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

1、水電是一種清潔、可再生能源，我國水電事業(yè)快速發(fā)展，水電機組裝機容量不斷增大，為了保證水輪發(fā)電機組的安全和穩(wěn)定運行，需要對其運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)機組存在的隱患，并進行處理避免事故的發(fā)生，同時指導機組進行狀態(tài)檢修。數(shù)據(jù)采集是狀態(tài)監(jiān)測中非常重要的一環(huán)，準確地獲取機組運行狀態(tài)參數(shù)，是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本任務。
　　水輪機調(diào)速系統(tǒng)是水電機組的關(guān)鍵控制設備，其健康狀況直接關(guān)系到水電機組的穩(wěn)定及安全運行。本文的研究對象主要是水輪機調(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)測信號的特點，設計了一種基于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與遠程服務器通信。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，極大地簡化了電路設計。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)動器芯片的組合設計，使得系統(tǒng)既能輸出電壓信號又能輸出電流信號。此外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還能測量頻率

3、信號，并且能夠輸出頻率可調(diào)的方波信號以及測量開關(guān)量輸入信號，同時還能輸出開關(guān)量信號。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能十分完備，可用來測量水輪機調(diào)速系統(tǒng)中各種不同的信號。
　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還充分利用已有的模擬量測量模塊來采集三相電壓電流信號，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)測系統(tǒng)中需要測量的信號數(shù)量眾多，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還預留了SPI擴展接口，可以外接SPI通信的數(shù)據(jù)采集模