现场总线控制系统是信息数字化、控制分散化、标准统一全开放的新一代工业自动化控
制系统，它有控制精度高、系统可靠性强、成本低廉等优点。其中控制彻底分散是现场总线
控制系统具有的突出特点，它给用户带来的实质优点是：由高度智能的现场设备来分散
地完成 DCS 控制器的功能，弱化甚至省去了集中控制器的层次，降低了设备和布线费用

 

使控制风险彻底分散，提高系统控制的自治性和可靠性。

    我们设计并采用的 SHCAN2000

——

分布式控制系统采用三层体系结构，即操作站

CAN 总结网络(双绞线)——现场智能测控单元。操作站由工业 PC 机加网卡组成；网卡的
功能是完成 RS-232C 与 CAN 总线之间的协议转换，实现工业 PC 机与 CAN 总线的连接。
操作站采用 Windows2000 操作系统，工控软件采用美国 Intellution 公司的 FIX6-15，建立

 

友好的人机界面，实现系统监控和管理功能。

    SHCAN2000 型系统的总线通信标准采用 CAN2.0B。CAN 总线的短桢结构、CRC 校验以
及错误节点自动关闭功能，保证了信号传输的可靠性，具有较强的抗干扰能力。在电机试
验台现场强电磁干扰下，从未出现通信故障，证明了 CAN

 

总线通信的高可靠性。

    在 SHCAN2000 控制系统中，现场智能测控单元作为控制系统的核心，完成全部控制功
能；通过 CAN 总线实现设备之间的信息共享，以及现场和上位机之间的通信，包括控制
信息、设备状态和实时数据的传送。完全由现场测控单元实现对电机试验流程的全部控制，

 

是系统实现的一个难点。

    SHCAN2000 现场智能测控单元采用了由实时多任务操作系统、实时监控软件、任务级组
态软件、实时数据库构成的现场智能测控仪表软件组件集成技术[2]。并开发了下载与调试

 

程序，支持在线组态和模拟调试，大大方便了系统的设计、调试。

    3 

 

系统功能实现

    本电机试验台测试系统能够自动完成 ZD-106、ZD-109、QDR-410 型号牵引电机的全部出

 

厂试验和部分型式试验。下面结合试验流程特点，按系统功能实现的过程来进行介绍。

    3.1 

 

系统模型分析

    试验项目繁多，流程复杂。根据我们分析，每一个试验项目的步骤从五步到二十步不等，
有的试验项目还有不同试验方式，累计试验步骤近五百步。面对如此复杂的试验流程，为

 

了清晰地描述电机试验的控制过程，首先要归纳出系统的数学模型。

    牵引电机试验流程的控制包含开关量的逻辑控制和电机工作点的闭环调节，两者紧密
结合。为了清楚地分析电机试验过程中不同状态下的控制内容，我们将电机试验按控制逻
辑分成了若干步骤，依试验项目不同，步骤数目也不同，最多的试验项目(换向试验达 20
步之多。

    分析试验流程中的控制关系。一方面，在不同的试验项目以及每一个试验项目的不同
试验步骤，每个开关都具备一个确定的状态逻辑，电机工作点的调节内容也由试验步骤