Technologie-Module

für High-Performance Gasmotorsteuerungen

 

Die Steuerungen moderner Gas- und Dual-Fuel-Motoren benötigen heute zuverlässige und genaue Verbrennungsdaten der einzelnen Zylinder, um die Motoren einerseits an der Belastungsgrenze mit hohen Wirkungsgraden zu fahren und andererseits gegen Überlastung zu schützen. Hier kommen unsere Technologie-Module zur effizienteren Verbrennungsregelung zum Einsatz. Die Geräte berechnen die dazu notwendigen Parameter aus den komplexen Sensorsignalen und übertragen diese direkt an die Gasmotorsteuerung.

Aktorenregelung

E²CORE

E²CORE: Der Mehrgrößenregler
für Drehzahl, Leistung, Gemisch, ...

Die einzigartige Stärke der E²CORE Module liegt in der Mehrgrößenregelung des Motors unter Einbeziehung aller zur Verfügung stehenden Stellgrößen. Das Ergebnis ist die hochdynamische Reaktion auf Abweichungen und ein besser Wirkungsgrad unter Einhaltung der Emissionsgrenzwerte.

Die Module der E²CORE-Serie sind universelle, hochdynamische und kompakte Mehrgrößenregler zur Regelung von Drehzahl, Leistung und Gemisch bei Gasmotoren. Bewährte Stellgeräte sind bereits als Profile hinterlegt und somit sofort einsatzbereit, um Drosselklappen, Abgas-Wastegates, Turbolader-Bypassventile, variable Gasmischer oder Gasdosiereinrichtungen anzusteuern. Über die CAN-Schnittstelle lassen sich die Module der E²CORE-Serie leicht in verschiedene Motorsteuerungen integrieren. Typische Eingänge für gängige Sensoren sind vorhanden. Mit unserem Servicetool E²SERVICE steht dazu ein leistungsfähiges Werkzeug für deren Einbindung, Inbetriebnahme und Service bereit.

Vorteile AVAT E²CORE

  • Schnelle und stabile Regelung von Drehzahl, Leistung, Gemisch und Ladedruck ohne Überschwingen
  • Direkte NOx-Regelung mit Cloud-Monitoring zur Einhaltung der 44. BImSchV (E²CORE-control+)
  • Direkter Anschluss der Stellgeräte und Sensoren
  • Alle Funktionen sind in einem Motorregler integriert und umfassend konfigurierbar
  • Höhere Motoreffizienz durch Wastegate-Steuerung
  • Gemischregelung von Lambda-1 oder Magermotoren
  • Eingänge für zwei Lambdasonden (E²CORE-control+)
  • Schnelle und stabile Kompensation von Temperatur- und Gasqualitätsschwankungen
  • Motordrehzahl-Messung mit Überdrehzahl-Wächter
  • Bibliothek für Bachmann-SPS inbegriffen (Weitere auf Anfrage)
  • Kompakteste Baugruppe auf dem Markt

 

E²CORE-Serie im Überblick

Der E²CORE-driver übernimmt die schnelle und genaue Positionsregelung von zwei DC-Servomotoren und einem Schrittmotor. Bewährte Stellgeräte sind bereits als Profile hinterlegt und somit sofort einsatzbereit, um Drosselklappen, Abgas-Wastegates, Turbolader-Bypassventile, variable Gasmischer oder Gasdosiereinrichtungen anzusteuern.

Der E²CORE-control regelt, zusätzlich zu den Funktionen des E²CORE-driver, autark Drehzahl, Leistung, Ladedruck und Gas-Luft-Gemisch. Darüber hinaus erfasst E²CORE-control Ladedruck und Sensoren zur Gemischregelung. Die wahre Stärke des E²CORE-control liegt in der Mehrgrößenregelung des Motors unter Einbeziehung aller zur Verfügung stehenden Stellgrößen.

Der E²CORE-control+ bringt die direkte Anbindung zweier Breitband-Lambdasonde noch mit. Die Erfassung des Lambda-Signals kann über CAN-Bus, analogem Eingang oder über den Direktanschluss am Modul erfolgen. Das Ergebnis: schnellstmögliche Reaktion auf Abweichungen und bester Wirkungsgrad unter Einhaltung der NOx-Emissionsgrenzwerte nach 44. BImSchV mit der AVAT NOx-Regelung.

Körperschallauswertung

E²KNOCKCON

Klopf- und Zündaussetzererkennung:
zuverlässig zu Land und auf hoher See

Die als Klopfsensoren bekannten Körperschallaufnehmer werden schon seit vielen Jahren zur zylinderindividuellen Klopferkennung eingesetzt. In den Signalen sind jedoch deutlich mehr Informationen enthalten. So können die E²KNOCKCON Module nicht nur zuverlässig Klopfen, sondern auch Zündaussetzer anhand des Verbrennungsgeräusches erkennen.

