Was sichert bei Windenergieanlagen höchste Effizienz? Totally Integrated Automation bietet höchste Zuverlässigkeit und Robustheit bei maximaler Verfügbarkeit der Windturbine. Answers for industry.
Rückenwind für die Windindustrie mit Totally Integrated Automation CO -neutral und unerschöpflich: Dass Windenergie weltweit eine immer größere Rolle spielt, liegt vor allem daran, dass sie äußerst klimafreundlich und im Gegensatz zu fossilen Energieträgern unbegrenzt vorrätig ist. Für die Branche werden in naher Zukunft deutliche Wachstumszahlen erwartet. So soll sich das Weltmarktvolumen der jährlichen Neuinstallationen von rund 27.000 MW (2009) bis zum Jahr 2017 auf rund 107.000 MW verfünffachen. Gestützt werden diese glänzenden Perspektiven durch den politischen Willen zum Klimaschutz. Diese positive Entwicklung bietet enorme Chancen für den Maschinenund Anlagenbau, wird aber gleichzeitig zu einer drastischen Verschärfung des Wettbewerbs führen. Mehr Produktivität entlang der gesamten Wertschöpfungskette Die Voraussetzung, um in diesem Wettbewerb erfolgreich zu sein und dauerhaft zu bleiben sind höchst effiziente Windturbinen und Windparks, die das Maximum aus dem Wind herausholen. Die optimale Basis hierfür liefert Siemens. Totally Integrated Automation bietet Ihnen eine offene Systemarchitektur, die perfekt darauf ausgerichtet ist, die Anforderungen und Trends in internationalen Märkten optimal zu erfüllen und die Schlüsselfragen der Windbranche zu beantworten: Wie erreiche ich maximale Verfügbarkeit rund um die Uhr? Wie minimiere ich meine Total Cost of Ownership? Wie kann ich höchste Offenheit sicherstellen? Wie sichere ich meinen Erfolg in internationalen Märkten? Wie schütze ich mein bestehendes Know-how? Totally Integrated Automation ist die ideale Basis für die Realisierung von Automatisierungslösungen in der Windindustrie. Dabei stellt die einzigartige Durchgängigkeit das perfekte Zusammenspiel aller eingesetzten Komponenten sicher. Das schafft die Voraussetzung für höchst effiziente, flexible und damit produktive Windturbinen und Windparks. 2
Inhalt Turbinenfunktionen Turbinensteuerung 06 Verteilte Intelligenz 08 Bedienen und Beobachten 10 Kommunikation in der Windturbine 12 Windparkmanagement 14 Diagnose und Fernüberwachung 16 Condition Monitoring 18 Pitch-Steuerung (Rotorblattverstellung) 20 Yaw-Steuerung (Gondelnachführung) 22 Elektrische Energieverteilung 24 Hydrauliksteuerung 26 Sicherheitsfunktionen Safety Integrated 28 Security 30 Qualität und Robustheit 32 Technologie & Know-how Engineering-Software 34 Service Support Training 36 Totally Integrated Automation/ Totally Integrated Power Totally Integrated Automation 38 Totally Integrated Power 40 Produktportfolio Produkt- und Systemfamilien im Überblick 42 3
Alles für den nachhaltigen Erfolg in der Windindustrie Sämtliche Komponenten unter dem Dach von Totally Integrated Automation sind perfekt darauf ausgerichtet, dass sich mit ihnen die vielfältigen Anforderungen an Windturbinen und Windparks höchst effizient erfüllen lassen. Mehr Produktivität mit System Engineering: Ein Engineering-Tool für die gesamte Turbine. Mit Totally Integrated Automation setzen Sie auf eine durchgängige Engineeringumgebung. Effiziente Software unterstützt Sie umfassend über den gesamten Lebenszyklus einer Windturbine von den ersten Planungsschritten über Inbetriebnahme und Betrieb bis hin zu Service und Instandhaltung. Kommunikation: Mit Totally Integrated Automation schaffen Sie die Voraussetzung für uneingeschränkte Durchgängigkeit in der Kommunikation. Durch den Einsatz eines offenen Bussystems von der Klemme bis zum Leitsystem profitieren Sie von höchster Transparenz über alle Ebenen von der Nabe über Gondel und Turm bis zum Windpark und von der einfachen Anbindung an unterschiedliche Systeme wie z. B. Pitch- oder Yaw-Systeme. Diagnose: Totally Integrated Automation ermöglicht die effiziente Ferndia-gnose bis in die letzte Klemme der Windturbine. Eine eventuelle Störung lässt sich so schnell aufspüren und beheben. Das minimiert Stillstandszeiten und optimiert die Produktivität. Safety: Keine zusätzliche Steuerung für Sicherheitsfunktionen erforderlich. Durch ein intelligentes Sicherheitskonzept, das die Sicherheitstechnik in die Standardautomatisierung integriert, sparen Sie gegenüber konventionellen Lösungen erheblich Verdrahtungsaufwand und Platz. Zudem reduziert die Integration in die Engineeringsoftware den Programmieraufwand und beschleunigt die Inbetriebnahme. Security: Schutz der Turbine vor unberechtigtem Zugriff: Skalierbare IT Security-Mechanismen (Zugriffsschutz, Benutzerverwaltung, Firewall, VPN etc.) sorgen für effiziente Sicherheit bei geringem administrativen Aufwand. Robustheit: Ausgewählte Materialien und Fertigungsverfahren gewährleisten eine erstklassige Qualität unserer Produkte und Systeme. Für erhöhte Anforderungen an Robustheit stehen Ihnen zudem besondere Varianten zur Verfügung ideal für raue Umgebungsbedingungen im On- und Off-Shore- Bereich. Produkt- und Systemgruppen im Überblick Embedded Controller für Pitch-, Yaw-, Converter- und Turbinensteuerung Dezentrale Peripherie mit M12-Steckern (unempfindlich gegen Vibrationen) für den Einsatz in einem Temperaturbereich von 40 C bis +60 C Umfassendes Komponentenspektrum für die Kommunikation auf Basis von Industrial Ethernet Integrierte Sicherheitstechnik zur Erfüllung der sicherheitsrelevanten Normen und Gesetze bis zu SIL 3 HMI-Geräte für effizientes und anlagenweites Bedienen und Beobachten der Windenergieanlage (auch mobil) SCADA-System für die optimierte Betriebsführung und effiziente Stromproduktion von 2 bis mehr als 120 Windenergieanlagen Applikations-Software zur Reduzierung der Projektierungszeit und der Engineeringkosten Nieder- und Mittelspannungs- Schalttechnik (z. B. modulare Stromschienensysteme) Leistungsstarke und zuverlässige Antriebstechnik Energie-Management-Systeme zur Optimierung der Windenergieanlage 4
Nabe Peripherie inkl. Gateway (ET 200) Schleifringe (redundant) Peripherie (ET 200) PROFINET/PROFIsafe Industrial Ethernet Condition Monitoring (SIPLUS CMS) (SCALANCE W) Embedded Controller (WinAC RTX Failsafe) Gondel Switch (SCALANCE X) Pitch-System verschiedene Bussysteme Yaw-system SINAMICS S120 LWL Mobiles Operator Panel (Mobile Panel 277F) Turm PROFINET/PROFIsafe Windparkzentrale Kunde LWL Switch (SCALANCE X) Service Remote Access E-Mail HMI (KTP 400) Peripherie (ET 200) Router/Firewall Umrichter LWL SMS WinCC flexible oder Webserver Windparkmanagement Energieversorgungsunternehmen Windparkserver 5
