SURVEILLANCE DES ÉOLIENNES
SURVEILLANCE ÉTAT STRUCTUREL ET DE SANTÉ DES ÉOLIENNES

Les systèmes d'acquisition de données Dewesoft sont utilisés sur les éoliennes pour la surveillance à distance de l'état structurel et de la santé des éoliennes, dans le but de réduire le coût de l'énergie éolienne et d'optimiser le retour sur investissement. 

Le système de maintenance conditionnelle permet une surveillance distribuée à distance et à grand nombre de voies. Nous fournissons une solution clé en main, depuis les systèmes d'acquisition de données (DAQ), les enregistreurs de données et les capteurs jusqu'au traitement des données sous Windows et au logiciel de surveillance de haut niveau basé sur le cloud.

Vibrations
Vibrations
IEPE
IEPE
Contrainte / Déformation
Contrainte / Déformation
Pont Complet
Pont Complet
Demi-pont
Demi-pont
Quart de pont
Quart de pont
Force
Force
Angle
Angle
Orientation
Orientation
Température
Température
Thermocouple
Thermocouple
RTD
RTD
Compatible TEDS
Compatible TEDS
GPS/GLONASS
GPS/GLONASS
Vidéo
Vidéo
EtherCAT
EtherCAT
OPC UA
OPC UA
XCP/CCP
XCP/CCP
Non-ventilé
Non-ventilé
IP67
IP67
LAN
LAN
Chocs < 100g
Chocs < 100g
-40°C to +85°C
-40°C to +85°C

CARACTÉRISTIQUES PRINCIPALES

  • SOLUTION COMPLÈTE CLÉ EN MAIN : Le système de surveillance conditionnelle Dewesoft est une solution complète comprenant des systèmes de conditionnement de signaux très précis, des logiciels d'acquisition et de traitement de données, des capteurs et des accessoires utilisés pour la santé structurelle et la surveillance conditionnelle des d'éoliennes.
  • DISPOSITIFS DE MESURE DISTRIBUÉS : Les dispositifs Dewesoft sont conçus pour être distribués dans n'importe quelle condition. La technologie EtherCAT permet de placer les appareils à proximité des capteurs et de les connecter avec un seul câble pour l'alimentation, les données et la synchronisation. Le câble peut couvrir jusqu'à 100m entre les nœuds DAQ ou virtuellement illimité en utilisant des convertisseurs EtherCAT vers fibre optique.
  • SUPPORT DE TOUS LES CAPTEURS : les amplificateurs d'entrée offrent un support pour tous les capteurs à jauge de contrainte, les accéléromètres basse fréquence, les capteurs de température, de météo, d'énergie éolienne et de surveillance des performances des éoliennes.
  • DES DONNÉES PARFAITEMENT SYNCHRONISÉES : Toutes les voies de données sont synchronisées avec une précision bien inférieure à la microseconde, ce qui est nécessaire pour une analyse structurelle approfondie.
  • GRANDE GAMME DYNAMIQUE : Nous proposons des amplificateurs avec des gammes dynamiques allant jusqu'à 160dB. 
  • UNE GRANDE VARIÉTÉ DE CONFIGURATIONS : Nous proposons des appareils DAQ extrêmement robustes avec une protection IP67. Une approche sur mesure pour pratiquement toutes les structures avec la possibilité de surveiller et d'analyser des milliers de points de données.
  • LOGICIEL PUISSANT : Le logiciel DewesoftX offre un diagnostic en temps réel, un prétraitement et une réduction des données avec des mathématiques puissantes. Une grande variété d'options de stockage est possible avec des choix de visualisation puissants.
  • DES INTERFACES OUVERTES : Avec DewesoftX, les données sont disponibles dans une grande variété de formats de données standard. Nous pouvons diffuser des données en direct via une interface OPC UA, une API Rest ou des services de données modernes en cloud.
  • FONCTIONNEMENT À DISTANCE : L'ensemble du système peut être commandé à distance, ce qui permet de déclencher le stockage, les alarmes et d'autres fonctions de surveillance, avec la possibilité de stocker les données localement ou sur des sites distants.
  • MISES À JOUR LOGICIELLES GRATUITES À VIE : Notre acquisition de données est fournie avec le logiciel d'acquisition de données primé DewesoftX. Ce logiciel est en constante évolution et de nouvelles fonctionnalités sont ajoutées. Nous offrons des mises à jour gratuites à vie à tous nos utilisateurs.

