基于FPGA的应急柴油发电机控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于FPGA的应急柴油发电机控制系统，包括用于采集外部系统数据的数据输入电路；以及与所述数据输入电路连接的主控电路，所述主控电路设有第一FPGA芯片，所述第一FPGA芯片接收并处理所述外部系统数据以生成控制信号；以及与所述主控电路连接的数据输出电路，所述数据输出电路设有第二FPGA芯片，所述第一FPGA芯片接收所述控制信号进而控制外部系统调整工作状态，该基于FPGA的应急柴油发电机控制系统是基于FPGA的数字化控制系统，该控制系统响应快，可靠性高；系统平均无故障时间超过10

Emergency diesel generator control system based on FPGA

【技术实现步骤摘要】
基于FPGA的应急柴油发电机控制系统
本技术涉及柴油机电控
，尤其涉及基于FPGA的应急柴油发电机控制系统。
技术介绍
目前，相关的柴油机电控技术方案有以下几种：(1)一种柴油机启动控制装置，启动电动机驱动柴油机曲轴转动，同时检测曲轴的转速；当曲轴转速达到最佳喷油转速np时，开始向柴油机气缸内喷射燃油；启动成功后，停止向启动电动机供电。(2)一种柴油机发电机组控制测量保护系统，由微型计算机控制的全自动柴油发电机电子测控系统，系统由电源单元、数据采集输入单元、微电脑数据处理单元、信号输出单元和显示单元组成，各单元之间电性连接。电源单元由报警控制系统电源与安全系统电源两个相互独立的电源组成。上述的技术方案存在如下技术缺陷：大量使用传统继电器，触点容易氧化，故障率较高；系统响应时间较长。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，提供一种基于FPGA的应急柴油发电机控制系统。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于FPGA的应急柴油发电机控制系统，其特征在于，包括用于采集外部系统数据的数据输入电路；以及与所述数据输入电路连接的主控电路，所述主控电路设有第一FPGA芯片，所述第一FPGA芯片接收并处理所述外部系统数据以生成控制信号；以及与所述主控电路连接的数据输出电路，所述数据输出电路设有第二FPGA芯片，所述第一FPGA芯片接收所述控制信号进而控制外部系统调整工作状态。优选地，所述主控电路与所述数据输入电路、所述数据输出电路通过背板连接器上通信接口通信连接。优选地，所述主控电路还包括与所述第一FPGA芯片连接的主控芯片；所述主控芯片为型号是RM57L843ZWT的ARM芯片。优选地，所述主控芯片与所述第一FPGA芯片之间设有第一看门狗芯片；所述第一FPGA芯片通过第一看门狗芯片发送外部逻辑到所述主控芯片中以控制所述主控芯片复位。优选地，所述主控芯片与所述第一FPGA芯片还设有存储器。优选地，所述数据输出电路还包括与所述第二FPGA芯片连接的第二看门狗芯片。优选地，所述第一FPGA芯片为M2GL150TS-FC1152；所述第二FPGA芯片的型号为M2GL060TS-678。优选地，所述数据输入电路连接所述外部系统的采集模块；所述数据输出电路连接所述外部系统的输出模块。优选地，所述外部系统为与柴油机连接的燃油系统、润滑油系统、进排气系统、压缩空气系统以及冷却水系统中的一个或多个。优选地，所述主控电路还包括第一时钟电路以及第一复位电路；所述数据输出电路还包括第二时钟电路以及第二复位电路。实施本技术具有以下有益效果：本技术的基于FPGA的应急柴油发电机控制系统是基于FPGA的数字化控制系统，该控制系统响应快，可靠性高；系统平均无故障时间超过105小时，运行维护成本低。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是本技术基于FPGA的应急柴油发电机控制系统的结构示意图；图2是本技术主控电路的逻辑框图；图3-图17是本技术第一FPGA芯片的电路连接图；图18是本技术第一FPGA芯片的时钟电路连接图；图19是本技术数据输出电路的框架示意图；图20-图28是本技术第二FPGA芯片的电路连接图；图29是本技术第二FPGA芯片的时钟电路图；图30是本技术第二FPGA芯片的复位电路图。