，到 2030 年，全球范圍內(nèi)將需要 2 萬至 3 萬臺加氫機?！盢el Hydrogen 公司產(chǎn)品管理高級主管 Michael Stefan 說道。

　　市場成熟化

　　Nel Hydrogen 公司依靠倍福技術(shù)在競爭中保持領(lǐng)先地位。他們面臨的挑戰(zhàn)是，如何進入相對不成熟的市場，選擇能夠為終端客戶提供與汽油加油同樣方便的氫燃料加注技術(shù)和解決方案。它必須很簡單，而且通常每個加氫站只有一臺加氫機，它必須全天候工作。

　　“我們已經(jīng)在市場逐步成熟的過程中占據(jù)了領(lǐng)先地位，目標是讓氫燃料能夠成功替代汽油和柴油。不僅從環(huán)境的角度，而且在實踐中亦是如此。我們采用倍福了自動化控制解決方案，我們可以明確地說，倍福的開放式平臺戰(zhàn)略支持我們的業(yè)務(wù)模式?！盡ichael Stefan 說道。

　　實時性是關(guān)鍵

　　倍福的 TwinCAT PLC 和 EtherCAT 現(xiàn)場總線控制整個加氫過程，收集壓力、溫度、流量、氣體檢測和車輛油箱狀態(tài)等組件數(shù)據(jù)，并將所有數(shù)據(jù)分發(fā)給云端。所有過程和參數(shù)都得到實時密切監(jiān)測，從而能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)測性維護和快速響應(yīng)。

　　“我們需要強大的 PLC 和快速的信號處理，以確保我們的設(shè)備和復(fù)雜精密的傳統(tǒng)加油站一樣可靠。自 2003 年開發(fā)第一個加氫站以來，這些加氫站變得更加復(fù)雜。因此，我們需要在市場上尋找最適合我們需求的解決方案。實時數(shù)據(jù)極為重要。從數(shù)據(jù)被捕獲并分發(fā)給云端，到全球監(jiān)測系統(tǒng)能夠做出響應(yīng)，這一切必須要在幾毫秒內(nèi)完成。而這就是倍?？刂平M件的優(yōu)勢所在。在速度方面幾乎沒有限制，而且通過開放式標準，可以連接一切。開放式標準、實時速度和靈活性對我們來說都是關(guān)鍵。”Nel Hydrogen 公司技術(shù)與開發(fā)主管 Jacob Svendsen 說道。

　　Nel Hydrogen 是為數(shù)不多的自主開發(fā)軟件的加氫站制造商之一。公司相信，更多面向軟件而非基于硬件的解決方案將成為公司的獨特賣點。

　　“我們自己構(gòu)建軟件解決方案，并從中汲取了寶貴的經(jīng)驗。倍福在這方面給給予了我們很大的支持。通過在 Visual Studio 中實施的 TwinCAT 環(huán)境和使用面向?qū)ο缶幊痰哪芰?，編程變得非常容易。我們可以重?fù)使用來自不同 PLC 的代碼，也可以重復(fù)使用代碼以適應(yīng)不同的 CPU 進行擴展，從而節(jié)省大量時間和資源。我們受益于快速掃描率，以更好地控制調(diào)節(jié)、診斷、報告，以及在發(fā)生泄漏時安全關(guān)閉。同時，我們可以降低每個單獨組件的能耗。我們可以優(yōu)化每個組件的功能和能耗，使最終消費者受益，造福環(huán)境?！盝acob Svendsen 說道。

　　*倍福的 CX5140 嵌入式控制器確?？焖傩盘柼幚?，使得加氫站像汽油加油站一樣方便。

　　“現(xiàn)在，一臺加氫機每天能夠服務(wù) 40-80 輛車，但在不久的將來，我們的加氫站每天能夠服務(wù)的車輛數(shù)量至少是這個數(shù)字的十倍。我們需要解決方案不僅能讓我們跟上市場發(fā)展的步伐，還能幫助我們開拓市場?！盡ichael Stefan 繼續(xù)說道：“倍福是我們最好的合作伙伴，因為他們一直專注于開發(fā)創(chuàng)新解決方案。我們之所以能在行業(yè)競爭中領(lǐng)先，依靠的就是這一點。幸運的是，倍福在德國的開發(fā)部門與丹麥支持部門之間的距離非常短?！?/p>

　　Nel Hydrogen 采用了以下倍?？刂平M件

　　CX5140 | 搭載 Intel Atom? 處理器的嵌入式控制器

　　TwinCAT 3 PLC 控制整個系統(tǒng)和加氫過程

　　TwinCAT 3 HMI 用作人機界面，最終用戶和維修人員可以通過外部網(wǎng)絡(luò)瀏覽器(HTML5)操作

　　TC3 Modbus RTU 用于傳感器和外圍設(shè)備

　　TC3 Modbus TCP 接口用于實現(xiàn)設(shè)備之間的通訊

　　TC3 IoT Communication 用于數(shù)據(jù)處理，通常用于本地消息代理

　　EtherCAT I/O 系統(tǒng)

　　使用的 EtherCAT 端子模塊包括數(shù)字量輸入和輸出端子模塊 EL1809/EL2809，模擬量輸入和輸出端子模塊 EL3058、EL3064/EL4004 和 EL4024，PT100 接口端子模塊 EL3208 和串口端子模塊 EL6021