TURBINENFUNKTIONEN SICHERHEITSFUNKTIONEN TECHNOLOGIE & KNOW-HOW TOTALLY INTEGRATED AUTOMATION Turbinensteuerung Verteilte Intelligenz Turbinensteuerung Bedienen & Beobachten Kommunikation Windparkmanagement Diagnose & Fernüberwachung Condition Monitoring Pitch-Steuerung Yaw-Steuerung In Windturbinen und Windparks spielt die eingesetzte Steuerungstechnik eine zentrale Rolle: Sie übernimmt die permanente Anpassung der Betriebsparameter an die aktuellen Windverhältnisse und schafft damit eine wesentliche Voraussetzung für höchste Produktivität. Elektrische Energieverteilung Hydrauliksteuerung Die weltweite Nummer eins für alle Steuerungsaufgaben SIMATIC, das umfassende und weltweit führende Automatisierungssystem, ist ein Kernstück von Totally Integrated Automation. SIMATIC liefert auch die Sicherheitstechnik zur Erfüllung der Maschinenrichtlinie und ist somit die optimale Basis, um die kontinuierlich steigenden Anforderungen in der Windbranche flexibel und wirtschaftlich zu erfüllen. Mit der SIMATIC Microbox bieten wir Ihnen für jede Steuerungsaufgabe in Windturbinen und Windparks den perfekten Controller: Für die Rotorblattverstellung Für die Gondelnachführung Zur Aufnahme der Windmessdaten Für den Umrichter Für die Gesamtsteuerung des Windparks Kompakt und komplett Für die Windturbinensteuerung bieten wir Ihnen den ultrakompakten und fehlersicheren Software-Controller WinAC RTX F, um die Produktivität zu steigern. Hard- und Software des einschaltfertigen Embedded Bundles sind perfekt aufeinander abgestimmt. Der Verzicht auf drehende Teile wie Lüfter und Festplatten gewährleistet einen wartungsfreien Betrieb und höchste Robustheit. Der Software-Controller übernimmt die eigentliche Steuerungsaufgabe und die fehlersichere Kommunikation mit PROFIsafe auf Basis von Industrial Ethernet. Weitere Vorteile unserer Embedded Bundles, die hinsichtlich ihrer Performance perfekt skalierbar sind: Diagnose und Reaktion in Echtzeit sowie Offenheit in Hard- und Software. 6
TOTALLY INTEGRATED POWER PRODUKTPORTFOLIO Ertragsoptimierung mit System Direkt an den SIMATIC Controller angebunden sind die dezentralen Steuerelemente beispielsweise für Windnachführung (Yaw-System) und Rotorblattverstellsystem (Pitch-System). Der Controller gewährleistet durch die bedarfsgerechte Änderung einzelner Parameter einen ertragsoptimierten Betrieb der Windenergieanlage bei allen Witterungsverhältnissen. Vorteile auf einen Blick Mit WinAC RTX F steht weltweit der einzige TÜV-geprüfte, fehlersichere Software-Controller für sicherheitsgerichtete Anwendungen zur Verfügung Beschleunigte Projektierung und Inbetriebsetzung durch windspezifische Softwarebibliotheken Investitionssicherheit durch hohe Langzeitverfügbarkeit der Baugruppen Durchgängiges, effizientes System für maximale Verfügbarkeit der Windturbine Verarbeitung von Standard- und sicherheitsgerichteten Signalen in einem System. Das bedeutet: ein Engineering, ein Controller, ein Bussystem Über die offene C-Schnittstelle einfache Einbindung von MATLAB/Simulink-Anwendungen Möglichkeit der in-the-loop Hardware-Integration zur Nachbildung der realen Umgebung des Systems für den Test während der Entwicklung sowie zur beschleunigten Inbetriebnahme der Turbine Einfache Anbindung weiterer Subsysteme durch Einsatz bewährter, offener Kommunikationsstandards und Bussysteme Einheitliche Anbindung von Sensoren und Schaltgeräten über IO-Link, die kostengünstige Punktzu-Punkt-Verbindung spart Verdrahtungsaufwand und beschleunigt die Fehlersuche Schutz von Know-how durch die Einbindung von Hochsprachen als DLL. Diese können nicht von Dritten ausgelesen werden SIMATIC Win AC RTX F, der erste fehlersichere Software-Controller für den PC 7
TURBINENFUNKTIONEN SICHERHEITSFUNKTIONEN TECHNOLOGIE & KNOW-HOW TOTALLY INTEGRATED AUTOMATION Turbinensteuerung Verteilte Intelligenz Verteilte Intelligenz Bedienen & Beobachten Kommunikation Windparkmanagement Diagnose & Fernüberwachung Condition Monitoring Pitch-Steuerung Yaw-Steuerung Moderne Automatisierung ist ohne verteilte Intelligenz undenkbar auch in Windturbinen und Windparks. Verlangt werden flexible, dezentrale Lösungen, mit denen sich die Potenziale der Stromproduktion höchst wirtschaftlich voll ausschöpfen lassen. Elektrische Energieverteilung Hydrauliksteuerung Verteilte Intelligenz für alle Anforderungen Mit SIMATIC ET 200 bieten wir Ihnen ein multifunktionales, modulares und fein skalierbares System für die dezentrale Automatisierung Ihrer Windenergieanlage: im Schaltschrank einer Windturbine in IP20 ohne Schaltschrank direkt in der Windturbine in IP65/67 sowie für den Einsatz im explosionsgefährdeten Bereich. Unser Angebot umfasst auch Systeme, die sogar bei Temperaturen bis 40 C höchst zuverlässig arbeiten. Der Inkrementalgeber eines Rotorblattantriebs kann direkt an einen normierten Eingang der SIMATIC ET 200 angeschlossen werden, die Sensoren für die Generatortemperatur direkt an ein ET 200pro Modul. Besonders komfortabel: Die Konfiguration der ET 200 Module kann mithilfe des ET 200 Konfigurators direkt in die Engineeringsoftware STEP 7 übernommen werden und bietet damit vordefinierte Prozessdaten, die Sie nur noch mit den Regelvariablen der Windturbine verknüpfen müssen. Multitalent für den Aufbau im Schaltschrank Das multifunktionale und feinmodulare Peripheriesystem SIMATIC ET 200S in Schutzart IP20 lässt sich exakt an Ihre Automatisierungsaufgabe anpassen. Dazu bieten wir Ihnen verschiedene Interface-Module zum Anschluss an PROFINET sowohl in Standard- als auch in sicherheitsgerichteter Ausführung. Das bedeutet: Standard- und Safetyfunktionen in einem System. Dank seiner robusten Ausführung kann das System auch bei erhöhten mechanischen Belastungen eingesetzt werden. Ebenfalls verfügbar: eine besonders kleine, aber erweiterbare Variante für beengte Platzverhältnisse sowie Module für einen erweiterten Temperaturbereich. Im Fehlerfall lassen sich die Module unter Spannung ziehen und stecken (Hot Swapping). Weitere Vorteile: Integrierte Steuerungsfunktionalität Stehende Verdrahtung: Im Fall eines Austausches müssen die Einzelverdrahtungen nicht gelöst werden Eigenständige Intelligenz zur Baugruppenüberwachung Drahtbrucherkennung Meldung von Systemfehlern LED-Diagnose an der Baugruppe: Signalzustände werden direkt angezeigt 8
