基于LabVIEW的分布式开关电源监控系统
用LabVIEW实现电力系统监测与控制
用LabVIEW实现电力系统监测与控制电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施，对于能源的供应和电力质量的保证起着重要的作用。
为了提高电力系统的运行效率和可靠性，减少维修成本和故障停电时间，使用LabVIEW实现电力系统的监测与控制成为了一个研究热点。
本文将从LabVIEW的优势、电力系统监测与控制的需求以及LabVIEW在电力系统中的应用等方面展开论述。
一、LabVIEW的优势LabVIEW是由NI（National Instruments）公司开发的一种虚拟仪器软件平台，以图形化的编程环境和丰富的函数库而著名。
相比于传统的编程语言，LabVIEW具有以下几个优势。
1. 使用灵活：LabVIEW的图形编程环境让用户能够直观地设计程序，无需深入了解编程语言的细节。
通过拖拽连接各种功能块，用户可以快速搭建系统，提高效率。
2. 数据流编程：LabVIEW采用数据流编程模型，允许所有操作并行执行。
这不仅提高了程序的运行速度，还使得多个传感器或执行器的数据处理更加方便。
3. 丰富的工具包：LabVIEW提供了许多用于各种领域的函数库和工具包，包括与电力系统相关的组件。
这些工具包提供了丰富的功能和算法，方便用户进行系统设计与开发。
二、电力系统监测与控制的需求电力系统监测与控制是为了实现对电力系统各个终端设备的实时监测、故障诊断和远程控制等功能。
这样可以及时发现异常和故障，并采取相应的措施来避免事故的发生。
1. 实时监测：电力系统需要实时监测各个节点的电压、电流、功率因素等参数，以便及时发现电力系统的状态变化并进行调整。
2. 故障诊断：电力系统中的故障会导致设备损坏甚至停电，因此需要通过监测和分析来定位故障的位置和原因，以便快速修复。
3. 远程控制：电力系统通常包括多个终端设备，需要通过远程控制来实现对这些设备的集中管理和控制。
远程控制还可以减少人工干预，提高运行效率。
三、LabVIEW在电力系统中的应用LabVIEW在电力系统监测与控制中有广泛的应用，可以帮助实现对电力系统的实时监测和远程控制等功能。
LabVIEW在智能电网分布式发电控制中的应用实现分布式发电系统的协同控制和管理
LabVIEW在智能电网分布式发电控制中的应用实现分布式发电系统的协同控制和管理LabVIEW是一种强大的开发平台，可以广泛应用于各个领域，包括智能电网分布式发电控制。
在分布式发电系统中，协同控制和管理是非常重要的一项任务。
本文将介绍LabVIEW在智能电网分布式发电控制中的应用实现。
一、分布式发电系统的协同控制和管理分布式发电系统指的是通过将多个小型发电装置分布式地连接在智能电网上，实现电力的分散生产和分散供应。
与传统的集中式发电系统相比，分布式发电系统具有可靠性高、运行成本低、环保等优点。
在分布式发电系统中，协同控制和管理是必不可少的。
由于各个小型发电装置之间的运行状态和负载情况存在差异，需要通过协同控制和管理来实现系统的高效运行和有效利用能源。
二、LabVIEW在分布式发电系统中的应用1. 监测和数据采集：LabVIEW可以通过各种传感器和监测设备实时监测发电装置的运行状态、电流、电压等参数，并将数据进行采集和分析。
2. 控制策略的设计：LabVIEW提供了强大的图形化编程环境，可以方便地设计和调试各种控制策略。
通过编写LabVIEW程序，可以实现对分布式发电系统中各个发电装置的控制，包括启停、功率调节等操作。
3. 通信与协同：LabVIEW支持多种通信协议，可以实现分布式发电系统中各个节点之间的数据通信和协同控制。
通过LabVIEW的通信模块，可以实现节点之间的实时数据交换和协调运行。
4. 数据存储与分析：LabVIEW支持各种数据存储格式，可以将实时采集的数据保存到数据库中，便于后续的分析和优化。
