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ODC Marine e MARINELEC innovano nel monitoraggio dei sistemi di propulsione elettrica

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Un partenariato di fiducia per una soluzione made in France

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Il mercato delle navi a propulsione elettrica che operano in ambienti sensibili, nella navigazione interna e nelle aree marine protette è in pieno boom. Ciò rappresenta non solo una riduzione dell'impronta ecologica del trasporto marittimo e fluviale, ma anche un cambiamento tecnologico. Queste imbarcazioni all'avanguardia, che integrano una quantità crescente di attrezzature per garantire sicurezza e comfort a bordo, sono anche più complesse e richiedono il monitoraggio di tutta una serie di dati. Per semplificare l'accesso alle informazioni dal ponte e consentire al capitano di prendere le giuste decisioni per proteggere i suoi passeggeri e l'equipaggio, i cantieri ODC Marine hanno chiesto a MARINELEC Technologies di sviluppare un'interfaccia unica che raccolga tutte le informazioni e i comandi della nave da monitorare

Un partenariato di fiducia per una soluzione made in France

MARINELEC Technologies e ODC Marine hanno specificato e sviluppato congiuntamente il sistema di monitoraggio di supervisione per le navi ibride ed elettriche costruite dal cantiere. "Tutte le attrezzature di sicurezza delle nostre navi sono costruite e fornite da MARINELEC Technologies, nostro partner di lunga data", spiega Stéphane Gonnetand, direttore associato del cantiere, che sottolinea che, pur avendo sede in Cina, l'azienda rimane francese e cerca di esportare il know-how e i componenti francesi". Raccoglie tutte le informazioni relative alla nave. Era essenziale sviluppare un sistema con un partner di fiducia che conosca i vincoli dell'ambiente marino e che abbia le migliori competenze in termini di norme. MARINELEC Technologies dispone già di sistemi di monitoraggio che raggruppano tutti i sistemi di sicurezza. Abbiamo anche voluto centralizzare le informazioni che riguardano le nostre navi, comprese le apparecchiature legate alla propulsione elettronica. Abbiamo iniziato la nostra prima nave ibrida circa due anni fa e oggi siamo riusciti a standardizzare l'architettura del nuovo sistema che può evolvere in base alla natura specifica di ogni nuova imbarcazione, secondo le esigenze dell'armatore; ciò che è diverso oggi è la potenza del computer e del monitor del ponte"

Protocolli di comunicazione adatti alla propulsione elettronica

I prodotti per il monitoraggio di MARINELEC Technologies sono "personalizzabili" e possono essere adattati alle diverse imbarcazioni monitorate. La spedizione elettrica prevede il monitoraggio di nuove apparecchiature come banchi batterie o caricabatterie, sviluppati originariamente per l'industria terrestre. Essi utilizzano sistemi di comunicazione come il CAN, che sono estremamente bravi ad evitare i disturbi elettromagnetici, e non sono così usuali nell'elettronica marina, ma sono molto diffusi quando si tratta di propulsione elettronica:

« Abbiamo dovuto adattare i protocolli di comunicazione dei nostri sistemi in modo che fossero compatibili con i sistemi elettrici dell'imbarcazione" spiega Jean-Marc Autret, responsabile dell'ufficio di progettazione di MARINELEC Technologies. "La propulsione elettronica, cioè il motore o i motori elettrici, i caricabatterie o il banco batterie composto da più celle, generano informazioni complementari e quindi ogni parametro deve essere monitorato: tensione, corrente e temperatura della batteria; regime del motore, corrente, coppia e temperatura, ecc. Abbiamo incorporato componenti specifici che sono stati selezionati con attenzione per garantire che siano conformi agli standard di sicurezza e di qualità applicabili nel settore marittimo. Con il nostro corrispondente Jean-Benoît Delpy, con sede in Cina, siamo stati in grado di organizzare discussioni tecniche con i produttori di tutto il mondo, per capire come funzionava il sistema di gestione della potenza delle batterie. Questa flessibilità e le conoscenze tecniche hanno permesso di incorporare nuove apparecchiature nei sistemi di monitoraggio di MARINELEC Technologies che sono ancora oggi molto più avanti rispetto al mercato"

I produttori di caricabatterie e batterie elettriche comunicano anche attraverso un'interfaccia CAN. Tuttavia, essi utilizzano protocolli specifici per le proprie apparecchiature, ai quali, grazie alla sua esperienza, MARINELEC Technologies è riuscita ad adattare il suo programma di automi. Per l'interfaccia di comunicazione fisica CAN, l'ufficio progettazione ha lavorato sul protocollo standardizzato NMEA 2000 che viene sempre più adottato dai produttori di motori. Questa iniziativa di ricerca e sviluppo ha portato la MARINELEC Technologies a poter adattare i suoi programmi automata a qualsiasi richiesta di funzionalità utilizzando questa norma.

