Neue Werkzeuge für das Service-Flottenmanagement unterschiedlicher Anlagentypen. Holger Fritsch, Bachmann Monitoring GmbH

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1 Neue Werkzeuge für das Service-Flottenmanagement unterschiedlicher Anlagentypen Holger Fritsch, Bachmann Monitoring GmbH

2 Agenda: Was erwartet Sie in den nächsten 25 Min.? Kurze Vorstellung Bachmann Motivation Aufgabenstellungen für heterogene Anlagenpopulationen - Gateway Konzept - SCADA Anbindung (Beispiele und Nutzen) - Flottenmanagement mit Condition Monitoring - Werkzeuge mit schnellen Lernalgorithmen zur Service-Optimierung Fazit und Ausblick

3 Vorstellung Bachmann und Bachmann Monitoring Bachmann Electronic und Monitoring Mehr als installierte Steuerungen/Applikationen in der Windbranche weltweit Bachmann - Headquarter Feldkirch und Produktionsstandort Über 450 Mitarbeiter 20 Nationalitäten 1998 Gründung als µ-sen GmbH 2001 Einstieg in die Windbranche 2006 CMS-Remote Service 2008 GL - Zertifizierung Fast 20 Jahre Erfahrung im Windenergiebereich und CM CM-Technologie in ca WEA davon ca weltweit durch Bachmann überwacht (Foto:AREVA Multibrid/Jan Oelker 2009) 2010 erste Offshore- Applikationen 2011 Merger Bachmann 2012 Weltweit erste Zertifizierung eines integrierten CMS

4 Motivation Reduzierung von Stromgestehungskosten Die aktuelle Marksituation und die zukünftige Marktentwicklung erzwingen: Standardisierung - RDS-PP ( Reference Designation System for Power Plants ) Digitalisierung (Daten-/ Informations- /Wissensmanagement) - Integrierte Leitstands- und SCADA-Systeme - Optimierung von Operation and Maintenance These: Man kann auch alte Windparks wirtschaftlich betreiben!

5 Motivation: Ganzheitliche CM-Konzepte Reduzierung von Stromgestehungskosten

6 Aufgabenstellungen für heterogene Anlagenpopulationen Gateway Konzept: Datenaustausch mit WEA-Steuerungen Modbus TCP offenes Kommunikationsprotokoll Open Platform Communications (OPC) OPC Unified Architecture (OPC UA) Fieldbus Communication Beispiel: Prozessdatenalalyse/ erweitertes Condition Monitoring

7 Aufgabenstellungen für heterogene Anlagenpopulationen SCADA Anbindung (Beispiele und Nutzen) Auffälligkeit: Erhöhte Werte vom Temperatursensor am Planetenlager mit Grenzwertüberschreitungen, gleichzeitig fällt der Ölzulaufdruck am Getriebe Ursache: Fehlerhaftes Bypass-Ventil für die Ölkühlung, welches dann von Hand nachgesteuert werden musste (vgl. roter Pfeil) Bemerkung: Fehler wieder auf, Ventil muss getauscht werden. Beliebige Prozessdaten können mit niedriger Abtastrate aufgezeichnet werden

8 Aufgabenstellungen für heterogene Anlagenpopulationen SCADA Anbindung: Nach DIN ISO Zone B Für Dauerbetrieb geeignet Zone C Üblicherweise für Dauerbetrieb nicht geeignet, Ursache der Schwingungen untersuchen Häufigkeit 97,7 % Zone D Schäden können entstehen umgehende Ursachenanalyse Zonengrenze B/C Effektivwert Triebstrang Drive train A1: Hauptlager Main bearing B1 B3: Getriebemessebenen 1 3 Gearbox measurement plains 1 3 C1, C2: Generator Generator Struktur/ Gondel Structure / Nacelle 1: Nähe Hauptlager Near to main bearing 2: Oberhalb Turmflansch Above tower flange 3: Generatorseite Generator side Zur Festlegung der Zonengrenzen wurden Schwingungen von mehr als WEA ausgewertet WARNUNG= Basiswert + 25 % der Zonengrenze B/C ALARM = Alarmwert < 1,25 * Zonengrenze C/D

