風電場嵌入式PLC系統的自動測試設計與實現.pdf

1、隨著風力發(fā)電技術的發(fā)展日新月異，風電場裝機容量不斷增長，單臺風機的容量不斷上升，對主控制器的要求也越來越高。嵌入式PLC系統作為風力發(fā)電機組的主控制器是風機的關鍵部件，在整機成本中占據了較大比重，其性能與功能決定著風機的穩(wěn)定性、可靠性。
　　本文結合“嵌入式PLC系統國產化”項目，針對國產化的嵌入式PLC系統模塊眾多，目前采用的非標測試系統使用手動測試，存在耗時耗力、效率低、精度不高且限制產能的缺點，在分析了嵌入式 PLC系統架構

2、與工作原理的基礎上，結合不同模塊不同測試需求，采用自動測試技術從方案研究、硬件設計、軟件開發(fā)三方面研發(fā)一套自動測試系統對嵌入式 PLC系統進行自動化測試，可同時實現CPU模塊、通信模塊、IO模塊、電源模塊的功能與性能測試，并顯示測試結果。通過分析網絡拓撲和體系架構，以標準化、網絡化設計實現的風電場嵌入式PLC系統的自動測試操作簡單快捷、可靠性高。硬件架構由待測嵌入式PLC系統、矩陣開關、交換機以及程控電源、可編程電子負載、數字萬用表、信

3、號發(fā)生器等設備構成；軟件體系采用化整為零設計和面向對象開發(fā)思想，開發(fā)了上位機，具備模塊測試支持、標志儀器控制、分類測試、待測模塊檢測、通信接口支持五種功能，可在校準、常規(guī)、環(huán)境三種不同測試模式下進行測試；編寫了模塊FPGA驅動程序處理模塊輸入輸出數據、矩陣開關 FPGA程序控制繼電器的導通與關閉、PC端矩陣開關驅動程序實現上位機與矩陣開關的通信；設計了模塊通信數據監(jiān)測程序對嵌入式 PLC系統的通信數據進行監(jiān)測記錄；封裝了程控儀器的軟件接

4、口。為了降低硬件系統誤差對模擬量模塊測試結果的影響，提高模擬量輸入輸出的精度，在校準測試模式中引入了線性二次擬合法。在環(huán)境模式測試中為提高模塊抗干擾能力采用改進數字濾波算法。通過初始構建、故障檢測、模型完善三步建立狀態(tài)機規(guī)范模型實現故障診斷。自動測試平臺以以太網組網的形式搭建，上位機與程控儀器之間采用虛擬儀器軟件結構，調用程控儀器標準指令經由RS232總線控制儀器的輸入輸出，以套接字配置矩陣開關實現通道的切換，完成了嵌入式PLC系統整體