[发明专利]风机控制系统的软件编程方法

说明书

技术领域

本发明涉及PLC软件编程方法，具体是一种风机控制系统的软件编程方法，包括系统的层次划分、状态机分类、对象描述、状态传递规范和编码设计。 

背景技术

本发明主要针对风力发电主控系统软件设计与编程。在以往的软件设计中，主要还是按照简单的工程行为，以主发电流程为主，使用各类条件来描述系统行为走向。当风机额定发电量越来越大，使用的外部环境越来越苛刻，其外部功能器件越来越多，行为也越来越规范的时候，这样的编码方式就显得不能有效规范编程过程和支持软件维护过程。因此进入基于模型驱动的状态机系统划分与传递设计技术，使得风力发电机主控软件系统能够更加形象贴切的描述系统硬件和逻辑流程的动作。同时将各部分软件按照调用和功能分类，解除在软件实现上的编程耦合，使得各模块的编程与维护可以独立进行。 

发明内容

本发明的目的在于：提供一种风机控制系统的软件编程方法，包括控制系统的状态划分及各个状态之间的跳转的方法。 

本发明所采用的技术方案是： 

风机控制系统的软件编程方法，所述风机控制系统软件在运行过程中，按照软件层次与各层次内部的逻辑关系、用状态机进行表示，状态机在程序运行过程中，时刻处于动态变化的过程；所述风机控制系统的软件层次由上至下依次为：应用算法层、逻辑应用层和硬件驱动层；逻辑应用层中的状态机由功能划分包括主流程状态机、偏航系统状态机、变频器系统状态机、变桨系统状态机和算法系统状态机；软件在不同层次之间跳转，采用由优先级由高至低的单向传递方式；软件在同一层次之间跳转，不具有绝对的优先级，通过对状态机进行编码、并设定相关编码的逻辑判定条件实现。

所述主流程状态机对应的状态包括：启机流程、电池检测、等风控制、手动操作、安全停机、紧急停机、快速停机、正常停机、电网故障停机和手动停机中的一项或若干项。 

所述算法系统状态机根据外部干涉与否、划分出不同的功能控制的逻辑分类，包括人工限功率控制部分和正常发电的功率控制部分。 

所述偏航系统状态机对应的硬件驱动层的状态包括：偏航驱动状态和偏航刹车状态。 

所述变频器系统状态机或变桨系统状态机对应的硬件驱动层的状态包括：电机运动控制指令、电机刹车指令、液压刹车指令及对它们之间的动作的相互配合的描述和规定中的一项或若干项。 

所述硬件驱动层的状态包括电机硬件通道I/O上电、液压系统打压具体动作的指令以及他们的相互配合的描述和规定中的一项或若干项。 

本发明所产生的有益效果是： 

按照本发明的风机控制系统的软件编程方法，有效区分软硬件功能体系，不会造成软硬件系统之间功能的混淆。进行控制系统的设计和编程，能使系统的按照功能实现模块化，解除在软件实现上的编程耦合，使得各模块的编程与维护可以独立进行。

各状态机的传递方式能够保证主控系统状态跳转的准确性和各系统之间的协调性。

由于系统按照硬件系统模型驱动模式来设计状态机，硬件系统之间的硬件接口，硬件系统与软件模块之间的接口都能很自然的被划分出来，可以轻松实现各个域度直接划分和模块化。 

附图说明

图1是本发明主控系统的层次划分示意图； 

图2是本发明风机逻辑应用层和硬件驱动层状态机分层结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明是一种风机控制系统的软件编程方法。在PLC的软件设计中，随着控制系统的功能性、覆盖面和耦合性的增加，控制系统软件的设计复杂度也提高了。面对一个复杂的风机控制系统，本发明提出了一种基于硬件系统动作和架构描述的软件编程方法，来分析风机控制系统、并对其设计软件。本发明的模型驱动的系统分析方法，将风机控制系统的各个部分按照功能性，和硬件系统层次来划分，软件设计方法被引进到风机控制系统的设计中，具体方案如下： 

本发明设计了一种基于系统硬件模型驱动的软件编程架构方式，在风机控制系统中，根据各自的调用层次和功能区分、按照模型驱动的思想，本发明把状态机划分为从上到下的体系化结构。该体系化结构（即风机控制系统的软件层次）由上至下依次为：应用算法层、逻辑应用层和硬件驱动层。