基于CAN总线和LabVIEW的能馈电子负载监控系统

第２８卷第８期　２０１１年８月　机　电　工　程　Ｖ０ｌ＿２８　Ｎｏ．８　Ａｕｇ．２０１１　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｉｃａｌｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　基于ＣＡＮ总线和ＬａｂＶＩＥ＇Ｗ的能馈电子负载监控系统　陈雪冰，郭　倩，马　皓　（浙江大学电气工程学院，浙江杭州３１００２７）　摘要：为了实现对电源老化测试的自动控制和实时数据采集，基于ＣＡＮ总线和ＮＩ的ＬａｂＶＩＥＷ设计了一个能馈电子负载的监控系　统。能馈电子负载系统由８个柜子共７２个３　ｋＷ的电子负载单元组成，每个负载单元都由ＤＳＰ控制。监控系统由电子负载单元内　部的ＲＳ－４８５总线、柜子级的ＣＡＮ总线以及系统级的ＣＡＮ总线构成，并开发了基于ＬａｂＶＩＥＷ的上位机人机监控界面。上位机通过　三级总线可以和ＤＳＰ通信，从而控制能馈电子负载系统的启动、停止，并能按照设定的电流值对电源进行测试，在测试过程中实时　监测电源的状态。实际应用结果表明，该监控系统实时性好、可靠性高，取得了很好的控制效果。　关键词：控制器局域网总线；ＬａｂＶＩＥＷ；能馈电子负载；监控系统　中图分类号：ＴＰ２７７　文献标志码：Ａ　文章编号：１００１—４５５ｌ（２０１１）０８—０９５４一Ｏ６　Ｍｏｎｉｔｏｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｅｎｅｒｇｙ－ｆｅｅｄｂａｃｋ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｌｏａｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＣＡＮ　ｂｕｓ　ａｎｄ　ＬａｂＶＩＥＷ　ＣＨＥＮ　Ｘｕｅ—ｂｉｎｇ，ＧＵＯ　Ｑｉａｎ，ＭＡ　Ｈａｏ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３　１　００２７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｔｈｅ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　ｒｅａｌ・ｔｉｍｅ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｂｕｒｎ—ｉｎ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｉｅｓ，ａ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｓｙｓ—　ｔｅｒｎ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｅｎｅｒｇｙ—ｆｅｅｄｂａｃｋ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｌｏａｄ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｉｔｈ　ＣＡＮ　ｂｕｓ　ａｎｄ　ＬａｂＶＩＥＷ．Ｔｈｅ　ｅｎｅｒｇｙ—ｆｅｅｄｂａｃｋ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｌｏａｄ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃｏｎｔａｉｎｓ　７２　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｌｏａｄ　ｕｎｉｔｓ　ｗｉｔｈ　３　ｋＷ　ｗｈｉｃｈ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅ　ｉｎ　８　ｃａｂｉｎｅｔｓ．Ｅａｃｈ　ｕｎｉｔ　ｗａｓ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｂｙ　ＤＳＰ．