基于FPGA技术的核电站模拟量输入模块设计

模拟量输入模块是核电保护系统的重要组成部分,是实现模拟信号的采集、转换及处理功能的关键环节,为核电站保护系统提供可靠的采样信号,确保核电站运行安全。核电站模拟量输入模块一般采用CPU技术或者模拟技术实现,本文考虑模拟量输入模块安全性和可靠性需求,通过分析其技术指标,应用FPGA技术进行硬件电路及内部处理设计。通过对模拟量输入模块进行功能验证,调试结果证明了FPGA用于核电站模拟量输入模块设计的可行性。     

基于SoC单片机的模拟量输入卡件的设计与实现

设计了一种以C8051F353片上系统单片机为核心处理芯片的模拟量输入卡件,实现了对模拟量信号进行高精度低成本采样。该卡件具有8通道模拟量信号输入,利用Modbus总线与PLC等工控产品进行对接。通过选用集成度较高的SoC型单片机及外围电路,有效地降低了硬件尺寸和成本,同时采用优化软件数字滤波的方法提高了卡件的抗干扰性和精度。经在航天器供电监测设备及其他工控系统中实际测试应用,设计的输入卡件能够在各类工况下高效工作,达到了对模拟量信号进行高精度测量的效果,满足了各类系统中对模拟量信号采样的需求,同时又降低了成本。     

基于PIC16F877多路巡检控制仪的研制

介绍一种以单片机PIC16F877为核心、由信号转换处理电路、LED显示电路、按键输入电路、继电器输出控制电路、模拟量输出电路、RS232通讯电路等组成的多路巡检控制仪。它可实现16路多种输入信号的测量。     

声发射检测仪多路数据采集模块

为了提高声发射检测仪的采样精度和采样速率,提出一种基于FPGA和AD9226组成的多路数据采集处理模块。首先将传感器检测的信号进行放大、增益调节;再将调制后的模拟信号通过AD9226进行模数转换,同时将采集的多路数据存入SDRAM中;采集的数据可以通过无线方式送至上位主机进行数据分析处理。实验证明,该多路数据采集模块采样精度高,处理速度快,满足设计要求。     

核电站辐射监测系统BDCDE2DI型信号IO模块研发

秦山核电一厂的辐射监测系统中所使用的M-2024就地处理箱外接模拟量输入信号标准为0V～10V,经A/D转换后进行设备规定的某种控制。外部输入的各种电流信号需转换为电压信号,原有信号转换设备均已停产且无升级替代产品。为保证整个辐射监测系统的正常运行,确保整个核电站运行稳定安全,亟需一种能够保证原有I/O模块功能,且能运行稳定,安全可靠性高的新产品。本发明包括输入电流信号转换及隔离电路、直流电压起振电路、双电压稳压输出电路和运算放大偏置及输出电路。可以实现将输入的相互独立的两路电流信号转换成对应的两路电压信号进行输出,并将输入和输出信号进行隔离,避免相互干扰,且能够在工作环境温度发生变化时可以保证偏置电压精度。     

PCI-9112多功能数据采集模块

●16路单端或 8路差动模拟量输入 ,12位模拟量输入分辨率● 最高 110ｋＨｚＡ/Ｄ采样频率● 通道自动扫描功能选择● 两个 12位模拟量输出通道● 16位数字量输入与 16位数字量输出● 1路定时器 /计数器● 三种Ａ/Ｄ触发模式 :软件触发、可编程定时器触发与外部触发● 37-ｐｉｎＤ型连接器PCI-9112多功能数据采集模块     

波形采集、存储与回放系统的设计

该系统以单片机和FPGA为核心控制器件,实现了波形采集、存储与回放功能。整个系统由信号调理、比较电路、采集存储、数据处理、人机交互等模块组成。信号调理模块采用高速低躁声运放AD8038实现高阻输入、幅度控制;比较电路采用LM311实现被采集信号周期的测量;数据采集模块采用AD5540芯片,在FPGA时序控制下采样;C8051F020单片机作为总控制器,与FP-GA内部的双口RAM和读写信号相结合,实现数据的存储,以及回放前数据的读取;信号输出部分采用DA芯片THS5651和高速运放AD8039相结合,实现了低输出阻抗和信号幅度的控制。经测试,系统功能齐全,波形完整,回放频率非常准确。     

