Deh點(diǎn)檢儀正弦波發(fā)生裝置制造方法
【專利摘要】DEH點(diǎn)檢儀正弦波發(fā)生裝置，包括控制器，控制器的輸出端與D/A轉(zhuǎn)換模塊的輸入端、DDS正弦波發(fā)生器的SPI總線相連接，D/A轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與DDS正弦波發(fā)生器的輸入端電連接，DDS正弦波發(fā)生器的輸出端與電壓放大模塊的輸入端電連接，電壓放大模塊的輸出端連接待測(cè)模塊，電源模塊與比較器模塊、三極管開關(guān)模塊相連接，通過比較器模塊將采集激勵(lì)信號(hào)轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)，通過控制器對(duì)DDS正弦波發(fā)生器的進(jìn)行控制，通過DDS正弦波發(fā)生器產(chǎn)生DEH相關(guān)模塊所需的輸入激勵(lì)信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)，能夠?yàn)榇郎y(cè)模塊提供所需精確的正弦波信號(hào)源，在檢測(cè)過程中實(shí)現(xiàn)智能化和一體化，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)檢儀的便攜化和多功能化，通用性較強(qiáng)。
【專利說明】DEH點(diǎn)檢儀正弦波發(fā)生裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種正弦波發(fā)生裝置，特別涉及一種DHl點(diǎn)檢儀正弦波發(fā)生裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]汽輪機(jī)是電廠中最重要的設(shè)備之一，是大型高速運(yùn)轉(zhuǎn)的原動(dòng)機(jī)，通常在高溫、高壓下工作，所以汽輪機(jī)控制的首要任務(wù)是保證汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。為了滿足電廠運(yùn)行安全和運(yùn)行方式經(jīng)濟(jì)性的要求，機(jī)組配備汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)(digitalelectro-hydrauliccontrol system簡(jiǎn)稱DEH)，汽輪機(jī)DEH相關(guān)模塊一般有超速保護(hù)模塊、伺服單元模塊以及調(diào)頻模塊，而每種模塊基本都由轉(zhuǎn)速輸入部分、激勵(lì)信號(hào)部分、DI信號(hào)輸入部分、DO信號(hào)輸出部分、Al信號(hào)輸入部分和AO信號(hào)輸出部分組成，模塊中的每一個(gè)參數(shù)都會(huì)影響汽輪機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行安全，從而影響電廠的安全，因此數(shù)字電液控制系統(tǒng)的安全成為了保證汽輪機(jī)與火電廠安全運(yùn)行的重要任務(wù)。
[0003]一般的DHl點(diǎn)檢過程是:當(dāng)檢測(cè)待測(cè)模塊時(shí)，由現(xiàn)場(chǎng)中的信號(hào)源提供待測(cè)模塊的激勵(lì)信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)，由DO模塊和AO模塊為待測(cè)模塊提供DI信號(hào)和Al信號(hào)，將待測(cè)模塊與DHl點(diǎn)檢儀相連，同時(shí)采集待測(cè)模塊的輸出信號(hào)，并將信號(hào)顯示，通過顯示數(shù)據(jù)直觀地反應(yīng)待測(cè)模塊當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)。整個(gè)過程中，需要外部的信號(hào)源發(fā)生器提供待測(cè)模塊所需的激勵(lì)信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)。
[0004]頻率合成技術(shù)起源于二十世紀(jì)30年代，至今已有六十多年的歷史，共經(jīng)歷了三代的發(fā)展，即直接式模擬頻率合成器、鎖相式頻率合成器和直接數(shù)字頻率合成器，其中直接數(shù)字頻率合成器(DDS)是一種革命性的技術(shù)發(fā)展。DDS技術(shù)具有快速的頻率轉(zhuǎn)換速度、極好的溫度和老化穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)換頻率保持穩(wěn)定的相位能力，以及小型化和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因此將DDS技術(shù)能夠在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中得到廣泛應(yīng)用。
[0005]從上述可知，目前對(duì)汽輪機(jī)DHl相關(guān)模塊進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，所使用到的正弦波信號(hào)來自外部的信號(hào)發(fā)生源，使在檢測(cè)過程中，由于選用的儀器本身誤差不同，造成檢測(cè)結(jié)果不同，并在整個(gè)過程沒能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)檢儀的一體化功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種DEH點(diǎn)檢儀正弦波發(fā)生裝置，能夠?yàn)榇郎y(cè)模塊提供所需精確的正弦波信號(hào)源，在檢測(cè)過程中實(shí)現(xiàn)智能化和一體化，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)檢儀的便攜化和多功能化，通用性較強(qiáng)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種DHl點(diǎn)檢儀正弦波發(fā)生裝置，包括控制器2，控制器2的輸出端與D/A轉(zhuǎn)換模塊5的輸入端、DDS正弦波發(fā)生器6的SPI總線相連接，D/A轉(zhuǎn)換模塊5的輸出端與DDS正弦波發(fā)生器6的輸入端電連接，DDS正弦波發(fā)生器6的輸出端與電壓放大模塊7的輸入端電連接，電壓放大模塊7的輸出端連接待測(cè)模塊8，電源模塊I與比較器模塊3、三極管開關(guān)模塊4相連接。[0009]所述電源模塊I包括電源濾波電路和電源保護(hù)電路。
