Sistema de diagnóstico dinámico en montaje de turbinas eólicas

Sistema de diagnóstico dinámico en montaje de turbinas eólicas para Acciona WindPower
"LabVIEW se utiliza como herramienta de
programación para la adquisición y el interface
gráfico dada su versatilidad para personalizar los
menús a los requerimientos de Acciona WindPower
en lo que a parámetros de trazabilidad"
- José Errea Múgica, Aresse Engineering S.L. (
http://partners.ni.com/partner_locator/partner_details.aspx?id=90021)
El Reto:
Lea el Caso
Desarrollar un sistema para la caracterización dinámica de turbinas eólicas durante la etapa verificación posterior al montaje en planta conforme a
los estándares de calidad de Acciona WindPower. Debe ser una solución robusta, fiable y ágil en lo que a instalación y uso se refiere y acotada en de Estudio
coste. Además, la plataforma de hardware seleccionada debe servir para el desarrollo de una aplicación de análisis más específica y detallada que Completo
eventualmente pueda ser utilizada en campo de manera escalable.
La Solución:
Integrar acelerómetros industriales tipo IEPE utilizando para su adquisición tarjetas NI USB 9233 distribuidas en diferentes posiciones de la Nacelle,
conectadas mediante un hub USB a un PC industrial desde el cual los responsables de la monitorización gestionan la prueba y los resultados de la
misma. LabVIEW se utiliza como herramienta de programación para la adquisición y el interface gráfico dada su versatilidad para personalizar los
menús a los requerimientos de Acciona WindPower en lo que a parámetros de trazabilidad, seguimiento de la instrucción operativa y gestión de
datos y usuarios de la misma se refiere.
Autor(es):
José Errea Múgica - Aresse Engineering S.L. (http://partners.ni.com/partner_locator/partner_details.aspx?id=90021)
Gorka Gainza Gonzalez - Aresse Engineering S.L. (http://partners.ni.com/partner_locator/partner_details.aspx?id=90021)
José Ginés Carrasco Balanz - Acciona WindPower (http://partners.ni.com/partner_locator/partner_details.aspx?id=90021)
Enneko Gamboa Medarde - Acciona WindPower (http://partners.ni.com/partner_locator/partner_details.aspx?id=90021)
Las necesidades de partida
Desde el punto de vista de calidad, la turbina ensamblada debe cumplir con las normas internas de Acciona WindPower, en las cuales se establecen los
niveles de aceptación en términos de vibración que se pueden registrar en puntos sensibles de la máquina como condición previa al envío a parque. La
aplicación desarrollada por Aresse Engineering permite al operario identificar de una manera sencilla e intuitiva los niveles de vibración y tomar las
decisiones de ajuste oportunas para conseguir introducir los registros dentro de las ventanas permitidas y almacenar los datos de la prueba para la
gestión apropiada de su trazabilidad.
Desde el punto de vista logístico, las turbinas ensambladas en las plantas de Acciona WindPower permanecen durante su montaje en un puesto fijo,
moviéndose los útiles y equipos de trabajo de una máquina a otra. Además las distancias entre las diferentes ubicaciones a monitorizar dentro de una
misma turbina son considerables. Por ello se requieren equipos portátiles que en la medida de lo posible limiten la longitud del cableado correspondiente
y sistemas de fijación y medida robustos que garanticen su estabilidad y correcta conexión. Figura 1
El hardware especificado
Conforme a las necesidades logísticas y de coste planteadas por Acciona WindPower, se ha especificado un equipo con los siguientes componentes (Ver
Figura 2)
5 tarjetas USB 9233 para disponer de 20 canales de adquisición rápida con acondicionamiento IEPE
4 acelerómetros piezoeléctricos triaxiales y otros 8 acelerómetro uniaxiales de PCB acondicionados a entornos industriales
Cableado y conexionado militar.
Calibrador para chequeo de sensibilidad de los acelerómetros piezoeléctricos.
Módulos de integración para el interface electrónica - usuario
El programa de monitorización desarrollado
La programación consta de tres partes bien diferenciadas:
En una primera etapa se cargan en estructuras de datos convenientes todas las variables temporales generadas en función de monitorizaciones previas,
y se establecen los parámetros de adquisición con los que el hardware utilizado trabajará a lo largo de toda la aplicación.
En la segunda etapa del código se trata del núcleo de la aplicación así, dentro de una estructura iterativa, se realizan las operaciones necesarias para
mostrar por pantalla valores estadísticos y espectrales tanto instantáneos como promediados que caracterizan el comportamiento dinámico de la turbina
en las diferentes condiciones de operación que establece la normativa de Acciona WindPower. (Ver Figura 3)
Por último se generan los ficheros de datos necesarios para los siguientes usos del software así como los correspondientes a los datos almacenados de
la máquina monitorizada, datos estos que permiten reflejar el historial de la verificación y los resultados alcanzados. Se ha programado un vínculo entre
LabVIEW y MS Excel para volcar la información a un formato de plantilla validado por Acciona WindPower que permite incorporar los resultados de la
verificación directamente al libro de máquina. (Ver Figura 4)
Además la aplicación permite a través de diferentes menús:
Gestión de la trazabilidad de la medida. (Ver Figura 5)
Gestión de usuarios y niveles de acceso en función del perfil del usuario – Operario / Calidad / Ingeniería
Visualización de archivos y resultados de máquinas previamente monitorizadas.
Aplicación de calibración para la comprobación del correcto funcionamiento y la sensibilidad de la cadena de medida
Conclusión:
Acciona WindPower dispone de un equipo de 20 canales de lectura y análisis de datos dinámicos totalmente personalizado a sus estándares de calidad
en lo que a pruebas de validación de turbinas eólicas se refiere, testado durante meses en su planta montaje y que le proporciona la agilidad, calidad y
flexibilidad requerida por sus operaciones.
Información del Autor:
José Errea Múgica
Aresse Engineering S.L. (http://partners.ni.com/partner_locator/partner_details.aspx?id=90021)
Calle Etxesakan 28, Oficina 8
Zizur Mayor - Navarra
España
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Fig.1 Instalación de Acciona WindPower para el montaje de turbinas eólicas
Fig.2 Imagen del hardware del sistema de monitorización
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Fig.2 Imagen del hardware del sistema de monitorización
Fig.3 Menú de control de la monitorización
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Fig.4 Esquema del informe generado y exportado desde la aplicación a Excel de MS Office
Fig.5 Menú de gestión de los datos de trazabilidad de la máquina monitorizada
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Legal
Este caso de estudio (este "caso de estudio") fue desarrollado por un cliente de National Instruments ("NI"). ESTE CASO DE ESTUDIO ES PROPORCIONADO
"COMO ES" SIN GARANTÍA DE NINGUN TIPO Y SUJETO A CIERTAS RESTRICCIONES QUE SE EXPONEN EN LOS TÉRMINOS DE USO EN NI.COM.
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