Die E²KNOCKCON-Serie bietet eine zuverlässige Klopf- und Zündaussetzerkennung mit hoher Empfindlichkeit in einer kompakten Bauform. Bis zu 20 Körperschallsensoren können dazu an geeigneten Stellen am Motor montiert und direkt mit dem E²KNOCKCON verbunden werden. Unser Module haben sich bereits auf mehr als 8.500 Motoren bewährt.

Mit komplexen digitalen Signalverarbeitungsalgorithmen wird die Klopfinformation auch unter schwierigen akustischen Bedingungen zuverlässig aus den üblichen Motorgeräuschen herausgefiltert. E²KNOCKCON berechnet arbeitsspielsynchron Klopfstärken und Zündzeitpunkte und überträgt diese an das Motorsteuerungssystem oder direkt an die Zündanlage.

Vorteile AVAT E²KNOCKCON

  •     Passend für jeden Motor mit den Modulen für je 4, 12 oder 20 Zylinder
  •     Zylinderindividuelle Klopferkennung
  •     Zuverlässige Erfassung von Fehlzündungen
  •     Hohe Empfindlichkeit und Selektivität
  •     Einfach Anbindung über CAN-Bus an die Motorsteuerungen
  •     Direkte Kommunikation zur Zündanlage (optional)
  •     Bibliothek für Bachmann-SPS inbegriffen (Weitere auf Anfrage)

 

E²KNOCKCON-Serie im Überblick

Mit den E²KNOCKCON-c Steuerungskomponenten stehen die kompaktestes Module zur Regelung von bis zu 20 Zylindern, mit einer Vielzahl von zusätzlichen Funktionen, für den Einsatz in stationären Gasmotoren zur Verfügung.

Mit der Marine-Version E²KNOCKCON-M, das von uns speziell für den martimen Betrieb zur OnEngine-Montage entwickelt wurde, ist der Einsatz in rauhen Umgebungen sicher möglich. Für die M-Serie steht der Marine-Zertifizierungen nach ABS, BV, DNV GL und LR nichts im Weg.

Zylinderdruckanalyse

E²PRECON

E²PRECON: Der Schlüssel zur zylinderdruck-
basierten Verbrennungsregelung großer Motoren

Die Messung des Druckverlaufs in den Zylindern ist die beste Methode, um präzise Verbrennungs-Kennzahlen zu gewinnen. Die E²PRECON Module errechnen für jeden Zylinder und jede einzelne Verbrennung präzise Leistung, Spitzendruck, Klopfstärke und den zeitlichen Verlauf der Verbrennung.

Mit der E²PRECON-Serie leisten wir im Bereich der zylinderdruckgeführten Motorregelung seit 2006 Pionierarbeit. E²PRECON bietet daher umfassende Echtzeit-Zylinderdruckanalysen und unterstützt eine breite Palette von Zylinderdrucksensoren von verschiedenen Herstellern.

Unter Einbeziehung thermodynamischer Motormodelle berechnen die Module den Heizverlauf. Daraus werden die wichtigsten Verbrennungskenngrößen wie Verbrennungsbeginn (SoC), Brenndauer (DoC) und Verbrennungsschwerpunkt (CoC) berechnet - der indizierter Mitteldruck (IMEP), Spitzendruck und Klopfstärke werden ebenfalls ausgegeben.

Vorteile AVAT E²PRECON

  • Passend für jeden Motor mit den Modulen für je 4, 12 oder 20 Zylinder
  • Zylinderdruck-basierte Verbrennungsregelung
  • Zylinderindividuelle Verbrennungskenngrößen
  • Ermöglicht Balancing, Fehlzündungs- und Klopferkennung
  • Ein Service-Tool für Diagnose & Optimierung (optional)
  • Bibliothek für Bachmann-SPS inbegriffen (Weitere auf Anfrage)

 

E²PRECON-Serie im Überblick

Mit den E²PRECON-c Steuerungskomponenten stehen die kompaktesten Module für eine zylinderdruck-basierte Verbrennungsregelung von bis zu 20 Zylindern, mit einer Vielzahl von zusätzlichen Funktionen, für den Einsatz bei stationären Gasmotoren zur Verfügung.

Mit der Marine-Version E²PRECON-M, die von uns speziell für den maritimen Betrieb zur On-Engine-Montage entwickelt wurde, ist der Einsatz in rauen Umgebungen sicher möglich. Für die M-Serie steht der Marine-Zertifizierungen nach ABS, BV, DNV GL und LR nichts im Weg.

