CN109374935A - 一种电子负载并机方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子负载并机方法及系统，涉及电子负载并机技术领域；该并机方法包括以下步骤：S1：任意一个单机接收外部输入的主机配置指令，根据所述主机配置指令启动监听程序，监听所述通讯总线以获取其他单机发送的握手信号；S2：根据所述握手信号对其他单机进行排序，根据排序结果为各单机分配通讯地址并将所述通讯地址发送至对应的单机；本发明配置简单且易于扩展，能够根据用户需求随意增减并机数量，灵活扩展到用户所需的功率。

Description

一种电子负载并机方法及系统

技术领域

本发明属于电子负载并机系统技术领域，更具体地，涉及一种电子负载并机方法及系统。

背景技术

电子负载可以模拟真实环境中的负载，比如用电器，是通过电子器件实现的“负载”功能，具体地说，电子负载是通过控制内部功率器件MOSFET或晶体管的导通量，是功率管耗散功率，消耗电能的设备；电子负载被广泛应用于LED驱动、电源模块测试、充电器及UPS生成等领域。

随着新能源行业的发展，大功率电子负载呈现快速增长，单机已不能满足大功率需求，现有技术中通常采用增加电子负载功率部件或者采用小功率电子负载单机并联两种方式来实现大功率。增加电子负载功率部件虽然实现了大功率，但是增加了设计难度，并且功率扩展不灵活，不易于任意扩展；采用小功率电子负载单机并联的方法可以比较灵活的扩展到用户需要的功率，但是由于需要多个单机并联实现大功率，因此实现并联的控制显得尤为重要。目前通用的并机控制方式主要是通过配置一个主机多个从机的方式实现主从控制，主机和从机不可随意设置，需要在主机上事先配置好连接的从机台数，在从机上设置相应的从机顺序来实现并机。此上方案都存在设置复杂，当出现单机故障时不能通过重新设置主从、地址等方式来实现降额使用；需要扩容时，需要重新对主机和各从机进行配置才能实现新的并机控制；以及主机损坏时，从机无法作为主机使用，导致整个系统瘫痪等问题。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种电子负载并机方法及系统，其目的在于解决现有的并机方法存在的功率配置不灵活、并机方式复杂、主机故障导致系统瘫痪的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种电子负载并机方法，适用于多个通过通讯总线进行级联的单机，包括以下步骤：

S1：任意一个单机接收外部输入的主机配置指令以被配置为主机，所述主机根据所述主机配置指令启动监听程序，监听所述通讯总线以获取其他单机发送的握手信号；

S2：根据所述握手信号对其他单机进行排序，根据排序结果为各单机分配通讯地址并将所述通讯地址发送至对应的单机。

优选的，上述电子负载并机方法，其步骤S1中还包括：

其他单机接收外部输入的从机配置指令以被配置为从机，各从机根据所述从机配置指令按照预设的时间周期发出握手信号。

优选的，上述电子负载并机方法，其步骤S2中根据所述握手信号对其他单机进行排序的过程具体包括：根据所述握手信号中的机型筛选出型号相同的单机，并根据握手信号中的序列号对所述单机进行排序。

优选的，上述电子负载并机方法，其步骤S2之后还包括以下步骤：

S3：主机接收外部输入的控制指令并对其进行解析，得到操作指令；按照所述通讯地址将所述操作指令分别发送至对应的其他单机；

S4：当在预置的时间内接收到其他单机反馈的应答信号，根据所述应答信号控制各单机执行所述操作指令；

当在预置的时间内未接收到其他单机反馈的应答信号，则重新发送所述操作指令。

优选的，上述电子负载并机方法，其步骤S4之后还包括以下步骤：

获取其他单机的实时信息，所述实时信息包括运行数据和告警信息；并根据接收实时信息的通讯地址所对应的序列号对产生所述告警信息的单机进行定位。

优选的，上述电子负载并机方法，其步骤S4中还包括：当所述操作指令的重发次数超出设置的发送次数，则发出告警信息，所述告警信息用于提示参数设置失败。

按照本发明的另一个方面，还提供了一种电子负载并机系统，包括多个通过通讯总线进行级联的单机，所述单机中的任意一个被配置为主机，其他单机作为所述主机的从机；

从机按照设定的时间周期发出握手信号；

主机监听所述通讯总线，获取各从机发送的握手信号并根据所述握手信号对从机进行排序；根据排序结果为各从机分配通讯地址并将所述通讯地址发送至对应的从机。

优选的，上述电子负载并机系统，其握手信号包括单机的序列号和机型；主机根据所述机型筛选与主机型号相同的从机，并根据所述序列号对所述从机进行排序。

优选的，上述电子负载并机系统，每个单机包括配置单元和并机控制单元；

所述配置单元用于接收外部输入的主机配置指令或从机配置指令以将其所属的单机配置为主机或从机；根据主机配置指令发出第一启动指令，或，根据所述从机配置指令发出第二启动指令；