9 Aufgabenstellungen für heterogene Anlagenpopulationen SCADA Anbindung (Beispiele und Nutzen)

10 Aufgabenstellungen für heterogene Anlagenpopulationen SCADA Anbindung (Beispiele und Nutzen) Die systematische Anwendung der Kenngrößen von VDI 3834 hat gezeigt, dass die genormten Beurteilungsgrößen gut zur Ergänzung des klassischen Condition Monitorings geeignet sind. In Kombination mit CMS bringt die Schwingungsbeurteilung auf Basis von VDI 3834 den größten Nutzen. Insbesondere weil dieses Vorgehen und die konsequente Prozessumsetzung es ermöglicht, dem Entstehen von Schäden auch auf der Basis von typvergleichenden Anlageninformationen - frühzeitig entgegenzuwirken. Weiterhin bilden die genormten Beurteilungsgrößen handhabbare Daten für die Integration in Leitstands-Software bzw. in webbasierte SCADA-Systeme, die insbesondere auch mit weiteren Prozessgrößen kombinierbar sind.

11 Praxisbeispiel Getriebelager: Der Weg von der WEA zur Flotte Erfolgreiche präventive Maßnahmen Übrigens habe ich gerade heute quasi die Bestätigung für die Sinnhaftigkeit unseres Handelns bekommen: In WP Sendenhorst gingen damals an zwei von fünf WEA die HSS-Lager kaputt.am präventiven Austausch dieser Lager an den restlichen drei WEAs zu beteiligen. Heute bekam ich die aktuellen Endoskopieberichte: Die zwei WEA mit den defekten Lagern haben mächtig gelitten und viele Durchläufer, Kratzer, etc. Das Betriebsende ist quasi absehbar. Die drei WEAs mit den präventiven Lagerwechseln sehen aus wie neu und werden voraussichtlich noch viele Jahre munter drehen. Mit reaktiver Instandhaltung hätten wir viele Anlagen aus wirtschaftlichen Gründen abschalten müssen

12 Zielsetzung: Neues Flottenmanagement (FM) atvise PORTAL Windpark n Windpark II WEA 1 WEA n im Windpark I Web Spaces Ticket System Dokumenten- Management CMSSTD Application Server Datenbank middleware automatischer Daten-Agent (Algorithmen) WEA 1 WEA n http(s) http(s)

13 Aufgabenstellungen für heterogene Anlagenpopulationen Flottenmanagement mit Condition Monitoring

14 Neue Werkzeuge schnelle Lernalgorithmen zur Optimierung Neue Softwarelösungen Beispiel Klassifikation von mehr als 100 WEA Identifikation ähnlicher verschleißender Anlagen Effizienter Informationszuwachs! Softwareentwicklung gemeinsam mit IM&P Darstellung: ca. 100 CMS mit unterschiedlichen Merkmalen (bzw. Schadensarten )

15 Neue Werkzeuge schnelle Lernalgorithmen zur Optimierung Neue Werkzeuge (Beispiele und Nutzen) Anwendung Klassifikation von mehr als WEA möglich Zuordnung zu Standort/ Wartungsteam/ Mitarbeitern im Remote Monitoring Permanente Erneuerung der Datenstruktur Vergleich von Standorten und Diagnosepools Nutzen Identifikation ähnlicher verschleißender Anlagen Automatische Fehler- und Maßnahme-Indikatoren Visualisierung von Schadensverlauf und Wartungsmaßnahmen, Reporting, Protokollierung Organisation eines standortunabhängigen effizienten Wissenszuwachses! Darstellung: ca CMS mit unterschiedlichen Merkmalen (bzw. Schadensarten )

16 Bachmann CMS Referenzen und Flottenmanagement More than 10 GW in CMS- Monitoring WTG 600kW to 8MW Onshore and Offshore WTG >880 wind farms (from 2 WTG to 200 WTG) Verified on > WTG nearly 20 years experience on WTG Experience on 85 different gearbox types Portfolio covers 84 different WTG types WTG portfolio covers 27 OEM Experience on 10 drive train setups Effektivwert

17 Fazit und Ausblick Erfolg durch neues Flottenmanagement Fazit: Die aktuelle Marksituation und die zukünftige Marktentwicklung erzwingen: Standardisierung und Digitalisierung Ausblick: Entwicklung neuer Werkzeuge für: Daten-/ Informations- / Wissensmanagement Integrierte Leitstands- und SCADA-Systeme Optimierung von Operation and Maintenance Grundsätzlich gilt aber bereits heute: Wir haben schon fast alle Mittel selbst in der Hand, um erfolgreich und profitabel zu sein!

18 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Bachmann Monitoring GmbH Fritz-Bolland-Straße Rudolstadt Tel: / Fax: /