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.

Vibrations
Vibrations
IEPE
IEPE
Strain / Stress
Strain / Stress
Full Bridge
Full Bridge
Half Bridge
Half Bridge
Quarter Bridge
Quarter Bridge
Force
Force
Angle
Angle
Orientation
Orientation
Temperature
Temperature
Thermocouple
Thermocouple
RTD
RTD
TEDS compatible
TEDS compatible
GPS/GLONASS
GPS/GLONASS
Video
Video
EtherCAT
EtherCAT
OPC UA
OPC UA
XCP/CCP
XCP/CCP
Fanless
Fanless
IP67
IP67
LAN
LAN
Shock rating 100g
Shock rating 100g
-40°C to +85°C
-40°C to +85°C

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS

  • 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. 
  • DISPOSITIVOS DE MEDIÇÃO DISTRIBUÍDOS: Os dispositivos Dewesoft são projetados para serem distribuídos sob qualquer condição. A tecnologia EtherCAT permite que os dispositivos sejam colocados próximos aos sensores e conectados com um único cabo para alimentação, dados e sincronização. O cabo pode atingir até 100 m de distância entre os nós DAQ ou uma distância virtualmente ilimitada usando EtherCAT para conversores de fibra ótica. 
  • 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.
  • DADOS PERFEITAMENTE SINCRONIZADOS: Todos os canais de dados são sincronizados bem abaixo da precisão de microssegundos, que é necessária para uma análise estrutural profunda.
  • AMAZING DYNAMIC RANGE: Oferecemos amplificadores com faixas dinâmicas de até 160dB. Com essa precisão, nossos clientes afirmam que podem identificar peixes batendo na estrutura.
  • VARIEDADE DE CONFIGURAÇÕES: Oferecemos dispositivos DAQ que são extremamente robustos com proteção IP67 para soluções econômicas. Uma abordagem personalizada para praticamente qualquer estrutura com a possibilidade de monitorar e analisar milhares de pontos de dados
  • SOFTWARE PODEROSO: O software DewesoftX oferece diagnóstico em tempo real, pré-processamento e redução de dados com matemática poderosa. Uma ampla variedade de opções de armazenamento é possível com opções de visualização poderosas. 
  • INTERFACES ABERTAS: Usando o DewesoftX, os dados estão disponíveis em uma ampla variedade de formatos de dados padrão. Podemos transmitir dados ao vivo via interface OPC UA, API Rest ou modernos serviços de dados em nuvem.
  • OPERAÇÃO REMOTA:  Todo o sistema pode ser operado remotamente, oferecendo armazenamento acionado, alarmes e outros recursos de monitoramento com recursos para armazenar dados localmente ou em locais remotos distantes.
  • ATUALIZAÇÕES DE SOFTWARE GRATUITAS POR TODA A VIDA ÚTIL : Nosso sistema vem com o premiado software de aquisição de dados DewesoftX. O pacote de software está sempre evoluindo e novos recursos estão sendo adicionados. Oferecemos atualizações de software gratuitas vitalícias para todos os nossos usuários.

Monitoramento de condição
de turbinas eólicas

O monitoramento das condições da turbina eólica visa detectar mudanças no comportamento da turbina eólica o mais cedo possível. O objetivo principal é prever o desenvolvimento de falhas para minimizar a degradação do desempenho e o custo econômico. É realizado pelo monitoramento constante de parâmetros específicos e comparando-os aos parâmetros obtidos durante o comportamento operacional “normal”.

O Monitoramento de Condições concentra-se no monitoramento dos componentes do sistema de transmissão da turbina eólica . A Dewesoft oferece soluções de monitoramento de condições para qualquer tipo de máquinas rotativas, como eixos, rolamentos, caixas de engrenagens e geradores.

Os sensores mais comumente usados para monitoramento de condição da turbina eólica são:

  • Acelerômetros para detectar falhas de rolamento, falhas de dente de engrenagem.
  • Sensores de temperatura para detectar superaquecimento.
  • Sensores de pressão.
  • Sensores de velocidade de rotação - para realizar análises de Ordem 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 detectar conteúdo de água, detritos e concentração de partículas.

Mais detalhes aqui:  Solução de monitoramento de condição Dewesoft.

Monitoramento de condição
de turbinas eólicas

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 integridade estrutural de turbinas eólicas

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.

Monitoramento de vibraçãode turbinas eólicas

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.
Instrumentação de monitoramento para turbinas eólica

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 .

Arquitetura do sistema de monitoramento

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.

Dispositivos de aquisição de dados robustos e distribuídos

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.

Estratégia flexível de armazenamento de dados  para monitoramento de parques eólicos

Armazenamento de banco de dados de série temporal Dewesoft Historian para monitoramento de longo prazo

O pacote de software Historian adiciona um banco de dados de série temporal para armazenamento de dados de longo prazo ou permanente. O banco de dados pode estar localizado localmente, no servidor remoto ou na nuvem. A solução é baseada no projeto de código aberto do banco de dados de série temporal InfluxDB.  

O Historian oferece vários recursos úteis para seu histórico de dados:

  • Dados brutos e reduzidos: enquanto os dados brutos são sempre armazenados na unidade de medição para uma análise aprofundada, o Historian assume a função de armazenamento de dados reduzidos de longo prazo no banco de dados em nuvem.
  • Segurança e retransmissão de dados: se a conexão entre o hardware de medição e o banco de dados for perdida, os dados são armazenados com segurança localmente na unidade de medição e então retransmitidos para o banco de dados quando a conexão estiver disponível.
  • Tendências e análises: os dados históricos podem sempre ser recuperados e carregados do banco de dados do Historian e usados para análises de tendências, bem como para análises aprofundadas e identificação da causa raiz.
Armazenamento de banco de dados de série temporal Dewesoft Historian para monitoramento de longo prazo

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.

Estudo de caso
Monitoramento de torre de turbina eólica offshore

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