具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本技术的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本技术的限制。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本技术的描述。如图1所示，在本技术的基于FPGA的应急柴油发电机控制系统，包括用于采集外部系统数据的数据输入电路；以及与数据输入电路连接的主控电路，主控电路设有第一FPGA芯片，第一FPGA芯片接收并处理外部系统数据以生成控制信号；以及与主控电路连接的数据输出电路，数据输出电路设有第二FPGA芯片，第一FPGA芯片接收控制信号进而控制外部系统调整工作状态。该数据输入电路连接外部系统的采集模块，数据输出电路连接外部系统的输出模块。该外部系统为与柴油机连接的燃油系统、润滑油系统、进排气系统、压缩空气系统以及冷却水系统中的一个或多个。在本实施例中，数据输入电路连接外部系统的采集模块，将外部系统的采集模块所采集的数据发送到主控电路中，其中，该数据输入电路可以将所采集的数据处理为相关的模拟量以及开关量，主控电路的第一FPGA芯片接收并处理外部系统数据以生成相关控制信号，并将控制信号发送到数据输出电路中，由数据输出电路发送相关控制信号到外部系统的输出模块，进而控制燃油系统、润滑油系统、进排气系统、压缩空气系统以及冷却水系统进行工作状态的调整，该主控电路也控制应急柴油机的启停等。进一步的，主控电路与数据输入电路、数据输出电路通过背板连接器上通信接口通信连接。参阅图2，主控电路还包括与第一FPGA芯片连接的主控芯片，第一FPGA芯片为M2GL150TS-FC1152，如图3-图17所示，是该第一FPGA芯片的引脚连接电路，技术人员可以参照该电路图实施，这里不做细述。该主控芯片为型号是RM57L843ZWT的ARM芯片，主控芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FPGA的应急柴油发电机控制系统，其特征在于，包括用于采集外部系统数据的数据输入电路；以及/n与所述数据输入电路连接的主控电路，所述主控电路设有第一FPGA芯片，所述第一FPGA芯片接收并处理所述外部系统数据以生成控制信号；以及/n与所述主控电路连接的数据输出电路，所述数据输出电路设有第二FPGA芯片，所述第一FPGA芯片接收所述控制信号进而控制外部系统调整工作状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的应急柴油发电机控制系统，其特征在于，包括用于采集外部系统数据的数据输入电路；以及
与所述数据输入电路连接的主控电路，所述主控电路设有第一FPGA芯片，所述第一FPGA芯片接收并处理所述外部系统数据以生成控制信号；以及
与所述主控电路连接的数据输出电路，所述数据输出电路设有第二FPGA芯片，所述第一FPGA芯片接收所述控制信号进而控制外部系统调整工作状态。


2.根据权利要求1所述的基于FPGA的应急柴油发电机控制系统，其特征在于，所述主控电路与所述数据输入电路、所述数据输出电路通过背板连接器上通信接口通信连接。


3.根据权利要求1所述的基于FPGA的应急柴油发电机控制系统，其特征在于，所述主控电路还包括与所述第一FPGA芯片连接的主控芯片；
所述主控芯片为型号是RM57L843ZWT的ARM芯片。


4.根据权利要求3所述的基于FPGA的应急柴油发电机控制系统，其特征在于，所述主控芯片与所述第一FPGA芯片之间设有第一看门狗芯片；
所述第一FPGA芯片通过第一看门狗芯片发送外部逻辑到所述主控芯片中以控制所述主控芯片复位。


5.根据权利要求3所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶顺流，胡文正，王旻，胡德全，童强，刘兴云，李彬，柳成华，周勇，朱鹏树，陈星，梁永飞，
申请(专利权)人：广东核电合营有限公司，中广核研究院有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44