MONITORAGGIO DELLE TURBINE EOLICHE
Condition Monitoring e MONITORAGGIODELLA SALUTE STRUTTURALE DELLE TURBINE EOLICHE 

I sistemi di acquisizione dati Dewesoft vengono utilizzati su turbine eoliche offshore per attività di condition monitoring online delle turbine eoliche e il monitoraggio della salute strutturale delle stesse. L'obiettivo di ottenere la riduzione del costo dell'energia eolica e ottimizzare il ROI. 

Il sistema Dewesoft per Condition Monitoring è composto da un numero elevato di canali distribuiti e rende possibile il monitoraggio da remoto. Forniamo una soluzione chiavi in mano che va dai sistemi DAQ, ai data logger, dai sensori all'elaborazione dei dati basata su Windows fino al software di monitoraggio di alto livello basato su cloud.

Vibrazioni
Vibrazioni
IEPE
IEPE
Strain / Stress
Strain / Stress
Ponte intero
Ponte intero
Mezzo ponte
Mezzo ponte
Quarto di ponte
Quarto di ponte
Forza
Forza
Angle
Angle
Orientamento
Orientamento
Temperatura
Temperatura
Termocoppie
Termocoppie
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
Resistenza Shock 100g
Resistenza Shock 100g
da -40°C a +85°C
da -40°C a +85°C

CARATTERISTICHE PRINCIPALI

  • UNA SOLUZIONE CHIAVI IN MANO: Il sistema Dewesoft per il Condition Monitoring è una soluzione completa che comprende sistemi di condizionamento del segnale altamente accurati, software di acquisizione ed elaborazione dati, sensori e accessori utilizzati nel monitoraggio della salute strutturale e delle condizioni delle torri  
  • STRUMENTI DI MISURA DISTRIBUITI: Gli strumenti Dewesoft sono progettati per essere distribuiti sul campo in qualsiasi condizione. La tecnologia EtherCAT consente di posizionare i dispositivi vicino ai sensori e di collegarli con un unico cavo per alimentazione, dati e sincronizzazione. Il cavo può estendersi fino a 100m tra i nodi DAQ, ma possiamo anche considerarlo virtualmente illimitato con l’utilizzo di convertitori EtherCAT a fibra ottica. 
  • SUPPORTO PER QUALSIASI SENSORE: gli amplificatori di ingresso offrono supporto per qualsiasi estensimetro, accelerometro a bassa frequenza, sensore di temperatura, meteo, per energia eolica e per il monitoraggio delle prestazioni delle turbine eoliche.
  • DATI PERFETTAMENTI SINCRONIZZATI: Tutti i canali sono sincronizzati ben al di sotto della precisione del microsecondo, necessaria per un'analisi strutturale profonda.
  • UNA GAMMA DINAMICA ECCEZIONALE: Offriamo amplificatori con gamme dinamiche fino a 160dB. Con questa precisione, i nostri clienti affermano di poter vedere i pesci colpire la struttura.
  • AMPIA VARIETÀ’ DI CONFIGURAZIONI: Offriamo dispositivi DAQ estremamente robusti con protezione IP67 e con un eccellente rapporto qualità-prezzo . Un approccio su misura praticamente per qualsiasi struttura, con la possibilità di monitorare e analizzare migliaia di punti dati.
  • UN SOFTWARE POTENTE:il software DewesoftX offre diagnosi in tempo reale, pre-elaborazione e riduzione dei dati grazie alla gestione di complessi calcoli matematici. È disponibile un'ampia varietà di opzioni di archiviazione con efficaci e ricercate scelte di visualizzazione. 
  • INTERFACCE APERTE: Utilizzando il software DewesoftX, i dati sono disponibili in un'ampia varietà di formati dati standard. Possiamo trasmettere dati in tempo reale tramite l'interfaccia OPC UA, Rest API o con moderni servizi di dati cloud.
  • FUNZIONAMENTO DA REMOTO: L'intero sistema può essere azionato e controllato da remoto. Questo consente la memorizzazione, il monitoraggio di allarmi e altre funzionalità di monitoraggio con capacità di memorizzare i dati localmente o in remoto.
  • AGGIORNAMENTI SOFTWARE GRATUITI A VITA: La nostra acquisizione dati viene fornita in bundle con il pluripremiato software di acquisizione dati DewesoftX. Il pacchetto software è in continua evoluzione e vengono aggiunte sempre nuove funzionalità. Offriamo aggiornamenti software gratuiti a vita a tutti i nostri utenti.

