Steuerung Windenergieanlagen per Baukasten-System automatisieren

Phoenix Contact bietet ein Baukasten-System aus Hard- und Software-Komponenten, das auf die spezifischen Anforderungen von Windenergieanlagen zugeschnitten ist. Damit soll der Anwender wertvolle Entwicklungszeit sparen.

Anbieter zum Thema

Lenord, Bauer & Co. GmbH

FAULHABER Antriebssysteme

ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH

PHOENIX CONTACT Deutschland GmbH

Der boomende Markt für Windenergieanlagen (WEA) sorgt bei Entwicklern und Herstellern seit einigen Jahren für volle Auftragsbücher, aber auch einen härteren Wettbewerb und steigenden Druck bei Neukonzeptionen. Sowohl etablierte Unternehmen als auch Neueinsteiger können sich jahrelange Entwicklungszeiten für einen neuen Anlagen-Typ nicht mehr leisten, denn der Markt fordert im Zuge des Wachstums Innovationen und kürzere Produktentwicklungs-Zeiten.

Um hier im Bereich der Anlagen-Automation Engineering-Zeiten zu reduzieren, bietet Phoenix Contact ein umfassendes Baukasten-System aus Hard- und Software-Komponenten, das auf die spezifischen Anforderungen von Windenergieanlagen zugeschnitten ist. Als langjähriger Partner der Windenergie-Branche hat das Blomberger Unternehmen sowohl in neue Technologien als auch in die Kompetenz in Bezug auf die stetig an Größe und Komplexität wachsenden WEA investiert. So lässt sich der Engineering-Aufwand für die Steuerung der Windenergieanlagen und des gesamten Windparks deutlich senken.

Baukasten 1: Steuerungen für jede Anforderung

Bereits bei der Anlagensteuerung, deren Anforderungen an die Prozessorleistung und Ausstattung vom Gesamtkonzept der WEA abgeleitet werden, erlaubt das abgestufte Portfolio eine hinsichtlich Leistung und Wirtschaftlichkeit optimierte Auswahl. Die Kleinsteuerung ILC 150 ETH eignet sich beispielsweise gut für Kleinwindanlagen bis etwa 70 kW, die aufgrund ihres einfachen Aufbaus keinen High-End-Rechner benötigen. Im Gegensatz dazu stellt der Remote Field Controller RFC 470 PN 3TX mit seiner PC-basierten Architektur ausreichend Rechenleistung zur Verfügung, um die komplexen Regelalgorithmen und Überwachungsfunktionen von Anlagen im Megawatt-Bereich zu bearbeiten. Trotz eines weiten Temperaturbereichs und starker Vibrationen stellen alle Geräte einen zuverlässigen Betrieb sicher.

Für die Entwicklung der Betriebsführungs-Software ist die Wahl der Steuerung nicht entscheidend, denn sämtliche Controller werden mit der Automatisierungs-Suite PC Worx gemäß IEC 61131 programmiert und bedient. Darüber hinaus lassen sich fast alle Software-Bausteine, die in Form von Bibliotheken erhältlich sind, unabhängig vom gewählten Steuerungs-Typ einsetzen. So kann der Programm-Code wiederverwendet werden, wenn im Zuge von Neu- oder Weiterentwicklungen eine andere Steuerung genutzt werden soll.

Baukasten 2: flexible und modulare Steuerungs-Peripherie

Auf Basis der Signalliste der Anlage kann sich der Anwender mit dem Planungs-Tool Project+ der Automatisierungs-Suite innerhalb weniger Minuten die erforderlichen Peripherie-Komponenten zusammenstellen. Dabei hat er die Auswahl zwischen verschiedenen I/O-Systemen, die beliebig kombiniert werden können. Ergänzt wird das System um Geräte zum Bedienen und Beobachten sowie Infrastruktur-Komponenten für die Vernetzung. Im Anschluss bietet Projekt+ Auswertungen wie eine nutzungsorientierte Kostenkalkulation sowie die Dokumentation von Projektstruktur und Stücklisten

Baukasten 3: umfangreiche Software-Bibliothek

In einigen Windenergieanlagen werden proprietäre Steuerungssysteme eingesetzt, die speziell für WEA konzipiert wurden, aber durch fehlende Flexibilität und Modularität an ihre Grenzen stoßen. Erschwerend kommt hinzu, dass die Betriebsführungs-Software häufig nicht gemäß IEC-Standard entwickelt worden ist, sodass sie nicht oder nur mit hohem Aufwand auf ein anderes Automatisierungssystem portiert werden kann. Die Automatisierungslösung von Phoenix Contact zeichnet sich hingegen durch eine umfangreiche Software-Bibliothek für die Betriebsführung von Pitch-geregelten Windenergieanlagen aus. Die Bibliothek enthält vorcodierte Bausteine für wesentliche Funktionen wie die Zustands-Maschine der Anlage, einen Yawing-Algorithmus zur Wind-Nachführung, das Power-Management oder die Regelung des Anstellwinkels der Rotorblätter (pitch control). Ein Basis-Projekt für die Programmier-Software PC Worx, das schrittweise an das Design der realen Anlage angepasst werden kann, unterstützt den Anwender bei der schnellen Einarbeitung in die neue Lösung.

Teil 2: Test und Simulation

(ID:22942520)