圖爾克的TBEN模塊化I/O自帶LabVIEW驅(qū)動(dòng)程序，可提高FutureE燃料電池測(cè)試臺(tái)的靈活性和移動(dòng)性

　　取代外部控制柜和長(zhǎng)電纜布線：圖爾克的IP67模塊帶集成的LabVIEW驅(qū)動(dòng)程序，能夠顯著簡(jiǎn)化測(cè)試臺(tái)的創(chuàng)建和擴(kuò)展

　　“僅有電池存儲(chǔ)是不夠的。”Siegfried Limmer在談到能源轉(zhuǎn)型時(shí)說道，“未來我們將需要?dú)浜碗姵卮鎯?chǔ)這兩種技術(shù)。”他日常已經(jīng)注意到燃料電池需求的不斷增長(zhǎng)，這也是這種趨勢(shì)的表現(xiàn)之一。作為位于紐廷根(Nürtingen)的開發(fā)咨詢公司FutureE的董事總經(jīng)理，Siegfried Limmer與其同事和合作伙伴從事燃料電池系統(tǒng)的開發(fā)。他的客戶主要來自物料搬運(yùn)、汽車和商用車行業(yè)，但也有來自能源或建筑領(lǐng)域的客戶。

　　優(yōu)化潛力：燃料電池系統(tǒng)

　　“燃料電池主題將日益成為一個(gè)主要的討論話題，我希望我們也能與之一同成長(zhǎng)。”這位董事總經(jīng)理自信地說道。他確實(shí)有充分的理由這么做，因?yàn)樵谌剂想姵刂惺褂脷淙阅軒砭薮蟮膬?yōu)化潛力。這種電化學(xué)過程涉及供應(yīng)氧氣將氫氣在陽(yáng)極氧化并在陰極形成水。該過程釋放的電子可以用來驅(qū)動(dòng)電氣負(fù)載。然而，與內(nèi)燃機(jī)自發(fā)明以來需要不斷改進(jìn)相同，燃料電池技術(shù)也有相當(dāng)大的優(yōu)化潛力。另外，除了在溫度、壓力和其他反應(yīng)物條件方面進(jìn)行改進(jìn)外，還可以對(duì)反應(yīng)的電解質(zhì)或催化劑進(jìn)行微調(diào)。

　　技術(shù)測(cè)試臺(tái)

　　為了測(cè)試自己的燃料電池系統(tǒng)，F(xiàn)utureE專門開發(fā)了一種與實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中類似的測(cè)試臺(tái)。其測(cè)試不僅僅涉及在生產(chǎn)后進(jìn)行的質(zhì)量檢查。它是開發(fā)工作的重點(diǎn)，因?yàn)槿剂想姵氐男嗜Q于多個(gè)參數(shù)，需要經(jīng)過多次迭代運(yùn)行才能確定用于燃料電池系統(tǒng)不同負(fù)載情況下的理想工作參數(shù)。這可確保系統(tǒng)在不同環(huán)境條件下始終以理想的工作參數(shù)運(yùn)行，包括0度和5%空氣濕度條件以及熱帶地區(qū)40度和80%相對(duì)濕度條件。

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　　LabVIEW：測(cè)試臺(tái)的虛擬標(biāo)準(zhǔn)

　　美國(guó)國(guó)家儀器公司的LabVIEW實(shí)際上是研發(fā)領(lǐng)域各種測(cè)試程序的標(biāo)準(zhǔn)軟件。但它也被用來在產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域運(yùn)行測(cè)試臺(tái)，并越來越多地與生產(chǎn)同步運(yùn)行?！捌渌璧?a href="http://m.u63ivq3.com/p/plc/" target="_blank" rel="nofollow">PLC編程量要大得多，特別是在使用數(shù)組函數(shù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)。在設(shè)計(jì)圖形用戶界面上，LabVIEW提供的選項(xiàng)也比PLC多得多?！盇lbert Wais解釋道。他認(rèn)識(shí)Siegfried Limmer已經(jīng)很多年了，他們?cè)谌剂想姵刂圃焐藼allard共事過。Wais專門從事LabVIEW編程，并為FutureE開展的項(xiàng)目提供支持。對(duì)于Wais來說，LabVIEW實(shí)際上已經(jīng)設(shè)定為運(yùn)行測(cè)試臺(tái)的軟件。該程序可實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)試序列的自動(dòng)化運(yùn)行。

