基于DSP和CPLD的多功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、水電是一種清潔、可再生能源，我國(guó)水電事業(yè)快速發(fā)展，水電機(jī)組裝機(jī)容量不斷增大，為了保證水輪發(fā)電機(jī)組的安全和穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)組存在的隱患，并進(jìn)行處理避免事故的發(fā)生，同時(shí)指導(dǎo)機(jī)組進(jìn)行狀態(tài)檢修。數(shù)據(jù)采集是狀態(tài)監(jiān)測(cè)中非常重要的一環(huán)，準(zhǔn)確地獲取機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本任務(wù)。
　　水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是水電機(jī)組的關(guān)鍵控制設(shè)備，其健康狀況直接關(guān)系到水電機(jī)組的穩(wěn)定及安全運(yùn)行。本文的研究對(duì)象主要是水輪機(jī)調(diào)速系

2、統(tǒng)，通過比較多種數(shù)據(jù)采集方案，結(jié)合待監(jiān)測(cè)信號(hào)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種基于DSP TMS320F2812和CPLD EPM7128S的多功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并采用以太網(wǎng)芯片W5100與遠(yuǎn)程服務(wù)器通信。在研究奈奎斯特采樣定理和抗混疊濾波的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)采用高性能的ADC芯片，極大地簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還具備模擬量輸出功能，通過DAC芯片和電壓/電流輸出驅(qū)動(dòng)器芯片的組合設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)既能輸出電壓信號(hào)又能輸出電流信號(hào)。此外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還能測(cè)量頻率

3、信號(hào)，并且能夠輸出頻率可調(diào)的方波信號(hào)以及測(cè)量開關(guān)量輸入信號(hào)，同時(shí)還能輸出開關(guān)量信號(hào)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能十分完備，可用來測(cè)量水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中各種不同的信號(hào)。
　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還充分利用已有的模擬量測(cè)量模塊來采集三相電壓電流信號(hào)，DSP通過編程并采用IIR數(shù)字濾波器等算法求得有功功率，同時(shí)兼容三相三線制和三相四線制不同的接線方式。鑒于狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中需要測(cè)量的信號(hào)數(shù)量眾多，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還預(yù)留了SPI擴(kuò)展接口，可以外接SPI通信的數(shù)據(jù)采集模