通过LabVIEW的分析模块，可以对数据进行处理和分析，为系统的优化提供支持。
5. 用户界面设计：LabVIEW提供了丰富的界面设计工具，可以设计出直观、用户友好的界面。
通过LabVIEW的界面设计，用户可以方便地监控和操作分布式发电系统，提高系统的可操作性和可靠性。
三、LabVIEW应用实例以某分布式发电系统为例，该系统由多个太阳能光伏发电装置和风力发电装置组成，通过智能电网连接在一起。
基于LabVIEW和物联网的分布式家庭智能监控系统
基于LabVIEW和物联网的分布式家庭智能监控系统杨洪涛;牛明强;王岚晶【摘要】为了解决现有家庭监控系统的不足,基于ZigBee无线自组网技术,利用”软件代替硬件”的设计理念,设计了一种分布式家庭智能监控系统.该系统以采用CC2530作为主控芯片,选择合适的硬件设计了用于门窗防盗、视频监控、温湿度监控、智能控制和USB数据传输的接收机等功能模块,编制了相应的下位机监控程序,利用LabVIEW软件开发了上位机网络远程智能监控软件.该系统硬件安装在现场,通过运行上述监控软件和无线通讯,可以实现燃气浓度、温湿度、门窗状态的实时监测、视频实时监控和数据的无线传输,并可以实现通过互联网通信进行远程监控.通过实验测试可知,该系统还可以实现现场报警、历史记录存储和远程网络智能监控等功能,具有体积小、成本低、无需开槽安装、便于扩展、智能化程度高和性能稳定可靠等优点.【期刊名称】《安徽理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(033)004【总页数】7页(P55-61)【关键词】分布式系统;ZigBee;LabVIEW;智能控制;远程监控【作者】杨洪涛;牛明强;王岚晶【作者单位】安徽理工大学机械工程学院,安徽淮南232001;安徽理工大学机械工程学院,安徽淮南232001;安徽理工大学机械工程学院,安徽淮南232001【正文语种】中文【中图分类】TP391.42随着生活水平的不断发展和电子信息技术的不断进步，越来越多的家庭开始使用家庭监控系统对家里的情况进行监控。
目前市场上主流的家庭监控系统可以根据处理器的不同分成两部分，一种是以普通单片机为处理机的监控系统[1]，如国产的家庭店铺防盗有线红外探测器报警系统KS-300DLT/KB-A130和科立信KS-518家用家庭店铺门面仓库红外防盗系统等。
该类系统以MCS-51单片机作为处理机，存在功能单一，智能化程度低，难以根据用户的不同需求进行灵活的调整和升级改造。
LabVIEW中的电力系统监控与控制
LabVIEW中的电力系统监控与控制在现代社会中，电力系统是维持各行各业正常运行的重要基础设施之一。
为了确保电力系统的稳定运行和安全性，监控与控制技术起到了至关重要的作用。
LabVIEW作为一种强大的虚拟仪器平台，为电力系统的监控与控制提供了可靠、灵活和高效的解决方案。
本文将介绍LabVIEW中的电力系统监控与控制的相关技术和应用。
1. 概述电力系统监控与控制是指通过各种传感器和仪器对电力系统进行实时监测和控制。
传统的电力系统监控与控制方法往往需要复杂的硬件设备和专业的编程知识，但LabVIEW的出现改变了这一局面。
LabVIEW提供了图形化的程序设计界面，使得普通用户可以通过简单的拖拽和连接操作，即可进行复杂的电力系统监控与控制编程。
2. LabVIEW中的电力系统监控LabVIEW集成了丰富的传感器和仪器接口，可以直接连接各种传感器和仪器设备，如电流传感器、电压传感器、温度传感器等。
通过这些传感器获取的数据可以实时显示在LabVIEW的界面中，同时可以根据用户的需求进行实时监测和报警。
LabVIEW还支持各种通信协议，如Modbus、OPC等，可以与远程设备进行数据交换和监控。
3. LabVIEW中的电力系统控制LabVIEW提供了丰富的控制算法和函数库，可以实现各种电力系统的控制操作。
用户可以通过编程的方式，使用PID控制算法、模糊控制算法等，对电力系统的参数进行实时调节和优化。
