双进双出磨煤机智能化嵌入式系统的设计与实现

论文摘要

本项目的研究内容是面向大型机械设备——双进双出磨煤机的智能化嵌入式状态监测系统。双进双出磨煤机主要用于火力发电厂,为直吹式锅炉磨制煤粉。由于双侧输入原煤、输出煤粉,研磨效率比单进单出磨煤机高20%,而且该产品还具有防火防爆、不受煤质种类影响、连续作业率高等特点。沈阳重型机械厂生产的双进双出磨煤机达到了国际先进水平,填补了国内空白,结束了长期依赖进口的历史,抢占了国内90%以上的市场份额,但是由于其自动化水平低,在国际市场缺乏竞争力。本文讨论的嵌入式系统可以对双进双出磨煤机进行实时在线监测、采集工作状态参数,并且能够实时显示各参数变化情况。该系统是一个针对大型设备状态的智能化实时在线数据采集、处理、分析、诊断系统,它位于整个大型设备在线状态监测与专家故障诊断系统的最前端,其工作性能直接影响到在线监测与故障诊断系统的诊断和预测准确度。系统把嵌入式技术与现代数据采集技术结合在一起,采用数字信号处理器TMS320F2812为微处理器芯片,DSP/BIOSTM为操作系统,以AD73360、TLC2543为模数转换芯片。本文的研究内容是整个嵌入式数据采集系统中的重要组成部分。本文研究了数据采集系统的基本原理,在分析了DSP微处理器的体系结构特点、应用环境和开发环境等嵌入式开发技术基础上,给出了基于DSP的嵌入式系统的解决方案,并对采数据采集、存贮、传输和数据安全措施进行了详细设计,重点给出了一种DSP微处理器的应用系统设计方法。本系统的研制成功极大地提升了双进双出磨煤机的自动化水平,对提升其市场竞争力具有非常重要的意义。本文研究成果已通过了辽宁省科技厅的项目验收,并且己成功应用于双进双出磨煤机上,相关软件已通过辽宁省计算机软件和网络评测中心的行业评测并已获得了软件登记,其中的多通道数据采集技术已申请并获得专利。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题提出背景、目的和意义
• 1.2 双进双出磨煤机介绍
• 1.3 数据采集系统概述
• 1.4 研究内容
• 1.5 论文的组织
• 第二章 系统总体设计
• 2.1 总体方案设计
• 2.1.1 问题描述
• 2.1.2 问题分析和整体方案设计思路
• 2.1.3 总体方案设计及功能描述
• 2.2 器件选择
• 2.2.1 数字信号处理器（DSP）
• 2.2.2 模数转换器（ADC）
• 2.2.3 存储器
• 2.3 系统硬件结构设计
• 2.4 系统软件总体设计
• 2.4.1 系统软件平台选择
• 2.4.2 系统软件结构
• 2.5 本章小结
• 第三章 系统硬件详细设计
• 3.1 概述
• 3.2 主控制电路设计
• 3.2.1 TMS320C2000系列DSP介绍
• 3.2.2 TMS320F2812与RAM接口设计
• 3.2.3 DSP外部数据存储器接口设计
• 3.3 多通道数据采集的接口设计
• 3.3.1 前级调理电路设计
• 3.3.2 TMS320F2812与A/D转换器电路接口设计
• 3.4 数据采集前端与PC通信模块设计
• 3.5 本章小结
• 第四章 系统软件设计与实现
• 4.1 下位机系统软件设计
• 4.1.1 相关开发环境介绍
• 4.1.2 系统软件模块划分
• 4.1.3 DSP内存单元分配
• 4.2 下位机系统软件实现
• 4.2.1 数据存储管理模块的实现
• 4.2.2 数据采集与处理模块的实现
• 4.2.3 数据传输模块的实现
• 4.3 上位机监控软件设计与实现
• 4.3.1 系统功能分析
• 4.3.2 上位机软件分析与设计
• 4.3.3 功能子模块的实现
• 4.4 本章小结
• 第五章 现场测试
• 5.1 测试环境与工具
• 5.2 现场测试
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 项目的主要工作
• 6.2 系统存在问题和展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间参加的项目