[0010]所述比較器模塊3采用運(yùn)算放大器，與待測(cè)模塊8的正輸入端相連接，比較器模塊3的輸出端與三極管開關(guān)模塊4的基極相連接，三極管開關(guān)模塊4的集電極與主控制模塊2的輸入端電連接。
[0011]所述三極管開關(guān)模塊4采用NPN型三極管。
[0012]由于本發(fā)明采用頻率合成器技術(shù)設(shè)計(jì)DEH點(diǎn)檢儀正弦波發(fā)生裝置，利用主控芯片STM32F103的中斷計(jì)數(shù)，使采集精度達(dá)到所需要求，滿足控制信號(hào)的產(chǎn)生和檢測(cè)信號(hào)的性能；通過STM32F103和D/A轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)輸出頻率和電壓幅值可調(diào)的功能，為待測(cè)模塊提供不同的轉(zhuǎn)速信號(hào)，能滿足不同的轉(zhuǎn)速信號(hào)需要和激勵(lì)信號(hào)需要，又能夠通過主控芯片STM32F103實(shí)現(xiàn)固定正弦波的輸出，為線性可變差動(dòng)變壓器電路提供所需轉(zhuǎn)速信號(hào)，實(shí)現(xiàn)向汽輪機(jī)所配備的DEH模塊進(jìn)行檢測(cè)的系統(tǒng)提供所需正弦波信號(hào)，使得在檢測(cè)過程中實(shí)現(xiàn)智能化和一體化，減輕傳統(tǒng)的點(diǎn)檢儀由信號(hào)源發(fā)生器提供信號(hào)所帶來的工作負(fù)擔(dān)，從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)檢儀的便攜化和多功能化。本發(fā)明裝置也可以用于其他具有相同正弦波信號(hào)參數(shù)指標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)模塊中，通用性較強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明DHl點(diǎn)檢儀系統(tǒng)整體示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明DEH點(diǎn)檢儀正弦波發(fā)生系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016]參見附圖2，DEH點(diǎn)檢儀正弦波發(fā)生裝置，包括控制器2，控制器2的輸出端與D/A轉(zhuǎn)換模塊5的輸入端、DDS正弦波發(fā)生器6的SPI總線相連接，為其提供時(shí)鐘信號(hào)并控制其正弦波的產(chǎn)生，D/A轉(zhuǎn)換模塊5的輸出端與DDS正弦波發(fā)生器6的輸入端電連接，DDS正弦波發(fā)生器6的輸出端與電壓放大模塊7的輸入端電連接，為待測(cè)模塊8提供所需的正弦波信號(hào)，電壓放大模塊7的輸出端連接待測(cè)模塊8，電源模塊I與比較器模塊3、三極管開關(guān)模塊4相連接，為其提供電壓。
[0017]其中，所述電源模塊I包括電源濾波電路和電源保護(hù)電路，將電源模塊I提供的24V電源經(jīng)電源保護(hù)電路后輸出為裝置中所需的24V電源，再經(jīng)降壓穩(wěn)壓器LM22675和電源轉(zhuǎn)換芯片TPS73733后，為比較器模塊3提供所需的24V電壓，為三極管開關(guān)模塊4提供所需的5V或3.3V電壓，為D/A轉(zhuǎn)換模塊5、DDS正弦波發(fā)生器6提供所需的3.3V電壓，為電壓放大模塊7提供所需的5V電壓。
[0018]所述比較器模塊3采用運(yùn)算放大器MAX9944，與待測(cè)模塊8的正輸入端相連接，由待測(cè)模塊8為比較器模塊3提供激勵(lì)信號(hào)。比較器模塊3的輸出端與三極管開關(guān)模塊4的基極相連接，三極管開關(guān)模塊4的集電極與控制器2的輸入端電連接。三極管開關(guān)模塊4采用NPN型三極管。
[0019]控制器2采用ST公司的STM32微處理器系列的增強(qiáng)型STM32F103，利用主控STM32F103中的中斷計(jì)數(shù)器將經(jīng)過比較器模塊3和三極管開關(guān)模塊4的激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行頻率檢測(cè)，使檢測(cè)精度達(dá)到1% ;正弦波發(fā)生器模塊6采用DDS芯片AD9834，通過STM32F103內(nèi)部的時(shí)鐘分頻器提高速率，最高72MHz工作頻率可為DDS正弦波發(fā)生器提供所需的時(shí)鐘信號(hào)，并控制其正弦波的產(chǎn)生，產(chǎn)生待測(cè)模塊8所需的激勵(lì)正弦波信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)。
