Un système modulaire fonctionnel couvre de manière économique les atmosphères explosibles et non explosibles. Dans l'armoire électrique, seuls les processus pour lesquels une protection contre les explosions est réellement nécessaire sont équipés de modules E/S à sécurité intrinsèque de la gamme de produits Axioline. Par exemple, des cartes d'entrée sont utilisées dans le HyRunner pour les vannes des câbles à hydrogène. Elles permettent de câbler les signaux directement sur les modules E/S certifiés correspondants. Les barrières Ex séparées sont donc superflues ou ne sont utilisées que là où, en raison du nombre très limité de types de signaux, les modules E/S séparés ne seraient pas rentables. Cela permet de gagner de la place et de réduire les coûts. En dehors de la zone Ex, la gamme standard de ports E/S du système modulaire Axioline est suffisante, sans que cela n'entraîne de restrictions fonctionnelles pour un système global cohérent.
Intégration sectorielle intelligente à Bremerhaven Une chaîne de valeur complète pour l'hydrogène vert a été mise en place chez HY.City.Bremerhaven. Une technique d'automatisation innovante garantit une intégration sectorielle fiable et une connexion à distance sécurisée.
Profil du client
Projet phare pour l'hydrogène vert chez HY.City.Bremerhaven
La production d'hydrogène vert fait partie de l'écosystème régional de l'hydrogène de HY.City.Bremerhaven. Le projet est considéré comme un modèle en matière de transition des carburants fossiles vers les carburants renouvelables. GP Joule, un fournisseur de systèmes pour des solutions énergétiques intégrées, agit en tant qu'entrepreneur général pour le projet d'hydrogène vert de la société HY.City.Bremerhaven GmbH & Co. KG. GP Joule a mis en place une chaîne de valeur complète pour l'hydrogène vert. Elle commence par l'électrolyse en tant que technologie clé et comprend la compression et le stockage dans des camions-citernes mobiles. Elle comprend également une station-service et des bus à pile à combustible adaptés aux transports publics. Seule l'installation d'énergie éolienne se trouvait déjà dans la zone industrielle de Grauwallring. L'installation sert de fournisseur d'énergie pour l'électrolyseur.
Défi
Un approvisionnement énergétique optimal
Nous recherchons des solutions qui fournissent le type d'énergie approprié dans la quantité requise, au bon endroit et au bon moment. Avec le HyRunner, GP Joule a développé un système de stockage mobile qui permet le transport intelligent de l'hydrogène du site d'électrolyse à la station-service ou aux clients industriels. Les remorques à hydrogène sont un élément central de la chaîne de processus. Les véhicules sont dotés d'une intelligence de commande et d'interface étendue. Il convient de s'assurer que l'évaluation des risques en matière de protection anti-explosion ne limite pas l'automatisation à des composants antidéflagrants coûteux. De plus, les données collectées doivent pouvoir être transférées dans un cloud, y être stockées et utilisées de différentes manières.
La station-service à hydrogène alimente de manière autonome les transports publics locaux à hydrogène de Bremerhaven. Du point de vue de la numérisation, le HyRunner doit s'intégrer parfaitement dans la chaîne de processus numérique. De plus, l'équipement technique de la logistique des données doit garantir une grande disponibilité.
Solution
Vers une intégration sectorielle intelligente grâce à une technique d'automatisation innovante
Découvrez dans la vidéo notre solution de commande sur site de la production d'hydrogène ainsi que la commande des remorques intelligentes pour hydrogène.
La transmission dans le cloud est assurée par un routeur de téléphonie mobile industriel de la série TC Router 3002T-4G installé dans l'armoire électrique. Le routeur TC MGUARD RS4000 fournit la sécurité informatique et OT nécessaire. Grâce à cet équipement, le dispositif de stockage routier peut communiquer de manière autonome et sécurisée avec le cloud. De plus, il permet un ravitaillement rapide en coordination avec les processus d'électrolyse et de stockage en amont. Par exemple, les quantités de remplissage sont déterminées, les vannes sont contrôlées et la position de la remorque est suivie par GPS. Ces fonctions sont complétées par un système intégré dans l'automate PLCnext Control pour la facturation conforme de l'hydrogène livré.
À l'emplacement des électrolyseurs, PLCnext Control est utilisé comme instance de commande supérieure. Le système de commande sur site enregistre toutes les données d'exploitation de la chaîne de processus, de l'électrolyse à la remorque-citerne. Ces données sont transmises sans fil à une unité d'évaluation centrale via le routeur TC MGUARD et une antenne.
La sécurité après défaillance est assurée par deux alimentations en tension de type QUINT4-PS combinées à un module de redondance de la gamme de produits QUINT O-Ring. La solution est complétée par cinq modules de batterie qui, associés à une QUINT4-UPS, constituent une alimentation sans interruption. De cette manière, il est possible de surmonter les coupures de courant de courte durée ou d'arrêter l'ensemble de l'installation de manière contrôlée en cas de dysfonctionnement. Cela permet d'éviter que l'installation n'atteigne un état critique en raison de la grande réactivité de l'hydrogène. Les deux unités de commande forment également une paire de redondance hautement disponible grâce au concept de redondance applicative du système (ASR). La solution de disponibilité est complétée par le réseau. Celui-ci relie entre eux les différents sous-modules du site et, grâce à sa structure en anneau, il s'avère être sans risque de défaillances individuelles.
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Conclusion
Disponibilité et sécurité maximales dans l'infrastructure de l'hydrogène
La production d'hydrogène et l'infrastructure de ravitaillement font partie du concept de base de GP Joule. Les sites sont équipés d'une technologie de commande indépendante, sont automatisés de manière autonome et sont capables de communiquer dans les deux sens avec l'intelligence cloud de GP Joule. Pour une disponibilité maximale, un matériel de commande redondant a été mis en place et est coordonné par la solution logicielle intelligente ASR (Applicative System Redundancy). Face au risque croissant de cyberattaques, des solutions de sécurité complètes ont été mises en place. L'utilisation de routeurs de télémaintenance MGUARD garantit une communication sécurisée au sein de l'écosystème de l'hydrogène. Les remorques à hydrogène jouent un rôle central en tant que réservoirs de stockage et de transport mobiles. La protection anti-explosion a été mise en œuvre de manière économique grâce à un système modulaire fonctionnel qui couvre les atmosphères explosibles et non explosibles.
Ce projet montre de manière impressionnante que des solutions et des technologies sont déjà disponibles aujourd'hui pour réaliser une All Electric Society.