Entwicklung einer Testumgebung für die EMV-Bewertung von Funkstandards bezüglich ihrer Verwendbarkeit zur drahtlosen Sensordatenübertragung in Maschinenräumen von Container- und Kreuzfahrtschiffen

Conference: EMV 2008 - Internationale Fachmesse und Kongress für Elektromagnetische Verträglichkeit
02/19/2008 - 02/21/2008 at Düsseldorf

Proceedings: EMV 2008

Pages: 8Language: germanTyp: PDF

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Authors:
Pilsak, Tobias; Haseborg, Jan Luiken ter (Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Messtechnik / EMV)

Abstract:
Über den Wasserweg werden etwa 95 % aller Waren befördert. Dies stellt bei einem rapide wachsenden Welthandel neue Ansprüche an moderne Containerschiffe, die nicht nur immer größer, sondern durch den Einsatz elektronischer Steuerungs- und Regelungssysteme immer komplexer werden. Vor einer ganz ähnlichen Problematik stehen Hersteller und Reeder von Kreuzfahrtschiffen. Auch diese Schiffe werden immer leistungsfähiger, und stehen im weltweiten Wettbewerb der Werften unter erheblichem Kostendruck. Gerade im Maschinenraum stellt eine Vielzahl von Sensoren – leicht mehr als 15000 Stück – einen fehlerfreien Betrieb des Antriebs und anderer Systeme sicher. Hierbei handelt es sich vorranging um Temperatur-, Druck- und Füllstandssensoren. Aber auch eine Vielzahl von Schalterpositionen müssen überwacht werden. Die Fülle von Sensoren wird dabei per Kabel mit dem Steuerrechner verbunden und üblicherweise jede Sekunde abgefragt. Der hohe Verkabelungsaufwand führt zu hohen Kosten bei der Herstellung und Wartung. Darüber hinaus wirkt sich die hohe Anzahl von Leitungen und Kontakten negativ auf die Zuverlässigkeit aus, da über lange Strecken die Pegelstände unter Umständen nicht mehr korrekt erkannt werden. Buslösungen finden bisher aus Kostengründen nur vereinzelt Anwendung. Ziel dieser Arbeit ist es, ausgewählte Funkstandards grundsätzlich auf ihre Tauglichkeit für die Sensordatenübertragung im elektromagnetisch zum Teil stark gestörten Maschinenraum hin zu untersuchen. Ein Schwerpunkt der Untersuchung liegt dabei auf der Fragestellung, bis zu welchem Störpegel eine fehlerfreie Übertragung möglich ist. Anschließend werden die Ergebnisse unter Berücksichtigung der speziellen Eigenschaften der Funkstandards diskutiert. Hierfür wurden Messungen in Schiffsmaschinenräumen durchgeführt und anschließend ein System entwickelt, welches die komplexen Funkbedingungen im Schiffsmaschinenraum (breitbandige und schmalbandige Störer wirken gleichzeitig) im Labor realitätsnah nachbildet. Hierdurch können Voruntersuchungen realitätsnah auch im Labor durchgeführt werden, ohne dass dabei immer wieder kostspielige und zeitintensive Messungen auf fahrenden Schiffen notwendig sind. Der Prüfling wird dabei nicht wie üblich mit einem langsam in der Frequenz veränderlichen Signal stimuliert, sondern gleichzeitig mit einem realitätsnahen Gemisch schmalbandiger und breitbandiger Störungen beaufschlagt. Durch Anhebung des Gesamtpegels kann die Systemreserve bis zum Ausfall ermittelt werden.