DSP技術在汽車車身點焊過程的應用

艾長盛 ，鄭 剛 ，叢日剛，高 巖

(1.沈陽中科機械電子工程有限公司，遼寧 沈陽 110164；2.中科院沈陽自動化研究所，遼寧 沈陽 110016)

0 前言

隨著計算機系統、信息技術、電子技術及器件的發展，數字信號處理（DSP）技術得到迅速的發展。數字信號處理是使用數字化技術執行、轉換或提取信息，用來處理現實信號的方法，已被廣泛應用于許多領域，諸如通信工程、控制工程、工業自動化、電力工程、測控技術、電子信息等系統中。近些年隨著我國汽車業的成長，對其制造工藝、質量水平和生產過程管理提出了更高的要求。在汽車點焊過程控制及相關設備上，DSP技術的應用也便適時推出。利用DSP的數字信號快速處理能力，可實現對車身點焊的智能化控制；利用便捷的通信及網絡化功能，使現場的生產過程管理更加實時有效。

1 基于DSP的點焊過程控制器

1.1 點焊過程控制器的進展

20世紀80年代，我國二汽集團較早推出用當時的集成電路構成的點焊控制器，把我國點焊設備推向了數字化的第一步。同時期，南昌航空學院發表了相關資料和報告，推進了這一領域技術應用的發展。20世紀80年代中期，點焊控制器有少量的美國進口，但價格昂貴。長春一汽工藝處焊接室與中科院沈陽自動化所二室合作開發并推出了基于Z-80單片機的可編程電阻焊控制器①趙鳳斌.可編程電阻焊控制器研制報告，沈陽自動化所，1985.，成為我國較早推出的自行研發的單片機點焊控制器。早期的產品在沈陽金杯面包車和輕型車焊裝線應用，取得了很好的效果。20世紀90年代后，由于需求的增加，通過進口產品的借鑒，市場逐步推出較多的單片機點焊控制箱。2000年，沈陽新松機器人首推CAN總線點焊機現場總線控制系統（RWFCS-2000）①趙鳳斌.電阻焊CAN總線控制系統2000沈陽新松機器人公司.，應用于焊裝線。近年來，沈陽中科機械電子工程公司改進了可編程電阻焊控制器，采用DSP處理器，擴展功能應用在車間生產管理系統中。

1.2 DSP的特點

德州儀器的TMS320F2812數字信號處理器是針對數字控制所設計的，整合了DSP及微控制器的特性，具有成本低、功耗低、性能高的處理能力、強大的外部接口等優點，便于構成大型的控制系統。主要特點有：（1）單指令周期，在一個指令周期內可完成一次乘法和一次加法。（2）采用哈佛結構，程序和數據空間分開，可同時訪問指令和數據。（3）片內具有快速RAM，通?？赏ㄟ^獨立的數據總線在兩塊中同時訪問。（4）快速的中斷處理和硬件I/O支持。（5）可以并行執行多個操作。（6）支持流水線操作，可以重疊執行取指、譯碼和執行等操作。

DSP主要使用在嵌入式控制、數字電機控制（DMC）、資料擷取及I/O控制（DAQ）等領域。德州儀器的TMS320F2812針對應用最佳化，并有效縮短產品開發周期。F28x核心支持全新CCS環境的C compiler，提供C語言中直接嵌入匯編語言的程序開發界面，可在C語言的環境中搭配匯編語言來撰寫程序。F28x系列DSP預計發展至400 MHz，目前已發展至150 MHz運算能力，同時內部集成了豐富的功能模塊，如：SCI總線模塊（可擴展為RS232、RS485、RS422等串行通信）、CAN通信模塊、ADC轉換模塊、PWM控制模塊等。

1.3 點焊過程控制

由于汽車的生產走向輕型化、更安全、性能更好的目標，所以車身的焊接也向“精細化焊接制造”方向發展。新材料的焊接提出零缺陷、高品質、高效率的要求，材料由鍍鋅鋼板、低合金鋼、高強鋼、輕型材料代替冷軋鋼板；對質量控制和生產管理提出更高的要求[1]。

