Überwachung von Windkraftanlagen
Strukturüberwachung und Zustandsüberwachung von Windkraftanlagen

Datenerfassungssysteme von Dewesoft werden auf Offshore-Windkraftanlagen für die Online-Überwachung des Zustands von Windkraftanlagen und die Strukturüberwachung von Windkraftanlagen eingesetzt, mit dem Ziel die Kosten zu senken und den ROI zu optimieren.

Die Dewesoft Zustandsüberwachung bietet verteilte Mehrkanal- und Remote-Überwachung. Wir bieten eine schlüsselfertige Lösung von DAQ-Systemen, Datenloggern bis hin zu Sensoren in Verbindung mit Windows-basierter Datenverarbeitung und hochwertiger Cloud-basierter Überwachungssoftware.

Schwingung
Schwingung
Piezo
Piezo
Kraft, Wägezelle
Kraft, Wägezelle
Vollbrücke
Vollbrücke
Halbbrücke
Halbbrücke
Viertelbrücke
Viertelbrücke
 Kraft
 Kraft
Winkel
Winkel
Orientierung
Orientierung
Temperatur
Temperatur
Thermoelement
Thermoelement
RTD
RTD
TEDS Unterstützung
TEDS Unterstützung
GPS / GLONASS
GPS / GLONASS
Video
Video
EtherCAT
EtherCAT
OPC UA
OPC UA
XCP / CCP
XCP / CCP
Lüfterlos
Lüfterlos
IP67
IP67
LAN
LAN
Schocksicher 100g
Schocksicher 100g
-40 ° C bis + 85 ° C
-40 ° C bis + 85 ° C

Ihre Vorteile

  • SCHLÜSSELFERTIGE LÖSUNG: Das Zustandsüberwachungssystem von Dewesoft ist eine Komplettlösung mit hochpräzisen Signalkonditionierungssystemen, Hard- und Software für die Messdatenerfassung, Sensoren und Zubehör für die strukturelle Zustandsüberwachung von Windkraftanlagen.
  • VERTEILTE MESSGERÄTE: Messsysteme von Dewesoft sind für den Betrieb unter allen Bedingungen ausgelegt. Die EtherCAT-Technologie ermöglicht es, Geräte in der Nähe der Sensoren zu platzieren und mit einem einzigen Kabel für Strom, Daten und Synchronisation zu verbinden. Das Kabel kann bis zu 100 m zwischen den einzelnen DAQ-Knoten oder praktisch unbegrenzt mit EtherCAT-zu-Glasfaser-Konvertern verbunden werden.
  • UNTERSTÜTZUNG FÜR JEDEN SENSOR: Die Eingangsverstärker unterstützen alle gängigen Dehnungsmessstreifen, Beschleunigungsaufnehmer, Temperatur-, Wetter-, Windkraft- und Windturbinen-Leistungsüberwachungssensoren.
  • PERFEKT SYNCHRONISIERTE DATEN: Alle Messdaten werden im µS Bereich synchronisiert, was für eine präzise Strukturanalyse erforderlich ist.
  • ERSTAUNLICHER DYNAMIKBEREICH: Wir bieten Verstärker mit Dynamikbereichen von bis zu 160 dB.
  • UNENDLICHE KOMBINATIONSMÖGLICHKEITEN: Wir bieten extrem robuste DAQ-Geräte von IP67-Schutz bis hin zu kostengünstigen Lösungen. Ein maßgeschneiderter Ansatz für praktisch jede Struktur mit der Möglichkeit, Tausende von Messstellen zu überwachen und zu analysieren.
  • LEISTUNGSFÄHIGE SOFTWARE: Die DewesoftX-Software bietet Echtzeitdiagnose, Vorverarbeitung und Datenreduktion mit leistungsstarker Mathematik. Eine Vielzahl von Speicheroptionen sind mit leistungsstarken Visualisierungsoptionen möglich.
  • SCHNITTSTELLEN: Mit DewesoftX sind Daten in einer Vielzahl von Standarddatenformaten verfügbar. Wir können Live-Daten über die OPC-UA-Schnittstelle, die Rest-API oder moderne Cloud-Datendienste streamen.
  • FERNWARTUNG: Das gesamte System kann ferngewartet werden und bietet getriggerte Speicherung, Alarme und andere Überwachungsfunktionen mit der Möglichkeit, Daten lokal oder an entfernten Standorten zu speichern.
  • LEBENSLANGE KOSTENLOSE SOFTWARE-UPGRADES: Unsere Datenerfassung wird mit der preisgekrönten Datenerfassungssoftware DewesoftX geliefert. Das Softwarepaket wird ständig weiterentwickelt und es werden neue Funktionen hinzugefügt. Wir bieten allen unseren Benutzern lebenslange kostenlose Software-Upgrades an.

