水轮发电机组控制系统设计论文

　　伴随着水电站增效扩容项目的步伐，水轮发电机组装机容量进行增加，电厂励磁控制系统信息量全面扩大，采集处理数据的速度要求全面提升，现以DSP：Tms320f2812为核心控制芯片，设计水力发电最小励磁控制系统。Tms320f2812型号32位的DSP芯片是TI公司比较新的。产品，其技术先进、功能强大，用哈佛结构、硬件乘法、流水线技术、专用信号寻址方式、提高数据处理及传输能力。其内部集成了ADC模块、EV模块、SPI串行外设接口、SCI串行通讯接口、Mcbsp多通道串行、eCAN网络控制器、大容量储存器，简化硬件电路，30MHz无源晶振提供核心芯片时钟，Pll控制寄存器的低4位提供Pll倍频系数。芯片Tms320f2812CPU工作高频为150MHz，本电路倍频系数设为5。基准电压ADC用3V，ADCrefm、ADCrefp、引脚接Esr端50m1。5的10F旁路电容，剩下一端接模拟地，ADCresext接24。9k偏置电阻。
　　1有芯片Tms320f2812构成的电源电路
　　随着半导体制造工艺进步和发展，3。3V、1。8V低电压集成电路应用更广，比传统5V更低、功耗更小、性能更优。Tms320f2812外部IO电压为3。3V，内核电压为1。8V，Tps系列电源稳定性好，这里采用Tps系列电源为Tms320f2812提供电能。Tps767hd318芯片为Tms320f2812提供电源，原理图如图1所示。工业专用芯片Tps767hd318，工作范围40oC125oC温度段之间，为增加电源芯片散热速度，采用芯片下方敷设铜面散热；电流经电容C5滤波，由Tps767hd318输出1。8V和3。3V电压，3。3V电源为Tms320f2812提供内核及IO接口电压。
　　2仿真器接口设计
　　为14脚JTAG插头图，目标层Ti调试接口用五个标准的IEEE1149。1信号Trst，Tck，Tms，Tdi，Tdo及两个扩展口Emu0，Emu1，可把目标连接至扫描控制器，插头要测试时钟返回信号Tckret，电源Vcc和地，Tckret是扫描控制器的测试时钟，在许多系统中，会把TEKRET接Tck用作测试时钟，Emu0、Emu1接上拉电阻，可以仿真。
　　3Tms320f2812串口
　　串行通信接口Sci是双线异步串口，Tms320f2812使用这种串口，Sci接口支持CPU，并可与nonreturnzero格式外围设备通信，Sci接收发送器各有FiFo，减少了空间服务，有独立的使能位、中断位，半双工通信模式独立操作，全双工通信模式可进行操作，Scia引导代码可选择Scia启动，电路图如图3所示，图中C33，C34，C35，C36，C37滤波电容；串口芯片MAX3232，用3。3V电源供电，也可与DSP引脚相接供电。
　　4基准电源
　　系统用2V电压作为基准电压，可用Ref19x提供基准电压，该电源可在4080范围工作，电压经10F，0。1F滤波电容后，输出接1F、0。1F滤波电容，Sleep引脚接VIN工作，如图4所示。
　　5Tms320f2812芯片通讯用eCAN
　　Tms320f2812用eCAN模块，据CAN2。0标准兼容性，可制定协议在电子噪声时与控制器进行通信，eCAN模块提供通用性、鲁棒性串行通信，考虑兼容性问题，用Sn65hvd251芯片，通信速度1Mbps，C38滤波电容，R6限流电阻。
　　6结语
　　本文设计的最小励磁控制系统，电源通用性较好，系统电路较为简单，通讯和存储都可以满足中小型电站机组使用，在所有DSP励磁控制系统中将硬件电路简化都最小范围，为后期维护、检修提供方便。