同时，LabVIEW还支持与PLC、变频器等设备的通信，实现对电力系统各个设备的远程控制。
4. LabVIEW中的电力系统监控与控制应用LabVIEW广泛应用于各种电力系统监控与控制场景。
比如，在电网调度中，可以使用LabVIEW对电力系统的负荷进行实时监测和预测，以及对发电机、变电站等设备进行远程控制。
在智能电网中，LabVIEW可以实现对分布式能源资源的实时监控与管理。
此外，LabVIEW还可用于电力系统的仿真和实验，提供真实的环境和实时数据，帮助用户进行系统设计和优化。
LabVIEW在电力系统开关控制中的应用提高开关控制精度
LabVIEW在电力系统开关控制中的应用提高开关控制精度LabVIEW在电力系统开关控制中的应用提高开关控制精度随着电力系统的发展和智能化程度的提高，高精度的开关控制对于电力系统的稳定运行和安全性至关重要。
LabVIEW作为一款强大的虚拟仪器软件，以其灵活的编程能力和易于使用的界面而广泛应用于电力系统开关控制中，能够有效提高开关控制精度。
一、LabVIEW的概述LabVIEW是一种由美国国家仪器公司（National Instruments，简称NI）开发的图形化编程语言和开发环境。
它采用数据流编程模型，通过连接图形化的“节点”表示的模块，构建完整的虚拟仪器系统。
二、LabVIEW在电力系统开关控制中的应用1. 数据采集与处理：LabVIEW可以通过与传感器和测量仪器的连接，实时采集电力系统中的数据，包括电流、电压等参数。
通过对这些数据进行处理和分析，可以实现对电力系统的状态监测和故障检测，提高开关控制的精度和稳定性。
2. 控制算法设计：LabVIEW提供了丰富的函数库和算法工具，可用于设计和优化开关控制的算法。
用户可以根据具体的控制需求，选择合适的控制算法，并通过图形化编程方式进行参数调整和优化。
这样可以有效提高开关控制的精度和响应速度。
3. 人机交互界面：LabVIEW具有友好的人机交互界面设计能力，可以根据用户的需求，设计出直观、易于操作的界面。
用户可以通过界面实时监控电力系统的状态，进行参数设定和控制命令下发，提高开关控制的可视化和操作性。
4. 网络通信与远程控制：LabVIEW支持多种通信方式，包括以太网、RS-232等，可以实现与其他设备的数据交换和控制指令传输。
通过网络通信和远程控制技术，用户可以实现对电力系统开关的远程监控和控制，提高了开关控制的灵活性和便捷性。
三、应用案例以某变电站的开关控制系统为例，利用LabVIEW进行电力系统开关控制的应用。
通过与电流传感器和电压传感器的连接，LabVIEW实时采集和显示电力系统的电流和电压数值，同时实现对断路器和隔离开关的控制。
采用虚拟测控软件LabVIEW实现控制系统的监控功能
准备工作
在使用LabVIEW之前，需要先安装它所需的硬件和软件。根据LabVIEW版本的 不同，所需的硬件和软件也会有所不同。一般来说，需要具备以下条件：
1、计算机：LabVIEW可在Windows、Linux和Mac OS等操作系统上运行，需 要具备足够的计算能力和内存。
2、接口：根据需要连接的控制系统类型，可能需要不同的接口和适配器， 如USB、RS-232、以太网等。
1、实验室实验：在实验室环境下，搭建小型网络，模拟不同网络条件下的 数据传输场景，测试LabVIEW测控系统的网络访问性能。
2、模拟实验：利用仿真软件模拟实际工业现场环境，检验LabVIEW测控系统 网络访问技术的稳定性和实时性。
3、现场实验：在实际工业现场进行实验，验证LabVIEW测控系统网络访问技 术的实际应用效果。
3、缺乏对适用于LabVIEW测控系统的数据传输协议的优化和改进，无法满足 实时性要求。
4、现有的网络安全技术在LabVIEW测控系统中的应用还不够完善，难以确保 网络访问的安全性。
技术原理
LabVIEW测控系统网络访问技术的实现主要依赖于硬件接口和软件模块的协 同工作。以下是一些关键技术原理：
