用于HVDC的控制系統(tǒng)—中德在能量傳輸領(lǐng)域的合作

通過使用高壓直流技術(shù)（HVDC），大量的電能在轉(zhuǎn)換過程中會有更低的損耗，大的電網(wǎng)可以雙倍的進行能量轉(zhuǎn)換。電廠的控制需要強大的運算能力和安全可靠的軟件。為此，德國infoteam在中國的子公司——一方梯隊軟件（北京）有限公司（以下簡稱“一方梯隊”）和中國的客戶合作開發(fā)了HVDC控制系統(tǒng)。

客戶

這個項目中，一方梯隊的客戶——中國的一家電力設(shè)備供應(yīng)商，即提供輸電站的設(shè)備，為了建立用于其自己計算機硬件的控制系統(tǒng)并將其投入市場，正在尋找一家可靠的專門從事軟件開發(fā)的合作伙伴。合作的先決條件是“所有權(quán)的轉(zhuǎn)移”，這就意味著，當(dāng)項目完成的時候，該客戶也將獲得所有的源代碼。一方梯隊深諳此商業(yè)模式，“我們結(jié)合德國的KNOW-HOW和中國的團隊來執(zhí)行和創(chuàng)新”項目經(jīng)理Marc Pullmann解釋說“一方梯隊北京公司在客戶溝通和技術(shù)支持上都起了至關(guān)重要的作用。”

項目

中德合作中，雙方的責(zé)任有明確的界定:一方梯隊負責(zé)創(chuàng)建軟件平臺。中國客戶在指定的時間驗收。此外，客戶負責(zé)選擇和開發(fā)硬件以及應(yīng)用程序的開發(fā)。如此大規(guī)模的項目，如此多國合作的項目，需要完善的計劃和一個可以被控制的工作流程。整個項目被劃分成了不同的階段。我們和客戶之間會定期舉行會議來檢查階段性的工作和狀態(tài)并制定下一階段的計劃由此來保證我們整個項目的成功。為了幫助工程師在用戶層面和技術(shù)層面接管這個復(fù)雜的軟件系統(tǒng)，我們也會定期對客戶進行培訓(xùn)。硬件，軟件和應(yīng)用程序已經(jīng)在有信號模擬器的測試裝置中進行了徹底的測試。

挑戰(zhàn)

開發(fā)團隊必須集中處理極其特殊的需求，尤其是關(guān)于：

• 實時運行的性能

  HVDC控制程序通常都很大：成千上萬的功能塊通過多個CUP分布。典型的周期時間只有幾毫秒，在部分應(yīng)用中有的甚至更低。測試系統(tǒng)必須以156.25微秒的周期運行（128 samples per 50 Hz period）.最終這些挑戰(zhàn)均通過我們高效的軟件設(shè)計，詳細的性能分析和優(yōu)化得到了圓滿的解決。

  • 多任務(wù)
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  • 多處理
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  • 擴展性
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  • 數(shù)據(jù)一致性
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    解決方案

    該軟件平臺大概由兩個主要部分組成：應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境（工程工具）和用于不同控制器類型的實時運行系統(tǒng)。一方梯隊的IEC61131系統(tǒng)，也就是我們的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品OpenPCS和SmartPLC是開發(fā)的基礎(chǔ)。但是為了滿足HVDC控制系統(tǒng)的特殊需求，這些產(chǎn)品必須進行高度的客戶定制。最后，HVDC控制系統(tǒng)在一些主要方面都很大程度上不同于IEC61131系統(tǒng)，尤其是對于執(zhí)行模型。工程工具是基于一方梯隊的OpenPCS。應(yīng)用工程師的主要工具是CFC編輯器，允許圖形編程。系統(tǒng)的特性是支持實時多任務(wù)執(zhí)行模式和對目標(biāo)系統(tǒng)的多處理（控制器，PLC）。軟件平臺提供多個不同的執(zhí)行水平，叫做任務(wù)。還有循環(huán)任務(wù)，在固定的時間執(zhí)行；還有中斷任務(wù)，在硬件水平的外部事件的反應(yīng)方面執(zhí)行。循環(huán)任務(wù)的時間行為可以由應(yīng)用程序開發(fā)人員進行配置。中斷任務(wù)有更高的優(yōu)先級，他們的執(zhí)行是優(yōu)先于其他任務(wù)，即，他們可以立即搶占其他運行任務(wù)。應(yīng)用程序開發(fā)的一個共同的原則是可以將這個電站的某些功能放到一個文件夾：在一個CFC圖中。通常實現(xiàn)的功能會再覆蓋到不同的任務(wù)。此外，還必須可以建立連接，即，可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到其他的應(yīng)用程序中的功能群。安裝的CFC編輯器和軟件平臺通常都可以支持這些需求。

    客戶的利益

    高嶺換流站已經(jīng)于2012年11月7日投入商業(yè)運作。高嶺背靠背項目主要是用來連接中國東北和中國華北兩個最大的電網(wǎng)。通過安裝四個背靠背換流器，對于電站的控制和保護是相當(dāng)復(fù)雜的。通過背靠背電站，功率交換的總?cè)萘渴?000MW。它是如今世界上此類工程中最大的。使用中國客戶的新的硬件和我們特制的軟件，整個控制系統(tǒng)在技術(shù)水平上達到了藝術(shù)級別。和其他潛在的國外競爭者相比，它更先進，更有力。

    我們的產(chǎn)品和服務(wù)

    一方梯隊在下列領(lǐng)域為您提供客戶定制的軟件開發(fā)：

    • 應(yīng)用軟件
    • 嵌入式軟件
    • 實時操作系統(tǒng)
      • 軟件測試

        “我們的合作很順利也很成功。您和您的專業(yè)的知識和高效的工作對于保證DPS3000系統(tǒng)的成功至關(guān)重要。和一方梯隊四年的合作非常愉快。我們從您和您的團隊學(xué)到了很多，并且我們很感謝您和您團隊的支持。希望在不久的將來我們可以繼續(xù)合作。”——沈開奎，許繼集團有限公司。

        一方梯隊開始于IEC61131-3的軟件開發(fā)。在不斷的發(fā)展中，我們還開拓了針對DCS的IEC-61499,面向安全的IEC61508，服務(wù)于電力傳輸?shù)腎EC61850以及關(guān)于醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)。

        我們秉承嚴謹，負責(zé)的態(tài)度，帶領(lǐng)一方梯隊的高效，高質(zhì)量的研發(fā)團隊，竭誠為客戶服務(wù)。

        一方梯隊經(jīng)過8年在中國的發(fā)展已經(jīng)形成了本地的研發(fā)以及服務(wù)支持團隊，提供從底層研發(fā)到應(yīng)用服務(wù)，源代碼級別的提供到現(xiàn)場的支持，我們堅信一個開放的平臺環(huán)境才能將系統(tǒng)資源發(fā)揮到極致。而且，一方梯隊軟件（北京）有限公司已經(jīng)開發(fā)并擁有了自有產(chǎn)權(quán)的本地化產(chǎn)品。我們的服務(wù)目標(biāo)，不僅是幫助客戶構(gòu)建自主產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，并提供相關(guān)Know-how的培訓(xùn)，幫助客戶掌握核心技術(shù)并形成自己的研發(fā)團隊。8年來，我們已經(jīng)擁有了包括電力、機車、鋼鐵、工程機械、數(shù)控機床、樓宇以及家居自動化等的用戶。我們的產(chǎn)品和服務(wù)以穩(wěn)定，安全著稱，我們的團隊以保證客戶成功為己任，開放的為中國客戶提供一流的產(chǎn)品與服務(wù)。

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