Deutsch
EnglishInteraktive Echtzeit-3D-
Windparküberwachung
Das erste Software-Projekt von Softvise ist ein System zur Fernüberwachung und Fernsteuerung von Windkraftanlagen in einem Windpark.
Echtzeit-
Prozess-
Monitoring
Aussagekräftige
2D- und 3D-
Visualisierung
Signalisierung
von Zuständen
und Störungen
Überblick
Der Datenserver des Windparks hält kontinuierlich Daten über den Zustand der einzelnen Wind-Turbinen bereit. Diese werden mittels einer Software zur Geschäftsprozessautomatisierung weiterverarbeitet und an das Visualisierungs- und Steuerungssystem ausgeliefert.
Die Softvise-3D-Grafik-Technologie übersetzt diesen Datenstrom – er ist für sich allein schwer zu interpretieren – in eine visuell leicht erfassbare und klare Darstellung.
Jede Windkraftanlage ist dazu als 3D-Modell repräsentiert, das an seiner korrekten geographischen Lage in eine virtuelle 3D-Szene positioniert wird.
Bei sich ändernder Windrichtung führt jede Windkraftanlage ihre Maschinengondel nach und dreht so den Rotor optimal in den Wind. Der Datenserver liefert diese Information dem Visualisierungssystem, und das 3D-Modell vollzieht die Bewegung automatisch nach.
Das Grafiksystem setzt auch die aktuelle Drehzahl des Rotors in eine Computer-Animation der Rotorblätter um.
Auf diese Weise kann der Benutzer den ungefähren Betriebszustand jeder Turbine durch bloße Inaugenscheinnahme abschätzen.
Zusätzlich können die wichtigsten Daten in Zahlenform über der Windkraftanlage angezeigt werden. Manche Werte, insbesondere unregelmäßige, werden farblich hervorgehoben, um die besondere Aufmerksamkeit des Benutzers auf sie zu ziehen.
Das System ist mit Hilfe von Standard-Technologien implementiert: C++, Java, XML, XSLT, JSON, REST, HTML5 und JavaScript.
Verarbeitete Informationen
Für jede Windkraftanlage verarbeitet das System folgende Daten und stellt sie dar:
Geographische Lage
durch Positionierung eines 3D-Modells der Windkraftanlage in einer virtuellen 3D-SzeneWindrichtungsnachführung
durch Drehung der Maschinengondel im 3D-ModellRotationsgeschwindigkeit
durch Computer-Animation der RotorblätterTemperatur des Generators
durch textuelle Darstellung über dem 3D-Modell und farbliche Hervorhebung für erhöhte und Übertemperatur.Laufzeit, Leistungsabgabe, erzeugte Energie, Windrichtung und Weiteres
durch textuelle Darstellung über dem 3D-Modell sowie in einem einblendbaren FensterNavigation und Steuerung
In der 3D-Szene kann der Benutzer seinen Standpunkt und seine Blickrichtung frei mit Hilfe einer Tastatur- und Maus-Steuerung wählen. Jede einzelne Windkraftanlage lässt sich per Mausklick auswählen.
Für die selektierte Anlage kann dann ein Eigenschaftsfenster angezeigt werden, das alle aktuell vom Server gesendeten Daten zusammengefasst enthält.
Die Windkraftanlage lässt sich über integrierte Schaltflächen auch steuern. Die Steuerbefehle werden zum Datenserver zurück gesendet, der sie an die Windkraftanlage weitergibt.
Die folgenden Steuerbefehle sind möglich:
Technische Realisierung
Kommunikationsschema
Das Windpark-Überwachungssystem besteht aus folgenden vier Hauptkomponenten:
- Windpark-Datenserver
- Lösung zur Geschäftsprozessautomatisierung
- Interaktive grafische Endanwendung
- Web-basierte Endanwendung
Windpark-Datenserver
Der Datenserver empfängt Zustandsdaten von jeder Windkraftanlage und stellt diese in JSON- oder XML-Datenformat per REST-Schnittstelle zur Verfügung.
Weiterhin bietet er, ebenfalls via REST-Schnittstelle, einen Rückkanal an, der die Übermittlung von Steuerbefehlen an die Windkraftanlagen ermöglicht.
Im Technologie-Demonstrator ist der Datenserver nicht an einen echten Windpark angebunden. Stattdessen kommuniziert er mit einem von Softvise in C++ entwickelten Simulationssystem.
Lösung zur Geschäftsprozessautomatisierung
Im nächsten Schritt werden die vom Datenserver im JSON-Format gesendeten Rohdaten aufbereitet. Hierzu hat Softvise einen Prozess mit Hilfe einer Software zur Geschäftsprozessautomatisierung modelliert.
Der in dieser Software enthaltene Server führt die Prozess-Spezifikation aus. Eine Endanwendungssoftware kann die Berechnungsergebnisse im XML-Format über eine REST-Schnittstelle abrufen.
Interaktive grafische Endanwendung
Die grafische Endanwendung implementiert die vollinteraktive grafische Benutzerschnittstelle auf der Basis der von Softvise entwickelten Computergrafik-Technologie. Sie kann, wie der Datenserver und die Software zur Geschäftsprozessautomatisierung auch, an beliebiger Stelle im Internet positioniert sein.
Hauptziel der Software ist es zu demonstrieren, dass die 3D-Grafik-Technologie von Softvise auf einfache Weise mit Lösungen zur Geschäftsprozessautomatisierung verbunden werden kann und dass beide Systeme effektiv und effizient zusammenarbeiten.
Die Kommunikationskanäle in Hin- und Rückrichtung sind über REST-Schnittstellen verwirklicht. Sie unterstützen JSON- und XML-Datenformat.
Web-basierte Endanwendung
Eine zweite Endanwendung ist als Web-Applikation in HTML5 und Java realisiert.
Sie enthält eine klassische Tabellenansicht mit zusätzlichen Schaltflächen zur Steuerung des Betriebszustandes jeder Windkraftanlage sowie eine Echtzeit-Kartendarstellung, die auf OpenStreetMap.org basiert.
Weiterhin zeigt eine maßgeschneiderte Windanzeige, wie eine anwenderfreundliche grafische Benutzerschnittstelle für quantitative Informationen gestaltet werden kann.
