DIN EN 61400-25-6-2011 Wind turbines - Part 25-6 Communications for monitoring and control of wind power plants - Logical node classes and data classes for condition monitoring (IE.pdf

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1、Oktober 2011DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 20DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS

2、27.180!$sHL“1803741www.din.deDDIN EN 61400-25-6Windenergieanlagen Teil 25-6: Kommunikation fr die berwachung und Steuerung vonWindenergieanlagen Klassen logischer Knoten und Datenklassen fr dieZustandsberwachung (IEC 61400-25-6:2010);Englische Fassung EN 61400-25-6:2011Wind turbines Part 25-6: Commu

3、nications for monitoring and control of wind power plants Logical node classes and data classes for condition monitoring (IEC 61400-25-6:2010);English version EN 61400-25-6:2011Eoliennes Partie 25-6: Communications pour la surveillance et la commande des centralesoliennes Classes de noeuds logiques

4、et classes de donnes pour la surveillance dtat(CEI 61400-25-6:2010);Version anglaise EN 61400-25-6:2011Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang Seiten34DIN EN 61400-25-6:2011-10 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2011-01-03 angeno

5、mmene Europische Norm als DIN-Norm ist 2011-10-01. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 61400-25-6:2008-11. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 383 Windenergieanlagen“ der DKE Deutsche Kommis-sion Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dk

6、e.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 88 Wind turbine systems“ erarbeitet. K 383 hat festgestellt, dass die Bedingungen des DIN-Prsidialbeschlusses 1/2004 fr die vorliegende Norm erfllt sind. Demnach besteht die Europische Norm EN 61400-25-6 ab Abschnitt 2 nur in einer englisch

7、en Sprachfassung, weil sie nicht unmittelbar im Zusammenhang mit Rechtsvorschriften steht und nicht als Sicherheitsnorm anzusehen ist. Es kann davon ausgegangen werden, dass die Anwender dieser Norm ber hinreichende englische Sprachkenntnisse verfgen. Fr die meisten der verwendeten Begriffe existier

8、en keine gebruchlichen deutschen Benennungen, da sich die deutschen Anwender in der Regel ebenfalls der englischen Benennung bedienen. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (stability date) un-verndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/w

9、ebstore.iec.ch“ zu dieser Publikation ange-geben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne A

10、ngabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bez

11、ug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen

12、und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 61400-25-6 Januar 2011 ICS 27.180 Deutsche Fassung Windenergieanlagen Teil 25-6: Kommunikation fr die berwachung und Steuerung von Windenergieanlagen Klassen logischer Knoten und Datenklass

13、en fr die Zustandsberwachung (IEC 61400-25-6:2010) Wind turbines Part 25-6: Communications for monitoring and control of wind power plants Logical node classes and data classes for condition monitoring (IEC 61400-25-6:2010) Eoliennes Partie 25-6: Communications pour la surveillance et la commande de

14、s centrales oliennes Classes de noeuds logiques et classes de donnes pour la surveillance dtat (CEI 61400-25-6:2010) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2011-01-03 angenommen. Die CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt s

15、ind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Eu

16、ropische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Statu

17、s wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich

18、, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisati

19、on Electrotechnique Zentralsekretariat: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2011 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 61400-25-6:2011 DDIN EN 61400-25-6:2011-10 EN 61400-25-6:2011 Vorwort D

20、er Text des Schriftstcks 88/377A/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 61400-25-6, ausgearbeitet von dem IEC/TC 88 Wind turbines“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2011-01-03 als EN 61400-25-6 angenommen. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elem

21、ente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CEN und CENELEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationale

22、n Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2011-10-03 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2014-01-03 Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 61400-25-6:2010 wu

23、rde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. 2 DIN EN 61400-25-6:2011-10 EN 61400-25-6:2011 Inhalt SeiteVorwort .2 Einleitung5 1 Anwendungsbereich.7 2 Normative references.8 3 Terms and definitions.8 4 Abbreviated terms 10 5 General.14 5.1 Overview 14 5.2 Condition monit

24、oring information modelling.15 5.3 Coordination system applied for identifying direction and angles15 5.4 Active power bin concept .16 6 Common data class attributes17 6.1 General.17 6.2 Attributes for condition monitoring measurement description17 7 Common data classes for wind turbine condition mo

