MONITOREO DE TURBINAS EÓLICAS
MONITOREO DE SALUD ESTRUCTURAL Y MONITOREO DE ESTADO DE TURBINAS EÓLICAS

Los sistemas de adquisición de datos de Dewesoft se utilizan en turbinas eólicas marinas para el monitoreo en línea del estado de las turbinas eólicas y el monitoreo del estado estructural de las turbinas con el objetivo de lograr la reducción del costo de la energía eólica y optimizar el ROI.

El sistema de monitoreo de condición proporciona monitoreo remoto y de gran cantidad de canales distribuidos. Proporcionamos una solución llave en mano desde sistemas DAQ, registradores de datos hasta sensores junto con procesamiento de datos basado en Windows y software de monitoreo de alto nivel basado en la nube.

Vibración
Vibración
IEPE
IEPE
Tensión / Estrés
Tensión / Estrés
Puente completo
Puente completo
Medio Puente
Medio Puente
Cuarto de Puente
Cuarto de Puente
Fuerza
Fuerza
Ángulo
Ángulo
Orientación
Orientación
Temperatura
Temperatura
Termopar
Termopar
RTD
RTD
Compatible con TEDS
Compatible con TEDS
GPS/GLONASS
GPS/GLONASS
Video
Video
EtherCAT
EtherCAT
OPC UA
OPC UA
XCP/CCP
XCP/CCP
Sin ventilador
Sin ventilador
IP67
IP67
LAN
LAN
Shock rating 100g
Shock rating 100g
-40°C to +85°C
-40°C to +85°C

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS

  • SOLUCIÓN LLAVE EN MANO COMPLETA: El sistema de monitoreo de condición de Dewesoft es una solución completa que incluye sistemas de acondicionamiento de señal de alta precisión, software de adquisición y procesamiento de datos, sensores y accesorios que se utilizan en la salud estructural y monitoreo de condición de torres de turbinas eólicas.
  • DISPOSITIVOS DE MEDICIÓN DISTRIBUIDOS: Los dispositivos Dewesoft están diseñados para ser distribuidos bajo cualquier condición. La tecnología EtherCAT permite que los dispositivos se coloquen cerca de los sensores y se conecten con un solo cable para alimentación, datos y sincronización. El cable puede extenderse hasta 100 m entre nodos DAQ o virtualmente ilimitado usando EtherCAT a convertidores de fibra óptica.
  • SOPORTE PARA CUALQUIER SENSOR: los amplificadores de entrada ofrecen soporte para cualquier sensor de medición de tensión, acelerómetro de baja frecuencia, temperatura, clima, energía eólica y monitoreo del rendimiento de la turbina eólica.
  • DATOS PERFECTAMENTE SINCRONIZADOS: Todos los canales de datos están sincronizados muy por debajo de la precisión de microsegundos, que se requiere para un análisis estructural profundo.
  • INCREÍBLE RANGO DINÁMICO: Ofrecemos amplificadores con rangos dinámicos de hasta 160dB. Con esta precisión, nuestros clientes afirman que pueden ver peces golpeando la estructura.
  • AMPLIA VARIEDAD DE CONFIGURACIONES: Ofrecemos dispositivos DAQ que son extremadamente resistentes con protección IP67 a soluciones rentables. Un enfoque personalizado para prácticamente cualquier estructura con la posibilidad de monitorear y analizar miles de puntos de datos.
  • PODEROSO SOFTWARE: El software software DewesoftX ofrece diagnóstico en tiempo real, preprocesamiento y reducción de datos con potentes funciones matemáticas. Es posible una amplia variedad de opciones de almacenamiento con potentes opciones de visualización.
  • INTERFACES ABIERTAS: Con DewesoftX, los datos están disponibles en una amplia variedad de formatos de datos estándar. Podemos transmitir datos en vivo a través de la interfaz OPC UA, la API Rest o servicios modernos de datos en la nube.
  • OPERACIÓN REMOTA: Todo el sistema se puede operar de forma remota y ofrece almacenamiento activado, alarmas y otras funciones de monitoreo con capacidad para almacenar datos localmente o en ubicaciones remotas distantes.
  • ACTUALIZACIONES DE SOFTWARE GRATUITAS DE POR VIDA: Nuestra adquisición de datos viene con el galardonado software de adquisición de datos DewesoftX. El paquete de software siempre está evolucionando y se están agregando nuevas funciones. Ofrecemos actualizaciones de software gratuitas de por vida a todos nuestros usuarios.

Monitoreo de Condición
De turbinas eólicas

El monitoreo del estado de las turbinas eólicas tiene como objetivo detectar cambios en el comportamiento de las turbinas eólicas lo antes posible. El objetivo principal es predecir el desarrollo de fallas para minimizar la degradación del rendimiento y el costo económico. Se realiza mediante el monitoreo constante de parámetros específicos y su comparación con los parámetros obtenidos durante el comportamiento operativo "normal".

