EAST-NBI高压电源安全巡检系统设计与研制

发布时间：2020-12-06 08:30

　　国家大科学工程EAST（全超导托卡马克核聚变实验装置）的NBI（中性束注入）加热系统100kV/100APSM高压电源具有"电压高、下扰强、占地大、远程操控"等特点。在核聚变实验期间,电源本身和电源现场存在众多安全风险,使得安全事件时有发生,而且前缺乏全面而有效的远程监控,因此难以及时发现各种安全隐患与前兆。针对实际需求,本文提出并研制了一种利用光纤进行信号远距离传输、由各种智能设备进行数据采集与控制的分布式巡检系统方案,并基于高性能DSP芯片TMS320F28335和Lab VIEW开发环境进行了软硬件开发。本文的主要工作为:（1）通过对巡检系统和高压电源具体需求的详细调研,提出了本系统具体需要实现的功能,并设计了系统的总体方案。（2）研制了基于DSP的安全巡检器。完成了 DSP和各种芯片的选型、硬件电路设计、异常声音检测算法研究和DSP程序的开发。实现的功能包括:现场人员探测、异常声音检测、可燃气体超标、火焰、温湿度信息的采集与处理,以及与之相关的语音告警、ID卡读取、与上位机通信等。（3）完成了通信设备和现场智能设备的研制或选型。研制了光电转换所用的"一对四"光转换器和光电平转换... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题的背景和意义
    1.2 巡检系统研究现状
    1.3 研究内容及章节安排
第二章 系统总体方案设计
    2.1 实际需求与功能设计
    2.2 系统整体结构
    2.3 现场设备介绍
        2.3.1 安全巡检器
        2.3.2 干变温控器
        2.3.3 UPS
        2.3.4 PSM电源模块
    2.4 系统通信设计
        2.4.1 传输介质选择
        2.4.2 通信方式设计
    2.5 本章小结
第三章 硬件设计
    3.1 安全巡检器硬件研制
        3.1.1 整体硬件结构
        3.1.2 装置供电及DSP最小系统
        3.1.3 人员探测电路
        3.1.4 声音采集与调理
        3.1.5 环境状态的采集
        3.1.6 语音告警模块
        3.1.7 ID卡读取模块
        3.1.8 实时时钟模块
    3.2 光电转换的实现
        3.2.1 光纤接口电路与模块综合故障显示机箱
        3.2.2 “一对四”光转换器
        3.2.3 光电平转换板/箱
    3.3 PCB制作
    3.4 本章小结
第四章 软件设计
    4.1 基于DSP的算法与程序设计
        4.1.1 程序框架及功能
        4.1.2 外设的数据读写
        4.1.3 异常声音检测算法研究
        4.1.4 与上位机通信协议的制定
    4.2 基于LabVIEW的上位机软件开发
        4.2.1 软件整体结构与功能
        4.2.2 通信与参数设置
        4.2.3 数据显示界面
        4.2.4 告警与历史数据存储
    4.3 本章小结
第五章 系统测试
    5.1 安全巡检器功能测试
    5.2 声音信号处理测试
        5.2.1 声音硬件采集测试
        5.2.2 声音软件采样测试
        5.2.3 异常声音检测算法测试
    5.3 系统联调及结果
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果



本文编号：2901066