1.3.1 點焊控制系統應充分滿足不同的材料對工藝的特定要求

普通低碳冷軋鋼板比較容易焊接：充分壓緊、預焊“燒毛”、電流緩升、焊接緩降就可順利完成。高強度鍍鋅板的點焊要求：嚴格的工藝參數；電極為合適的材料并可及時修整和更換；采用多脈沖或電流斜坡上升方式焊接；設置預焊電流，鋅層首先熔化并被壓力擠走，電極形成鋅銅合金減少，有利于焊核均勻形成；后處理段有利于約束焊核，增加電極壽命，減少后期飛濺。這些條件的適當匹配是保證點焊質量的關鍵。而對于鋁合金材料，由于其低熔點、導電導熱性強、屈服強度低，需要“強規范”，大電流、短時間焊接，同時需要特定的焊接過程的參數監控。

專家試驗表明，鍍鋅鋼板采用階梯式電流增量方法獲取優化電流增量曲線，可以實現在電極電流密度迅速變化的情況下，控制合格的熔核尺寸，并保證把電極帽的磨損程度控制在可接受的范圍之內。即控制器的電流階梯密度補償[2]。

從更為精細及便于操作的角度出發，控制器應具有焊接電流上下極限控制超限報警、超下限自動補焊、電流緩升緩降、線性插補、間歇式循環脈沖加熱等功能及以下一些功能：脈沖/非脈沖啟動、二次回路粘連檢測、恒電壓系數、電源頻率選擇、有效焊點計數等。為了人機交互便捷，采用觸摸屏進行多信息的操作顯示②趙鳳斌.可編程電阻焊控制器研制報告，沈陽自動化所，1985.。

1.3.2 點焊是多變量多不確定因素的過程

點焊是金屬的結晶過程，也是一個多變量耦合和諸多隨機不確定因素影響的過程，過程參數的檢測與監控因此變得復雜[3]。點焊變壓器主電路是一個晶閘管（SCR）的交流調壓系統，通過控制SCR導通角調節焊接變壓器的一次電壓。每一個電網周波，控制系統都要調節SCR的觸發角，以確保提供恒定的焊接熱量。調節量與如下變量有關：設定的焊接電流或熱量、電網電壓的波動、焊接回路阻抗的變化、功率因數角的動態。所以，系統要求在半個周波內完成諸多參數的采集和處理，控制系統基于回路熱電轉換方程和多變量關系知識庫，建立一個龐大的數據表，以提供精細的調節數據②趙鳳斌.可編程電阻焊控制器研制報告，沈陽自動化所，1985.。

1.4 系統結構和功能

新版DSP主控板基于TMS320F2812數字信號處理器，包括電源監控電路和濾波抗擾、同步檢測電路、互感器信號處理單元、過程參數數據采集、焊接過程監控、故障自檢與顯示、焊點計數處理與報警、工位焊點監控聯動、總線接口及外擴矩陣、晶閘管模塊觸發電路、過熱保護電路、顯示模塊、手持觸摸屏或LCD示教盒。系統功能框圖如圖1所示。

圖1 DSP可編程電阻焊控制器結構功能框圖

電源監控和濾波抗擾電路提供DSP和外部接口的工作電源，并保障抗工業嚴酷等級二級以上的要求；互感器信號處理單元將自制精密互感器感應的焊接電流信號進行處理后送至DSP數據通道；同步檢測電路對供電電源處理后輸出同步中斷信號；DSP輸出端連接反并聯晶閘管模塊的自適應觸發電路；DSP的串行通信口接手持示教盒，示教盒為觸摸屏顯示操作方式或LCD和鍵盤方式，方便編程交互；顯示模塊亦通過串口與DSP通信，專用處理器處理被顯示數據，顯示在LED/LCD或其他顯示器件上，此模塊可長線機外連接，并有串口與外界相連；總線通訊接口與擴展接口矩陣有兩大功能，即提供多總線通訊接口及外部I/O擴展端子；自檢與狀態監控使本機具有了智能化性能，通過硬件、軟件檢測與辨識，提供故障點報警和關鍵點狀態顯示，方便設備保全；過程數據參數采集是系統的重要組成部分，實時采集和處理工作電壓、電流、電壓電流過零、相位角、SCR導通角等，為過程控制與分析提供數據；焊點計數處理記錄并統計有效焊點，提供預設報警和統計監控數據；PWM逆變接口是利用F2812具有的PWM控制接口，包括6路PWM/CMP、2路QEP、3路CAP、2路16位定時器（或TxPWM/TxCMP）及該芯片擴展的方便條件，構建一個控制系統。本控制器利用示教盒可進行遠距離焊接規范數據設定，也可方便地接入現場總線系統進行集中焊接數據設置和監控。系統可以很方便的與CAN總線、PROFIBUS、工業以太網現場總線系統等相連，構成或接入車間制造管理系統。

