用于HVDC的控制系统

• 关键词：HVDC,IEC61131-3,,高岭背靠背项目,OpenPCS,SmartPLC,Know-how,CNC
• 摘要：通过使用高压直流技术（HVDC），大量的电能在转换过程中会有更低的损耗，大的电网可以双倍的进行能量转换。电厂的控制需要强大的运算能力和安全可靠的软件。为此，德国infoteam在中国的子公司——一方梯队软件（北京）有限公司（以下简称“一方梯队”）和中国的客户合作开发了HVDC控制系统。

通过使用高压直流技术（HVDC），大量的电能在转换过程中会有更低的损耗，大的电网可以双倍的进行能量转换。电厂的控制需要强大的运算能力和安全可靠的软件。为此，德国infoteam在中国的子公司——一方梯队软件（北京）有限公司（以下简称“一方梯队”）和中国的客户合作开发了HVDC控制系统。

客户

这个项目中，一方梯队的客户——中国的一家电力设备供应商，即提供输电站的设备，为了建立用于其自己计算机硬件的控制系统并将其投入市场，正在寻找一家可靠的专门从事软件开发的合作伙伴。合作的先决条件是“所有权的转移”，这就意味着，当项目完成的时候，该客户也将获得所有的源代码。一方梯队深谙此商业模式，“我们结合德国的KNOW-HOW和中国的团队来执行和创新”项目经理Marc Pullmann解释说“一方梯队北京公司在客户沟通和技术支持上都起了至关重要的作用。”

项目

中德合作中，双方的责任有明确的界定:一方梯队负责创建软件平台。中国客户在指定的时间验收。此外，客户负责选择和开发硬件以及应用程序的开发。如此大规模的项目，如此多国合作的项目，需要完善的计划和一个可以被控制的工作流程。整个项目被划分成了不同的阶段。我们和客户之间会定期举行会议来检查阶段性的工作和状态并制定下一阶段的计划由此来保证我们整个项目的成功。为了帮助工程师在用户层面和技术层面接管这个复杂的软件系统，我们也会定期对客户进行培训。硬件，软件和应用程序已经在有信号模拟器的测试装置中进行了彻底的测试。

挑战

开发团队必须集中处理极其特殊的需求，尤其是关于：

n   实时运行的性能

HVDC控制程序通常都很大：成千上万的功能块通过多个CUP分布。典型的周期时间只有几毫秒，在部分应用中有的甚至更低。测试系统必须以156.25微秒的周期运行（128 samples per 50 Hz period）.最终这些挑战均通过我们高效的软件设计，详细的性能分析和优化得到了圆满的解决。

n   多任务

应用程序任务被影射到系统任务，根据任务的优先级来严格执行。

n   多处理

在工程工具方面，一些CUP需要被编程。在CUP之间的数据转换也要实现。

n   扩展性

客户可以制定自己的功能块。固件功能块可以通过灵活的库系统分配给应用程序开发人员。

n   数据一致性

软件平台可以通过任务间数据连接的高效的缓冲系统来保证。默认的情况下，这样的连接是“一致的”（缓冲的）。应用程序开发人员也可以在CFC编辑器中，通过标记没有数据需求一致性的连接作为“快速连接”来绕过缓冲系统。

解决方案

该软件平台大概由两个主要部分组成：应用程序开发环境（工程工具）和用于不同控制器类型的实时运行系统。一方梯队的IEC61131系统，也就是我们的标准产品OpenPCS和SmartPLC是开发的基础。但是为了满足HVDC控制系统的特殊需求，这些产品必须进行高度的客户定制。最后，HVDC控制系统在一些主要方面都很大程度上不同于IEC61131系统，尤其是对于执行模型。工程工具是基于一方梯队的OpenPCS。应用工程师的主要工具是CFC编辑器，允许图形编程。系统的特性是支持实时多任务执行模式和对目标系统的多处理（控制器，PLC）。软件平台提供多个不同的执行水平，叫做任务。还有循环任务，在固定的时间执行；还有中断任务，在硬件水平的外部事件的反应方面执行。循环任务的时间行为可以由应用程序开发人员进行配置。中断任务有更高的优先级，他们的执行是优先于其他任务，即，他们可以立即抢占其他运行任务。应用程序开发的一个共同的原则是可以将这个电站的某些功能放到一个文件夹：在一个CFC图中。通常实现的功能会再覆盖到不同的任务。此外，还必须可以建立连接，即，可以将数据转移到其他的应用程序中的功能群。安装的CFC编辑器和软件平台通常都可以支持这些需求。

客户的利益

高岭换流站已经于2012年11月7日投入商业运作。高岭背靠背项目主要是用来连接中国东北和中国华北两个最大的电网。通过安装四个背靠背换流器，对于电站的控制和保护是相当复杂的。通过背靠背电站，功率交换的总容量是3000MW。它是如今世界上此类工程中最大的。使用中国客户的新的硬件和我们特制的软件，整个控制系统在技术水平上达到了艺术级别。和其他潜在的国外竞争者相比，它更先进，更有力。

我们的产品和服务

一方梯队在下列领域为您提供客户定制的软件开发：

n   应用软件

n   嵌入式软件

n   实时操作系统

“我们的合作很顺利也很成功。您和您的专业的知识和高效的工作对于保证DPS3000系统的成功至关重要。和一方梯队四年的合作非常愉快。我们从您和您的团队学到了很多，并且我们很感谢您和您团队的支持。希望在不久的将来我们可以继续合作。”——沈开奎，许继集团有限公司。

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一方梯队开始于IEC61131-3的软件开发。在不断的发展中，我们还开拓了针对DCS的IEC-61499,面向安全的IEC61508，服务于电力传输的IEC61850以及关于医疗标准的相关产品和服务。

我们秉承严谨，负责的态度，带领一方梯队的高效，高质量的研发团队，竭诚为客户服务。

一方梯队经过8年在中国的发展已经形成了本地的研发以及服务支持团队，提供从底层研发到应用服务，源代码级别的提供到现场的支持，我们坚信一个开放的平台环境才能将系统资源发挥到极致。而且，一方梯队软件（北京）有限公司已经开发并拥有了自有产权的本地化产品。我们的服务目标，不仅是帮助客户构建自主产权的产品，并提供相关Know-how的培训，帮助客户掌握核心技术并形成自己的研发团队。8年来，我们已经拥有了包括电力、机车、钢铁、工程机械、数控机床、楼宇以及家居自动化等的用户。我们的产品和服务以稳定，安全著称，我们的团队以保证客户成功为己任，开放的为中国客户提供一流的产品与服务。

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