3、系统调试：通过模拟仿真和实际测试，对系统进行调试和优化，确保系 统的稳定性和性能达到预期要求。
算法分析
在LabVIEW运动控制系统中，常用的算法包括插值、拟合、反馈控制等。插 值算法主要用于处理多个数据点之间的计算问题，如根据给定的几个离散数据点， 通过插值计算得到中间的连续数据点。拟合算法则主要用于对一组数据进行曲线 拟合，以便对数据进行平滑处理或预测未来的数据趋势。反馈控制算法是运动控 制系统中最重要的算法之一，它通过比较实际输出和期望输出之间的误差来调整 系统的输入，以实现系统的稳定和精确控制。
LabVIEW中的电力系统监控与管理
LabVIEW中的电力系统监控与管理电力系统是现代社会基础设施中至关重要的组成部分之一。
为了确保电力系统的可靠运行和有效管理，现代技术工程师们一直在寻求创新的解决方案。
LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一款强大的图形化编程环境，广泛应用于各个领域的测试、测量、控制和监控任务中。
本文将探讨如何利用LabVIEW软件实现电力系统的监控与管理。
一、介绍LabVIEW软件LabVIEW软件是由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的一款图形化编程语言和开发环境。
它采用了数据流图的编程范例，将各种软硬件集成在一个可视化的界面中。
LabVIEW具有易学易用、可移植性高、多平台支持等优点，因此成为了许多工程师和科学家的首选工具。
二、LabVIEW在电力系统监控中的应用1. 数据采集与实时监测通过LabVIEW软件，可以实现对电力系统的各种参数数据的采集和监测。
例如，可以通过连接传感器、测量仪器等设备，获取电压、电流、功率等数据，并在LabVIEW界面中进行实时显示和记录。
这样，工程师们可以随时了解电力系统的运行状态，及时采取必要的措施。
2. 故障诊断与报警LabVIEW软件提供了强大的信号分析和处理功能，可以帮助工程师们对电力系统的故障进行诊断和分析。
通过编写相应的算法和逻辑，可以实现对异常信号的检测和报警。
一旦系统出现异常，LabVIEW可以及时向工程师发送报警信息，以便他们能够迅速采取相应的措施，保障电力系统的安全运行。
3. 数据存储与分析LabVIEW软件还提供了强大的数据存储与分析功能。
通过将采集的数据存储在数据库中，工程师们可以对电力系统的运行数据进行离线分析和比对。
此外，LabVIEW还支持数据可视化，可以通过绘制曲线、柱状图等方式显示数据，以帮助工程师更好地理解电力系统的运行状况。
4. 远程控制与管理利用LabVIEW软件的远程控制功能，工程师们可以通过网络连接实时监控和管理电力系统。
LabVIEW与电力系统监测实现电力系统监测与控制
LabVIEW与电力系统监测实现电力系统监测与控制LabVIEW与电力系统监测：实现电力系统监测与控制在当今科技飞速发展的时代，电力系统作为社会基础设施的重要组成部分，对于我们的生活和工作起着至关重要的作用。
然而，电力系统的复杂性和庞大性使得其监测与控制面临着许多挑战。
为了满足对电力系统的实时监测和精确控制的需求，人们越来越倾向于采用LabVIEW这样的软件工具来实现电力系统的监测与控制。
LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种基于图形编程语言G、C和C++的开发环境，由美国国家仪器公司（National Instruments）开发。
相比传统的文本编程语言，LabVIEW 以图形化的方式呈现，使得程序设计更加直观、易于理解和调试。
正是基于这些特性，LabVIEW成为了电力系统监测与控制领域研究的热门工具。
一方面，LabVIEW可以通过与电力系统硬件设备的连接，实现对电力系统各部件的数据采集和监测。
通过LabVIEW自带的各种传感器和数据采集模块，可以获取电力系统中关键参数的实时数值，并进行数据的预处理和分析。
