風力渦輪控制系統(tǒng)軟件測試

　　TheChallenge:

　　改進西門子風力渦輪控制系統(tǒng)軟件定期發(fā)布的自動化測試，驗證開發(fā)階段中的風力渦輪控制系統(tǒng)組件。

　　TheSolution:

　　使用NITestStand、LabVIEW實時模塊、LabVIEWFPGA模塊和NIPXI平臺創(chuàng)建用于西門子風力渦輪控制系統(tǒng)的嵌入式控制軟件發(fā)布的硬件在環(huán)（HIL）測試系統(tǒng)。

　　"模塊化體系結(jié)構(gòu)讓我們可以擴展系統(tǒng)，滿足快速變化的風能技術不斷增長的需求。"

　　測試控制系統(tǒng)軟件

　　風力渦輪系統(tǒng)由多個組件組成，包括電機、齒輪、整流器和變壓器變換器，用于將動力學風能轉(zhuǎn)化為電能。

圖1：風力渦輪組件

　　控制系統(tǒng)將這些組件通過數(shù)百個I/O信號和多個通信協(xié)議連接在一起?？刂葡到y(tǒng)中最復雜的部分是執(zhí)行控制循環(huán)的嵌入式控制軟件。

　　由于我們的軟件開發(fā)者定期發(fā)布控制器的軟件新版本，我們需要測試軟件，驗證這些軟件將會在風力站的環(huán)境下可靠執(zhí)行。在每個軟件發(fā)布時，我們在現(xiàn)場使用軟件之前，需要先在工廠接受性能測試。這個全新的測試系統(tǒng)讓我們能夠自動化這個流程。

　　從過去系統(tǒng)中學到的經(jīng)驗

　　我們之前的測試系統(tǒng)是在10年前開發(fā)的，它基于另一個軟件環(huán)境和PCI數(shù)據(jù)采集板卡。測試系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和性能無法滿足我們對全新的測試時間和擴展性的需求。維護也十分困難，并且不能自動化完成有效的測試。它還缺乏對測試結(jié)果自動生成文檔和測試的可跟蹤性，不提供所需的遠程控制功能。此外，過去的HIL測試環(huán)境不支持多核處理，因此我們無法利用最新多核處理器的計算能力。

　　未來系統(tǒng)的決定

　　在評價可用的技術之后，我們選擇了LabVIEW軟件和基于PXI的實時現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）硬件，開發(fā)我們?nèi)碌臏y試解決方案。我們相信這個技術會帶來靈活性和可擴展性，滿足我們未來的技術需求。同時，我們從NI提供的服務與產(chǎn)品質(zhì)量中，建立了對解決方案的信心。

　　由于我們在測試內(nèi)部系統(tǒng)中并沒有深入的開發(fā)經(jīng)驗，我們將開發(fā)外包給位于丹麥的CIMIndustrialSystemsA/S公司。我們選擇CIMIndustrialSystemsA/S是因為他們具有測試工程能力和歐洲最多的LabVIEW認證架構(gòu)師。CIM成功開發(fā)了這個項目，我們對得到的服務感到十分高興。

　　靈活的實時測試系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

　　全新的測試系統(tǒng)通過在LabVIEW實時模塊系統(tǒng)中，運行組件仿真模型，仿真實時風力渦輪組件的行為，為被測系統(tǒng)提供仿真信號。

圖2：西門子風力測試系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)