Schneller am Netz
Flexibles Scada-System für die Windenergie
Windenergieanlagen werden zunehmend komplexer. An ihren Betrieb und die Überwachung werden immer höhere Anforderungen gestellt. Mit einer flexiblen auf Web-Technik basierenden Scada-Lösung können sich Anlagenbetreiber unabhängig von den verwendeten Endgeräten einen umfassenden Überblick über gesamte Windparks - bis hin zu den Details jeder einzelnen Anlage - verschaffen.
Bild: Bachmann electronic GmbHDie neue Systemlösung Wind Power Scada (WPS) von Bachmann baut auf den Funktionen der Steuerungs-Software Wind Turbine Template (WTT) auf, die die wichtigsten Strukturen, Komponenten und Funktionen der Betriebsführungssteuerung einer Windenergieanlage beinhaltet und diese in Form des IEC61400-25 Datenraumes bereithält. Damit lassen sich sowohl für das Betriebsführungsprogramm Entwicklungs- und Inbetriebnahmezeiten reduzieren als auch bei der Erstellung der notwendigen Visualisierung.
Bild: Bachmann electronic GmbH
WPS implementiert OPC UA
Unter Verwendung von Datenstrukturen nach IEC61400-25 werden die Prozessgrößen standardisiert. OPC UA ermöglicht dazu ein nahtloses, objektorientiertes Engineering über Ebenen und Hersteller hinweg. Dies macht die Integration für einzelne Windenergieanlagen gleichermaßen interessant wie beim Einsatz in globalen Leitzentralen. Das Objekt/Typen-Konzept reduziert den Programmieraufwand, ist strukturiert, kompakt und somit gut lesbar. Gerade Inbetriebnahme und Wartung werden erleichtert, denn WPS ermöglicht die Abbildung aller relevanten Anlagenebenen: Von der globalen Ansicht über die Region, zum Park bis hin zur einzelnen Turbine. Auf jeder Ebene findet der Anwender die jeweils relevanten Informationen. Die Übernahme von Live-Prozessdaten via OPC UA ist komfortabel und einfach: Die Objekttypen werden aus der Steuerung in ein WPS-Projekt übertragen, wo Alarmbehandlung, Historisierung, Trending und Scripte hinzugefügt werden können. In nur einem Arbeitsschritt werden die Instanzen aus der Steuerung übernommen und mit Drag&Drop in die Visualisierung eingebunden. Gerade hier profitiert WPS von WTT und stellt dem Anwender umfangreiche Funktionen zur Sortierung, Analyse und Überwachung der aufgezeichneten Anlagendaten zur Verfügung.
Bild: Bachmann electronic GmbHDurchgängigkeit auf allen Ebenen
Damit sämtliche Zusammenhänge erhalten bleiben, liegen allen Ebenen und Zugriffsarten in WPS dieselbe Architektur, ein Datenkonzept und ein Synchronisationsprinzip zu Grunde. Gleichzeitig gelingen anlagenübergreifende Vergleiche und in einer Lösung ist über alle Hierarchiestufen hinweg der historische Datenabgleich zwischen einzelnen Windenergieanlagen oder ganzer Windparks möglich. Die Benutzerverwaltung erfolgt transparent und komfortabel. Ein Anmeldevorgang am WPS genügt, um den Zugriff bis zur einzelnen Turbine zu ermöglichen. Das Bedienkonzept bezieht dabei alle Nutzergruppen ein und nimmt auf die typischen Bediengeräte Rücksicht. Die jeweiligen Berechtigungen werden entsprechend der Benutzerverwaltung des M1-Steuerungssystems und unter Berücksichtigung von zeit- und ortsabhängigen Rechten vergeben. Im Bedienkonzept vorgesehen ist der Zugriff auf Anlagenteile und Ansichten über verschiedene Zugänge. Ein Weg der Navigation führt beispielsweise über die Anlagentopologie, wobei über (Mehrfach-) Selektion auch ganze Parks sichtbar gemacht oder einzelne Windenergieanlagen verglichen werden können. Der Zugang zu einzelnen Anlagen ist ebenfalls möglich über ein Geoinformationssystem oder mittels Systembildern. Die Navigationselemente sind dabei so angelegt, dass sie immer die gewünschten wichtigsten Leistungsdaten und Summenalarme anzeigen.
