Monitoring i kontrola farm wiatrowych z użyciem switchy MOXA

Rosnąca emisja dwutlenku węgla powodująca efekt globalnego ocieplenia stanowi coraz poważniejszy problem w dzisiejszych czasach. W rezultacie coraz większą popularność zyskują elektrownie bazujące na odnawialnych źródłach energii. Najbardziej ekologicznym i jednocześnie najbardziej efektywnym źródłem energii odnawialnej jest energia wiatrowa. Z tego powodu coraz większą popularność na świecie zyskują elektrownie bazujące na farmach wiatraków.
Urządzenia sieciowe użyte w tego typu aplikacjach muszą cechować się odpornością na trudne warunki pracy – szeroki zakres temperatur, duże stężenie pyłów, wibracje itp. Dodatkowym problemem w komunikacji pomiędzy poszczególnymi turbinami oraz centrum monitoringu i zarządzania są duże odległości – farmy wiatraków są z reguły rozlokowane na powierzchni wielu hektarów. Należy także wziąć pod uwagę wszelkie zakłócenia elektromagnetyczne, których źródłem są pioruny. Wszystkie te czynniki powodują, że sprzęt stosowany do komunikacji w obrębie farm wiatraków musi spełniać szereg rygorystycznych wymagań odnośnie konstrukcji i odporności na trudne warunki działania.

Wymagania systemowe:

• Urządzenia sieciowe muszą być wyposażone w interfejsy światłowodowe zapewniające transmisję na duże odległości
• Stabilna praca w trybie ciągłym 24 godziny na dobę, zapewniająca stabilną komunikację
• Przemysłowe wykonanie zapewniające odporność na trudne warunki pracy

Opis systemu:

Każdy z wiatraków wyposażony jest w układ sterujący zawierający sterownik PLC, zasilacz, płytę kontrolną oraz urządzenie I/O. Sygnały z czujników prędkości wiatru, kierunku wiatru itp. przesyłane są do sterownika PLC. Dzięki wykrywaniu kierunku wiatru system kontrolny może zmieniać położenie głowicy wiatraka tak, aby turbina mogła generować maksymalną możliwą moc. System sterujący każdego wiatraka połączony jest łączem ethernetowym ze switchem EDS-408A znajdującym się w dolnej części obiektu. Wszystkie switche połączone są pierścieniem światłowodowym w technologii Moxa Turbo Ring, zapewniającym redundancję i niezawodność działania. Dodatkowo sieć LAN połączona jest z centrum kontroli i nadzoru, w którym całość danych analizowana jest przez oprogramowanie typu SCADA, zapewniające analizę działania systemu oraz alarmowanie w przypadku wystąpienia awarii.

Switche Moxa EDS-408A 3FO umożliwiają komunikację na duże odległości dzięki zainstalowanym aż 3 portom światłowodowym. Protokół Moxa Turbo Ring zapewnia możliwość tworzenia redundantnej sieci w topologii pierścienia, w której czas rekonfiguracji nie przekracza 20ms. Ponadto zastosowanie topologii pierścienia pozwala zredukować koszty okablowania. Wszystkie produkty firmy Moxa cechują się wysokim współczynnikiem MTBF, opornością na zakłócenia elektromagnetyczne, szerokim zakresem dopuszczalnych temperatur pracy oraz zgodnością z szeregiem norm, w tym normami DNV.