03.09.2014

PC-based Control

Systemlösung für die Windbranche

PC-based Control von Beckhoff macht die Integration von Betriebsführung, Pitch-Regelung, Umrichtersteuerung, Condition Monitoring und Visualisierung auf einer CPU möglich. Das System - basierend auf PC und Ethercat sowie einem modularen, fein skalierbaren Spektrum an Standardkomponenten in Soft- und Hardware - ist darauf ausgelegt, Windenergie effizienter und wirtschaftlicher zu nutzen.


Als zentrale Steuerungsplattform von Windenergieanlagen ist die neue Embedded-PC-Serie CX5100 gut geeignet. Mit direkt angereihter I/O-Ebene sind die kompakten und robusten hutschienenmontierbaren Embedded-PCs mit ein, zwei und vier Prozessorkernen ausgestattet und bieten hohe Leistung im unteren Preissegment. Alle Steuerungsaufgaben einer Windenergieanlage, einschließlich Visualisierung, Safety und Condition Monitoring (CM), kommen auf dem CX51xx zum Ablauf. Die Unterstützung der Mehrkerntechnik durch die Beckhoff-Automatisierungssoftware erlaubt die Implementierung rechenintensiver Aufgaben auf einem separaten Kern. Der Installation zusätzlicher Software ist durch die hohe Prozessorgeschwindigkeit kein Limit gesetzt.

Condition Monitoring integriert

PC-based Control integriert die Zustandsüberwachung der Windenergieanlage nahtlos in das bestehende Automatisierungssystem: Die hochgenauen Ethercat-Klemmen EL3632 zur Schwingungsmessung oder EL3356-0010 zur Auswertung von Dehnungsmessstreifen (DMS) werden einfach in den vorhandenen Klemmenstrang eingereiht. Die erfassten Rohdaten stehen der überlagerten Software zur Verfügung. Ihre Auswertung und die Einleitung der nachgeschalteten Services übernimmt die CMS-Software des Anwenders, die über eine offene Schnittstelle wie OPC in die Steuerung eingebunden wird. Bei der integrierten Lösung entfällt die klassische Black Box und damit die aufwändige Kopplung Hardware-basierter CM-Systeme mit der Anlagensteuerung. Der Anwender profitiert dabei von der flexiblen Erweiterbarkeit, den geringeren Systemkosten und einer verbesserten Diagnostik.

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Zukunftsfähige Vernetzung

Was die Windparkvernetzung angeht, bietet das Beckhoff-System eine ultraschnelle Reaktion auf Spannungseinbrüche oder geänderte Anforderungen: Auf der Basis von Ethercat werden Augenblickswerte von Strom und Spannung am Einspeisepunkt mit bis zu 10.000 Samples/s erfasst, sodass im Falle eines Spannungseinbruchs die Sollwertvorgaben für alle Windenergieanlagen in weniger als 1ms im gesamten Parknetz aktualisiert werden können. Auch lassen sich die Messwerte aller Windenergieanlagen und die Messung am Einspeisepunkt unterhalb von 1s synchronisieren und Strom, Spannung sowie Frequenz entsprechend regeln.

Vereinfachtes Engineering

Das Automatisierung-Tool Twincat bietet dem Anwender freie Wahl bei der Programmiersprache: Neben den objektorientierten Erweiterungen der IEC61131-3 stehen auch C und C++ zur Programmierung von Echtzeitanwendungen zur Verfügung. Zudem wird auch Matlab/Simulink unterstützt.

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