DE102017111400A1

DE102017111400A1 - System for data transmission

Info

Publication number: DE102017111400A1
Application number: DE102017111400.9A
Authority: DE
Inventors: Jens Grunwald; Frans Oudshoorn
Original assignee: Harting Customised Solutions GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Customised Solutions GmbH and Co KG
Priority date: 2017-05-24
Filing date: 2017-05-24
Publication date: 2018-11-29
Also published as: CN213659014U; WO2018215025A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (1) zur Datenübertragung, insbesondere zur Datenübertragung von einem festen Teil (2f) auf ein sich drehendes Teil (2d) eines Bauteils, einer Anlage oder ähnlichem. Das System weisend mindestens einen Switch (3), mindestens einen SFP-Transceiver (4), mindestens eine optische Faser (5) und mindestens einen Drehübertrager (6) auf. Insbesondere handelt es sich bei der optischen Faser (5) um eine Monomodefaser zur Übertragung von Signalen und/oder Daten.

The invention relates to a system (1) for data transmission, in particular for data transmission from a fixed part (2f) to a rotating part (2d) of a component, a system or the like. The system has at least one switch (3), at least one SFP transceiver (4), at least one optical fiber (5) and at least one rotary transformer (6). In particular, the optical fiber (5) is a monomode fiber for transmitting signals and / or data.

Description

Die Erfindung geht aus von einem System zur Datenübertragung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.The invention relates to a system for data transmission according to the preamble of independent claim 1.

Derartige Systeme werden benötigt, um Daten von statischen auf sich drehende Elemente und umgekehrt zu übertragen.Such systems are needed to transfer data from static to rotating elements and vice versa.

Stand der TechnikState of the art

Die DE 20 2016 104 373 U1 zeigt einen Drehübertrager zur Datenübertragung von einem Stator auf einen Rotor eines Gerätes oder einer Anlage. Dabei weist der Drehübertrager zwei relativ zueinander um eine gemeinsame Drehachse bewegliche Gehäuse auf, in welche jeweils eine optische Faser aufgenommen ist.The DE 20 2016 104 373 U1 shows a rotary transformer for data transmission from a stator to a rotor of a device or a system. In this case, the rotary transformer has two relative to each other about a common axis of rotation movable housing, in each of which an optical fiber is added.

Aus der EP 2 508 752 B1 ist eine Windkraftanlage bekannt, bei welcher die Datenübertragung mittels zweier DSL-Modems an den Schleifkontakten erfolgt.From the EP 2 508 752 B1 a wind turbine is known in which the data transmission takes place by means of two DSL modems on the sliding contacts.

Nachteilig an den bekannten Lösungen ist jedoch, dass eine Datenübertragung mit hohen Übertragungsraten nicht möglich ist.A disadvantage of the known solutions, however, is that a data transmission with high transmission rates is not possible.

Aufgabenstellungtask

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein System zur Datenübertragung vorzuschlagen, welches eine ganzheitliche Lösung für die Datenübertragung von einem Stator auf einen Rotor darstellt.The object of the invention is to propose a system for data transmission, which represents an integrated solution for the data transmission from a stator to a rotor.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.The object is solved by the characterizing features of independent claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung betrifft ein System zur Datenübertragung, insbesondere zur Datenübertragung von einem festen Teil auf ein sich drehendes Teil eines Bauteils, einer Anlage oder ähnlichem. Das System weist mindestens einen Switch, mindestens einen SFP-Transceiver, mindestens eine optische Faser und mindestens einen Drehübertrager auf. Dabei handelt es sich bei der optischen Faser um eine Monomodefaser.The invention relates to a system for data transmission, in particular for data transmission from a fixed part to a rotating part of a component, a system or the like. The system comprises at least one switch, at least one SFP transceiver, at least one optical fiber and at least one rotary transmitter. The optical fiber is a monomode fiber.

Bei dem festen Teil des Systems handelt es sich um einen Stator, bei dem sich drehenden Teil um einen Rotor. Diese Kombination aus Stator und Rotor findet sich beispielsweise an verschiedenen Maschinen, dabei vor allem an drehenden Maschinen, oder auch an Windkraftanlagen.The fixed part of the system is a stator, with the rotating part around a rotor. This combination of stator and rotor can be found, for example, on various machines, especially on rotating machines, or even on wind turbines.

Die Kombination aus Switch, SFP-Transceiver, optischer Faser und Drehübertrager ist notwendig und vorteilhaft, da nur so eine sichere und zu gleich schnelle Datenübertragung gewährleistet werden kann. Durch den Drehübertrager wird eine Verdrehung der angeschlossenen Faser verhindert. Ferner wird die Datenübertragung in Bezug auf die Geschwindigkeit der Datenübertragung durch die Verwendung von Switchen und optischen Fasern erhöht. Durch die Verwendung spezieller SFP-Transceiver ist auch der Anschluss von optischen Fasern an den Switch möglich.The combination of switch, SFP transceiver, optical fiber and rotary transformer is necessary and advantageous, since only so a secure and equally fast data transmission can be guaranteed. Through the rotary transformer a rotation of the connected fiber is prevented. Furthermore, the data transmission is increased in terms of the speed of data transmission through the use of switches and optical fibers. By using special SFP transceivers it is also possible to connect optical fibers to the switch.