Los sensores más utilizados para la monitorización son:

  • Acelerómetros para detectar fallas en rodamientos, fallas en dientes de engranajes.
  • Sensores de temperatura para detectar sobrecalentamiento.
  • Sensores de presión.
  • Sensores de velocidad de rotación: para realizar análisis de orden en turbinas eólicas de velocidad variable.
  • Pinzas de corriente para medir señales de corriente para la identificación de fallas en generadores.
  • Sensores a base de aceite: para detectar contenido de agua, escombros y concentración de partículas.

Más detalles aquí: Solución de Monitoreo de Condición Dewesoft.

Monitoreo de CondiciónDe turbinas eólicas

Monitoreo de la salud estructural de las Turbinas Eólicas

El monitoreo de condición en el caso de componentes estructurales, como cimientos, palas y torres, se denomina monitoreo de salud estructural. Las fallas de los componentes estructurales de la turbina eólica pueden afectar significativamente los costos operativos de la turbina eólica y, en algunos casos, pueden resultar en una pérdida completa de la turbina (colapso de la torre).

Las turbinas eólicas marinas están particularmente expuestas a entornos hostiles (viento, carga de olas, estrés, corrosión) y un mayor riesgo. Por tanto, es fundamental realizar un monitoreo de los componentes estructurales para reducir los costes de mantenimiento y evitar fallos catastróficos.

Los sensores más comunes para el monitoreo de la salud estructural de turbinas eólicas son:

  1. Acelerómetros para realizar OMA (Operational Modal Analysis).
  2. Galgas extensiométricas para verificar los supuestos de diseño bajo cargas aplicadas
  3. Sensores de temperatura, especialmente en combinación con galgas extensométricas para compensación de temperatura.
  4. Inclinómetros para controlar la estabilidad de la torre.
  5. Anemómetros: para controlar la velocidad y la dirección del viento.
  6. Radares de olas: para controlar la altura de las olas.


Dewesoft puede ofrecer una Solución SHM completa para monitorear todos los parámetros necesarios (vibración, deformación, inclinación, mediciones de temperatura) necesarios para evaluar el estado de los componentes estructurales de la turbina eólica.

Monitoreo de la salud estructural de las Turbinas Eólicas

Monitoreo de Vibraciones
en turbinas eólicas

El monitoreo de vibraciones de turbinas eólicas es la técnica más comúnmente utilizada en el monitoreo de condiciones de turbinas eólicas debido al hecho de que la mayoría de los daños en la maquinaria rotativa se reflejan como niveles de vibración más altos en frecuencias específicas de una falla en desarrollo.

En el caso del Monitoreo de Salud Estructural, los datos de vibración se recolectan para realizar la técnica de Análisis Modal Operacional con el fin de detectar fallas en desarrollo. Los cambios en las propiedades geométricas y de rigidez se reflejan como cambios en las propiedades modales como formas modales, relaciones de amortiguación y frecuencias naturales.

Dewesoft ofrece acelerómetros triaxiales de última generación con adquisición de datos integrado (IOLITE-3xMEMS-ACC) diseñados específicamente para el monitoreo de vibraciones de estructuras. El software de procesamiento de datos DewesoftX ofrece una amplia gama de capacidades matemáticas de vibración. Hay opciones de exportación disponibles para facilitar la realización del análisis modal operativo y la evaluación de la salud estructural.

Monitoreo de Vibracionesen turbinas eólicas

Instrumentación de Monitoreo
para aerogeneradores

  • Medición de aceleración e inclinación: Dewesoft IOLITEiw-3xMEMS-ACC-INC es un acelerómetro MEMS triaxial y un inclinómetro estático con una interfaz EtherCAT. Ofrece un rango de medición de 8 g para el análisis de vibraciones de turbinas eólicas.
  • Gabinetes: Dewesoft puede proporcionar gabinetes hechos a medida con toda la instrumentación preinstalada.
  • PC industrial: Podemos proporcionar computadoras industriales propias o de terceros. Esto ejecutará nuestro software DewesoftX para la adquisición de los sensores instalados. La fuente de alimentación y el SAI también están disponibles.
  • Cables: se utiliza un solo cable CAT6 para conectar en cadena los dispositivos EtherCAT. Ofrecemos cables robustos de bajo costo a alta gama (resistentes a los rayos UV, resistentes al aceite, resistentes al ozono, resistentes al agua y a la humedad, blindados, retardadores de llama, bajas emisiones de humo y otros gases ácidos, libres de halógenos), así como certificados para alta mar. (Resistente al barro según NEK 606) cables.
  • Soportes de montaje: Dewesoft puede proporcionar soportes de montaje personalizados y otros accesorios.
  • Otros accesorios: Se puede proporcionar protección contra desgarros del cable para evitar que se doble o aplaste el cable. Las abrazaderas para cables (también con imanes) para fijar cables en torres donde las bandejas de cables no están disponibles se pueden proporcionar sobre pedido.
Instrumentación de Monitoreopara aerogeneradores

Arquitectura del Sistema de Monitoreo

El sistema de monitorización Dewesoft se basa en dispositivos de adquisición de datos distribuidos con una interfaz EtherCAT. Los dispositivos DAQ se conectan en cadena mediante un solo cable para la comunicación de datos, la alimentación y la sincronización. Los dispositivos actúan como dispositivos esclavos EtherCAT, mientras que la PC que ejecuta el software DewesoftX actúa como un maestro EtherCAT.