TOTALLY INTEGRATED POWER PRODUKTPORTFOLIO Erste Wahl für den schaltschranklosen Aufbau in der Windturbine SIMATIC ET 200eco PN ist eine kompakte Blockperipherie mit PROFINET Anschluss und in hoher Schutzart IP65/67 für den schaltschranklosen Aufbau direkt in der Windturbine. Durch das voll vergossene Zinkdruckgehäuse ist sie mechanisch sehr robust und resistent gegen Vibrationen, Staub oder Feuchtigkeit. Das System kann über PROFINET flexibel erweitert werden und unterstützt Stern- und Linientopologien innerhalb einer Anlage. Weitere Vorteile: ein durchgängiges Diagnosekonzept und die hohe Performance von PROFINET. Darüber hinaus ist auch ein IO-Link Master als besonders kostengünstige Punkt-zu-Punkt-Verbindung erhältlich. Das System arbeitet zuverlässig in einem Temperaturbereich von 40 C bis +60 C. Besonders interessant für den Einsatz in Off-Shore-Windparks sind unsere salznebelfesten Varianten. Vorteile auf einen Blick Passgenaue Lösungen zugeschnitten auf Ihre spezifischen Anforderungen Salznebelfeste Varianten speziell geeignet für den Off-Shore-Bereich Hohe Robustheit in IP65/67 und bis 40 C einsetzbar für den schaltschranklosen Einsatz in rauen Umgebungsbedingungen Passende Module für alle Aufgaben Hochflexibel, modular und fein skalierbar Intelligente Diagnosefunktionen Systeme mit integrierten Safety- Funktionen Reduzierte Baugröße für geringen Platzbedarf M12-Stecker für höchste Robustheit gegen Vibrationen 9
TURBINENFUNKTIONEN SICHERHEITSFUNKTIONEN TECHNOLOGIE & KNOW-HOW TOTALLY INTEGRATED AUTOMATION Turbinensteuerung Verteilte Intelligenz Bedienen und Beobachten Bedienen & Beobachten Kommunikation Windparkmanagement Diagnose & Fernüberwachung Condition Monitoring Pitch-Steuerung Yaw-Steuerung Elektrische Energieverteilung Ob für Errichtung, Betrieb oder Service und Wartung: Das Bedienen und Beobachten spielt in Windenergieanlagen und Windparks eine tragende Rolle. Mit den Bediengeräten lassen sich Windturbinen im Servicebetrieb fahren, um aktuelle Aggregatzustände sowie Leistungs- und Historiendaten abzurufen und Parameter zu ändern. Hydrauliksteuerung Das umfassende Angebot des Weltmarktführers Mit SIMATIC HMI bieten wir Ihnen ein einzigartig komplettes und durchgängiges Spektrum an erstklassigen Produkten und Systemen für alle Aufgaben rund um das Bedienen und Beobachten aus einer Hand: leistungsstarke Bediengeräte und Visualisierungssoftware für den Turbinentechniker für das turbinennahe Bedienen und Beobachten bei Inbetriebnahme und im Servicefall. Hier reichen die Anforderungen von einem kleinen Panel im Turmfuß nur zur Zustandsanzeige bis hin zu einem komplexen Bediensystem auf PC-Basis. Komplettes Spektrum an Bediengeräten Mit unserem Angebot an Bediengeräten geben wir die intelligente Antwort auf immer komplexere Prozesse und höhere Ansprüche an die Produktivität von Windenergieanlagen. Die einzelnen Komponenten lassen sich durch den Einsatz offener, standardisierter Schnittstellen in Hard- und Software perfekt in Automatisierungslandschaften integrieren. Unser Portfolio deckt von Standard bis High-End alle Leistungsklassen ab und umfasst zahlreiche unterschiedliche Gerätevarianten: Textdisplay mit Touchscreen oder Tasten oder Kombinationen. SIMATIC Basic Panels: kommunikativ, kostengünstig, kompakt Mobile Panel Mit den SIMATIC Basic Panels bieten wir Ihnen optimale Lösungen für Aufgaben im unteren Leistungsbereich. Die Geräte- Familie bietet Panels mit 4, 6 und 10 Displays und kombinierter Tasten- bzw. Touchbedienung sowie ein 15 Basic Panel mit Touchscreen. Jedes SIMATIC Basic Panel ist ideal für einfache Visualisierungsaufgaben mit Schutzart IP65 auch in rauen Umgebungen wie im Off-Shore-Bereich einsetzbar. Weitere Vorteile: durchgängige Software-Funktionen wie Meldesystem oder Kurvenfunktionalität z. B. für Wartungsmeldungen oder grafische Anzeigen in der einzelnen Turbine. 10
TOTALLY INTEGRATED POWER PRODUKTPORTFOLIO SIMATIC Multi Panels: erste Wahl für anspruchsvolle Aufgaben Durch ihre hohe Leistung und modulare Erweiterbarkeit sind SIMATIC Multi Panels prädestiniert für anspruchsvolle HMI-Aufgaben. Mit den multifunktionalen Plattformen setzen Sie auf PC-typische Offenheit und auf erstklassige Performance für Windanwendungen. Zudem sind die Geräte mit Displaygrößen von 6 bis 19 Zoll höchst robust, da sie ohne Bauteile wie Festplatte und Lüfter auskommen. Damit können sie in der Windturbine auch dort eingesetzt werden, wo hohe Rüttelfestigkeit oder besonders robuste, rundum IP65-geschützte Bediengeräte gefordert sind. SIMATIC Mobile Panel: höchste Mobilität SIMATIC Mobile Panels sind perfekt auf das effiziente Bedienen und Beobachten in der Windturbine vor Ort zugeschnitten. Immer onboard: der mobile Not-Aus wichtig für Inbetriebnahme und Service. Die ergonomischen, kompakten Geräte liegen leicht in der Hand und lassen sich deshalb mühelos über längere Zeit bedienen. Zur Auswahl stehen verschiedene Displaygrößen und Leistungsklassen. Besonders hervorzuheben: das SIMATIC Mobile Panel 277 IWLAN für kabelloses Bedienen und Beobachten lieferbar mit Standardfunktionalität oder mit voller Safety-Funktionalität, d. h. mit integriertem Not-Aus-Schalter. Die Geräte sind extrem stoßfest (Fallhöhe über 1 Meter) und robust in hoher Schutzart IP65. Vorteile auf einen Blick Effizientes anlagenweites Bedienen und Beobachten sowohl in der Windturbine als auch im gesamten Windpark Im Betrieb: jederzeit Zugriff auf lokale Informationen, aktuelle Betriebszustände und den Zustand der Gesamtanlage Im Wartungs- oder Fehlerfall: detaillierte Informationen zur Fehlerbehebung oder Wartungsfunktionen (z. B. jederzeit aktuelle Informationen über Schaltgeräte und Sensoren) Komplettes Systemspektrum mit erstklassigen Lösungen für alle Anforderungen auch in salzwasser- und temperaturbeständiger Ausführung Einfache, bedienerfreundliche Visualisierung Brillante Displays, die sich auch bei Tageslicht gut ablesen lassen 11
TURBINENFUNKTIONEN SICHERHEITSFUNKTIONEN TECHNOLOGIE & KNOW-HOW TOTALLY INTEGRATED AUTOMATION Turbinensteuerung Verteilte Intelligenz Bedienen & Beobachten Kommunikation Windparkmanagement Diagnose & Fernüberwachung Condition Monitoring Pitch-Steuerung Yaw-Steuerung Elektrische Energieverteilung Kommunikation in der Windturbine Ob für das Steuern und Überwachen von Windturbinen oder die Koordination ganzer Windparks: Ohne industrielle Kommunikation ließen sich diese komplexen Aufgaben nicht erfüllen. Die Basis für die dafür erforderlichen Datennetze liefern wir mit SIMATIC NET im Rahmen unseres umfassenden Spektrums für die Kommunikation von Windenergieanlagen. Hydrauliksteuerung Leistungsstarke Datennetze für mehr Produktivität Unser Spektrum an Produkten und Systemen für die industrielle Kommunikation ermöglicht die effiziente Realisierung von durchgängigen, leistungsstarken Datennetzen. So ist die zuverlässige Erfassung und Übermittlung aller relevanten Daten sichergestellt. All das schafft die Voraussetzung für deutlich mehr Produktivität in Windturbinen und Windparks. Unsere Produkte und Systeme sorgen parkweit für mehr Effizienz in der Kommunikation beispielsweise bei der Übermittlung sämtlicher Qualitäts- und Produktionsdaten eines gesamten Windparks. Höchste Durchgängigkeit mit PROFINET