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Monitoramento de turbinas eólicas Monitoramento de integridade estrutural e monitoramento de condições de turbinas eólicas

Os sistemas de aquisição de dados Dewesoft são usados em turbinas eólicas offshore para monitoramento on-line das condições das turbinas eólicas e monitoramento da integridade estrutural das turbinas eólicas com o objetivo de reduzir o custo da energia eólica e otimizar o ROI.

O sistema de monitoramento de condição fornece alta quantidade de canais distribuída e monitoramento remoto. Oferecemos uma solução pronta para uso, desde sistemas DAQ, registradores de dados até sensores, juntamente com processamento de dados baseado em Windows e software de monitoramento de alto nível baseado em nuvem.

Data logger

Vibrações

IEPE

Tensão e estresse

Ponte Completa

Meia Ponte

Ponte Quarter

Força

Ângulo

Orientação

Temperatura

Par termoelétrico

RTD

Compatível com TEDS

GPS e GLONASS

Vídeo

EtherCAT

OPC UA

XCP/CCP

Sem ventoinha

IP67

LAN

Avaliação de choque 100g

-40°C a +85°C

Monitoramento de turbinas eólicas Destaques

Solução completa turn-Key

O sistema de monitoramento de condição Dewesoft é uma solução completa, incluindo sistemas de condicionamento de sinal de alta precisão, software de aquisição e processamento de dados, sensores e acessórios que são usados no monitoramento de condições e condições estruturais de torres de turbinas eólicas.

Sistema totalmente distribuído

Os dispositivos DAWesoft DAQ foram projetados para serem distribuídos sob qualquer condição. A tecnologia EtherCAT permite que os dispositivos sejam colocados perto dos sensores e conectados com um único cabo para alimentação, dados e sincronização. O cabo pode abranger até 100 m entre nós DAQ ou praticamente ilimitado usando conversores de EtherCAT para fibra óptica.

Suporte para qualquer sensor

Amplificadores de entrada oferecem suporte para qualquer medidor de tensão, acelerômetro de baixa frequência, temperatura, clima, energia eólica e sensores de monitoramento de desempenho de turbinas eólicas.

Perfeitamente sincronizados

Todos os canais de dados são sincronizados bem abaixo da precisão de microssegundos, necessária para análises estruturais profundas.

Faixa dinâmica surpreendente

Com faixas dinâmicas de até 160 dB, nossos clientes afirmam que podem perceber peixes atingindo a estrutura.

Ampla variedade de configurações

Desde unidades IP67 extremamente robustas com faixa dinâmica muito alta até soluções econômicas, oferece uma abordagem personalizada para praticamente qualquer estrutura, com a possibilidade de monitorar e analisar milhares de pontos de dados.

Poderoso software

O software DewesoftX oferece diagnóstico em tempo real, pré-processamento e redução de dados com matemática avançada. Uma grande variedade de opções de armazenamento é possível com poderosas opções de visualização.

Análise Modal Operacional (OMA)

Use dados de tempo registrados para estimar modelos modais. Com o OMA, a dinâmica das vibrações estruturais pode ser determinada diretamente a partir dos dados de entrada do sensor através do software Dewesoft ARTeMIS OMA.

Interfaces abertas

Usando o DewesoftX, os dados estão disponíveis em diversos formatos, desde dados exportados até a interface OPC UA ao vivo ou modernos serviços de dados em nuvem.

Operação remota

Todo o sistema pode ser operado remotamente, oferecendo armazenamento acionado por trigger, alarmes e outros recursos de monitoramento com recursos para armazenar dados localmente ou em locais remotos distantes.

Software incluído

Todos os sistemas de recolha de dados Dewesoft incluem o premiado software de recolha de dados DewesoftX. O software é fácil de utilizar, mas muito abrangente e rico em funcionalidades. Todas as actualizações de software são sempre gratuitas, sem licenças ocultas ou taxas de manutenção anuais.