Il Condition Monitoring delle Turbine Eoliche

Il condition monitoring delle turbine eoliche ha lo scopo di rilevare i cambiamenti nel comportamento delle turbine eoliche il prima possibile. L'obiettivo principale è quello di riuscire prevedere i guasti che potrebbero interessare la turbina al fine di ridurre al minimo il degrado delle prestazioni e i costi economici. L’intervento prevede il costante monitoraggio di parametri specifici ed il loro confronto con i parametri ottenuti durante il comportamento operativo "normale".Il condition monitoring è focalizzato sul monitoraggio dei componenti della trasmissione delle turbine eoliche. Dewesoft offre soluzioni di condition monitoring per qualsiasi tipo di macchinario rotante come alberi, cuscinetti, riduttori e generatori.I sensori più comunemente utilizzati per il condition monitoring delle turbine eoliche sono:

  • Accelerometri per rilevare guasti ai cuscinetti e guasti ai denti degli ingranaggi.
  • Sensori di temperatura per rilevare il surriscaldamento.
  • Sensori di pressione.
  • Sensori di velocità di rotazione - per eseguire analisi order tracking nelle turbine eoliche a velocità variabile.
  • Pinze amperometriche per la misura dei segnali di corrente per l'identificazione di guasti nei generatori.
  • Sensori a base di olio - per rilevare il contenuto di acqua, detriti, concentrazione di particelle.

Scopri di più: Soluzioni per il Condition Monitoring - Dewesoft

Il Condition Monitoring delle Turbine Eoliche

Monitoraggio della Salute Strutturale delle Turbine Eoliche

Il condition monitoring nel caso di componenti strutturali, come fondazioni, pale e torri, è chiamato Monitoraggio della Salute Strutturale. I guasti dei componenti strutturali della turbina eolica possono influire in modo significativo sui costi operativi della stessa e, in alcuni casi, possono addirittura portare al crollo della torre sulla quale la turbina è installata. 

Le turbine eoliche offshore sono particolarmente esposte ad ambienti ostili (vento, carico delle onde, stress, corrosione) ed anche rischi più elevati. Pertanto è essenziale eseguire il monitoraggio dei componenti strutturali per ridurre i costi di manutenzione ed evitare guasti catastrofici.

I sensori più comunemente usati per il Monitoraggio della Salute Strutturale delle turbine eoliche sono:

  1. Accelerometri per eseguire OMA (Operational Modal Analysis).
  2. Estensimetri per verificare le ipotesi di progetto sotto carichi applicati
  3. Sensori di temperatura - specialmente in combinazione con estensimetri per la compensazione della temperatura.
  4. Inclinometri per monitorare la stabilità della torre.
  5. Anemometri - per monitorare la velocità e la direzione del vento.
  6. Radar d'onda - per monitorare l'altezza delle onde.


Dewesoft è in grado di offrire una soluzione SHM completa per il monitoraggio di tutti i parametri necessari (vibrazione, deformazione, inclinazione, misura della temperatura) necessari per valutare le condizioni dei componenti strutturali delle turbine eoliche.

Monitoraggio della Salute Strutturale delle Turbine Eoliche

Monitoraggio delle Vibrazioni delle Turbine Eoliche

Il monitoraggio delle vibrazioni delle turbine eoliche è la tecnica comunemente più utilizzata nel condition monitoring delle turbine eoliche. Questo perché la maggior parte dei danni nei macchinari rotanti si riflette come livelli di vibrazione più elevati a frequenze specifiche quando  un guasto si sta sviluppando.

