为风力发电厂提供灵活可靠的WISE远程监控无线解决方案

  • 文章关键词:

    风力发电

    WISE远程监控

  • 项目简介:


    发展再生能源以降低对传统火力、煤炭或核能等发电方式的依赖,是近年来各国政府积极努力的目标。其中,风力发电被视为是技术最成熟、发电成本最接近传统发电的再生能源,也因此促使了风电产业的蓬勃发展。由于风力发电厂多半设在人烟稀少的偏僻地区,所以每座风力发电机除了基本的塔架、叶片、发电机这三大主要组件之外,还需配备远程终端控制系统(Remote Terminal Unit,RTU),一方面可作为现场风力发电机的操控接口(HMI),另一方面也可将收集来的资料送至中控室,藉此让风电厂管理者可以远程监控所有设备。


    而随着众多厂商的投入,激烈的市场竞争让风力发电机制造商在设计新产品时,既要以自身精良的技术来提升产品性能,更要谨慎妥善地控制产品成本,才能以最具竞争力的优势赢得市场占有率。研华多年来以嵌入式计算机、以太网交换机、各种I/O模块等产品已为再生能源市场提供了各式各样的解决方案,最新的WISE系列模块更是物美价廉的产品,可以协助预算有限的风电设备制造厂商以最具成本效益又功能完备的解决方案来开发新产品。


    系统需求:


    凭借先进的整机生产技术及自主创新的知识产权,中国排名前五大的风力发电机制造商正打算对现有产品的功能进行更新。首先,为了能无缝垂直整合软硬件产品,也为了让新设计的风力发电机能具备未来扩充性,该公司决定更换原有封闭式规格、兼容性较差、无法扩充I/O功能的RTU,改采开放式架构的嵌入式计算机以确保不同厂牌的底层组件与上层的监控系统之间能有良好的互操作性;同时还要增添新的I/O模块来撷取温度讯号并控制开关,藉此提供更完善的监控功能。


    其次,由于此项目是将现有的风力发电机进行改善而非全面汰旧换新,设备内原本已采用的包括巴赫曼的可编程控制器(PLC)与触摸屏,以及第三方软件开发商提供的SCADA系统将继续延用不会更换。因此新解决方案除了要提供网络产品以串连各种硬件装置之外,还需支持标准通讯协议让系统整合商的软件可以很容易地读取前端资料。


    在硬件规格方面,新解决方案将装设于空间有限的机电控制柜内,且风力发电机的运转现场大多属于气候较为恶劣的环境,因此相关的硬件必须是结构紧凑、易于安装、并能承受严苛环境考验的产品。再则,该公司的风力发电机不仅锁定中国内需市场,同时也外销其他国家,是故符合国际安规标准也是必备条件之一。


    系统概述:


    通过嵌入式无风扇工业电脑UNO-2362G、非网管型工业以太网交换机EKI-2525以及两款物联网以太网I/O模块WISE-4010/LAN与WISE-4050/LAN,研华解决方案即能将现场各种装置的信号与数据上传至中心监控室内的风场监控系统。其中,可支持Windows CE、Windows XPE、Embedded Linux等多种开放式操作系统的UNO-2362G能以更好的兼容性来取代原有的RTU;而提供高速以太网络传输的EKI-2525所形成的局域网络(LAN)则负责串连现场所有的硬件装置,并藉此让风力发电机成为可被监控的联网设备。


    至于针对风力发电机的箱式变压器所新增的数据撷取项目,研华以多通道电流输入/数字输出的WISE-4010/LAN来撷取温度信号,并以多通道数字输入/输出的WISE-4050/LAN来控制开关。两款WISE产品不但是经济实惠的I/O模块,许多优秀特色更能满足风力发电厂收集现场资料的需求,像是:小巧尺寸特别适合空间有限的应用、插入式螺丝端子提供了简洁的接线方式、堆栈式安装既省空间又方便维护、较宽的工作温度范围(-40°C~70°C)可在极冻与高温环境下正常运作、支持Modbus/TCP通讯协议能让采集的数据更容易提供给SCADA软件使用等等。


    此外,同样是工业等级宽温产品UNO-2362G与EKI-2525-AE则确保了整套监控系统运作的稳定性。再加上所有产品都取得了CE、FCC、RoHS等国际认证也让积极抢占国际市场的风力发电机供货商能顺利地将产品销往海外各地。


    项目实施:





    系统架构图:




    结论:


    研华的全球品牌知名度与产品的卓越质量是有口皆碑的。以这家知名的风力发电机制造商为例,该公司之前就采用过研华的工业级无风扇触控计算机,几年下来的零维修率让其对研华产品信心十足,因此,在本次的更新项目也特别指定要使用研华产品。而研华高性价比的WISE远程监控无线解决方案则让该设备供货商可以顺利地更新其风力发电机,同时还能让其在预算限制内购得优质产品。虽然此项目内囊括了许多来自不同厂商的软硬件产品,增加了系统整合的复杂度与困难度,但研华开放架构的方案与可支持标准协议的产品都轻松地化解了这些问题,而且解决方案所提供的灵活弹性更让客户可以依实际应用需求来轻松地新增或调整硬件配置,对其日后研发新产品或拓展海内外业务绝对是一大助力。



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审核编辑(王静)

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