수력 발전소의 무선 통신

사용자 친화적이고 비용 효율적인 솔루션

Niederhausen 수력 발전소의 발전기

Niederhausen 수력 발전소의 발전기

Niederhausen 수력 발전소를 운영하면서 인접한 저수지의 수위를 모니터링하는 것이 필요합니다. 기록된 값뿐만 아니라 홍수 및 지하수 배수 펌프의 상태를 트러스티드 무선 시스템을 통해 타워 중 하나에 설치된 마스터 무선 모듈로 전송해야 합니다.

여기에서 데이터는 SHDSL 모뎀을 통해 발전소 건물의 중앙 컨트롤러에 전달됩니다.

적용

Rhineland-Palatinate에 위치한 Niederhausen 자치 도시는 Weinbergen의 전원적인 풍경으로만 유명하지는 않습니다. 이 지역에는 800,000 입방 미터에 이르는 저수지가 있기 때문에 많은 아마추어 운동 선수와 휴가를 즐기려는 일반인들을 불러들이고 있습니다.

이 저수지는 현지인들의 여가를 위한 장소일 뿐만 아니라 Nahe-Hunsrück 지역의 전원 공급에 중요한 역할을 수행합니다. 이는 Essen에 위치한 RWE Group의 수력 발전소 및 변전소가 저수지 강변에 있기 때문입니다. 플랜트는 RWE Deutschland AG 및 RWE Power AG에 의해 운영됩니다.

솔루션

높이의 차이에 따른 전력 생산량의 차이

1926/1927년에 이전의 Rheinisch-Westfälische-Elektrizitätswerk Aktiengesellschaft는 110/20 kV 변전소를 건설하고 Koblenz에서 Niederhausen까지의 110 kV 이중 라인을 연결했습니다. 변전소와 결합할 수 있는 수력 발전소가 동시에 건설되었기 때문에 이 자치 도시는 중요한 지역으로 성장했습니다. 결과적으로 1928년에 이 에너지 공급업체는 Niederhausen의 용수에서 생산된 전력을 주전원 시스템에 처음으로 공급할 수 있었습니다. 

Niederhausen 수력 발전소는 여전히 Rhein-Nahe-Hunsrück 지역에서 가장 큰 플랜트 중 하나입니다. 현재 약 1400개의 고객에게 전력을 공급하고 있습니다. 저수지는 에너지 생산에서 중요한 역할을 수행합니다. 저수지의 물은 760 m 길이의 도수로를 지나 발전소 건물에 설치된 두 개의 수직 Kaplan 터빈에 공급됩니다. 물결이 회전하면서 수직 샤프트를 통해 터빈에 연결된 발전기를 가동시킵니다. 그런 다음 하단부 방수로를 통해 용수가 지역 사회로 되돌아갑니다.

생산된 전력량은 도수로와 방수로 사이의 높이 차이에 따라 달라집니다. 이는 홍수로 인해 방수로 수위가 높아지고 도수로와의 높이 차이가 줄어들 경우 더 적은 에너지가 생산된다는 것을 의미합니다. 수로에서 최적의 유속은 초당 약 45 입방 미터입니다. 이 속도에서는 두 터빈 모두 최대한의 전력을 생산합니다.

마스터 무선 모듈에 신호를 전달하는 모니터링 스테이션

저수지에는 도수로에 공급되는 용수를 제어하는 제방 시스템이 있습니다. 발전소의 안정적인 작동을 보장하려면 저수지의 수위를 모니터링해야 합니다. 따라서 수위를 측정하고 홍수 및 지하수 펌프를 모니터링해야 합니다. 펌프의 작동 상태와 수위를 지속적으로 모니터링할 수 있도록 저수지 주위에 무선 시스템이 설치되었습니다. 이 경우 케이블 솔루션을 사용하면 너무 복잡하고 비용이 많이 듭니다. 타워 중 하나가 피닉스컨택트의 트러스티드 무선 시스템을 위한 중앙 지점으로 사용됩니다. 건물 안에는 PROFIBUS 게이트웨이에 연결된 마스터 무선 모듈을 포함하는 컨트롤 박스가 들어 있습니다.

수위 제어실 및 3개의 소형 펌프장이 추가 모니터링 스테이션으로 사용됩니다. 아날로그 또는 디지털 입력 및 출력 장치와 결합된 무선 모듈이 4개의 플랜트에 설치됩니다. 무선 컴포넌트는 타워의 마스터 무선 모듈에 신호를 전송합니다. 수위 제어실에서는 저수지의 현재 수위가 지속적으로 기록되므로 직원들이 변화에 신속하게 대응할 수 있습니다. 이전에는 홍수 표식에서 데이터를 수동으로 읽어야 했으므로 시간이 매우 오래 걸렸습니다. 펌프에서 발생한 결함 메시지는 소형 펌프장에 기록되고 타워의 마스터 모듈에 무선으로 전달됩니다.