1.5 系統特點

汽車車身質量關系到整車的質量和性能，車身點焊的質量決定了車身的質量。點焊過程的質量控制和管理是生產的關鍵所在。點焊控制器除完成準確精細的焊接規范要求外，還要進行準確的分析判斷，以減少飛濺，補償電極對熔核的影響，減少粘連。

1.5.1 數據處理功能

DSP可以實時采集大量數據并處理，進行快速比對分析。采集數據包括電網電壓波動、主回路一次電流、二次電流和電壓、SCR的狀態檢測等。通過處理分析可以獲得點焊質量、補償狀態、飛濺程度的基本判定并實施調整。DSP控制器在焊接電流波形、產熱特點和熔核變化規律上接近逆變焊機。一般電阻焊機加熱過程峰值功率比平均功率高出幾倍，當焊接電流達到峰值時，容易因熔核破裂而出現飛濺，其次在通電開始時，由于溫度上升過快，容易導致早期飛濺；DSP控制器焊接時，精細控制電流上升過程，監視電極磨損狀態，限定電流過大，加熱相對平穩，從而減少飛濺。

1.5.2 優質焊接與有效管理的結合體

焊裝線質量管理的基礎數據和最終控制目標都離不開點焊過程控制器?？刂破魍ㄟ^網絡通訊接口快速實時提供當前工藝規范、焊接電流或熱量、功率因數角、有效焊點數等重要的控管數據，才能實現有效的系統管理。不斷調整和優化焊接電流，才能獲得好的焊接效果。焊接熱量的趨勢、電流密度和電極磨損等都可以得到實時監控。

1.5.3 焊接參數的實時顯示跟蹤和質量追溯

實現面向設備運行狀態的管理和生產的管理。早期點焊控制器主要基于設備記錄運行歷史數據和故障信息。現在面向生產質量，可利用RFID等標識方便地讀取工件信息，并把進入識別區后對工件的所有焊接數據和相關信息記錄在該標識下，實現有效的數據處理、轉存和歷史數據應用。在實行汽車質量召回制度后，方便地進行質量跟蹤或追溯①趙鳳斌.電阻焊CAN總線控制系統2000沈陽新松機器人公司.。

1.5.4 智能自檢和高速復合運算

采用PID控制算法調節焊接電流大小，DSP采集焊鉗端電流及相關數據，電流半周波256個采樣點，計算電流有效值，根據該值反饋給DSP控制輸出端，利用模糊控制算法完成對電流大小的控制。如圖2所示。

圖2 模糊算法控制電流大小

系統在主DSP控制下，采用協處理器FPGA專門處理焊接電流數據，補償運算和飛濺輔助判斷。在顯示模塊也采用專門處理器進行數據收發、顯示和交互，是傳統8位單片機所不及的。

1.5.5 強大的通信功能，進入信息化系統

系統具有豐富的工業接口功能，可以提供CAN、以太網、PROFIBUS_DP、DEVICENET等工業組網接口，實現車間級信息數據管理，還可以提供點焊現場總線聯網限容控制算法，完成集中編程、監控、實時焊接數據存儲、數據庫查詢檢索以及電網三相平衡分配。配合焊點計數系統，實現對車身焊接工位焊點數的監控，可與控制卡具的PLC進行通信聯動，當焊接工位的焊點數不夠時，不允許打開卡具?？梢苑奖愕臉嫵珊秆b車間ANDON系統，并推進可視化管理①趙鳳斌.電阻焊CAN總線控制系統2000沈陽新松機器人公司.。

