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Flexibles Scada-System für die Windenergie
Bachmann electronic liefert hochverfügbare Automatisierungslösungen für Windenergieanlagen in die ganze Welt. Modernste Technologien, offene Systeme und effiziente Entwicklungswerkzeuge überzeugen gleichermaßen Betreiber, Hersteller und Entwickler. In 'wind power scada' (WPS) bündelt Bachmann sein Branchen-Know-how mit einer zukunftssicheren, flexiblen und in reinster Webtechnologie aufgebauten Scada-Lösung. Unabhängig von den verwendeten Endgeräten können sich Anlagenbetreiber rasch einen umfassenden Überblick über gesamte Windparks - bis hin zum Detail jeder einzelnen Anlage - verschaffen. WPS baut auf den Funktionen des Bachmann Steuerungssoftware-Pakets 'Wind Turbine Template' (WTT) auf, das die wichtigsten Strukturen, Komponenten und Funktionen der Betriebsführungssteuerung einer Windenergieanlage beinhaltet und diese in Form des IEC61400-25 Datenraumes bereithält. So werden sowohl für die Steuerungssoftware (Betriebsführungsprogramm) Entwicklungs- und Inbetriebnahmezeiten erheblich reduziert, als auch bei der Erstellung der notwendigen Visualisierung.
Bild: Bachmann electronic GmbHBachmann WPS basiert auf 'atvise scada', einem vielfach im Feld erprobten Produkt der Firma Certec, die zur Bachmann Gruppe gehört, und damit auf einer Visualisierung in reinster Webtechnik: Beliebige Visualisierungsgeräte - Smartphones, Tablets genauso wie PCs und leistungsstarke Bedienterminals - können gleichzeitig angekoppelt werden.
Bild: Bachmann electronic GmbH
Skalierbar und effizient
WPS implementiert konsequent den Kommunikationsstandard OPC UA (Unified Architecture). 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 gleichermaßen für einzelne Windenergieanlagen, kleinere und größere Windparks, Regionen mit mehreren Parks bis hin zum Einsatz in globalen Leitzentralen interessant. Das intelligente Objekt-/Typen-Konzept reduziert den Programmieraufwand, ist strukturierter, kompakter und somit besser lesbar. Gerade Inbetriebnahme und Wartung werden damit wesentlich erleichtert, denn WPS ermöglicht es, alle relevanten Anlagenebenen abzubilden: von der globalen Ansicht über die Region, zum Park bis hin zur einzelnen Turbine. Auf jeder Ebene findet der Anwender die jeweils relevanten Informationen. So verschafft er sich rasch einen Überblick. Sollte er detaillierte Angaben benötigen, wechselt er ganz leicht und sehr benutzerfreundlich auf die entsprechende Ebene in der Tiefe.
Bild: Bachmann electronic GmbHKomfortable Datenübernahme
Die Übernahme von Live-Prozessdaten via OPC UA-Schnittstelle ist äußerst komfortabel und denkbar einfach: Die Objekttypen werden aus der Steuerung in ein WPS-Projekt übertragen, wo Alarmbehandlung, Historisierung, Trending und Scripte hinzugefügt werden können. In einem einzigen Arbeitsschritt werden die Instanzen aus der Steuerung übernommen und mit 'Drag&Drop' in die Visualisierung eingebunden. Gerade hier spielt WPS seine Stärken aus und profitiert von der umfassenden Funktionalität des Bachmann 'Wind Turbine Template'. Darin stehen dem Anwender - bereits fertig ausprogrammiert - umfangreiche Funktionen zur Sortierung, Analyse und Überwachung der aufgezeichneten Anlagendaten zur Verfügung. Dazu gehören beispielsweise Elemente wie 'Windrose' (statistische Verteilung der Windgeschwindigkeit abhängig von der Windrichtung) oder 'Energiezähler' (Erfassung von erzeugter und verbrauchter Wirk- und Blindenergie).
Bild: Bachmann electronic GmbHDurchgängigkeit auf allen Ebenen
Allen Ebenen und Zugriffsarten liegen in WPS ein und dieselbe Architektur, ein Datenkonzept und ein Synchronisationsprinzip zugrunde. So bleiben alle Zusammenhänge erhalten: Livedaten, Statistik und Historie sind nahtlos verbunden in einer homogenen, modernen Bedienoberfläche mit einem durchgängigen HMI-Design, demselben Bedienkonzept und einer einheitlichen Rechtestruktur. Gleichzeitig gelingen Anlagen-übergreifende Vergleiche: In einer einzigen Lösung ist über alle Hierarchiestufen hinweg der historische Datenabgleich zwischen einzelnen Windenergieanlagen oder ganzer Windparks möglich.
