Comunicații transmise prin radio în centralele hidroelectrice

Soluție ușor de gestionat și rentabilă

Generatoare în centrala hidroelectrică din Niederhausen

Generatoare în centrala hidroelectrică din Niederhausen

Pentru exploatarea centralei hidroelectrice din Niederhausen se numără și monitorizarea nivelului din rezervoarele asociate. Valorile determinate, precum și starea de operare a pompelor de drenaj a apelor din inundații și a apelor subterane sunt transmise prin intermediul sistemului de comunicație radio Trusted Wireless, la un modul radio master din unul din turnurile consolidate.

De acolo, datele sunt transferate prin intermediul unui modem SHDSL, la un controler central din clădirea centralei electrice.

Aplicație

Municipalitatea Niederhausen din landul Renania-Palatinat se distinge nu numai prin amplasarea sa idilică, înconjurată de podgorii. În imediata apropiere a localității se află, de asemenea, un baraj cu o capacitate de 800.000 de metri cubi, care este un punct de atracție pentru numeroși atleți amatori și de persoanele care doresc să se relaxeze.

Pe lângă valoarea sa recreațională apreciată de populație, barajul funcționează și ca parte importantă pentru alimentarea cu energie electrică a zonei Nahe-Hunsrück. De aceea, pe malul său s-a construit o centrală hidroelectrică și un post de transformare, care aparține grupului RWE din Essen. Operatori sunt instalațiile RWE Deutschland AG și RWE Power AG.

Soluție

Diferența de înălțime determină cantitatea de electricitate determinată

În anul 1926/27, fosta companie de electricitate din Renania de Nord-Westfalia a mutat un post de transformare de 110/20 kV și un circuit dublu de 110 kV de la Koblenz la Niederhausen. Compania a căpătat, astfel, un rol central, deoarece în același timp și în același loc fusese construită o centrală hidroelectrică, care se putea combina perfect cu stația de transformatoare. Ca rezultat, producătorul de energie din 1928 a acumulat pentru prima dată apele extrase din fluxul de apă Niederhausen în rețeaua de conducte. 

Centrala hidroelectrică din Niederhausen încă se numără printre cele mai mari sisteme din regiunea Rhein-Nahe-Hunsrück. În client, acest livrează curent către aproximativ 1.400 de clienți cu tarif fix. La generarea energiei, barajul joacă un rol esențial. Apa sa este condusă printr-un canal de aducțiune, lung de 760 de metri, cu două turbine Kaplan dispuse vertical, care sunt instalate în clădirea centralei electrice. Mișcarea de rotație a arborelui antrenează un generator, care este conectat cu turbinele prin axele verticale. Apoi, apa este transferată înapoi în Nahe, prin canalul submersat, pozat la adâncime.

Randamentul electric depinde de diferența de presiune dintre canalul de aducțiune și canalul submersat. Astfel, cantitatea de energie obținută scade când nivelul din canalul submersat crește la maree și, astfel, diferența de înălțime scade pentru canalul de aducțiune. Debitul optim din canal este de aproximativ 45 de metri cubi pe secundă. La această valoare, cele două turbine furnizează cea mai mare cantitate de curent posibilă.

Stațiile de monitorizare transmit semnalul la modulul radio master

Barajul dispune de un stăvilar, care reglează alimentarea cu apă a canalului de aducțiune. Pentru a asigura funcționarea fiabilă a centralei electrice, nivelul barajului trebuie monitorizat. În acest scop, măsurarea nivelului de apă, precum și monitorizarea pompelor de inundații și de ape subterane sunt necesare. Pentru controlul permanent al stării de funcționare a pompelor, precum și al nivelului, în jurul barajului a fost construit un sistem de comunicație radio. O posibilă soluție de cablare alternativă ar fi fost solicitantă și scumpă, în acest caz. Punctul central al sistemului radio Trusted Wireless de la Phoenix Contact este unul dintre turnurile consolidate. În clădire se află un conector fagure cu modulul radio master, care este conectat la un gateway Profibus.

Drept stații de monitorizare suplimentare sunt folosite o stație de măsurare a nivelului, precum și trei stații de pompare. În cele patru clădiri sunt montate module radio, în combinație cu module de intrare și de ieșire analogice sau digitale. Componentele wireless transmit semnalele la modulul radio master din turnul consolidat. În stația de măsurare a nivelului este înregistrată continuu cota de nivel a râului, astfel încât angajații centralei electrice să poată reacționa rapid la modificări. În trecut, datele trebuiau citite manual, pe un cadran de nivel, ceea ce ocupa mult timp. În stațiile de pompare sunt primite, în prezent, mesajele de avarie ale pompei și transmise prin radio, la modulul master din turnul consolidat.

Stație de măsurare a nivelului și stăvilar cu turnurile consolidate  

Conexiune vizibilă între stația de măsurare a nivelului și stăvilar, cu turnurile consolidate

Ca soluție rentabilă, sunt oferite modemurile SHDSL Profibus de la Phoenix Contact. Un modem este integrat în turnul consolidat și, acolo, se conectează la gateway-ul Profibus. Al doilea dispozitiv se află lângă controlerul Vipa, în tabloul de distribuție al clădirii centralei electrice. Controlerul Vipa, care acționează ca master DP Profibus, înregistrează toate semnalele generate din siturile de producție. Acesta este conectat la un gateway Profibus (slave Profibus) prin intermediul unui modem SHDSL. Gateway-ul Profibus montat în conectorii fagure ai turnului consolidat își utilizează interfața RS 232 pentru comunicare cu modulul radio master, din familia de produse RAD-Line Serial.