[0020]參見附圖1，控制模塊通過通訊模塊與上位機(jī)相連接，即由上位機(jī)通過DP總線將控制信號(hào)通過控制模塊發(fā)送給控制器2，控制器2響應(yīng)相應(yīng)的控制信號(hào)，從而產(chǎn)生正弦波信號(hào)；同時(shí)控制器2采集的頻率信號(hào)通過控制器和DP總線返回到上位機(jī)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0021]在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，電流信號(hào)參數(shù)一般為0_20mA,電壓信號(hào)參數(shù)一般為0-10V,開關(guān)量信號(hào)為0V/5V/24V，但是激勵(lì)信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)隨著所需的功能不同或待測(cè)模塊內(nèi)部電壓設(shè)計(jì)不同，所需的參數(shù)也不同，需要對(duì)信號(hào)參數(shù)進(jìn)行歸納，本發(fā)明設(shè)計(jì)滿足不同待測(cè)模塊的轉(zhuǎn)速信號(hào)和激勵(lì)信號(hào)，使DHl點(diǎn)檢儀多功能化和智能化。
[0022]參見附圖2，本發(fā)明的工作原理及具體實(shí)施過程:
[0023]正弦波信號(hào)頻率檢測(cè)和產(chǎn)生的工作過程主要分為四個(gè)步驟，分別稱為轉(zhuǎn)換、采集、控制、產(chǎn)生。 [0024]首先，通過比較器模塊3將采集激勵(lì)信號(hào)轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)，便于脈沖計(jì)數(shù)。
[0025]其次，通過分析汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)DEH的相關(guān)模塊所需要的信號(hào)的參數(shù)指標(biāo)，包括正弦波信號(hào)的頻率范圍、頻率間隔、頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度、以及正弦波的峰值電壓、模擬信號(hào)的幅值精度等。在汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)DEH的超速保護(hù)模塊中，需要轉(zhuǎn)速信號(hào)為正弦波信號(hào)，頻率范圍為0-12000HZ，所需頻率精度為0.1Hz，頻率輸出電壓為0-5V。
[0026]再次，通過已有的參數(shù)指標(biāo)，應(yīng)用DDS技術(shù)，用電壓放大模塊7得到待測(cè)模塊8所需的參數(shù)性能，從而為待測(cè)模塊8提供精確的正弦波信號(hào)。其具體實(shí)現(xiàn)為:由主控增強(qiáng)型STM32F103為DDS芯片AD9834提供72MHz時(shí)鐘信號(hào)和控制其正弦波的產(chǎn)生，為了實(shí)現(xiàn)正弦波輸出幅度可調(diào)，利用D/A電路輸出控制AD9834的I腳FSADJUST，電流幅度為:IOutfullscale=I8*fsadjust/rset，其中 fsadjust=l ?δν (額定)，rset=6.SkQ (典型值)。利用主控STM32F103中的中斷計(jì)數(shù)器將經(jīng)過比較器模塊3和三極管開關(guān)模塊的激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行頻率檢測(cè)，檢測(cè)精度達(dá)到1%。
[0027]最后是產(chǎn)生待測(cè)模塊8所需的激勵(lì)正弦波信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)，要求精度達(dá)到1%，并且產(chǎn)生不同的正弦波信號(hào)，使頻率范圍為0-12000HZ，幅度為0-7V，產(chǎn)生固定激勵(lì)信號(hào)，頻率為17000Hz，幅度為3.5V。通過D/A轉(zhuǎn)換模塊5實(shí)現(xiàn)輸出電壓的幅值可調(diào)功能，滿足不同的轉(zhuǎn)速信號(hào)需要和激勵(lì)信號(hào)需要。
【權(quán)利要求】
1.DHl點(diǎn)檢儀正弦波發(fā)生裝置，包括控制器(2)，其特征在于，控制器(2)的輸出端與D/A轉(zhuǎn)換模塊(5)的輸入端、DDS正弦波發(fā)生器(6)的SPI總線相連接，D/A轉(zhuǎn)換模塊(5)的輸出端與DDS正弦波發(fā)生器(6)的輸入端電連接，DDS正弦波發(fā)生器(6)的輸出端與電壓放大模塊(7 )的輸入端電連接，電壓放大模塊(7 )的輸出端連接待測(cè)模塊(8 )，電源模塊(I)與比較器模塊(3)、三極管開關(guān)模塊(4)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DHl點(diǎn)檢儀正弦波發(fā)生裝置，其特征在于，所述電源模塊(I)包括電源濾波電路和電源保護(hù)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DHl點(diǎn)檢儀正弦波發(fā)生裝置，其特征在于，所述比較器模塊(3)采用運(yùn)算放大器，與待測(cè)模塊(8)的正輸入端相連接，比較器模塊(3)的輸出端與三極管開關(guān)模塊(4)的基極相連接，三極管開關(guān)模塊(4)的集電極與主控制模塊(2)的輸入端電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DHl點(diǎn)檢儀正弦波發(fā)生裝置，其特征在于，所述三極管開關(guān)模塊(4)采用NPN型三極管。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK103853151SQ201410097185
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】李頎, 侯麗愛 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)