　　控制柜中的信號(hào)連接：不必要但已建立

　　研發(fā)領(lǐng)域的測(cè)試臺(tái)通常設(shè)置在包含儀器和控制技術(shù)以及控制器、IT和通信技術(shù)的控制柜中。而控制柜則通常位于測(cè)試區(qū)域之外，因?yàn)樵谄鋬?nèi)部模擬氣候條件相當(dāng)困難。因此，這需要將電纜連接至測(cè)試臺(tái)的傳感器和執(zhí)行器，并將測(cè)試對(duì)象單獨(dú)從測(cè)試區(qū)域連接到控制柜。

　　在測(cè)試過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)計(jì)劃階段所無(wú)法預(yù)見的問題?！叭缓螅托枰虼耸褂妙~外的信號(hào)。即便規(guī)劃了備用通道，最終還是需要更多的通道?！盬ais在解釋他所經(jīng)歷的困境時(shí)說道，“然后，這就要求我們?cè)俅螐目刂乒襁B接多根電纜至測(cè)試和實(shí)驗(yàn)室區(qū)域，這通常涉及大量的機(jī)械工作，且某些情況下還需要新的認(rèn)證?！?/p>

　　向工業(yè)領(lǐng)域?qū)W習(xí)：分布式信號(hào)連接

　　現(xiàn)在，作為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的替代選擇，分布式信號(hào)連接已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域非常成熟。IP67防護(hù)等級(jí)的I/O模塊可直接安裝在機(jī)器上捕獲信號(hào)并通過單根以太網(wǎng)電纜將它們傳輸?shù)娇刂破鳌Ｒ郧?，測(cè)試臺(tái)通信很少使用IP67 I/O解決方案，部分原因是專為工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)計(jì)的I/O模塊幾乎不能與LabVIEW通信。“盡管NI(美國(guó)國(guó)家儀器公司)為Ethernet/IP提供了驅(qū)動(dòng)程序，但它只是一種很基礎(chǔ)的驅(qū)動(dòng)程序，并不能真正滿足工作需要?！盇lbert Wais在解釋該情況時(shí)說道。其實(shí)，NI沒有將Ethernet/IP作為L(zhǎng)abVIEW的重點(diǎn)也是可以理解的，該軟件只是在最近幾年才被越來越多地用于生產(chǎn)領(lǐng)域的并行測(cè)試。

　　獨(dú)一無(wú)二：帶LabVIEW驅(qū)動(dòng)程序的IP67 I/O模塊

　　Albert Wais自己也參與了填補(bǔ)這一空白的工作。他和來自專用機(jī)器制造商Kirschenhofer的同事為用于Kirschenhofer和Britax R?mer項(xiàng)目的圖爾克TBEN-S分布式I/O模塊編寫了一個(gè)LabVIEW驅(qū)動(dòng)程序。“這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，因?yàn)槲覀優(yōu)樵擁?xiàng)目選擇的RFID模塊是TBEN-S系列最復(fù)雜的RFID模塊。”然而，這次編程工作也是非常值得的：用戶現(xiàn)在可以在NI LabVIEW驅(qū)動(dòng)程序數(shù)據(jù)庫(kù)中找到大多數(shù)圖爾克IP67 I/O模塊的驅(qū)動(dòng)程序。因此，Wais也推薦在FutureE的測(cè)試臺(tái)上使用圖爾克的TBEN-S模塊來連接LabVIEW信號(hào)?！癟BEN-S模塊非常適合進(jìn)行氣候測(cè)試。我們將它們直接安裝在人工氣候室中，只需連接一根電纜。然后，就可以在人工氣候室中靈活地添加額外的模塊，而無(wú)需敷設(shè)新的電纜。對(duì)我們來說，這種靈活性是一項(xiàng)重要優(yōu)勢(shì)。”Siegfried Limmer確認(rèn)道。