同时，LabVIEW还支持多种通信协议，如Modbus、OPC等，可以与各种类型的电力设备进行通信，实现对设备状态的实时监测和远程控制。
另一方面，LabVIEW具备强大的数据处理和算法功能。
通过LabVIEW的编程接口，可以方便地进行数据处理、信号滤波、特征提取等操作，从而实现对电力系统的智能监测。
例如，可以利用LabVIEW中的算法模块，对电力系统中的电流、电压等信号进行谐波分析和功率分析，实时监测电力系统的负荷状态，发现异常情况并及时采取措施。
此外，LabVIEW还支持编写自定义的控制算法，实现对电力系统的智能控制，如自动化发电调度、负载均衡等。
除此之外，LabVIEW还具备友好的用户界面设计功能，使得电力系统监测与控制界面的开发更加简单和直观。
基于LabVIEW的电力系统开关柜保护与控制设计
基于LabVIEW的电力系统开关柜保护与控制设计电力系统的开关柜在电力生产和传输过程中起着至关重要的作用，它们主要用于保护电力设备免受短路、过载和其他故障的损害。
为了更好地实现对开关柜的保护和控制，本文将介绍一种基于LabVIEW的电力系统开关柜保护与控制设计方案。
一、引言电力系统开关柜起到将电力分配到不同部分的作用，并且在电力故障发生时能够快速切断供电。
因此，保护和控制开关柜是确保电力系统安全运行的重要组成部分。
本文将基于LabVIEW平台设计一套智能化的开关柜保护与控制系统，旨在提高开关柜的自动化程度和安全性。
二、LabVIEW平台简介LabVIEW是由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的一种视觉化编程语言，具有易学易用、功能强大的特点。
它可以与各种硬件进行无缝连接，并提供了丰富的控制和数据采集工具。
基于LabVIEW的开关柜保护与控制系统可以通过图形化编程来实现各种保护逻辑和控制策略，极大地提高了系统的可靠性和可扩展性。
三、电力系统开关柜的保护功能1. 过载保护：开关柜需要能够检测电流是否超过额定值，并在超过时及时切断供电，避免设备损坏或火灾等危险情况的发生。
基于LabVIEW平台，我们可以实现实时采集电流数据并进行监测和判断，当电流超过设定阈值时，自动触发开关柜的断开命令。
2. 短路保护：开关柜的另一个重要保护功能是对短路电流进行检测和保护。
短路电流可能导致设备过载和损坏，因此需要及时切断电力供应。
通过LabVIEW的图形化编程，我们可以设计相应的短路保护逻辑，并实时监测电流变化，一旦检测到短路电流，即可立即断开电源。
3. 温度保护：开关柜内部存在着各种电气元件和电缆，它们在工作过程中会产生一定的热量，如果温度超过设定范围，可能引发设备故障或火灾。
基于LabVIEW的保护与控制系统可以实时采集开关柜内部温度，并在温度超过安全阈值时触发报警和断电保护措施。
四、电力系统开关柜的控制功能1. 远程监控：通过网络连接，我们可以实现对远程开关柜的监控和控制。
利用LabVIEW进行电力系统的监测与控制
利用LabVIEW进行电力系统的监测与控制LabVIEW是一种强大的图形化编程环境，它在电力系统的监测与控制方面具有广泛的应用。
本文将详细介绍如何利用LabVIEW进行电力系统的监测与控制，并通过实例验证其有效性。
一、LabVIEW简介LabVIEW是美国National Instruments公司开发的一种图形化编程环境，可以用于实时数据采集、信号处理、控制系统设计等领域。
其特点是使用图形化编程语言G语言，操作简便，易于学习和使用。
二、电力系统监测与控制的需求电力系统作为现代工业生产的重要基础设施，其稳定运行对于保障生产安全和人民生活的正常进行至关重要。
而电力系统监测与控制就是为了及时发现并解决电力系统中的问题，保证其安全、稳定和高效运行。
三、LabVIEW在电力系统监测中的应用1. 实时数据采集：LabVIEW可以通过各种传感器、数据采集卡等设备实时获取电力系统中的各种参数，如电流、电压、功率因数等，并将数据传输到计算机进行后续处理和分析。
