Beckhoff Applicaties:

Twizzle volledig geautomatiseerd superzeiljacht


In de zomer van 2010 vond de tewaterlating plaats van Twizzle, een 57 meter lang superzeiljacht, gebouwd door Royal Huisman in Vollenhove. Daarmee legt deze werf de lat weer een stuk hoger. De combinatie van moderne netwerktechnologie en bewezen vakmanschap resulteert in een oogverblindende schoonheid zonder compromissen wat betreft duurzaamheid, veiligheid en comfort.




Wat betreft het gebruik van netwerktechnologie en automatisering aan boord van superjachten heeft Royal Huisman inmiddels al een aanzienlijk 'track record'. Zo bouwde het in 1998 in opdracht van Netscape-eigenaar Jim Clark de Hyperion, een zeiljacht waarin alleen maar state-of-the-art computertechnologie werd toegepast. Inmiddels worden alle jachten die de werf in Vollenhove verlaten, voorzien van een modern netwerk waarin alle technische functies, maar ook die op het gebied van domotica en entertainment zijn geïntegreerd. Met het meest recente jacht, Twizzle, zet Royal Huisman opnieuw een stap richting perfectie. Als standaard voor het netwerk op Twizzle kozen de engineers van deze werf voor de PC-based besturings- en netwerktechnologie van Beckhoff.

Snel, flexibel en open
Waarom heeft Royal Huisman gekozen voor de technologie van Beckhoff? Sjoerd Schrichte, Manager System Integration Department bij Royal Huisman, en direct betrokken bij de ontwikkeling van het automatiseringssysteem van Twizzle, legt uit: "Wij automatiseren onze jachten al sinds 1995. In de beginjaren hebben we een Frans PLC-merk gebruikt, maar tegelijk zijn we steeds meer besturingen van Beckhoff gaan gebruiken. De Twizzle is het eerste project waarin we echt alle besturingstechnologie met Beckhoff-componenten uitvoeren. De eigenaar van de boot, die het bouwproces zeer nauw volgt, eist natuurlijk dat het allemaal feilloos functioneert. En dat doet het ook. Daarom blijven wij op de zelfde manier met Beckhoff verder gaan. Onze engineers hebben hier voor gekozen vanwege de grote flexibiliteit en de compacte bouwwijze. Met flexibiliteit bedoelen we dat we een bestaand netwerk gemakkelijk kunnen uitbreiden als dat nodig is. Per kopstation kunnen we 255 klemmen plaatsen waarbij we de keuze hebben uit een, twee, vier en zestien I/O-punten per klem. Dat betekent dus een enorme vrijheid. Het is ook flexibel in de zin dat het voor onze engineers eenvoudig te programmeren is. Ze gebruiken daarvoor TwinCAT en kunnen via het netwerk bij alle controllers komen. Bovendien is het een open systeem. Wij werken bijvoorbeeld met EIB-modules en die zijn daar prima aan te koppelen. Daarnaast gebruiken we de interface voor het Crestron-domoticasysteem."





Prijs
Zijn er nog andere overwegingen voor deze keuze? Schrichte: "Ja, de prijs. Dat is toch ook een factor. Want je moet altijd het budget in de gaten houden. We werken in een competitieve markt waarop we ons moeten onderscheiden. We moeten er ook hard voor knokken. Op dit moment is de hele markt sterk in beweging. Het is nu een kopersmarkt. Zo hebben we momenteel veel meer offertes uitstaan dan een jaar of 4 geleden. Mede door gebruik te maken van Beckhoff houden wij de kostprijs onder controle. Maar ook de rekenkracht of snelheid van de controller is erg goed. Deze snelheid is te danken aan de gebruikte PC-techniek."

Proefvaart
Ook wat betreft betrouwbaarheid en onderhoud scoort de Embedded PC CX9000 van Beckhoff bij Royal Huisman heel goed. Dat bleek vrijwel direct na de tewaterlating toen medewerkers van Huisman Twizzle naar Terschelling voeren om van daaruit enkele proefvaarten op de Noordzee te kunnen maken. "Tijdens de proefvaarten wordt het schip flink aan de tand gevoeld. En dat geldt natuurlijk ook voor de Embedded PC's aan boord. Deze testen komen nog eens bovenop de testen die we al op de wal hebben uitgevoerd. Hoewel de omstandigheden op de Noordzee af en toe behoorlijk ruig waren, doen alle EPC's het perfect. Sterker nog, we hebben er geen omkijken naar. En dat is wel zo prettig, vooral als het op zee zwaar weer is."