Nel caso del Monitoraggio della Salute Strutturale, i dati sulle vibrazioni vengono raccolti per eseguire un’analisi modale operativa al fine di rilevare i guasti in via di sviluppo. Le modifiche alle proprietà geometriche e di rigidità si riflettono come modifiche alle proprietà modali intese come forme modali, rapporti di smorzamento e frequenze naturali.

Dewesoft con gli IOLITE-3xMEMS-ACC mette in campo accelerometri a 3 assi all'avanguardia, con acquisizione dati integrata (IOLITE-3xMEMS-ACC) specificamente progettati per il monitoraggio delle vibrazioni delle strutture. Il software di elaborazione dati DewesoftX offre un'ampia gamma di funzionalità matematiche delle vibrazioni. Sono disponibili opzioni di esportazione per facilitare l'esecuzione dell'analisi modale operativa e la valutazione della salute strutturale.

Monitoraggio delle Vibrazioni delle Turbine Eoliche

Strumenti per il Monitoraggio per le Turbine Eoliche

  • Per la misura dell'accelerazione e dell'inclinazione: Il Dewesoft IOLITEiw-3xMEMS-ACC-INC è un accelerometro MEMS triassiale e un inclinometro statico con un interfaccia EtherCAT. Questo offre un intervallo di misura di 8 g per l'analisi delle vibrazioni delle turbine eoliche.
  • Armadietti: Dewesoft può fornire armadi su misura con tutta la strumentazione preinstallata.
  • PC Industriali: possiamo fornire computer industriali nostri o anche di terze parti, che eseguono il nostro software DewesoftX per l'acquisizione dei sensori installati. Sono disponibili anche alimentatore e UPS.
  • Cavi: Un singolo cavo CAT6 viene utilizzato per il collegamento daisy-chain dei dispositivi EtherCAT. Offriamo cavi robusti, economici e di fascia alta (resistenti ai raggi UV, all'olio, all'ozono, all'acqua e all'umidità, schermati, ignifughi, a bassa emissione di fumo e altri gas acidi, privi di alogeni), nonché certificati come cavi off-shore (resistenti al MUD secondo NEK 606).
  • Staffe di montaggio: Dewesoft può fornire staffe di montaggio su misura e altri accessori.
  • Altri accessori: È possibile fornire una protezione anti-strappo del cavo per evitare piegamenti o schiacciamenti dello stesso. A richiesta possiamo fornire anche serracavi (anche con magneti) per il fissaggio dei cavi su torri dove non sono disponibili passerelle portacavi.
Strumenti per il Monitoraggio per le Turbine Eoliche

Architettura del Sistema di Monitoraggio

Il sistema di monitoraggio Dewesoft si basa su dispositivi di acquisizione dati distribuiti interfaccia EtherCAT. I dispositivi DAQ sono collegati con un collegamento daisy-chain utilizzando un unico cavo per la comunicazione dei dati, l'alimentazione e la sincronizzazione. I dispositivi agiscono come dispositivi slave EtherCAT mentre il PC che esegue il software DewesoftX funge da master EtherCAT.

I dati grezzi dai dispositivi DAQ vengono raccolti ed elaborati dai dispositivi di misura che eseguono il software di acquisizione dati DewesoftX. Questo fornisce un'ampia gamma di registrazioni attivabili e configurabili oltre a numerose  funzionalità matematiche. I dati possono essere inviati tramite la rete TCP/IP alla fabbrica o al server cloud in file batch o in streaming tramite il protocollo OPC UA

È possibile accedere, visualizzare e analizzare i dati sul PC client o archiviarli nel time series database (Historian) e messi a disposizione di sistemi SCADA o software cloud utilizzando interfacce standard come OPC/UA, XCP o Rest API. E’ un’architettura perfetta per l’industria 4.0.

I dispositivi EtherCAT sulla stessa torre sono sincronizzati sulla catena EtherCAT che offre la sincronizzazione down to 1 us. I dispositivi EtherCAT tra le diverse torri sono sincronizzati con il server NTP locale. La sincronizzazione tra di essi dipende dalla latenza della rete, ma dovrebbe essere entro 10 ms. Se è necessaria sincronizzazione ancora migliore, disponiamo anche di un'opzione di sincronizzazione GPS.