NOx-Emissionen

AVAT NOx-Regelung

NOx-Regelung: BImSchV-konform
geregelter Motorbetrieb in Echtzeit

Mit der AVAT NOx-Regelung  steht eine ganzheitliche Lösung zur Einhaltung der NOx-Emissionsgrenzwerte nach 44. BImSchV bereit. Mittels der Lambdasonden-Anbindung des Mehrgrößenreglers  E²CORE-control+ wird das Zusammenspiel von Motor und SCR-Katalysator im laufenden Motorbetrieb direkt einregelt.

Betreiber von Energieerzeugungsanlagen mit BHKW-Gasmotoren müssen mittlerweile genau nachweisen, dass die gesetzten Grenzwerte einhalten werden. Technisch wird die Vorgabe der 44. Bundes-Immissionsschutz-Verordnung (BImSchV) oftmals durch kleine NOx-Boxen gelöst, die die Stickoxidkonzentration im Abgas kontinuierlich messen und aufzeichnen. Das allein löst aber nur die Hälfte der Herausforderung vieler Anlagenbetreiber.

Denn, an den NOx-Werten des Motors ändert ein schlichtes Monitoring nichts. Erzeuger, Versorger, Bevölkerung und Umwelt profitieren erst von technischen NOx-Lösungen, wenn diese aktiv den Verbrennungsprozess regeln und so auch tatsächlich weniger Stickoxide emittiert sowie die Grenzwerte verlässlich eingehalten werden.

Vorteile AVAT NOx-Regelung

  • Direkte Regelung, inklusive Cloud-Monitoring, zur Einhaltung der NOx-Emissionsgrenzwerte nach 44. BImSchV
  • Deutlich minimierteres Risiko der NOx-Überschreitung, die Betreiber zu harten Eingriffen oder einer Behördenmeldung zwingt
  • Zuverlässiger Motorbetrieb ohne Sicherheitsabstand zu den NOx-Grenzwerten für einen weiterhin hohem Wirkungsgrad
  • Hybridregelung bei Magermotoren mit Lambdaregelung auf innermotorische NOx-Werte und anschließender AdBlue Beimischung
  • Die Stabilhaltung des Wirkungsgrad an der Leistungsgrenze amortisiert die Anschaffungskosten bereits nach kurzer Zeit

 

Innerhalb unserer Gasmotor- und BHKW-Komplettsteuerung E²CON-CHP,  ist der Mehrgrößenregler E²CORE-control+  bereits serienmäßig verbaut und steht zur Regelung des Sondenbetriebs, der Verarbeitung der nach BImSchV und VDMA6299 plausibilisierten Messdaten (30-Minuten-Mittelwerte & Tagesmittelwerte) sowie zur kontinuierlichen Überwachung bereit. Aus den Betriebsinformationen des Gasmotors und der NOx-Messung vor dem SCR-Katalysator ermittelt die E²CON-CHP Motorsteuerung die erforderliche AdBlue-Menge und gibt diese umgehend an das SCR-System weiter. Dadurch kann der Motor genau auf den vorab parametriertem NOx-Werten weiterhin optimal gefahren werden. Der laufende Plausibilitätscheck erkennt fehlerhafte Messwerte der NOx-Sonde. Um den Motor nicht durch Klopfen oder Zündaussetzer zu gefährden, wechselt E²CORE-control+ in diesem Fall automatisch auf ein sicheres Regelverfahren ohne NOx-Messung.

NOx-Werte überall im Griff

Alle NOx- und SCR-Messwerte werden in der Motor-Betriebshistorie mit aufgezeichnet, sind in den bekannten Snapshots der Servicesoftware E²SERVICE enthalten und stehen zur hochauflösenden Diagnose von jedem Ort der Welt bereit. Dafür überträgt das E²CON-CHP Motorsteuerungssystem zyklisch die Messwerte verschlüsselt in die AVAT CLOUD. Bei Ausfall der Internet-Verbindung werden nicht übertragene Daten gesendet, sobald die Verbindung wieder besteht. Bei Auftreten eines als meldepflichtig klassifizierten Ereignisses wird automatisch eine E-Mail zur Benachrichtigung an eine hinterlegte Adresse versendet.

In der AVAT CLOUD  können deutlich mehr Daten aufgezeichnet werden, als viele der derzeit am Markt erhältlichen NOx-Boxen liefern, von allen angeschlossenen Anlagen mit einer Mindest-Speichertiefe von 6 Jahren archiviert und einfach für die Weiterverarbeitung exportiert werden. Der Zugriff auf die Daten kann von jedem Rechner per Browser erfolgen und ist selbstverständlich verschlüsselt und passwortgeschützt.

Unser Cloud-Dashboard umfasst

  • Status der Anlagen hinsichtlich Emissionseinhaltung
  • Komplettdarstellung aller emissionsrelevanten Ereignisse
  • Verlauf der protokollierten Messwerte über Tage, Wochen, Monate und Jahre