2. 数据处理与分析：LabVIEW提供了丰富的内置函数和工具箱，可以方便地对采集到的数据进行处理、分析和展示。
例如，可以通过虚拟仪表、波形图等界面直观地显示电力系统的状态和趋势。
3. 报警与故障诊断：LabVIEW可以根据事先设定的阈值和规则进行实时监测，当电力系统出现异常情况时及时发出报警，并通过图形化界面提供故障诊断的支持，帮助工程人员迅速排查并解决问题。
四、LabVIEW在电力系统控制中的应用1. 控制策略设计：利用LabVIEW的强大计算和模拟功能，可以对电力系统进行仿真和优化，设计出最优的控制策略，提高系统的稳定性和效率。
2. 远程监控与控制：通过网络和LabVIEW的远程通信功能，可以远程监控和控制分布式电力系统。
工程人员可以通过互联网随时随地对电力系统进行监测和调控，提高工作效率。
3. 自动化控制实现：利用LabVIEW的开发环境和底层硬件支持，可以将电力系统的监测与控制过程进行自动化实现。
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基于LabVIEW的分布式开关电源监控系统惠露;李敏远【摘要】介绍了一种基于LabVIEW实时监控多台开关电源的系统方案,实现了多台电源的集中监控.单台电源模块主电路均采用两级结构,前级为有源功率因数校正电路,后级为零电压开关移相全桥变换器.监控部分采用单片机与UCC3895的联合控制方案.设计了通信协议并利用RS485串行通信总线对分布式电源进行组网,实现了对单台或多台电源的开关机操作,输入过欠压保护值、输出电压、限流值以及机内温度保护值的设置;采用LabSQL访问Microsoft Access数据库的方法,方便记录、打印和管理相关监控信息.最后实验结果表明,该监控系统运行稳定、可靠,对电源的故障点给出准确的报警信息.【期刊名称】《西安理工大学学报》【年(卷),期】2014(030)003【总页数】6页(P351-356)【关键词】虚拟仪器;监控;开关电源;单片机;485总线接口;虚拟仪器数据库【作者】惠露;李敏远【作者单位】西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西西安710048;西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TP216;TP274近年来随着计算机技术和开关电源技术的迅速发展，运用电源模块组成积木式、智能化的大功率分布式开关电源系统成为了电源技术发展方向之一。
为确保各电源模块的可靠运行，需对分布式开关电源系统进行实时监控，从而使电源的维护和管理从人工值守的传统模式向计算机集中监控的智能化方向转换。
目前分布式电源监控系统主要存在的问题为数字化程度低、不能准确指出故障点以及可靠性低[1-2] 。
本研究介绍了一种基于LABVIEW实时监控多台开关电源的系统方案。
针对单台电源模块主电路采用典型的两级结构，前级为有源PFC功率因数校正电路，后级为零电压开关移相全桥DC-DC变换器，电源控制与检测部分采取PIC单片机与控制芯片UCC3895相结合的方案。
利用RS485作为串行通信总线，将分布在一定区域内的电源模块进行组网，设计了一套基于 RS485总线通信协议，解决了总线冲突。
上位机监控软件采用美国NI公司开发的LabVIEW(laboratory virtual instrument engineering workbench)作为开发平台，提高了编程效率。
最后，通过两台输出电压为不同级别的电源样机验证了该方案的可行性。
1 监控系统的要求与总体结构1.1 分布式电源监控系统的要求开关电源监控系统的主要功能是利用电源与计算机的通信模块完成信息交互，监控中心将各种设置、查询或检测命令发送给电源，电源接收命令后执行相关操作并将执行结果反馈给监控中心[3-4] 。