Surveillance conditionnelle
des éoliennes

La surveillance de l'état des éoliennes vise à détecter le plus tôt possible les changements de comportement des éoliennes. L'objectif principal est de prédire le développement de défauts afin de minimiser la dégradation des performances et le coût économique. Elle est réalisée en surveillant constamment des paramètres spécifiques et en les comparant aux paramètres obtenus lors d'un comportement opérationnel "normal".

La surveillance conditionnelle est axée sur la surveillance des composants de la transmission des éoliennes. Dewesoft propose des solutions de maintenance conditionnelle pour tout type de machines tournantes telles que les arbres, les roulements, les boîtes de vitesse et les générateurs.

Les capteurs les plus couramment utilisés pour la surveillance des turbines éoliennes sont les suivants :

  • Accéléromètres pour détecter les défauts de roulements, les défaillances de dents d'engrenages.
  • Capteurs de température pour détecter les surchauffes.
  • Capteurs de pression.
  • Capteurs de vitesse de rotation - pour effectuer une analyse ordres dans les éoliennes à vitesse variable.
  • Pinces ampèremétriques pour mesurer les signaux de courant afin d'identifier les défauts des générateurs.

Plus de détails ici : Dewesoft condition monitoring solution.

Surveillance conditionnelledes éoliennes

Surveillance de la santé des structures des éoliennes

La surveillance de l'état des composants structurels, tels que les fondations, les pales et les mâts, est appelée surveillance de l'état de santé des structures. Les défaillances des composants structurels d'une éolienne peuvent affecter de manière significative les coûts d'exploitation de l'éolienne et, dans certains cas, entraîner la perte totale de l'éolienne (effondrement du mât).

Les éoliennes offshore sont particulièrement exposées à des environnements difficiles (vent, charge des vagues, contraintes, corrosion) et à des risques plus élevés. Il est donc essentiel d'effectuer une surveillance des composants structurels afin de réduire les coûts de maintenance et d'éviter les défaillances catastrophiques.

Les capteurs les plus courants pour la surveillance de la santé structurelle des éoliennes sont les suivants :

  1. Accéléromètres pour réaliser l'OMA (analyse modale opérationnelle).
  2. Des jauges de contrainte pour vérifier les hypothèses de conception sous les charges appliquées.
  3. Capteurs de température - notamment en combinaison avec des jauges de contrainte pour la compensation de la température.
  4. Inclinomètres pour surveiller la stabilité du mât.
  5. Anémomètres - pour surveiller la vitesse et la direction du vent.
  6. Radars de vagues - pour surveiller la hauteur des vagues.


Dewesoft peut offrir une solution SHM​​​​​​​  complète pour surveiller tous les paramètres nécessaires (vibrations, déformation, inclinaison, mesures de température) pour évaluer l'état des composants structurels des éoliennes.

Surveillance de la santé des structures des éoliennes

Surveillance des vibrations
des éoliennes

La surveillance des vibrations des éoliennes est la technique la plus couramment utilisée pour la surveillance de l'état des éoliennes, car la plupart des dommages subis par les machines tournantes se traduisent par des niveaux de vibration plus élevés à des fréquences spécifiques à un défaut en développement.