Ｔｈｅ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃｏｎｓｉｓｔｓ　ｏｆ　ＲＳ－４８５　ｂｕｓｅｓ　ｉｎｓｉｄｅ　ｔｈｅ　ｕｎｉｔｓ．ＣＡＮ　ｂｕｓｅｓ　ｏｆ　ｃａｂｉｎｅｔ　ｌｅｖｅｌ　ａｎｄ　ｏｎｅ　ＣＡＮ　ｂｕｓ　ｏｆ　ｓｙｓｔｅｍ　ｌｅｖｅ１．Ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ＬａｂＶＩＥＷ，ａ　ｈｕｍａｎ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｉｎ—　ｔｅｒｆａｃｅ（ＨＭＩ）ｆｏｒ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｗａｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｏｎ　ＰＣ．Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　３－ｌｅｖｅｌ　ｂｕｓｅｓ，ｔｈｅ　ＰＣ　ｃａｎ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅ　ｗｉｔｈ　ｅａｃｈ　ＤＳＰ　ａｎｄ　ｓｔａｒｔ　ｏｒ　ｓｔｏｐ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｌｏａｄ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅ　ｏｕｔｐｕｔ　ｃｕｒｒｅｎｔｓ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｉｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｗｅｒｅ　ｓｅｔ　ｂｙ　ＰＣ．Ｔｈｅ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｃｑｕｉｒｅｓ　ｔｈｅ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｏｕｔｐｕｔ　ｖｏｌｔａｇｅｓ　ａｎｄ　ｃｕｒｒｅｎｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｉｅｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｍｏ—　ｎｉｔｏｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｒｅｌｉａｂｌｅ．Ｉｔ　ａｃｈｉｅｖｅｓ　ｇｏｏｄ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ａｒｅａ　ｎｅｔｗｏｒｋ（ＣＡＮ）ｂｕｓ；ＬａｂＶＩＥＷ；ｅｎｅｒｙ—ｇｆｅｅｄｂａｃｋ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｌｏａｄ；ｍｏｎｉｔｏｒ　ｓｙｓｔｅｍ　电源老化能源回收系统（也称“能馈式电子负　０　引　言　ＣＡＮ网络是一种有效支持分布式控制和实时控　制的串行通信网络，其通信接口中集成了ＣＡＮ协议的　物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧　处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级　判别等。ＣＡＮ总线具有传输距离远、通信速率高、报　文短、出错率低等优点，在生产现场易于实施，其可靠　性和实时性远高于一般的总线通信技术¨４。。　载”）是一种节能老化装置　，它取代了传统老化设　备中的能耗电阻，在保证测试电源带载老化的同时将　测试电源的输出经过电力电子变换后返回到测试电源　的输入端，将测试电源输出的大部分电能回收再利用，　减少整个老化测试过程的能量消耗，具有很好的节能　效果。相对于传统的电阻负载，能馈式电子负载具有　节能、通用、配电简单等优点，具有很强的应用价值。　