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Integrated BladeBearingAnalyzer

Der Integrated BladeBearingAnalyzer ist eine Softwarelizenz. Sie ermöglicht, den BladeBearingAnalyzer als integriertes System zu nutzen, um Condition Monitoring an Rotorblattlagern an einer Windenergieanlage durchzuführen. Ausgereifte Diagnosealgorithmen suchen nach Frequenzmustern, die mit Schadensfrequenzen der einzelnen Blattlager übereinstimmen. Die Diagnose wird für jedes Blattlager durchgeführt, wenn das Blatt gepitcht wird. Werden Unregelmäßigkeiten an einem Blattlager erkannt, so wird ein Alarm generiert.

Darüber hinaus werden das Lagerspiel jedes Blattlagers gemessen und jeweils eine Alarmmeldung generiert, wenn das Spiel die Toleranz überschreitet.

Der Integrated BladeBearingAnalyzer erfordert ein Beckhoff-System auf der WEA und eine EtherCAT-Verbindung zur Nabe und dort entsprechende Sensorik. Unter dieser Voraussetzung kann der BladeBearingAnalyzer in die vorhandene Steuerung integriert werden. Daraus ergibt sich ein direkter Kostenvorteil, da der für die Steuerung genutzte Industrie-PC auch für den BladeBearingAnalyzer genutzt werden kann. Ebenso kann die bestehende Kommunikationsinfrastruktur genutzt werden, um den BladeBearingAnalyzer zu konfigurieren bzw. die Daten herunter zu laden. Diagnoseergebnisse können direkt der Steuerung zugänglich gemacht werden.

Der Integrated BladeBearingAnalyzer läuft in einem separaten Task auf der TwinCAT 3‑Umgebung und greift nur auf Signalerfassungsklemmen zu, die dem BladeBearingAnalyzer zugeordnet sind. Die Tasks, die der Steuerung dienen, bleiben unberührt.

Technische Voraussetzung

  • Folgende Signale müssen via EtherCAT zur Verfügung stehen:
    • Pitchwinkelsignal von jedem Rotorblatt mit einer Auflösung von mindestens 0,1°
    • Drehzahlsignal von jedem Rotorblattlager mit mindestens 3.600 Impulsen pro Umdrehung
    • Drehzahlsignal des Rotors
    • das axiale Verlagerungssignal des mit dem Rotorblatt verbundenen Lagerrings mit 50 kHz/24 Bit von allen Rotorblattlagern
      (Für die Erfassung dieses Signals empfehlen wir den induktiven Sensor Turck ELM3004)
  • Beckhoff IPC with TwinCAT3 und IO/C++ Laufzeitlizenz
    • 2 freie CPU-Kerne 512 MB RAM für die Mess- und Analysesoftware
    • 2 GB freier Festplattenspeicher für Messdaten
  • Voraussetzung ist auch, dass das Rotorblatt regelmäßig mit vollem Ausschlag gepitcht wird.

Softwareinstallation

Folgende Schritte sind erforderlich:

  • Installation des Peakanalyzer-Hintergrunddienstes auf dem Beckhoff-IPC
  • Installation des Peakanalyzer-Konfigurators auf einem PC, der für die TwinCAT-Konfiguration verwendet wird
  • Installation des Peakanalyzer-Managers, mit dem der BladeBearingAnalyzer überwacht wird, um Alarminformationen und Messdaten anzuzeigen

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Softwarekonfiguration

Zunächst müssen die Hardwarekanäle zugeordnet werden. Dies geschieht über den Peakanalyzer Configurator, der als TwinCAT XAE Plugin ausgeliefert wird.

Folgende Kanäle und Klemmen sind konfiguriert:

  • Eine Beckhoff-Klemme ELM3004 ist dem BladeBearingAnalyzer zugewiesen und wird vom Peakanalyzer Configurator automatisch parametrisiert.
  • Für die Geschwindigkeitswerte jedes Blatts sind drei benutzerdefinierte Kanäle konfiguriert.
  • Drei benutzerdefinierte Kanäle sind für den Pitchwinkel jedes Flügels konfiguriert.
  • Ein benutzerdefinierter Kanal ist für die Drehzahl des Rotors konfiguriert.

Die benutzerdefinierten Kanäle müssen manuell mit dem richtigen Wert des Steuerelements mit dem TcCom-Modul des BladeBearingAnalyzer verknüpft werden. Anschließend kann die Hardwarebeschreibung über den Peakanalyzer Configurator in den BladeBearingAnalyzer hochgeladen werden. In diesem Stadium ist die TwinCAT-Konfiguration des BladeBearingAnalyzer abgeschlossen, und der Hintergrunddienst auf dem IPC wartet auf eine zusätzliche Konfiguration, die über den Peakanalyzer Manager hochgeladen werden muss.

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