汽轮机安全监测系统主控单元设计

论文摘要

在现代电力工业中,火力发电在数量上比重最大,在火力发电厂和核电站中,绝大多数都是以汽轮机拖动发电机来生产电能的,汽轮机发电机组为人类提供了80%左右的电能,是现代化国家中重要的动力机械设备,汽轮机组一旦出现故障,将会造成巨大的经济损失。因此,把汽轮机机组安全监测技术引向深入,使其在现代化设备管理过程中发挥越来越大的作用,为国民经济建设服务,是机械故障诊断领域的科研人员与广大现场工程技术人员所肩负的重要任务。本文在分析了国内、外汽轮机安全监测系统发展现状的基础上,总结了国内外汽轮机安全监测系统的优缺点,以此为基础提出本课题开发设计的汽轮机安全监测系统,即以微处理器(MCU)为主体的一套汽轮机机组的在线安全监测系统,整个安全监测系统是由上位机、主控单元、数据采集模块、振动模块等组成,可连续测量和监视机组的多种状态参数,实时显示运行数据,并对数据作存储和处理,还可以对被测参数进行时域或频域分析,用以评价机组的运行状态,当参数超出设定时,可以向系统发出报警。本文就该汽轮机安全监测系统的主控单元予以研究设计,完成了安全监测系统主控单元对主控芯片TMS320LF2407A和传感器的选型,和主控单元硬件电路的设计,包括转速和键相信号的放大、整形电路、通信电路、掉电保护电路以及电源电压检测电路等硬件电路,并给出系统主程序和功能软件的流程。在本课题的现场调试中,尤其在硬件电路的实现方式上进行了多次探索和研究,本文的设计具有一定的实用性,其中部分硬件电路可以给其它工程实践提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 汽轮机安全监测系统发展现状
• 1.2.1 国外情况
• 1.2.2 国内情况
• 1.3 主要研究内容
• 第2章 安全监测系统主控单元的总体设计方案
• 2.1 安全监测系统构成
• 2.2 主控单元硬件设计方案
• 2.2.1 转速和键相信号处理部分
• 2.2.2 数据通信部分
• 2.3 DSP 简介
• 2.3.1 概述
• 2.3.2 DSP 芯片的选择
• 2.3.3 TMS320LF2407A 介绍
• 2.4 本章小结
• 第3章 系统硬件电路设计
• 3.1 DSP 微处理器电路
• 3.2 传感器的选型
• 3.2.1 测量转速传感器的选型
• 3.2.2 测量键相信号传感器的选型
• 3.3 信号测量电路设计
• 3.3.1 转速信号处理电路设计
• 3.3.2 键相信号处理电路设计
• 3.4 主控单元通信电路设计
• 3.4.1 上位机通信电路设计
• 3.4.2 主控单元与功能模块的通信电路设计
• 3.5 掉电保护电路设计
• 3.6 系统电源检测电路设计
• 3.7 硬件抗干扰设计
• 3.8 本章小结
• 第4章 系统软件设计
• 4.1 软件开发环境
• 4.2 主控单元软件设计
• 4.2.1 主程序设计
• 4.3 系统模块软件设计
• 4.3.1 DSP 的初始化程序设计
• 4.3.2 中断程序设计
• 4.3.3 通信模块程序设计
• 4.3.4 A/D 转换模块程序设计
• 4.4 软件抗干扰设计
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文
• 致谢