2 點焊車間生產管理系統

在汽車車身的制造過程中，電阻點焊工藝仍是主要的裝配連接手段。電阻點焊焊核質量的好壞，不僅決定了車體焊接裝配過程的制造偏差，同時也決定了轎車使用的可靠性和安全性。點焊的水平決定車身的質量也反映了企業汽車制造水平的高低。一輛轎車車身上，約有4000～6000個電阻點焊焊點，而不同焊點又因鋼板材料和厚度的組合而采用不同的工藝參數，其點焊信息的規模較大，手工管理時問題較多，人工管理容易出現重復、遺漏的現象。而且隨著數據規模的增加，使查詢、管理更加不便。所以針對這些參數建立合理的數據庫，不僅可以確立焊接規范，還可以記錄、處理、分析焊點數據，提高焊接質量，節約生產管理成本[4]。

2.1 車身點焊信息管理系統的設計

DSP新型焊機控制器帶有豐富的現場總線接口，為車身點焊信息管理系統的設計提供了必要的保證。設計方案如圖3所示。

按照規范化的設計方法，將車身點焊數據庫系統設計分為以下幾個階段：調查用戶需求，特別是對數據及處理的要求和描述；設計數據庫的概念模型；數據庫的邏輯設計、物理設計；物理數據庫的建立、試運行及評價。

2.1.1 車身點焊信息數據庫的需求分析

需求分析是建立數據庫的起點，它主要是收集和分析數據的內容，了解用戶對數據處理的要求，從而熟悉主要業務流程。通過生產現場的調查，現有的數據流主要有：

（1）焊接工位信息。一輛轎車有x個點焊焊點，分為前圍、后圍、側圍、門蓋、總拼、補焊六大類工位。

圖3 車身點焊信息管理系統設計方案

（2）焊接設備參數。車身焊裝線上的點焊設備主要有三類：①手動懸掛式點焊機，一個焊裝車間一般有200～300臺或更多；②點焊機器人，以提高車身焊裝線的自動化程度；③專用多點焊機，采用多點焊工藝的目的是提高生產效率，在焊裝生產線上，車身底板的點焊裝配經常采用專用多點焊機。

（3）焊接材料參數。隨著汽車朝高速、安全、耐用以及輕量化方向發展，對汽車車身用鋼板的焊接性能提出了越來越高的要求。目前轎車多采用低碳鋼、高強度鋼板、鍍鋅鋼板和鋁合金四種汽車車身板材，這三類數據具有以下特點：①數據類型多樣，包括幾何數據、屬性數據和文檔數據；②數據結構復雜，獨立的數據流內部是層次結構，工位信息和設備參數之間是網狀結構。

2.1.2 數據庫的概念設計和邏輯設計

概念設計就是將需求分析得到的用戶需求抽象為信息結構即概念模型的過程。運用E-R圖將系統涉及到的實體和屬性，以及屬性之間的關系用概念的形式描述清楚。車身點焊數據庫的E-R圖如圖4所示。圖中一個工位包含若干臺焊接設備，而一種焊機又可以在不同工位上工作，所以兩實體間是m∶n的關系；一臺焊接設備可以焊接不同種類的焊件，一個工位需要加工一定種類的焊件，所以實體間是1∶n的關系。邏輯設計的任務就是把E-R圖轉換為與產品所支持的數據模型相符合的邏輯結構。本系統選用基于關系數據模型的ORACLE為后臺數據庫，利用關系模型的規范化理論對庫表結構進行優化，減少數據的冗余，得到的二維表包括焊接工位信息表、焊接材料參數表、焊接設備參數表和用戶信息管理表[5]。

