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Datenübertragung und Sicherung mit OPC

Um diese Anforderungen zu erfüllen und Prozesse zu optimieren, eignet sich der OPC-Standard als das geeignete Werkzeug. Die Lösung zur Datenübertragung ermöglicht die Kommunikation zwischen Geräten, Controllern und/oder Anwendungen, unabhängig von den verschiedenen Treibern der einzelnen Hersteller. Die OPC-Komponenten werden dabei auf Basis des Client/Server-Prinzips zwischen der Datenquelle und dem Datenempfänger angesiedelt. Die Kommunikation zwischen OPC-Client und OPC-Server verläuft dabei bidirektional. Auf diese Art lassen sich die Daten zwischen Client und Server austauschen, ohne dass sie etwas über das Verbindungsprotokoll und die interne Datenorganisation des jeweils anderen wissen müssen.

Von den am stärksten verbreiteten Spezifikationen des klassischen OPC-Standards sind besonders OPC DA zur Übermittlung von Echtzeitdaten und OPC HDA zur Übermittlung von Verlaufsdaten beziehungsweise historischen Daten für eine optimale Verwaltung und effiziente Nutzung von Windenergieanlagen entscheidend.

OPC DA bietet eine Schnittstelle zum Echtzeit-Datenaustausch zwischen den einzelnen Datenquellen, also zwischen Windenergieanlagen, Datenarchiven oder Analyseapplikationen. Die OPC-Spezifikation stellt dabei sicher, dass die Schnittstellen unabhängig vom zugrunde liegenden System und Hersteller Echtzeitdaten austauschen. Lösungen von Anbietern wie MatrikonOPC decken dabei die gängigen Turbinenprotokolle wie Modbus oder IEC 61400-25 ab und bieten Treiber für zahlreiche Windturbinenhersteller, darunter Vestas, Mitsubishi und Siemens.

Um die Echtzeitdaten langfristig analysieren zu können, ist es wichtig, die Informationen in Prozessdatenarchiven zu speichern. Hier bietet OPC ebenfalls Konzepte zur herstellerunabhängigen Speicherung der Daten in sogenannten OPC Historians. Mit Hilfe der OPC-HDA-Spezifikation lassen sich die gespeicherten Daten an jede Analyseapplikation mit entsprechender OPC-Schnittstelle weitergeben.

Übertragung auch bei schlechter Verbindung

Gerade bei Offshore-Windenergieanlagen kann es aber auch bei der Übertragung der Echtzeitdaten an die Steuerungszentrale oder das Prozessdatenarchiv zu Verbindungsausfällen kommen. Wenn dies geschieht, gilt es zu verhindern, dass die Prozessdaten unvollständig übertragen werden. Auch hier kann OPC helfen. Dafür ist direkt an der Datenquelle ein Datenpuffer nötig, der bei einer Unterbrechung der Kommunikation die Daten zwischenspeichert und gesammelt in zentrale Datenbestände überführt, sobald die Verbindung wieder hergestellt ist. Diese Aufgabe erfüllen OPC-Hub-and-Spoke-Lösungen, so dass Übergabe und Integrität der Daten gewährleistet bleiben. Zudem lassen sich die Daten bereits am Ursprungsort analysieren und Trends aus ihnen ableiten. Der OPC-Standard HDA gewährleistet die unternehmensweite Interoperabilität.

Eine zusätzliche Maßnahme den Verlust von Daten zu verhindern ist die Verwendung von Tunneller-Lösungen. Die meisten OPC-Spezifikationen verwenden zur Datenübertragung Verbindungen, die auf der Microsoft-Betriebskomponente DCOM (Distributed Component Object Model) aufsetzen. In klassischen LAN-Umgebungen wie etwa in Büroräumen können sie hohe Bandbreite und Stabilität garantieren. Die speziellen Gegebenheiten in Windparks erfordern allerdings Lösungen, die auch unter weniger günstigen Bedingungen Daten zuverlässig und ohne Verluste bereitstellen können.

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