所述并机控制单元根据所述第一启动指令启动监听程序，监听从机发送的握手信号并为各从机分配通讯地址，或，根据所述第二启动指令按照预设的时间周期发出握手信号。

优选的，上述电子负载并机系统，其主机还用于接收外部输入的控制指令并对其进行解析，得到操作指令；按照所述通讯地址将所述操作指令分别发送至对应的从机；

当在预置的时间内接收到从机反馈的应答信号，根据所述应答信号控制各从机执行所述操作指令；

当在预置的时间内未接收到从机反馈的应答信号，则重新发送所述操作指令。

优选的，上述电子负载并机系统，其主机还用于获取各从机的实时信息，所述实时信息包括运行数据和告警信息；并根据接收实时信息的通讯地址所对应的序列号对产生所述告警信息的单机进行定位。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明提供的电子负载并机方法及系统，主机根据各从机发送的握手信号的数量即可判断当前待并机的单机个数；当增加从机或因故障抽走从机时，无需对主机作任何设置，主机即可自动识别相同类型的单机并重新进行并机判断与连接，实时更新并机状态；配置简单且易于扩展，能够根据用户需求随意增减并机数量，灵活扩展到用户所需的功率；

(2)本发明提供的电子负载并机方法及系统，每一台单机中均包括配置单元、并机控制单元，任意一台单机都可作为主机，只需对单机的配置单元进行配置，该配置单元触发并机控制单元执行主机的控制程序，作为主机使用；如果系统中的主机因故障需要维修，只需要从剩下的从机中任意选取一台设置为主机即可立即降额使用，而不需要全部返厂维修处理；如果系统中的从机故障，直接剔除故障从机而不需要做任何设置即可立即降额使用，不影响生产线的生产或测试流程；

(3)本发明提供的电子负载并机方法及系统，主机根据单机的序列号对各单机进行排序并分配通讯地址，建立单机的序列号与通讯地址之间的映射关系；主机可以根据该映射关系查找产生告警信息的通讯地址所对应的单机序列号，不仅能够实时监控各台单机的运行数据，还能快速、有效地定位发生故障的单机，帮助技术人员能准确的定位问题点进而排除故障，缩短了现场维修处理的时间。

附图说明

图1是本发明实施例提供的并机系统中各单机的连接方式示意图；

图2是本发明实施例提供的各单机的逻辑框图；

图3是本发明实施例提供的电子负载并机方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明所提供的一种电子负载并机系统，基于多台电子负载(以下简称单机)并机实现功率扩容，将任意一台单机配置为主机，其余单机作为该主机的从机；系统中各单机的连接方式如图1所示，主机和各从机通过通讯总线级联连接，从而使系统中的每台单机都挂载在一条通讯总线上。该通讯总线包括但不限于CAN、SPI、SCI、I2C等。

系统通电后，主机和从机均按照设定的时间周期发出握手信号，该握手信号通过通讯总线传递，握手信号中包括对应单机的机型和序列号；主机监听通讯总线获取各从机的握手信号，根据握手信号中的机型筛选出相同类型的单机，并根据握手信号中的序列号对相同类型的各单机进行排序；然后根据排序结果为各单机分配通讯地址，建立各单机的序列号与通讯地址之间的映射关系，并将该通讯地址分别发送至对应的单机，建立并机状态。

实现并机连接后，主机接收操作人员输入的控制指令，首先对控制指令进行解析，得到操作指令；然后通过通讯总线将该操作指令分别发送至各从机，从机接收到操作指令后反馈应答信息给主机，该应答信息表示已收到主机发送的操作指令；然后执行操作指令，从而实现主从控制。

当主机在预置的时间内接收到从机反馈的应答信号，则根据应答信号控制各从机执行操作指令；

当主机在预置的时间内未接收到从机反馈的应答信号，则重新发送操作指令；若操作指令的重发次数超出设置的发送次数，主机将发出告警信息，该告警信息用于提示工作人员参数设置失败。

