Die Vorgaben der ESA für den Bau des Transportschiffs Canopée waren herausfordernd: Bei der Konstruktion des Frachters wurde viel Wert daraufgelegt, dass alle Teile der Rakete mit einer einzigen Fahrt befördert werden und die empfindlichen Komponenten sicher beim Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana ankommen. Dazu muss die Canopée auch den schmalen und flachen Fluss Kourou befahren können. Zudem sollte das Schiff mit den neuesten Technologien für eine möglichst emissionsfreie und wirtschaftliche Fahrt ausgerüstet werden.
Innovation im Transportschiff
Entstanden ist ein 121 Meter langes und 22 Meter breites Transportschiff mit einem Tiefgang von nur 3,80 Metern im Flussbetrieb. Das Besondere an der Canopée sind jedoch die vier jeweils 363 Quadratmeter großen elektrisch verstell- und einklappbaren Gelenkflügel, die als Segel fungieren. Diese tragen wesentlich dazu bei, den Treibstoffverbrauch und damit schädliche Emissionen zu reduzieren. Zusätzlich ist das Schiff mit Dieselmotoren ausgestattet.
Zertifizierte Hardware
Die Elektroinstallationen, das Energiemanagement- und das Maschinenraum-Alarmsystem der Canopée wurden von Controllable Systems BV, kurz C-Systems, mit Sitz in den Niederlanden entwickelt. Das junge und dynamische Unternehmen hat sich auf die Umsetzung von Steuerungen und Softwaresystemen unter anderem im Schiffsbau spezialisiert. Ein wichtiger Teil des von C-Systems entwickelten Systems sind die robusten und für den maritimen Einsatz zertifizierten Bachmann-Prozessormodule aus der M200-Serie.
Steuerung im rauen Umfeld
Das M200-System kann aufgrund seines breiten Spektrums an CPUs auf der Basis industrieller (Atom-)Prozessoren und eines umfangreichen Angebots von Ein-/Ausgangsmodulen individuelle Anforderungen wie in diesem Projekt erfüllen. Echtzeitfähige Bussysteme erlauben eine Dezentralisierung der Automatisierung ohne Leistungseinbußen. Für sehr harte Umgebungsbedingungen konzipiert, soll die M200-Serie einen störungsfreien Einsatz sicherstellen und ist lüfterlos bei einer Umgebungstemperatur von -40 bis +70 °C einsetzbar. Eine auf Netzwerkfähigkeit ausgelegte Systemarchitektur ermöglicht die Integration in das Umfeld der Steuerungs- und Anlagenperipherie. Real-Time-Ethernet erlaubt die echtzeitfähige Vernetzung von Steuerungen, und die Unterstützung gängiger Feldbussysteme hilft bei der standardisierten Anbindung externer Komponenten.
Visualisierung mit Atvise
Als Scada-System und Human Machine Interface wurde die OPC UA-basierte Software Atvise Scada von Bachmann Electronic installiert. Diese Software für professionelle Automatisierungs- und Leitstandtechnik ist aufgrund ihrer generischen Struktur in vielen Anwendungsgebieten und Branchen wie Energie, Anlagen- und Maschinenbau, maritime Anwendungen oder der Logistik einsetzbar. Der Aufbau der Anwendung erlaubt eine Skalierung von sehr kleinen Anwendungen mit wenig Dutzend Informationspunkten bis zu Großanlagentechnik mit mehreren 100.000 Prozessgrößen. Oberflächen werden mit Web-Technologien dargestellt, damit entfällt die Installation auf den HMI-Geräten: Die Visualisierung läuft auf allen geeigneten Browsern und ist unabhängig von Bildschirmgrößen und -auflösungen. Überzeugt haben dabei in diesem Projekt vor allem die einfache Einrichtung der Redundanz sowie die Kommunikationsschnittstellen Atvise Connect. „Mit nur wenigen Klicks konnten wir ein vollständig redundantes System mit intelligenter Datenverwaltung konfigurieren. Auch die sichere Einbindung weiterer Schiffssysteme war durch die vorhandenen Schnittstellen ohne Probleme möglich. Das war sehr beeindruckend und hat uns viel Zeit erspart“, sagt Jeroen Nobel, leitender Entwickler bei C-Systems.
Komplexes Alarmsystem
Insgesamt gibt es auf dem Transportschiff etwa 1200 Alarmpunkte und bis zu 600 Datenpunkte, die aufgezeichnet werden. Neben der Analyse von Echtzeit-Daten wurden auch eine Reihe von Trend-Alarmen implementiert. Dabei prüft das System den aktuellen Wert eines Parameters und vergleicht ihn mit dem historischen Verlauf. Dafür benötigt das System Daten über einen bestimmten Zeitraum in der Vergangenheit. Allerdings ist Speicherplatz auf einem Schiff meist begrenzt. „Die Herausforderung bestand darin, die gespeicherten Daten zu minimieren, ohne dabei Aktualität und Genauigkeit einzubüßen“, erläutert Nobel. „Mit dem von uns entwickelten Alarmsystem können wir Daten für zwölf Monate speichern.“
Zuverlässiger Partner
Der Bau der Canopée war an einen knappen Zeitplan gebunden. Deshalb war es für C-Systems wichtig, mit zuverlässigen Partnern zu arbeiten. „Wir kannten Bachmann bereits aus anderen Projekten. Die Produkte und der Support sind hervorragend und die Lieferzeiten einfach unschlagbar“, schildert Arco Boon, Geschäftsführer bei C-Systems. Die ersten Transatlantiküberquerungen hat die Canopée problemlos gemeistert – zuerst allerdings ohne Segel. Die Montage der sogenannten Tragflächensegel war im Herbst 2023 ein weiterer Schritt in Richtung emissionsfreier Schifffahrt.
Bilder der Seite: Bachmann Electronic