Zustandsüberwachung
von Windkraftanlagen

Die Zustandsüberwachung von Windenergieanlagen zielt darauf ab, Änderungen im Verhalten von Windenergieanlagen so früh wie möglich zu erkennen. Das Ziel besteht darin, sich entwickelnde Fehler vorherzusagen, um Leistungseinbußen und Kosten zu minimieren. Dies erfolgt durch ständige Überwachung bestimmter Parameter und deren Vergleich mit Parametern, die während des „normalen“ Betriebsverhaltens erfasst werden.

Die Zustandsüberwachung konzentriert sich auf die Überwachung von Komponenten des Antriebsstrangs von Windkraftanlagen. Dewesoft bietet Zustandsüberwachungslösungen für jede Art von rotierenden Maschinen wie Wellen, Lager, Getriebe und Generatoren.

Die am häufigsten verwendeten Sensoren für die Zustandsüberwachung von Windkraftanlagen sind:

  • Beschleunigungsmesser zur Erkennung von Lagerfehlern und Getriebezahnausfällen.
  • Temperatursensoren zur Erkennung von Überhitzung.
    Drucksensoren
  • Drehzahlsensoren - zur Durchführung von Ordertracking-analysen in Windkraftanlagen mit variabler Drehzahl.
  • Stromzangen zur Messung von Stromsignalen zur Erkennung von Fehlern in Generatoren.
  • Öl-Sensoren - zur Erkennung von Wassergehalt, Schmutz und Partikelkonzentration.
Zustandsüberwachung
von Windkraftanlagen

Strukturüberwachung 
von Windkraftanlagen

Die Zustandsüberwachung von Strukturkomponenten wie Fundamenten, Schaufeln und Türmen wird als Strukturüberwachung bezeichnet. Ausfälle von Strukturkomponenten der Windkraftanlage können die Betriebskosten der Windkraftanlage erheblich beeinflussen und in einigen Fällen zu einem vollständigen Verlust der Anlage (Turmeinsturz) führen.

Offshore-Windenergieanlagen sind besonders rauen Umgebungen (Wind, Wellenbelastung, Stress, Korrosion) und einem höheren Risiko ausgesetzt. Daher ist es wichtig, die Strukturkomponenten zu überwachen, um die Wartungskosten zu senken und katastrophale Ausfälle zu vermeiden.

Die gebräuchlichsten Sensoren für die Strukturüberwachung von Windkraftanlagen sind:

  1. Beschleunigungsmesser zur Durchführung Betriebsmodalanalyse (OMA).
  2. Dehnungsmessstreifen zur Überprüfung der Konstruktion unter Last
  3. Temperatursensoren - insbesondere in Kombination mit Dehnungsmessstreifen zur Temperaturkompensation.
  4. Neigungsmesser zur Überwachung der Turmstabilitätr.
  5. Anemometer - zur Überwachung von Windgeschwindigkeit und -richtung.
  6. Wellenradar - zur Überwachung der Wellenhöhe.

Dewesoft kann eine komplette SHM-Lösung zur Überwachung aller notwendigen Parameter (Vibrations-, Dehnungs-, Neigungs-, Temperaturmessungen) anbieten, die zur Beurteilung des Zustands von Strukturkomponenten von Windkraftanlagen benötigt werden.

Strukturüberwachung 
von Windkraftanlagen

Vibrationsüberwachung
von Windkraftanlagen

Die Vibrationsüberwachung von Windkraftanlagen ist die am häufigsten verwendete Technik bei der Zustandsüberwachung von Windkraftanlagen, da sich die meisten Schäden an rotierenden Maschinen als höhere Vibrationspegel bei Frequenzen widerspiegeln, die für einen sich entwickelnden Fehler spezifisch sind.

Vibrationsdaten werden gesammelt, um die Betriebsmodalanalyse (OMA) durchzuführen und um sich entwickelnde Fehler zu erkennen. Änderungen der Geometrie- und Steifigkeitseigenschaften werden als Änderungen der modalen Eigenschaften wie modale Formen, Dämpfungsverhältnisse und Eigenfrequenzen erfasst.