例如：一个电子负载并机系统(20KW)包括一台主机和三台从机，现需该电子负载并机系统以恒流模式拉载10A电流，操作人员通过前面板按键操作输入10A或者通过远程操控给电子负载下发拉载10A的控制指令，前面板或通讯板将该控制指令发送给主机的控制板，主机接收到10A指令后，首先对指令进行解析，得出平均每台单机需要拉载2.5A电流，并发出“每台从机拉载2.5A电流”的操作指令，各从机接收到该操作命令后发出反馈信号，主机接收到反馈信号并确认无误后实施同步拉载。如果主机超时未接收到从机的反馈信号，则进行指令重发，超过3次未能成功，主机将发出告警提示，告警理由为参数设置失败。

图2是本发明实施例提供的各单机的逻辑框图；如图2所示，各单机中均包括配置单元和并机控制单元；

配置单元用于接收外部输入的配置指令，该配置指令包括主机配置指令、从机配置指令和单机配置指令；当任意一个单机的配置单元接收到主机配置指令后，表明该单机被配置为主机；则该配置单元输出第一启动指令，并机控制单元根据该第一启动指令启动监听程序，监听通讯总线以获取各从机发送的握手信号并根据该握手信号对从机进行排序；根据排序结果为各从机分配通讯地址并将所述通讯地址发送至对应的从机。

当任意一个单机的配置单元接收到从机配置指令后，表明该单机被配置为从机；则该配置单元输出第二启动指令，并机控制单元根据该第二启动指令按照设定的时间周期发出握手信号；并机通讯总线上除了传送握手信息，还要传输主机发给从机的操作指令、各从机向主机发送的运行参数，因此发送握手信号的时间周期需要满足的是给通讯总线留有时间余量，不至于造成总线拥堵、通讯不畅；一般来说，该时间周期＝通讯总线传输的各种信息所占用的时间总和×从机的台数×2。

当任意一个单机的配置单元接收到单机配置指令后，表明该单机单独工作，不加入并机系统，则该配置单元不发出任何指令，并机控制单元不工作。

由于系统中的各单机(包括主机)均按照一定周期连续发出握手信号，主机根据接收的握手信号的数量即可判断当前待并机的单机个数；当增加从机或因故障抽走从机时，无需对主机作任何设置，主机即可自动识别相同类型的单机并重新进行并机判断与连接；需要指出的是，当系统中的各单机处于ON状态时，主机不对并机状态进行更新；当单机处于OFF状态时，主机根据从机数目的增减重新调整并机状态，达到新的平衡而不需要操作主机或从机的任何设置参数。

主机和从机在物理上是完全一样的个体，作为主机或从机没有特别的要求；并且每一台单机中均包括配置单元、并机控制单元，任意一台单机都可作为主机，只需对单机的配置单元进行配置，该配置单元即可控制该单机执行主机的控制程序，作为主机使用。如果系统中的主机因故障需要维修，只需要从剩下的从机中任意选取一台设置为主机即可立即降额使用，而不需要全部返厂维修处理；如果系统中的从机故障，直接剔除故障从机而不需要做任何设置即可立即降额使用，不会耽误生产线的生产或测试流程，对于视时间效率为金钱的生产线来说，具有实质性意义。

作为本实施例的一个优选，主机还用于通过通讯地址获取各从机的实时信息，该实时信息包括单机的运行数据和告警信息；主机根据发送该实时信息的通讯地址所对应的握手信号中的序列号对产生告警信息的从机进行定位。由于主机根据单机的序列号对各单机进行排序并分配通讯地址，建立了单机的序列号与通讯地址之间的映射关系，根据该映射关系查找产生告警信息的通讯地址所对应的单机序列号，不仅能够实时监控各台单机的运行数据，还能快速、有效地定位发生故障的单机，帮助技术人员能准确的定位问题点进而排除故障，缩短了现场维修处理的时间。

本实施例还提供了一种电子负载并机方法，适用于多个通过通讯总线进行级联的单机，如图3所示，该方法包括以下步骤：

S1：任意一个单机接收外部输入的主机配置指令，被配置为主机；其他单机接收外部输入的从机配置指令，被配置为从机；各从机根据从机配置指令按照预设的时间周期发出握手信号，主机根据主机配置指令启动监听程序，监听通讯总线以获取从机单机发送的握手信号；该握手信号包括单机的序列号和机型；

S2：主机根据握手信号对其他单机进行排序，根据排序结果为各单机分配通讯地址并将通讯地址发送至对应的单机，建立并机状态；具体为：根据握手信号中的机型筛选出型号相同的单机，然后根据序列号对各单机进行排序，建立单机的序列号与通讯地址之间的映射关系；

S3：主机接收外部输入的控制指令并对其进行解析，得到操作指令；按照步骤S2中分配的通讯地址将操作指令分别发送至各从机；各从机接收到该操作指令后反馈应答信息给主机；

