基于ARM&μC/OS_Ⅱ平臺(tái)的水電機(jī)組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

【摘要】：我國(guó)蘊(yùn)藏豐富的水資源，水電站是我國(guó)重點(diǎn)支持發(fā)展的能源建設(shè)。如何合理高效的利用水資源、如何確保水電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行成為目前各大水電站研究的重要課題。水電機(jī)組運(yùn)行效率、耗水率、發(fā)電量等是衡量水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的準(zhǔn)則，同時(shí)也是水電站診斷系統(tǒng)故障、確保穩(wěn)定進(jìn)行的重要分析指標(biāo)。為確保水電站安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象或工程隱患，對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組各項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)尤為必要。 根據(jù)水電站對(duì)水電機(jī)組運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的要求，設(shè)計(jì)了一種基于STM32F103VC的水電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)瞬時(shí)流量、累積流量、工作水頭、耗水率、有功功率以及效率等表征水電機(jī)組工作狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的剪裁和移植，實(shí)現(xiàn)了操作系統(tǒng)對(duì)任務(wù)的切換和調(diào)度，優(yōu)化了系統(tǒng)功能模塊的軟件管理流程，提高了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。通過(guò)硬件電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)和軟件的校正擬合，將輸入差壓信號(hào)、功率信號(hào)以及流速信號(hào)的采集精度提高到0.05%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)儀。同時(shí)，通過(guò)優(yōu)化數(shù)模轉(zhuǎn)換部分電路設(shè)計(jì)，將提供給監(jiān)測(cè)中心二次儀表的瞬時(shí)流量、工作水頭、效率以及耗水率四個(gè)典型參數(shù)的模擬電流信號(hào)精度提高到0.04%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于相關(guān)規(guī)定。在數(shù)據(jù)通信部分，采用了抗干擾及自我保護(hù)設(shè)計(jì)方法，降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，遠(yuǎn)程在線檢測(cè)數(shù)據(jù)誤碼率不大于10-6。 本文所設(shè)計(jì)的水電機(jī)組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)從監(jiān)測(cè)精度、監(jiān)測(cè)穩(wěn)定性、監(jiān)測(cè)智能化等方面都進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)，已經(jīng)達(dá)到并遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于《水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的基本條件》中對(duì)監(jiān)測(cè)的要求。該系統(tǒng)已成功用于各大水電站的水電機(jī)組運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)并遠(yuǎn)銷巴西越南等地。 【關(guān)鍵詞】：水電機(jī)組 效率儀 監(jiān)測(cè)系統(tǒng) μC/OS-Ⅱ Cortex-M3
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TV736
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題的研究背景及意義10-11
• 1.2 水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要技術(shù)11-12
• 1.3 水電機(jī)組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀13
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.4 論文研究工作和論文主要內(nèi)容14-15
• 1.4.1 論文主要研究工作14
• 1.4.2 論文主要內(nèi)容14-15
• 第2章 水電機(jī)組監(jiān)測(cè)參數(shù)及原理15-21
• 2.1 水輪機(jī)的效率測(cè)量15-16
• 2.2 水輪機(jī)的流量測(cè)量16-18
• 2.3 其他參數(shù)的測(cè)量18-20
• 2.3.1 工作水頭的測(cè)量18-19
• 2.3.2 水電機(jī)組有功功率的測(cè)量19
• 2.3.3 耗水率的計(jì)算19-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 第3章 水電機(jī)組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)21-32
• 3.1 水電機(jī)組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21-22
• 3.1.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求與性能指標(biāo)21
• 3.1.2 總體方案設(shè)計(jì)21-22
• 3.2 輸入信號(hào)采集模塊設(shè)計(jì)22-25
• 3.2.1 輸入信號(hào) I/V 變換及電壓調(diào)理22-24
• 3.2.2 數(shù)據(jù)采樣及模數(shù)轉(zhuǎn)換24-25
• 3.3 通信模塊設(shè)計(jì)25-27
• 3.4 人機(jī)接口及輸出模塊設(shè)計(jì)27-29
• 3.4.1 人機(jī)接口模塊設(shè)計(jì)27-28
• 3.4.2 輸出模塊設(shè)計(jì)28-29
• 3.5 核心控制模塊介紹29-31
• 3.6 本章小結(jié)31-32
• 第4章 μC/OS-II 操作系統(tǒng)的移植32-45
• 4.1 μC/OS-II 操作系統(tǒng)介紹32-36
• 4.1.1 μC/OS-II 操作系統(tǒng)的任務(wù)管理與調(diào)度33-34
• 4.1.2 μC/OS-II 操作系統(tǒng)任務(wù)間的通信與同步34-36
• 4.2 ARM Cortex-M3 介紹36-37
• 4.3 μC/OS-II 操作系統(tǒng)的移植37-44
• 4.3.1 移植前的準(zhǔn)備工作37-39
• 4.3.2 μC/OS-II 源代碼的修改39-42
• 4.3.3 工程編譯及移植驗(yàn)證42-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 第5章 水電機(jī)組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)45-57
• 5.1 軟件總體設(shè)計(jì)45-48
• 5.2 通信部分設(shè)計(jì)48-52
• 5.2.1 通信協(xié)議49-51
• 5.2.2 下位機(jī)通信流程51-52
• 5.3 數(shù)據(jù)采集及處理52-54
• 5.4 按鍵及 LCD 顯示54-56
• 5.5 本章小結(jié)56-57
• 第6章 水電機(jī)組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的測(cè)試與分析57-60
• 6.1 精度測(cè)試57-58
• 6.2 組網(wǎng)測(cè)試58-59
• 6.3 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 致謝65-66
• 附錄 A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文66-67
• 附錄 B 電路 PCB 版圖67-69
• 附錄 C 部分移植代碼69-71
• 附錄 D 部分應(yīng)用程序代碼71-74

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蘋果大可不必買ARM    許磊

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水電機(jī)組振動(dòng)故障的智能診斷方法研究    彭文季

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