Redundant
Maar welk proces of functies heeft Royal Huisman nu met Beckhoff geautomatiseerd? "Nou, praktisch alle systemen die te maken hebben met het varen en leven aan boord. Dat geldt zowel voor het varen met de motor als onder zeil. Daarvoor hebben we bijvoorbeeld een geautomatiseerd motormanagement voor de dieselmotor en bijbehorende brandstofpompen en koelwaterpompen. Verder heeft Twizzle een uitgebreid hydraulisch systeem dat zorgt voor de aandrijving van lieren, het op- en aftuigen van zeilen, het verstellen van de masten, de ophaalbare kiel, het zwemplatform enzovoorts. Ook dat is deel van de automatisering. En dan is er natuurlijk nog het boordnet dat constant zorgt voor 400, 230 en 24 volt. Twizzle is verder uitgerust met een eigen watermaker voor de productie van drinkwater, een zuivering van afvalwater, een ventilatiesysteem, verwarming en natuurlijk airco voor alle ruimtes aan boord. Verder valt onder de automatisering een uitgebreid verlichtingsysteem, plus een systeem voor brandveiligheid, voor het sluiten van waterdichte schotten, en een security-systeem met onder meer automatische camera's en zoeklichten voor op zee. Een hele mooie tenslotte is de terugkoppeling van de roerdruk. Omdat het roer hydraulisch wordt aangedreven voel je tijdens het draaien aan het stuurwiel geen echte weerstand. Om de roerganger toch het echte roergevoel te geven, hebben we op de roerkoning of roeras rekstrookjes geplaatst. Die meten de druk op het roer. Deze data gaan naar de EPC's waarna een servowiel wordt aangestuurd die weer het stuurwiel belast. Het is wel een hele opsomming, en eigenlijk is deze nog lang niet compleet."

Ringstructuur
Hoe is het netwerk opgebouwd? "Om al deze functies op een gecontroleerde en betrouwbare wijze te besturen, hebben we 24 stuks CX9000-PC's van Beckhoff in een redundante ringstructuur aangesloten. Redundantie betekent hier dat bij een onderbreking van die ring, bijvoorbeeld doordat een kabel zou worden doorgeknipt of een stekker losgetrokken, alle CX9000-PC's bereikbaar en operationeel blijven. Het enige verschil in zo'n situatie is dat de communicatie dan nog maar één route beschikbaar heeft. Werkt ook dat niet meer, dan is er altijd nog de mogelijkheid om alles handmatig te doen. Het blijft immers een schip. Aan de redundante ring met de 24 embedded Beckhoff-PC's is ook een groot aantal Remote I/O-modules aangesloten die weer verbonden zijn met in totaal 3500 I/O's. Daarvan zijn er 2760 digitaal en 600 analoog. De verbinding met het hoger gelegen netwerk wordt verzorgd door switches. Ik geloof dat dit het grootste netwerk is dat we tot nu op een schip hebben geplaatst."

Communicatie
"De communicatie via het netwerk verloopt door middel van het standaard ethernetprotocol. Toen we nog maar net gebruik maakten van dit soort automatisering gebruikten we nog Modbus Plus (serieel). Dat is echter een passief netwerk, met alle beperkingen van dien. Nu communiceren we met de Beckhoff-PC's en de overige deelnemers op het netwerk over standaard ethernet. De PC's communiceren onderling via het open Beckhoff ethernet protocol dat een realtime karakter heeft."

Gegevens van Twizzle
Twizzle is een tweemaster, gebouwd met een 'fly-bridge'; een stuurstand die bovenop de opbouw is geplaatst en een maximaal overzicht biedt. De totale lengte is 57,49 meter. De diepgang varieert van 3,80 m tot 10,8 meter met uitgeklapt midzwaard. De breedte bedraagt 11,59 meter. Het schip is gebouwd uit aluminium en beschikt over drie dekken. De twee masten zijn van carbon fibre, waarbij de voorste is uitgerust met een beweegbaar kraaiennest voor een wijds uitzicht over zee. De hoofdmast meet 62 meter en de achtermast 55 meter boven zeeniveau. Bij een voor de windse koers kan Twizzle 2800 vierkante meter zeil voeren. Aan de wind is dat 2000 vierkante meter. Met de motor is een snelheid haalbaar van 15 knopen. Twizzle kan 44 ton brandstof bergen en weegt 550 ton. Het schip is ontworpen door Dubois Naval Architects Ltd. Het interieur werd gestyled door Redman Whiteley Dixon Ltd (RWD) en Todhunter Earle Associates, terwijl RWD ook de exterieur styling vorm gaf.

Duurzaamheid
Zowel bij de bouw als het dagelijkse gebruik van Twizzle staan duurzaamheid en een minimale 'carbon footprint' voortdurend voorop. Zo vinden er geen lozingen plaats van afvalwater in zee; een onderdeel van de certificatie door certificatiebureau Yacht Carbon Offset. Uitlaatgassen van de generatoren worden gereinigd met filters, door Royal Huisman ontwikkeld. En de resterende CO2-voetafdruk wordt gecompenseerd door groene energieprojecten elders ter wereld. Het zelfde geldt voor het gebruikte aluminium, staal en andere materialen die nodig waren voor de bouw van het jacht. Yacht Carbon Offset ziet er op toe dat deze compensatie ook daadwerkelijk plaatsvindt. Dankzij deze certificatie voldoet Twizzle aan de strengste milieueisen en is het daarom toegelaten tot alle zeegebieden, waaronder die van Alaska.

Royal Huisman, Vollenhove