Bild: Bachmann electronic GmbHHöchste Usability
Die Benutzerverwaltung ist für den Anwender komplett transparent und überdies komfortabel bedienbar. Ein einziger Anmeldevorgang am WPS genügt, um den Zugriff bis zur einzelnen Turbine zu ermöglichen. Das Bedienkonzept bezieht dabei alle Nutzergruppen ein und nimmt auf alle typischen Bediengeräte Rücksicht. Die jeweiligen Berechtigungen (Sichten, Eingriffsrechte und Zugriffsarten) werden entsprechend der Benutzerverwaltung des M1-Steuerungssystems (Gruppen/Level) 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 Geo-Informationssystem (GIS) oder mittels Systembildern. Die Navigationselemente sind dabei so angelegt, dass sie immer die gewünschten wichtigsten Leistungsdaten (KPIs) und Summenalarme anzeigen.
Sicher und offen
Die physische Übertragung der Daten erfolgt verschlüsselt über sichere Verbindungen (SSL) und VPN. Über die standardisierte Schnittstelle OPC UA ist es zudem möglich, Fremdsysteme, die auf dem Datenmodell IEC61400-25 basieren, direkt in WPS einzubinden. Systeme, welche die genannten Standards nicht unterstützen, können über eine Bachmann-Steuerung als Gateway eingebunden werden. Hierauf stehen dann die standardisierten Kommunikations- bzw. 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.
Bild: Bachmann electronic GmbHSchlanke Projektierung
Die Implementierung gültiger Industriestandards reduziert das Parametrieren von Anlagen und Prozessen auf ein Minimum. Die Projektierung erfolgt durch das Werkzeug 'atvise builder'. Dank der nach IEC61400-25 angelegten Objektstruktur projektiert der Anwender sehr rasch die notwendigen Elemente: Datenpunkte werden über das Browsen einer OPC UA-Datenquelle im Engineering-Werkzeug zur Verknüpfung herangezogen. Die Scripting-Funktionalität sowie alle anderen Vorzüge des 'atvise builder' unterstützen Projektierung. Eine umfangreiche Bibliothek stellt dabei verschiedenste vorgefertigte grafische und tabellarische windspezifische Komponenten, die auch im Steuerungsteil (WTT) abgebildet werden, zur Verfügung. Durch die objektorientierten Strukturen werden Anlagen- und Datenobjekte einmalig zentral angelegt und in verschiedensten Bildern bzw. Projekten instanziiert. Dadurch verkürzen sich die Engineering- und die Test- bzw. Inbetriebnahme-Aufwände. Die Sprachumschaltung, die der Anwender zur Laufzeit nutzen kann, ist im WPS-System bereits implementiert. Zusätzliche Sprachen können jederzeit erweitert werden.
Mit weniger Kosten 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 jedem beliebigen Anzeigegerät sicheren Zugriff auf die Applikation.
WPS - 'wind power scada'
Scada-System für Windenergieanlagen
? Nutzung des Standard-Kommunikationsprotokolls OPC UA
? Standardisierte Datenstruktur gemäß IEC61400-25
? Hohe, durchgängige Skalierbarkeit
? Live-Prozessdaten auf allen Visualisierungsebenen
? Alle Visualisierungsebenen sind auf verschiedenster, moderner Hardware, wie Smartphone, Tablet oder PC verfügbar
? Einheitliche Benutzerverwaltung für Scada und Turbine
? Online/Offline-Trending
? Online-Sprachumschaltung
? Alarm- und Datenhistorisierung
Bachmann electronic liefert hochverfügbare Automatisierungslösungen für Windenergieanlagen in die ganze Welt. Modernste Technologien, offene Systeme und effiziente Entwicklungswerkzeuge überzeugen gleichermaßen Betreiber, Hersteller und Entwickler. In 'wind power scada' (WPS) bündelt Bachmann sein Branchen-Know-how mit einer zukunftssicheren, flexiblen und in reinster Webtechnologie aufgebauten Scada-Lösung. Unabhängig von den verwendeten Endgeräten können sich Anlagenbetreiber rasch einen umfassenden Überblick über gesamte Windparks - bis hin zum Detail jeder einzelnen Anlage - verschaffen. WPS baut auf den Funktionen des Bachmann Steuerungssoftware-Pakets 'Wind Turbine Template' (WTT) auf, das die wichtigsten Strukturen, Komponenten und Funktionen der Betriebsführungssteuerung einer Windenergieanlage beinhaltet und diese in Form des IEC61400-25 Datenraumes bereithält. So werden sowohl für die Steuerungssoftware (Betriebsführungsprogramm) Entwicklungs- und Inbetriebnahmezeiten erheblich reduziert, als auch bei der Erstellung der notwendigen Visualisierung.
Bild: Bachmann electronic GmbHBachmann WPS basiert auf 'atvise scada', einem vielfach im Feld erprobten Produkt der Firma Certec, die zur Bachmann Gruppe gehört, und damit auf einer Visualisierung in reinster Webtechnik: Beliebige Visualisierungsgeräte - Smartphones, Tablets genauso wie PCs und leistungsstarke Bedienterminals - können gleichzeitig angekoppelt werden.Bild: Bachmann electronic GmbH
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Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 3 2014 - 25.02.14.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