针对一套采用ＤＳＰ全数字控制技术的能馈电子　负载系统，本研究设计了一个监控系统。该能馈电子　收稿日期：２０１０—１２—２７　作者简介：陈雪冰（１９８５一），男，云南昆明人，主要从事电力电子技术方面的研究．Ｅ－ｍａｉｌ：１２３ｊａｖａ＠ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ　通信联系人：马皓，男，教授，硕士生导师．Ｅ—ｍａｉｌ：ｍａｈａｏ＠ｃｅｅ．ｚｊｕ．ｅｄｕ．ＣＢ　第８期　陈雪冰，等：基于ＣＡＮ总线和ＬａｂＶＩＥＷ的能馈电子负载监控系统　负载系统由７２个３　ｋＷ的电子负载单元构成，能针对　不同电压规格的电源进行老化测试。监控系统由两级　ＣＡＮ总线和一级的ＲＳ－４８５总线构成，本研究基于ＮＩ　３　ｋＷ单元的第１级为ＤＣ／ＤＣ变换器，由并接到　４８　Ｖ母线上的多个变换器模块构成，实现较低的输入　电压（有４种输入规格：１　Ｖ、３．３　Ｖ、５　Ｖ、ｌ２　Ｖ）到４８　Ｖ　的ＬａｂＶＩＥＷ开发上位机人机监控界面，实现上位机与　的升压，不同的输入电压规格对应不同的变换器模块。　在满足３　ｋＷ功率容量的情况下，第一级ＤＣ／ＤＣ模块　可以根据测试电源的输出规格进行组合，针对不同的　测试电源进行老化测试，具有很强的通用性。每一个　ＤＳＰ之间的通信，实现对电子负载系统的可靠控制。　同时，通过上位机的人机界面，可以实时监测测试电源　的状态。　１　能馈式电子负载系统的构成　ＤＣ／ＤＣ模块都由ＤＳＰ控制。　第２级也是ＤＣ／ＤＣ变换器，它实现４８　Ｖ￣ｌＪ４００　Ｖ　１．１能馈电子负载系统的总体结构　为了减少ＰＣ电源和服务器电源在老化测试中的　电能消耗，本研究设计了一个能馈式电子负载系统用　于电源的老化测试。整个能馈电子负载系统由７２个　３　ｋＷ电子负载单元构成，其输入端连接不同的测试电　源，输出为５０　Ｈｚ的２２０　Ｖ交流电，统一并接到测试电　源的交流输人端，实现并网回馈能量。为了方便接线　和管理，本研究将７２个３　ｋＷ的电子负载单元放置到　８个测试柜中，每个柜子中放置９个３　ｋＷ的电子负载　单元，分为９层。一个柜子满负荷运行时，其功率为　２７　ｋＷ。整个能馈电子负载系统的结构如图ｌ所示，　具有分布式结构的特点。　图１　能馈电子负载系统的结构　１．２　电子负载单元的结构　一个３　ｋＷ单元是同时具备电子负载和能量回馈　并网功能的最小单元，它由３级开关变换器级联组成，　其架构如图２所示。　Ｃ　第１级　第２级　第３级　图２　３　ｋＷ能馈电子负载单元的构架　的直流升压变换，由ＤＳＰ控制，为后级逆变器提供能　量基础。第３级为单相并网逆变器，也由ＤＳＰ控制，　它将４００　Ｖ直流输入转换为５０　Ｈｚ的２２０　Ｖ交流输　出，最终将整个负载单元并接到测试电源的交流输入　端（５０　Ｈｚ的２２０　Ｖ交流市电），实现了能量的循环利　用，减少了测试电源老化测试过程中的电能损耗。　一个３　ｋＷ单元中各级的变换器模块都分别由ＴＩ　的ＤＳＰ—ＴＭｓ３２０Ｆ２８０８单独控制，该ＤＳＰ具备ＰＷＭ　控制和ＵＡＲＴ串口通信功能。ＤＳＰ通过ＰＷＭ控制，　实现变换器模块的ＤＣ／ＤＣ升压或者并网逆变功能，并　基于ＵＡＲＴ串口通信接口通过总线与上位机进行通　信。　２　能馈电子负载的监控系统硬件设计　能馈电子负载的监控系统由上位机（ＰＣ机）、柜　子监控器、３　ｋＷ负载单元监控器、独立的变换器模块　ＤＳＰ控制器以及ＣＡＮ总线、ＲＳ－４８５总线构成。监控　系统采用三级总线的通讯网络，其中，ＰＣ机和柜子监　控器构成第１级ＣＡＮ总线，柜子监控器和单元监控器　构成第２级ＣＡＮ总线，单元监控器和模块的ＤＳＰ控制　器构成单元级的ＲＳ－４８５总线。　柜子监控器同时作为第１级ＣＡＮ总线的子节点　和第２级ＣＡＮ总线的主节点，负载单元监控器同时作　为第２级ＣＡＮ总线的子节点和单元级ＲＳ－４８５总线的　主节点，它们是连接不同总线的桥梁，通过它们实现两　层总线上的通信数据交换。下面从电子负载单元级的　ＲＳ－４８５总线依次介绍整个监控系统的三级总线。　２．