基于DSP的燃气发电机组自动并网系统设计与实现

摘要

现代化国家的经济发展和能源有着密切的关系，能源不足会影响国民经济的发展，甚至会造成巨大的损失。我国已成为能源进口大国，随着国民经济的飞速发展，对油、电等基础能源的需求仍在急速增长。我国的的天然气、煤层气(瓦斯气)资源丰富，而且随着石油、钢铁、焦化、酿酒、养殖等产业的不断发展，每年都会产生大量可燃气体。由于收集难、设备昂贵等原因，许多企业尤其是小企业就将这些可燃气体直接排空，既浪费了能源又对环境造成严重的污染。可燃废气变废为宝，最经济、最简便的方式就是发电。这就为能以各种可燃气体为燃料的燃气发电机组的推广应用提供了广阔的市场。 启东市宝驹动力机械厂研制的190系列200～700KW燃气发电机组包含多项具有自主知识产权的先进燃气发电技术。但由于该型燃气发电机组目前配套的现场检测表大部分为没有远传能力的(模拟式)指针仪表，因此难以实现自动化运行和无人值守，更无法实现远程工况监测和故障诊断。 整个课题需要研制一套与启东宝驹机械厂生产的燃气发电机组配套的在线监测和故障诊断系统，实现对燃气发电机组远程监控和故障诊断，并构建配套的数据库和远程WEB查询服务。本学位论文的主要工作是为燃气机组在线监测和故障诊断信息系统设计和研制包括机组电参量检测、电网参量检测与自动并网控制及其执行装置等内容的自动并网子系统。 在学位论文工作期间，本人独立完成了自动并网子系统的样机设计、研制，一块参与制定了整个系统的现场总线协议，现场联机调试表明该自动并网子系统运行稳定、可靠，全面实现了设计功能和预期技术性能指标；整套系统已于2006年9月通过了厂家验收。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1课题背景与意义

1.2国内燃气发电机组并网技术发展状况

1.3课题研究内容与设计目标

第二章 总体方案设计

2.1需求分析

2.2总体方案设计

2.2.1基于工控机的虚拟仪器方案

2.2.2基于微处理/微控制器的嵌入式系统方案

第三章 硬件平台设计

3.1主要功能模块

3.2处理器的选择

3.2.1常用嵌入式处理器介绍

3.2.2 TMS320F2812特点介绍

3.2.3选择理由说明

3.3处理器外围电路

3.3.1时钟电路

3.3.2存储器电路

3.3.3复位电路

3.4信号采集电路

3.4.1 TMS320F2812内部A/D转换器介绍

3.4.2互感器的选择

3.4.3信号调理电路

3.5 CAN总线接口电路

3.6控制信号驱动电路

3.7实时时钟电路

3.8数据存储电路

3.9温度监控电路

3.11直流电源电路

第四章 系统软件设计

4.1 TMS320F2812存储器映射机制与CMD文件

4.2 TMS320F2812中断管理机制与响应流程

4.3 TMS320F2812事件管理机制与捕获程序

4.4数据处理算法

4.5并网控制程序

4.6 A/D采样程序

4.7 CAN总线通讯程序

4.8 SPI接口程序

4.8.1 TMP121程序

4.8.2 AT45DB11程序

4.9 GPIO程序

4.9.1 DS12C887程序

4.9.2继电器驱动程序

4.10看门狗监控程序

第五章 现场CAN总线协议介绍与设计建议

5.1现场总线概述

5.2 CAN总线的特点与规范

5.3燃气发电机组自动并网系统CAN总线协议设计

5.3.1设计思路

5.3.2协议规范简介

5.3.3 PDO报文描述

5.3.4 SDO报文描述

5.3.5 EDO报文描述

5.3.6 NMT报文描述

第六章 系统可靠性与抗干扰性设计

6.1硬件抗干扰技术

6.1.1电磁兼容性设计

6.1.2信号完整性设计

6.1.3电源完整性设计

6.1.4高速PCB设计原则

6.1.5 SMT的应用

6.2软件抗干扰技术

6.2.1数字I/O抗干扰技术

6.2.2数字滤波技术

6.2.3“软件陷阱”技术

6.2.4“看门狗”技术

第七章 系统开发与调试

7.1硬件平台简介

7.2软件平台简介

结束语

致谢

参考文献

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