auch drahtlos PROFINET ist der führende Industrial Ethernet-Standard für die Automatisierung standardisiert und spezifiziert in der weltweit größten Feldbusorganisation. PROFINET basiert auf bewährten TCP/IP- und IT-Normen, nutzt Echtzeit- Funktionen und ermöglicht die nahtlose Integration bestehender Feldbussysteme. Der konsequente Einsatz dieser internationalen, herstellerübergreifenden Standards schafft die Basis für uneingeschränkte Durchgängigkeit in der Kommunikation und gewährleistet höchste Datentransparenz über alle Ebenen. Der Vorteil für Sie: Alle relevanten Informationen stehen jederzeit anlagenweit dem Windparkmanagement zur Verfügung. PROFINET unterstützt auch die drahtlose Kommunikation innerhalb der Gondel und des Turms mit Industrial Wireless LAN (IWLAN) auch für Safety- Applikationen. Vorteile auf einen Blick Vereinfachte Installation und Wartung innerhalb der Windturbine Höhere Verfügbarkeit durch redundante Netze Integrierte Standard-Security- Funktionen Einfache Änderbarkeit bzw. Erweiterbarkeit von Fremdsystemen Ein durchgängiges Netzwerk für Sensoren, I/Os, Controller und SCADA Erfassung und Übermittlung sämtlicher Qualitäts- und Leistungsdaten der Windenergieanlage Zukunftssicherheit durch einfache Anbindung von anderen Feldbussen (z. B.: CAN für Pitch-Systeme) und einfache Integration in Fremdsysteme Schnittstellen für die Anbindung an Netzleitsysteme (SCADA und Betriebsführung) Real-Time-Kommunikation für Echtzeitanforderung mit allen Diagnosemöglichkeiten 12
TOTALLY INTEGRATED POWER PRODUKTPORTFOLIO S7-300 mit CP 343-1 S7-300 mit S7-300 mit HMI CP 343-1 HMI CP 343-1 HMI SCALANCE X320-1FE SCALANCE X320-1FE SCALANCE X320-1FE 100 Mbit/s (Multimode) 100 Mbit/s (Multimode) 100 Mbit/s (Multimode) 100 Mbit/s SCALANCE X320-3LD FE SCALANCE X306-1LD FE SCALANCE X320-3LD FE (Singlemode) < 26 km SCALANCE X306-1LD FE SCALANCE X320-3LD FE Standby Master Standby Slave SCALANCE XR324-12M SCALANCE XR324-12M PROFINET/Industrial Ethernet (Twisted Pair) PROFINET/Industrial Ethernet (Fiber Optic) PC/IPC mit CP 1623 G_IK10_XX_10281 Verkabelungstechnik Für den schnellen und fehlerfreien Aufbau oder Änderungen vor Ort haben wir mit FastConnect ein durchdachtes Schnellmontagesystem aus Kabeln, Steckverbindern und Konfektionierungswerkzeugen entwickelt für Industrial Ethernet/PROFINET und PROFIBUS ebenso wie für RJ45, M12 oder Sub-D bzw. RS485. Auch für Lichtwellenleiter (BFOC und SC-Duplex) mit Längen bis zu 3 km werden FastConnect Komponenten angeboten. Industrial Ethernet Switching Components Mit SIMATIC NET bieten wir Ihnen Switching Components für Industrial Ethernet zur strukturierten Vernetzung einzelner Windturbinen und ganzer Windparks. Ein abgestuftes Portfolio von Switches (CSM, SCALANCE X) in unterschiedlichen Bauformen wie auch von Kommunika-tionsprozessoren mit integriertem Switch ermöglicht die jeweils optimale Lösung für jegliche Art von Switching-Aufgabe in unterschiedlichen Topologien wie Linie, Ring oder Stern. Unverzichtbar für eine zuverlässige Kommunikation: schnelle Rekonfigurationszeiten des Netzes im Ring nach einem Fehler, da die angeschlossenen Endgeräte sonst logische Kommunikationsverbindungen abbauen. Um die geforderten sehr schnellen Reaktionszeiten zu erreichen, werden verschiedene standardisierte Verfahren verwendet. Mit einem Temperaturbereich von 40 C bis zu +70 C sind die Geräte auch für den Einsatz unter rauen klimatischen Bedingungen geeignet. Neben der Möglichkeit, SCALANCE X Switches in STEP 7 zu konfigurieren und zu diagnostizieren, bieten diese eine optimierte Datenübertragung der PROFINET Real-Time-Telegramme durch Priorisierung. Industrial Wireless LAN (IWLAN) Durch die drahtlose Vernetzung einzelner Windturbinen wird eine noch höhere Flexibilität der Anlage erreicht. Wartungsarbeiten werden vereinfacht, Serviceund Stillstandszeiten reduziert. Unsere IWLAN-Lösung macht diese Vorteile nutzbar durch ein abgestimmtes Portfolio von WLAN-Geräten für den industriellen Einsatz sogar für fehlersichere Kommunikation im Rahmen von Personen- und Maschinensicherheit. Dazu gehören IWLAN-Access Points und Client Modules (SCALANCE W), drahtlose Anschaltungen für PROFIBUS und dezentrale Peripherie, Mobile Bediengeräte, Planungssoftware sowie umfangreiches Zubehör. GSM/GPRS Mit Industrial Wireless Telecontrol werden einzelne Windturbinen und ganze Windparks miteinander über GSM/GPRS vernetzt. So kann z. B. die Einspeiseleistung gemessen und über das Pitch-System (Blattverstellung) reguliert werden. Durch die kompakte Bauweise der Kleinsteuerungen ist auch die nachträgliche Vernetzung platzsparend möglich. Unsere GSM/GPRS-Produkte bieten darüber hinaus einen sicheren Fernwartungszugang, um Statusmeldungen und Diagnosedaten von Windenergieanlagen jederzeit abzurufen. 13
TURBINENFUNKTIONEN SICHERHEITSFUNKTIONEN TECHNOLOGIE & KNOW-HOW TOTALLY INTEGRATED AUTOMATION Turbinensteuerung Verteilte Intelligenz Windparkmanagement Bedienen & Beobachten Kommunikation Windparkmanagement Diagnose & Fernüberwachung Condition Monitoring Windparks werden als autonome Anlagen dezentral überall dort installiert, wo der benötigte Rohstoff Wind in ausreichender Menge verfügbar ist und für einen effizienten Betrieb zentral betrieben. Pitch-Steuerung Yaw-Steuerung Elektrische Energieverteilung Hydrauliksteuerung Zentralleitwarte SIMATIC WinCC Open Architecture für den zentralen Leitstand Lokale Leitwarte A Lokale Leitwarte B Servicetechniker, Wartung Mit SIMATIC WinCC Open Architecture bieten wir Ihnen ein SCADA-System, das sich höchst flexibel an Ihre spezifischen Anforderungen anpassen lässt. Sein Einsatzschwerpunkt: hochverfügbare überregional verteilte Infrastruktur-Anlagen. Damit empfiehlt sich das System auch als zentraler Leitstand für Windenergieanlagen. Windpark 1 Windpark 2 Funk- und Wählverbindungen SMS E-Mail Fremdprotokolle Windpark n Das System eignet sich besonders als überregionales Windpark Maintenance Portal: Die Integration des Wartungsmanagements in die Leittechnik steigert die Effizienz von Bediener und Anlagen. GIS-Daten (Geografisches Informations- System) sind in die Bedienoberfläche eingebunden. Das verbessert Informationsgehalt und Ergonomie. Zudem optimiert ein integriertes Videomanagement die Zutrittskontrolle. Weitere Vorteile: 14 Hot-Standby- und 2x2-Redundanz sorgen für höchste Verfügbarkeit. Vollständige Online-Konfigurierbarkeit und modularer Aufbau minimieren Ausfallzeiten bei Erweiterungen und im Wartungsfall. Umfassende Treiber und Anbindungsmöglichkeiten schaffen universelle Konnektivität auch im Wide Area Network. Durch Unterstützung von Windows, Linux und Solaris sowie Webclients bleiben Sie stets plattformunabhängig und flexibel.
