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风力涡轮机监控风力涡轮机的结构健康监测和状态监测

Dewesoft 数据采集系统用于海上风力涡轮机,用于在线风力涡轮机状态监测和风力涡轮机结构健康监测,旨在降低风能成本并优化投资回报率。

状态监测系统提供分布式高通道数和远程监测。 我们提供从 DAQ 系统和数据记录器到传感器的交钥匙解决方案,以及基于 Windows 的数据处理和基于云的高级监控软件。

數據記錄儀

數據記錄儀

振动

振动

IEPE

IEPE

应力 / 应变

应力 / 应变

全桥

全桥

半桥

半桥

1/4 桥

1/4 桥

力

角度

角度

方向

方向

温度

温度

热电偶

热电偶

RTD

RTD

兼容 TEDS

兼容 TEDS

GPS/GLONASS

GPS/GLONASS

视频

视频

EtherCAT

EtherCAT

OPC UA

OPC UA

XCP/CCP

XCP/CCP

无风扇

无风扇

IP67

IP67

LAN

LAN

冲击等级 100g

冲击等级 100g

-40°C 至 +85°C

-40°C 至 +85°C

风力涡轮机监控 特色功能

完整的交钥匙解决方案

Dewesoft 状态监测系统是一个完整的解决方案,包括用于风力涡轮机塔架结构健康和状态监测的高精度信号调节系统、数据采集和处理软件、传感器和附件。

分布式测试系统

Dewesoft 数据采集系统为真正的分布式测试系统。 EtherCAT技术允许将测试模块放置在传感器附近,并通过单根电缆连接以实现电源,同步和数据传输。 两个模块间距离可达100m,或者在将EtherCAT总线数据通过光纤转换器转换为光信号进行传输,则通讯距离几乎不受限制。

支持任何传感器

输入放大器支持任何应变计、低频加速度计、温度、天气、风力和风力涡轮机性能监测传感器。

完美同步

所有的数据通道都同步良好,精度高达每秒,这是深层结构分析所需要的。

惊人的动态范围

随着动态范围高达160dB。

各种各样的配置

从具有极高动态范围且极其坚固的IP67测试单元到经济高效的高性价比解决方案,为几乎所有结构提供了一种量身定制的方法,可以监控和分析数千个数据点。

强大的软件

Dewesoft X 软件 提供实时诊断,预处理,数据简化以及强大的数学功能。通过强大的可视化选择,可以提供多种存储选项。

开放的接口

使用DewesoftX,可以以多种格式提供数据,从导出的数据到实时OPC UA接口或现代云数据服务。

远程操作

整个系统可以远程操作,提供触发存储、报警和其他监控功能,能够在本地或远程位置存储数据。

包含的软件

所有Dewesoft数据采集系统都包括获奖的DewesoftX数据采集软件。该软件易于使用,但非常全面,功能丰富。所有的软件更新都是免费的,没有隐藏的许可证或年度维护费。

Dewesoft质量和7年保修

享受我们的福利 7年保修.我们的数据收集系统是在欧洲按照最高质量标准建造的。我们提供免费的、面向客户的技术支持。您对Dewesoft解决方案的投资将在未来的许多年里得到保护。

风力涡轮机的状态监测

风力涡轮机状态监测其目的是尽早检测风力涡轮机行为的变化。其主要目标是预测正在出现的故障,以尽量减少性能下降和经济成本。其方法是持续监测特定参数,并将其与 "正常 "运行时获得的参数进行比较。

状态监测的重点是 监测风力涡轮机传动系统部件.Dewesoft 为轴、轴承、齿轮箱和发电机等各种旋转机械提供状态监测解决方案。

风力涡轮机状态监测最常用的传感器有

  • 用于检测轴承故障和轮齿故障的加速度计。

  • 用于检测过热的温度传感器。

  • 压力传感器。

  • 转速传感器 - 用于对变速风力发电机进行阶次跟踪分析。

  • 电流钳用于测量电流信号,以识别发电机故障。

  • 油基传感器 - 用于检测含水量、碎屑和颗粒浓度。

更多详情 Dewesoft 状态监测解决方案.

风力涡轮机的结构健康监测

结构部件(如基础、叶片和塔架)的状态监测称为结构健康监测。风力涡轮机结构部件的故障会显着影响风力涡轮机的运营成本,并且在某些情况下会导致涡轮机完全损坏(塔架倒塌)。

海上风力涡轮机特别暴露于恶劣的环境(风、波浪载荷、应力、腐蚀)和更高的风险。因此,必须对结构部件进行监控,以降低维护成本并避免灾难性故障。

风力涡轮机结构健康监测最常见的传感器是:

  • 用于执行 OMA(操作模态分析)的加速度计。

  • 应变仪在施加载荷下验证设计假设

  • 温度传感器——尤其是与应变片结合用于温度补偿。

  • 倾角仪监测塔的稳定性。

  • 风速计 - 监测风速和风向。

  • 波雷达 - 监测波高。

Dewesoft 可以提供完整的 SHM 解决方案,用于监测评估风力涡轮机结构部件状况所需的所有必要参数(振动、应变、倾角、温度测量)。

风力涡轮机的振动监测

风力涡轮机振动监测是风力涡轮机状态监测中最常用的技术,因为旋转机械中的大多数损坏都反映为特定于发展故障的频率下的更高振动水平。

在结构健康监测的情况下,收集振动数据以执行操作模态分析技术,以检测发展中的故障。 几何和刚度特性的变化反映为模态特性的变化,如模态形状、阻尼比和固有频率。

Dewesoft 提供具有集成数据采集功能的最先进的 3 轴加速度计 (IOLITE-3xMEMS-ACC),专为结构的振动监测而设计。 DewesoftX 数据处理软件提供了广泛的振动数学功能。 导出选项可用于促进运行模态分析和结构健康评估的性能。