　　“TBEN-S模塊非常適合進(jìn)行氣候測(cè)試。我們將它們直接安裝在人工氣候室中，只需連接一根電纜。然后，就可以在人工氣候室中靈活地添加額外的模塊，而無(wú)需敷設(shè)新的電纜。對(duì)我們來說，這種靈活性是一項(xiàng)重要優(yōu)勢(shì)。”

　　Siegfried Limmer | FutureE

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　　氫可能是實(shí)現(xiàn)無(wú)二氧化碳能源供應(yīng)的核心推動(dòng)因素之一。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，類似紐廷根(Nürtingen)FutureE這樣的公司正在不斷優(yōu)化其燃料電池技術(shù)。該公司在燃料電池測(cè)試臺(tái)上使用圖爾克的分布式TBEN-S IP67模塊化I/O。這些模塊集成了LabVIEW驅(qū)動(dòng)程序，可實(shí)現(xiàn)在測(cè)試區(qū)域直接進(jìn)行信號(hào)連接，從而顯著減少了設(shè)置測(cè)試臺(tái)所需的時(shí)間并簡(jiǎn)化了進(jìn)一步擴(kuò)展和移動(dòng)使用。

　　測(cè)試區(qū)域的控制柜位于操作員電腦附近;得益于分布式信號(hào)連接，其規(guī)格可以比平常小得多

　　Albert Wais (l.) 和Siegfried Limmer在測(cè)試臺(tái)前;由于圖爾克的TBEN模塊集成了LabVIEW驅(qū)動(dòng)程序，該測(cè)試臺(tái)可以靈活定制和擴(kuò)展

　　由于TBEN-S模塊配有Ethernet/IP LabVIEW接口，可以使用傳統(tǒng)的Windows電腦來運(yùn)行測(cè)試臺(tái)

　　為最終客戶帶來靈活性優(yōu)勢(shì)

　　除了測(cè)試臺(tái)上的傳感器信號(hào)外，還需要連接用于冷卻水控制器和冷卻風(fēng)扇的執(zhí)行器等。由于本身就是模塊，因此在這些方面的靈活性可以得到保證。例如，TBEN-S的DXP通道可以用作輸入或輸出，無(wú)需進(jìn)行任何配置。在測(cè)試臺(tái)上使用模塊化I/O系統(tǒng)同樣為FutureE的客戶帶來了優(yōu)勢(shì)?！霸谖覀円平幌到y(tǒng)后，我們的客戶也大都參與了開發(fā)。他們隨后也可以輕松地添加功能或擴(kuò)展系統(tǒng)?！蔽覀?cè)谝平幌到y(tǒng)時(shí)確?？蛻艉罄m(xù)可以通過LabVIEW用戶界面在其自己的測(cè)試場(chǎng)景中運(yùn)行測(cè)試，且這些程序可以由客戶自己定義。

　　結(jié)論

　　董事總經(jīng)理Limmer對(duì)測(cè)試臺(tái)項(xiàng)目和I/O模塊都非常滿意。“每個(gè)客戶的要求都是不同的。我們可能在某一時(shí)刻開發(fā)用于叉車的系統(tǒng)，而在其他時(shí)候又會(huì)開發(fā)用于加熱系統(tǒng)或便攜式發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)。因此，開發(fā)工作始終會(huì)涉及不同的要求，但我們都可以利用I/O模塊來一一滿足。因此，我們非常欣賞這些模塊，它們讓我們的工作變得更加簡(jiǎn)單?！?/p>

　　作者 | Ralf Moder，圖爾克銷售專員

　　客戶 | www.future-e.com

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