Weidmüller'in iki işlemci çekirdeği ve bir uygulamaya özel yazılım kütüphanesine dayanan açık ve yüksek performanslı gerçek zamanlı denetleyicisi sayesinde, Solutions 4 Energy GmbH rüzgar türbinleri için mühendislik ve hizmete alım süreçlerine büyük bir hız kazandırmıştır. Bulut özelliklerini de kapsayan uyumlu, modüler ve ölçeklenebilir görselleştirme çözümü rüzgar türbinlerinin işletilmesini son derece kolaylaştırıyor.
Solutions 4 Energy Gmbh, kısa adıyla S4E, başta kıyı ve açık deniz rüzgar santralleri olmak üzere yenilenebilir enerji sektöründe faaliyetler gösteren iddialı, yenilikçi bir üretim ve danışmanlık firmasıdır. "Rüzgar santralleri sistemlerinin kullanılması ve hizmete alımını daha verimli kılmak amacıyla, S4E Weidmüller ile stratejik ortaklık kurdu" Thomans Schubert, Solutions 4 Energy GmbH Genel Müdürü. Ortaklık, üst ve alt kutu için birer adet olmak üzere kullanıma hazır iki panel dahil tüm otomasyon teknolojisini kapsamaktadır. Panellerin planlama, montaj ve test süreçleri Weidmüller'de yapılarak santrallere kullanıma hazır teslim edilmiştir.
"Ortaklığımızın ilk günlerinde, Weidmüller ile birlikte çalışarak kapsamlı bir ihtiyaç kataloğu hazırladık ve Weidmüller buna göre çözümlerini geliştirmiştir" Thomas Schubert.
İhtiyaç kataloğu, partner ve çözümlerinin seçiminde temel olmuştur:
"İhtiyaç kataloğunu hazırlamak için birlikte çalışırken, diğer projelerde kazandığımız sayısız deneyimlerden faydalanabildik" Marc Liebert, Weidmüller Rüzgar Enerjisi Sektörü Geliştirme Müdürü.
Açık ve bağımsız bir çözüm olarak Weidmüller'in bilgisayar tabanlı denetleyicisi
"İki işlemci çekirdeğine sahip dayanıklı ve yüksek performanslı denetleyici, iletişim ve görselleştirme görevleri için RTLinux işletim sistemi ve gerçek zamanlı işletim sistemi olarak eCos, türbinin kilit komponentleridir. Yenilikçi denetleyici için IEC 61131 standardı deterministik süreçlerden sorumludur - örneğin: son derece kısa, kesin tanımlanmış döngü süreleri. Denetleyici Nesnelerin İnternetine hazır olup mimarisi iki "güvenilir bölgenin" uygulanmasını sağlamaktadır. "Sistem sert işletim koşulları altında dayanıklı ve güvenilir olmak üzere tasarlandı - aşırı soğuk, ısı ve titreşimlere dayanıklıdır" şeklinde devam eder Liebert.
S4E'nin ihtiyaçlarından birisi de oluşturulan simülasyon ve düzenleyici modellerinin denetleyiciye kolaylıkla aktarılabilmesiydi. Diğer çözümlere ilave olarak mühendislik aracı olarak Simulink kullanılmıştır. Çoklu alan simülasyonu için bir blok şema ortamıdır. Araç, sistem düzeyindeki tasarım ve simülasyon süreçlerini desteklerken otomatik kod üretimi ve sürekli sistem testi ve doğrulamasını sağlamaktadır. Simulink, MathWorks MATLAB platformuyla entegre olup bu sayede MATLAB algoritmaları, simülasyon modüllerine dahil edilerek kolaylıkla analiz edilmekte ve işlenmektedir. MATLAB / Simulink modelleri, gerçek zamanlı olarak çalıştıkları Weidmüller denetleyicisine kolaylıkla aktarılabilmektedir.
"Solutions 4 Energy olarak, rüzgar çiftliğinin faaliyetlerini yönetmek için ölçeklenebilirlik fonksiyonu ve performansa sahip COPA DATA zenon SCADA sistemine güveniyoruz. Sistem ayrıca, farklı üreticilere ait denetleyicilerin entegrasyonunu desteklerken IEC 61850 veya IEC 61870 gibi gerekli tüm iletişim protokollerine sahiptir. Verilere, güvenli bir VPN bağlantısı veya bir Bulut çözümü üzerinden güvenle erişilebilmektedir" şeklinde açıklık getirir Liebert. Gösterilen örnekte, Weidmüller, zenon Runtime'ın kurulu olduğu ve her bir sistemine ait görselleştirmenin tüm dünyadan erişilebilir olduğu Microsoft Azure Cloud'ı kullanmaktadır. Sistem seçim sürecinde bu açıdan önemli bir husus, Bulut seçim özgürlüğüdür ve böylece tek bir üreticiye bağımlı kalmaktan kurtulmuş oluyoruz.