风力涡轮机监测仪表

  • 加速度和倾角测量:Dewesoft IOLITEiw-3xMEMS-ACC-INC 是一款带有 EtherCAT 接口的三轴 MEMS 加速度计和静态倾角计。为风力涡轮机振动分析提供 8 g 测量范围。

  • 机柜:Dewesoft 可以提供预装所有仪器的定制机柜。

  • 工控机:我们可以提供我们自己的或第 3 方的工控机,这将运行我们的 DewesoftX 软件以获取已安装的传感器。电源和UPS也可用。

  • 电缆:单根 CAT6 电缆用于菊花链式连接 EtherCAT 设备。我们提供廉价到高端的坚固电缆(抗紫外线、抗油、抗臭氧、防水和防潮、屏蔽、阻燃、低烟和其他酸性气体排放、无卤素),以及经过海上认证(符合 NEK 606 的耐泥浆)电缆。

  • 安装支架:Dewesoft 可提供定制安装支架和其他配件。

  • 其他附件:可提供电缆撕裂保护,以防止电缆弯曲或挤压。可根据要求提供用于将电缆固定在没有电缆桥架的上的电缆夹(也带有磁铁)。

监控系统架构

Dewesoft 监控系统基于带有 EtherCAT 接口的分布式数据采集设备。 DAQ 设备使用单根电缆以菊花链形式进行数据通信、供电和同步。这些设备充当 EtherCAT 从设备,而运行 DewesoftX 软件的 PC 充当 EtherCAT 主设备。

来自 DAQ 设备的原始数据由运行 DewesoftX 数据采集软件的测量单元收集和处理。它提供了广泛的可配置触发记录和数学功能。数据可以通过 TCP/IP 网络以批处理文件或通过 OPC UA 协议流式传输到工厂或云服务器。

数据可以在客户端 PC 上访问、查看和分析,也可以存储在时间序列数据库 (Historian) 中,并使用标准接口(如 OPC/UA、XCP 或 Rest API)提供给 SCADA 系统或云软件。它是真正的工业 4.0 就绪架构。

同一塔上的 EtherCAT 设备通过 EtherCAT 链同步,同步时间低至 1 us。不同塔之间的 EtherCAT 设备与本地 NTP 服务器同步。它们之间的同步取决于网络的延迟,但预计在 10 毫秒内。如果需要更好的同步,我们还提供 GPS 同步选项。

坚固的分布式数据采集设备

Dewesoft 提供了非常坚固的数据采集系统,可以在很宽的温度范围(-40°C .. +85°C)、在很大的压力下,甚至在非常潮湿和潮湿的环境中完美地工作。 我们坚固的系统提供 IP67 环境保护和 100 G 冲击保护。

这些设备可以很容易地分布,因此您可以将它们放置在靠近结构上的传感器的位置。 这意味着更短的传感器布线可以提高信号质量并降低布线错误的可能性和布线成本。 DAQ 系统可以向下分布到单个通道。

EtherCAT 协议可在大型结构上轻松分配设备。 设备可以从一个节点跨越到 100 米。 单一电源用于数据、电源和同步。 这可以使用 EtherCAT 到光纤转换器进一步扩展。

用于风电场监控的灵活数据存储策略

DewesoftX 软件为您的数据流提供简单灵活的配置。 您可以在结构本身附近本地存储数据,或使用任何标准(如 OPC UA)在云或数据库中远程发送和存储数据。 对于如何设置数据流实际上没有任何限制。

我们灵活的许可允许您连接无限数量的桌面或基于 Web 的视图客户端以实时监控数据,而无需任何额外费用。

Dewesoft Historian:具有实时仪表盘分析功能的时间序列数据库存储

历史学家软件包提供了一个 时间序列数据库用于长期数据存储。数据库可以位于本地、远程服务器或云端。该解决方案基于 InfluxDB 时间序列数据库开源项目。

Historian 为历史数据提供了多种有用功能:

  • 原始数据和缩减数据:原始数据始终存储在测量装置上,以便进行深入分析,而历史数据则在云数据库中扮演长期缩减数据存储的角色。

  • 数据安全和重传:如果测量硬件和数据库之间的连接中断,数据会安全地存储在测量单元的本地,然后在连接可用时重新传输到数据库。

  • 趋势与分析:历史数据可随时从 Historian 数据库中调用和加载,用于趋势分析、深入分析和查找根本原因。

案例分析
海上风力涡轮机塔架监测

您可以在我们的案例研究中阅读有关风力涡轮机塔架监控的更多详细信息。

许多海上风力涡轮机农场经理已经安装了测量技术,用于对塔架进行持续的结构健康监测。 各种传感技术和方法用于执行结构健康监测。 最广泛使用的是基于振动的技术,也称为操作模态分析 (OMA)。

阅读海上风力涡轮机塔架监控案例研究

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