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Monitoraggio delle turbine eolicheCondition 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.

Data logger

Vibrazioni

IEPE

Sforzo e Stress

Ponte intero

Mezzo ponte

Quarto di ponte

Forza

Angolo

Orientamento

Temperatura

Termocoppie

RTD

Compatibile con TEDS

GPS e GLONASS

Video

EtherCAT

OPC UA

XCP/CCP

Senza ventola

IP67

LAN

Resistenza shock 100g

-40°C a +85°C

Monitoraggio delle turbine eoliche Highlights

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.

Sistemi distribuiti

sistemi DAQ Dewesoft sono progettati per essere posizionati anche negli ambienti con le condizioni ambientali più critiche. La tecnologia EtherCAT ci permette di posizionare gli acquisitori vicino ai punti di misura e poi di collegarli tra loro con un unico cavo per alimentazione, sincronizzazione e trasferimento dei dati. I cavi di collegamento tra moduli DAQ possono essere lunghi fino a 100 metri oppure essere convertiti su fibra ottica per distanze ancora superiori.

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.

Sincronia

Tutti i canali sono sincroni tra di loro con allineamento inferiore al microsecondo, caratteristica fondamentale per l'analisi strutturale anche in dinamica, come l'analisi modale.

Range dinamico elevato

Grazie alla dinamica elevata dei sistemi di acquisizione, fino a 160dB, i nostri clienti dicono di riuscire ad apprezzare i pesci che urtano le strutture!

Modularita’ delle configurazioni

Grazie ad acquisitori super-performanti con protezione IP67 ed elevata dinamica insieme ad acquisitori dal rapporto prestazioni/prezzo imbattibile, possiamo realizzare la soluzione di monitoraggio più adatta per ogni applicazione.

Potenzialita’ software

La piattaforma DewesoftX software offre strumenti per la diagnostica in tempo reale, sintesi dei dati e possibilità di implementare le matematiche più avanzate. I dati possono essere salvati sfruttando trigger o intervalli pre-impostati e la visualizzazione grafica dei dati può essere impostata semplicemente a livello di utente.

Sistema aperto ed interconnesso

I dati acquisiti con DewesoftX possono essere esportati in tutti i formati di interscambio più diffusi e possono anche essere condivisi live grazie all'interfaccia OPC UA o modem ed archiviazione su cloud.

Controllo remoto

Il sistema di misura può essere controllato e modificato da remoto grazie alla disponibilità di funzioni d'allarme e notifiche (email, TCP-IP).

Software incluso

Tutti i sistemi di raccolta dati Dewesoft includono il pluripremiato software di raccolta dati DewesoftX. Il software è facile da usare ma molto completo e ricco di funzionalità. Tutti gli aggiornamenti del software sono gratuiti per sempre, senza licenze nascoste o costi di manutenzione annuali.

Qualità Dewesoft e garanzia di 7 anni

Godetevi il nostro 7 anni di garanzia. I nostri sistemi di raccolta dati sono prodotti in Europa secondo i più alti standard di qualità. Offriamo un'assistenza tecnica gratuita e orientata al cliente. Il vostro investimento nelle soluzioni Dewesoft è protetto per anni.

Monitoraggio delle condizioni delle turbine eoliche

Monitoraggio delle condizioni delle turbine eoliche è finalizzato a rilevare il più precocemente possibile i cambiamenti nel comportamento delle turbine eoliche. L'obiettivo principale è quello di prevedere lo sviluppo di guasti per ridurre al minimo il degrado delle prestazioni e i costi economici. Il monitoraggio costante di parametri specifici e il loro confronto con i parametri ottenuti durante il "normale" comportamento operativo.

Il monitoraggio delle condizioni si concentra su monitoraggio dei componenti della trasmissione delle turbine eoliche. Dewesoft offre soluzioni di monitoraggio delle condizioni per qualsiasi tipo di macchinario rotante, come alberi, cuscinetti, riduttori e generatori.

I sensori più comunemente utilizzati per il monitoraggio delle condizioni delle turbine eoliche sono:

Accelerometri per rilevare i guasti dei cuscinetti e dei denti degli ingranaggi.
Sensori di temperatura per rilevare il surriscaldamento.
Sensori di pressione.
Sensori di velocità rotazionale - per eseguire l'analisi dell'inseguimento degli ordini nelle turbine eoliche a velocità variabile.
Pinze amperometriche per misurare i segnali di corrente per l'identificazione dei guasti nei generatori.
Sensori a base di olio - per rilevare il contenuto d'acqua, i detriti e la concentrazione di particelle.

Maggiori dettagli su Soluzione di monitoraggio delle condizioni Dewesoft.

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:

Accelerometri per eseguire OMA (Operational Modal Analysis).
Estensimetri per verificare le ipotesi di progetto sotto carichi applicati
Sensori di temperatura - specialmente in combinazione con estensimetri per la compensazione della temperatura.
Inclinometri per monitorare la stabilità della torre.
Anemometri - per monitorare la velocità e la direzione del vento.
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 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.

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.

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.

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.

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.

Dewesoft Historian: Archiviazione di database di serie temporali con analisi del cruscotto in tempo reale

Il pacchetto software Historian fornisce un database di serie temporali per l'archiviazione dei dati a lungo termine. Il database può essere collocato localmente, su un server remoto o nel cloud. La soluzione si basa sul Database di serie temporali InfluxDB progetto open source.

Historian offre diverse funzioni utili per i dati storici:

Dati grezzi e ridotti: Mentre i dati grezzi vengono sempre memorizzati sull'unità di misura per un'analisi approfondita, uno storico assume il ruolo di archiviazione dei dati ridotti a lungo termine nel database cloud.
Sicurezza dei dati e ritrasmissione: se la connessione tra l'hardware di misura e il database viene persa, i dati vengono memorizzati in modo sicuro localmente sull'unità di 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 delle tendenze, nonché per l'analisi approfondita e l'identificazione delle cause principali.

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.