圖4 車身點焊數據庫E-R圖

2.2 轎車車身點焊信息管理系統應用程序開發

2.2.1 軟件環境

系統使用Dephi 7作為開發工具，Delphi是全新的可視化編程環境，提供了一種方便、快捷的Windows應用程序開發工具。

2.2.2 模塊設計

系統主要模塊由系統管理、設備數據、工藝參數、工位信息管理和系統工具組成。每個信息管理子模塊都采用ADO對象模型的程序設計方法進行開發。其主要步驟有：①連接數據源，對于不同的提供者和數據源都可在“連接字符串”中指定；②創建SQL查詢命令，查詢命令要求數據源返回含有所要求信息行的Recordset對象，命令使用SQL語言編寫；③執行命令；④操作數據，大量的Recordset對象方法和屬性可用于對數據行進行檢查、定位和操作。例如：Recordset常用的Fields集合、CursorLocation屬性、BOF屬性和AddNew方法：⑤更新數據，對于添加、刪除和修改數據行，在此采用復制緩沖區模式，即不立刻更改Recordset，而是將更改寫入內部緩沖區，如果不想進行更改，內部緩沖區將被放棄；⑥結束更改及對錯誤操作的處理。

2.2.3 點焊信息管理系統的功能

基于以上模塊設計和軟件環境，完成了對轎車車身點焊信息計算機管理系統的開發。系統的主界面如圖5所示。

圖5 車身點焊信息計算機管理系統主界面

（1）數據的錄入和修改。系統的數據項涵蓋了焊接工位信息、設備信息和工藝信息。其中工位信息提供以工位為中心的焊接工序、加工部位、焊接設備的管理；設備信息提供設備的主要參數性能、電極與焊槍的配合以及故障維修的管理；工藝信息提供不同板材的規范工藝參數。這些數據都為保證焊接質量發揮著重要的作用。對這些數據，系統都提供了添加、修改、更新、刪除、圖表顯示等操作。

（2）數據的查詢檢索，查詢部分的內核采用基于SQL語言的多關鍵字復合查詢和連接查詢，可以選擇查詢不同字段和它們間的邏輯關系，可以實現多個關系表之間的連接查詢。為了方便用戶，對查詢的結果采用網格列表瀏覽。例如：復合查詢允許用戶根據材料的編號、類型、名稱進行復合查詢；連接查詢實現工位信息和設備信息表的連接查詢。

（3）數據庫的維護、輸出和瀏覽。為了保證數據庫系統的安全性、有效性、完整性，程序中還設置了用戶登錄權限管理，數據輸入的有效性檢查、數據報表的打印和數據庫報表文件輸出為文檔或Excel格式等功能。

3 基于DSP的低壓動態無功功率補償控制器及裝置

隨著工業生產的發展，大功率非線性負荷的增加，現場設備對電網的沖擊和諧波污染不斷上升，引發多電能質量問題，功率因數低、諧波含量高、三相不平衡、功率沖擊、電壓閃變和波動。諧波和不平衡是許多電力事故誘發的原因，如繼電保護裝置誤動、變壓器絕緣損壞、電容器燒毀，并會大大縮短電氣設備的壽命。

汽車車身主要工藝設備是點焊機，點焊機大多是單相沖擊性負載，瞬間沖擊電流大，功率因數約為0.6。由于焊機產生閃變給干線帶來諧波和感性無功功率，使供電電壓非對稱性波動，或引發故障。此時因電壓明顯跌落，會直接影響焊接質量，產生虛焊或過熔。傳統的補償設備檢測速度慢，無法實時進行投切，因此采用實時無功功率補償裝置能夠：①提高功率因數，從而提高設備的利用率；②減少供網的有功損耗；③合理地控制供電系統的無功功率流動，從而提高電網水平，改善供電質量；④改善電網電壓波形，減小諧波分量和負序電流問題；⑤針對電容器、電纜、變壓器，避免高次諧波引起的附加電能損失和局部過熱。

3.1 基于DSP的動態無功功率控制器的設計

動態無功功率控制器以數字信號處理器（DSP）為核心，系統抗干擾能力更強，信號處理速度更快，利用瞬時無功理論來計算補償對象，控制目標多樣性[6]。合理的無功功率補償控制應不發生過補償；無沖擊投切；反應靈敏、迅速；最大限度地利用補償設備提高電網的功率因數；無投切振蕩等。