基于FPGA的高精度采集模块设计

为了满足环境温度测量的需求,设计了一种基于FPGA的高精度采集模块。首先,设计调理电路,确保采集模块的可靠性和准确性。其次,选用模拟开关方便通道采样自由切换;16位的模数转换器实现模拟量精确转化为数字量。同时,利用过采样的滑动平均滤波算法进一步提高了模块的测量精度。最后,利用FPGA对热电偶输出的电动势进行变换、采集、编码,并通过RS422接口将打包后的数据发送至计算机。经测试,热电偶的数据采样精度达到±0.5%。     

多视点输送带纵向撕裂检测系统采集控制模块的研究

文中针对输送带纵向撕裂检测问题,提出一种基于FPGA的多视点输送带纵向撕裂检测系统采集控制模块的研究方案。采用FPGA XC3S500E芯片设计了采集控制模块硬件电路,包括CMOS图像传感器电路、信号调理电路、模数转换电路、信号采集控制电路和数据传输接口电路等。采用VHDL语言设计了FPGA软件,包括CMOS传感器驱动模块、模数转换驱动模块、乒乓存储模块等,并采用Modelism仿真工具对程序进行了时序仿真。经实验验证,该采集控制模块能够实现对多路线性CMOS信号的高速采集、实时存储和处理,满足系统对实时性和同步性的要求,可用于对多视点采集的同步性和实时性要求较高的工业检测系统。     

基于FPGA的磁轴承用DSP信号处理扩展电路

在数字控制磁轴承系统中,由于功放的开关电流等因素,输入信号中会混有噪声,需要对输入信号进行数字滤波。如果输入信号的采样率不够高,则无法滤除信号中的高频噪声。针对这一问题,本文为DSP核心板设计一种基于FPGA的扩展电路,与DSP核心板共同组成磁轴承数控平台,期望在不加重DSP的运算负担的情况下,通过FPGA丰富的片上资源实现信号的过采样,并对信号进行平均去噪处理,提高数字控制的性能。同时,为了实现在线查看并诊断系统运行情况,电路中还配置有SDRAM,存储采集到的信号。该设计结构简单,性能稳定可靠。实验结果表明该设计能够实现信号的过采样及后续处理,降低信号的噪声,提高数控性能。     

发动机缸盖振动信号采集系统设计

基于LabVIEW图形化编程语言,实现了发动机缸盖表面振动信号采集系统的设计,该系统包括信号采集调理模块和LabVIEW虚拟仪器处理模块两部分。信号采集调理模块主要实现对采集到的传感器信号进行放大、滤波等信号调理,并把调理后的信号通过DAQ板卡输入计算机;LabVIEW虚拟仪器处理模块实现对DAQ板卡的驱动支持及通过驱动程序对板卡进行合理设置并对输入计算机的信号进行虚拟处理。     

石英晶体微天平气敏传感器阵列测量系统

为克服现有单气敏传感器测量系统非自动识别气体种类和浓度的缺陷,采用一种基于以太网传输协议的32通道石英晶体微天平(QCM)测量系统。该系统由QCM气敏传感器阵列起振模块和高精度频率计数卡组成。起振模块产生32路石英晶体频率信号;高精度频率计数卡通过FPGA内部计数器直接采样频率信号,通过以太网高速传输到上位机进行数据存储、数据处理及信号波形显示。测试结果表明:系统可以实现实时、多通道、高速、高精度采集和发送数据。     

ACPR1000核电站安全级DCS模拟量输入信号故障诊断及处理

随着数字化仪控系统在核电站中的应用,输入输出信号也被大量用于安全级系统中,为了提高核电站的安全性和可用性,对输入输出信号的故障诊断变得尤为重要。根据ACPR1000核电站安全级DCS的模拟量输入信号的失效模式,给出了模拟量输入信号故障诊断方式,并根据模拟量输入信号的用途分别确定了故障信号的处理方式和传递方式,同时根据模拟量输入信号的故障物理特性,分析识别出信号故障后的缺省值处理方法,通过模拟量信号故障诊断及处理的研究,避免在机组运行过程中由于模拟量输入通道的故障对机组产生扰动,通过增加超速判断环节,能够及时提取有效值,避免模拟量输入通道故障时处理逻辑带来额外的扰动,同时将相关的质量位状态通过画面提醒操纵员和维修人员,大大提高了机组的安全性和可用性。     

