風力渦輪控制系統軟件測試

　　TheChallenge:

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

　　TheSolution:

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

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

　　測試控制系統軟件

　　風力渦輪系統由多個組件組成，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化為電能。

圖1：風力渦輪組件

　　控制系統將這些組件通過數百個I/O信號和多個通信協議連接在一起。控制系統中最復雜的部分是執行控制循環的嵌入式控制軟件。

　　由于我們的軟件開發者定期發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境下可靠執行。在每個軟件發布時，我們在現場使用軟件之前，需要先在工廠接受性能測試。這個全新的測試系統讓我們能夠自動化這個流程。

　　從過去系統中學到的經驗

　　我們之前的測試系統是在10年前開發的，它基于另一個軟件環境和PCI數據采集板卡。測試系統體系結構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的實時現場可編程門陣列（FPGA）硬件，開發我們全新的測試解決方案。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提供的服務與產品質量中，建立了對解決方案的信心。

　　由于我們在測試內部系統中并沒有深入的開發經驗，我們將開發外包給位于丹麥的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認證架構師。CIM成功開發了這個項目，我們對得到的服務感到十分高興。

　　靈活的實時測試系統體系結構

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

圖2：西門子風力測試系統體系結構