Anwendungsfall von Remote I/O der ODOT C-Serie in der Windkraftindustrie

Mit der weltweit steigenden Nachfrage nach erneuerbarer Energie spielt Windenergie als saubere und erneuerbare Energiequelle eine immer wichtigere Rolle in der globalen Energiestruktur. Die Entwicklung der Windkrafttechnologie kann den Verbrauch fossiler Brennstoffe und die Treibhausgasemissionen wirksam reduzieren. Fortschrittliche Automatisierungstechnologien haben die Effizienz und Zuverlässigkeit von Windkraftanlagen deutlich verbessert.Prinzip der Windenergieerzeugung

Das Grundprinzip der Windenergieerzeugung besteht darin, die Rotorblätter der Windkraftanlage durch den Wind anzutreiben. Diese Rotation wird dann durch ein Getriebe beschleunigt, wodurch der Generator Strom erzeugt. Die aktuelle Windkrafttechnologie kann bereits ab einer Windgeschwindigkeit von drei Metern pro Sekunde Strom erzeugen und so Windenergie effizient in elektrische Energie umwandeln.Aufbau einer Windkraftanlage

Eine Windkraftanlage besteht im Allgemeinen aus einer Gondel, einem Turm und einem Sockel. Sie ist weiter unterteilt in Rotor (Blätter, Nabe), Pitchsystem, Generator, Windnachführungssystem, Antriebsstrang (Lager, Getriebe), Steuerungssystem und Umwandlungssystem. Kurzbeschreibung der Hauptkomponenten: (1) Rotor: Besteht aus zwei oder drei Blättern, seine Hauptfunktion besteht darin, Windenergie aufzunehmen und die kinetische Energie des Windes in mechanische Rotationsenergie umzuwandeln. (2) Pitchsystem: Passt den Winkel der Blätter an, um sicherzustellen, dass sie sich in der optimalen Position befinden, um bei unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten Windenergie aufzunehmen. (3) Generator: Wandelt die mechanische Rotationsenergie des Rotors in elektrische Energie um. (4) Windnachführungssystem: Arbeitet mit einer Windfahne zusammen, um den Rotor in den Wind auszurichten und so die Windenergienutzung zu maximieren und die Stromerzeugungseffizienz zu verbessern. (5) Getriebe: Überträgt die vom Rotor durch Windeinwirkung erzeugte Energie auf den Generator und sorgt für die entsprechende Rotationsgeschwindigkeit. (6)Steuerungssystem: Verantwortlich für die Echtzeitüberwachung und -anpassung des Betriebs verschiedener Komponenten, um die Effizienz der Energiegewinnung zu maximieren und die Systemstabilität und -sicherheit zu gewährleisten. (7)Umwandlungssystem: Hält die Frequenz des vom Generator erzeugten Stroms konstant bei 50 Hz und integriert ihn in das Netz. 3.Herausforderungen an die Steuerung bei der Windenergieerzeugung

Als zentrale Schaltstelle der gesamten Windkraftanlage steht das Steuerungssystem im gesamten Windenergieerzeugungsprozess vor zahlreichen Herausforderungen: (1) Raue Umgebung: Windparks befinden sich typischerweise in rauen Umgebungen, beispielsweise vor der Küste oder in abgelegenen Wildnisgebieten. Faktoren wie Wind, Sand, Salznebel und hohe Luftfeuchtigkeit erfordern eine hohe Haltbarkeit und Stabilität der Anlagen. (2) Anspruchsvolle Anlagenwartung: Windkraftanlagen haben komplexe Strukturen und zahlreiche Komponenten, insbesondere Anlagen in großen Höhen, was Wartung und Reparaturen anspruchsvoll und kostspielig macht. (3) Datenübertragung und Kommunikation: Windparks erstrecken sich über riesige Flächen und erfordern hohe Standards für die Datenübertragung und Kommunikation zwischen den Anlagen. Herkömmliche Kommunikationsmethoden werden leicht durch Umwelteinflüsse gestört, was zu einer instabilen Datenübertragung führt. (4) Hohe Zuverlässigkeitsanforderungen: Windkraftanlagen müssen über lange Zeiträume hinweg ununterbrochen betrieben werden. Die Zuverlässigkeit und Stabilität des Steuerungssystems sind entscheidend, da jeder Ausfall zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten führen kann. (5) Kompatibilität verschiedener Protokolle: Geräte und Sensoren in Windkraftanlagen stammen von verschiedenen Herstellern, die jeweils unterschiedliche Kommunikationsprotokolle verwenden. Die Gewährleistung der Kompatibilität und Konvertierung zwischen verschiedenen Protokollen ist ebenfalls eine Herausforderung. Funktionen der Remote-IO der ODOT C-Serie: (1) Unterstützt mehrere Kommunikationsprotokolle: Modbus, Profibus-DP, Profinet, EtherCAT, EtherNet/IP, CANopen, CC-Link usw. (2) Große Auswahl an IO-Modulen: Digitale Eingangsmodule, digitale Ausgangsmodule, analoge Eingangsmodule, analoge Ausgangsmodule, Spezialmodule, Hybrid-IO-Module usw. (3) EMV-Parameter für die Remote-IO der C-Serie: Immunität gegen elektrostatische Entladung: Luftentladung 8 KV, Kontaktentladung 6 KV Immunität gegen schnelle elektrische Transienten: 2 KV Immunität gegen Stoßspannungen: 2 KV (4) Breites Temperaturdesign: -35 °C bis 70 °C, erfüllt die Anforderungen rauer Industrieumgebungen. 4.ODOT-Anwendung

An einem bestimmten Windkraftstandort wird das ODOT C Series Remote IO mit den folgenden Modulmodellen verwendet: CN-8033 EtherCAT-Netzwerkadapter, digitales Eingangsmodul CT-121F, digitales Ausgangsmodul CT-222F, analoges Eingangsmodul CT-3234, analoges Eingangsmodul CT-3734, analoges Ausgangsmodul CT-4234, Encoder-Eingangsmodul CT-5112, Encoder-Eingangsmodul CT-5122 und DP-Mastermodul CT-5341.(1）CT-5112: Misst die Drehzahl der Windturbine.(2）CT-5122: Gibt Feedback zur Gierposition der Gondel und bestimmt die Position der Windkraftanlage für die Wartung.(3）CT-5341: Pitchsystem und Umrichtersystem sind zwei separate Systeme, die das Profibus-DP-Kommunikationsprotokoll verwenden. Diese Windkraftanlage nutzt CN-8033 + CT-5341 zur Datenkonvertierung zwischen den Protokollen Profibus-DP und EtherCAT. Durch den optimalen Einsatz der Module der ODOT C-Serie wird eine effiziente Steuerung und Kommunikation erreicht, was den stabilen Betrieb der Windkraftanlage gewährleistet. Insbesondere die Automatisierungstechnik spielt eine entscheidende Rolle, da sie die Effizienz und Zuverlässigkeit des Systems deutlich steigert und eine solide Grundlage für die großflächige Nutzung von Windenergie bildet.