據丹麥 Seasight Solutions 公司所言，風力發電機組裝機正經歷一場真正的技術變革，引起全行業熱議。這一創新的解決方案巧妙地采用與真人大小相仿的螺旋槳，有效補償風力影響，確保轉子葉片與輪轂間的精準定位。這一技術突破允許在不使用牽引繩的情況下安全快速地組裝這些巨大的部件，即便是在狂風暴雨等惡劣天氣條件下也能順利完成組裝工作。然而，要成功實現這一點，離不開復雜的控制解決方案和實時自動化技術的強力支撐，這正是倍福基于PC的控制技術能夠大顯身手的舞臺。
隨著技術的不斷發展，風力發電機越建越高，葉片越來越長，風電裝機數量也正以前所未有的速度激增。鑒于上述因素，確保風力發電機組的安裝速度與安全，無論風向與風力強度如何，亦或是安裝在湖邊還是森林深處，都顯得至關重要。“目前，葉片的安裝主要依賴于吊裝技術，以確保每一片葉片都能夠精準無誤地垂直固定于既定位置。”丹麥 Hvide Sande Shipyard A/S 公司自動化技術主管 Mads Susgaard 解釋道。問題在于，此類地點的特殊性使得傳統的安裝輔助設備往往很難使用，而惡劣天氣的不可預測性加劇了安裝進度的不可控性，往往會導致安裝計劃遭受重大挫折，容易造成工期延誤。
為了保障葉片在強風環境下仍能保持精準定位，亟需一個高性能的自動化平臺。Seasights Solutions 為此找到了理想的控制解決方案，即基于 PC 的控制平臺和 TwinCAT 軟件。
從 Hvide Sande Shipyard 分拆出來的 Seasight Solutions A/S 公司與風力發電機組制造商 Vestas Wind System A/S 共同開發出來的自主定位系統 (APS) 成功解決了這些長期以來困擾行業的難題。“我們運用螺旋槳技術來平衡并穩固葉片的動量，確保起吊過程的安全性以及定位時的穩定性。”Mads Susgaard 強調道。
葉片的最大定位精度
面對極端天氣，無論是嚴寒或酷暑，也無論暴風雨多么肆虐，亦或吊裝場地的地勢如何復雜，APS 根據預設的開關點把葉片穩定的保持在吊裝工裝上。控制系統會持續記錄所有數據，然后利用這些數據來進行控制尋優。成果極為顯著：即使風速高達 14 米/秒（風力 6 級）的極端條件下，葉片仍能在風中保持出色的穩定性和定位精度。起重機因此成為了性能瓶頸，其安全速度限值往往被設定為 12 米/秒。由于低能見度和強風不再成為障礙，工作日數量也因此增加了 50% 多。“這意味著風電企業能夠節約大量時間和成本。”Mads Susgaard 激動地指出了 APS 系統所能帶來的巨大優勢。
這套已經獲得專利的系統已在長達 85 米的葉片上成功完成測試，未來有望應用于長度超過 100 米的葉片。該解決方案還經受住了挪威北部與芬蘭北部的惡劣環境與地形的考驗，那里的酷寒氣候條件和復雜多變的地形地貌給風機的安裝帶來了真正的挑戰。與此同時，已有超過 1000 個組件通過 APS 吊裝到指定位置并完成組裝。
人們一般會傾向于使用定制的電子設備完成這項任務。但有了 TwinCAT 和基于 PC 的控制技術，我們現在擁有了前所未有的靈活性，能夠迅速響應需求，對軟件進行即時調整和優化。
—— 自動化專家
基于 PC 的控制技術助力提升系統靈活性和整體性能
Seasight Solutions 提供的所有解決方案，包括螺旋槳和軟件，都由公司自主研發而成，并深深依賴倍福自動化技術。高性能的工業 PC 和 TwinCAT 軟件是解決方案的核心，確保關鍵應用中的高精度及穩定性。這是因為想要以極快的速度計算出葉片位置，并依據計算結果調整螺旋槳或其電機轉速以實施糾正措施，離不開強大的計算和處理能力的支撐。“控制系統的獨特之處在于 PLC 能夠實時估算出 APS 的位置。”Mads Susgaard 解釋道。更確切地說，PLC 以超過 1 kHz 的高頻率進行估算。螺旋槳的速度正是基于這些高頻掃描結果進行控制的。Mads Susgaard 說道：“在研發第一臺原型機時，為了獲得位置控制所需的周期時間，我們在控制器性能方面沒有設置任何限制。” 超緊湊型工業 PC（如 C6015）已成為我們控制計算機的最優選擇。
