LabVIEW进行空中风力发电技术开发

LabVIEW进行空中风力发电技术开发LabVIEW进行空中风力发电技术开发

WE技术使用灵活的机翼捕获风中的能量。机翼通过绳索连接到基站上，绳索绕在一个滚筒上。固定在拖车上的系统作为长冲程往复式发动机工作。在循环的发电阶段中，机翼主动转向侧风方向沿着基站的顺风方向以侧风方式飞行，从而将绳索中的张力zui大化。随着机翼离开地面站，绳索带动滚筒旋转来驱动发动机/发电机。发电机的电能传送到同样连接到拖车上的电池库中。当达到绳索的zui大长度后，机翼失去能量（转向风的切向的方向以便将绳索张力降至zui小）并被收回。每个循环中的净能量增长是在向外冲程中产生的能量减去在回复冲程中消耗的能量。

我们通过使用交流电机/发电机控制系统，两个伺服电机驱动机翼转向，两个步进电机操作平衡，从而能够整齐地将绳索绕在滚筒上。所有这些设备通过控制器区域网络（CAN）总线接口与NI CompactRIO嵌入式系统进行交互。此外，我们使用两个模拟操纵器和多个数字I/O与系统进行交互。目前，AWE系统是人工操作的，但是在未来的设计中将会自动化。

除了用户控制和执行器，CompactRIO还与传感器进行交互，用于监视机翼关于基站的水平和垂直角度、绳索张力、滚筒上剩余的绳索量、输入电池库的能量流和充电状态。所有来自这些传感器的数据被用于控制循环操作，并让它产生的电能和发电稳定性达到zui高。

使用CompactRIO从原型系统到实际生产

我们在这个项目中选择CompactRIO平台出于几个原因。首先，几乎无需学习，CompactRIO和NI LabVIEW开发环境之间的无缝接口提供了交钥匙的软硬件解决方案。其次，CompactRIO模块的广泛可用性意味着所有不同的传感器和协议可以集成在单一模块化系统中（负载电池、温度传感器、现场总线、模拟、数字等等）。第三，整合的现场可编程门阵列（FPGA）以及实时处理器体系结构的强大功能和灵活性提供了在单个组件中无法实现的功能。第四，同时也是zui重要的是NI展示了使用相同硬件和软件从原型开发到实际生产的清晰的CompactRIO开发途径。我们还考虑了在这次开发中使用dSPACE硬件，但是预期的硬件成本大大超过CompactRIO系统，同时从原型到实际产品的过渡也不是那么清晰。

CompactRIO系统的FPGA背板在我们的开发中特别有用。FPGA以*并行的方式高速（40 MHz时钟周期）运行任务的能力让我们能够将时间关键的任务从实时处理器上转移下来。特别适合FPGA的一个任务实例是监视作为测量滚筒旋转的增量编码器的邻近传感器（在象限中配置）。运行在FPGA上的一个代码段以高达每秒800脉冲的速度对每个传感器进行计数，并且将滚筒的增量位置向实时控制器进行通信。

在这次开发中，我们使用获得NI绿色工程奖的NI*套件，其中包括NI DIAdem数据管理和分析软件、LabVIEW实时、LabVIEW FPGA、LabVIEW NI SoftMotion、LabVIEW控制设计与仿真模块以及LabVIEW PID与模糊逻辑工具包等等。这个项目中除了LabVIEW开发环境之外，zui为有用的工具是DIAdem数据分析软件。我们使用CompactRIO的共享变量引擎特性，通过TCP/IP连接将数据传输到远程笔记本电脑上进行数据记录。

在测试程序中产生的大量数据对于设计和开发流程而言是至关重要的。每个数据文件记录10分钟操作时间，尺寸大约为4 MB，并且包含大约70个独立通道。DIAdem对于处理和分析大量数据而言是十分有用的。另一个被证明十分有用的是使用工作中系统的视频对数据进行同步的功能。

我们目前在测试便携式AWE系统原型的zui后阶段。CompactRIO嵌入式系统在整个开发流程中是十分有用的，我们期望它会继续成为系统中至关重要的一部分。这个方法中的一个重要方面是从目前手动操作的系统向自动化系统的过渡将会十分简单，只需要进行软件升级。这种可能性是因为手动操作的系统是通过电线控制的，CompactRIO具有足够的功能和性能在自动化系统中取代用户进行操作。

    我们开业语言以LabVIEW为主，在硬件选型方面也积累了丰富的经验，同时我们也具备独立的硬件开发及机械设计与加工能力，可以制作、加工非标设备，满足个性化的需求。"术业有专攻"，每个人都有自己zui擅长的领域。把这些工作交给我们，使您有精力做科研，这应该是一个双赢的局面。

服务领域涵盖：

   LabVIEW 编程 开发

     LabVIEW作为图形化编程语言，近几年发展迅速，它具备开发快、可靠性高等特点，非常适合测控领域的应用。在该领域我们已经有十年的开发经验，合作用户涉及科研、国防、外企、大中小型各类企业。服务领域遍布自动测控系统众多领域，包括航空航天、汽车产品测试、工业自动化、故障诊断、图像处理等。

   非标设备研制

    在系统开发过程中，购买不到的配件、电路板等产品，我们也可以进行研制开发，为您提供一站式的服务。

   系统集成

为自动化测试提供完整的解决方案。我们从设备选择、采购、安装、调试、控制、到配套产品的研制，涵盖您科研生产的全过程。让您全身心的投入到核心工作中来，减轻您的工作压力，提升工作效率。

   产品合作开发

    如果您那有具有市场潜力的好产品、好创意，我们也愿意与您一起合作开发。在这方面我们也具备了一定的基础，例如工业*/呼吸模拟器/人工肺，劳保测试产品"防尘测试仪"已经成功推向了市场。成熟的技术+有潜力的市场，一直是我们追求的目标。如果您有好的创意，或者现有的产品需要升级推广，也欢迎与我们。

      王