風(fēng)力渦輪控制系統(tǒng)軟件測(cè)試

　　TheChallenge:

　　改進(jìn)西門子風(fēng)力渦輪控制系統(tǒng)軟件定期發(fā)布的自動(dòng)化測(cè)試，驗(yàn)證開發(fā)階段中的風(fēng)力渦輪控制系統(tǒng)組件。

　　TheSolution:

　　使用NITestStand、LabVIEW實(shí)時(shí)模塊、LabVIEWFPGA模塊和NIPXI平臺(tái)創(chuàng)建用于西門子風(fēng)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(cè)試系統(tǒng)。

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

　　測(cè)試控制系統(tǒng)軟件

　　風(fēng)力渦輪系統(tǒng)由多個(gè)組件組成，包括電機(jī)、齒輪、整流器和變壓器變換器，用于將動(dòng)力學(xué)風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能。

圖1：風(fēng)力渦輪組件

　　控制系統(tǒng)將這些組件通過數(shù)百個(gè)I/O信號(hào)和多個(gè)通信協(xié)議連接在一起。控制系統(tǒng)中最復(fù)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(cè)試軟件，驗(yàn)證這些軟件將會(huì)在風(fēng)力站的環(huán)境下可靠執(zhí)行。在每個(gè)軟件發(fā)布時(shí)，我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)使用軟件之前，需要先在工廠接受性能測(cè)試。這個(gè)全新的測(cè)試系統(tǒng)讓我們能夠自動(dòng)化這個(gè)流程。

　　從過去系統(tǒng)中學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)

　　我們之前的測(cè)試系統(tǒng)是在10年前開發(fā)的，它基于另一個(gè)軟件環(huán)境和PCI數(shù)據(jù)采集板卡。測(cè)試系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和性能無法滿足我們對(duì)全新的測(cè)試時(shí)間和擴(kuò)展性的需求。維護(hù)也十分困難，并且不能自動(dòng)化完成有效的測(cè)試。它還缺乏對(duì)測(cè)試結(jié)果自動(dòng)生成文檔和測(cè)試的可跟蹤性，不提供所需的遠(yuǎn)程控制功能。此外，過去的HIL測(cè)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(jì)算能力。

　　未來系統(tǒng)的決定

　　在評(píng)價(jià)可用的技術(shù)之后，我們選擇了LabVIEW軟件和基于PXI的實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）硬件，開發(fā)我們?nèi)碌臏y(cè)試解決方案。我們相信這個(gè)技術(shù)會(huì)帶來靈活性和可擴(kuò)展性，滿足我們未來的技術(shù)需求。同時(shí)，我們從NI提供的服務(wù)與產(chǎn)品質(zhì)量中，建立了對(duì)解決方案的信心。

　　由于我們?cè)跍y(cè)試內(nèi)部系統(tǒng)中并沒有深入的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，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?yàn)樗麄兙哂袦y(cè)試工程能力和歐洲最多的LabVIEW認(rèn)證架構(gòu)師。CIM成功開發(fā)了這個(gè)項(xiàng)目，我們對(duì)得到的服務(wù)感到十分高興。

　　靈活的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

　　全新的測(cè)試系統(tǒng)通過在LabVIEW實(shí)時(shí)模塊系統(tǒng)中，運(yùn)行組件仿真模型，仿真實(shí)時(shí)風(fēng)力渦輪組件的行為，為被測(cè)系統(tǒng)提供仿真信號(hào)。

圖2：西門子風(fēng)力測(cè)試系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)