Przypadek zastosowania ODOT C Series Remote I/O w branży energetyki wiatrowej

Wraz ze wzrostem globalnego zapotrzebowania na energię odnawialną, energia wiatrowa, jako czyste i odnawialne źródło, odgrywa coraz ważniejszą rolę w globalnej strukturze energetycznej. Rozwój technologii energii wiatrowej może skutecznie zmniejszyć zużycie paliw kopalnych i obniżyć emisję gazów cieplarnianych. Obecnie zaawansowane technologie sterowania automatyzacją znacznie poprawiły wydajność i niezawodność systemów wytwarzania energii wiatrowej. 1.Zasada wytwarzania energii wiatrowej

Podstawową zasadą wytwarzania energii wiatrowej jest wykorzystanie wiatru do napędzania obrotów łopat turbiny wiatrowej. Następnie obroty te są przyspieszane przez przekładnię, aby zwiększyć prędkość, co z kolei napędza generator do produkcji energii elektrycznej. Obecna technologia energii wiatrowej może rozpocząć wytwarzanie energii elektrycznej przy prędkości wiatru wynoszącej trzy metry na sekundę, efektywnie przekształcając energię wiatru w energię elektryczną. 2.Struktura turbiny wiatrowej

Turbina wiatrowa składa się zazwyczaj z gondoli, wieży i podstawy. Dzieli się ją dalej na wirnik (łopatki, piastę), układ nachylenia, generator, układ odchylenia, układ napędowy (łożyska, przekładnia), układ sterowania i układ konwersji. Krótki opis głównych komponentów: (1) Wirnik: Składa się z dwóch lub trzech łopatek, jego główną funkcją jest pochłanianie energii wiatru i przekształcanie energii kinetycznej wiatru w energię mechaniczną obrotową. (2) Układ nachylenia: Reguluje kąt łopatek, aby zapewnić, że znajdują się w optymalnej pozycji do pochłaniania energii wiatru przy różnych prędkościach wiatru. (3) Generator: Przekształca energię mechaniczną obrotową wirnika w energię elektryczną. (4) Układ odchylenia: Działa w połączeniu z wiatrowskazem, aby utrzymać wirnik zwrócony w stronę wiatru, maksymalizując wykorzystanie energii wiatru i poprawiając wydajność wytwarzania energii. (5) Skrzynia biegów: Przekazuje moc generowaną przez wirnik w wyniku działania wiatru do generatora, zapewniając odpowiednią prędkość obrotową. (6) System sterowania: Odpowiada za monitorowanie w czasie rzeczywistym i dostosowywanie działania różnych komponentów w celu maksymalizacji efektywności pozyskiwania energii oraz zapewnienia stabilności i bezpieczeństwa systemu. (7) System konwersji: Utrzymuje częstotliwość energii elektrycznej wytwarzanej przez generator na stałym poziomie 50 Hz i integruje ją z siecią. 3.Wyzwania stojące przed systemem sterowania w generowaniu energii wiatrowej

Jako „centrum dowodzenia” całej turbiny wiatrowej, system sterowania staje przed licznymi wyzwaniami w całym procesie wytwarzania energii wiatrowej: (1) Trudne środowisko: Farmy wiatrowe są zazwyczaj zlokalizowane w trudnych warunkach, takich jak morza lub odległe obszary dzikiej przyrody. Czynniki takie jak wiatr, piasek, słona mgiełka i wysoka wilgotność wymagają większej trwałości i stabilności sprzętu. (2) Trudna konserwacja sprzętu: Turbiny wiatrowe mają złożone struktury i liczne komponenty, zwłaszcza sprzęt wysokogórski, co sprawia, że ​​konserwacja i naprawa są trudne i kosztowne. (3) Transmisja danych i komunikacja: Farmy wiatrowe obejmują rozległe obszary, co wymaga wysokich standardów transmisji danych i komunikacji między jednostkami. Tradycyjne metody komunikacji są łatwo zakłócane przez czynniki środowiskowe, co prowadzi do niestabilnej transmisji danych. (4) Wysokie wymagania dotyczące niezawodności: Systemy energetyki wiatrowej muszą działać nieprzerwanie przez długie okresy. Niezawodność i stabilność systemu sterowania są kluczowe, ponieważ każdy przestój może skutkować znacznymi stratami ekonomicznymi. (5) Zgodność wielu protokołów: Sprzęt i czujniki w systemach energetyki wiatrowej pochodzą od różnych producentów, z których każdy używa różnych protokołów komunikacyjnych. Zapewnienie kompatybilności i konwersji między różnymi protokołami jest również wyzwaniem. Funkcje ODOT C Series Remote IO: (1) Obsługuje wiele protokołów komunikacyjnych: Modbus, Profibus-DP, Profinet, EtherCAT, EtherNet/IP, CANopen, CC-Link itp. (2) Szeroki zakres modułów IO: Moduły wejść cyfrowych, moduły wyjść cyfrowych, moduły wejść analogowych, moduły wyjść analogowych, moduły specjalne, moduły hybrydowe IO itp. (3) Parametry EMC dla C Series Remote IO: Odporność na wyładowania elektrostatyczne: Wyładowanie w powietrzu 8 kV, wyładowanie kontaktowe 6 kV Odporność na szybkie przepięcia elektryczne: 2 kV Odporność na przepięcia: 2 kV (4) Szeroki zakres temperatur: od -35℃ do 70℃, spełniający wymagania trudnych warunków przemysłowych. 4.Wniosek ODOT

W pewnej elektrowni wiatrowej wykorzystano moduł zdalnego wejścia/wyjścia ODOT serii C z następującymi modelami modułów: karta sieciowa EtherCAT CN-8033, moduł wejścia cyfrowego CT-121F, moduł wyjścia cyfrowego CT-222F, moduł wejścia analogowego CT-3234, moduł wejścia analogowego CT-3734, moduł wyjścia analogowego CT-4234, moduł wejścia enkodera CT-5112, moduł wejścia enkodera CT-5122 i moduł główny DP CT-5341.(1) CT-5112: Mierzy prędkość obrotową turbiny wiatrowej.(2) CT-5122: Zapewnia informacje zwrotne na temat położenia odchylenia gondoli i ustala położenie turbiny wiatrowej na potrzeby konserwacji.(3）CT-5341: System pitch i system konwertera to dwa oddzielne systemy wykorzystujące protokół komunikacyjny Profibus-DP. Ta elektrownia wiatrowa wykorzystuje CN-8033 + CT-5341 do konwersji danych między protokołami Profibus-DP i EtherCAT. Ośrodek osiąga wydajną kontrolę i komunikację dzięki optymalnemu wykorzystaniu modułów ODOT serii C, zapewniając stabilną pracę systemu elektrowni wiatrowych. W szczególności technologia automatyzacji odgrywa kluczową rolę, znacznie zwiększając wydajność i niezawodność systemu, zapewniając solidne podstawy do zastosowań energii wiatrowej na dużą skalę.