基于FPGA的PLC数据输出控制IP核设计

提出应用FPGA设计PLC数据输出控制IP核的思路。该IP核执行输出数据相关命令时,在内部时序脉冲控制下按照Y编号地址自主完成数据在存储单元的寻址和读写操作;论述了控制器的工作原理和电路设计,应用Verilog语言实现硬件电路的构建及功能;测试表明:该IP核可以自主完成对数据处理和输出要求,使数据输出与系统其它功能模块实现并行处理,提高了PLC运行速度。     

基于FPGA自主控制浮点加减乘除控制器设计

为实现一种多浮点操作数乘法运算的自主运算控制器,提出了一种基于FPGA并行操作的硬连接电路的多浮点数乘法运算控制器及其时序控制的方法,该控制器对一条多浮点操作数乘法运算指令的命令字和多浮点操作数连续写入并存储,在内部时序脉冲作用下,可以自主完成读出浮点操作数执行乘法运算,写入存储多浮点操作数过程与执行乘法运算命令的过程能够并行进行;在控制器执行乘法运算命令过程中,系统可以读出执行命令过程中的中间结果和最终运算结果;论述了该控制器的电路构成和基本原理,分析命令字与多操作数在内部时序脉冲作用下的执行过程,应用Verilog HDL语言实现相关硬件的构建和连接;设计完成后通过仿真测试可知,该控制器运行的最高频率为250 MHz,从输入到输出端口最小延时是3.185 ns,最大延时是15.336 ns,且能够自主完成浮点数乘法运算。     

基于FPGA自主控制浮点加减控制器设计

为实现一种能够自主完成浮点数加/减运算功能的浮点数加/减运算执行控制器,提出了一种基于采用FPGA并行操作电路硬连接的浮点数加/减运算控制电路及其时序控制方法;该控制器在接收到操作数类型与参与运算的操作数后,在内部时序脉冲作用下,可以自主完成操作数的配置以及浮点数加/减法运算的功能,运算结果传输到系统数据总线;论述了该控制器的电路构成和基本原理,分析操作数类型与操作数在内部时序脉冲作用下的执行过程,应用Verilog HDL语言实现相关硬件的构建和连接;设计完成后通过仿真测试可知,该控制器运行的最高频率可达178.317 M,从输入端口到输出端口的延时数据为:最小延时是3.185 ns,最大延时是15.336 ns,耗用的IO输入输出端口占总资源的27.92%,数据表明该控制器提高了运算器的运算速度,且能够自主完成浮点数加/减运算。     

基于ARM+FPGA的PLC计数器的设计

计数器是PLC内部重要的软元件之一,在以PLC为核心部件的自动控制系统中,这种软元件通过相应的程序实现系统的实时准确的计数。ARM通过双口RAM发送指令命令给FPGA,FPGA控制计数器进行相关操作,FPGA的晶振工作频率50MHz作为计数器控制模块的时序约束,设计的计数器具有加减计数功能、断电保持功能、数据回传功能等,以满足PLC控制器的计数需求,并通过使用地址映射存储器使得计数器控制器的指令执行更加高效。设计了计数器与FPGA指令执行控制器的通信协议。通过对设计完成后的仿真与测试,单个计数器的计数频率达到2MHZ,基本实现了PLC计数器的功能,并且达到了稳定计数的设计要求。     

基于JSP技术的触摸屏实验信息系统

阐述了一种基于JSP技术的触摸屏实验信息系统。该系统的构建重点考虑了通过JSP、JDK与JDBC技术相结合,建立实验信息数据库,在网页上执行SQL命令,使用触摸屏实现查询、添加和删除服务器上实验信息数据库的内容。     

S7 PLC在实验物理及工业控制系统中的集成（英）

在直线感应加速器控制系统中,可编程逻辑控制器（PLC）作为前端控制器被广泛应用于人身安全保护系统中,实现PLC于实验物理及工业控制系统（EPICS）中的输入输出控制（IOC）集成成为系统架构中必须解决的问题。为此,介绍了一种新型的基于S7 nodave设备驱动和异步通讯模块Asyn的IOC与PLC通信方法。该方法可实现IOC对S7 PLC过程映像区及内存变量的透明访问,而不需要制定通讯协议。分析了基于S7nodave和Asyn模块与S7 PLC的通信机制,并给出了应用实例。     

