《電子技術(shù)應(yīng)用》
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利用風(fēng)能,揚(yáng)帆啟航
貝加萊工業(yè)自動(dòng)化(上海)有限公司
摘要: 伴隨著著名的AlphaVentus項(xiàng)目——德國首個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè),一些能源公司宣布進(jìn)入了一個(gè)新紀(jì)元。所有現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)包括直升機(jī)停機(jī)坪的照明設(shè)備以及相關(guān)的監(jiān)控與通信系統(tǒng),都必須在外海的惡劣條件下無故障運(yùn)行。對(duì)于控制系統(tǒng)來說這是必須達(dá)到的,然而,高可靠性不僅意味著擁有自動(dòng)防故障的硬件系統(tǒng),而且操作系統(tǒng)也必須滿足長時(shí)間連續(xù)作業(yè)。
Abstract:
Key words :

前言:伴隨著著名的Alpha Ventus項(xiàng)目——德國首個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè),一些能源公司宣布進(jìn)入了一個(gè)新紀(jì)元。所有現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)包括直升機(jī)停機(jī)坪的照明設(shè)備以及相關(guān)的監(jiān)控與通信系統(tǒng),都必須在外海的惡劣條件下無故障運(yùn)行。對(duì)于控制系統(tǒng)來說這是必須達(dá)到的,然而,高可靠性不僅意味著擁有自動(dòng)防故障的硬件系統(tǒng),而且操作系統(tǒng)也必須滿足長時(shí)間連續(xù)作業(yè)。
 
  德國首個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)坐落在北海(距Borkum島以北45公里處),目前由DOTI公司負(fù)責(zé)建設(shè),DOTI是由德國E.ON、EWE和瑞典Vattenfall三家能源公司組成的合資企業(yè)。在未來一年中,12臺(tái)5MW的風(fēng)機(jī)將并網(wǎng)發(fā)電,為50000戶家庭提供電力供應(yīng)。根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)度,在2008年9月底需要完成帶變電所的平臺(tái)系統(tǒng),該平臺(tái)主要包括船舶塢站、直升機(jī)停機(jī)坪、工作間以及其他基礎(chǔ)設(shè)施,是Alpha Ventus海上風(fēng)電場(chǎng)的后勤中心。此平臺(tái)需要保證船只和直升機(jī)在惡劣的天氣條件下安全??慷话l(fā)生任何問題。海上平臺(tái)高60米,在水下深度為30米,配置了極為可靠的照明系統(tǒng)以及災(zāi)害情況下的保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng),貝加萊的系統(tǒng)很好的承擔(dān)起了以上的重任;基于貝加萊技術(shù)的專用控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集、處理航標(biāo)信號(hào)和監(jiān)控設(shè)備信號(hào),并將其傳送到位于陸地上的風(fēng)電場(chǎng)主控室。
 
  “顯然,飛機(jī)起落跑道的航標(biāo)燈必須保證無故障工作”,Klenk集團(tuán)創(chuàng)始人兼Klenk-Airport-Equipment GmbH公司總經(jīng)理說道,“簡單地開啟和關(guān)閉相應(yīng)的航標(biāo)燈肯定是不夠的,然而這一點(diǎn)并非顯而易見。”
 
復(fù)雜的控制設(shè)備
  根據(jù)不同的機(jī)場(chǎng)類別,各地的規(guī)章和標(biāo)準(zhǔn)也是不盡相同的,目前的項(xiàng)目中就必須考慮到系統(tǒng)的測(cè)試系統(tǒng),例如包括相關(guān)絕緣測(cè)試以及燈光故障測(cè)試等功能。
 
  “控制器不僅需要控制上百個(gè)航標(biāo)燈,處理眾多的信號(hào),而且在出現(xiàn)報(bào)警或者緊急狀態(tài)下例如停電時(shí),能夠確保主控室在一秒內(nèi)收到錯(cuò)誤報(bào)告”,Peter Klenk解釋道。因此,控制器運(yùn)行必須快速有效。
 
  那么為什么不考慮標(biāo)準(zhǔn)PC來處理這樣的任務(wù)呢,Peter Klenk經(jīng)理做了如下說明:“即使選用更高標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)PC也無法保證系統(tǒng)的可靠性,運(yùn)行一段時(shí)間后,PC硬件會(huì)出現(xiàn)問題或是操作系統(tǒng)運(yùn)行更加緩慢甚至癱瘓。”這樣的狀況,即使在保證該P(yáng)C不聯(lián)接互聯(lián)網(wǎng)以及不安裝其他軟件的場(chǎng)合下,依然無法避免。

 

直升機(jī)停機(jī)坪的訪問安全系統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng):所有系統(tǒng)任務(wù)通過貝加萊的X20 I/O傳送到控制器

采用商用PC操作系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)因素
  機(jī)場(chǎng)技術(shù)專家對(duì)于使用冗余結(jié)構(gòu)或復(fù)雜的帶RAID功能的PC服務(wù)器系統(tǒng)即使加上其它安全措施依然有所猶豫:“除了PC死機(jī)問題尚待解決外,昂貴的初始成本和復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)也是問題。對(duì)于擁有足夠人員的大型機(jī)場(chǎng)來說這也許是可行的,但是對(duì)于支線機(jī)場(chǎng)或海上平臺(tái)來說,在每一個(gè)配置上花費(fèi)數(shù)千歐元,并且還需要配備專門的維護(hù)人員,這兩點(diǎn)都是無法接受的。完全的可靠性與合理的成本在這里構(gòu)成了必要的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。”
 
