圖爾克的TBEN模塊化I/O自帶LabVIEW驅(qū)動程序，可提高FutureE燃料電池測試臺的靈活性和移動性

　　取代外部控制柜和長電纜布線：圖爾克的IP67模塊帶集成的LabVIEW驅(qū)動程序，能夠顯著簡化測試臺的創(chuàng)建和擴(kuò)展

　　“僅有電池存儲是不夠的?！盨iegfried Limmer在談到能源轉(zhuǎn)型時說道，“未來我們將需要?dú)浜碗姵卮鎯@兩種技術(shù)?！彼粘Ｒ呀?jīng)注意到燃料電池需求的不斷增長，這也是這種趨勢的表現(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主要的討論話題，我希望我們也能與之一同成長?！边@位董事總經(jīng)理自信地說道。他確實有充分的理由這么做，因為在燃料電池中使用氫仍能帶來巨大的優(yōu)化潛力。這種電化學(xué)過程涉及供應(yīng)氧氣將氫氣在陽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，還可以對反應(yīng)的電解質(zhì)或催化劑進(jìn)行微調(diào)。

　　技術(shù)測試臺

　　為了測試自己的燃料電池系統(tǒng)，F(xiàn)utureE專門開發(fā)了一種與實驗室環(huán)境中類似的測試臺。其測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)，因為燃料電池的效率取決于多個參數(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%相對濕度條件。

　　P29

　　LabVIEW：測試臺的虛擬標(biāo)準(zhǔn)

　　美國國家儀器公司的LabVIEW實際上是研發(fā)領(lǐng)域各種測試程序的標(biāo)準(zhǔn)軟件。但它也被用來在產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域運(yùn)行測試臺，并越來越多地與生產(chǎn)同步運(yùn)行。“其所需的PLC編程量要大得多，特別是在使用數(shù)組函數(shù)進(jìn)行計算時。在設(shè)計圖形用戶界面上，LabVIEW提供的選項也比PLC多得多?！盇lbert Wais解釋道。他認(rèn)識Siegfried Limmer已經(jīng)很多年了，他們曾在燃料電池制造商Ballard共事過。Wais專門從事LabVIEW編程，并為FutureE開展的項目提供支持。對于Wais來說，LabVIEW實際上已經(jīng)設(shè)定為運(yùn)行測試臺的軟件。該程序可實現(xiàn)整個測試序列的自動化運(yùn)行。

　　控制柜中的信號連接：不必要但已建立

　　研發(fā)領(lǐng)域的測試臺通常設(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試區(qū)域之外，因為在其內(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試臺的傳感器和執(zhí)行器，并將測試對象單獨(dú)從測試區(qū)域連接到控制柜。

　　在測試過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)計劃階段所無法預(yù)見的問題?！叭缓螅托枰虼耸褂妙~外的信號。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)歷的困境時說道，“然后，這就要求我們再次從控制柜連接多根電纜至測試和實驗室區(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)：分布式信號連接

　　現(xiàn)在，作為點(diǎn)對點(diǎn)連接的替代選擇，分布式信號連接已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域非常成熟。IP67防護(hù)等級的I/O模塊可直接安裝在機(jī)器上捕獲信號并通過單根以太網(wǎng)電纜將它們傳輸?shù)娇刂破鳌Ｒ郧?，測試臺通信很少使用IP67 I/O解決方案，部分原因是專為工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)計的I/O模塊幾乎不能與LabVIEW通信。“盡管NI(美國國家儀器公司)為Ethernet/IP提供了驅(qū)動程序，但它只是一種很基礎(chǔ)的驅(qū)動程序，并不能真正滿足工作需要。”Albert Wais在解釋該情況時說道。其實，NI沒有將Ethernet/IP作為LabVIEW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)域的并行測試。

　　獨(dú)一無二：帶LabVIEW驅(qū)動程序的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項目的圖爾克TBEN-S分布式I/O模塊編寫了一個LabVIEW驅(qū)動程序?！斑@是一項艱巨的任務(wù)，因為我們?yōu)樵擁椖窟x擇的RFID模塊是TBEN-S系列最復(fù)雜的RFID模塊?！比欢?，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)動程序數(shù)據(jù)庫中找到大多數(shù)圖爾克IP67 I/O模塊的驅(qū)動程序。因此，Wais也推薦在FutureE的測試臺上使用圖爾克的TBEN-S模塊來連接LabVIEW信號?！癟BEN-S模塊非常適合進(jìn)行氣候測試。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，而無需敷設(shè)新的電纜。對我們來說，這種靈活性是一項重要優(yōu)勢。”Siegfried Limmer確認(rèn)道。

　　“TBEN-S模塊非常適合進(jìn)行氣候測試。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，而無需敷設(shè)新的電纜。對我們來說，這種靈活性是一項重要優(yōu)勢?！?/p>

　　Siegfried Limmer | FutureE

　　快速閱讀

　　氫可能是實現(xiàn)無二氧化碳能源供應(yīng)的核心推動因素之一。為了實現(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試臺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)動程序，可實現(xiàn)在測試區(qū)域直接進(jìn)行信號連接，從而顯著減少了設(shè)置測試臺所需的時間并簡化了進(jìn)一步擴(kuò)展和移動使用。

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

　　Albert Wais (l.) 和Siegfried Limmer在測試臺前;由于圖爾克的TBEN模塊集成了LabVIEW驅(qū)動程序，該測試臺可以靈活定制和擴(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)行測試臺

　　為最終客戶帶來靈活性優(yōu)勢

　　除了測試臺上的傳感器信號外，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，無需進(jìn)行任何配置。在測試臺上使用模塊化I/O系統(tǒng)同樣為FutureE的客戶帶來了優(yōu)勢。“在我們移交系統(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)?！蔽覀冊谝平幌到y(tǒng)時確保客戶后續(xù)可以通過LabVIEW用戶界面在其自己的測試場景中運(yùn)行測試，且這些程序可以由客戶自己定義。

　　結(jié)論

　　董事總經(jīng)理Limmer對測試臺項目和I/O模塊都非常滿意?！懊總€客戶的要求都是不同的。我們可能在某一時刻開發(fā)用于叉車的系統(tǒng)，而在其他時候又會開發(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單?！?/p>

　　作者 | Ralf Moder，圖爾克銷售專員

　　客戶 | www.future-e.com

　　網(wǎng)頁代碼 | more22252e