有一名技工身處風力發電機組的轉子葉片中

轉子葉片的負載量測 堅固耐用的感測器設計

轉子葉片暴露於極端的環境條件中,還需承受極端的應力。隨著葉片越來越長,對監控的需求也不斷提升。菲尼克斯電氣的__轉子監控系統 (RM-S) __持續監控一台風力發電機組轉子葉片內部的振動和負載。當超出設定的極限值時,就會發出警報:隨時向營運商通知葉片狀態資訊。

應用

由於轉子葉片會受到非常大的動力作用,因此會導致葉片在使用的過程中發生結構性損壞。持續監控負載和振動可提前發現損壞。您可以憑藉這些資料將 WTG 的負載控制到最佳水準,從而將葉片的負載降低到最低。畢竟一旦導致損壞,就能提前發現,並能用較低的費用修理損壞。

風力發電機組的轉子葉片處在綠意盎然的風景中

轉子監控系統 (RM-S) 負載監控解决方案

轉子監控系統 (RM-S) 基於彎矩來量測風力發電機組轉子葉片上的負載。利用測得的結果可以實現「預防性維護」應用程式,從而延長系統運行時間,或是主動透過適當調整來減輕負載。為此,將基於應變計的高精度且堅固耐用的感測器安裝在風力發電機組轉子葉片內側的葉片根部附近。

該解決方案有兩大核心元件:其一就是專門為此開發的應變計,另一個就是菲尼克斯電氣提供的採用 PLCnext 架構的控制器。該控制器透過直接串聯在一起的高解析度 Axioline F 模組與轉子葉片中的感測器相連。為避免設備發生過電壓或遭遇雷擊,為感測器導線和饋電器安裝了相應的保護裝置。您亦可以為系統選裝一個解調器來實現直接無線通訊。該系統為您提供 PROFINET、Modbus/TCP、開放平台通訊 OPC-UA 或 CANOpen 介面。
由控制器記錄並預處理測得的變數,從而為您提供含物理單位的訊號。除此之還將從應變訊號中推導出一些變數,例如彎矩或資料中的應力。另外還將記錄統計的特徵參數,比如:最小值和最大值以及訊號方差和平均值。

還能在此確定極限值,因此,一旦超出極限值,就能自動透過一個匯流排介面發出警報。
在訊號採樣的同時,將處理過的資料發送至上一級控制器。可以將所有原始資料以 CSV 或二進位格式緩存在 sFTP 伺服器的 SD 記憶卡上,並由獨立的系統從那裡獲取資料以進行進一步分析。
對此,轉子監控系統為您提供一個基於網頁技術的試運轉介面,即一個人機操作介面,因此只需一個瀏覽器即可,無需其他任何軟體。您藉助該人機操作介面就能設定系統、視覺化顯示量測值並監控系統的狀態。

轉子監控系統的結構

優勢

既可加裝,亦可新裝
RM-S 可以直接納入設備的電氣設計中,也可以加裝到現有的設備中。若是改裝,需要一個完整配置的控制櫃,該控制櫃內置在輪轂中,並可透過現有介面整合到控制器中。

也可以選擇透過 GSM 解調器直接將這些資料發送給營運商。若是新裝,則直接將諸如控制器和 I/O 模組之類的必要硬體直接接入到風力發電機組的 Pitch 控制櫃中。在這種情況下,透過一張 SD 記憶卡將軟體傳輸給控制器。

您的優勢:

  • 透過提前發現損壞對轉子葉片進行基於狀態的維護
  • 透過最佳化調整風力發電機組的負載來降低葉片的應力
  • 憑藉堅固的元件實現可靠的運行,滿足風力發電機組內部的條件
  • 開放式系統,可以最佳方式整合到現有系統中