Qualidade Dewesoft e garantia de 7 anos

Aproveite nossa garantia de 7 anos líder do setor. Os nossos sistemas de aquisição de dados são fabricados na Europa, utilizando apenas os mais elevados padrões de qualidade de construção. Oferecemos suporte técnico gratuito e focado no cliente. Seu investimento nas soluções Dewesoft estará protegido por muitos anos.

Monitorização do estado das turbinas eólicas

Monitorização do estado das turbinas eólicas tem como objetivo detetar alterações no comportamento das turbinas eólicas o mais cedo possível. O principal objetivo é prever o desenvolvimento de falhas, a fim de minimizar a degradação do desempenho e o custo económico. É efectuada através da monitorização constante de parâmetros específicos e da sua comparação com parâmetros obtidos durante o comportamento operacional "normal".

A monitorização de condições centra-se em monitorização dos componentes da transmissão de turbinas eólicas. A Dewesoft oferece soluções de monitorização de condições para qualquer tipo de maquinaria rotativa, como veios, rolamentos, caixas de velocidades e geradores.

Os sensores mais utilizados para a monitorização do estado das turbinas eólicas são

Acelerómetros para detetar falhas nos rolamentos e nos dentes das engrenagens.
Sensores de temperatura para detetar o sobreaquecimento.
Sensores de pressão.
Sensores de velocidade de rotação - para efetuar a análise do seguimento de ordens em turbinas eólicas de velocidade variável.
Pinças de corrente para medir sinais de corrente para identificação de falhas em geradores.
Sensores à base de óleo - para detetar o teor de água, detritos, concentração de partículas.

Mais informações emd Solução de monitorização de condições Dewesoft.

Monitoramento de integridade estrutural de turbinas eólicas

O monitoramento de condição no caso de componentes estruturais, como fundações, lâminas e torres, é denominado Monitoramento de integridade estrutural. Falhas de componentes estruturais da turbina eólica podem afetar significativamente os custos operacionais da turbina eólica e, em alguns casos, podem resultar na perda total da turbina (colapso da torre).

As turbinas eólicas offshore estão particularmente expostas a ambientes hostis (vento, carga das ondas, tensão, corrosão) e maior risco. Portanto, é essencial realizar o monitoramento dos componentes estruturais para reduzir os custos de manutenção e evitar falhas catastróficas.

Os sensores mais comuns para monitoramento de integridade estrutural de turbinas eólicas são:

Acelerômetros para realizar OMA (Análise Modal Operacional).
Medidores de tensão para verificar as suposições do projeto sob cargas aplicadas
Sensores de temperatura - especialmente em combinação com medidores de tensão para compensação de temperatura.
Inclinômetros para monitorar a estabilidade da torre.
Anemômetros - para monitorar a velocidade e direção do vento.
Radares de ondas - para monitorar a altura das ondas.

A Dewesoft pode oferecer uma solução SHM completa para monitorar todos os parâmetros necessários (vibração, deformação, inclinação, medições de temperatura) necessários para avaliar a condição dos componentes estruturais da turbina eólica.

Monitoramento de vibração de turbinas eólicas

O monitoramento de vibração de turbinas eólicas é a técnica mais comumente usada no monitoramento de condições de turbinas eólicas devido ao fato de que a maioria dos danos em máquinas rotativas são refletidos como níveis de vibração mais elevados em frequências específicas para uma falha em desenvolvimento.

No caso do Monitoramento da Integridade Estrutural, os dados de vibração são coletados para realizar a técnica de Análise Modal Operacional, a fim de detectar falhas em desenvolvimento. Mudanças nas propriedades geométricas e de rigidez são refletidas como mudanças nas propriedades modais, como formas modais, taxas de amortecimento e frequências naturais.

A Dewesoft oferece acelerômetros 3 axiais de última geração com aquisição de dados integrada ( IOLITE-3xMEMS-ACC ) projetados especificamente para monitoramento de vibração de estruturas. O software de processamento de dados DewesoftX oferece uma ampla gama de recursos matemáticos de vibração. As opções de exportação estão disponíveis para facilitar o desempenho da Análise Modal Operacional e avaliação da saúde estrutural.

