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巴魯夫：用智能傳感器提高風電機組的可靠性
閱讀：409 發布時間：2017-8-23巴魯夫：用智能傳感器提高風電機組的可靠性
在風力發電領域有著近30年行業經驗的巴魯夫，針對提升機組可靠性給出的答案是智能傳感器解決方案。擁有近100年歷史的巴魯夫，是的自動化解決方案廠商，巴魯夫希望通過智能傳感器，使得客戶可以直接打通從上層PLC到下層傳感器的整個網絡連接，從而實現對整個風電系統的掌控。
那么究竟如何通過智能傳感器提高風電機組的可靠性，給客戶提供更多的附加值呢？主要體現在以下三點上：
提供更豐富的傳感器信息
普通的傳感器只能提供標準的I/O信號，相信很多風電人都遇到過相類似的經歷，風電機組在正常運行過程中，控制系統忽然報出一些故障信息并立刻停機，然而當工程師來到現場之后，經過檢查卻并沒有發現明顯的故障源。這種情況有可能就是因為傳感器信號丟失或者給出了錯誤的信號所引起的。
巴魯夫基于IO-Link的智能傳感器就能夠有效的防止類似情況的發生。除了標準的I/O信號，傳感器還能夠將更多的實時狀態數據，例如短路、斷路、供電等診斷信息傳輸給控制系統，實現對于傳感器自身狀態的連續診斷。除此之外，對于一些功能更復雜，需要進行參數配置的傳感器，也可以通過控制系統進行自動配置。
圖1：巴魯夫IO-Link通訊網絡拓撲結構
開發更全面的定制化產品
經過近30年在風電行業的摸索，巴魯夫為風電機組定制了大量的傳感器應用方案，幾乎覆蓋了風電機組系統的各個方面， 其中zui有代表性的就是用于測量液壓變槳系統槳距角的微脈沖位移傳感器，如圖2所示。對于風電機組而言，要提到可靠性，就不得不提到液壓變槳系統。目前國內變槳系統主要采用電變槳方式，一個主要原因就是認為液壓變槳系統容易出故障。事實上在歐洲，例如維斯塔斯，西門子以及歌美颯等主要主機廠商均采用液壓變槳的方式。從技術角度分析，液壓變槳在系統性能、可靠性以及綜合成本方面比起電變槳系統都更有競爭力，尤其對于未來的海上風電機組更是如此。
巴魯夫通過和這些的主機廠合作，開發了專門針對液壓變槳系統的微脈沖位移傳感器BTL。微脈沖傳感器BTL采用了的磁致伸縮的原理，安裝在液壓變槳系統的液壓油缸中，通過檢測磁環的運動位置來測量活塞桿的位移，從而監測葉片槳距角。相比起其他位移檢測方式，微脈沖傳感器精度更高，而且也是采用非接觸式的測量方式，使得系統的更加更高。
圖2：巴魯夫微脈沖傳感器在液壓變槳系統中的應用
推薦更可靠的應用方案
從工作原理角度分析，傳感器本身并沒有什么特殊之處，真正能夠體現出傳感器價值的地方，是在于具體的應用方案。而且應用所選擇的傳感器原理越簡單，其穩定性也自然越高更高，隨之也必然能夠使得整個系統的可靠性更高。
巴魯夫電感式傳感器就是一個非常具有代表性的案例，如圖3所示。電感式傳感器又俗稱電感式接近開關，采用了很常見的電磁感應原理，當傳感器靠近或者離開金屬物體時，會輸出高/低電平信號。雖然工作原理很簡單，但是將電感式傳感安裝在風輪鎖定盤或者高速軸聯軸器上，就能地測量風輪或者高速軸的轉速，而且如果同時將2個電感式傳感器以一定的位置和角度配合安裝，還能夠測量風輪的轉速。由于電感式傳感器原理簡單，成本低而且可靠性又高，目前基本上是主要風電機組制造廠家的方案。
從成本組成來看，也許傳感器對于風電機組而言，只是很小的一部分。但是作為控制系統數據采集的源頭，卻有著不可忽視的重要性。巴魯夫愿意和中國風電行業共同成長，為風電行業提供zui可靠的智能傳感器解決方案，幫助用戶實現向智能化的成功轉型。