수위 제어실/제방 시스템 및 타워  

수위 제어실/제방 시스템과 타워 간의 확보된 시야

이 경우에 피닉스컨택트의 PROFIBUS SHDSL 모뎀이 비용 효율적인 솔루션입니다. 모뎀이 타워에 설치되어 PROFIBUS 게이트웨이에 연결됩니다. 발전소 건물의 컨트롤 캐비닛에 있는 Vipa 컨트롤러 옆에 두 번째 장치가 위치합니다. PROFIBUS DP 마스터로 작동하는 Vipa 컨트롤러는 플랜트에서 생성된 모든 신호를 기록합니다. 이 컨트롤러는 SHDSL 모뎀을 통해 PROFIBUS 게이트웨이(PROFIBUS 슬레이브)에 연결됩니다. 타워의 컨트롤 박스에 설치된 PROFIBUS 게이트웨이는 해당 RS-232 인터페이스를 사용하여 RAD-Line 직렬 제품군의 마스터 무선 모듈과 통신합니다.

마스터 무선 모듈은 4개의 원격 리피터/슬레이브 무선 장치에 대한 연결을 설정하고 이를 통해 시스템을 최대 10개의 무선 모듈로 확장할 수 있습니다. 시야가 확보되는 경우 트러스티드 무선 기술은 두 장치 간에 일반적인 2 km의 거리를 지원할 수 있습니다. 모든 리피터/슬레이브 모듈은 배열 가능한 I/O 확장 컴포넌트를 통해 신호를 기록할 수 있고 이와 동시에 데이터를 다른 무선 장치에 전송할 수 있습니다. 리피터 기능을 통해 더 먼 거리를 연결하고 장애물을 피할 수 있습니다.

안정적인 유선 통신을 보장하는 SHDSL 모뎀

Bernkastel-Kues에 위치한 RWE Power AG의 Bernhard Beicher에 따르면 Niederhausen 수력 발전소의 제어 기술이 업그레이드하도록 되어 있으므로 무선 시스템은 이미 추가 신호를 기록하도록 구성되었습니다. 모터 전류를 펌프에 전송하는 것이 여기에 포함됩니다. 위에서 언급한 것처럼 신호는 타워에 기록되고 PROFIBUS 게이트웨이를 통해 PROFIBUS 프로토콜로 직접 변환됩니다. 그러나 컨트롤러는 약 800 m 떨어진 발전소 건물에 설치됩니다. 중앙 컨트롤러 및 PROFIBUS 게이트웨이를 연결하기 위해 담당자들은 비용 절감 측면에서 기존 케이블 연결을 사용했습니다. 하지만 단순히 구리 케이블이기 때문에 PROFIBUS 신호를 전송하는 데 사용할 수 없습니다. 이는 전송 속도에 따라 세그먼트 길이가 최대 100 m로 제한되기 때문입니다.

자동으로 설정되는 전송 속도

RAD-Line 직렬 IO 무선 솔루션은 라이센스가 필요 없는 2.4 GHz 주파수 대역에서 작동합니다. 무선 모듈은 무료 소프트웨어를 사용하여 구성합니다. 사용자는 마법사의 안내에 따라 필요한 단계를 수행하면 됩니다. 또한 해당 GSD 장치 설명 파일을 통해 게이트웨이를 컨트롤러의 PROFIBUS DP 네트워크에 슬레이브 장치로 손쉽게 통합할 수 있습니다. 따라서 배열 가능한 아날로그 또는 디지털 입력 및 출력 모듈을 포함하도록 확장된 필드의 사전 정의된 무선 스테이션을 무선 시스템에 손쉽게 통합할 수 있습니다. 최대 12 Mbps의 PROFIBUS 전송 속도는 구성할 필요 없이 자동으로 설정됩니다. 게이트웨이의 PROFIBUS 주소는 DIP 스위치를 통해 선택합니다.

Niederhausen의 변전소 및 제방 담당 이사인 Bernd Gumm

Niederhausen의 변전소 및 제방 담당 이사인 Bernd Gumm

“RAD-Line 무선 모듈, PROFIBUS 게이트웨이 및 SHDSL 모뎀은 구성 및 스타트업이 매우 간단했습니다.”라고 스타트업을 담당하는 Bernhard Beicher는 설명했습니다. “무선 통신은 앞으로도 계속해서 상수도 시설의 다른 영역에서 유선 솔루션을 대신하게 될 것입니다.”라고 Niederhausen의 이사인 Bernd Gumm은 덧붙였습니다.

I/O 및 직렬 데이터를 위한 안정적인 무선 시스템

피닉스컨택트의 견고하고 안정적인 트러스티드 무선 기술은 최대 3 km의 장거리에서 소량의 데이터를 주기적으로 전송해야 하는 산업용 시스템에 적합합니다. RAD-Line I/O 모듈은 디지털 스위칭 신호 및 아날로그 센서 신호를 기록 및 전달합니다. 제품군은 단방향 및 양방향 시스템으로 제공됩니다. 포인트-투-포인트 및 포인트-투-멀티포인트 연결 외에도 리피터를 사용하여 장애물을 피하고 장거리를 연결할 수 있습니다.

요약

RAD-Line 직렬 제품군을 사용하면 RS-232, RS-422 또는 RS-485 인터페이스를 통해 직렬 데이터를 전송하고 아날로그 및 디지털 신호를 메쉬 네트워크에서 전송할 수 있습니다. 마스터 및 최대 254개의 슬레이브로 구성된 무선 네트워크에서 모든 슬레이브 모듈이 리피터로 작동할 수도 있습니다. 사용이 간편한 시스템 컴포넌트가 94/9/EC(ATEX) 및 IECEx 지침에 따라 인증되었으므로 국내 및 해외의 폭발 위험이 있는 영역(영역 2)에서 사용할 수 있습니다.

피닉스컨택트 주식회사

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