C6015 超緊湊型工業 PC 與 EtherCAT 和 TwinSAFE 端子模塊配合使用，實現了低于 1 毫秒的極短周期時間。
—— Hvide Sande Shipyard A/S 自動化技術部主管
Mads Susgaard
針對當前及未來的自動化任務，標準化且用戶友好的軟件對于 Seasight Solutions 而言無疑是不可或缺的要素之一。“TwinCAT 是我們編程和實時控制的首選軟件。當客戶訂購我們為其量身打造的高科技解決方案時，我們必然也會鄭重承諾，在多年穩固合作協議框架下，持續監控其性能表現，并不斷優化升級。這就有賴于我們區域服務合作伙伴提供的全天候支持服務，以及他們可靠的遠程維護能力。畢竟，風力發電機組往往安裝在遠離最近服務基地的偏遠地帶。“為了確保 APS 不僅能夠穩定運行，還能幫助運營商成功應對項目進度緊張的問題，避免造成成本高昂的工期延誤，我們迫切需要一款功能強大的診斷軟件，并搭建與丹麥支持中心及各個服務團隊之間無縫對接的溝通橋梁。”Mads Susgaard 說道。
迄今為止，公司已在全球范圍內成功實施了 25 套 APS 系統，包括歐洲、美國、澳大利亞、非洲和越南等國家及地區。公司的目標是每年銷售 50 套系統。其它很多行業也有望從這一創新的解決方案中獲益，因為 APS 系統還能夠實現起重集裝箱、建筑構件和預制混凝土構件的精準定位。“我們對 APS 系統寄予了極大的期望，無論是在本地市場還是全球范圍內，無論是在風電行業還是其它領域，它都展現出了巨大的潛力和價值。”Mads Susgaard 總結道。
關于德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注于自動化新技術的德資企業，創立于 1980 年，總部位于德國威爾市。作為全球自動化技術的驅動者，倍福定義了自動化領域的許多標準，是國際標準的制定者和推動者。公司所生產的工業 PC、現場總線模塊、驅動產品和 TwinCAT 自動化軟件構成了一套完整的、相互兼容的控制系統，可為各個工控領域提供開放式自動化系統和完整的解決方案。經過 40 年的發展和努力，倍福已在世界各地設立 30 多家分支機構，加上全球的合作伙伴，業務遍及 70 多個國家和地區。
倍福于 1997 年進入中國市場，中國區總部落戶于上海市北高新產業園區，現有員工 300 人，辦事處遍及國內 30 座大中城市。創新產品和解決方案廣泛應用于風力發電、半導體、光伏太陽能、電子制造、金屬加工、包裝機械、印刷機械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機械、物流輸送以及樓宇自動化等眾多領域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業以太網于 2014 年成為中國國家推薦性標準，并已入編工信部的《國家智能制造標準體系建設指南》。作為一家技術驅動型公司，倍福一直注重在技術上尋求突破創新，在業內享有“創新引擎”的美譽。倍福基于 PC 的控制技術具有良好的開放性，它支持所有主流的工業通信協議，將 IT 技術、互聯網和自動化技術完美融合在一起，為實現工業 4.0 和智能制造奠定了堅實的技術基礎。
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