TOTALLY INTEGRATED POWER PRODUKTPORTFOLIO Breite Treiberbasis Umfassende Treiber und Anbindungsmöglichkeiten schaffen universelle Konnektivität auch im Wide Area Network: SIMATIC S7, SINAUT, IEC 60870-5- 101/104, DNP3, BACnet, SNMP, Modbus TCP, OPC (-DA, -AE, -UA, als Client und Server), ODBC, E-Mail, SMS, Offene Treiber API. Hohe Integrationsfähigkeit Offene Schnittstellen sowie ein offenes Grundkonzept erleichtern die Integration unterschiedlicher Gewerke und den Datenaustausch mit Bestandssystemen. Integriertes Videomanagement SIMATIC WinCC Open Architecture besitzt eine integrierte digitale Software- Videokreuzschiene, über die digitale Videoströme im Netzwerk gesteuert werden können. Videokameras schwenken und neigen, Videostreams aufzeichnen lassen, Monitorwände ansteuern, Video-Aufgaben voll in die Leittechnik integrieren mit seiner vollintegrierten Videomanagementbasis erlaubt SIMATIC WinCC Open Architecture neue Lösungsmöglichkeiten. Durchdacht bis ins Detail Das für inhomogene Untergewerke optimierte Engineering unseres SCADA- Systems reduziert Ihren Zeit- und Kostenaufwand enorm. Skalierbare vernetzte Leitsystem-Server wachsen mit der Aufgabe, integrierte Regionalleitwarten unterstützen lokale Servicegruppen und erhöhen die Desastertoleranz. Einsatz in verteilten Systemen Sind Mitarbeiter in einem flächenmäßig sehr großen Wirkungskreis geografisch verteilt oder ist eine große Anzahl an Windparks zu verwalten, macht sich die Skalierbarkeit unseres SCADA-Systems auf mehrere räumlich verteilte Server besonders bezahlt. Dabei ist jeder Server als autarkes Leitsystem für einen Bereich oder eine Region zuständig. Sind diese z. B. sternförmig vernetzt, können Hunderte dieser autarken lokalen Leitwarten mit wenigen Zentralleitwarten verbunden werden, die dann automatisch ohne eigene Prozesskopplung und ohne zusätzliche Konfiguration vollen Zugriff auf alle Messdaten, Alarme, Historien und Konfigurationen der Windturbinen haben. Hier sind beliebige stern- oder netzförmige Topologien denkbar. Diese Technologie der verteilten Systeme hat SIMATIC WinCC Open Architecture bereits in zahlreichen internationalen Referenzen zum bevorzugten System gemacht. Vorteile auf einen Blick In Leittechnik integriertes Wartungsmanagement erhöht Effizienz von Bediener und Windpark Plug and Play-Lösungen und einfachste Wartung durch objektorientierte Projektierung in Verbindung mit Online- Engineering Technologieplattform für Maschinenbauer vom TÜV Süd SIL 3 zertifiziert Objektorientiert für einfachen Zugriff und Bedienung durch das Windparkpersonal Zentrales Sichern kostenrelevanter Daten der einzelnen Windturbinen Aufgaben für das Turbinenservicepersonal von zentraler Stelle aus verteilbar Dezentraler Zugriff auf aktuelle Informationen um lokale oder mobile Serviceteams mit Daten zu versorgen und um Redundanzen zwischen regionalen und zentralen Leitwarten zu schaffen Investitionsschutz durch Langzeitkompatibilität Integriertes Videomanagement Integrierte GIS-Funktionen (Geografisches-Informations-System) 15
TURBINENFUNKTIONEN SICHERHEITSFUNKTIONEN TECHNOLOGIE & KNOW-HOW TOTALLY INTEGRATED AUTOMATION Turbinensteuerung Verteilte Intelligenz Bedienen & Beobachten Kommunikation Windparkmanagement Diagnose & Fernüberwachung Condition Monitoring Pitch-Steuerung Yaw-Steuerung Diagnose und Fernüberwachung Geht es um die Sicherstellung höchster Verfügbarkeit, führt kein Weg an effi- zienter Diagnose und Fernüberwachung vorbei. Besonders in weitläufigen Außenanlagen wie einer Windenergieanlage lassen sich so Schäden an mechanischen Komponenten unmittelbar feststellen und gezielt beheben. Elektrische Energieverteilung Hydrauliksteuerung Durchdachte Konzepte und Lösungen für höchste Verfügbarkeit Mit unserem Angebotsspektrum lassen sich höchst effiziente Diagnosekonzepte einfach umsetzen ohne extra Programmieraufwand. Die Hardwarekomponenten melden automatisch eine eventuelle Störung und liefern Detailinformationen darüber. So lässt sich eine Störung schnell und komfortabel lokalisieren und beheben. Wir bieten auch spezielle Komponenten für die Ferndiagnose, die per Klartextmeldung jederzeit über alle relevanten Vorgänge vor Ort informieren. Unsere Lösungen denken mit: Wird ein Wartungsintervall überschritten oder meldet ein Windparkcontroller eine akute Störung, kann der Bereitschaftsdienst per SMS informiert werden. Das System definiert je nach Anforderung eine oder mehrere Aufgaben für die entsprechenden Service-Mitarbeiter. Erste Wahl für die Fernüberwachung von Windkraftanlagen und Windparks sind unsere Netzwerkkomponenten aus der Systemfamilie SCALANCE: Sie sorgen zuverlässig für einen gesicherten und autorisierten Zugriff auf das Windpark- Netzwerk. Dabei kann ein Zugang zum Internet auch über GPRS realisiert werden. Diagnose PROFINET IO unterstützt ein durchgängiges Diagnosekonzept zur effizienten Lokalisierung und Behebung eventueller Fehler bis in den einzelnen Kanal der Turbinensteuerung. Sollte ein Fehler in der Windturbine auftreten, generiert der gestörte I/O-Kanal einen Diagnosealarm. Dieser reagiert im Anwenderprogramm mit dem Aufruf einer entsprechenden Programmroutine. Ein Quittungsmechanismus gewährleistet die Möglichkeit einer sequenziellen Fehlerbearbeitung durch den Servicetechniker der Windenergieanlage. Web-Dienste Auf die Windturbinen kann durch PROFINET auch via Web-Clients plattformunabhängig und mit standardisierten Browsern wie Internet Explorer, Opera oder Firefox zugegriffen werden. Auf Basis von Standardprotokollen und -sprachen aus dem Internet-Bereich beispielsweise HTTP, XML, HTML ist ein einfacher und ortsunabhängiger Zugriff auf die Diagnosedaten der Windturbine möglich. Zudem können die Standardwebseiten um anwendungsspezifische Seiten ergänzt werden. Eine komfortabele Unterstützung vor allem bei Test, Diagnose und Wartung für den Turbinentechniker. Netzwerkmanagement Durch die Möglichkeit zum integrierten Aufruf unseres Netzwerkmanagementsystems SINEMA Server lassen sich nicht nur die Windenergieanlagen selbst, sondern auch das zugrundeliegende Netzwerk mit allen per Industrial Ethernet vernetzten Geräten im Detail diagnostizieren. 16
