基于CAN总线和虚拟仪器技术的变频调速实时监控系统
发布时间：2020-12-26 06:49
文章研究了变频调速实时监控系统的开发方法。利用控制现场总线(Controller Area Network,CAN),同时保证了传输速度和系统的抗干扰能力。为了克服短帧通信所造成的信息量小的缺点,改进了传统的应用层协议,充分利用标识位传输有效信息。以LabVIEW软件为开发平台,通过批量接收、显示数据的方法,克服了上位机显示缓慢的缺点,实现了数据选择、分析、实时显示、录波、触发等功能。该监控系统界面友好,使用方便,同时实现了监视和控制功能,可以广泛应用于变频调速场合。
【文章来源】：电测与仪表. 2020年18期 北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
监控系统结构框图
首先，需要在主程序中初始化两个邮箱，分别负责发送和接收。其次，要在每个控制周期(本系统设置为250μs)的中断服务程序的最后加入CAN通讯子程序(DSPCAN)。图2是DSPCAN的流程图。可以看出，对于“没有指令”、“指令错误”和“指令正确”这三种情况，DSP做出了不同的应答。上位机可以籍此通知用户指令的执行情况。4 PC软件设计
虚拟仪器是随着计算机技术、现代测量技术、电子仪器技术的发展而产生的一种新型仪器，是20世纪80年代初出现的新的仪器概念[5]。与传统仪器技术不同，虚拟仪器技术指在包含数据采集设备的通用计算机平台上，根据需求可以高效率地构建起形形色色的测量系统。对大多数用户而言，主要的工作变成了软件设计。Lab VIEW是一个通用的虚拟仪器系统，它集数据采集、数据处理、数据显示等功能于一体，用户接口和编程方法都是图形化的，为数据采集系统提供了便捷途径[6]。用Labview软件开发的监控系统PC界面如图3所示。它包括了四通道数据选择、波形显示尺度调节、游标控制、FFT变换、Life信号显示、故障与工作状态显示、指令输入与发送、录波、故障触发等功能。与示波器相比，PC的优势在于数值计算能力较强，而劣势在于反应速度和显示速度较慢。如何扬长避短，成为了PC端软件设计中贯穿始终的话题[7]。文中采用的方法是批量的接受数据，然后一次性显示整批数据。可以首先设立一定大小的缓冲区，积累上千帧的数据(需要几百毫秒)后一次性存入缓冲区中(耗时不过几毫秒)，这样就省出了几百毫秒的时间，可以利用这段时间显示数据。采用这种方法时，波形显示出来与电机产生这种波形有几百毫秒的延时。但这段显示延时对观察者而言没有影响。PC软件流程图如图4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LabVIEW的暂态电路虚拟实验分析[J]. 齐超,张磊,张渤晗,全勇,王泽松. 电测与仪表. 2016(07)
[2]基于LABVIEW的新型局部放电实时检测系统[J]. 赵肖旭,黄声华,聂德鑫,张连星,周竞,王正昊. 电测与仪表. 2014(09)
[3]基于LabVIEW和Matlab综合平台的电能质量监测系统研究[J]. 李冬明,高玺亮,王文龙,肖洋. 电测与仪表. 2012(03)
[4]大容量变换器中CAN通信软件的优化设计[J]. 鲁挺,赵争鸣,张颖超,白华,袁立强. 清华大学学报(自然科学版). 2007(10)
[5]大容量变换器的光纤CAN通信总线定时方案[J]. 张怀晟,刘建政,袁立强,白华,赵争鸣. 清华大学学报(自然科学版). 2007(01)
[6]交流电机变频调速系统人机界面通信[J]. 白华,赵争鸣,刘建政,孟朔. 电力自动化设备. 2003(03)
[7]未来的仪器仪表——虚拟仪器[J]. 胡生清,幸国全. 自动化与仪表. 1999(06)
本文编号：2939238
【文章来源】：电测与仪表. 2020年18期 北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
监控系统结构框图
首先，需要在主程序中初始化两个邮箱，分别负责发送和接收。其次，要在每个控制周期(本系统设置为250μs)的中断服务程序的最后加入CAN通讯子程序(DSPCAN)。图2是DSPCAN的流程图。可以看出，对于“没有指令”、“指令错误”和“指令正确”这三种情况，DSP做出了不同的应答。上位机可以籍此通知用户指令的执行情况。4 PC软件设计
虚拟仪器是随着计算机技术、现代测量技术、电子仪器技术的发展而产生的一种新型仪器，是20世纪80年代初出现的新的仪器概念[5]。与传统仪器技术不同，虚拟仪器技术指在包含数据采集设备的通用计算机平台上，根据需求可以高效率地构建起形形色色的测量系统。对大多数用户而言，主要的工作变成了软件设计。Lab VIEW是一个通用的虚拟仪器系统，它集数据采集、数据处理、数据显示等功能于一体，用户接口和编程方法都是图形化的，为数据采集系统提供了便捷途径[6]。用Labview软件开发的监控系统PC界面如图3所示。它包括了四通道数据选择、波形显示尺度调节、游标控制、FFT变换、Life信号显示、故障与工作状态显示、指令输入与发送、录波、故障触发等功能。与示波器相比，PC的优势在于数值计算能力较强，而劣势在于反应速度和显示速度较慢。如何扬长避短，成为了PC端软件设计中贯穿始终的话题[7]。文中采用的方法是批量的接受数据，然后一次性显示整批数据。可以首先设立一定大小的缓冲区，积累上千帧的数据(需要几百毫秒)后一次性存入缓冲区中(耗时不过几毫秒)，这样就省出了几百毫秒的时间，可以利用这段时间显示数据。采用这种方法时，波形显示出来与电机产生这种波形有几百毫秒的延时。但这段显示延时对观察者而言没有影响。PC软件流程图如图4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LabVIEW的暂态电路虚拟实验分析[J]. 齐超,张磊,张渤晗,全勇,王泽松. 电测与仪表. 2016(07)
[2]基于LABVIEW的新型局部放电实时检测系统[J]. 赵肖旭,黄声华,聂德鑫,张连星,周竞,王正昊. 电测与仪表. 2014(09)
[3]基于LabVIEW和Matlab综合平台的电能质量监测系统研究[J]. 李冬明,高玺亮,王文龙,肖洋. 电测与仪表. 2012(03)
[4]大容量变换器中CAN通信软件的优化设计[J]. 鲁挺,赵争鸣,张颖超,白华,袁立强. 清华大学学报(自然科学版). 2007(10)
[5]大容量变换器的光纤CAN通信总线定时方案[J]. 张怀晟,刘建政,袁立强,白华,赵争鸣. 清华大学学报(自然科学版). 2007(01)
[6]交流电机变频调速系统人机界面通信[J]. 白华,赵争鸣,刘建政,孟朔. 电力自动化设备. 2003(03)
[7]未来的仪器仪表——虚拟仪器[J]. 胡生清,幸国全. 自动化与仪表. 1999(06)
本文编号：2939238
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/2939238.html
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