通过集成系统以轻松、高效、可扩展、模块化、开放和灵活的方式实现自动化的风电设备。

通过魏德米勒提供的基于双处理器内核的、开放的高性能实时控制器，以及应用专用的软件库，Solutions 4 Energy GmbH大幅提升了风力涡轮机的工程设计和启动过程的速度。包含云功能的，已协调完毕、可扩展的模块化可视化解决方案能够帮助操作人员异常轻松地操作风力涡轮机。

Solutions 4 Energy GmbH，简称 S4E，是一家有雄心的创新制造和咨询企业，其业务范畴为可再生能源行业，尤其是陆上和海上风力发电业务。“为了提升风力发电设备的安装和启动效率，S4E已经与魏德米勒达成了战略合作伙伴关系，”Solutions 4 Energy GmbH常务董事Thomas Schubert在报告中说道。双方的合作涉及到所有的自动化技术，包括两个已准备好投入使用的机柜，分别用于顶部和底部的配电箱中。魏德米勒负责对这些机柜进行规划、装配和测试，这样它们在交付后可立即投入使用。

“在我们开始进入合作关系的最初阶段，我们共同制定了一个全面的需求目录，魏德米勒将其解决方案并入了该目录，”Thomas Schubert 补充道。

需求目录构成了魏德米勒选择合作伙伴及其解决方案的基础：

• 开放的硬件、软件和通信功能，可通过各种总线系统和协议轻松集成经过测试的、来自不同制造商的系统组件
• 可通过同一个系统运行各种风电设备的实现可扩展的性能和功能
• 基于网络的开放的SCADA系统，可实现所有相关生产数据、警报和历史数据的可视化功能。它还需要拥有为各种客户创建相关报告的功能。组件当然需要拥有能够满足风力涡轮机认证需求的特质
• 交付用于顶部和底部配电箱的、经过认证的机柜

“在我们共同创建需求目录的时候，我们将从数不胜数的其他项目中积累的经验结合在一起开展工作，”魏德米勒的风电产业开发经理Marc Liebert解释道。

魏德米勒基于PC的控制器用作开放的个性化解决方案

“具备双处理器内核的坚固耐用的高性能控制器、用于通信和可视化任务的RTLinux操作系统以及作为实时操作系统的eCos是涡轮机的关键组件。在创新控制器上，执行过程按照IEC 61131标准，即精准设定的极短的周期时间。控制器可随时应用于物联网，其架构也能够实现两个“受信任区域”。“系统设计十分坚固耐用，能够以可靠的方式用于严苛的运行环境，它能够承受极度的低温、高温和震动，”Liebert 先生继续说道。

S4E的需求之一是模拟过程以及所创建的调控模型能够便于传送至控制器。Simulink以及其他解决方案共同作为工程设计工具得以应用。这是一个适用于多域模拟的方块图环境。该工具支持系统级别的设计和模拟过程，还可以自动生成编码并持续对系统进行测试和验证。Simulink集成在MathWorks的 MATLAB平台中，由此可将MATLAB算法包含到模拟模型中，便于轻松分析并进一步处理。MATLAB / Simulink模型可轻松传送至魏德米勒控制器，并在此实时运行。

“Solutions 4 Energy信赖COPA-DATA 的 zenon SCADA系统，它具有可扩展的功能和性能，能够对风力发电厂的运行进行管理。系统还支持集成来自不同制造商的控制器，拥有所有必要的通信协议，例如 IEC 61850或IEC 61870。数据可通过安全的VPN联接或使用任何云端解决方案进行远程访问，”Liebert 先生解释道。在上述示例中，魏德米勒使用的是安装了zenon Runtime的微软云服务，每台设备的可视化都可在全球范围内实现。在系统选择过程中，能够自由选择云服务也是在此方面的一个关键要点，这样公司就无需依赖于任何一个制造商。

魏德米勒针对风力涡轮机(WT)的自动化需求，提供了已配置完毕的功能模块的特殊Wind Library（风能库），它包含现代风力涡轮机约80%左右的功能。可用模块包含用于快速轻松安装系统功能、间距和机舱控制、塔筒功能、条件监控和多样化的物理功能的模块。用户可根据需求互相组合这些模块，必要时他们甚至可以对模块进行修改，由此使其能够单独适应其自身的特定硬件或任务。在这种情况下能够很好地保护专业知识。

尽管是第一次使用Wind Library（风能库），Solutions 4 Energy仍然直接通过该库中的模块成功实现了70%左右的功能。该库由Solutions 4 Energy按照程序规范创建而成。同时，其余的模块则经过了修改或重新编程的过程，并在魏德米勒的紧密协作下得以实现。

“魏德米勒拥有完备的风电自动化解决方案应用室，所有已完成编程的功能在交付前都使用真实模块进行测试。客户由此可以确信设备在运行过程中也能够完美地进行工作，”Liebert先生解释道。

持续通信

对于全新解决方案的一个核心要求是它能够确保实现开放的通信功能，使其能够轻松联接不同提供商的组件。这其中包括通过PROFINET实现可靠的数据交换的安全控制器等等。额外的扩展功能可通过I/O系统u-remote的相应模块轻松实现。风速和风向指示器、震动指示器、以及用于记录机舱和间距系统位置的绝对值编码器等现场设备均可轻松联接至u-remote模块，并由此集成至魏德米勒控制系统中。

机舱和塔座中的机柜通过开关相互联接在一起。塔座中的开关不仅可以为主控制器提供数据，还可以为SCADA系统提供数据。所有组件间的通信都通过PROFINET和u-remote进行，而塔座中的Bender公司的多功能测量仪器也同样如此。测量仪器可记录所有关键的电气变量（电流、电压、频率、输出功率等），并出于评估和存档目的将其传送至SCADA系统。风力涡轮机通过一个拥有3G/UMTS集成调制解调器的路由器联接至控制室。

成功实施

“我们作为一个团队成功实施了我们的首个联合作业项目，并将其与全新的自动化解决方案联接在一起，”Schubert先生和Liebert先生在联合报告中说道。Solutions 4 Energy将所获取的专业经验成功加入其中，并直接将其应用于项目规划流程较为大型的部分中。库概念能够为这一流程提供支持，并协助实现控制或可视化功能的便捷重复利用。通过复制库中的模块，可以轻松快捷地实现新项目和其他应用。“我们相信未来我们将联合实施更多项目，”Solutions 4 Energy GmbH的常务董事Thomas Schubert说道。