Dans le cas de la surveillance de la santé structurelle, les données de vibration sont collectées pour effectuer la technique d'analyse modale opérationnelle afin de détecter les défauts en développement. Les modifications des propriétés géométriques et de rigidité se traduisent par des modifications des propriétés modales telles que les déformées modales, les rapports d'amortissement et les fréquences naturelles.

Dewesoft propose des accéléromètres 3 axes de pointe avec acquisition de données intégrée (IOLITE-3xMEMS-ACC) spécialement conçus pour la surveillance des vibrations des structures. Le logiciel de traitement des données DewesoftX offre un large éventail de capacités de calcul des vibrations. Des options d'exportation sont disponibles pour faciliter l'exécution de l'analyse modale opérationnelle et l'évaluation de la santé des structures.

Surveillance des vibrationsdes éoliennes

Systèmes de surveillance 
Pour les éoliennes

  • Mesure de l'accélération et de l'inclinaison : Le IOLITEiw-3xMEMS-ACC-INC de Dewesoft est un accéléromètre MEMS triaxial et un inclinomètre statique avec une interface EtherCAT. Il offre une plage de mesure de 8 g pour l'analyse des vibrations des éoliennes.
  • Amoire : Dewesoft peut fournir des armoires sur mesure avec toute l'instrumentation préinstallée.
  • PC industriel : Nous pouvons fournir nos propres ordinateurs industriels ou ceux d'un tiers, qui exécuteront notre logiciel DewesoftX pour l'acquisition des capteurs installés. Une alimentation électrique et un onduleur sont également disponibles.
  • Câbles : Un seul câble CAT6 est utilisé pour le chaînage des dispositifs EtherCAT. Nous proposons des câbles robustes bon marché ou haut de gamme (résistants aux UV, résistants à l'huile, résistants à l'ozone, résistants à l'eau et à l'humidité, blindés, ignifuges, à faible émission de fumée et d'autres gaz acides, sans halogène), ainsi que des câbles certifiés off-shore (résistants MUD selon norme NEK 606).
  • Supports de montage : Des supports de montage sur mesure et d'autres accessoires peuvent être fournis par Dewesoft.
  • Autres accessoires : Une protection contre la déchirure du câble peut être fournie afin d'empêcher la flexion ou l'écrasement du câble. Des serre-câbles (également avec aimants) pour fixer les câbles sur les tours où les chemins de câbles ne sont pas disponibles peuvent être fournis sur demande.
Systèmes de surveillance Pour les éoliennes

Architecture du système de surveillance

Le système de surveillance Dewesoft est basé sur des dispositifs d'acquisition de données distribués avec une interface EtherCAT. Les dispositifs d'acquisition de données sont connectés en réseau à l'aide d'un câble unique pour la communication des données, l'alimentation et la synchronisation. Les dispositifs agissent en tant que esclaves EtherCAT tandis que le PC exécutant le logiciel DewesoftX agit en tant que maître EtherCAT.

Les données brutes provenant des systèmes DAQ sont collectées et traitées par des unités de mesure exécutant le logiciel d'acquisition de données DewesoftX. Ce dernier offre un large éventail de fonctions configurables d'enregistrement déclenché et de calcul. Les données peuvent être envoyées sur le réseau TCP/IP à l'usine ou à un serveur cloud dans des fichiers batch ou en streaming via le protocole OPC UA

Les données peuvent être consultées, visualisées et analysées sur le PC client ou stockées dans la base de données de séries temporelles (Historian) et servies aux systèmes SCADA ou aux logiciels cloud à l'aide d'interfaces standard telles que OPC/UA, XCP ou Rest API. Il s'agit véritablement d'une architecture prête pour l'industrie 4.0.

Les équipements EtherCAT d'un même mât sont synchronisés via la chaîne EtherCAT qui offre une synchronisation jusqu'à 1 us. Les équipements EtherCAT situés entre différentes mâts sont synchronisés sur le serveur NTP local. La synchronisation entre eux dépend de la latence du réseau mais devrait être de l'ordre de 10 ms. Si une meilleure synchronisation est nécessaire, nous proposons également une option de synchronisation GPS.

