基于LabVIEW的直流电能表检验装置设计

通道和16位数字量输入/输出通道。根据香农采样定理，为保证计算的准确性，在本次设计中，数据采集卡的采样频率设置为每个通道100 K/s 。

需要特别说明的一点，为了减轻CPU负担，该直流电能表检验装置采用DMA(Direct Memory Access)模式直接从内存存取数据。在DMA模式下，CPU只须向DMA控制器下达指令，让其处理数据传输。传输完毕后再将信息反馈给CPU，这在很大程度上减轻CPU资源占用率，大大节省系统资源。另外，DMA模式传输优先级高于程序中断，二者的区别主要表现在对CPU的占用程度不同。中断请求不但使CPU停下来，而且要求CPU执行中断服务程序，这其中包括对断点和现场的处理以及CPU与外设的传送，所以CPU付出很大代价;但若以DMA方式请求，仅仅会使CPU暂停一下，不需要对断点和现场的处理，由它控制外设与主存之间完成数据传输，无需CPU干预，只占用一点CPU时间。还有一点区别，CPU对这两种请求的响应时间不同，对中断请求一般都在执行完一条指令的时钟周期末尾响应;而对于DMA请求，考虑到它的高效性，CPU在每条指令执行的各个阶段之中都可以让给DMA使用，称为立即响应。设计的直流电能表检验装置采用DMA方式的数据采集程序如图3所示，其中左下角程序利用While循环生成一个定时器用来计时。

4.3 CAN通信模块

该直流电能表检验装置选用USBCANl型CAN通信模块卡与受检电能表进行通信，完成读取和控制。Virtual CANInterface(VCI)函数库是专门为ZLGCAN设备在PC上使用而提供的应用程序接口。库里的函数从ControlCAN.dll中导出，在LabVIEW中可以直接调用这些库函数而无需额外的操作。VCI函数具体的使用流程为：VCI_OpenDevice→VCI_InitCAN→VCI_StartCAN→VCI_CloseCAN。另外，当设备需要发送或者接收数据时，应分别调用VCI_Transmit和VCI_Receive两个库函数。设计的直流电能表检验装置CAN通信模块卡初始化程序和发送接收程序如图4和图5所示。

5 主要结论及改进方案

该直流电能表检验装置现应用于北京电保厂现场，并且已经向国家专利局申请发明专利。

经实验证明，此检验装置系统完全达到预期指标和要求，主要体现在以下几点：

1)检验后直流电能表测量误差精度小于±0.1%。本系统从硬件和软件算法两方面保障和提高了系统精度;

2)系统达到稳定要求。本检验装置对实验中出现的不稳定因素采取了相应改进方案：硬件方面，通过接地、独立供电等措施抑制系统干扰;软件方面，通过在通信协议中使用冗余纠错、判错重发等方法防止外部干扰的影响。

3)实现功能强大的要求。用户可根据自身要求对测试项目进行定制，并存储模板。同时本检验装置还提供对被检数据的多种处理，包括汇总、统计、打印等功能，充分满足用户需求。另外，本检验装置用户界面采用Windows界面形式，操作方便且使用友好。

未来的工作主要是深化电能表校验装置的改进方案，以实现l台PC机控制多台待检直流电能表设备，实现PC机远程控制，同时研究在网络上控制电能表检验装置的方案。