Dewesoft bietet hochmoderne 3-Achsen-Beschleunigungsmesser mit integrierter Datenerfassung (IOLITE-3xMEMS-ACC), die speziell für die Schwingungsüberwachung von Strukturen entwickelt wurden. Die DewesoftX-Datenverarbeitungssoftware bietet eine breite Palette an Schwingungsberechnungsfunktionen. Es stehen Exportoptionen zur Verfügung, um die Betriebsmodalanalyse (OMA) und die Bewertung des strukturellen Zustands zu erleichtern.

Vibrationsüberwachung
von Windkraftanlagen

Komponenten 
für die Überwachung von Windkraftanlagen

  • Beschleunigungs- und Neigungsmessung: Dewesoft IOLITEiw-3xMEMS-ACC-INC ist ein dreiachsiger MEMS-Beschleunigungsmesser und statischer Neigungsmesser mit einer EtherCAT-Schnittstelle. Mit einem Messbereich von 8 g perfekt für die Vibrationsanalyse von Windkraftanlagen.
  • Schaltschränke: Dewesoft kann maßgefertigte Schränke mit allen vorinstallierten Instrumenten liefern.
  • Industrie-PC: Wir können unsere eigenen oder Drittanbieter-Industriecomputer bereitstellen, auf denen unsere DewesoftX-Software zur Erfassung der installierten Sensoren ausgeführt wird. USV sind optional erhältlich
  • Kabel: Ein einziges CAT6-Kabel wird zum Daisy-Chaining der EtherCAT-Geräte verwendet. Wir bieten preiswerte bis hochwertige Kabel (UV-beständig, ölbeständig, ozonbeständig, wasser- und feuchtigkeitsbeständig, geschirmt, flammwidrig, geringe Emission von Rauch und anderen sauren Gasen, halogenfrei) sowie Offshore-zertifiziert (Schlammbeständig nach NEK 606) Kabel.
  • Halterungen: Kundenspezifische Montagehalterungen und anderes Zubehör können von Dewesoft bereitgestellt werden.
  • Sonstiges Zubehör: Optionaler Schutz für Kabel um ein Abknicken oder Quetschen des Kabels zu verhindern. Kabelklemmen (auch mit Magneten) zum Fixieren von Kabeln an Masten, wo keine Kabeltrassen verfügbar sind, können auf Anfrage geliefert werden.
Komponenten 
für die Überwachung von Windkraftanlagen

System-Architektur der Dewesoft Monitoring Lösung

Das Monitoring-system von Dewesoft basiert auf verteilten Datenerfassungsgeräten mit einer EtherCAT-Schnittstelle. DAQ-Geräte werden mit einem einzigen Kabel für Datenkommunikation, Stromversorgung und Synchronisation in Reihe geschalten. Die Geräte fungieren als EtherCAT-Slave-Geräte, während der PC, auf dem die DewesoftX-Software ausgeführt wird, als EtherCAT-Master agiert.

Rohdaten von DAQ-Geräten auf denen die Datenerfassungssoftware DewesoftX ausgeführt wird,  werden lokal gespeichert und verarbeitet. DewesoftX bietet eine große Auswahl an konfigurierbaren getriggerten Aufzeichnungs- und Mathematikfunktionen. Daten können über das TCP/IP-Netzwerk in Batch-Dateien gesammelt oder an den Cloud-Server gesendet oder über das OPC UA-Protokoll gestreamt werden.

Daten können auf dem Client-PC abgerufen, angezeigt und analysiert oder in der Zeitreihendatenbank (Historian) gespeichert und über Standardschnittstellen wie OPC/UA, XCP oder Rest API an SCADA-Systeme oder Cloud-Software geliefert werden. Kurz gesagt - eine Industrie 4.0-fähige Architektur.

EtherCAT-Geräte auf demselben Turm werden über die EtherCAT-Kette synchronisiert, die eine Synchronisierung bis hinunter zu 1 µs bietet. EtherCAT-Geräte zwischen verschiedenen Anlagen werden auf den lokalen NTP-Server synchronisiert. Die Synchronisation zwischen ihnen hängt von der Latenz des Netzwerks ab, liegt aber meist innerhalb von 10 ms. Wenn eine bessere Synchronisation erforderlich ist, bieten wir auch eine GPS-Synchronisationsoption an.

