核电厂棒电源系统停堆功能的接口设计

为解决核电工程项目中因系统接口不明晰而可能造成的安全风险及工程进度延误等问题,以第三代国产化核电堆型CAP1400示范工程为例,着重解决了与棒电源系统实现停堆功能相关的接口问题。简要介绍了核电厂棒电源系统的基本结构和功能需求,给出了CAP1400数字化仪控系统的总体结构,并重点描述了棒电源系统(RDPS)、多样化驱动系统(DAS)、主交流电源系统(ECS)、电厂控制系统(PLS)、地震自动停堆系统(ESS),包括仪控系统的层级分布、接口功能实现原理及设计特点等。总结了第三代核电堆型CAP1400棒电源系统停堆功能的多样性和冗余性等特点。该设计保证了RDPS停堆功能的安全、可靠运行,并为后续核电项目的接口设计及管理提供参考。     

基于FPGA多串口到以太网网桥的设计与实现

为了更好地实现地面站监控计算机与无人机的多通道通信,提出了一种基于FPGA+网卡实现多串口到以太网网桥的设计方法,文中给出了系统的硬件结构设计和软件设计,其中对于FPGA实现串口通信和网卡模块的配置给出了较为详细的介绍,FPGA的接收、发送模块功能采用状态机来完成;与已有方法比较,具有集成度高、低功耗、功能灵活等优点;实际测试表明,该设计能够良好地实现通信,达到了多串口与以太网通信的目的,具有重要的实际意义和应用价值。     

基于FPGA的动力电池管理系统研究与开发

构建了基于单片机芯片MC9S12DG128与FPGA的电池管理系统,实现了数据监测、电池均衡、安全管理、荷电状态( SOC)估计、局域网(CAN)通信等功能.详细介绍了使用该系统模块的电池包的分布式结构特点,电池管理模块的CAN总线接口及硬件和软件功能设计.     

基于FPGA的雷达信号处理器测试台McBSP接口设计

基于FPGA的雷达信号处理器测试台的McBSP接口,主要应用于测试台和处理器间的串行通信.对McBSP接口的功能进行说明,介绍了系统的原理和缓冲模块的设计,详细分析FPGA内部逻辑规划、分配以及模块间的通信过程.实验证明,应用FPGA实现的McBSP接口完全满足工程需求,适合雷达信号处理器测试台和处理器间通信.     

核电监控系统中超温超功率调节的设计与实现

随着数字电子技术的发展,为了提高核电站安全性和灵活性,第三代核电系统设计提出了新的要求。首次提出了采用数字化软件技术,在核电监控系统中实现对反应堆超温超功率调节的保护功能的要求。超温超功率调节采用高实时性人机交互方式,对运行中的核电站安全级控制系统进行调节,是核电站监控过程中安全性要求较高、功能较复杂的保护功能。核电安全级控制系统的部署结构直接影响功能实现方式。为确保软件系统整体的安全等级,选择已获得工业安全SIL3等级认证的嵌入式操作系统VxWorks作为开发环境。结合操作系统的使用手册,以及国际标准IEC 61508对软件系统的诊断要求,在上位机下位机一体化的多任务实时软件系统中,实现超温超功率调节功能。该方案即将在国产化第三代核电系统中得以验证使用,同时对所有高安全工业领域的监控软件有借鉴作用。     

基于FirmSys的三代压水堆核电站核安全级数字化保护系统设计概述

伴随我国三代压水堆核电站自主化进程,在三代压水堆核电站中采用自主化的全数字化仪控技术已迫在眉睫,尤其是核安全级数字化保护系统更是实现全数字化仪控的关键环节。本文主要针对使用广利核公司自主研发的核安全级数字化仪控产品平台(FirmSys)为三代压水堆核电站提供保护系统解决方案的可行性进行初步探讨,为将来的工程设计和应用提供借鉴。本文首先说明了数字化安全级保护系统总体设计方案和系统功能的实现,然后进行了设计准则符合性分析,初步说明技术方案的可行性。     

