Werden Windenergieanlagen betrieben, obwohl landwirtschaftlicher Arbeiten in der Nähe stattfinden, drohen hohe Strafen bis hin zur Stilllegung der Anlage. Trotzdem sollen die Stillstandszeiten so kurz wie möglich sein. Aus diesem Grund hat Ateg Automation mit Hilfe der Automationslösungen von Red Lion das System zur Erfassung landwirtschaftlicher Aktivitäten (Sela) entwickelt. Es erfasst solche Arbeiten im Umfeld von Windenergieanlagen und schaltet das Windrad in den für Vögel ungefährlichen Trudelbetrieb.
An ein System für die sichere Detektion von landwirtschaftlichen Fahrzeugen sowie das automatisierte Abschalten der Windenergieanlage während und nach der Feldarbeit werden viele Anforderungen gestellt. Es muss dem Natur- und Umweltschutz entsprechen aber zugleich die maximale Produktionszeit zulassen. So benötigen Betreiber von Windenergieanlagen ein funktionssicheres und tierschutzgerechtes System, welches über den Anlagenstillstand informiert inklusive der entsprechenden Protokollierung. Zusätzlich muss es zwischen Tag- und Nachtzeiten unterscheiden können. Des Weiteren muss der Betreiber per Fernzugriff auf die Steuerung zugreifen können, um Benachrichtigungen über den Anlagenstatus zu prüfen und die Anlage bei Fehlalarm wieder zur Produktion freizugeben. Nach Abschluss der landwirtschaftlichen Arbeiten und nach Einhaltung der vorgeschriebenen Stillstandszeiten sollte die Windenergieanlage automatisiert freigegeben werden.
Automatisiertes Erkennen von Feldarbeiten
Die Hauptelemente von Sela sind die am Turm des Windrads montierten Infrarot-Kameras, sowie das Advanced IIoT Gateway DA70A der FlexEdge-Serie inklusive der Automatisierungssoftware Crimson 3.2 von Red Lion. Die Identifikation der Maschinen und Feldarbeitsgeräte erfolgt über präzise Infrarotkameras, die einen Bereich von bis zu 360 Grad abdecken und in einer Höhe von 15m am Turm der Windturbine angebracht sind. Die Detektionsbereiche am Boden lassen sich definieren; so können zum Beispiel Straßen, Gebäude oder Parkplätze ausgenommen werden. Die Messentfernung beträgt bis zu 250m. Die Infrarotmesstechnik sendet die Informationen an das Gateway DA70A im Schaltschrank der Sela-Steuerung. Die mit Crimson erstellten Programme steuern die auflagenbezogenen Betriebszeiten und schalten entsprechend die Windenergieanlage in den ungefährlichen Trudelbetrieb. Des Weiteren wird der Betreiber per E-Mail über die Abschaltung benachrichtigt. Dieser Betreiber prüft anhand der gesendeten Infrarot-Bilder die Aktivitäten auf dem Feld, bewertet den Grund der Abschaltung oder gibt die Anlage bei nicht relevantem Abschaltungsgrund wieder frei.
Nach einem implementierten Dämmerungskalender unterscheidet das System auch zwischen Nacht- und Tagmodus, da die Abschaltung nur tagsüber benötigt wird. Ein manuelles Aus- und Einschalten zwischen der Abend- und Morgendämmerung ist nicht mehr notwendig. Sela ist in verschiedenen Ausbaustufen für Neuanlagen sowie zur Nachrüstung von Bestandsanlagen erhältlich.
Zuverlässige, robuste Technik
In der Windenergieanlage vor Ort können Daten und Stoppgründe zusätzlich manuell per HMI Bediengerät CR3000 eingegeben, qualifiziert oder abgerufen werden. Die verfügbare SQL-Abfragefunktion von FlexEdge automatisiert das Herunterladen von Daten von Microsoft SQL Server, um Werte in einem Prozess aufzufüllen. Typische Anwendungen sind Rezepte für Batch-Anwendungen, Produktionserwartungen (KPIs) pro Schicht oder das Festlegen von Benutzer-IDs, die zur Anmeldung bei bestimmten Geräten berechtigt sind. Der auf dem CR3000-HMI verfügbare Webserver bietet eine Vollbild-Anzeigeoption, Seiten, die auf das Handy reagieren, HTTPS-Betrieb mit Zertifikatsbereitstellung sowie Funktionen wie HTTP-Umleitung, CSS und Java-Script.
Die OT/IT-Gateways FlexEdge bilden zusammen mit der Automationssoftware Crimson 3.2 eine praktische Automationslösung für Anwendungen, in denen operative Daten bereitgestellt und verarbeitet werden müssen. Die Software bietet eine intuitive Oberfläche zur Erstellung von Programmen zur Überwachung, Aufzeichnung, Konvertierung sowie Visualisierung von Daten und ist somit ein geeignetes Werkzeug zur OT/IT Datenkonvertierung.
Die vielseitigen, austauschbaren Sled-Schnittstellen der FlexEdge-Serie sind ein weiterer Vorteil, da sie eine einfache Integration in alle Anlagensteuerungen bieten. Bei Standardwechsel, zum Beispiel von 4G auf 5G, lässt sich vor Ort der betreffende Sled in der laufenden Applikation austauschen. Die Mobilfunkverbindung wird per OpenVPN realisiert und bietet somit den sicheren Fernzugriff. Die FlexEdge ist Atex zertifiziert und für raue Umgebungen ausgelegt.