S7 PLC在实验物理及工业控制系统中的集成（英）

在直线感应加速器控制系统中,可编程逻辑控制器（PLC）作为前端控制器被广泛应用于人身安全保护系统中,实现PLC于实验物理及工业控制系统（EPICS）中的输入输出控制（IOC）集成成为系统架构中必须解决的问题。为此,介绍了一种新型的基于S7 nodave设备驱动和异步通讯模块Asyn的IOC与PLC通信方法。该方法可实现IOC对S7 PLC过程映像区及内存变量的透明访问,而不需要制定通讯协议。分析了基于S7nodave和Asyn模块与S7 PLC的通信机制,并给出了应用实例。     

S7 PLC在实验物理及工业控制系统中的集成（英文）

在直线感应加速器控制系统中,可编程逻辑控制器(PLC)作为前端控制器被广泛应用于人身安全保护系统中,实现PLC于实验物理及工业控制系统(EPICS)中的输入输出控制(IOC)集成成为系统架构中必须解决的问题。为此,介绍了一种新型的基于S7nodave设备驱动和异步通讯模块Asyn的IOC与PLC通信方法。该方法可实现IOC对S7PLC过程映像区及内存变量的透明访问,而不需要制定通讯协议。分析了基于S7nodave和Asyn模块与S7PLC的通信机制,并给出了应用实例。     

基于TL494开关电源的设计

开关电源主回路将输入的15VAC电压整流滤波所得的直流电压通过升压斩波电路,变换为25-30VDC输出。主控制器为PIC16F877A单片机。整个系统由整流滤波电路、DC-DC变换器、控制电路、按键显示等模块组成。主控制器和TL494以闭环形式控制DC-DC变换电路,实现输出电压稳定可调。该电源还具有过流保护、自恢复、软启动和短路报警功能。     

固态Marx发生器的自动控制研究

为了进一步推广固态Marx发生器的应用,实现输出脉冲波形的直观显示,提高电压调节精度,缩短充电调压时间,有必要对固态Marx发生器的自动控制进行研究。以现场可编译门阵列（FPGA）作为控制器,将输出电压、频率、脉宽、过电流阈值等参数以及故障检测及指示直接显示在液晶屏上,实现可视化设置和调节,在固态Marx发生器的输出端并联分压电路和高速数模转换电路,对输出的高压脉冲采样,一方面用于闭环PID控制实现分段式快速充电和输出电压精准化调节,另一方面用于在虚拟示波器中实时显示输出脉冲电压的基本波形。此外,在电路中加入了故障检测和保护机制,迅速检测电路中出现的过温、过电流等故障并对其及时停机响应以保护脉冲电源和操作人员安全。在20级的固态方波Marx发生器样机中产生的重复频率方波脉冲电压波形表明,该样机已经初步实现自动化控制,并能可靠运行。     

多站点高空火炬远程监控系统的研究与实现

介绍了ABB可编程控制器(PLC)、昆仑通态触摸屏及杰控上位机在高空火炬点火系统中的应用;该系统采用ABB可编程控制器和昆仑通态触摸屏为控制核心,能实现火炬的手动、自动点火、状态及数据显示、实时报警;通过工业以太网将3个点火子系统连接至监控室计算机,运用杰控上位机软件在监控室实现实时监控、报警、数据查询、打印报表等功能;实际应用表明,该远程监控系统运行稳定、可靠,点火成功率达100%,满足使用要求;PLC、触摸屏和上位机三者的结合在保证点火安全和可靠性的同时也提高了系统的自动化水平。     

一种高压电源谐振升压倍压电路

提出了一种高压电源谐振升压倍压电路,该电路由LC谐振电路与整流电路组成。对该电路的工作模式和稳态输出特性进行了分析;建立了该电路的数学模型：以归一化的形式定量描述了稳态输出电压与电流的增益、短路特性和开路特性、输出纹波与电压降、以及器件上的电应力,并分析了电路品质因数、归一化频率和电容比对输出特性的影响;对该电路进行了仿真与实验研究,仿真结果与实验结果具有很好的一致性,验证了数学模型的正确性。与C-W电路的对比研究结果表明：所提出的电路具有输出电压稳定、输出纹波小、短路特性好以及响应速度快的优点,满足高压小电流的应用需求。     

宽带低相噪频率合成器的设计与实现

介绍了一种宽带、 高分辨率和低相噪频率合成器的设计与实现方案. 该频率合成器包含3个部分：(1) STM32处理器部分,作为频率合成器的控制器并为其提供远程控制的CAN总线接口;(2) 时钟分配单元,用于产生固定频率的参考信号和输出频率的精确调整;(3) 三混频部分,以30 MHz的步进改变频率合成器的输出频率. 将该频率合成器应用在自主研发的500 MHz液体高分辨率NMR谱仪上,测试了¹H NMR标样样品的灵敏度,实验结果证明了该方案的可行性.     