Architettura del Sistema di Monitoraggio

Dispositivi di Acquisizione Dati Rugged e Distribuiti 

Dewesoft fornisce sistemi di acquisizione dati molto robusti che possono funzionare perfettamente in un ampio intervallo di temperature (-40°C .. +85°C), sotto forte stress e anche in ambienti molto umidi e bagnati. I nostri sistemi rugged offrono protezione ambientale IP67 e protezione dagli urti 100 G.

I dispositivi possono essere facilmente distribuiti in modo da poterli posizionare vicino al sensore posto sulla struttura. Ciò significa un cablaggio del sensore più corto che aumenta la qualità del segnale, riduce le possibilità di errori di cablaggio e il costo del cablaggio stesso. I sistemi DAQ possono essere distribuiti sino al singolo canale.

Il protocollo EtherCAT fornisce una soluzione facile per la distribuzione dei dispositivi su strutture di grandi dimensioni. I dispositivi possono estendersi fino a 100 metri da nodo a nodo. L'alimentazione singola viene utilizzata per dati, alimentazione e sincronizzazione. Questa architettura può essere ulteriormente ampliata utilizzando convertitori da EtherCAT a Fibra Ottica.

Dispositivi di Acquisizione Dati Rugged e Distribuiti 

Strategia di Archiviazione Dati Flessibile per il monitoraggio dei parchi eolici

Il software DewesoftX offre configurazioni facili e flessibili per il flusso di dati. Puoi archiviare i dati localmente, vicino alla struttura stessa, o utilizzare una qualsiasi delle interfacce standard come OPC UA per inviare e archiviare i dati in remoto nel cloud o nel database. Non ci sono davvero restrizioni su come impostare il flusso dei dati.

La flessibilità della nostra licenza ti consente di connettere un numero illimitato di desktop o web-based view clients per monitorare i dati in tempo reale senza alcun costo aggiuntivo.

Strategia di Archiviazione Dati Flessibile per il monitoraggio dei parchi eolici

Dewesoft Historian Time-Series Database per l'archiviazione dei dati a lungo termine

Il pacchetto software Historian aggiunge un time-series database per l'archiviazione dei dati a lungo termine o permanente. Il database può essere predisposto localmente, sul server remoto o nel cloud. La soluzione si basa sul progetto open source InfluxDB time-series database

L’ Historian fornisce diverse funzioni utili per i tuoi dati storici:

  • Dati grezzi e ridotti: mentre i dati grezzi vengono sempre archiviati sul sistema usato per la misura per un'analisi approfondita, l’ Historian archivia  sul database in cloud i dati in forma ridotta garantendo un’archiviazione a lungo termine.
  • Sicurezza dei dati e ritrasmissione: se si perde la connessione tra l'hardware di misura e il database, i dati vengono archiviati in modo sicuro localmente sul sistema usato per la misura e poi ritrasmessi al database quando la connessione è disponibile.
  • Tendenze e analisi: i dati storici possono sempre essere richiamati e caricati dal database Historian e utilizzati per l'analisi dei trend, nonché per l'analisi approfondita e l'identificazione della causa principale dei fenomeni in esame.
Dewesoft Historian Time-Series Database per l'archiviazione dei dati a lungo termine

Casi Studio
Monitoraggio della torre della turbina eolica offshore

Puoi leggere maggiori dettagli sul monitoraggio delle torri delle turbine eoliche nel nostro case study.

Molti gestori di parchi eolici offshore hanno installato sulle torri una tecnologia di misurazione per il monitoraggio continuo della salute strutturale. Varie tecniche e metodi di rilevamento vengono utilizzati per eseguire il monitoraggio della salute strutturale. La più utilizzata è la tecnica basata sulle vibrazioni, nota anche come Analisi Modale Operativa (OMA).

Leggi il case study sul monitoraggio delle torri delle turbine eoliche offshore.

Casi Studio
Monitoraggio della torre della turbina eolica offshore

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