Bild: Bachmann electronic GmbHSicher und offen
Die physische Übertragung der Daten erfolgt verschlüsselt über sichere Verbindungen (SSL) und VPN. Über OPC UA ist es zudem möglich, Fremdsysteme, die auf dem Datenmodell IEC61400-25 basieren, direkt einzubinden. Systeme, welche die genannten Standards nicht unterstützen, können über eine Bachmann-Steuerung als Gateway anschließen. Hierauf stehen dann die standardisierten Kommunikations- und Feldbusprotokolle des M1-Systems zur Verfügung. Auf deren Basis lassen sich die Prozessdaten der Windkraftanlage auskoppeln oder kundenspezifische, proprietäre Lösungen auf der Gateway-Steuerung implementieren. Die Implementierung gültiger Industriestandards reduziert das Parametrieren von Anlagen und Prozessen. Die Projektierung erfolgt durch das Werkzeug atvise builder. Mit der nach IEC61400-25 angelegten Objektstruktur projektiert der Anwender rasch die notwendigen Elemente: Datenpunkte werden über das Browsen einer OPC UA-Datenquelle im Engineering-Werkzeug zur Verknüpfung herangezogen. Die Scripting-Funktionalität und weitere Vorzüge des atvise builder unterstützen die Projektierung. Eine umfangreiche Bibliothek stellt dabei verschiedene vorgefertigte grafische und tabellarische windspezifische Komponenten zur Verfügung, die auch im Steuerungsteil abgebildet werden. Durch die objektorientieren Strukturen werden Anlagen- und Datenobjekte einmalig zentral angelegt und in verschiedensten Bildern oder Projekten instanziiert. Dadurch verkürzen sich die Engineering-, Test- und Inbetriebnahme-Zeiten. Die Sprachumschaltung, die der Anwender zur Laufzeit nutzen kann, ist im WPS-System bereits implementiert. Zusätzliche Sprachen können jederzeit erweitert werden.
Bereit für die Zukunft
Windenergieanlagen werden zunehmend komplexer. An ihren Betrieb und die Überwachung werden immer höhere Anforderungen gestellt. Damit erhöht sich auch der Aufwand für die Projektierung und Wartung der Visualisierung, die längst nicht mehr nur als Vor-Ort-Bedienung zu realisieren ist. Gefragt sind die Anbindung an einen Leitstand, eine eigene Visualisierung für die Fernwartung und teilweise auch Lösungen für mobile Endgeräte. Nicht selten werden dabei heute noch für jeden Anwendungsfall separate Applikationen erstellt. Zudem ist bei vielen Visualisierungsprodukten das Handling unterschiedlicher Endgeräte und Bildschirmauflösungen nicht möglich. Nicht so bei Bachmann WPS: Hier ist für jede Bedienebene - von der Leitzentrale über das Park-Management bis hin zur Einzelanlage - die Basis für eine ergonomisch günstige Lösung geschaffen. Die entsprechende Berechtigung vorausgesetzt, hat man von jedem beliebigen Punkt der Welt aus mit nahezu allen Anzeigegeräten sicheren Zugriff auf die Applikation.
Windenergieanlagen werden zunehmend komplexer. An ihren Betrieb und die Überwachung werden immer höhere Anforderungen gestellt. Mit einer flexiblen auf Web-Technik basierenden Scada-Lösung können sich Anlagenbetreiber unabhängig von den verwendeten Endgeräten einen umfassenden Überblick über gesamte Windparks - bis hin zu den Details jeder einzelnen Anlage - verschaffen.
Bild: Bachmann electronic GmbHDie neue Systemlösung Wind Power Scada (WPS) von Bachmann baut auf den Funktionen der Steuerungs-Software Wind Turbine Template (WTT) auf, die die wichtigsten Strukturen, Komponenten und Funktionen der Betriebsführungssteuerung einer Windenergieanlage beinhaltet und diese in Form des IEC61400-25 Datenraumes bereithält. Damit lassen sich sowohl für das Betriebsführungsprogramm Entwicklungs- und Inbetriebnahmezeiten reduzieren als auch bei der Erstellung der notwendigen Visualisierung.Bild: Bachmann electronic GmbH
Bachmann electronic GmbH
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN Wind 2014 - 03.09.14.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