本控制器采用無功功率、電壓和功率因數綜合控制方式進行控制。以功率因數控制為基礎，電壓和無功功率控制避免投切振蕩，電壓、電流設定值為控制投切的約束條件，實現了智能性綜合控制。

傳統的自動無功補償裝置就是通過單片機進行控制實現電容器組的投切。但是，電網中存在諧波時，投切電容器組有可能發生諧波放大，甚至造成系統過電壓、過電流、絕緣損壞、系統震蕩甚至顛覆解列。因此，在無功補償的同時，測量和抑制電網中的諧波量非常重要，且對系統的無功進行準確補償也建立在對系統各項參數進行準確測量的基礎上。

單片機作為控制器的系統受硬件資源和速度的限制，采樣精度并不高，每周波的采樣點少，只支持計算量小的算法，限制了測量的精度和響應的速度。采用DSP作內核的帶電力監測的無功補償裝置能更好地滿足實時性和精確性的要求，其電路如圖6所示。

圖6 帶電力監測的無功補償裝置的總電路

3.1.1 輸入模擬量

（1）工作電源。額定電壓工作范圍AC/DC165～265 V。

（2）電壓模擬量。額定輸入電壓模擬量三相四線 380/220V，50Hz，正弦波形。

（3）輸入電流模擬量。額定輸入電流模擬量5 A，50 Hz。

3.1.2 測量及顯示

電壓——各相電壓；電流——各相電流；有功功率——各相及總和；無功功率——各相及總和；視在功率——各相及總和；頻率；功率因數——各相及平均；有功電能——各相及總和；無功電能——各相及總和；諧波頻譜分析——各相2～64次。

3.1.3 控制功能

（1）功能設置。三相對稱補償和分相補償組合；投入、切除門限設定值；延時設定值；過電壓保護設定值；諧波超值保護設定值；容錯功能；硬件或軟件閉鎖功能。

（2）顯示功能。工作電源、工作顯示；超前、滯后顯示；輸出回路工作狀態顯示；過電壓保護動作顯示；電網即時運行參數及設定值調顯功能；監測或統計數據調顯功能；諧波超值保護動作顯示；手動、自動指示顯示。

（3）延時及加速功能。輸出回路動作應具有延時及過電壓加速動作功能。

（4）程序投切功能。手動或自動投切選擇，自動狀態時應具有自動循環投切。

（5）自檢復歸功能?？刂破髅看谓油娫磻M行自檢并復歸輸出回路（即輸出回路處在斷開狀態）。

（6）投切振蕩閉鎖。在輕負荷時，控制器應有防止投切振蕩的措施。

（7）閉鎖報警。當系統電壓大于或等于一定值時（該值可調），閉鎖控制器投入回路；投切器內部發生故障時，閉鎖輸出回路并報警；執行回路發生異常時，閉鎖輸出回路并報警。

（8）數據傳輸。用中間體（如抄表器）抄錄實時數據和歷史數據。

通過采樣系統的三相電壓和三相電流，根據電壓、電流的幅值及相位計算系統無功功率，并與設定的投入門限、切除門限相比較，再考慮系統電壓幅值情況確定電容器組的投切，投切命令輸入到觸發電路，由觸發電路控制晶閘管在電壓正向峰值時投入電容器，按照“在保證電壓不越限的前提下，使變壓器從系統中吸收的無功最小”的原則對電容器組進行控制，能有效改善電壓質量，提高功率因數，降低網絡損耗。電容器分組采用二進制方案，即采用（K-1）個電容值均為C的電容和一個電容值為（C/2）的電容，這樣的分組可使組成的電容值有2K級。最小電容量那一路作為單位電容量，它的大小決定了補償精度。

系統核心為TMS320LF2000的DSP控制，實時監測電力系統無功功率和電壓并跟蹤系統無功功率的大小，采用晶閘管投切并聯電容器組的方式。該裝置因響應速度快、動態性能好，所以能對快速變化的無功進行跟蹤補償。該裝置具備完整的顯示控制保護功能。根據需要可顯示功率因數、系統電壓、負載電流、無功功率等值。并可實時在線設置投入門限、切除門限、過電壓、欠電壓、延時值等參數。能延時可調、過壓自動切除，能有效地提高功率因數改善電壓質量、降低電能損耗、消除電壓波動、濾除高次諧波，抑制電壓閃變，減少電壓不平衡，可廣泛應用低壓配電系統及工礦企業。