In einer besonderen Ausführungsform ist der SFP-Transceiver in den Switch einsetzbar. Dadurch wird die Datenübertragung noch weiter verbessert, da Störgrößen und Umwelteinflüsse unterbunden werden. Dies sichert weiterhin die Langlebigkeit des Systems über den Lebenszeitraum der Anlage oder des Bauteils.In a particular embodiment, the SFP transceiver can be used in the switch. As a result, the data transmission is further improved because disturbances and environmental influences are prevented. This further ensures the longevity of the system over the life of the plant or component.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der SFP-Transceiver für die Datenübertragung mittels Monomodefaser geeignet. Die Monomodefaser bietet den Vorteil, dass nur eine Faser für die Datenübertragung in beide Richtungen benötigt wird. Durch diese einfache Faser wird weiterhin eine Verdrehung verhindert. Bei der Monomodefaser können Daten mit einem Bandbreitlängenprodukt von mehr als 10 GHz*km übertragen werden, bei gleichzeitig geringen Dämpfungswerten.In an advantageous embodiment, the SFP transceiver is suitable for data transmission by means of a monomode fiber. The monomode fiber offers the advantage that only one fiber is needed for data transmission in both directions. This simple fiber continues to prevent twisting. With the monomode fiber, data can be transmitted with a bandwidth of more than 10 GHz * km, with low attenuation values at the same time.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht das System aus zwei Switchen, zwei SFP-Transceivern, zwei optischen Fasern und einem Drehübertrager. Durch diese Ausführungsform ist die vollständige Verdrahtung und damit die vollständige Datenübertragung von einem Stator auf einen Rotor und umgekehrt gewährleistet. Das System beginnt und endet jeweils an einem der beiden Switche. In jeden der beiden Switche ist ein SFP-Transceiver aufgenommen, wobei an jedem SFP-Transceiver eine optische Faser angeordnet ist. Die beiden optischen Fasern enden jeweils an einer Seite des Drehübertragers. Durch den Drehübertrager besteht eine Verbindung zwischen Rotor und Stator, sowie zwischen den beiden optischen Fasern. Trotz dieser Verbindung werden Verdrehungen oder Verwindungen verhindert.In a particularly preferred embodiment, the system consists of two switches, two SFP transceivers, two optical fibers and a rotary transformer. This embodiment ensures complete wiring and thus complete data transmission from a stator to a rotor and vice versa. The system starts and ends at one of the two switches. An SFP transceiver is included in each of the two switches, with an optical fiber attached to each SFP transceiver. The two optical fibers each terminate on one side of the rotary transformer. Through the rotary transformer there is a connection between rotor and stator, as well as between the two optical fibers. Despite this connection, twisting or twisting is prevented.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Drehübertrager direkt an einem Schleifring der Anlage oder des Bauteils angeordnet. Idealerweise sind dazu sogar zwei Drehübertrager miteinander gekoppelt um die effektivste Datenübertragung bei hohen Datenübertragungsraten zu gewährleisten.In an advantageous embodiment, the rotary transformer is arranged directly on a slip ring of the system or of the component. Ideally, even two rotary joints are coupled with each other to ensure the most effective data transmission at high data transmission rates.

In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Anlage oder dem Bauteil entweder um eine Windkraftanlage, genauer dabei um die Verbindung zwischen Gondel und Turm, oder um eine drehende Maschine.In a preferred embodiment, the plant or component is either a wind turbine, more specifically the wind turbine Connection between gondola and tower, or around a rotating machine.

Figurenlistelist of figures

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Schnittdarstellung durch einen Teil einer Windkraftanlage

An embodiment of the invention is illustrated in the drawings and will be explained in more detail below. Show it:

1 a sectional view through a part of a wind turbine

Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.The figures contain partially simplified, schematic representations. In part, identical reference numerals are used for the same but possibly not identical elements. Different views of the same elements could be scaled differently.

Die 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen Teil einer Windkraftanlage, in welchem das System zur Datenübertragung integriert ist.The 1 shows a sectional view through a part of a wind turbine, in which the system is integrated for data transmission.