Los datos brutos de los dispositivos DAQ se recopilan y procesan mediante unidades de medición que ejecutan el software de adquisición de datos DewesoftX. Proporciona una amplia gama de funciones matemáticas y de grabación activadas configurables. Los datos pueden enviarse a través de la red TCP / IP a la fábrica o al servidor en la nube en archivos por lotes o transmitirse a través del protocolo OPC UA.

Se puede acceder, ver y analizar los datos en la PC del cliente o se pueden almacenar en la base de datos de series de tiempo (Historian) y se pueden enviar a los sistemas SCADA o al software en la nube mediante interfaces estándar como OPC / UA, XCP o Rest API. Es realmente una arquitectura preparada para la Industria 4.0.

Los dispositivos EtherCAT en la misma torre están sincronizados a través de la cadena EtherCAT que ofrece la sincronización hasta 1 us. La sincronización entre ellos depende de la latencia de la red, pero se espera que sea dentro de los 10 ms. Si se requiere una mejor sincronización, también ofrecemos una opción de sincronización por GPS.

Arquitectura del Sistema de Monitoreo

Dispositivos de adquisición de datos Robustos y Distribuibles

Dewesoft proporciona rsistemas de adquisición de datos muy resistentes que pueden funcionar sin problemas en un amplio rango de temperatura (-40 ° C .. + 85 ° C), bajo gran estrés e incluso en entornos muy húmedos y mojados. Nuestros resistentes sistemas brindan protección ambiental IP67 y protección contra golpes de 100 G

Los dispositivos se pueden distribuir fácilmente para que puedas colocarlos cerca del sensor colocado en la estructura. Esto significa un cableado de sensor más corto que aumenta la calidad de la señal, disminuye las posibilidades de errores de cableado y el costo del cableado. Los sistemas DAQ se pueden distribuir en un solo canal.

El protocolo EtherCAT proporciona una fácil distribución de dispositivos en grandes estructuras. Los dispositivos pueden abarcar hasta 100 metros de nodo a nodo. La energía única se utiliza para datos, energía y sincronización. Esto se puede ampliar aún más utilizando convertidores de EtherCAT a fibra óptica.

Dispositivos de adquisición de datos Robustos y Distribuibles

Estrategia de almacenamiento de datos flexible para el monitoreo de parques eólicos

El software DewesoftX ofrece configuraciones fáciles y flexibles para su flujo de datos. Puede almacenar datos localmente cerca de la estructura en sí, o usar cualquiera de las interfaces estándar como OPC UA para enviar y almacenar datos de forma remota en la nube o base de datos. Realmente no hay restricciones sobre cómo configurar su flujo de datos.

Nuestra licencia flexible le permite conectar un número ilimitado de clientes de vista de escritorio o basados en la web para monitorear datos en tiempo real sin ningún costo adicional.

Estrategia de almacenamiento de datos flexible para el monitoreo de parques eólicos

Almacenamiento de bases de datos de series temporales Dewesoft Historian para monitoreo a largo plazo

El paquete de software Historian agrega una base de datos de series de tiempo para el almacenamiento de datos a largo plazo o permanente. La base de datos puede estar ubicada localmente, en el servidor remoto o en la nube. La solución se basa en el proyecto de código abierto de base de datos de series temporales de InfluxDB.

Historian proporciona varias funciones útiles para sus datos históricos:

  • Datos sin procesar y reducidos: mientras que los datos sin procesar siempre se almacenan en la unidad de medida para un análisis en profundidad, un historiador asume el papel de almacenamiento de datos reducido a largo plazo en la base de datos en la nube.
  • Seguridad y retransmisión de datos: si se pierde la conexión entre el hardware de medición y la base de datos, los datos se almacenan localmente de forma segura en la unidad de medición y luego se retransmiten a la base de datos cuando la conexión está disponible.
  • Tendencias y análisis: los datos históricos siempre se pueden recuperar y cargar desde la base de datos de Historian y se pueden utilizar para el análisis de tendencias, así como para un análisis en profundidad y la identificación de la causa raíz.
Almacenamiento de bases de datos de series temporales Dewesoft Historian para monitoreo a largo plazo

Caso de estudio
Monitoreo de torres de turbinas eólicas marinas

Puede leer en más detalles sobre el monitoreo del torre de turbina eólica en nuestro caso de estudio.

Muchos administradores de parques de turbinas eólicas marinas han instalado tecnología de medición para el monitoreo continuo de la salud estructural en las torres. Se utilizan varias técnicas y métodos de detección para realizar el monitoreo de la salud estructural. La más utilizada es la técnica basada en vibraciones, también conocida como Análisis Modal Operacional (OMA).

Lea el caso de estudio de Monitoreo de torres de turbinas eólicas marinas.

Caso de estudio
Monitoreo de torres de turbinas eólicas marinas

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