1.風力發(fā)電控制系統(tǒng)開發(fā)的成本和風險
　　對于風力發(fā)電的控制系統(tǒng)設(shè)計而言，意味著巨大的風險，因為這些在野外工作的控制器要執(zhí)行非常惡劣環(huán)境下的控制任務(wù)，而且，由于遠離城市，穩(wěn)定性可靠性的要求極其高，否則將會造成極大的維護成本，這是風力發(fā)電的特殊需求，如何確保所設(shè)計的控制器是有效可用的？因為在線的現(xiàn)場測試意味著巨大的投入，另一方面，客戶允許你將一個不成熟的控制器在現(xiàn)場反復(fù)的測試嗎？他們要采購的是一個直接投入使用的機組，而不是一個半成品，當你在開發(fā)新的機組控制的時候，以前的經(jīng)驗可以借助，可是，最好的方式是它在被運到現(xiàn)場之前，控制器已經(jīng)經(jīng)過了大量仿真分析，被驗證過可靠的，只需要現(xiàn)場的參數(shù)調(diào)試即可運行的，有時候你需要做的測試是無法搭建現(xiàn)實條件的，比如：風速超速，另一些測試甚至是需要進行風險極高的臨界和超限測試的，這些巨大的風險如何被規(guī)避？

2.廣泛使用的控制器V形開發(fā)流程
　　為了解決在控制器設(shè)計中的風險和成本的降低問題，在各個行業(yè)里廣泛使用了被驗證為切實有效的V形開發(fā)流程。它將系統(tǒng)定義、設(shè)計仿真、快速原型、在環(huán)測試進行了統(tǒng)一的規(guī)劃，按照這個流程，嚴格執(zhí)行的設(shè)計流程，控制器被以一種低成本和低風險的方式完成，在諸多領(lǐng)域，如：飛機發(fā)動機、汽車引擎及整車設(shè)計、FPGA的芯片應(yīng)用設(shè)計、建筑防災(zāi)設(shè)計等等，被廣泛證明是一項極其有效的控制器設(shè)計和仿真平臺。
　　B&R的Automation Studio具有這樣構(gòu)建系統(tǒng)控制器的能力，尤其適應(yīng)于風力發(fā)電這樣Modeling Based的控制器設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用。
　　目前這個廣泛使用的先進設(shè)計理念在機械制造業(yè)的設(shè)計中尚未被真正采用，B&R前瞻性的預(yù)測到未來軟件正在成為系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵，而先進的設(shè)計理念將為客戶降低大量的測試成本和風險，這是一項非常具有競爭力的利器，因此，2008年初，B&R推出在其系統(tǒng)中集成了Matlab SIMULINK用于仿真和Stateflow的邏輯仿真工具，并且將Embedded Real-time workshop coder集成于Automation Studio架構(gòu)中用于代碼的自動生成。
　　下面這個流程框架圖清晰的描繪了整個V形開發(fā)的過程，它基于服務(wù)客戶的整個需求，以客戶需求為中心設(shè)計整個系統(tǒng)，構(gòu)成一個閉環(huán)的控制器設(shè)計系統(tǒng)。

2.1系統(tǒng)定義：根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求，完成機組整個控制的設(shè)計需求分析、設(shè)計規(guī)范，如功率控制算法軟件模塊、變槳伺服控制算法、機組邏輯、控制對象參數(shù)等。這些建立在深刻的理解行業(yè)需求和深度的客戶溝通基礎(chǔ)上來實現(xiàn)，因此Customer是這個V形的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.2建模與仿真：根據(jù)控制系統(tǒng)定義，將整個系統(tǒng)在計算機軟件環(huán)境下實現(xiàn)，即對控制器的控制邏輯、控制對象環(huán)境進行建模仿真，以幫助設(shè)計者在先期就對系統(tǒng)指標、誤差等進行快速評估。仿真工具是集成在Automation Studio內(nèi)部的Mathworks Matlab/Simulink®.Simulink及stateflow工具允許我們使用可視化的工具和組件來建立控制系統(tǒng)的模型，并進行有效的仿真

