ispLSI器件在XX型舰船数据监控模块中的技术研究及应用

论文摘要

XX型舰船数据监控系统是该舰综合电力推进监控管理系统中的一个重要的组成部分,综合电力推进监控管理系统项目是根据中国海军装备研究院舰船所的安排,上海船舶研究所作为设备研制单位之一,主要负责开发和研究XX型舰船综合全电力推进监控管理系统。舰船数据监控系统主要由输入模块完成现场数据的采集,并将采集的数据传输到主微机进行显示报警。系统产生的输出数据通过输出模块输出到对象,在必要的地方可设置显示终端,以显示测量参数。按照军品“三化”要求,即功能模块化,设备标准化,相同功能模块通用化。上海船舶研究所军品部经过研究提出了一种基于ISP技术实现高速数据监控的设计方案。本文提出了基于ISP技术的舰船数据监控系统的设计方案并描述了根据该方案设计输入、输出模块的过程。本文共分为五章,各个章节的内容依次如下。 第一章主要描述论文的项目背景以及本文的任务。通过对传统数据监控系统和基于ISP技术的数据监控系统的对比分析,得到基于ISP技术的数据监控系统需具有的功能特点及利用在系统可编程逻辑器件可以克服传统数据采集系统的缺陷,满足新一代数据监控系统的要求。最后在考虑上海船舶研究所军品部已有PAL、GAL技术的前提下,提出了以Lattice公司的ispLSI系列CPLD(复杂可编程逻辑器件)为核心的输入、输出模块的设计方案。 第二章对在系统可编程逻辑器件(ispLSI器件)的特点、基本结构、编程原理进行了详细分析,并给出了使用ispLSI器件的设计流程。 第三章对基于ISP技术的数据监控系统的组成、各模块的功能特点进行了描述,并给出了基于ISP技术的数据监控系统原理框图。 第四章详细分析了典型的智能逻辑控制模拟量输入、输出模块的设计过程,并给出了详细的控制原理图、模块的电原理图,并对控制逻辑进行了必要的分析。同时也对智能逻辑控制开关量输入、输出模块的接口及内部逻辑设计进行了阐述。 第五章通过实验验证了智能测控模块可实现的主要功能,并简要分析了模块的性能。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 传统的数据监控系统
• 1.3 新一代的数据监控系统
• 1.4 本文的任务及内容
• 第二章 在系统可编程（ISP）技术的研究
• 2.1 ISP系统概述
• 2.2 ISP技术分析
• 2.2.1 ispLSI器件的特点
• 2.2.2 ispLSI器件的基本结构
• 2.2.3 ispLSI器件的编程原理
• 2.2.4 ispLSI器件的设计技术
• 第三章 基于ISP技术的舰船数据监控系统的硬件设计
• 3.1 舰船数据监控系统的目标功能
• 3.2 舰船数据监控系统的硬件组成
• 3.3 各监控模块的功能特点及ISP技术在各模块中可实现的功能
• 第四章 智能逻辑控制模块的设计
• 4.1 智能逻辑控制模拟量输入模块的设计
• 4.1.1 智能逻辑控制模拟量输入模块的结构分析
• 4.1.2 4～20mA电流输入模块接口电路设计
• 4.1.3 Pt100铂电阻输入模块接口电路设计
• 4.1.4 热电偶信号输入模块接口电路设计
• 4.1.5 信号调理电路的设计
• 4.1.6 A／D采样电路的设计
• 4.1.7 ISP芯片区逻辑控制电路的设计
• 4.1.8 模拟量输入模块硬件实现
• 4.2 智能逻辑控制模拟量输出模块的设计
• 4.2.1 智能逻辑控制模拟量输出模块的结构分析
• 4.2.2 4～20mA电流输出模块接口电路设计
• 4.2.3 D／A转换电路的设计
• 4.2.4 ISP芯片区逻辑控制电路设计
• 4.2.5 模拟量输出模块硬件实现
• 4.3 智能逻辑控制开关量输入模块的设计
• 4.3.1 16路24VDC开关量输入模块接口电路设计
• 4.3.2 ISP芯片区逻辑控制电路设计
• 4.4 智能逻辑控制开关量输出模块的设计
• 4.4.1 8路可控硅／8路功率场效应管输出模块接口电路设计
• 4.4.2 ISP芯片区逻辑控制线路设计
• 第五章 智能监控模块的性能指标及功能试验
• 5.1 8路4～20mA模拟量输入模块（S2420）功能验证实验
• 5.2 4路4～20mA模拟量输出模块（S2501）功能验证实验
• 5.3 16路24VDC开关量输入模块（S2101）功能验证实验
• 5.4 8路可控硅／8路功率场效应管输出模块（S2253）功能验证实验
• 5.5 实验分析
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录：