Dargestellt ist auf der linken Seite der Abbildung ein sich drehender Teil 2d einer Windkraftanlage, genauer die sich drehende Nabe. Auf der rechten Seite ist der feste Teil 2f einer Windkraftanlage, nämlich die Gondel, zu sehen, wobei diese in ihrem Inneren ebenfalls ein sich drehendes Teil 2fd aufweist.Shown on the left side of the figure is a rotating part 2d a wind turbine, more specifically the rotating hub. On the right side is the solid part 2f a wind turbine, namely the nacelle to see, which in its interior is also a rotating part 2fd having.

Das System dient als Verbindung zwischen einem ersten Gerät und einem zweiten Gerät. Das erste Gerät ist auf der Seite des sich drehenden Teils 2d angeordnet. Es ist mittels eines Switch 3 angeschlossenen. Bei dem ersten Gerät handelt es sich beispielsweise um eine Kamera, einen Sensor oder ähnliches. Das zweite Gerät ist zum Beispiel eine Kamera oder einem Steuerschrank oder ähnliches und ist ebenfalls an einem Switch 3 angeschlossen, welcher jedoch auf der Seite des festen Teils 2f angeordnet ist.The system serves as a connection between a first device and a second device. The first device is on the side of the rotating part 2d arranged. It is by means of a switch 3 connected. The first device is, for example, a camera, a sensor or the like. The second device is for example a camera or a control cabinet or the like and is also connected to a switch 3 connected, which, however, on the side of the fixed part 2f is arranged.

Die Switche 3 weisen jeweils einen SFP-Transceiver 4 auf, welcher in den Switch 3 aufgenommen ist. Der SFP-Transceiver 4 ist für die Datenübertragung mittels optischer Fasern 5 geeignet. Bei den optischen Fasern handelt es sich vorzugsweise um Monomodefasern.The switches 3 each have an SFP transceiver 4 on which one in the switch 3 is included. The SFP transceiver 4 is for data transmission by means of optical fibers 5 suitable. The optical fibers are preferably monomode fibers.

Die optische Faser ist jeweils mittels eines Steckverbinders an den sich drehenden Teil 2d bzw. an den sich drehenden Teil des festen Teils 2fd angeschlossen.The optical fiber is in each case by means of a connector to the rotating part 2d or to the rotating part of the fixed part 2fd connected.

Durch den sich drehenden Teil 2d der Windkraftanlage ist die optische Faser 5 mit dem sich drehenden Teil des festen Teils 2fd verbunden. Der sich drehende Teil des festen Teils 2fd ist mittels eines Drehübertragers 6 mit dem festen Teil 2f verbunden. Durch den Drehübertrager 6 ist auch die optische Faser 5 mit dem festen Teil 2f verbunden und endet an dem Steckverbinder, welcher die Verbindung zu dem Switch 3 darstellt.Through the rotating part 2d the wind turbine is the optical fiber 5 with the rotating part of the fixed part 2fd connected. The rotating part of the fixed part 2fd is by means of a rotary transformer 6 with the solid part 2f connected. Through the rotary transformer 6 is also the optical fiber 5 with the solid part 2f connected and terminates at the connector which connects to the switch 3 represents.

Der Drehübertrager 6 besteht dabei aus einem drehbaren Teil, welcher in dem sich drehenden Teil des festen Teils 2fd angeordnet ist, und aus einem feststehenden Teil, welcher in dem festen Teil 2f angeordnet ist. Die Übertragung von Signalen und/oder Daten von dem sich drehenden Teil des festen Teils 2fd auf den festen Teil 2f erfolgt innerhalb des Drehübertragers 6 mittels einer bidirektionalen Glasfaser.The rotary transformer 6 consists of a rotatable part, which in the rotating part of the fixed part 2fd is arranged, and from a fixed part, which in the fixed part 2f is arranged. The transmission of signals and / or data from the rotating part of the fixed part 2fd on the solid part 2f takes place within the rotary transformer 6 by means of a bidirectional glass fiber.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Systemsystem
2f2f: fester Teilsolid part
2d2d: drehender Teilrotating part
2fd2fd: drehender Teil des festen Teilsrotating part of the solid part
33: SwitchSwitch
44: SFP-TransceiverSFP transceivers
55: optische Faseroptical fiber
66: DrehübertragerRotary joint

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202016104373 U1 [0003]
EP 2508752 B1 [0004]

Claims

System (1) for data transmission, in particular for data transmission from a fixed part (2f) to a rotating part (2d) of a component, a system or the like, comprising at least one switch (3), at least one SFP transceiver (4), at least one optical fiber (5) and at least one rotary transformer (6), characterized in that the optical fiber (5) is a monomode fiber.

System (1) to Claim 1 characterized in that the SFP transceiver (4) can be inserted into the switch (3).

System (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the SFP transceiver (4) is suitable for data transmission by means of a monomode fiber.

System (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the system (1) consists of two switches (3), two SFP transceivers (4), two optical fibers (5) and a rotary transformer (6).

System (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary transformer (6) is arranged on a slip ring on the component or the like.

System (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the component is a wind turbine or a rotating machine.