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Schiffs-Automation Kleinsteuerung ahoi

| Autor / Redakteur: Michael Gulsch* / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Als einer der bedeutendsten Anbieter von Antriebslösungen unter anderem für Schiffe setzt MTU viele Komponenten und Systeme von Phoenix Contact ein. Kleinsteuerungen sorgen beispielsweise dafür, dass die unzähligen Messstellen flexibel und zuverlässig an die Leitebene angebunden werden.

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Ein Jahrhundert lang: Die Rolls-Royce Power Systems-Tochtergesellschaft MTU Friedrichshafen und ihre Vorgängergesellschaften, insbesondere Maybach-Motorenbau haben mit ihren Innovationen 100 Jahre Technikgeschichte geschrieben.
Ein Jahrhundert lang: Die Rolls-Royce Power Systems-Tochtergesellschaft MTU Friedrichshafen und ihre Vorgängergesellschaften, insbesondere Maybach-Motorenbau haben mit ihren Innovationen 100 Jahre Technikgeschichte geschrieben.
(Bild: Phoenix Contact)

MTU gehört zu den weltweit führenden Herstellern von Großdieselmotoren und kompletten Antriebssystemen. Gemeinsam mit MTU Onsite Energy zählt MTU zu den beiden Kernmarken von Rolls-Royce Power Systems. Das Produktprogramm ist das umfassendste und modernste der Branche. Es umfasst Dieselmotoren und komplette Antriebssysteme für Schiffe, schwere Land- und Schienenfahrzeuge und Industrieantriebe.

In ihrer über 100jährigen Geschichte haben die Rolls-Royce Power Systems-Tochtergesellschaft MTU Friedrichshafen und ihre Vorgängergesellschaften, insbesondere Maybach-Motorenbau, eine Vielzahl von Innovationen hervorgebracht und damit bis heute Technikgeschichte geschrieben. Die Motorenbaureihen der Marke MTU decken mit ihren verschiedenen Zylindervarianten ein breites Leistungsspektrum bis 10.000 kW ab und eignen sich daher für den Antrieb zahlreicher Fahrzeug- und Aggregatesysteme. Zu den Hauptumsatzträgern für kommerzielle Anwendungen wie Fähr- und Arbeitsschiffe, Yachten, Bahn- und Schwerfahrzeuge sowie Aggregate gehören die beiden Baureihen 2000 (300 bis 1.500 kW) und 4000 (700 bis 3.500 kW).

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Emissionen und Verbrauch stetig verbessert

Einen entscheidenden Beitrag zur Technologie-Führerschaft bei Dieselantrieben leisten die drei Schlüsselverfahren Aufladung, Einspritzung und Elektronik. Sie werden direkt bei MTU Friedrichshafen entwickelt und produziert, sodass sämtliche Antriebskomponenten perfekt aufeinander abgestimmt sind. Durch die Weiterentwicklung der Aufladungs- und Einspritztechnologie sowie der motornahen Elektronik haben sich vor allem Leistung, Emissionen und Verbrauch ständig verbessert. Darüber hinaus erlaubt das Automationssystem die Steuerung und Überwachung des Antriebssystems und der Schiffsbetriebstechnik.

MTU Friedrichshafen kann hier die gesamte technische Ausrüstung in die Schiffe integrieren. Das schließt neben den unterschiedlichen Antriebskonzepten und Getrieben die Ankopplung von Leitständen, Sensoren, Stabilisierungs-Systemen sowie Wettersensorik und Navigationssystemen ein.

Zwei verschiedene Steuerungs- und Regelungssysteme

Die modernen in Schiffen verbauten Antriebssysteme verfügen häufig über mehrere Antriebsmaschinen, die zumeist auf Sammelgetrieben arbeiten. In kombinierten Antriebsanlagen werden verschiedene Maschinentypen ausgewählt, beispielsweise eine Kombination aus Dieselmotoren und Gasturbinen. Dies hat den Vorteil, dass die Schiffe je nach Betriebszustand möglichst effizient betrieben werden können. Wird beispielsweise im offenen Gewässer viel Leistung verlangt, schaltet der Anwender die Gasturbine auf. Eine solche Konstruktion erweist sich jedoch als anspruchsvoll, weil die Getriebe sehr hohe Leistungen schalten und verteilen müssen.

Um derart komplexe Antriebe zu steuern und zu regeln, bedarf es einer ausgereiften Technik. Zur kontinuierlichen Überwachung und Ansteuerung der Motoren, Getriebe und Turbinen setzt MTU Friedrichshafen daher eine selbst entwickelte Steuerungs- und Regelungslösung ein.

Hierbei wird zwischen zwei Systemen unterschieden: dem Motormanagement- und dem Automationssystem.

Das Motormanagement-System regelt die Betriebszustände der Maschinen hinsichtlich Drehzahl und -moment sowie die Abgas-Emission.

Das Automationssystem liefert die Vorgaben für das Motormanagement-System und realisiert dazu intelligente Steuerungsfunktionen für bestimmte Manöver wie beispielsweise den Crash-Stopp. Darunter ist ein Not-Halt zu verstehen, indem der Kapitän möglichst schnell die Fahrt aus dem Schiff nimmt.

Ferner ermöglicht das Automationssystem die Steuerung des Kurses durch Beeinflussung der Drehzahl der Antriebswellen bei Schiffen mit mehr als einer Schraube. Das als Delta-Schubregelung bezeichnete Manöver hat den Vorteil, dass die Kurskorrektur aus einer differentiellen Drehzahl- und damit Schubänderung resultiert. So wird die Ruderlage umgangen, die einen erhöhten Energieaufwand für die Kurskorrektur erfordern würde.

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