Nel frattempo, nel cantiere navale, ODC Marine ha modificato il design di tutti gli impianti elettrici dell'imbarcazione per ottimizzare il monitoraggio. L'utilizzo del CAN bus ha permesso di alleggerire il cavo della nave "di circa il 30%" Stéphane Gonnetand ci assicura. La comunicazione multiplexata permette a diversi dati di viaggiare su due soli fili. "Questo risparmio è stato reinvestito in un isolamento acustico supplementare e nel comfort per l'equipaggio. Questo ha anche permesso al cantiere di standardizzare l'architettura di rete. Abbiamo già consegnato 5 navi e altre 3 sono in costruzione, tutte dotate di questi sistemi e che ogni volta incorporano nuove attrezzature. Sia che colleghiamo o meno il componente, l'architettura è sempre la stessa. Questo è un risparmio significativo in termini di ingegneria" aggiunge il direttore associato del cantiere.

Un sistema intuitivo, efficiente e ad alte prestazioni

MARINELEC e ODC Marine hanno cercato di rendere il sistema il più semplice possibile per un equipaggio che non ha esperienza di una nave ibrida. MARINELEC ha sviluppato programmi specifici per i suoi automi e anche un'interfaccia ergonomica e intuitiva con un touch screen e pittogrammi facili da identificare. A colpo d'occhio, il capitano può vedere lo stato dei sistemi critici dell'imbarcazione che sono tutti collegati al sistema di monitoraggio.

Questo sistema di timoneria è composto da un touch screen - un computer altamente resistente (interfaccia uomo-macchina) - che interagisce con un automa alloggiato in un compartimento formato da schede elettroniche che comunicano con una rete CAN bus o direttamente con un sistema. Si tratta di un'apparecchiatura con una durata di vita in servizio di decine di migliaia di ore. L'obiettivo era quello di migliorare la sicurezza e di facilitare il processo decisionale allertando in tempo reale il proprietario dell'imbarcazione in caso di anomalie tramite un allarme. Tutti i sistemi di monitoraggio di MARINELEC Technologies sono proattivi, attivandosi a monte di qualsiasi guasto o incidente. Ciò garantisce la sicurezza delle attrezzature e dell'equipaggio e l'ottimizzazione della manutenzione.

Uno strumento di ottimizzazione della manutenzione

Il sistema consente inoltre di migliorare la manutenzione di recipienti e apparecchiature sempre più complesse e comunicanti. I sistemi MARINELEC consentono di gestire i numerosi allarmi di queste recenti tecnologie. Un'unica interfaccia centralizza tutte le informazioni e, rendendole intelligenti, è possibile effettuare una manutenzione preventiva. Questo è fondamentale per i recipienti ibridi con banchi batterie, pompe di raffreddamento e motori elettrici, che richiedono tutti un'attenzione particolare per garantire una maggiore durata in servizio. MARINELEC ha così sviluppato specifiche caratteristiche di manutenzione preventiva, come i contatori di tempo e gli allarmi di pre-fallimento. Questi fungono da guida per la manutenzione dell'intera imbarcazione per il cliente, in modo da ottimizzarne l'utilizzo.

Il cantiere ha anche pianificato la manutenzione a distanza. Il sistema di monitoraggio MARINELEC si adatta perfettamente alle attuali imbarcazioni collegate. Per ODC Marine, l'azienda di elettronica marina si sta muovendo verso la gestione delle informazioni a passi da gigante. "La connessione remota consente al pilota di essere guidato dal ponte nello stesso modo in cui ci si rivolgerebbe ad un tecnico per il computer dell'ufficio. Questo è ancora più critico per le imbarcazioni elettriche e ibride" spiega Stéphane Gonnetand. "Quando c'è un banco di 90-120 batterie, il sistema di monitoraggio svolge un ruolo essenziale per una prognosi accurata e per la sicurezza". Monitoriamo molte informazioni che non sono possibili ad occhio nudo"

Verso navi autonome?

Le navi elettriche e ibride si avvalgono di nuove tecnologie che richiedono una prognosi più estesa per prolungare la loro vita in servizio e anticipare l'usura precoce. La centralizzazione delle informazioni può essere portata avanti da un sistema analitico come ECOMER di MARINELEC, che permette di raccogliere, memorizzare e interpretare i dati per anticipare i guasti e ottimizzare i consumi e la manutenzione: per conoscere veramente la vostra nave

ODC Marine sta ulteriormente anticipando il futuro con l'idea di passare da una nave collegata ad una nave autonoma. Le tecnologie digitali aiuteranno i piloti di domani ad entrare in porto, a manovrare o anche a svolgere alcune difficili operazioni in mare che l'equipaggio non vuole più fare. I cantieri e i produttori di attrezzature del settore navale proporranno assistenza per nuovi servizi. MARINELEC sta lavorando su questi sviluppi futuri a fianco dell'industria, portando analisi approfondite e la sua esperienza.