Architecture du système de surveillance

Robustes & Distribués Systèmes d'acquisition de données

Dewesoft fournit des systèmes d'acquisition de données très robustes qui peuvent fonctionner sans problème dans une large gamme de températures (-40°C ... +85°C), sous de fortes contraintes, et même dans des environnements très humides et mouillés. Nos systèmes robustes offrent une protection environnementale IP67 et une protection contre les chocs de 100 G.

Les dispositifs peuvent être facilement répartis afin que vous puissiez les placer à proximité du capteur placé sur la structure. Cela signifie que le câblage des capteurs est plus court, ce qui augmente la qualité du signal, réduit les risques d'erreurs de câblage et les coûts de câblage. Les systèmes DAQ peuvent être distribués jusqu'à un seul canal.

Le protocole EtherCAT permet de distribuer facilement les dispositifs sur de grandes structures. Les appareils peuvent s'étendre jusqu'à 100 mètres d'un nœud à l'autre. Une seule alimentation est utilisée pour les données, l'alimentation et la synchronisation. Ce système peut être étendu en utilisant des convertisseurs EtherCAT vers la fibre optique.

Robustes & Distribués Systèmes d'acquisition de données

Stratégie flexible de stockage des données pour la surveillance des parcs éoliens

Le logiciel DewesoftX offre des configurations simples et flexibles pour votre flux de données. Vous pouvez stocker les données localement près de la structure elle-même, ou utiliser l'une des interfaces standard comme OPC UA pour envoyer et stocker les données à distance dans le cloud ou la base de données. Il n'y a vraiment aucune restriction sur la façon de configurer votre flux de données.

Notre licence flexible vous permet de connecter un nombre illimité de clients de visualisation de bureau ou basés sur le Web pour surveiller les données en temps réel sans aucun coût supplémentaire.

Stratégie flexible de stockage des données pour la surveillance des parcs éoliens

Dewesoft Historian Stockage de bases de données de séries temporelles pour la surveillance à long terme

Le progiciel Historian ajoute une base de données de séries temporelles pour le stockage de données à long terme ou permanentes. La base de données peut être située localement, sur le serveur distant ou dans le nuage. La solution est basée sur le projet open source de base de données de séries chronologiques InfluxDB.

Historian offre plusieurs fonctionnalités utiles pour vos données historiques :

  • Données brutes et réduites : alors que les données brutes sont toujours stockées sur l'unité de mesure pour une analyse approfondie, un Historian joue le rôle de stockage à long terme des données réduites dans la base de données du cloud.
  • Sécurité et retransmission des données : si la connexion entre le matériel de mesure et la base de données est perdue, les données sont stockées en toute sécurité localement sur l'unité de mesure, puis retransmises à la base de données lorsque la connexion est disponible.
  • Tendance et analyse : les données historiques peuvent toujours être rappelées et chargées à partir de la base de données Historian et utilisées pour l'analyse des tendances ainsi que pour une analyse approfondie et l'identification des causes profondes.
Dewesoft Historian Stockage de bases de données de séries temporelles pour la surveillance à long terme

Étude de cas
Surveillance de tours d'éoliennes offshore

Vous pouvez lire plus de détails sur la surveillance des tours d'éoliennes dans notre étude de cas.

De nombreux gestionnaires de parcs éoliens offshore ont installé une technologie de mesure pour une surveillance continue de la santé structurelle des tours. Diverses techniques et méthodes de détection sont utilisées pour effectuer une surveillance de la santé structurelle. La technique la plus utilisée est la technique basée sur les vibrations, également connue sous le nom d'analyse modale opérationnelle (OMA).

Lisez l'étude de cas sur la surveillance des tours d'éoliennes en mer.

Étude de cas
Surveillance de tours d'éoliennes offshore

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