１　电子负载单元级监控设计　在一个３　ｋＷ负载单元内部构造一个ＲＳ－４８５总　线，总线上的节点由一个负载单元监控器和ｌ８个变换　器模块（其中１６个为第１级的ＤＣ／ＤＣ变换器，另外两　个分别为第２级的ＤＣ／ＤＣ变换器和第３级的并网逆　变器）的ＤＳＰ控制器组成，其中，负载单元监控器为主　节点，变换器模块的ＤＳＰ控制器为从节点。　机　电　工　程　第２８卷　每个ＤＳＰ控制器都有ＵＡＲＴ接口，经过ＲＳ－４８５　总线的接口芯片ＭＡＸ１４８３都能够连接到ＲＳ－４８５总线　上，波特率设置为１００　ｋｂｐｓ。同时，第一级ＤＣ／ＤＣ变　换器与测试电源的输出直接相连，通过ＤＳＰ控制器的　Ａ／Ｄ模块采样测试电源的输出电压和输出电流。　ＴＭＳ３２０Ｆ２８０８的Ａ／Ｄ转换精度为１２位，转换时间约　为１００　ＢＳ。ＤＳＰ控制器在ＤＣ／ＤＣ变换器的每个开关　周期（１０　Ｉｘｓ）都对测试电源的输出电压和输出电流进　行采样，当其收到单元监控器发送的“取实时数据”指　制器，具备ＲＳ－４８５通信和ＣＡＮ通信功能，满足监控系　统设计的要求。单元级的ＲＳ４８５总线构成如图３所　示。　整个３　ｋｗ电子负载单元由一个单元监控器集中　控制，通过它向一个３　ｋＷ单元中的各个ＤＳＰ控制器　发送启动和停止命令，控制电子负载的运行。单元监　控器向第１级ＤＣ／ＤＣ变换器模块的ＤＳＰ控制器发送　老化测试的参数，包括用于判断报警的电压上限、下限　以及用于老化测试的拉载电流值。在老化测试过程　中，第１级ＤＣ／ＤＣ变换器模块的ＤＳＰ控制器还要实　时采样测试电源的输出电压和电流，通过ＲＳ－４８５总线　令时，将当前最新采样的测试电源电压和电流数据传　送给单元监控器，实时性较强。　单元监控器采用Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司的　ＰＩＣ２４ＨＪ６４ＧＰ５０２，其拥有ＵＡＲＴ接口和一个ＣＡＮ控　把数据传送给单元监控器。　４８ｖ　线　图３　３　ｋＷ能馈电子负载单元级监控　２．２老化测试柜级监控设计　置为１　Ｍｂｐｓ。　第２级总线位于老化测试柜内，由一个柜子监控　器和９个负载单元控制器ＰＩＣ２４ＨＪ６４ＧＰ５０２组成，其　中，柜子监控器作为主节点，其余的９个负载单元控制　器为从节点。由于单元监控器彼此之间有一定的距　离，同时，单元监控器与柜子监控器之间传输的实时数　据量相对较大，为了增强通信总线数据传输的可靠性　和实时性，第２级总线采用ＣＡＮ总线结构，其构成如　图４所示。　图４老化测试柜级监控　柜子监控器采用Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司的　２．３能馈电子负载系统级监控设计　ｄｓＰＩＣ３０Ｆ６０１２Ａ，其内部集成有２个ＣＡＮ控制器，经过　光耦６Ｎ１３７和ＣＡＮ收发器ＭＣＰ２５５１，可以分别连接　整个能馈电子负载系统由８个测试柜构成，每个　柜子有一个柜子监控器，柜子监控器采用Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公　司的ｄｓＰＩＣ３０Ｆ６０１２Ａ。８个柜子监控器与ＰＣ机组成　到２个相互独立的ＣＡＮ总线上，实现ＣＡＮ通信功能。　通过柜子内部的ＣＡＮ总线，柜子监控器向９个负载单　元监控器发送老化测试的参数设置以及启动、停止命　令。同时，在老化测试的过程中，每个单元监控器把收　ＣＡＮ总线，如图５所示，其中Ｐｃ机为主节点，其余的８　个柜子监控器为从节点。　Ｐｃ机不具备ＣＡＮ通信接口，只有通过ＰＣ—ＣＡＮ　集到的测试电源实时数据传送给柜子监控器。为了保　证总线上数据传输的速率，ＣＡＮ总线通信的波特率设　卡拓展上位机的ＣＡＮ通信功能，这里采用了广州致远　电子有限公司的ＰＣＩ－９８２０Ｉ　ＣＡＮ接口卡，其ＣＡＮ控制　第８期　陈雪冰，等：基于ＣＡＮ总线和ＬａｂＶＩＥＷ的能馈电子负载监控系统　器采用ＮＸＰ的ＳＪＡ１０００Ｔ，ＣＡＮ收发器采用ＮＸＰ的　ＰＣＡ８２Ｃ２５１Ｔ，支持１　Ｍｂｐｓ的波特率　。为了保证总　线上数据传输的速率，增强监控的实时性，ＣＡＮ总线　的波特率设置为１　Ｍｂｐｓ。　图５能馈电子负载级监控　３能馈电子负载的软件设计　３．１　ＣＡＮ通信协议　ＰＣ机向柜子监控器发送５种指令，分别为：　（１）参数设置（包括电子负载拉载电流、输入电压　上限以及输入电流下限）；　（２）上电自检；　（３）启动；　（４）取实时数据（测试电源的输出电压和电流）；　（５）停止。　