Rüzgar türbini (WT) otomasyonu için, Weidmüller, modern rüzgar türbinlerinin fonksiyonlarının yaklaşık %80'inini kapsayan kullanıma hazır fonksiyonel modüllere sahip özel bir Rüzgar Kütüphanesi sunmaktadır. Mevcut modüller arasında, sistem fonksiyonlarının hızlı ve kolay uygulanmasına yönelik olanlar, açı ve nacelle kontrolü, kule fonksiyonları, durum izleme ve çok çeşitli fiziksel fonksiyonlar bulunmaktadır. Kullanıcı, bu modülleri ihtiyaçlarına göre birbirleriyle birleştirebilmekte ve gerektiğinde modifiye edebilmekte ve böylece belirli donanım ve görevlerine uygun hale getirebilmektedir. Bu bakımdan bilgi birikiminin korunması sağlanmaktadır.
Rüzgar Kütüphanesini ilk defa kullanmalarına rağmen, Solutions 4 Energy, fonksiyonların yaklaşık %70'ini doğrudan kütüphanedeki modüllerden uygulayabilmiştir. Kütüphane, prosedürsel spesifikasyonlara uygun bir şekilde Solutions 4 Energy tarafından geliştirilmiştir. Kalan modüller ise, Weidmüller ile yakın bir işbirliği içinde modifiye edilerek veya yeniden programlanarak uygulanmıştır.
"Weidmüller olarak, programlanan tüm fonksiyonların teslimattan önce gerçek modüllerde test edildiği, rüzgar otomasyon çözümleri için son derece iyi donanımlı bir uygulama odasına sahibiz. Müşterilerimiz, sistemin işletim sırasında hatasız çalışacağı konusunda şüphe duymamaktadır." şeklinde açıklar Liebert.
Sürekli haberleşme
Yeni çözümden beklenen temel görevlerden birisi de farklı tedarikçilere ait komponentlerin bağlanmasını kolaylaştıracak açık bir haberleşmedir. Buna, örneğin, PROFINET üzerinden güvenilir veri aktarımı sağlayan güvenlik denetleyici de dahildir. Ek genişletmeler, u-remote G/Ç sisteminin karşılık gelen modülleri üzerinden kolaylıkla yapılabilmektedir. Rüzgar hızı ve rüzgar yönü göstergeleri, titreşim sensörleri yanı sıra göbek ve açı kontrol sisteminin konumunu kaydeden mutlak değer enkoderleri gibi saha cihazları, bu amaçla sağlanan u-remote modüllerine kolaylıkla bağlanmakta olup Weidmüller kontrol sistemine entegre edilmiştir.
Nacelle ve kule tabanındaki paneller arasındaki bağlantılar switchler vasıtasıyla sağlanmaktadır. Kule tabanındaki switch, ana denetleyiciye sadece veri değil SCADA sistemini de sağlamaktadır. Komponentler arasındaki tüm iletişim PROFINET ve u-remote üzerinden gerçekleşirken bu kule tabanında bulunan Bender'in multifonksiyonel ölçüm aleti için de geçerlidir. Ölçüm aleti, tüm önemli elektrik değişkenlerini (akımlar, gerilimler, frekans, çıkışlar, vb.) kaydederek değerlendirme ve arşivleme amacıyla SCADA sistemine aktarmaktadır. Entegre 3G/UMTS modeme sahip bir router rüzgar türbinini kontrol odasına bağlamaktadır.
Başarılı uygulama
"İlk ortak projemiz olarak yeni otomasyon çözümünü başarıyla uyguladık ve bağladık" demiştir Shubert ve Liebert . Solutions 4 Energy, elde ettiği bilgi birikimini başarıyla dahil ederek proje planlama sürecinin büyük bir bölümüne doğrudan uygulamıştır. Kütüphane konsepti bu süreci destekleyerek kontrol veya görselleştirme fonksiyonlarının sorunsuz ve tekrar kullanımını sağlamıştır. Yeni projeler ve diğer uygulamalar, kütüphane modülleri kopyalanarak hızlı ve kolay bir şekilde uygulanmaktadır. "Gelecekte daha çok ortak proje gerçekleştireceğimizden eminiz." Thomas Schubert, Solutions Energy GmbH Genel Müdürü.