TOTALLY INTEGRATED POWER PRODUKTPORTFOLIO Vorteile auf einen Blick Control station Server Mail-Server Diagnose über PROFINET im laufenden Betrieb bis in den einzelnen I/O-Kanal der Turbinensteuerung Sichere Verbindung (VPN), bidirektionale Kommunikation zu den Windturbinen Schnelle und einfache Inbetriebnahme Unabhängigkeit vom Festnetz und Flexibilität bei der Auswahl des GPRS- Anbieters Condition Monitoring Center Industrial Ethernet/PROFINET INTERNET Database SCALANCE DSL-Modem VPN-Tunnel Windpark INTERNET Industrial Ethernet/PROFINET MD74x-1 GPRS-Router Windpark LAN Opt. Data Server Operations 17
TURBINENFUNKTIONEN SICHERHEITSFUNKTIONEN TECHNOLOGIE & KNOW-HOW TOTALLY INTEGRATED AUTOMATION Turbinensteuerung Verteilte Intelligenz Condition Monitoring Bedienen & Beobachten Kommunikation Windparkmanagement Diagnose & Fernüberwachung Condition Monitoring Pitch-Steuerung Yaw-Steuerung Elektrische Energieverteilung Hydrauliksteuerung Neben der Produktivität rücken bei einer Windenergieanlage die Lebenszykluskosten immer stärker in den Mittelpunkt. In diesem Zusammenhang ist die Sicherstellung höchster Anlagenverfügbarkeit ein zentrales Thema überall, wo Windturbinen zum Einsatz kommen. Neben der permanenten Anlagenüberwachung empfiehlt sich hier die zustandsorientierte Instandhaltung als höchst effizienter Hebel. 18
TOTALLY INTEGRATED POWER PRODUKTPORTFOLIO Analyse- und Diagnose-System SIPLUS CMS4000 Vorteile auf einen Blick Mit SIPLUS CMS4000 bieten wir Ihnen ein leistungsfähiges System zur Erfassung und Auswertung von analogen und binären Signalen bezogen auf einzelne Windturbinen oder komplexe Windparks. Dabei erfolgen Datenerfassung und -vorverarbeitung mit Interface-Nodes, die Aufzeichnung hochdynamischer Vorgänge durch Abtastraten von über 40 khz ermöglichen. Das System verwendet die Software X-Tools für Analyse, Diagnose, Visualisierung Analyse und Archivierung Diagnose der Daten Ihrer Visualisierung Archivierung Windenergieanlagen. Zur Lösung Ihrer spezifischen Mess- und Diagnoseaufgaben lassen sich die Analysebausteine grafisch verschalten. Höchste Produktivität und Schutz der Windturbine durch permanente Überwachung wichtiger Prozesse Steigerung der Anlagenverfügbarkeit und Optimierung der Lebensdauer der Aggregate innerhalb der Windenergieanlage Umsetzung intelligenter, planmäßiger Wartungskonzepte einschließlich vorausschauender Wartung Reduzierte Instandhaltungskosten Weitere Vorteile bieten die genormten Schnittstellen, über die SIPLUS CSM4000 verfügt. Nicht zuletzt lässt sich das modulare skalierbare System rückwirkungsfrei und geräteübergreifend in bestehende und neue Windturbinen integrieren. So können Wartungstechniker im Servicefall schnell und gezielt eingesetzt werden. Analyse Diagnose Visualisierung Archivierung Signalerfassung Benachrichtigung Signalerfassung Benachrichtigung 19
TURBINENFUNKTIONEN SICHERHEITSFUNKTIONEN TECHNOLOGIE & KNOW-HOW TOTALLY INTEGRATED AUTOMATION Turbinensteuerung Verteilte Intelligenz Bedienen & Beobachten Kommunikation Windparkmanagement Diagnose & Fernüberwachung Condition Monitoring Pitch-Steuerung Yaw-Steuerung Elektrische Energieverteilung Hydrauliksteuerung Pitch-Steuerung (Rotorblattverstellung) Die sogenannte Pitch-Steuerung ist ein Herzstück jeder Windkraftanlage. Sie misst, überwacht und regelt den Anstellwinkel der Rotorblätter. Einerseits kann so die Leistungsaufnahme im Betrieb trotz wechselnder Windverhältnisse konstant gehalten werden, andererseits lassen sich Schäden verhindern, wenn ein Sturm aufzieht indem die Rotorblätter automatisch aus dem Wind gedreht werden. Kombination aus leistungsstarkem Industrie-PC und dezentraler Peripherie Für die Pitch-Steuerung bieten wir Ihnen höchst effiziente dezentrale Lösungen mit SIMATIC ET 200. Das dezentrale Peripheriesystem wird von der zentralen Turbinensteuerung Microbox 427C mit WinAC RTX F mit verschiedenen Bussystemen über Schleifringe angesteuert. Umfangreiche Regelalgorithmen auf PC-Basis vermindern die auf die Turbine einwirkenden Kräfte. Die Turbinensteuerung steht mit den peripheren Sensoren der Rotorblätter in ständigem Kontakt und sorgt durch individuelle Veränderung einzelner Parameter für einen ertragsoptimierten und effizienten Betrieb der Windturbine bei allen Witterungsverhältnissen. Dies gewährleistet maximale Erträge sowie Lastreduzierungen für die gesamte Windenergieanlage. Pitch-System Nabe Peripherie inkl. Gateway (ET 200) Schleifringe (redundant) verschiedene Bussysteme 20
TOTALLY INTEGRATED POWER PRODUKTPORTFOLIO P [MW] P N V N V Wind [m/s] Allgemeine Leistungskurve einer Windturbine Vorteile auf einen Blick Höchst präzise und zuverlässige Messund Steuerungstechnik. Damit ist es möglich, ein aktives Blattverstellsystem zur Einstellung des optimalen Anströmwinkels auf die Rotorblätter zu realisieren EMV-unempfindliche Komponenten für den Einsatz in unmittelbarer Nähe zum Generator und wegen der Gefahr des Blitzeinschlags Sensoren in hoher Schutzart resistent gegen die oft sehr rauen Umgebungsbedingungen, vor allem bei Off-Shore- Anlagen 21
TURBINENFUNKTIONEN SICHERHEITSFUNKTIONEN TECHNOLOGIE & KNOW-HOW TOTALLY INTEGRATED AUTOMATION Turbinensteuerung Verteilte Intelligenz Bedienen & Beobachten Kommunikation Windparkmanagement Diagnose & Fernüberwachung Condition Monitoring Pitch-Steuerung Yaw-Steuerung Elektrische Energieverteilung Yaw-Steuerung (Gondelnachführung) Die Gondel muss jederzeit optimal im Wind stehen und entsprechend nachgeführt werden. Dazu meldet die Sensorik die Windrichtung an eine Steuerung, die dann bei Bedarf Stellmotoren in Gang setzt. Bei Bewegungen um die Hochachse wirken starke Widerstandsmomente auf den Rotor und die übrige Struktur ein. Daher erfolgt die Windrichtungsnachführung langsam und stark gedämpft. Hydrauliksteuerung Leistungsstarke Gerätekombination Für die Yaw-Steuerung bieten wir Ihnen höchst effiziente zentrale Lösungen auf Basis der Turbinensteuerung Microbox 427C mit WinAC RTX F an. Umfangreiche Regelalgorithmen auf PC-Basis vermindern die auf die Turbine einwirkenden Kräfte. Diese Kombination gewährleistet ein geregeltes Anfahren und verhindert Spiel im Turm. Peripherie (ET 200) PROFINET/PROFIsafe Gondel Industrial Ethernet Condition Monitoring (SCALANCE W) (SIPLUS CMS ) Embedded Controller (WinAC RTX Failsafe) SINAMICS S120 Switch (SCALANCE X) Yaw-System LWL Mobiles Operator Panel (Mobile Panel 277F) 22
