风力涡轮控制系统软件测试

　　TheChallenge:

　　改进西门子风力涡轮控制系统软件定期发布的自动化测试，验证开发阶段中的风力涡轮控制系统组件。

　　TheSolution:

　　使用NITestStand、LabVIEW实时模块、LabVIEWFPGA模块和NIPXI平台创建用于西门子风力涡轮控制系统的嵌入式控制软件发布的硬件在环（HIL）测试系统。

　　"模块化体系结构让我们可以扩展系统，满足快速变化的风能技术不断增长的需求。"

　　测试控制系统软件

　　风力涡轮系统由多个组件组成，包括电机、齿轮、整流器和变压器变换器，用于将动力学风能转化为电能。

图1：风力涡轮组件

　　控制系统将这些组件通过数百个I/O信号和多个通信协议连接在一起。控制系统中最复杂的部分是执行控制循环的嵌入式控制软件。

　　由于我们的软件开发者定期发布控制器的软件新版本，我们需要测试软件，验证这些软件将会在风力站的环境下可靠执行。在每个软件发布时，我们在现场使用软件之前，需要先在工厂接受性能测试。这个全新的测试系统让我们能够自动化这个流程。

　　从过去系统中学到的经验

　　我们之前的测试系统是在10年前开发的，它基于另一个软件环境和PCI数据采集板卡。测试系统体系结构和性能无法满足我们对全新的测试时间和扩展性的需求。维护也十分困难，并且不能自动化完成有效的测试。它还缺乏对测试结果自动生成文档和测试的可跟踪性，不提供所需的远程控制功能。此外，过去的HIL测试环境不支持多核处理，因此我们无法利用最新多核处理器的计算能力。

　　未来系统的决定

　　在评价可用的技术之后，我们选择了LabVIEW软件和基于PXI的实时现场可编程门阵列（FPGA）硬件，开发我们全新的测试解决方案。我们相信这个技术会带来灵活性和可扩展性，满足我们未来的技术需求。同时，我们从NI提供的服务与产品质量中，建立了对解决方案的信心。

　　由于我们在测试内部系统中并没有深入的开发经验，我们将开发外包给位于丹麦的CIMIndustrialSystemsA/S公司。我们选择CIMIndustrialSystemsA/S是因为他们具有测试工程能力和欧洲最多的LabVIEW认证架构师。CIM成功开发了这个项目，我们对得到的服务感到十分高兴。

　　灵活的实时测试系统体系结构

　　全新的测试系统通过在LabVIEW实时模块系统中，运行组件仿真模型，仿真实时风力涡轮组件的行为，为被测系统提供仿真信号。

图2：西门子风力测试系统体系结构