Aktuální vydání

celé číslo

12

2020

Systémy DCS pro kontinuální a dávkové výrobní procesy

Provozní analytická technika

celé číslo

Monitorování teploty v převodovkách větrných turbín

Článek popisuje možnost sledování teploty pohybujících se částí s využitím transpondérů RFID s integrovanými vstupy a výstupy. Popisované řešení najde uplatnění zejména při konstruování elektrických generátorů, motorů a převodovek.

 

Jestliže jsou feromagnetické materiály používané při konstruování indukčních generátorů nebo motorů vystaveny teplotě nad hodnotou Curieovy teploty, ztratí své feromagnetické vlastnosti. Magnetické vlastnosti některých materiálů se mohou měnit i při působení mechanického namáhání.

 

To je jen jeden z důvodů, proč je třeba měřit teplotu rotujících částí uvnitř převodovek větrných turbín (obr. 1). K dalším důvodům patří sledování přirozeného opotřebení dílů, které se projevuje zvýšeným oteplením ložisek, a efektivní plánování údržby. Použít v tomto případě běžné snímače teploty s kabely není možné. Volí se proto snímače se sběrnými kroužky, ale ty jsou zas náročné na údržbu.

 

Nové možnosti nabízí v této oblasti výrobcům převodovek systém Ha-VIS RFID ETB. Na vnějším okraji skříně převodovky jsou po 120° umístěny tři transpondéry ETB (obr. 2). Tyto transpondéry, pracující na principu UHF RFID, umožňují kromě identifikace přenášet také stav připojených I/O. V tomto případě má každý dva vstupy, na něž jsou připojeny teplotní spínače. Načtené stavy spínačů lze spolehlivě přenášet i při maximálním zatížení převodovky. První vstup všech tří transpondérů je shodně nastaven tak, aby sepnul při dosažení teploty 90 °C. Druhý vstup transpondéru ETB1 se aktivuje při 55 °C, druhý vstup transpondéru ETB2 při 65 °C a druhý vstup transpondéru ETB3 při 75 °C. To umožňuje monitorovat postupný nárůst teploty ve čtyřech krocích od 55 °C do limitní meze 90 °C, kdy se aktivují všechny tři transpondéry.

 

Výhodou uvedených transpondérů je skutečnost, že jde o pasivní prvky, tzn. že nevyžadují žádné napájení ani baterie – vystačí s energií přenášenou z čtecí hlavy. Aktivace a deaktivace vstupů a výstupů modulu ETB se nastavuje přímo na čtecí hlavě. Programátor PLC proto nemusí znát žádné speciální příkazy, kterými by bylo nutné I/O nastavit. Program nadřazeného PLC tak zůstává v maximální míře flexibilní a univerzální a vstupní signály modulu ETB lze do řídicího systému integrovat bez ohledu na typ a výrobce použitého PLC.

 

Údaje z transpondérů je možné číst jakoukoliv čtečkou, která umí číst protokol EPC Class 1 Gen 2. Zvláště výhodné je však v tomto případě použít čtečku Ha-VIS RF R500 (obr. 3): nejenže má vynikající technické parametry a vysokou odolnost, díky čemuž může být použita i v tak nepříznivém prostředí, jaké se vyskytuje na větrných elektrárnách, ale také umožňuje využít získaná data ze vstupů transpondérů na vyšších úrovních řízení bez pracného vytváření speciálních komunikačních rozhraní.

 

Společnost Harting nabízí zbrusu novou možnost, jak měřit překročení teplotních limitů na rotujících součástech. Velký potenciál má toto řešení zejména pro výrobce převodovek, elektrických generátorů a motorů.

René Wermke, Product Manager,
HARTING Technology Group

 

Obr. 1. Převodovka větrné elektrárny

Obr. 2. Transpondér Ha-VIS ETB pracuje na principu UHF RFID v pasivním režimu

Obr. 3. Vhodnou čtečkou může být Ha-VIS RF-R500, usnadňující integraci dat z transpondérů do řídicího systému