Instrumentação de monitoramento para turbinas eólica

Medição de aceleração e inclinação: Dewesoft IOLITEiw-3xMEMS-ACC-INC é um acelerômetro MEMS triaxial e inclinômetro estático com uma interface EtherCAT. Oferece faixa de medição de 8 g para análise de vibração de turbinas eólicas.
Painéis: A Dewesoft pode fornecer painéis feitos sob medida com toda a instrumentação pré-instalada.
PC industrial: Podemos fornecer nossos próprios computadores industriais ou de terceiros. Este executará nosso software DewesoftX para aquisição dos sensores instalados. Fonte de alimentação e UPS também estão disponíveis.
Cabos: Um único cabo CAT6 é usado para encadear os dispositivos EtherCAT. Oferecemos cabos de baixo custo a robustos de ponta (resistente a UV, resistente a óleo, resistente a ozônio, resistente à água e umidade, blindado, retardador de chama, baixa emissão de fumaça e outros gases ácidos, livre de halogênio), bem como Cabos certificados off-shore (resistentes a MUD seguindo NEK 606).
Suportes de montagem: Suportes de montagem feitos sob medida e outros acessórios podem ser fornecidos pela Dewesoft.
Outros acessórios: Pode ser fornecida proteção contra rompimento do cabo para evitar entortar ou esmagar o cabo. Abraçadeiras de cabos (também com ímãs) para fixar cabos em torres onde bandejas de cabos não estão disponíveis podem ser fornecidas mediante solicitação.

Arquitetura do sistema de monitoramento

O sistema de monitoramento Dewesoft é baseado em dispositivos de aquisição de dados distribuídos com uma interface EtherCAT. Os dispositivos DAQ são conectados em série usando um único cabo para comunicação de dados, alimentação e sincronização. Os dispositivos atuam como dispositivos escravos EtherCAT, enquanto o PC que executa o software DewesoftX atua como um mestre EtherCAT.

Os dados brutos de dispositivos DAQ são coletados e processados por unidades de medida executando o software de aquisição de dados DewesoftX . Ele oferece uma ampla gama de recursos matemáticos e de gravação acionados configuráveis. Os dados podem ser enviados pela rede TCP / IP para a fábrica ou servidor em nuvem em arquivos em lote ou transmitidos via protocolo OPC UA.

Os dados podem ser acessados, visualizados e analisados no PC cliente ou armazenados no banco de dados de série temporal (Historian) e enviados para sistemas SCADA ou Software em Nuvem usando interfaces padrão como OPC / UA, XCP ou Rest API. É realmente uma arquitetura pronta para a Indústria 4.0.

Dispositivos EtherCAT na mesma torre são sincronizados na cadeia EtherCAT, que oferece a sincronização de até 1 us. Dispositivos EtherCAT entre torres diferentes são sincronizados com o servidor NTP local. A sincronização entre eles depende da latência da rede, mas deve ocorrer dentro de 10 ms. Se for necessária uma melhor sincronização, também oferecemos uma opção de sincronização GPS .

Dispositivos de aquisição de dados robustos e distribuídos

A Dewesoft fornece sistemas de aquisição de dados muito robustos que podem funcionar perfeitamente em uma ampla faixa de temperatura ( -40 ° C .. + 85 ° C ), sob grande estresse e até mesmo em ambientes muito úmidos. Nossos sistemas robustos fornecer IP67 proteção ambiental e 100 G proteção contra choques.

Os dispositivos podem ser facilmente distribuídos para que você possa colocá-los próximos ao sensor instalado na estrutura. Isso significa um cabeamento de sensor mais curto, o que aumenta a qualidade do sinal, diminui as chances de erros de cabeamento e o custo do cabeamento. Os sistemas DAQ podem ser distribuídos em um único canal.

