安全监控风机|印度机床杂志|印度机床行业

更高的自动化和更大的动力–就像传统工程中一样，对风力涡轮机的机械和控制技术的要求也在不断提高。同时，对于工厂建造者和操作者来说，绝对要符合机械指令的规范。 Germanischer Lloyd WindEnergie GmbH（GL Wind）发布的指南也将防止转子超速的保护归为安全相关功能。安全速度监控器符合这些规范，并将满足安全要求与经济运行结合在一起。

在过去的几年中，风力涡轮机的技术发展迅速。除了将风的动能转换为电能的基本原理之外，80年代的第一批风力涡轮机与当今的兆瓦系统几乎没有共同点。根据德国联邦风能协会的数据，过去十年间，额定功率平均增加了十倍，而转子直径和轮毂高度却翻了一番。
随着工厂规模的扩大，对安全和控制技术的要求也随之提高。控制技术的故障可能导致风力涡轮机完全故障。这对于工厂制造商或运营商而言，不仅在物质上而且在图像上都可能造成巨大破坏。

符合机械指令的规范
在欧洲范围内设计和制造风力涡轮机时，制造商和运营商必须遵守机械指令2006/42 / EC中的规范：机械指令已通过产品安全法（ProdSG）纳入德国的国内法律，因此具有约束力适用于风力涡轮机制造商。该法案要求对工厂的所有生命周期阶段和运行模式进行全面的风险评估，并要求制造商根据《机械指令》附件IIA发出合格声明。

2010年版的德国领先的风力涡轮机认证机构“德国风力涡轮机认证指南”（Germanischer Lloyd WindEnergie GmbH（GL））为风力涡轮机制造商提供了进一步的规则集，其中涉及控制功能的功能安全方面。 GL将EN ISO 13849-1“机械安全–控制系统的安全相关部件，第1部分：设计的一般原则”作为综合故障考虑的适当标准来命名。 EN ISO 13849-1描述了将与安全相关的控制功能按照其功能安全分为相关性能等级（PL）的程序。这可以作为安全功能可靠性的衡量标准。

标准组件还不够
在风力涡轮机上，风的动能通过缓慢旋转的转子轴和齿轮箱传递到快速旋转的发电机轴上。根据GL，防止转子超速的功能代表一种与安全相关的功能，并归类为PLd。

如果发生错误，标准组件将无法通过风险评估中计算出的PLd来保证这些安全功能。如果发生故障，则用户可能不会收到有关实际工厂状态的反馈。在这种情况下，不能排除人机危险的可能性。可能导致人身伤害，还可能造成财产损失，在最坏的情况下会导致整个设备故障。

实施速度监视需要即使在出现错误的情况下也能保持定义的故障模式的组件，并且还必须具有必要的批准；从编码器系统到监控，再到评估和关闭，这一点贯穿始终。

Pilz为风力涡轮机的安全功能提供可扩展的解决方案，以满足其特定的安全要求。

对错误的安全反应
可扩展的解决方案用于所有风力涡轮机的安全功能，以满足其特定的安全要求。 Ostfildern的自动化公司Pilz提供安全速度监控器PNOZ s30，以安全地监控转子和发电机的速度以及传动比。速度监控器可用作独立模块，用于安全监控静止状态，速度，位置，速度范围和旋转方向，符合EN ISO 13849-1（最高PL e）和EN IEC 62061（最高SIL CL 3）的要求。速度监控器能够安全地监控速度范围和旋转方向，该单元适用于风力发电机的速度相关安全功能。 PNOZ s30还获得了UL / cUL认证，这对国际使用非常重要，并且已通过TÜV认证。

为了满足安全功能的高技术要求，速度监控器PNOZ s30始终具有双通道控制架构。标准编码器将转子速度检测为第一通道。第二个通道由一个标准的接近开关表示，该开关可测量发电机转速。通过将此启动器信号作为附加编码器信号，标准编码器代表了双通道冗余和多样化系统。转子和发电机之间的传动比通过齿轮箱定义，代表了要监控的第三个参数。通过这种方式，PNOZ s30可以监视转子和发电机轴的最大速度以及它们之间的关系。可靠地检测出编码器信号中的超速和不可行，并在必要时触发适当的安全反应。通过这种方式，可以在故障或错误导致设备损坏之前或更准确地说对齿轮箱造成损坏之前就可以对其进行检测。

节省调试和维护时间
速度监控器提供了用户友好的基本菜单和高级功能。操作所需的所有信息均输入菜单。速度监控器通过旋钮操作。与单色显示器结合使用，由于不需要单独的软件，因此可以在调试和单元更换期间节省时间。显示屏显示设置的极限值和参数以及当前速度。它为用户提供有关当前速度的恒定信息。

应用程序的参数存储在相应的芯片卡上，因此可以轻松地从一个单元传输到另一个单元。这样可以降低成本并节省时间。此外，参数数据受密码保护，因此可以安全地进行操作或意外更改。

新功能安全标准的应用及其实施对风机设计人员和操作人员提出了挑战。重点是齿轮箱以及相关的转子和齿轮箱速度监控。安全速度监控器PNOZ s30的使用符合GL建议，用于PLd超速检测。该设备不仅满足安全相关要求，而且还可以对任何偏差做出快速反应。这样，可以及早发现故障或错误源，最大程度减少停机时间，并延长设备的使用寿命。