WAGO Elwag: Zaawansowane sterowanie dla kolei napędzanej wodorem

Rozwiązanie WAGO
Kluczowym elementem projektu było wdrożenie niezawodnej i skalowalnej platformy automatyki. W tym celu wykorzystano sterowniki WAGO PFC200 (750-8213/040-010) wraz z rozbudowanym zestawem modułów wejść i wyjść cyfrowych, wejść analogowych oraz interfejsów komunikacyjnych CAN i RS485. Sterowniki WAGO pełnią funkcję wysp I/O odpowiedzialnych za obsługę sygnałów procesowych w kontenerze wodorowym oraz kontenerze energoelektroniki. Pierwszy z nich odpowiada za pracę podsystemu ogniw paliwowych, natomiast drugi za obsługę układów energoelektronicznych i bateryjnego magazynu energii. Dzięki modułowej architekturze platformy WAGO możliwe było elastyczne dopasowanie systemu do wymagań projektu oraz integracja wszystkich urządzeń w ramach jednego środowiska sterowania. 

Wsparcie WAGO obejmowało również dobór komponentów, konfigurację architektury systemu oraz pomoc przy uruchomieniu i programowaniu aplikacji w środowisku CODESYS.

Rezultaty
Efektem współpracy jest opracowanie kompletnego systemu sterowania dla pojazdu szynowego wykorzystującego zespół wodorowych ogniw paliwowych. W celu weryfikacji opracowanego rozwiązania powstało również kompletne stanowisko badawcze, symulujące pracę pojazdu szynowego. Stanowi ono platformę do dalszych prac badawczo-rozwojowych, umożliwiając rozwój zarówno sprzętu odpowiedzialnego za zarządzanie pracą układu, jak i oprogramowania realizującego algorytmy sterowania oraz funkcje monitoringu i zdalnej diagnostyki. 

Opracowany system został zaprojektowany z myślą o skalowalności, dzięki czemu może zostać zastosowany w różnych typach pojazdów szynowych – od lekkich pojazdów pomocniczych, przez pojazdy pasażerskie, po lokomotywy manewrowe. Architektura systemu umożliwia optymalizację pracy ogniw paliwowych, efektywne zarządzanie przepływem energii oraz współpracę z pozostałymi podsystemami pojazdu. 

W kolejnych etapach rozwoju planowane jest rozszerzenie funkcjonalności systemu o obsługę wielu stosów ogniw paliwowych, co pozwoli zwiększyć moc całego układu. Opracowane rozwiązanie może zostać również zaadaptowane do zastosowań w stacjonarnych magazynach energii oraz dostosowane do współpracy z innymi typami ogniw paliwowych. 

Korzyści
Zastosowanie rozwiązań WAGO umożliwiło stworzenie systemu, który: 
- zapewnia niezawodne sterowanie zespołem ogniwa paliwowego, 
- integruje komunikację CAN i RS485 w jednej platformie automatyki, 
- umożliwia współpracę z innymi podsystemami, w tym zasobnikami bateryjnymi, wyposażonymi w system BMS, 
- pozwala na skalowanie opracowanego systemu, poprzez łatwą rozbudowę, 
- wspiera funkcje monitoringu i zdalnej diagnostyki, 
- umożliwia zwiększenie sprawności energetycznej całego układu, 
- przyczynia się do wydłużenia żywotności stosów ogniw paliwowych, poprzez ich optymalne sterowanie. 

Technologia gotowa na przyszłość
Projekt H2CONTROL pokazuje, w jaki sposób nowoczesna automatyka przemysłowa wspiera rozwój przełomowych technologii dla transportu przyszłości. Dzięki wykorzystaniu sterowników i systemów komunikacyjnych WAGO Łukasiewicz – Poznański Instytut Technologiczny stworzył zaawansowany system sterowania dla napędu wodorowego, gotowy do dalszego rozwoju i komercjalizacji. 
Opracowywane rozwiązanie spełnia wymagania normatywne sektora kolejowego i może stać się ważnym krokiem w kierunku wdrażania bezemisyjnych technologii transportowych na rynku europejskim.