3.1.4 控制系統構成

采用TI公司的TMS320F28335作為主控制器，該芯片是TMS320C2000平臺下的一種浮點DSP芯片，是一款專為控制設計的單片機。處理速度很決，達到150 MIPS，在晶振頻率為30 MHz時，計算一次512點的FFT運算用時僅200 ms，特別適合于處理諧波分析。用到的數字濾波和傅立葉變換等運算的微處理器，同時又具有低成本、低功耗、高性能的處理能力[7]。

信號采集單元包括電壓、電流信號形成回路、低通濾波回路（ALF）此模塊單元的作用是將電壓互感器（YH）和電流互感器（LH）二次輸出的電壓、電流模擬量經過上述環節處理成大小與輸入量成正比、相位不失真的模擬量，輸入到DSP的A/D轉換通道進行采樣，將其轉化為計算機能接受與識別的數字量，再進行數據處理及運算。

模數轉換器為F28335自帶的帶內置采樣和保持的A/D轉換器，具有12位精度，轉換速度最快達到80 ns，并且可以同時采樣16路信號。有多個觸發源可以啟動AD轉換，包括軟件啟動、EVA，EVB和外部觸發（ADCSOC）。模數轉換模塊的排序器包括兩個獨立的最多可選擇8個模擬轉換通道的排序器（SEQI和SEQ2），這兩個排序器可被級聯成個最多可選擇16個轉換模擬通道的排序器（SEQ）。在這兩種工作方式下，ADC模塊都能夠對一序列轉換進行自動排序。轉換后的數值結果保存在該通道相應的結果寄存器中，這樣用戶可以對同一個通道進行多次采樣，采樣結果分辨率高。

F28335自帶256kB的Flash，外部可擴展1MBit數字存儲器和1MBit程序存儲器。無源晶振采用30 MHz，經內部時鐘定位（PLL）5倍頻得到28335的主頻為150 MHz。PLL采用外部濾波環電路來消除抖動。

電源監控芯片選擇了TI公司的TPS7333Q，此芯片可將5 V電壓轉換成DSP需要的3.3 V電平，并有電平監控的功能，

系統采用液晶顯示測量結果，并由鍵盤輸入命令，信號經運算處理后，可由液晶顯示器顯示結果，便于觀察，也可由RS-232接口與上位機進行通信，上傳數據，便于存儲和查詢。

通信電路采用符合RS-232標準的驅動芯片MAX3232，進行串行通信。MAX3232芯片功耗低、集成度高，3.3 V供電，具有兩個接收和發送通道。

DSP在一個工頻周期內等間隔地采集512個瞬間電壓、電流數據后，經DSP處理計算出電網電壓、電流（包括零序電流）、功率因數、無功功率、有功功率、電壓電流、1～64次諧波等負荷參數值，存儲并送參量到顯示單元顯示，同時根據現場的實際情況通過控制器鍵盤設置參數來控制電容投切。實現分補、共補同時控制。在被諧波污染的電網中，一般在電容器上串聯電抗，以抑制和防止諧波放大。本系統采用實時跟蹤監測電網中的諧波量的方法，在電網中的諧波量超出設定值時，停止投入電容器，并報警信號。

4 結論

DSP在電阻焊控制器的應用極大地推進了點焊過程的發展，DSP的高速運算和通信能力適應了汽車點焊生產控制信息化、智能化的發展需求，有效的提高焊點質量，強化了電阻電焊過程的監控管理，對提高車身質量有著重要意義?；贒SP的低壓動態無功功率補償控制器為汽車焊接供電電源的無功補償提供了有利的核心設備，為安全精確補償、有效節能生產提供了保障。DSP的應用為精細點焊控制、改善焊接質量、提高信息化管理水平提供了一系列全面的解決方案。

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