中國風(fēng)電材料設(shè)備網(wǎng):一年一度的風(fēng)能行業(yè)的盛會——2014北京國際風(fēng)能大會暨展覽會，于22日在北京新國際展覽中心盛大開幕，本屆大會的主題是“和諧共贏，構(gòu)筑穩(wěn)健的風(fēng)電市場”。10月22日下午“風(fēng)電機組總體設(shè)計”專場——來自金風(fēng)科技公司的周桂林工程師，他演講的內(nèi)容是“硬件在環(huán)仿真技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電開發(fā)與測試中的應(yīng)用”下面是文字實錄：
    劉琦：下面一位為大家演講的是來自金風(fēng)科技公司的周桂林工程師，他演講的內(nèi)容是硬件在環(huán)仿真技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電開發(fā)與測試中的應(yīng)用，大家歡迎！
    周桂林：各位風(fēng)電同仁大家下午好！我是來自金風(fēng)公司的周桂林，今天很榮幸跟大家做一個技術(shù)分享，我今天分享的題目是硬件在環(huán)仿真技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電開發(fā)與測試中的應(yīng)用，我從四個方面介紹。分別是硬件在環(huán)MECAL技術(shù)的見解，硬件在環(huán)仿真平臺開發(fā)，仿真平臺的測試應(yīng)用和仿真平臺的技術(shù)拓展。
    硬件在環(huán)仿真它是一種大物理仿真，是指在仿真回路中接觸部分實路的實時仿真，它是大物理的仿真，包括測試硬件，還有應(yīng)用到的相關(guān)軟件。因為它包含兩部分優(yōu)勢，軟件的優(yōu)勢，具有快速仿真，系統(tǒng)安全，另外把硬件引入到測試系統(tǒng)中，一方面我們可以降低對系統(tǒng)硬件進行建模的一個難度。另一方面我們可以提高仿真的執(zhí)行精度。硬件在環(huán)仿真有以下的技術(shù)特點和優(yōu)勢，正如我們剛剛提到的把軟件引入進來，我們可以實現(xiàn)系統(tǒng)同步開發(fā)，在有些硬件，風(fēng)機的子系統(tǒng)沒有開發(fā)完成的時候，我們通過軟件仿真的形式把它代入到測試系統(tǒng)中，能夠縮短開發(fā)周期。另外，軟件的介入可以使得我們重復(fù)的在線仿真，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的評價我們控制策略。
    另外一個優(yōu)勢是通過模擬一些價值比較昂貴的硬件系統(tǒng)，我們可以污損和安全的進行測試和破壞性實驗。通過以上一些方法，能夠降低開發(fā)成本，提高系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。目前，硬件在環(huán)仿真技術(shù)已經(jīng)很成熟，廣泛的應(yīng)用于汽車、航空、航天，以及軍事武裝等領(lǐng)域，并逐步應(yīng)用到風(fēng)力機的測試和開發(fā)中去。
    對于風(fēng)力機硬件在環(huán)仿真技術(shù)有以下三個背景，主控系統(tǒng)的需求，控制器設(shè)計硬件在環(huán)驗證，電控系統(tǒng)聯(lián)調(diào)測試的需求。第一個主控系統(tǒng)的需求，有時候需要處理現(xiàn)場的問題，從而帶來一些功能優(yōu)化和配置更新，我們會帶來軟件方面的更改。為了降低由于人為原因帶來，把我們這些測試情緒放到樣機上進行測試帶來的風(fēng)險，需要比較接近現(xiàn)場一個運行環(huán)境的氛圍對主控軟件進行測試。另外，通常我們風(fēng)力機組的開發(fā)包括機組的建模，機組的先進化，控制器的設(shè)計，然后非線性仿真，最后把外部控制器進行PR語言，這樣硬件在環(huán)設(shè)計對控制器，對機組的影響是非常重要的。因此，從控制器開發(fā)角度也需要有一個硬件在環(huán)測試環(huán)節(jié)。最后是電控系統(tǒng)，子系統(tǒng)在樣機測試之前都會有一個單獨的測試保證它的系統(tǒng)安全，但是我們?nèi)鄙僖粋€可以把這些子系統(tǒng)按照現(xiàn)場和拓撲結(jié)構(gòu)串聯(lián)起來進行一個測試的環(huán)境，因此我們需要這樣一個實驗臺，能夠把所有系統(tǒng)的子系統(tǒng)甚至部件串聯(lián)起來進行硬件在環(huán)測試。因此我們需要開發(fā)一套風(fēng)力機的整機測試平臺，對我們的主控軟件進行驗證，對子系統(tǒng)進行硬件的測試，最后能夠?qū)崿F(xiàn)全功率，全尺寸的硬件在環(huán)測試。
    正如前面介紹，硬件在環(huán)仿真平臺是一個軟件的環(huán)境，加上硬件系統(tǒng)實現(xiàn)軟件環(huán)境和硬件系統(tǒng)進行交互的一個接口，通常軟件環(huán)境指基礎(chǔ)和仿真模型，并且能夠提供代碼編譯、生成和代碼下載的環(huán)境，另外可以方便的實現(xiàn)我們進行調(diào)試和測試的人機界面。通訊接口，就是實現(xiàn)軟件環(huán)境與硬件系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)交互。硬件系統(tǒng)，可接入仿真回路中，實現(xiàn)硬件在環(huán)仿真的被測試和輔助測試的硬件設(shè)備，包括PLC等。
    為了進行上述風(fēng)力機硬件在環(huán)仿真平臺的開發(fā)，我們進行了三個方面的工作，通訊接口，它實際上不僅僅是包含了和實現(xiàn)軟件和硬件的交互，同樣我們在這里定義了我們的測試步驟，測試計劃，是一個測試的環(huán)節(jié)。另外，軟件聯(lián)調(diào)是指對我們的控制軟件，所有的一些回路進行測試的時候，我們需要有一個額外的環(huán)節(jié)，保持我們主控系統(tǒng)的完整性。因此，這是額外增加的測試功能塊。最后是人機界面，通過這個人機界面我們可以自動運行，數(shù)據(jù)報告生成，數(shù)據(jù)采集等等。最后是一個數(shù)據(jù)庫的功能，我們可以讀取或者生成數(shù)據(jù)庫，這些數(shù)據(jù)用于存儲，包括后續(xù)分析，可以跟后續(xù)的云計算數(shù)據(jù)平臺進行交互。