SETTEMBRE 2013
FIELDBUS & NETWORKS
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Fieldbus & Networks
W
inergy, primaria azienda at-
tiva nella produzione di ingra-
naggi per le turbine eoliche,
è riuscita a risolvere compiti
di controllo, protezione e si-
curezza funzionale con un’architettura omogenea
Profinet. Il progetto pilota è stato un banco di
prova, recentemente aperto, per grandi ingranaggi
con una potenza di 14 MW. Il governo tedesco
prevede di aumentare la percentuale di energia
elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili
fino al 27% entro il 2020. Questa è una buona noti-
zia per Winergy, il principale fornitore al mondo di
sistemi drive per le centrali eoliche. La società ha
recentemente messo in servizio il banco di prova
più grande al mondo per ingranaggi eolici multi-
megawatt, con una potenza massima di prova di
14 MW.
Test superiori al carico
nominale
L’ingranaggio di una turbina eolica trasforma la
bassa velocità del rotore attraverso diverse fasi
nell’alta velocità dell’albero di trasmissione che
aziona il rotore del generatore tramite un giunto.
Al fine di garantire l’attività a elevate altezze e
per una vita di più di 20 anni, è richiesta un’e-
levata qualità e numerosi test degli ingranaggi.
Gli ingranaggi sono fissati nei banchi di prova del
cosiddetto metodo ‘back-to-back’ che ha l’obiet-
tivo di testare due ingranaggi serrati che, in ogni
prova, lavorano in direzioni opposte. Un test spe-
cifico è definito per ogni tipo di ingranaggio in cui
il carico viene aumentato gradualmente fino, in al-
cuni casi, ben oltre l’effettivo carico nominale. L’obiettivo del test è di
verificare i profili dei sistemi di dentatura degli ingranaggi e registrare
la loro evoluzione con l’aumento del carico. Sono diverse le misure di
vibrazione, rumore e temperatura e i risultati possono anche essere
registrati, archiviati e valutati. Con una potenza di prova di 14 MW e
dimensioni degli ingranaggi di circa 5 MW, al momento, il produttore
è sicuro di raggiungere numerosi obiettivi in futuro.
Un bus per tutte le attività
L’automazione distribuita del nuovo banco di prova è stata progettata
per ridurre le interfacce semplificando così tutti i processi, dall’inge-
gneria, alle operazioni di test, alla diagnostica. Per la prima volta,
diversi controllori Simatic S7 sono stati collegati tra di loro esclusi-
vamente tramite Profinet I/O. “In questo modo svolgiamo tre attività:
controllo, raccolta dati e sicurezza funzionale con la minima spesa di
cablaggio su uno stesso bus” spiega Günter Hellerhoff, project mana-
ger responsabile per l’equipaggiamento elettrico in Winergy. I compiti
principali includono anche il coordinamento dei controllori di più unità
esterne con il controller
centrale del banco di prova, un Sima-
tic S7-300 con CPU failsafe 315F-2PN/
DP. Due sistemi di lubrificazione sepa-
rati sono collegati per preparare l’olio
idraulico, il serbatoio che lo fornisce
e il cuore del banco di prova, ovvero
il sistema idraulico con diversi accu-
mulatori di pressione. “Le attività di
controllo tramite una combinazione di
controllo di coppia con due controller
di posizione slave per il posizionamento sincronizzato di due cilindri
idraulici sono state attuate in modo molto semplice ed elegante con i
regolatori software della CPU 317-2 DP della gamma S7” afferma Gün-
ter Hellerhoff. Questi possono eseguire praticamente qualsiasi coppie
e salti da valore nominale in modo da simulare improvvise raffiche di
vento o curve dei valori nominali.
L’AUTOMAZIONE DISTRIBUITA SULLO STESSO BUS
DI UN BANCO DI PROVA PER TURBINE EOLICHE
DI GRANDI INGRANAGGI HA NOTEVOLMENTE
SEMPLIFICATO TUTTI I PROCESSI
Le attività di controllo
sono state attuate in
modo molto semplice
con i regolatori software
della CPU 317-2 DP della
gamma S7
I pannelli Simatic Panel
PC 677
IL VENTO
DELL’AUTOMAZIONE
di Angelo Candian
