Kundenspezifische Entwicklung für spezifische Anforderungen
Bild 02: Blaest-Prüfingenieur Nicolai Vangsgaard: „Ethercat Hot Connect und Ethercat P geben uns die Flexibilität, unsere Messaufbauten schnell den individuellen Anforderungen anzupassen“(Quelle: Nicolai Franzen)
Bild 03: Typischer Messaufbau mit mehreren Wägezellenverstärkern auf einem Grundträger: Hier laufen die DMS-Messstreifen eines Rotorabschnitts zusammen und werden per Ethercat P mit Energie und Kommunikation versorgt (Quelle: Nicolai Franzen)
Um die Komplexität der Verkabelung zu minimieren, entwickelte Beckhoff innerhalb von sechs Monaten eine dezentrale hochkanalige Ethercat-P-Box zur Auswertung von Messbrücken, die die Signale der DMS-Sensoren an den Rotorblättern erfassen (Bild 3). Abgeleitet von der Ethercat-Klemme ELM3504 unterstützt die IO-Box die Auswertung von Voll-, Halb- und Viertelbrücken mit 24 bit und einer Samplingrate bis 10 kSps. Alle Parameter sind per Ethercat über das CoE-Verzeichnis einstellbar. Entsprechend des Einsatz szenariosnahean der Messstelleingeschützter Umgebung wurden IP20-Brückenanschlüsse implementiert.„ Diese kunden spezifische Entwicklung ist inzwischen als Ethercat-P-Box EPP3504-0023 fester Bestandteil unseres umfangreichen Ethercat-P-Sortiments“, fügt Jørgen Berg, Vertriebsingenieur bei Beckhoff Dänemark an.
Die Ethercat-P-Box wandelt die analogen Sensorsignale in digitale Messwerte in unmittelbarer Nähe zur Messstelle – was die Gefahr von Kabelinterferenzen und verfälschten Analogsignalen weitgehend reduziert.„ Je kürzer das Kabel, desto genauer ist die Messung“, so das Credo des Prüfingenieurs. Darüber hinaus verringert Ethercat-P, das sowohl Ethercat als auch die Stromversorgung überträgt, dieAnzahl an Leitungen. „Dieses Konzept war nur möglich, weil Ethercat in der Lage ist, große Netzwerke zu handhaben, kombiniert mit der extrem niedrigen Echtzeit-Aktualisierungszeit“, ergänzt J. Berg. Während eines Windturbinentests werden durchschnittlich 950 Mrd. Messwerte aufgezeichnet, was insgesamt 7 TByte an Daten entspricht. Die Messwerte der 500 Wägezellen werden alle 4 ms in eine Datenbank gestreamt.
Dasalte Messsystemer forderte mehr als 10 km Leitungen für jeden Testaufbau. Das aktuelle System auf Basis von Ethercat P und den Ethercat-P-Box-Modulen kommt lediglich auf 1 km Leitungslänge und kann problemlos um weitere Kraftmess dosen erweitert werden. Die Einsparungen allein durch den geringeren Verlegeaufwand beziffert N. Vangsgaard auf 30 000 dänische Kronen pro Aufbau (ca. 4 000 €). „Zusammen mit dem Preis, der Verfügbarkeit und dem Support von Beckhoff haben wir ein Steuerungssystem erhalten, das die gestellten Anforderungen hinsichtlich Digitalisierung undintelligenter Datenerfassung erfüllt und uns wettbewerbsfähiger macht – sowohl jetzt als auch in Zukunft“, sagt N. Vangsgaard.
„Blaest betreibt praktisch das größte Ethercat-Hot-Connect-System der Welt,“ so J. Berg. Jede EPP-Box hat ihre eigene Adresse, sodass die Module im laufenden Betrieb hinzugefügt oder entfernt werden können. Dazu N. Vangsgaard: „Die Tatsache, dass alles bereits vorkonfiguriert ist, macht eine Änderung an der Konfiguration problemlos möglich.“ Bei Blaest bestehen die Schaltschränke jetzt einfach aus IPC, einem Anschluss für Ethercat P und einem Sicherheitsmodul. „Insgesamt sind wir dadurch schneller und anpassungsfähiger. Es senkt unsere Kosten und ermöglicht uns genauere Messungen. Und schließlich bedeutetdie Offenheit des Systems, dass unser Testzentrum allen Herstellern von Windenergieanlagen offensteht. Wir können uns an alles anpassen“, betont N. Vangsgaard.
Literatur
- Blaest, Aalborg/Dänemark: www.blaest.com
- Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Verl: www.beckhoff.com/ethercat-p, www.beckhoff.com/epp3504-0023, www.beckhoff.com/wind