應(yīng)用于變頻風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的FPGA數(shù)據(jù)處理模塊的設(shè)計(jì).pdf

1、人類賴以生存的自然環(huán)境正在不斷的枯竭，環(huán)境惡化、災(zāi)難頻發(fā)正在威脅著人類的生存，保護(hù)能源愛(ài)護(hù)自然是人類唯一出路。當(dāng)前，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域起支撐作用的鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)效益日益低下，行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，不但影響了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也給國(guó)家的節(jié)能環(huán)保事業(yè)帶來(lái)重大阻礙。其中，煉鐵廠的除塵風(fēng)機(jī)系統(tǒng)是能源消耗的大戶，國(guó)家號(hào)召改進(jìn)煉鐵廠設(shè)備，提高高爐煉鐵效率工藝，推行煉鐵廠節(jié)能降耗的重大舉措。本論文以中國(guó)航天科工集團(tuán)節(jié)能技術(shù)中心承擔(dān)的針對(duì)煉鐵廠老舊除塵

2、系統(tǒng)的節(jié)能改造工程為背景，在CycloneⅡ系列EP2C35F672C6型號(hào)的FPGA開(kāi)發(fā)板上完成了系統(tǒng)核心模塊——多路數(shù)據(jù)采集處理模塊的設(shè)計(jì)與仿真，實(shí)現(xiàn)了基于中值濾波算法的多通道濾波、定時(shí)、采樣、閾值比較等功能，替代了造價(jià)昂貴的數(shù)據(jù)采集卡，節(jié)省生產(chǎn)成本的同時(shí)延長(zhǎng)了系統(tǒng)設(shè)備的使用壽命，同時(shí)結(jié)合多傳感器、PLC、變頻器等器件完成系統(tǒng)的搭建，提高煉鐵廠除塵系統(tǒng)的工藝效率，節(jié)約能源并改善煉鐵環(huán)境。
　　變頻風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)由多路傳感器、PL

3、C、FPGA、中心控制系統(tǒng)以及變頻器五個(gè)部分構(gòu)成。多路傳感器系統(tǒng)獲取生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，經(jīng)PLC進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，將得到的數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)紽PGA數(shù)據(jù)處理模塊機(jī)進(jìn)行處理，在此之后發(fā)給中心控制系統(tǒng)的工控機(jī)，完成對(duì)FPGA發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、顯示的功能，并根據(jù)結(jié)果向變頻器發(fā)送控制指令。
　　論文重點(diǎn)對(duì)變頻風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的核心模塊即FPGA多路數(shù)據(jù)采集處理模塊進(jìn)行了細(xì)致的分析和研究，主要內(nèi)容如下:
　　(1)分析了鋼鐵廠除塵系統(tǒng)的功能及各部件特

4、點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于FPGA的變頻風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。
　　(2)分析了可編程邏輯控制器FPGA的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，給出了FPGA核心板的相關(guān)電路原理和功能。
　　(3)針對(duì)CycloneII系列EP2C35F672C6FPGA開(kāi)發(fā)板，根據(jù)基于位的中值濾波算法，設(shè)計(jì)了具有多通道濾波、定時(shí)、采樣、傳感器數(shù)據(jù)比較等功能的數(shù)據(jù)處理模塊，進(jìn)行仿真分析，仿真結(jié)果驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。
　　基于FPGA實(shí)現(xiàn)變頻風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的多通道濾