  其結(jié)果就是,Klenk公司的專家們開始為機(jī)場(chǎng)控制系統(tǒng)(ACS:Airport Control System)尋找可選的硬件平臺(tái),最終采用了基于貝加萊Power Panel和X20 I/O系統(tǒng)的整體解決方案。Peter Klenk解釋說:“該解決方案對(duì)我們來說非常適用——很高的可靠性,一體化的外圍設(shè)備與顯示單元(HMI)也能夠體現(xiàn)該方案極好的靈活性,即使現(xiàn)場(chǎng)配電柜距離控制中心很遠(yuǎn),也很容易進(jìn)行診斷或者調(diào)試。不僅貝加萊的產(chǎn)品具有極高的品質(zhì)與極佳的性價(jià)比,而且他們確實(shí)認(rèn)真考慮了我們的項(xiàng)目需求,積極地為我們提供所需的支持,即便我們目前來說并不屬于他們的核心客戶群。”

 

Equipment GmbH公司總經(jīng)理Peter Klenk

開拓精神與靈活性
  Alpha Ventus(海上風(fēng)場(chǎng))項(xiàng)目是一個(gè)具有開創(chuàng)意義的項(xiàng)目;因此,要求項(xiàng)目中的每一個(gè)人都具有靈活機(jī)動(dòng)的特質(zhì)與奉獻(xiàn)精神。Peter Klenk強(qiáng)調(diào):“北海石油鉆井平臺(tái)已經(jīng)裝備了直升機(jī)停機(jī)坪,但是那項(xiàng)技術(shù)與Alpha Ventus的項(xiàng)目要求還不太一樣。”
 
  在該項(xiàng)目中,用來幫助船只或者直升機(jī)安全抵達(dá)的停機(jī)坪的照明和海上燈塔的控制是連續(xù)工作且不允許出錯(cuò)的,每個(gè)平臺(tái)的控制器還需要受控于位于控制中心的Klenk公司的海上交通管理系統(tǒng),這兩者并不是相互獨(dú)立的系統(tǒng)。“我們?cè)趪鴥?nèi)和國際航空標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),這有助于我們開發(fā)自己的機(jī)場(chǎng)控制系統(tǒng)(ACS),”Klenk公司事業(yè)部經(jīng)理說道。
 
  這個(gè)海上平臺(tái)系統(tǒng)與石油鉆井平臺(tái)相比還有一點(diǎn)最大的不同是:無人值守;直到并網(wǎng)發(fā)電開始,該平臺(tái)都是無人值守的,而且在以后的運(yùn)行中,平臺(tái)上只部署少量的維護(hù)人員。封閉式的結(jié)構(gòu)可以解決非法侵入問題,但由于國際法要求類似海上平臺(tái)必須提供相應(yīng)的營救通道,所以平臺(tái)結(jié)構(gòu)必須是開放式的。解決方案是:人員一旦出現(xiàn)在平臺(tái)上,帶運(yùn)動(dòng)傳感器的訪問安全系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出報(bào)警,報(bào)警通過貝加萊的X20 I/O系統(tǒng)接收,并立即傳送到中控室的Klenk管理系統(tǒng)進(jìn)行分析,然后告知控制站點(diǎn)潛在的安全問題和危險(xiǎn)情況。僅僅這樣還是不夠的,如果平臺(tái)上供電出現(xiàn)問題,例如啟用了平臺(tái)上的緊急發(fā)電機(jī),甚至啟用內(nèi)置UPS電源,或者是與控制中心通訊出現(xiàn)了故障,那么平臺(tái)上的現(xiàn)場(chǎng)控制器就會(huì)把相應(yīng)的錯(cuò)誤信息及時(shí)傳送到陸地上的控制中心。

 

目前,位于北海的德國首個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)正在建設(shè)中

基于貝加萊技術(shù)的全面解決方案
  “由于平臺(tái)無人值守,因此我們還在系統(tǒng)中集成了一個(gè)氣象站,它可以在飛機(jī)降落前把現(xiàn)場(chǎng)的氣候情況以無線電方式自動(dòng)發(fā)送給飛行員,”Peter Klenk補(bǔ)充說。除了直升機(jī)停機(jī)坪、海上航標(biāo)、MET系統(tǒng)(氣象站)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)外,Klenk公司在每個(gè)平臺(tái)還配置了用于和船只與飛機(jī)進(jìn)行無線電通訊的通訊系統(tǒng),以及專用的加油管道。
 
  2009年初,當(dāng)?shù)聡讉€(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)仍在繼續(xù)建設(shè)的時(shí)候,這個(gè)海上平臺(tái)已經(jīng)開始發(fā)揮著重要的作用。
 
  “在這個(gè)項(xiàng)目中,我們作為合格的供應(yīng)商,已經(jīng)證明了自己在導(dǎo)航和航空領(lǐng)域中完全可以靈活地提供完整的解決方案,”Peter Klenk自豪地說道,“同時(shí)也為將來與貝加萊進(jìn)行更高層次的合作奠定了基礎(chǔ)。”
 
 
Klenk公司簡介:
成立時(shí)間:1981年
員工人數(shù):約35人
公司地址:Nordholz和Bodnegg-Rotheidlen(德國)
產(chǎn)品&服務(wù):航標(biāo)和機(jī)場(chǎng)設(shè)備,工廠及加油站建設(shè)。
網(wǎng)址:www.klenk-gruppe.de
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