核电厂多样化保护驱动系统的小型化研究

为应对核电厂数字化保护系统软件共因失效,美国核管会(NRC)提出了在核电站仪控系统中增设多样性驱动系统(DAS),将DAS作为核电厂纵深防御层次的一部分,以保护系统提供系统级的多样性配置。为了使DAS在满足其功能要求的同时,其系统规模尽可能小,就需要对DAS进行小型化研究。通过对国内外各堆型DAS实现技术平台的比较,从DAS的功能需求、信号传输、系统实现技术、安装电缆数量、系统驱动列五个方面,提出了DAS的小型化方法;并从多方面对DAS的系统规模进行优化,降低了DAS的设计成本,为核电厂DAS的小型化研究提供了参考。DAS的小型化研究方法也对现有核电厂仪控系统的结构和功能的优化具有积极的指导作用,为核电厂由成熟的大型商用核电堆向多用途的小型堆转化提供了优化的方向,进而凸显了小型堆的商用经济价值。     

可视化的发电厂保护整定及定值管理系统

介绍了一种可视化的发电厂保护整定及定值管理系统,并分析其总体结构、主要功能模块和技术特点。该系统采用分层结构设计的模式,以人机交互界面和后台数据库为基础,按照模块挂接的方式实现各功能的连接。系统主要包括图形建模、故障分析、保护整定和定值单管理等功能,具有较好的实用性和通用性。     

基于高速外设模块的多核DSP与FPGA通信系统设计

详细介绍了TI公司TMS320C6678多核DSP高速外设模块EMIF16(外部存储器接口)的功能及特性,利用EMIF模块扩展存储空间大、通信速度快、硬件接口电路简单、性能稳定等特点,设计并实现了一种基于EMIF模块的DSP与FPGA异步通信接口,重点描述了接口通信系统架构设计和具体软件实现。测试验证表明基于该接口可进行DSP与FPGA之间多种格式数据传输,接口运行稳定可靠,扩展了TMS320C6678多核DSP处理芯片与外部器件通信系统接口的设计方式。     

保护系统安全平台工频干扰抑制研究

保护系统安全平台是用于搭建核反应堆保护系统的最小系统组合。该平台采用全FPGA可编程逻辑控制器实现控制保护功能。保护系统平台包括输入数据采集处理,用户自定义逻辑设计和输出处理,接收来自于核电站各类传感器的信号监控系统的状态,并将逻辑运算后的控制命令转换为外围执行器可识别的信号输出。根据核电标准要求,数据采集需要高精度量级的,且必须有较强的工频抑制能力。针对上述问题,通过FDATools设计法来确定滤波器参数,在FPGA上实现安全系统的工频干扰抑制。通过Simulink仿真和和现场实验分析,该安全平台能有效的抑制50Hz工频干扰信号,完成高精度实时数据的采集。     

吉比特数据链路层协议的设计与实现

针对利用DDR接口进行互联的网络系统,设计了一种吉比特（Gbps）数据链路协议,详细描述了协议如何解决数据链路协议必需解决的一般性问题和该特定网络系统所带来的新问题,介绍了协议是如何帮助系统完成数据通信的,并给出了该协议采用FPGA技术的实现方法以及系统的测试结果。     

基于电力现场校验系统的移动终端设计

传统的电力移动终端面对现今多种通信网络,存在多通信网自适切换应能力不足的情况。为此,设计基于电力现场的校验系统的移动终端设计。在原有移动终端的基础上,选择TU-30作为GPS模块的核心模块,实现对电力现场的定位,设计移动网络和WiFi网络融合的通信模块,并修改原有的供电电路,防止供电电压过低,利用电力现场校验系统处理现场校验数据,通过XMPP协议和Openfire服务器实现移动终端的通信功能,至此基于电力现场校验系统的移动终端设计完成。测试结果表明:与传统的电力移动终端相比,设计的基于电力现场校验系统的移动终端多通信网自适应切换时间缩短了3倍左右,大大提高了多通信网自适应切换能力。     

异步串行通信下位机的FPGA设计与实现

本文介绍了如何使用FPGA来设计异步串行通信中的下位机,重点分析了FPGA中接收模块的设计要点,并且给出了仿真的时序图;同时给出了一种帧通信协议,介绍了微控制器软核PicoBlaze进行协议解释的处理流程.本文设计的异步通信模块在实际系统中运行稳定可靠,证明了设计方案的正确性.     

