達(dá)文工業(yè)平板電腦在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用

2011年福島核災(zāi)造成國(guó)際上的軒然大波，各國(guó)不僅對(duì)核能抱持更加謹(jǐn)慎的態(tài)度，也因此更加積極投入再生能源的開(kāi)發(fā)。例如，德國(guó)已在 2023年正式關(guān)閉最后 3 座核電廠，轉(zhuǎn)向太陽(yáng)能和風(fēng)能。冰島電力幾乎100%來(lái)自于再生能源如水力和地?zé)?。其中，風(fēng)力發(fā)電是一種能量豐富、低碳排放的干凈能源。它擁有分布廣泛、不需擔(dān)心能源枯竭問(wèn)題等優(yōu)點(diǎn)，為各國(guó)再生能源發(fā)展的重點(diǎn)之一。

隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電的運(yùn)作也更精確有效率。風(fēng)電場(chǎng)通過(guò)在物聯(lián)網(wǎng)邊緣設(shè)備上部署HMI和傳感器，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)測(cè)與管理，從而提升風(fēng)電場(chǎng)的管理效能。

風(fēng)力發(fā)電主控系統(tǒng)的應(yīng)用需求

國(guó)內(nèi)某知名再生能源領(lǐng)域的高科技企業(yè)，專注于一體化風(fēng)電主控系統(tǒng)整體解決方案提供商，是全球具有重要影響力的智慧能源企業(yè)。2023年全球海上風(fēng)電新增裝機(jī)量排名第一。標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品涵蓋1.5MW至5MW全功率范圍主控系統(tǒng)、交直流變槳系統(tǒng)及SCADA系統(tǒng)。目前，該能源公司部署全球150多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，產(chǎn)品應(yīng)用超過(guò)15,000臺(tái)。

這家能源公司需要在風(fēng)電機(jī)的主控系統(tǒng)加裝工業(yè)平板電腦，并利用其邊緣運(yùn)算來(lái)傳輸數(shù)據(jù)、控制和優(yōu)化風(fēng)電機(jī)組。具體應(yīng)用是將工業(yè)平板電腦安裝在主控系統(tǒng)的機(jī)柜前方，透過(guò)千兆網(wǎng)絡(luò)與PLC連接。PLC負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、傳感器、馬達(dá)的控制和接收數(shù)據(jù)。工業(yè)平板電腦可提供友善的人機(jī)操作界面，顯示風(fēng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，如風(fēng)電機(jī)組參數(shù)設(shè)定、運(yùn)作狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)的查詢與統(tǒng)計(jì)、故障記錄的查詢等工作，以曲線或圖表的形式直觀地顯示出來(lái)。

由于風(fēng)電設(shè)施一般安裝在野外、灰塵大、風(fēng)大的惡劣環(huán)境，甚至海洋環(huán)境。在這樣的環(huán)境下，客戶對(duì)工業(yè)平板電腦的性能和穩(wěn)定性提出了更高的要求。包括：

● 防靜電：設(shè)備需達(dá)到接觸8KV、空氣15KV的ESD防靜電標(biāo)準(zhǔn)。
● 電磁兼容性：需要達(dá)到電力三級(jí)EMC標(biāo)準(zhǔn)，包括防電磁干擾、防雷擊和抗浪涌。
● 防鹽霧與腐蝕：設(shè)備需具備良好的防鹽霧與防腐蝕性能。
● 可連接多個(gè)裝置：要與現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備和傳感器連接，例如PLC、變漿系統(tǒng)等。需要足夠的 I/O連接。
● 對(duì)地絕緣：整機(jī)板端及線纜對(duì)地電阻要求100兆歐以上，確保設(shè)備電氣安全性

達(dá)文工業(yè)平板電腦解決方案
經(jīng)過(guò)了多輪市場(chǎng)角逐和一連串的測(cè)試，能源公司最終選擇了達(dá)文基于Intel? 低功耗Celeron? J1900處理器的工業(yè)平板電腦——DPC-9080，作為主控系統(tǒng)機(jī)柜的HMI，安裝于風(fēng)電機(jī)組塔底，透過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)與PLC、變漿系統(tǒng)通訊。DPC-9080擁有穩(wěn)定與強(qiáng)固的特性，可滿足各種運(yùn)算及傳輸需求，完美進(jìn)行可視化展示。并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到中央云管理平臺(tái)，形成更大的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)。

DPC-9080：堅(jiān)固耐用的工業(yè)平板電腦
8寸DPC-9080整機(jī)采用了經(jīng)特殊處理的鋁壓鑄外殼，具有良好的耐腐蝕性，內(nèi)部組件進(jìn)行特殊處理能有效抵御鹽霧和腐蝕的侵害。同時(shí)它還具有1500V隔離寬電源輸入（9V 至 36V），可承受1000V以上沖擊電壓，短路自恢復(fù)功能，具備防電磁干擾、過(guò)電壓、過(guò)電流保護(hù)。輸出對(duì)地可承受50赫茲500V 交流電壓 1分鐘以上無(wú)擊穿，保障了集成設(shè)備的電氣安全。此外， DPC-9080前面板可滿足IP65防水防塵等級(jí)，適用于潮濕和多塵的工業(yè)環(huán)境。
DPC-9080支持豐富的功能并具備完整的工業(yè)I/O端口，包括2x GbE LAN, 2x USB, 1x COM, 1x HDMI, 1x VGA。還可透過(guò)full length Mini PCIe插槽擴(kuò)展，支持 Wi-Fi 和 4G/LTE 無(wú)線通信模塊。透過(guò)達(dá)文特有的模塊化I/O子板加上CPU核心板，使得CPU平臺(tái)迭代更新變得更加容易。

實(shí)施結(jié)果
DPC-9080出色的環(huán)境適應(yīng)性，成功地部署在能源公司的多處風(fēng)力發(fā)電廠，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)與遠(yuǎn)程的控制與監(jiān)測(cè)，所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至云管理平臺(tái)，使運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)能夠隨時(shí)隨地監(jiān)控風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況，有助于進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和預(yù)測(cè)性維護(hù)，從而提高整體生產(chǎn)力。