ＰＣ机向柜子监控器发送数据时，采用ＣＡＮ通信　的标准帧格式，其标识符为１１位，用于表示８个柜子　的编号。柜子监控器的ＣＡＮ控制器作相应设置，通过　验证标识符接收Ｐｃ发送的数据。ＣＡＮ通信的数据帧　每帧可以传送８个字节的数据，这８字节的第１个字　节设置为命令符，用于区分前面提到的５种指令。　柜子监控器向ＰＣ机回复应答时，也采用ＣＡＮ通　信的标准帧格式，标识符为１１位，其中包含柜子编号　以及这个柜子中３　ｋＷ单元编号的信息。ＣＡＮ通信数　据帧中８字节的第１个字节设置为３　ｋＷ单元中的模　块编号，其余７字节针对不同指令的应答有不同的设　置。这样的ＣＡＮ通信帧设计，便于Ｐｃ机定位每个变　换器模块的回复。　在Ｐｃ机发出的５种指令中，柜子监控器在收到　“取实时数据”指令后便能及时向Ｐｃ机发送整个柜子　对应的测试电源实时电压和电流数据。其他的４个指　令从ＰＣ机发出，柜子监控器不会立即回复，而是将指　令通过柜子内的第２级ＣＡＮ总线和单元级ＲＳ－４８５总　线往下传送，变换器模块的ＤＳＰ控制器在收到指令　后，回复单元监控器，单元监控器再将整个单元的回复　传送给柜子监控器。ＰＣ机从发出指令后延时１　Ｓ向　柜子监控器发送“取回复”指令（针对不同的指令，“取　回复”指令也不同，共有４种），柜子监控器收到Ｐｃ机　发送的“取回复”指令后，立即向Ｐｃ机发送ＤＳＰ控制　器的应答。　基于上述ＣＡＮ通信协议，ＰＣ机能够实现对能馈　电子负载系统的秒级控制，控制其启动、停止并实时监　测测试电源的状态。　３．２基于ＬａｂＶＩＥＷ开发的上位机人机监控界面　ＬａｂＶＩＥＷ由于能够为用户提供简明、直观、易用　的图形编程方式，由程序框图中节点之间的数据流向　决定程序的执行顺序，能够将繁琐复杂的文本编程简　化成图形编程，用线条将各种功能模块连接起来，简便　高效，深受用户青睐。与传统的文本编程语言相比，　ＬａｂＶＩＥＷ的图形编程方式能够节省大量的程序开发　时间，其程序运行速度却几乎不受影响，体现出极高的　效率　。　。　本研究在ＰＣ机上基于ＮＩ的ＬａｂＶＩＥＷ开发了人　机界面（Ｈｕｍａｎ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ），如图６所示，它由３　个功能界面和２个菜单界面构成。３个功能界面分别　为：测试电源监测界面、实时数据查询界面和历史报表　查询界面；２个菜单界面分别为：系统参数设置界面和　机种参数设置界面，它们实现的功能如图７所示。　图６基于ＮＩ的ＬａｂｙＩＥＷ开发的ＨＭＩ　・９５８・　机　电　工　程　第２８卷　主画面　功能：（１）系统主菜单　（２）切换各功能界面　机种参数设计界面　功能：　（１）设定机种名称，老化时间　（２）设定被测试电源的输出电　以及电压　下限，输出电流　各区监控界面　能：（１）该区运行的进程指示　（２）老化机台的状态指示，　台机对应　个ＬＥＤ　（３）状态统计：总数及良品　（４）设定及显示机种参数　ｆ５）故障指示　（６）烧机结束生成Ｅｘｃｅｌ￣表　‘实时数据查询界面　系统参数设定界面　历史报表查询界面　功能：　功能：　ｂ能：　（１）查询当前各区测试电　（１）根据时间或机种等条件　（１）选择进行老化测试的区　源的电压、电流信息　（２）设定扫描间隔　｝询历史的烧机记录　（３）设定报表存储路径　图７上位机人机界面功能　３．２．１　上位机对能馈电子负载系统的控制　测试电源的一个输出通道。前１６个ＬＥＤ灯指示测试　电源的运行状态，“绿色”表示运行正常（包括电压正　上位机在“机种参数设置界面”设置电源老化测　试的参数（包括拉载电流，电压上限和下限）以及能馈　电子负载系统在老化测试过程中的ＯＮ／ＯＦＦ时序。　ＯＮ／ＯＦＦ时序如图８所示。　在启动能馈电子负载系统进行老化测试之前，上　常），“红色”表示异常（电压异常），“黑色”表示通信　中断（没有收集到测试电源的电压和电流数据），“墨　绿色”表示没有接测试电源。　３．２．３上位机人机监控界面操作流程　位机通过ＣＡＮ总线把测试的参数发送到第１级ＤＣ／　ＤＣ变换器的ＤＳＰ控制器。　