基于ARM和FPGA的1553B总线设备检测系统的设计

1553B总线在军事领域应用非常广泛,目前针对1553B总线设备的检测系统并不能完全满足实际应用需求。为使计算机与1553B总线设备的数据通信更加方便,提高总线设备检测效率,基于ARM和FPGA设计了一种1553B总线设备检测系统。首先给出了系统的总体设计框架,详细介绍了硬件设计和软件设计方法。设计时采用了模块化的方法,对ARM模块、FPGA模块及接口连接部分进行分别设计。ARM模块实现了USB和以太网双接口。用FPGA设计1553B协议IP核采用自顶向下的方法。同时,也对外围电路和电源模块进行了优化设计。完成设计后进行了仿真验证,结果表明设计实现了接收与发送功能,符合设计要求。最后,在电路板上进行了实际调试,测试取得了良好的效果,能够满足实际应用要求。     

基于PLC的TTU通信模块的设计

设计实现了一种基于电力线载波通信技术(PLC)的配电变压器监测终端(TTU)通信模块。模块选用SGS-THOMSON公司的电力线载波芯片ST7538对电力线载波信号进行调制解调。通信模块的主控制器采用高性能处理芯片ARM芯片做为核心单元,对ST7538进行通信控制。此模块的通信格式参照DNP3.0通信规约进行设置,对其软件设计进行了详细介绍。     

基于XAUI协议的10 Gb/s光纤通信系统

为提高光纤通信系统的数据吞吐量,增加系统集成度,提出基于附加单元接口(XAUI)协议的10 Gb/s光纤通信系统的设计方法。采用Virtex-5 FPGA内置RocketI/O收发器的通道绑定技术实现用户逻辑至光模块之间的数据通路。利用FPGA及XPAK光模块使以往复杂、高成本的高速光纤通信系统得到简化。     

基于FPGA的智能串口模块设计

基于FPGA的智能串口模块用于扩展3U Comapct PCI工业控制计算机的RS232串行接口。智能串口模块在硬件设计采用FPGA,在FPGA内部实现NiosⅡ软核,作为处理器实现串行通讯的智能控制功能,通过设计通用异步串行控制器（UART）IP核,实现串行接口的通讯协议,使模块具集成度高、有可灵活配置性、易功能扩展等优点,模块采用处理器管理串行接口的数据收发,从而提高了串行接口数据传输的稳定性,降低了在传输过程中出现数据丢失现象的几率。     

具备HART主站功能的模拟量采集模块设计

设计基于CPU+FPGA架构的具备快速HART主站功能的多通道模拟量采集模块;采集模块的CPU与FPGA通过PCIe总线通信;FPGA通过隔离的SPI总线控制8路模拟量采集通道,并与两路协议转换芯片通信;单个协议转换芯片实现一路SPI与四路UART的转换,与四路HART MODEM通过UART接口通信;HART信号通道与模拟量采集通道一一对应,HART信号通过耦合模块与模拟量信号在滤波模块和保护电路之间叠加;模拟量输入信号,经过通道保护电路和滤波模块后到达模拟量转换模块,进行模数转换;通过使用FPGA和协议转换芯片,实现了8个模拟量采集通道的并行采集处理,实现了HART通道串行通信的并行工作;在CPU中运行两个独立线程,各自负责一片协议转换芯片下的四路HART通信,四路HART通信以循环发送和循环接收的方式工作;并行工作的方式提高了模拟量采集的速率,减少了HART通信的等待时间,提高了HART通信的效率;模块通道之间相互隔离,降低了通道间故障相互影响的概率,提高了模块的可靠性;模块支持4~20mA电流信号和±5V、±10V电压信号采集,采集精度0.1%,电流采样电阻250欧姆,通道间隔离电压可达1000VDC。     

基于GPRS的电力监控终端网络接入方案

针对目前无线通信技术在电力监控系统中的应用,研究了一种通过GPRS网络将电力监控终端接入互联网的技术方案.该方案利用GPRS无线模块与GPRS网络间的无线信道作为物理层接口,在此之上通过PPP协议实现数据链路层,最后采用uIP软件协议栈实现精简的TCP/IP协议作为网络层和传输层.在应用层采用了自定义规约.由于协议各层次都是纯软件实现,因此本方案具有成本低廉、配置灵活的特点,并且在现场使用,效果良好.     

强干扰环境下网络情报数据滤波通信系统设计

传统通信系统在强干扰环境下进行通信时,系统会出现性能下降甚至无法通信的问题。设计并实现了一种新的网络情报数据滤波通信系统,设计强干扰环境下网络情报数据滤波通信系统的整体结构;按照网络情报数据滤波通信系统的标准以及分析强干扰的特性,对瞬态电压抑制模块、瞬态保护模块、语音信号输入模块进行设计,采用电磁滤波去噪的方法对故障修复模块进行优化,实现网络情报数据滤波通信系统的设计。实验表明,改进的网络情报数据滤波通信系统较传统的通信系统具有较强的抗干扰能力,通信效果好等明显优势。