　　“Modeling Based”是一個理念，基于建模對于風力發(fā)電而言極其重要，建模使得各種控制器所需組件物理形式的均可在模擬環(huán)境中被集成進來，整個機組的模型可以分為獨立的單元和快速的合并單元構(gòu)成整個系統(tǒng)，它能夠?qū)γ總€獨立單元的仿真，也能將整個模型集成進行仿真。

2.3快速原型：快速控制原型(Rapid Control Prototype簡稱快速原型)，因為軟件仿真不能完全體現(xiàn)實際的動態(tài)環(huán)境，需要開發(fā)一個控制器硬件原型用以在真實環(huán)境下驗證算法，即將控制器模型下載到一個實時硬件平臺，并通過I/O連接至真實環(huán)境中的傳感器、執(zhí)行器并進行測試，該過程即快速原型，也常稱為軟件在環(huán)。選用實時硬件平臺是為了仿真的時效性、確定性和穩(wěn)定性。B&R的X20 CPU系統(tǒng)即是一個真正意義的實時硬件平臺，它具有Automation Runtime這樣的定性實時操作系統(tǒng)，控制器的實際分布式X20I/O也可以被直接連接到這個控制器上，以及其它的現(xiàn)場設(shè)備，通信接口等均可以用于構(gòu)成一個完整的控制系統(tǒng)所需的各種組件，例如，為了獲得溫度、振動、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、風速、風向的傳感器接入到這個硬件平臺中來。

2.4代碼自動生成與軟件測試：控制器模型在通過快速原型環(huán)節(jié)驗證之后，將該模型自動或手工生成C代碼或其它支持類型的代碼，并下載到控制器。并對所產(chǎn)生的目標代碼進行測試。
2.4.1代碼自動生成：在Automation Studio中集成了Embedded Real-time Workshop Coder，它可以將SIMULINK設(shè)計的模型和仿真結(jié)果生成代碼，所生成的代碼具有極高的效率，也支持其它的代碼集成，這樣生成的代碼將被下載到硬件環(huán)境中來執(zhí)行硬件在環(huán)環(huán)測試。

2.4.2硬件在環(huán)(Hardware in the Loop)是指將已下載目標代碼的控制器通過I/O連接至先前建立的環(huán)境模型(硬件在環(huán)仿真器)，并測試該控制器在各種工況下的功能性和穩(wěn)定性。硬件在環(huán)是一個閉環(huán)的測試系統(tǒng)，可重復(fù)地進行動態(tài)仿真;可在試驗室里仿真風速的變化、湍流對機組的影響，機組溫度升高、變槳等極限情況，無需真實的測試環(huán)境組件，并且可以反復(fù)進行，節(jié)約測試成本，通常它是被用于風險較高和成本較高的臨界條件測試和極限工況，沒有實際風險;并可通過軟件、硬件來模擬開路、與地短接、以及模擬傳感器、執(zhí)行器出錯情況系統(tǒng)的響應(yīng)邏輯及過程。

3.平臺利器

　　B&R Automation Studio集成的SIMULINK及Coder個工具構(gòu)筑了一個風力發(fā)電整機控制器設(shè)計的解決方案平臺，它將基于Modeling Based、Automatic Coding以及Hardware In the Loop集成在一個V形設(shè)計流程里，構(gòu)成閉環(huán)的設(shè)計系統(tǒng)，應(yīng)對風力發(fā)電對于臨界及極限情況的無風險仿真，并且能夠反復(fù)進行，而無需投入真正的實際現(xiàn)場大量測試的風險，對于成本的節(jié)省是巨大的。

　　不僅僅在風力發(fā)電，在機械制造的其它各個領(lǐng)域，這種面向未來的設(shè)計理念將帶給客戶巨大的成本節(jié)省和軟件的穩(wěn)定與可用性，B&R的平臺利器將在未來發(fā)揮更加重要的作用。