應用于變頻風機控制系統(tǒng)的FPGA數據處理模塊的設計.pdf

1、人類賴以生存的自然環(huán)境正在不斷的枯竭，環(huán)境惡化、災難頻發(fā)正在威脅著人類的生存，保護能源愛護自然是人類唯一出路。當前，在國民經濟領域起支撐作用的鋼鐵行業(yè)產能過剩嚴重，經濟效益日益低下，行業(yè)的競爭日益激烈，不但影響了產業(yè)的發(fā)展，也給國家的節(jié)能環(huán)保事業(yè)帶來重大阻礙。其中，煉鐵廠的除塵風機系統(tǒng)是能源消耗的大戶，國家號召改進煉鐵廠設備，提高高爐煉鐵效率工藝，推行煉鐵廠節(jié)能降耗的重大舉措。本論文以中國航天科工集團節(jié)能技術中心承擔的針對煉鐵廠老舊除塵

2、系統(tǒng)的節(jié)能改造工程為背景，在CycloneⅡ系列EP2C35F672C6型號的FPGA開發(fā)板上完成了系統(tǒng)核心模塊——多路數據采集處理模塊的設計與仿真，實現(xiàn)了基于中值濾波算法的多通道濾波、定時、采樣、閾值比較等功能，替代了造價昂貴的數據采集卡，節(jié)省生產成本的同時延長了系統(tǒng)設備的使用壽命，同時結合多傳感器、PLC、變頻器等器件完成系統(tǒng)的搭建，提高煉鐵廠除塵系統(tǒng)的工藝效率，節(jié)約能源并改善煉鐵環(huán)境。
　　變頻風機控制系統(tǒng)由多路傳感器、PL

3、C、FPGA、中心控制系統(tǒng)以及變頻器五個部分構成。多路傳感器系統(tǒng)獲取生產現(xiàn)場信號，經PLC進行A/D轉換后，將得到的數字信號傳輸到FPGA數據處理模塊機進行處理，在此之后發(fā)給中心控制系統(tǒng)的工控機，完成對FPGA發(fā)來的數據存儲、顯示的功能，并根據結果向變頻器發(fā)送控制指令。
　　論文重點對變頻風機控制系統(tǒng)的核心模塊即FPGA多路數據采集處理模塊進行了細致的分析和研究，主要內容如下:
　　(1)分析了鋼鐵廠除塵系統(tǒng)的功能及各部件特

4、點，設計了基于FPGA的變頻風機控制系統(tǒng)的整體結構。
　　(2)分析了可編程邏輯控制器FPGA的基本結構和工作原理，給出了FPGA核心板的相關電路原理和功能。
　　(3)針對CycloneII系列EP2C35F672C6FPGA開發(fā)板，根據基于位的中值濾波算法，設計了具有多通道濾波、定時、采樣、傳感器數據比較等功能的數據處理模塊，進行仿真分析，仿真結果驗證了設計的正確性。
　　基于FPGA實現(xiàn)變頻風機控制系統(tǒng)的多通道濾