Leistungsstarke Hardware inklusive Unterstützung hoher Sicherheitsanforderungen
Bild 1. Als derzeit leistungsstärkster Controller auf Basis der PLCnext Technology bildet der BPC 9102S das Herzstück des NGCS. (Quelle: Enercon)
Bild 2. Die PLCnext-Technologie ermöglicht es, die Vorteile einer modellbasierten Entwicklung voll auszuschöpfen. (Quelle: Enercon)
In den verschiedenen Teilen der Windenergieanlage findet sich eine Struktur, die aus einer zentralen Steuerung sowie aus dezentralen I/O-Stationen besteht. Zur Datenübertragung zwischen den einzelnen Teilnehmern des Next Generation Control Systems (NGCS) kommen das Profinet-Protokoll sowie die Ausprägung Profisafe für die sicherheitsgerichtete Kommunikation zum Einsatz (Bild 1). Als zentrale Steuerung fungiert eine Safety-SPS BPC 9102S. Dabei handelt es sich um den derzeit leistungsstärksten Controller auf Basis der PLCnext Technology. Ein Intel-Core-Prozessor i7-10700TE mit 8 x 2 GHz Leistung sorgt für ausreichend Rechen-Performance, um selbst künftige Anforderungen bewältigen zu können. Die integrierte Profisafe-Sicherheitssteuerung entspricht den höchsten Sicherheitsanforderungen SIL 3 gemäß IEC 61508/IEC 61511 sowie PL e nach EN/ISO 13849-1. Sie operiert mit jeweils einem Arm-Cortex-A9-Prozessor mit 800 MHz Leistung (CPU1) und einem Arm-Cortex-A8-Prozessor mit 600 MHz Leistung (CPU2).
Bei den dezentralen I/O-Modulen entschied sich Enercon für das aufgrund seiner Robustheit bestens für die Applikationen in der Windenergieanlage geeignete Axioline-System. Das klassische Portfolio der Baureihe Axioline F in Schutzart IP20 wird seit Ende 2019 durch die Produktfamilie Smart Elements ergänzt. Diese Module zeichnen sich nicht nur durch ihre Flexibilität aus, sondern ebenso durch ihre kompakte Bauform. Das reduziert den Platzbedarf der I/O-Stationen im Schaltschrank erheblich. Abgesehen von der PLCnext-Steuerung BPC 9102S ist im Rahmen der Kooperation das links an die PLCnext Control anreihbare Erweiterungsmodul AXC F XT PMP 1000 V AC entwickelt worden. Mit dem PMP-Modul (Power Measurement and Protection) lassen sich einerseits die Netzgrößen Strom (über Stromwandler) und Spannung (direkt bis 1000 V AC) hochpräzise messen sowie daraus unterschiedliche Größen ableiten und diese der übergeordneten Steuerung direkt zur Verfügung stellen. Auf der anderen Seite umfasst das PMP-Modul die Funktionen eines vollwertigen Schutzgeräts gemäß den Richtlinien VDE-AR-N 4110 und VDE-AR-N 4120.
Infobox
Mit Algorithmen und Funktionen zu geringeren Stromgestehungskosten
Zur Umsetzung der Energiewende müssen die Stromgestehungskosten – Cost of Energy (COE) – minimiert werden. Aus Sicht der Hersteller von Windenergieanlagen fallen darunter die Materialkosten bei der Produktion sowie die Aufwendungen für den Betrieb und die Wartung der Anlagen. Entsprechende Algorithmen und Funktionen, die meist eine leistungsstarke Automatisierungs-Hardware erfordern, können dabei unterstützen. Mit einem lastreduzierenden Regler lassen sich beispielsweise kostenintensive Bauteile der Windenergieanlage – zum Beispiel die Blätter oder der Turm – effizienter auslegen.