25、nitoring 22 7.1 General.22 7.2 Common data classes defined in IEC 61400-25-2 23 7.3 Condition monitoring bin (CMB).23 7.4 Condition monitoring measurement description (CMMD)24 7.5 Condition monitoring scalar value (CMSV) 24 7.6 Scalar value array (SVA)25 7.7 Condition monitoring scalar value array (

26、CMSVA) 26 7.8 Condition monitoring vector value (CMVV)27 8 Logical nodes for wind turbine condition monitoring28 8.1 General.28 8.2 Logical nodes inherited from IEC 61400-25-2 .28 8.3 Wind turbine condition monitoring logical node WCON.28 9 Data file (DAF)29 Annex A (informative) Application of shaf

27、t and bearing position numbering.30 A.1 General.30 A.2 Gearbox example.30 Annex B (informative) Examples of trends for mandatory measurements31 B.1 Trend history of generator measurements.31 Annex ZA (normative) Normative references to international publications with their corresponding European pub

28、lications32 3 DIN EN 61400-25-6:2011-10 EN 61400-25-6:2011 SeiteBild 1 Zustandsberwachung mit einzelnen TCD/CMD-Funktionen .6 Bild 2 Prinzipieller Informationsfluss bei der Zustandsberwachung 7 Figure 3 Reference coordinates system for the drive train15 Figure 4 Active power bin concept.16 Figure 5

29、Sensor angular orientation 19 Figure 6 Sensor motion identification 19 Figure 7 Sensor normal and reverse motion .20 Figure 8 Principle of shaft and bearing numbering along a drive train20 Figure A.1 Gearbox example Spectral analysis from an Iss sensor.30 Figure B.1 Wind turbine condition monitoring

30、 measurements.31 Table 1 Abbreviated terms applied11 Table 2 Coordinate system and wind turbine related characteristics 16 Table 3 Attributes used for measurement description.17 Table 4 Sensor identification convention.17 Table 5 Sensor type code18 Table 6 Reference code for sensor sensitive axis or

31、ientation.19 Table 7 Gearbox shaft and bearing identification21 Table 8 mxType values22 Table 9 CDC: Condition monitoring bin (CMB)23 Table 10 CDC: Condition monitoring measurement description (CMMD).24 Table 11 CDC: Condition monitoring scalar value (CMSV).25 Table 12 CDC: Scalar value array (SVA)

32、26 Table 13 CDC: Condition monitoring scalar value array (CMSVA) .27 Table 14 CDC: Condition monitoring vector value (CMVV) 28 Table 15 LN: Wind turbine condition monitoring information (WCON) 29 4 DIN EN 61400-25-6:2011-10 EN 61400-25-6:2011 Einleitung Die Normenreihe IEC 61400-25 legt Informations

33、modelle und Informationsaustauschmodelle fr die ber-wachung und Steuerung von Windenergieanlagen fest. Der Modellierungsansatz (fr Informationsmodelle und Informationsaustauschmodelle) von IEC 61400-25-2 und IEC 61400-25-3 benutzt abstrakte Definitionen von Klassen und Diensten, so dass die Spezifik

34、ationen unabhngig von spezifischen Kommunikationsproto-koll-Stapelspeichern, Implementierungen und Betriebssystemen sind. Die Abbildung dieser abstrakten Defi-nitionen auf ein spezifisches Kommunikationsprofil ist in IEC 61400-25-4 festgelegt. Die bereinstimmung mit IEC 61400-25-6 erfordert grundstz

35、lich die bereinstimmung mit IEC 61400-25-2, IEC 61400-25-3 und IEC 61400-25-4. Die Definitionen in den Teilen IEC 61400-25-1 bis IEC 61400-25-5 gelten auch fr diesen Teil 6 der Normen-reihe. Der Zweck dieses Teils von IEC 61400 ist die Definition eines Informationsmodells fr Zustandsberwa-chungsinfo

36、rmationen und wie die in IEC 61400-25-2 angegebenen Definitionen anzuwenden sind und die Festlegung der erforderlichen Erweiterungen zur Beschreibung und zum Austausch von Informationen, die sich auf die Zustandsberwachung von Windturbinen beziehen. Die in der vorliegenden Norm festgelegten Modelle

37、fr Zustandsberwachungsinformationen knnen Informationen darstellen, die von Sensoren oder durch Berechnung geliefert werden. Im Zusammenhang mit dieser Norm bezeichnet die Zustandsberwachung einen Prozess der berwachung von Komponenten oder Strukturen einer Windturbine oder einer Windenergieanlage b

