应用于变频风机控制系统的FPGA数据处理模块的设计
发布时间：2022-01-10 10:35
人类赖以生存的自然环境正在不断的枯竭,环境恶化、灾难频发正在威胁着人类的生存,保护能源爱护自然是人类唯一出路。当前,在国民经济领域起支撑作用的钢铁行业产能过剩严重,经济效益日益低下,行业的竞争日益激烈,不但影响了产业的发展,也给国家的节能环保事业带来重大阻碍。其中,炼铁厂的除尘风机系统是能源消耗的大户,国家号召改进炼铁厂设备,提高高炉炼铁效率工艺,推行炼铁厂节能降耗的重大举措。本论文以中国航天科工集团节能技术中心承担的针对炼铁厂老旧除尘系统的节能改造工程为背景,在CycloneⅡ系列EP2C35F672C6型号的FPGA开发板上完成了系统核心模块--多路数据采集处理模块的设计与仿真,实现了基于中值滤波算法的多通道滤波、定时、采样、阈值比较等功能,替代了造价昂贵的数据采集卡,节省生产成本的同时延长了系统设备的使用寿命,同时结合多传感器、PLC、变频器等器件完成系统的搭建,提高炼铁厂除尘系统的工艺效率,节约能源并改善炼铁环境。变频风机控制系统由多路传感器、PLC、FPGA、中心控制系统以及变频器五个部分构成。多路传感器系统获取生产现场信号,经PLC进行A/D转换后,将得到的数字信号传输到F...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
炼铁生产现场
进而传递给数据采集系统完成生产环节判断，确定风机的运转情况。高温激光烟尘传感器如图4-3所示。B| f丄a.激光烟尘传感器整体 b.激光探头图4-3激光烟尘传感器Fig4-3 Laser dust sensor一般传感器都是在正常的环境中工作，最高环境不会超过1000 0C,因为本系统工作环境的特殊性，往往需要在几千度的环境下工作，那么保证在如此恶劣的环境下正常工作就对传感器提出了挑战，高温激光传感器是专门为在高温环境下工作的传感器量身打造的。高温激光传感器产生的激光波长稳定方向性高，单色性好不受光线干扰，灵敏度较红外传感高，保证了本系统所采集的数据具有高度的可靠性与精确度，另外选用了 550nm波长的红光激光波段，避免了波长过短或过短造成穿透力太强或不足而对工作人员做出浓度低高的误判
变频风机控制系统的硬件设计图4-5红外温度传感器Fig4-5 Infrared temperature sensor科学证明绝对零度是达不到的，所有物体都会以红外线的方式往外福射能量。红外温度传感器就是利用了这一原理，当对热敏感的传感元件遇到外界温度的变化时，自身的物理参数会发生改变，例如热电阻等，我们通过检测这些物理参数的变化和数值就能得到当前环境的温度以及变化趋势。热释电型的敏感元件是通过具有热释电效应的晶体材料制作而成，具有很多优点，如检测效率高，频率响应宽等，能探测辖射信号的快速变化。因此这类传感器在工业上得到了最广泛和大量的应用。我们需要通过分析传感器的性能与我们的需求的匹配度来确定选择哪款传感器。首先要确定测温范围，考虑到实际生产中出铁时会达到千度以上的高温，而出铁结束则会降低到百度，从百度到几千度的温度变化范围需要对环境更敏感的元件；其次是对环境的考虑
【参考文献】：
期刊论文
[1]引风机高压变频控制策略与优化[J]. 郭伯春,肖胜. 华电技术. 2011(09)
[2]激光传感器原理及其应用[J]. 赵继聪,周盼,秦魏. 科技致富向导. 2011(09)
[3]中值滤波算法的FPGA设计与实现[J]. 孟显英. 电脑知识与技术. 2010(27)
[4]变频器技术在节能工程上的应用[J]. 孙宇鹏. 黑龙江科技信息. 2010(20)
[5]变频节能技术及其在锅炉风机中的应用[J]. 黎柏源. 广西电业. 2010(04)
[6]基于FPGA的多通道数据采集卡开发[J]. 夏亮,宋宝,唐小琦. 组合机床与自动化加工技术. 2010(02)
[7]PLC对温度数据的采集与控制[J]. 朱清慧,王志奎. 现代电子技术. 2008(17)
