H2CONTROL – system sterowania dla kolejowego napędu wodorowego
Transformacja transportu kolejowego w kierunku zeroemisyjności wymaga nie tylko nowych źródeł napędu, lecz także zaawansowanych systemów automatyki, zdolnych do bezpiecznego i efektywnego zarządzania ich pracą. Łukasiewicz – Poznański Instytut Technologiczny podjął to wyzwanie, realizując projekt H2CONTROL, którego rezultatem jest kompletny system sterowania dla pojazdu szynowego napędzanego wodorowym ogniwem paliwowym.
Architektura systemu sterowania
Centralnym elementem opracowanego rozwiązania są sterowniki WAGO PFC200 (model 750-8213/040-010), uzupełnione o moduły wejść i wyjść cyfrowych, wejść analogowych oraz interfejsy komunikacyjne CAN i RS485. Sterowniki pełnią funkcję wysp wejść/wyjść, obsługując sygnały procesowe w dwóch kluczowych obszarach instalacji: kontenerze wodorowym, odpowiedzialnym za pracę podsystemu ogniw paliwowych, oraz kontenerze energoelektroniki, w którym realizowana jest obsługa układów energoelektronicznych i bateryjnego magazynu energii.
Modułowa architektura platformy WAGO umożliwiła elastyczne dopasowanie systemu do wymagań projektu i integrację wszystkich urządzeń w ramach jednego środowiska sterowania. Programowanie aplikacji zrealizowano w środowisku CODESYS, a wsparcie producenta obejmowało dobór komponentów, konfigurację architektury systemu oraz pomoc przy uruchomieniu.
Weryfikacja i perspektywy rozwoju
Na potrzeby testowania opracowanego rozwiązania zbudowano kompletne stanowisko badawcze symulujące pracę pojazdu szynowego. Stanowi ono platformę do dalszych prac badawczo-rozwojowych w zakresie zarówno sprzętu, jak i oprogramowania realizującego algorytmy sterowania, monitoring oraz zdalną diagnostykę.
System zaprojektowano z myślą o skalowalności. Może on znaleźć zastosowanie w różnych typach pojazdów szynowych – od lekkich pojazdów pomocniczych, przez pojazdy pasażerskie, po lokomotywy manewrowe – a także zostać zaadaptowany do stacjonarnych magazynów energii lub współpracy z innymi typami ogniw paliwowych. W kolejnych etapach planowane jest rozszerzenie funkcjonalności o obsługę wielu stosów ogniw paliwowych, co pozwoli zwiększyć moc całego układu.
Do kluczowych właściwości systemu należą:
- integracja komunikacji CAN i RS485 w jednej platformie automatyki,
- współpraca z zasobnikami bateryjnymi wyposażonymi w system zarządzania baterią (BMS),
- optymalizacja pracy ogniw paliwowych przekładająca się na zwiększenie sprawności energetycznej i wydłużenie ich żywotności,
- wsparcie funkcji monitoringu i zdalnej diagnostyki.
Projekt H2CONTROL potwierdza, że nowoczesna automatyka przemysłowa może skutecznie wspierać rozwój bezemisyjnych technologii transportowych. Opracowane rozwiązanie spełnia wymagania normatywne sektora kolejowego i stanowi gotową podstawę do dalszej komercjalizacji, wpisując się w europejskie dążenia do wdrażania zeroemisyjnych środków transportu szynowego.
Źródło: WAGO
Więcej na www.wago.com