38、er einen Zeitraum zur Bewertung des Zustandes der Komponenten oder Strukturen und von Zustandsnderungen, um frhe Anzei-chen fr drohende Ausflle zu erkennen. Mit dem Ziel einer berwachung von Komponenten und Strukturen unter annhernd gleichen Bedingungen wird in dieser Norm ein Konzept der Einordnung

39、 der Energieerzeu-gung oder der Leistungspegel einer Windturbine in Leistungs-Bins eingefhrt. Das Konzept der Leistungs-Bins ist mehrdimensional, damit die Mglichkeit einer Einordnung komplexer Betriebsbedingungen in ver-gleichbare Verhltnisse besteht. Zustandsberwachung wird vorwiegend als ein vora

40、usschauendes oder zustandsbasiertes Instandhaltungs-verfahren (condition-based maintenance, CBM) benutzt. Es gibt jedoch auch andere vorausschauende Instandhaltungsverfahren wie die Nutzung der menschlichen Sinne (Sehen, Hren, Fhlen, Riechen) oder automatische berwachungsmethoden des Betriebsverhalt

41、ens. Diese knnen als Teil der Zustandsber-wachung betrachtet werden. Zustandsberwachungsverfahren Zustandsberwachungsverfahren, die zu modellierende Informationen erzeugen, umfassen unter anderem Messwerte oder verarbeitete Werte wie: Schwingungsmessungen und -analyse; Messung und Analyse von lrckst

42、nden; Temperaturmessung und -analyse; Dehnungsmessung und -analyse; Geruschmessung und -analyse. Komponenten und Strukturen knnen durch eine automatische Abfrage von Messungen oder ber manuelle Prozesse berwacht werden. Zustandsberwachungseinrichtungen Die Zustandsberwachungsfunktionen knnen in vers

43、chiedenen physikalischen Gerten angeordnet werden. Einige Informationen knnen von einer Turbinensteuereinrichtung (turbine controller device, TCD) zur Verf-gung gestellt werden, whrend andere Informationen von einer zustzlichen Zustandsberwachungseinrich-tung (condition monitoring device, CMD) ausge

44、geben werden. Verschiedene handelnde Stellen knnen einen 5 DIN EN 61400-25-6:2011-10 EN 61400-25-6:2011 Austausch von Datenwerten anfordern, die in der TCD und/oder der CMD abgelegt sind. Eine SCADA-Ein-richtung kann Datenwerte von einer TCD und/oder einer CMD anfordern; eine CMD kann Datenwerte von

45、 einer TCD anfordern. Der Informationsaustausch zwischen einer handelnden Stelle und einer Einrichtung in einer Windenergieanlage erfordert die Anwendung von Informationsaustauschdiensten, die in IEC 61400-25-3 festgelegt sind, und die zustzlichen notwendigen Austauschdienste, die in diesem Teil 6 f

46、estgelegt sind. Bild 1 gibt einen berblick ber die Zustandsberwachung. Bild 1 Zustandsberwachung mit einzelnen TCD/CMD-Funktionen Der neueste Stand der Technik in der Windenergie-Industrie ist eine Topologie mit einzelnen Einrichtungen fr Steuer- und Zustandsberwachungsanwendungen. Aufgrund dieser T

47、atsache sttzt sich die Modellierung von Informationen und des Informationsaustausches im vorliegenden Dokument auf eine Topologie mit einer TCD und einer CMD. IEC 61400-25-6 muss als eine Erweiterung der Normenreihe IEC 61400-25 mit dem Schwerpunkt auf der Zustandsberwachung angesehen werden. 6 DIN

48、EN 61400-25-6:2011-10 EN 61400-25-6:2011 1 Anwendungsbereich Der vorliegende Teil der Normenreihe IEC 61400-25 legt die Informationsmodelle fest, die mit der Zustands-berwachung von Windenergieanlagen verknpft sind, und den Informationsaustausch von Datenwerten, die sich auf diese Modelle beziehen.

49、Bild 2 stellt den Informationsfluss eines Systems mit einer Zustandsberwachung fr die Ausfhrung einer zustandsbasierten Instandhaltung dar. Das Bild zeigt, wie Datenwerte durch den Informationsfluss aufbereitet und verdichtet werden mit dem letztendlichen Ziel einer zustandsbasierten Instandhaltung Ttigkeiten, die ber die Erteilung von Arbeit