TUULITURBIINIVAIHTEESSA KÄYTETTÄVIEN KENTTÄVÄYLIEN KARTOITUS JA KÄYTÖSSÄ OLEVAN VÄYLÄN TOPOLOGIAN ARVIOINTI

Abstract

Opinnäytetyön kohteena oli tuuliturbiinivaihteiston kunnonvalvontajärjestelmässä (CMaS) käytettävät väylätopologiat ja niiden vaihtoehtoisten ratkaisujen etsiminen ja vaihtoehtoisten kenttäväylien kartoitus. Yksi päätavoite oli myös testata tähtiverkon toimivuutta kunnonvalvonnan kenttäväylässä.

Opinnäytetyö tehtiin Moventas Wind Oy:n tuotekehitysosastolle. Työ liittyy yhtiön kehittämään kunnonvalvontajärjestelmään. Järjestelmä valvoo tuuliturbiinivaihteiston tilaa. Antureilta kerätty mittaustieto kootaan keskusyksikölle, josta ne lähetetään edelleen palvelimelle analysoitavaksi.

Opinnäytetyö sisälsi kenttäväyläselvityksen lisäksi myös käytännön asioita. Työssä rakennettiin testausjärjestelmä mittausantureineen. Käytössä olevalla kenttäväyläjärjestelmällä testattiin sarjaväylän eri topologioita. Väylätesteissä käytettäviä värähtelyanturia luettiin etänä kenttäväylän avulla. Työssä testattiin myös verkon terminoinnin vaikutusta eri topologioissa.

Suoritettujen testien mukaan tähtiverkko toimii sarjaliikenneväylänä rajatussa ympäristössä, kun etäisyys säilyy lyhyenä ja tiedonsiirtonopeus riittävän alhaisena. Tähtiverkossa yhden anturin kaapelin irrottaminen ei vaikuttanut koko väylän toimintaan. Tulevaisuutta ajatellen on myös tarpeen selvittää Ethernet-pohjaisia kenttäväyläratkaisuja.

The aim of the bachelor’s thesis was to study the bus topologies used in condition management system (CMaS) of wind turbine gears and additionally, search for alternative solutions and mapping of alternative field buses. Another main objective was to test the functionality of a star network in the field bus of the system.

The thesis was assigned by Moventas Wind Oy R & D Department. The study relates to the condition management system of the company. The measurement data collected from sensors is sent to the central processing unit, and from there further to the server for analysis.

In addition to the field bus report, the study also discusses practical issues. A testing system was built with measurement sensors in the study project. The used field bus system was tested with various topologies. The vibration sensor used in the bus tests was read remotely with the field bus. The effect of termination in different topologies was also tested.

According to the performed tests, the serial line star network works in the restricted environment, when the distance remains short and the data transfer rate is sufficiently low. For the future, it is also necessary to find Ethernet-based field bus solutions.