基于FPGA的风电机组振动监测系统设计

通过监测传动系统的振动状态,能够有效诊断机组的运行故障。设计了一种以ARM为主控制器、FPGA为从控制器的风电机组振动监测系统。提出了系统的总体设计方案,介绍了振动信号预处理流程,重点阐述了FPGA模块的设计方法,详细介绍了数字倍频器的设计流程。该系统可接入不同类型传感器,根据传感器类型自动选择预处理电路,实现了8通道信号同步采样。FPGA主要用于实现振动信号滤波、A/D转换、数据存取、片选及逻辑控制等功能。利用FPGA的高速数据处理能力,实现了振动信号的全自动采集;通过转速的变化,实现了滤波中心频率与A/D转换速率的自适应。FPGA与ARM之间采用增强型直接内存存取(EDMA)方式进行数据传输,底层软件设计平台采用Linux操作系统,主要完成数据采集、与上位机通信等功能。该监控系统信号处理能力强、数据传输速度快,实现了风电机组振动状态的实时监测。