基于IEC61131-3的风电控制系统软件设计

本文档主要介绍了风电控制系统软件设计中涉及的关键技术，特别是使用TwinCAT系统和IEC61131-3编程标准。TwinCAT是德国倍福电气有限公司提供的一种实时自动化控制平台，它包括了PLC控制、NC/CNC（数值控制和计算机数控）以及全面的Windows控制和自动化技术。IEC61131-3则是国际电工委员会制定的工业自动化控制系统软件设计的国际标准，旨在实现供应商之间的统一和标准化。 详细说明： 1. **TwinCAT系统**：TwinCAT是一个集成的自动化解决方案，它包含多个模块，如RealTime（实时操作系统）、SystemManager（系统管理器）和PLC（可编程逻辑控制器）。此外，还支持NC/CNC功能，适合用于复杂的运动控制应用，如风电设备中的叶片调节。TotalWindowsControl and Automation Technology表明，该系统可以在Windows环境下运行，提供用户友好的图形界面和强大的计算能力。 2. **IEC61131-3编程标准**：这个标准定义了五种编程语言（如梯形图、功能块图、结构文本、指令表和连续功能图），以实现跨供应商的兼容性和互操作性。其优势在于统一的结构、语言和操作处理方式，降低了学习成本，减少了误解和错误，同时支持安全和高质量的编程设计。数据类型的使用可以防止编程错误，而混合编程语言则允许开发者根据具体任务选择最适合的语言。 3. **PLCopen组织**：这是一个推动IEC61131-3标准实施的全球性组织，致力于PLC软件的供应商独立性。它制定了三层结构的编译标准、资格认证程序，并通过共享测试软件来确保产品符合标准。PLCopen的证书制度为用户提供了一种识别符合IEC61131-3标准的产品的方法。 在风电控制系统设计中，这些技术的应用意味着更高效、可靠的控制逻辑开发，以及更好的系统兼容性和可维护性。通过使用IEC61131-3标准，开发者可以编写出更安全、易读的代码，同时利用TwinCAT这样的综合平台实现复杂的控制任务，如风力发电机的动态平衡、功率调节和故障诊断等。