O protocolo EtherCAT fornece fácil distribuição de dispositivos em grandes estruturas. Os dispositivos podem abranger até 100 metros de nó a nó. A alimentação única é usada para dados, alimentação e sincronização. Isso pode ser expandido ainda mais usando EtherCAT para conversores de fibra ótica.

Estratégia flexível de armazenamento de dados para monitoramento de parques eólicos

O software DewesoftX oferece configurações fáceis e flexíveis para o seu fluxo de dados. Você pode armazenar dados localmente perto da própria estrutura ou usar qualquer uma das interfaces padrão como OPC UA para enviar e armazenar dados remotamente na nuvem ou banco de dados. Não há realmente nenhuma restrição sobre como configurar o fluxo de dados.

Nosso licenciamento flexível permite que você conecte um número ilimitado de clientes de desktop ou de exibição baseados na web para monitorar dados em tempo real sem nenhum custo adicional.

Dewesoft Historian: Armazenamento de bases de dados de séries cronológicas com análise de painéis em tempo real

O pacote de software Historian fornece um base de dados de séries cronológicas para armazenamento de dados a longo prazo. A base de dados pode estar localizada localmente, num servidor remoto ou na nuvem. A solução baseia-se na Base de dados de séries temporais InfluxDB projeto de fonte aberta.

O Historian fornece várias funcionalidades úteis para os seus dados históricos:

Dados brutos e reduzidos: enquanto os dados brutos são sempre armazenados na unidade de medição para uma análise aprofundada, um historiador assume o papel de armazenamento de dados reduzidos a longo prazo na base de dados na nuvem.
Segurança dos dados e retransmissão: se a ligação entre o hardware de medição e a base de dados se perder, os dados são armazenados em segurança localmente na unidade de medição e depois retransmitidos para a base de dados quando a ligação estiver disponível.
Tendências e análises: Os dados históricos podem sempre ser recuperados e carregados a partir da base de dados Historian e utilizados para análise de tendências, bem como para análise aprofundada e identificação da causa principal.

Análise modal operacional para turbinas eólicas

As turbinas eólicas estão constantemente expostas às forças do vento, às vibrações estruturais e às condições ambientais que podem afetar a sua estabilidade a longo prazo. Dewesoft Análise Modal Operacional (OMA) fornece uma forma simples e económica de avaliar a integridade estrutural das torres de turbinas eólicas em condições reais de funcionamento - sem a necessidade de excitações de teste artificiais.

Com o software Dewesoft ARTeMIS OMA, é possível extrair parâmetros modais críticos, incluindo frequências naturais, taxas de amortecimento e formas modais, usando apenas dados de resposta. Ao contrário da análise tradicional ODS (Operating Deflection Shape), o OMA elimina influências de ruído externo e fornece informações modais imparciais, permitindo um monitoramento preciso das condições e a deteção precoce de possíveis problemas estruturais.

Concebido para acessibilidade e facilidade de instalaçãoA solução OMA da Dewesoft se integra perfeitamente aos sistemas Dewesoft DAQ. Basta adquirir dados de vibração operacional, abrir o Ficheiros DXD diretamente no ARTeMIS OMAe executar a análise - assegurando resultados rápidos e fiáveis para otimizar o desempenho da turbina eólica e evitar falhas dispendiosas.

Saiba mais: Página de soluções para ensaios modais e análise modal.

Análise modal operacional da torre de turbina eólica utilizando o software Dewesoft Artemis OMA

Estudo de caso
Monitoramento de torre de turbina eólica offshore

Você pode ler mais detalhes sobre o monitoramento de torres de turbinas eólicas em nosso estudo de caso.

Muitos gerentes de parques eólicos offshore instalaram tecnologia de medição para monitoramento contínuo da integridade estrutural das torres. Várias técnicas e métodos de detecção são usados para realizar o monitoramento de integridade estrutural. A mais utilizada é a técnica baseada em vibração, também conhecida como Análise Modal Operacional (OMA).

Leia o estudo de caso de monitoramento de torres de turbinas eólicas offshore.