通过点击界面上的“启动”按键启动整个能馈电　上位机人机监控界面的操作流程如图９所示，在　完成设置启动能馈电子负载，整老化测试过程将自动　进行。在老化测试结束后，上位机能够将老化测试过　子负载系统，它将按照设定的拉载电流值对测试电源　进行测试；点击“停止”按键则可以停止整个电子负载　程存储的实时数据生成Ｅｘｃｅｌ测试报表，以备后续的　产品质量分析和改进。　系统，中止老化。系统启动后，其将按照设定的ＯＮ／　ＯＦＦ时序自动控制系统的启动和停止，直至测试完成。　进行系统的初始化配置　（ＣＡＮ通道以及烧机区域）　期　ｌ　预期Ｉ』１＿ＪＩ　图８　ＯＮ／ＯＦＦ时序　需的依嚣条　要测次条码　扫试扫码　描电描和　酣，位品　条源其崔、　３．２．２上位机对测试电源的监测　上位机在“系统参数设置界面”上设置对测试电　源进行监测的参数，如：选择进行老化测试的负载柜，　ＰＣ机收集测试电源实时数据的时间间隔，以及测试结　定时扫描测试电源输出　电压和电流　束后生成的Ｅｘｃｅｌ报表存储位置。　——在老化测试过程中，上位机根据设置的时间间隔，　通过ＣＡＮ总线收集第１级ＤＣ／ＤＣ变换器的ＤＳＰ控制　器采样的测试电源电压和电流数据，从而判断测试电　源的运行状态，对有异常的电源能够及时报警显示，方　便操作人员定位处理。　测试电源监测界面分成４个区Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ，每个区　对应两个柜子。在监测界面上，一个ＬＥＤ指示灯对应　臣匝蒌圃　［互互困　图９　人机界面操作流程图　第８期　陈雪冰，等：基于ＣＡＮ总线和ＬａｂＶＩＥＷ的能馈电子负载监控系统　・９５９・　加　０　Ｏ　∞　Ｏ　如　Ｏ　（上接第９５０页）　渡时间长的缺点，可以获得令人满意的控制效果。其　４　实验结果　实验电炉的升温、降温曲线如图５所示。由曲线　可知炉温得到了良好的控制，其静态、动态指标均达到　按区段进行不同算法的调节　，它既有ｂａｎｇ—ｂａｎｇ控　制的快速性，又有迟滞控制稳定性的抗干扰能力。该　控制器在热处理、化工、机械加工、金属冶炼等行业中　具有广泛的用途和推广价值。　参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：　［１］　李林琛．电加热炉温度控制系统数学模型的建立及验证　［Ｊ］．北京工业职业技术学院学报，２０１０，９（４）：２３－２５．　［２］　ｓｕ　ｗ　Ｅ．Ｎｅｗ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ［Ｊ］．ａｕｔｏｍａｔｉｃ，１９９８，３４（４）：　５１３－５２Ｏ．　了控制要求，系统无超调，调节时间小。系统用单片机　来设计，使控制和显示智能化、仪表化。　［３］胡汉才．单片机原理及其接设计［Ｍ］．２版．北京：清华大　学出版社，２００４．　［４］　王福瑞．单片微机测控系统设计大全［Ｍ］．北京：北京航　ｔ／ｍｉｎ　空航天大学出版社，２００４．　图５　电炉的升温、降温曲线　［５］李正军．计算机测控系统的设计与应用［Ｍ］．北京：机械　工业出版社，２００４．　［６］ＰＡＮ　Ｈ　Ｚ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｎｏｎｌｉｎｅａｒ　ｂａｃｋｓｔｅｐ—　５　结束语　实践表明，对于电炉这样具有升温单向性、大惯　ｐｉｎｇ　ｌｉｑｕｉｄ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｆｏｒ　ａ　ｓｔａｔｅ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｔｗｏ　ｔａｎｋ　ｓｙｓｔｅｍ　［Ｊ］．Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｐｒａｃｉｔｃｅ，２００５（１３）：２７－４０．　［７］　赵一鹏，姜伟．基于模糊ＰＩＤ电液伺服控制系统的设计　性、大滞后性和参数时变的控制对象来说，智能ＰＩＤ控　制器响应快速，克服了传统ＰＩＤ控制器超调量大，过　和仿真［Ｊ］．轻工机械，２０１０，２８（３）：６９－７２．　［编辑：张翔］