鉴于此，对电源监控系统的要求列示如下。
1)开关机控制，即将市电接入电源后监控系统正常工作，通过监控中心控制电源的启动与停止。
2)开关电源参数设置。
监控对象为输出电压相同或不同级别的开关电源，能够监控的电源总数为1～255台，可对单台或所有电源参数进行设置。
包括设置交流输入过欠压保护值、机内温度保护值、输出电压和输出限流值。
3)开关电源运行参数检测与显示。
通过监控中心输入电源地址，针对某单台电源可检测交流输入电压值，机内温度值，输出电压、电流值以及输出功率，同时将检测数据返回监控中心以便于显示。
4)故障报警与定位。
当某台电源出现故障，如：输入过欠压，机内温度过高，输出过压时将及时切断主电路输出，本机显示电路显示相应故障，同时将报警信息反馈给监控中心。
1.2 系统结构框图图1为分布式开关电源监控系统框图。
如图1所示，电源监控系统的核心是微控制器和PC端的监控软件，监控中心为上位机，微控制器及其外围电路为下位机。
上位机通过系统总线发送命令数据，下位机通过各种传感元件将需要测量的物理信号转换成相应电信号，然后再经信号调理、采样、量化、编码等步骤保存到相关寄存器中，最终将操作结果通过系统总线反馈给上位机。
当上位机没有发送命令数据，而下位机检测到某台或多台电源输入电压、输出电压、输出电流以及机内温度等信号发生异常时，下位机及时切断电源主电路运行，并在电源运行状态电路中显示相应故障，同时通过系统总线将故障信息反馈给上位机，利用通信协议，准确定位电源故障及故障类型。
图1 分布式开关电源监控系统框图Fig.1 Distributed switching power supply monitoring system diagram1.3 通信协议根据本研究提出的电源监控系统方案，并在实际中结合本电源系统的硬件条件，通信协议[5-6] 的设计主要包括通信格式、总线冲突及解决办法两个方面。
1.3.1 通信格式1)通信速率与通信方式。
上、下位机约定的波特率均为9 600 bps，选用标准异步串行通信作为通信方式。
2)发送帧与应答帧数据结构。
上位机发送的命令帧由六个字节组成，如表1所示。
第一字节表示电源地址；第二字节为设置、查询或检测的命令字标识位；第三，四字节为命令数据(当命令字为设置命令时，这两位表示不同类型的保护参数，如输入过欠压保护值，限流值以及温度保护值等；若命令字为查询或检测命令，则这两位都用0填补)；第五，六字节为第一字节到第四字节的累加和。
命令数据与校验和均采用2个字节表示且都为无符号类型，发送时高位在前，低位在后。
表1 命令帧结构Tab.1 Command frame structure字节序号第一字节第二字节第三、四字节第五、六字节字节内容电源地址命令字命令数据校验和下位机回复的应答帧同样由六个字节组成，如表2所示，第一字节表示电源地址；第二字节表示对应命令帧中命令字的应答标识位；第三，四字节为下位机完成相应操作后的应答数据(当命令字为查询或检测命令时，这两位为检测数据；若为设置命令，则这两位都用0填补)；第五，六字节为第一字节到第四字节的累加和。
与命令帧相同，应答帧的数据位与校验和位均采用2个字节表示且都为无符号类型，发送时高位在前，低位在后。
表2 应答帧结构Tab.2 Response frame structure字节序号第一字节第二字节第三、四字节第五、六字节字节内容电源地址命令字回复数据校验和3)命令字解释。
为了满足电源监控系统的设计要求，通过上位机实现电源的开关机控制，设置、查询以及检测输入电压、输出电压和输出电流值等操作，本系统具体的命令解释如表3所示。