S4：当主机在预置的时间内接收到从机反馈的应答信号，则根据应答信号控制各从机执行操作指令；

当主机在预置的时间内未接收到从机反馈的应答信号，则重新发送操作指令；若操作指令的重发次数超出设置的发送次数，主机将发出告警信息，该告警信息用于提示工作人员参数设置失败；

作为本实施例的一个优选，步骤S4之后还包括：

S5：主机通过通讯地址获取各从机的实时信息，该实时信息包括运行数据和告警信息，实现对单机运行状态的实时监控；主机根据通讯地址对应的握手信号中的序列号对产生告警信息的单机进行定位，找出故障单机。

相比于现有的并机系统及方法，本发明提供的电子负载并机方法及系统，主机根据各从机发送的握手信号的数量即可判断当前待并机的单机个数；当增加从机或因故障抽走从机时，无需对主机作任何设置，主机即可自动识别相同类型的单机并重新进行并机判断与连接，实时更新并机状态；配置简单且易于扩展，能够根据用户需求随意增减并机数量，灵活扩展到用户所需的功率。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子负载并机方法，适用于多个通过通讯总线进行级联的单机，其特征在于，包括以下步骤：

S1：任意一个单机接收外部输入的主机配置指令，根据所述主机配置指令启动监听程序，监听所述通讯总线以获取其他单机发送的握手信号；

S2：根据所述握手信号对其他单机进行排序，根据排序结果为各单机分配通讯地址并将所述通讯地址发送至对应的单机。

2.如权利要求1所述的电子负载并机方法，其特征在于，步骤S1中还包括：

其他单机接收外部输入的从机配置指令，根据所述从机配置指令按照预设的时间周期发出握手信号。

3.如权利要求1所述的电子负载并机方法，其特征在于，步骤S2中根据所述握手信号对其他单机进行排序的过程具体包括：根据所述握手信号中的机型筛选出型号相同的单机，并根据握手信号中的序列号对所述单机进行排序。

4.如权利要求1或3所述的电子负载并机方法，其特征在于，步骤S2之后还包括以下步骤：

S3：接收外部输入的控制指令并对其进行解析，得到操作指令；按照所述通讯地址将所述操作指令分别发送至对应的其他单机；

S4：当在预置的时间内接收到其他单机反馈的应答信号，根据所述应答信号控制各单机执行所述操作指令；

当在预置的时间内未接收到其他单机反馈的应答信号，则重新发送所述操作指令。

5.如权利要求4所述的电子负载并机方法，其特征在于，步骤S4之后还包括以下步骤：

获取其他单机的实时信息，所述实时信息包括运行数据和告警信息；并根据接收实时信息的通讯地址所对应的序列号对产生所述告警信息的单机进行定位。

6.一种电子负载并机系统，包括多个通过通讯总线进行级联的单机，所述单机中的任意一个被配置为主机，其他单机作为所述主机的从机；其特征在于，

从机按照设定的时间周期发出握手信号；

主机监听所述通讯总线，获取各从机发送的握手信号并根据所述握手信号对从机进行排序；根据排序结果为各从机分配通讯地址并将所述通讯地址发送至对应的从机。

7.如权利要求6所述的电子负载并机系统，其特征在于，所述握手信号包括单机的序列号和机型；主机根据所述机型筛选与主机型号相同的从机，并根据所述序列号对所述从机进行排序。

8.如权利要求6或7所述的电子负载并机系统，其特征在于，每个单机包括配置单元和并机控制单元；

所述配置单元用于接收外部输入的主机配置指令或从机配置指令，根据所述主机配置指令发出第一启动指令，或，根据所述从机配置指令发出第二启动指令；

所述并机控制单元根据所述第一启动指令启动监听程序，监听从机发送的握手信号并为各从机分配通讯地址，或，根据所述第二启动指令按照设定的时间周期发出握手信号。

9.如权利要求6或7所述的电子负载并机系统，其特征在于，所述主机还用于接收外部输入的控制指令并对其进行解析，得到操作指令；按照所述通讯地址将所述操作指令分别发送至对应的从机；

当在预置的时间内接收到从机反馈的应答信号，根据所述应答信号控制各从机执行所述操作指令；

当在预置的时间内未接收到从机反馈的应答信号，则重新发送所述操作指令。

10.如权利要求6或7所述的电子负载并机系统，其特征在于，所述主机还用于获取各从机的实时信息，所述实时信息包括运行数据和告警信息；并根据接收实时信息的通讯地址所对应的序列号对产生所述告警信息的单机进行定位。