用同步数据采集法读取电子显微镜的模拟图像（英文）

本项目对老式电子显微镜翻新,使其拥有强大的图像处理能力,同时还介绍了模拟图像的数字化采集和处理的方法。将NI PCI-6259多用途数据采集卡与电子显微镜的模拟显示电路相连,把原来用光栅扫描法传送到模拟显示器的信号输入到PCI-6259的数据缓冲区中; 2路输出通道分别扫描显示电路的横纵坐标, 1路输入通道采集各坐标点的亮度信号,数据采集卡的2路输出通道与1路输入通道工作在同步方式下,以实现对模拟图像的最快速数字采集。数字图像采集之后,就立即显示并自动存储在硬盘中。文章详细描述了硬件连接与软件设计,是快速同步数据采集、虚拟仪器的高级应用和用LabVIEW结构化地设计底层驱动程序的良好范例。     

基于FPGA的转子振动信号整周期等相位采样控制方法

为了提高频谱分析的精度,要求对振动信号进行整周期等相位采样.因此,提出了一种基于FPGA的整周期等相位的采样控制方法.该方法将键相倍频信号作为A/D转换的触发信号,键相倍频电路利用FPGA芯片内部逻辑器件实现,电路中加入了周期线性插值预估模块,以提高键相倍频的精度.研究结果表明:该方法设计的键相倍频电路能实现预定功能,...     

JKDT-1数字组装仪表(电站过控程制装置)——PZ01控制模板

控制模板系统软件简介控制模板的所有系统软件及用户组态软件均存放在模板中的存贮器中,包括: 初始化程序输入/输出转换及处理程序各类自诊断子程序各种功能算法模块子程序主控调度程序通讯及处理程序 1.初始化程序该程序的作用为在初次上电时或WDT中断时对整个系统进行各种初始化工作,使系统开始或重新开始正常工作。 2.输入/输出转换及处理程序该程序的功能为将模拟量输入信号进行A/D转换后成为内部数字量信号,将控制运算后的数字量信号进行D/A转换后成为模拟量信号输出;同时,对开关量信号的输入/输出进行处理。     

台达DTE智能型多路模块温控器

台达电子集团DTE智能型多路温控器的主机可提供最多8路温控功能，每路温控均可独立运作。主机通过扩展7台DTC2000，最多可得到15路温控通道。DTE输入模块与输出模块都可灵活插拔。DTE模块支持不同类型的温度传感器及继电器、固态继电器和模拟量I／O模块。     

基于FPGA的感应同步器的数据采集和处理的研究

为了提高感应同步器信号处理系统的可靠性和节省FPGA资源,采用单芯片SOC系统设计,把正/余弦信号电源、A/D控制电路、数据处理集成在一块FPGA内,并通过点对称和轴对称技术优化正/余弦信号电路.研究了一种新型的采样电路和信号处理方法,在激磁信号0°相位时开始采集感应信号,利用FFT计算出感应信号的初相位,即可检测感应同步器的位置.实验证明,设计的电路和信号处理方法正确,只需0～90°的正弦表,分别生成了0～360°的正弦信号和余弦信号,节省了FPGA的资源,只需采集一路感应信号即可实现同步采集激励信号和感应信号的效果.     

基于USB和DSP的高速凸轮机构信号采集系统

针对高速凸轮机构原有信号采集系统的缺陷,设计了基于USB2.0和DSP的高速信号采集系统,该系统的硬件电路包括模拟信号调理电路、光电码盘计数电路、信号处理电路和USB接口电路.信号处理模块选用32位浮点型DSPTMS320F28335作为核心器件对信号进行处理,通过使用SPI总线将处理后的数据传输到USB2.0接口模块.USB2.0接口模块的主要器件是FPGA和CY7C68013,FPGA将接收的数据转换为可被USB接口芯片CY7C68013传输的格式,传输到PC机进行显示、存储等.信号采集系统的软件部分包括上位机应用程序、USB通信程序和数字信号处理器程序,通过硬件电路和软件的有机结合实现凸轮机构高速信号的采集.     

机器人分布多传感器系统的设计

提出一种应用于自治机器人的开放结构分布多传感器系统并具体介绍了视觉输入输出模块和超声波测距模块的实现.以单片机为核心的各传感器接口模块并行处理各传感器信号,并通过双口存储器与上位处理器通信.视觉输入输出模块实现三路模拟视频信号的采样输入和一路模拟信号的输出;超声波测距模块实现16路测距信号的采样输入.所设计的多传感器系统已成功地应用于自治移动机器人的实验研究中.