Modulul radio master realizează conexiunea la cele patru dispozitive radio repeater/slave aflate la distanță, iar sistemul poate fi extins la maximum zece module wireless. Cu tehnologia Trusted Wireless pot fi conectate vizibil, la distanțe de doi kilometri, de obicei, două dispozitive. Fiecare modul radio repeater/slave poate înregistra semnalele componentelor de extindere I/O aliniabile și, în același timp, poate transmite datele la alte dispozitive radio. Funcția de repeater permite depășirea unor distanțe mari, precum și ocolirea obstacolelor.

Modemurile SHDSL asigură o comunicație fiabilă, prin cablu

Deoarece în centrala hidroelectrică din Niederhausen este planificată integrarea tehnologiei de comandă, sistemul de comunicație radio este deja pregătit pentru achiziția semnalelor suplimentare, potrivit lui Bernhard Beicher de la RWE Power AG din Bernkastel-Kues. Printre acestea se numără și transmiterea curenților motoarelor pompelor. Cum s-a menționat deja, semnalele sunt achiziționate în turnul consolidat și transformate, prin gateway-ul Profibus, direct în protocolul Profibus. Cu toate acestea, controlerul este instalat la aproximativ 800 de metri distanță de clădirea centralei electrice. Pentru conectarea controlerului central cu gateway-ul Profibus, responsabilii se bazează pe o conexiune cu cablu existentă, pentru a economisi costurile. Deoarece este vorba despre un simplu fir din cupru, semnalul Profibus nu poate fi transmis ușor prin cablu. Deoarece, în funcție de viteza de transfer, lungimea segmentului este limitată la cel mult 100 de metri.

Viteza de transfer este reglată automat

Soluția radio RAD-Line Serial-IO funcționează în banda de frecvență de 2,4 GHz, fără autorizație. Modulele wireless sunt configurate prin intermediul unui software disponibil gratuit. Un expert ghidează utilizatorul prin pașii obligatorii de lucru. De asemenea, gateway-ul poate fi integrat în rețeaua DP Profibus a controlerului ca dispozitiv slave, prin intermediul fișierului cu descrierea dispozitivului GSD. Astfel, stațiile radio predefinite din teren, care sunt completate cu modulele de intrare și de ieșire aliniabile, analogice sau digitale, sunt integrat simplu în sistemul de comunicație radio. Viteza de transfer Profibus, de până la 12 Mbps este reglată automat, deci fără configurare. Alegerea adresei Profibus a gateway-ului se face prin comutatorul DIP.

Bernd Gumm, director al postului de transformatoare și responsabil baraj în Niederhausen

Bernd Gumm, director al postului de transformatoare și responsabil baraj în Niederhausen

„Configurarea și punerea în funcțiune a modulelor radio RAD-Line, a gateway-ului Profibus, precum și a modemului SHDSL au fost simple“, explică Bernhard Beicher, care a fost responsabil cu punerea în funcțiune. „Și comunicarea prin radio este o alternativă viabilă pentru noi, chiar și în viitor, de soluție cu cablu în alte componente ale centralei hidroelectrice“, completează Bernd Gumm, director de divizie în Niederhausen.

Sistem radio fiabil pentru date I/O și seriale

Tehnologia radio robustă și fiabilă Trusted Wireless de la Phoenix Contact este ideală pentru sisteme industriale, pentru a transmite volume reduse de date, în mod ciclic, pe distanță mari, de obicei de până la trei kilometri. Semnalele de comutare digitale și semnalele de senzori analogice sunt preluate și transmise mai departe de modulele I-O RAD-Line. Linia de produse este disponibilă și ca sistem unidirecțional, și ca sistem bidirecțional. Pe lângă conexiunea punct-cu-punct și punct-cu-multipunct, repetorul asigură șuntarea obstacolelor sau pe distanțe lungi.

Concluzie

Familia de produse seriale RAD-Line permite transferul datelor seriale prin interfețele RS 232, RS 422 sau RS485, precum și a semnalelor analogice și digitale, într-o rețea tip plasă. În rețeaua radio, care constă dintr-un master și maxim 254 de dispozitive slave, orice modul slave poate lucra ca repetor. Componentele cu gestionare simplă sunt certificate conform Directivelor 94/9/CE (ATEX) și IECEx, astfel încât pot fi utilizate, la nivel național și internațional, în medii cu potențial exploziv (Zona 2).

PHOENIX CONTACT SRL

Floreasca Business Park
Calea Floreasca 169 A,
Corp A, Etaj 8,
București, România,
RO-014459
0040 21 350 88 12
0040 21 350 88 13

Acest website folosește cookie-uri. Prin continuarea vizualizării site-ului nostru acceptați politicile noastre referitoare la cookie-uri. Pentru mai multe informații citiți politica noastră de confidențialitate.

Închidere