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System-Architektur der Dewesoft Monitoring Lösung

Robuste und verteilte 
Messdatenerfassung

Dewesoft bietet sehr robuste Datenerfassungssysteme, die in einem breiten Temperaturbereich (-40 °C bis +85 °C) und sogar in sehr feuchten und nassen Umgebungen einwandfrei funktionieren. Unsere robusten Systeme bieten IP67-Schutz und 100 G Stoßschutz.

Die Geräte können einfach verteilt werden, sodass sie in der Nähe des an der Struktur angebrachten Sensors platziert werden können. Also wesentlich kürzere Sensorverkabelung für maximale Signalqualität. Die Wahrscheinlichkeit von Verkabelungsfehlern und die Verkabelungskosten werden massiv verringert. DAQ-Systeme können bis auf einen einzigen Kanal verteilt werden.

Das EtherCAT-Protokoll ermöglicht eine einfache Verteilung von Geräten über große Strukturen. Geräte können bis zu 100 Meter von Knoten zu Knoten verteilt werden. Single Power wird für Daten, Strom und Synchronisation verwendet. Dies kann mit EtherCAT-zu-Glasfaser-Konvertern weiter ausgebaut werden.

Robuste und verteilte 
Messdatenerfassung

Flexible Datenspeicherungs-
strategie 
für die Überwachung
von Windparks

Die DewesoftX-Software bietet einfache und flexible Konfigurationen für Ihren Datenfluss. Sie können Messdaten lokal in der Nähe der Struktur selbst speichern oder eine der Standardschnittstellen wie OPC UA verwenden, um Daten ferngesteuert in die Cloud oder Datenbank zu senden und zu speichern. Es gibt daher keine Einschränkung, wie Sie Ihren Datenfluss einrichten.

Unsere flexible Lizenzierung ermöglicht es Ihnen, eine unbegrenzte Anzahl von Desktop- oder webbasierten View-Clients zu verbinden, um Daten ohne zusätzliche Kosten in Echtzeit zu überwachen.

Flexible Datenspeicherungs-
strategie für die Überwachung
von Windparks

Dewesoft Historian Zeitreihen-Datenbank für die Langzeitüberwachung

Das Historian-Softwarepaket fügt eine Zeitreihendatenbank für die langfristige oder permanente Datenspeicherung hinzu. Die Datenbank kann sich entweder lokal, auf dem Remote-Server oder in der Cloud befinden. Die Lösung basiert auf dem Open-Source-Projekt der Zeitreihendatenbank InfluxDB.

Historian bietet mehrere nützliche Funktionen für Ihre „alten“ Daten:

  • Rohdaten und reduzierte Daten: Während Rohdaten für eine eingehende Analyse immer auf der Messeinheit gespeichert werden, übernimmt „Historian“ die Rolle der langfristigen reduzierten Datenspeicherung in der Cloud-Datenbank.
  • Datensicherheit und erneute Übertragung: Wenn die Verbindung zwischen der Messhardware und der Datenbank verloren geht, werden die Daten sicher lokal auf der Messeinheit gespeichert und dann erneut an die Datenbank übertragen, wenn die Verbindung verfügbar ist.
  • Trenderstellung und Analyse: Historische Daten können jederzeit aus der Historian-Datenbank abgerufen und geladen und für Trendanalysen sowie für eingehende Analysen und Ursachenermittlungen/Fehlersuche verwendet werden.
Dewesoft Historian Zeitreihen-Datenbank für die Langzeitüberwachung

Fallstudie
Überwachung von Offshore-Windkraftanlagen

Weitere Details zur Turmüberwachung von Windkraftanlagen können Sie in unserer Fallstudie nachlesen.

Viele Betreiber von Offshore-Windparks haben Messtechnik zur kontinuierlichen Zustandsüberwachung an den Türmen installiert. Verschiedene Erfassungstechniken und -verfahren werden zum Durchführen einer Strukturüberwachung verwendet. Am weitesten verbreitet ist die vibrationsbasierte Technik, die auch als Betriebsmodalanalyse (OMA) bekannt ist.
 

Lesen Sie die Fallstudie zur Turmüberwachung von Offshore-Windkraftanlagen.

Fallstudie
Überwachung von Offshore-Windkraftanlagen

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