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2019中國智能制造發展論壇 菲尼克斯電氣Radioline無線系統
控制系統

案例集 | 笑看風雲——基于PLCnext平台的風機葉片智慧綜合監控系統

  2019年07月19日  

  隨著風力發電機單台功率的不斷提高,風機葉片的外觀尺寸也越來越大。已運行的風電葉片易出現表面撕裂、扭轉、螺絲松動等現象,加之葉片的加工制造工藝、風場所處的自然環境,震動量及應變力會對葉片造成重大影響。葉片表面出現的裂紋、扭轉、螺絲松動將大大影響風力發電機組的運行效率,造成風機停轉,嚴重地甚至造成葉片折斷。並且,由于吊裝地點的差異,風力發電機將承受完全不同的載荷。變化莫測的風速和天氣條件也會影響機組的運行安全和使用壽命。因此,對葉片損傷的早期預警顯得十分重要。

  爲避免對附近的人員和機組自身造成危害,必須可靠地監測葉片上的結冰情況。

  雷暴閃電代表一種能對風機結構造成致命損害的高能現象。

  葉片上的風力載荷會影響機組的使用壽命。

  因此,精准地確定載荷可幫助優化機組的操作和維護。此外,在預期的使用壽命到期後,運營商可根據長期的載荷監測數據來決定機組能否獲得繼續運行的許可。

  菲尼克斯電氣智慧葉片綜合監控系統包含各種傳感器,能夠采集各種可能影響風力發電機運行的不利環境因素數據。

  葉片根部的應力傳感器提供關于拉伸和扭轉的載荷數據,可長期記錄葉輪承受的風力載荷,並可通過變槳控制器實時調整槳葉角度,優化效率,最小化軸承與材料的載荷。

  葉片上的結冰傳感器可測量冰層厚度,使機組及時切換到安全運行狀態,並在除冰後重新啓動。內置的太陽能電池和備用電池以及無線數據傳輸意味著傳感器可自給自足,不需要布線。

  安裝在葉片防雷引出線上的雷電監測傳感器,可測量雷電的頻率和能量,有助于評估損失,優化維修周期。外形緊湊的共享評估單元能夠提供系統控制數據,記錄負荷情況,優化系統運行。

  由于所有的有線傳感器都安裝在輪毂附近,分布在葉片各處的結冰傳感器以無線方式工作,因此該系統既適合新裝機組,也適用于系統改造。

  隨著運營成本的日益提升,用戶也在尋求新的技術,提升運營的經濟效益。爲了提高投資回報率,減少能源成本,可從兩個方向著手:

  首先通過技術手段,提升年發電量,延長機組壽命;其次通過管理或者技術手段,減少運營與資本投入。

  爲了達到此效果,可開展多種工作,從技術角度來說,首先要獲取相關數據並進行計算。菲尼克斯電氣PLCnext自動化控制平台非常適用于此類應用,該平台采用實時Linux系統架構,具有ESM(同步執行管理器)和GDS(全局數據空間)兩大核心技術。

  用戶可不受專屬Runtime的限制開發自動化項目,選擇擅長的編程語言進行開發,還可以使用開源軟件和App,同時支持MATLAB Simulink建模。該平台兼具了PLC的穩定性、可靠性與智能設備的開放性、靈活性,是一款非常開放的自動化平台。

  基于PLCnext 2152控制平台,菲尼克斯電氣開發了硬件模塊化、軟件平台化的智慧風機葉片綜合監控系統。利用PLCnext軟硬件架構的優勢,一方面確保數據一致性,另一方面確保數據安全性。系統使用測量信息並將它們組合以向用戶提供傳感器融合的附加信息。用戶獲得的信息遠不僅僅是測量的數據,還包括在初始值基礎上根據風機原理進行數學推導計算的值。

  此外,系統可支持根據客戶的需求展開二次開發,客戶可以輕松使用他們自己的融合算法,菲尼克斯電氣將配合進行更深入的開發。

  系統收集的所有信息都可用于監控轉動部件的狀況,還可用于控制優化的風機載荷,甚至可以防止風機大部件的結構損壞。數據可以存儲在本地sFTP服務器上,也可以通過SCADA系統顯示。另外也可使用工業以太網協議接口,如Profinet,Modbus TCP或OPC-UA等與上級系統通訊。同時,菲尼克斯電氣開發了友好的本地Web界面,供用戶進行本地測試與監控,所有過程不需要進行編程。用戶僅需要在界面上進行簡單操作即可完成既定的目標,方便進行參數設置、設備配置、監控、傳感器校正、系統診斷、事件記錄、錄波等工作。

Web界面

  得益于PLCnext平台的雲技術特點,用戶可把數據上傳至雲端,對所有風場機組數據進行監控與計算,更高效地開展工作。

  2019年,菲尼克斯電氣推出PLCnext Store,其提供的軟件應用程序可輕松擴展PLCnext控制器的功能。軟件解決方案的開發人員還可以創建自己的應用程序並提供到平台上。菲尼克斯電氣也歡迎開發者基于PLCnext平台,開發適用于葉片監測領域的APP,在技術將被業界所用的同時也會獲得經濟上的收益,帶來了一種新的商業模式。

  菲尼克斯電氣智慧葉片綜合監控系統,將爲您的風力發電機組創造更安全的運行條件,幫助您延長機組使用壽命,獲得更好的經濟收益,笑看風雲變化。

標簽:菲尼克斯電氣我要反饋
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