TOTALLY INTEGRATED POWER PRODUKTPORTFOLIO Vorteile auf einen Blick Exemplarische Anordnung mit Standardmotoren und Frequenzumrichtern bzw. alternativ mit Sanftstarter Leistungsstarke und kompakte Steuerungen, mit denen eine adaptive Windnachführung der Gondel durch permanente Auswertung der Messdaten des Windsensors realisiert werden kann Robuste Sensoren, die auch unter extremen Umgebungsbedingungen zuverlässig höchst präzise Messergebnisse liefern Exaktes, aufeinander abgestimmtes Antriebsverhalten Sanftstarter in kompakter Bauform stehen in verschiedenen Varianten zur Verfügung je nach Motorleistung und benötigten Funktionen Yaw-System realisiert mit SINAMICS S120 Soll-Wert Windrichtung Frequenzumrichter SINAMICS S120 Steuerung oder Ist-Wert von Positions- Messgeräten Wendestarter Sanftstarter Motormanagement-System Yaw-System realisiert mit einer Sanftstarter-Kombination 23
TURBINENFUNKTIONEN SICHERHEITSFUNKTIONEN TECHNOLOGIE & KNOW-HOW TOTALLY INTEGRATED AUTOMATION Turbinensteuerung Verteilte Intelligenz Elektrische Energieverteilung Bedienen & Beobachten Kommunikation Windparkmanagement Diagnose & Fernüberwachung Condition Monitoring Pitch-Steuerung Yaw-Steuerung Jede Windenergieanlage ist auf die zuverlässige Versorgung mit elektrischer Energie angewiesen. Schon ein kurzer Ausfall könnte gravierende Folgen haben. Gefragt sind deshalb Produkte und Systeme, mit denen Sie immer auf der sicheren Seite sind und die auch den Fall der Fälle beherrschen. Elektrische Energieverteilung Hydrauliksteuerung Leistungsschalter Das umfassendste Portfolio weltweit Wir bieten das weltweit umfassendste Portfolio für die durchgängige, sichere und intelligente Niederspannungs- Energieverteilung in Windturbinen. Dabei gewähren Ihnen die Durchgängigkeit, Modularität und Intelligenz unserer Komponenten und Systeme zahlreiche Vorteile überall auf der Welt, über den gesamten Nutzungszeitraum. Frequenzumrichter Schienenverteilsysteme Schütz Leistungsschalter Erste Wahl für anspruchsvolle Umgebungsbedingungen im On- und Off-Shore-Bereich Die Leistungsabgabe einer Windenergieanlage kann sich mit der Windstärke und -richtung jederzeit schnell und unvorhersehbar ändern. Zudem wirken rund um die Uhr mechanische und klimatische Einflüsse auf die in der Gondel eingesetzten Komponenten vor allem niederfrequente Vibrationen und Temperaturunterschiede zwischen 25 C und +50 C. Nicht zuletzt kann das häufige Zu- und Abschalten der Windenergieanlage Strom führende Komponenten thermisch belasten. Um die Funktionsfähigkeit und Verfügbarkeit der Schutzeinrichtungen dennoch zuverlässig zu gewährleisten, müssen Komponenten mit einem auf die Anforderungen der Windkraftanlage abgestimmten Sicherheitsbereich eingesetzt werden bei gleichzeitiger Beachtung der für die Branche spezifischen Notwendigkeit, das Gesamtgewicht im Umfeld der Gondel weiter zu reduzieren. Gewichtsoptimierte Schutz-, Schalt- und Messgeräte mit optionalen Kommunikationsmodulen, welche die Überwachung und Optimierung der Serviceintervalle unterstützen, weisen einen Ausweg aus diesem Spannungsfeld. Transformator Leistungsschalter 24
TOTALLY INTEGRATED POWER PRODUKTPORTFOLIO Schutzgeräte SENTRON Unser durchdachtes Schutzkonzept umfasst ein perfekt aufeinander abgestimmtes, breites Geräteprogramm für den Leitungsschutz, Personen- und Brandschutz, Blitzstrom- und Überspannungsschutz sowie Geräte- und Anlagenschutz für Ihre Windturbine. Entwickelt nach den jeweiligen internationalen Standards bieten wir zukunftsweisendes Design und innovative Funktionen in einzigartiger Qualität. Messgeräte SENTRON PAC SENTRON PAC Messgeräte liefern zuverlässig Informationen über Energiewerte, Turbinenzustand und Netzqualität. Die dadurch gewonnene Transparenz in der Energieverteilung trägt zu höchster Verfügbarkeit der Windturbine bei. Schienenverteilsysteme SIVACON Unsere Schienenverteiler-Systeme SIVACON, die wir in unterschiedlichen Varianten anbieten, sorgen zuverlässig dafür, dass Energie sicher und wirtschaftlich zwischen Windturbine und Netzeinspeisung fließt. Sechs verschiedene Systeme bieten alles für den optimalen Energietransport und die Energieverteilung in der Windturbine. Mit SIVACON profitieren Sie auf ganzer Linie: von der einfachen Planung und der schnellen Montage im Turm über die sichere Anwendung bis hin zur flexiblen Änderbzw. Erweiterbarkeit. Dabei reduziert der modulare und kompakte Aufbau unserer Schienenverteilsysteme den Aufwand bei der Installation in Turm und Gondel erheblich. Vorteile auf einen Blick Zuverlässiges Zusammenspiel aller Komponenten im Rahmen eines durchdachten Gesamtkonzepts für eine Windenergieanlage Reduzierte Total Cost of Ownership durch höchste Zuverlässigkeit und Langlebigkeit Erhöhte Verfügbarkeit der Windturbine durch integrierte Diagnosefunktionen Reduzierter Installationsaufwand durch Modularität und kompakten Aufbau Vermeidung von Störstrahlung bei Energietransport im Turm Hoher Schutz im Kurzschlussfall und Brandvermeidung Weltweiter Einsatz, Verfügbarkeit und Service in IEC- und UL-Märkten 25
TURBINENFUNKTIONEN SICHERHEITSFUNKTIONEN TECHNOLOGIE & KNOW-HOW TOTALLY INTEGRATED AUTOMATION Turbinensteuerung Verteilte Intelligenz Hydrauliksteuerung Bedienen & Beobachten Kommunikation Windparkmanagement Diagnose & Fernüberwachung Condition Monitoring Pitch-Steuerung Yaw-Steuerung Elektrische Energieverteilung Hydrauliksteuerung Unverzichtbar für höchst produktive Windturbinen und Windparks: Hydraulik- Aggregate, die die Aufgabe von Bremsen, Kühlen und Schmieren übernehmen und damit verbunden eine zuverlässige Überwachung und Steuerung eben dieser Hydraulik. Eine wesentliche Rolle in diesem Zusammenhang spielt das eingesetzte Motormanagementsystem, welches im Extremfall die Hydraulikaggregate einer Windturbine sogar völlig autark weiter betreibt. Motormanagementsystem SIMOCODE pro Ein echtes Highlight von SIMOCODE pro, unserem leistungsstarken Motormanagementsystem: die autarke Ausführung aller Schutz-, Steuer- und Bremsfunktionen. Damit sind jederzeit die volle Funktionsfähigkeit und der Schutz des Motorabzweigs gewährleistet selbst bei einem eventuellen Ausfall des Bussystems oder der Turbinensteuerung. Für den Störfall kann sogar ein definiertes Verhalten eingestellt werden. Damit leistet SIMOCODE pro einen entscheidenden Beitrag zu höherer Prozessverfügbarkeit sowie zu einem schnelleren Wiederanlauf der Windturbine nach Behebung der Störung. Hauptgetriebe AC 400 V Kommunikation Kurzschluss-Schutz SIMOCODE Messen: Strom, Spannung Verarbeitung der Eingangssignale Hydraulikpumpen Hydrauliksteuerung und -überwachung Schütz Temperatur Thermistor Analoge Messwerte, Füllstände, Druck... Hydraulikpumpenmotor 26