表3 命令字解释Tab.3 Command word interpretation命令字命令内容命令字命令内容01设置输入欠压保护值1B查询芯片电压保护值03设置输入过压保护值1D查询查看EEPROM数据05设置输出电压值31检测输入电压值07设置限流保护值35检测输出电压值09设置机内温度保护值37检测输出电流值0B设置芯片电压保护值39检测机内温度值0D设置使用默认参数3B检测芯片电压值11查询欠压保护值3D检测输出功率值13查询过压保护值0F关机设置15查询输出电压值F0开机设置17查询限流保护值6F通信检测19查询机内温度保护值1.3.2 总线冲突及解决办法一般通信过程均由上位机发起,下位机不主动申请通信，故障情况除外。
上位机根据下位机的地址,向下位机发送命令。
此时所有下位机中断接收并判断与本机地址是否相同,地址不相符的中断返回并继续执行监控任务;反之将相应操作结果通过系统总线反馈给上位机。
当上位机发送的设置命令中电源地址为0时，表示当前发送的是系统广播命令，即所有下位机都中断接收命令数据，不作应答，此时下位机地址分配不能相同。
当一台或者多台电源同时出现故障，而此时系统总线正被占用时，本系统采取利用报警控制表结合单片机中断延时的方案来解决总线冲突问题。
由于在下位机监控系统中，当电源运行出现故障时，必须在最短的时间内切断主电路运行，防止电源过渡损坏，同时在相应的状态显示电路中显示故障信息。
这样，即使系统总线正在被占用的情况下，故障电源已实施关机保护，在等待其它电源报警完毕之后，即可申请占用系统总线以便在上位机中显示故障参数以及确定电源故障类型。
例如当1号电源正在报警时，2号电源也发生故障，准备占用系统总线，通过相关程序的设置，在1号电源报警时已将相关报警数据发送给2号电源，无论2号电源是否报警，都必须暂时放开系统总线30 ms，即1号电源连续报警3次，每次报警占用总线10 ms。
在此期间2号电源继续检测其他量(若遇报警情况，则进行关机保护并在自身状态显示电路中显示报警类型)，中断延时到达后2号电源才能占用系统总线，即系统总线总是被先报警的电源所占用。
假设所监控的255台电源都发生故障，则总共需要7 650 ms完成一轮报警，而且能够准确判断出具体哪台电源的哪个故障点。
此过程中报警数据同样由六个字节组成，第一字节到第六字节分别为电源地址、命令字、报警数据和校验和，其中报警数据和校验和分别占用2个字节，发送时高位在前，低位在后。
具体报警控制表如表4所示。
表4 报警控制表Tab.4 Alarm control table命令字报警内容命令字报警内容53通信故障5D输出过压故障55输入故障5F风扇故障57输入故障161温度故障59输出故障63温度故障15B输出故障165限流故障表4中通信故障指通信异常，输入故障指输入过欠压故障，输入故障1指芯片供电电源故障，输出故障指电压环反馈电压异常，输出故障1指主开关管驱动信号异常，温度故障指机内过温故障，温度故障1指温度通道故障，限流故障指负载电流过大。
当下位机发送故障信号给上位机时，上位监控中心首先判断电源地址是否为当前操作的电源，若是，则在本机电源报警显示区根据差错控制表4中的命令字显示当前故障电源的故障类型，同时显示检测到的故障数据，否则将在其他电源故障显示区显示故障信号。
而当两台或两台以上的电源发生故障时，还可以通过查看监控记录的方法来查看电源故障点，方便电源维护人员的后续维护工作。
2 监控系统硬件设计要对电源进行实时监测和控制，其硬件电路的设计是必不可缺的。
本系统中电源结构如前所述，每台电源模块的前级为有源PFC电路，经过功率因数校正后输出380 V的直流电压，然后输入后级为DC-DC的移相全桥整流电路，最后得到输出电压为不同级别的大功率开关电源。
因此，下面只针对单台电源模块的监控原理进行阐述即可。
2.1 单台电源模块硬件电路设计单台开关电源监控系统框图如图2所示，采用TI公司的移相全桥集成控制芯片UCC3895与美国微芯公司(Microchip)的PIC16F877A单片机相结合的控制方案实现数模混合控制。
正常情况下单片机通过电源工作状态采集电路[7] 不断的循环检测交流输入电压值、输出电压值、机内温度值和相关芯片供电电压等信号，当检测到输入过压或者欠压、输出过压、机内过温等故障时，单片机发送封锁信号给UCC3895，及时控制电源关机。