[8]变频调速原理及变频方案可靠性的分析[J]. 屈维谦,王久和. 北京机械工业学院学报. 2008(02)
[9]大型火电机组高压加热器旁路保护系统中关键阀门的开发[J]. 卢合奎,缪志明. 发电设备. 2008(01)
[10]变频器在电厂渣浆泵中应用[J]. 骆皓,朱卫风,钱诗宝,张延安. 电力自动化设备. 2007(09)
硕士论文
[1]基于FPGA的PCI数据采集卡设计与研究[D]. 班春成.哈尔滨理工大学 2013
[2]基于FPGA的信号采集与处理技术的研究[D]. 王琰.湖北工业大学 2010
本文编号：3580559
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
炼铁生产现场
进而传递给数据采集系统完成生产环节判断，确定风机的运转情况。高温激光烟尘传感器如图4-3所示。B| f丄a.激光烟尘传感器整体 b.激光探头图4-3激光烟尘传感器Fig4-3 Laser dust sensor一般传感器都是在正常的环境中工作，最高环境不会超过1000 0C,因为本系统工作环境的特殊性，往往需要在几千度的环境下工作，那么保证在如此恶劣的环境下正常工作就对传感器提出了挑战，高温激光传感器是专门为在高温环境下工作的传感器量身打造的。高温激光传感器产生的激光波长稳定方向性高，单色性好不受光线干扰，灵敏度较红外传感高，保证了本系统所采集的数据具有高度的可靠性与精确度，另外选用了 550nm波长的红光激光波段，避免了波长过短或过短造成穿透力太强或不足而对工作人员做出浓度低高的误判
变频风机控制系统的硬件设计图4-5红外温度传感器Fig4-5 Infrared temperature sensor科学证明绝对零度是达不到的，所有物体都会以红外线的方式往外福射能量。红外温度传感器就是利用了这一原理，当对热敏感的传感元件遇到外界温度的变化时，自身的物理参数会发生改变，例如热电阻等，我们通过检测这些物理参数的变化和数值就能得到当前环境的温度以及变化趋势。热释电型的敏感元件是通过具有热释电效应的晶体材料制作而成，具有很多优点，如检测效率高，频率响应宽等，能探测辖射信号的快速变化。因此这类传感器在工业上得到了最广泛和大量的应用。我们需要通过分析传感器的性能与我们的需求的匹配度来确定选择哪款传感器。首先要确定测温范围，考虑到实际生产中出铁时会达到千度以上的高温，而出铁结束则会降低到百度，从百度到几千度的温度变化范围需要对环境更敏感的元件；其次是对环境的考虑
【参考文献】：
期刊论文
[1]引风机高压变频控制策略与优化[J]. 郭伯春,肖胜. 华电技术. 2011(09)
[2]激光传感器原理及其应用[J]. 赵继聪,周盼,秦魏. 科技致富向导. 2011(09)
[3]中值滤波算法的FPGA设计与实现[J]. 孟显英. 电脑知识与技术. 2010(27)
[4]变频器技术在节能工程上的应用[J]. 孙宇鹏. 黑龙江科技信息. 2010(20)
[5]变频节能技术及其在锅炉风机中的应用[J]. 黎柏源. 广西电业. 2010(04)
[6]基于FPGA的多通道数据采集卡开发[J]. 夏亮,宋宝,唐小琦. 组合机床与自动化加工技术. 2010(02)
[7]PLC对温度数据的采集与控制[J]. 朱清慧,王志奎. 现代电子技术. 2008(17)
[8]变频调速原理及变频方案可靠性的分析[J]. 屈维谦,王久和. 北京机械工业学院学报. 2008(02)
[9]大型火电机组高压加热器旁路保护系统中关键阀门的开发[J]. 卢合奎,缪志明. 发电设备. 2008(01)
[10]变频器在电厂渣浆泵中应用[J]. 骆皓,朱卫风,钱诗宝,张延安. 电力自动化设备. 2007(09)
硕士论文
[1]基于FPGA的PCI数据采集卡设计与研究[D]. 班春成.哈尔滨理工大学 2013
[2]基于FPGA的信号采集与处理技术的研究[D]. 王琰.湖北工业大学 2010
本文编号：3580559
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