TOTALLY INTEGRATED POWER PRODUKTPORTFOLIO Vorteile auf einen Blick Effiziente und sichere Ansteuerung der Hydraulikpumpen im Extremfall auch autark Höhere Verfügbarkeit der Windenergieanlage Schneller Hochlauf nach einem Wartungseinsatz 27
TURBINENFUNKTIONEN SICHERHEITSFUNKTIONEN TECHNOLOGIE & KNOW-HOW TOTALLY INTEGRATED AUTOMATION Safety Integrated Security Safety Integrated Qualität und Robustheit Wie für andere Maschinen auch, gelten für Windturbinen die Sicherheitsvorschriften der Maschinenrichtlinie: Windenergieanlagen bedürfen der Konformitätsbewertung gemäß Anhang IIA, durch die der Hersteller bestätigt, dass alle zutreffenden europäischen, also EU-Richtlinien, eingehalten werden. Lückenlose Sicherheit aus einer Hand Mit Safety Integrated liefern wir als einziger Anbieter ein umfassendes Portfolio, das alle Sicherheitsaufgaben in Windturbinen und Windparks abdeckt. Unser Angebot steht für lückenlose Sicherheitstechnik aus einer Hand integriert und durchgängig, ganz im Sinne von Totally Integrated Automation. Das so entstehende durchgängige Gesamtsystem bietet innovative Lösungsansätze wie die drahtlose fehlersichere Kommunikation über IWLAN und PROFINET (PROFIsafe) ebenso wie Standard- und fehlersichere Kommunikation über nur ein Bussystem. Mit Safety Integrated profitieren Sie von höchster Flexibilität und Wirtschaftlichkeit, beschleunigen das Engineering, steigern die Verfügbarkeit und stellen nicht zuletzt auch eine praxisgerechte Bedienung der Turbine sicher. Einfach und schnell zur sicheren, hochverfügbaren Windturbine Unser wegweisendes Konzept integriert die Sicherheitstechnik in die Automatisierung. Davon profitieren Sie als Turbinenbauer ebenso wie als Windparkbetreiber: Safety Integrated minimiert den Engineeringaufwand zum sicheren, zuverlässigen und wirtschaftlichen Betrieb, und damit zu höherer Verfügbarkeit der Windenergieanlage. Selbstverständlich erfüllen unsere Produkte alle geltenden Richtlinien und Normen an die funktionale Sicherheit und sind auch entsprechend zertifiziert (bis zu SIL 3). So können Sie sicher sein, dass Sie mit unserem Angebot immer von höchster Qualität, Sicherheit und Zuverlässigkeit für Ihre Windturbine profitieren und auch stets die Maschinenrichtlinie erfüllen. PROFINET bietet folgende Möglichkeiten für die fehlersichere Kommunikation in Windturbine und Windpark: Kommunikation zwischen I/O-Controller und I/O-Device beispielsweise fehlersicherer Turbinensteuerung und der dezentralen Peripherie SIMATIC ET 200 mit fehlersicheren Modulen bei der Pitch-Steuerung oder direkt mit Frequenzumrichtern bei der Yaw-Steuerung. Unterstützung der fehlersicheren Kommunikation über Wireless LAN. Kostengünstige Verbindung zu Turbinenaggregaten (z. B. Turmfuß oder Gondel), die räumlich getrennt, schwer zugänglich oder in aggressiver Umgebung (Salzwasser) sind. 28
TOTALLY INTEGRATED POWER PRODUKTPORTFOLIO Vorteile auf einen Blick Erfüllung der sicherheitsrelevanten Normen und Gesetze (bis zu SIL 3) Keine zusätzliche Verdrahtung und keine spezielle Sicherheitssteuerung für Ihre Windenergieanlage notwendig Eine Steuerung, ein Engineering und ein Bussystem für Standard- und sicherheitsgerichtete Automatisierung der Windturbine Kombination von Standard- und sicherheitsgerichteten Peripheriemodulen im dezentralen Aufbau Unterstützung der fehlersicheren Kommunikation auch über Industrial Wireless LAN Programmierbare Sicherheit 29
TURBINENFUNKTIONEN SICHERHEITSFUNKTIONEN TECHNOLOGIE & KNOW HOW TOTALLY INTEGRATED AUTOMATION Safety Integrated Security Security Qualität und Robustheit Durch die Vernetzung einzelner Teile einer Windenergieanlage sind diese direkt oder indirekt mit dem Internet verbunden und damit auch der Bedrohung durch Cyber-Kriminalität ausgesetzt. Um dieses Gefahrenpotenzial zuverlässig abzuwehren, bedarf es intelligenter Security-Konzepte. IT-Sicherheit für Ihre Windturbine Die zunehmende drahtgebundene und drahtlose Vernetzung ermöglicht durch die Integration in den zentralen Leitstand eine Durchgängigkeit und Offenheit, die viele Vorteile mit sich bringt, wie z. B. den Fernzugriff auf Windenergieanlagen über das Internet. Allerdings ergeben sich dadurch auch gewisse Risiken in Bezug auf die Datensicherheit. Unser Security-Konzept für die Automatisierung basiert auf den Security-Modulen der SCALANCE S Familie. Speziell für den Einsatz in der Automatisierungstechnik konzipiert, schließen sie dennoch nahtlos an die Security-Strukturen der Office- und IT-Welt an und sind damit erste Wahl für den Einsatz in der Windindustrie. Durch die Kombination unterschiedlicher Sicherheitsmaßnahmen wie Firewall und VPN über IPsec-Tunnel schützt SCALANCE S einzelne Windturbinen und ganze Windparks vor: Vertraulich, verfügbar, integer SCALANCE S ermöglicht diesen Schutz flexibel, rückwirkungsfrei, protokollunabhängig (z. B. mit Mechanismen wie Firewall, IPsec und VPN gemäß IEEE Standards) und ohne komplizierte Handhabung. So lassen sich bestehende Netze absichern, ohne Netzteilnehmer umprojektieren oder die Netztopologie ändern zu müssen. Unser Security-Konzept erfüllt alle Anforderungen an die Sicherheit in der Windturbine: Vertraulichkeit: Informationen der Windenergieanlage sollten gegen den unberechtigten Zugriff von Dritten geschützt sein. Verfügbarkeit: Der Zugang zu Informationen einer Windenergieanlage muss jederzeit gewährleistet sein. Datenspionage und -manipulation unberechtigtem Zugriff automatisierten Einbruchversuchen Darüber hinaus erfüllen sie die speziellen Anforderungen in der Windindustrie beispielsweise die einfache Installation neuer bzw. Erweiterbarkeit bestehender Windenergieanlagen sowie die Minimierung von Stillstandszeiten im Fehlerfall. 30