神龙-Ⅲ直线感应加速器高稳定度恒流源控制系统

大功率恒流源是强流直线感应加速器(LIA)的关键设备之一,用于为加速器电感线圈提供大功率准直流驱动电流,其稳定度、纹波系数等指标要求极高。神龙-Ⅲ LIA恒流源采用串联线性双闭环回路双参量电流调控技术,同时综合应用了以PLC控制器为核心的本地控制、以ARM控制器和工控机为核心的远程控制以及以太网网络通讯技术,实现了强电磁干扰环境下远程控制高稳定性运行。该恒流源在负载0.5~0.6 Ω之间变化、输出电流在50~170 A之间变化时调整管压降控制在8 V±2 V范围内,输出电流纹波和电流稳定度均优于0.5‰。     

基于FPGA的PLC并行执行定时器/计数器的设计

针对ARM+FPGA构建的PLC系统,分析PLC对定时器/计数器的功能需求,设计了可以并行执行的定时器/计数器,构建的定时器/计数器共用一个端口读写控制器与FPGA中央控制器进行数据通信,定时器/计数器内部工作是相互独立的,能够并行的工作,并通过使用地址映射存储器使得定时器/计数器的指令执行更加高效。对中央控制器与定时器/计数器的通信时序和通信格式进行了设计,方便了中央控制器对定时器/计数器的控制与测试。通过仿真测试,该定时器/计数器能够满足PLC定时器/计数器的基本功能,并且达到了稳定的定时/计数的设计要求。     

380V电永磁控制器的设计与实现

设计了一个以STM32F103为控制核心的电永磁控制器,实现了在交流380V输入电压下, 对电永磁本体进行充退磁。系统输入电压经同步变压器降压处理后,由过零检测电路获取过零信号,然后通过STM32F103输出脉冲串,经脉冲变压器KCB6743加至可控硅,实现了半波整流电路精确的功率输出;灵活简单的按键操作以及完整的显示功能,很好的实现了人机互动。通过测试本系统能准确的对电永磁本体充退磁操作,并且能够通过按键设置充退磁电流,实现电永磁的磁力大小调整。该控制器具有成本低、易操作、通用性强以及高可靠性的特点,使其广泛应用于电磁领域。     

基于VxWorks阵列天线主控系统的多节点通信

采用UDP通信协议实现基于VxWorks的阵列天线主控系统与各分系统之间的多节点通信;在应用层中设计了通信协议,保证通信双方可以正常通信;同时,设计了缓冲机制,用以存储收发的命令,保证信息在传输过程中不丢失,使命令任务能够有序正常的执行。实验结果表明,该协议及缓冲队列可以有效的实现阵列天线主控系统与各分系统之间的多节点通信。     

基于VxWorks阵列天线主控系统的多节点通信北大核心CSCD

采用UDP通信协议实现基于VxWorks的阵列天线主控系统与各分系统之间的多节点通信;在应用层中设计了通信协议,保证通信双方可以正常通信;同时,设计了缓冲机制,用以存储收发的命令,保证信息在传输过程中不丢失,使命令任务能够有序正常的执行。实验结果表明,该协议及缓冲队列可以有效的实现阵列天线主控系统与各分系统之间的多节点通信。     

采用AVR控制器的GPS授时与定位装置的设计与制作

本文以解析GPS的时间信息和位置信息为目标,通过使用嵌入式GPS模块和AVR控制器,设计和制作GPS授时与定位装置,实现时间信息和位置信息的解析和显示等问题。本文首先给出了基于GPS模块和AVR控制器的授时与定位装置的整体构架,然后对各个部分的 硬件进行详细设计,给出了硬件设计电路和软件设计框图。最后对所设计的基于GPS模块和AVR控制器的授时与定位装置进行实物制作,证明了设计内容的正确性和可行性,具有一定的实际应用价值。     

基于PCI-E总线的高速多通道信号发生器设计

针对现代水声定位系统性能检测需求,设计了一种基于PCI-E总线的高速多通道信号发生器。利用PC机LABVIEW软件生成不同的电模拟信号,通过PCI-E总线板卡输出到信号发生板,实现信号高速稳定传输;以FPGA为核心控制器,利用PCI9054桥芯片实现本地总线转换,经过DA逻辑控制以及多通道模拟电路调理,最终完成多通道信号波形输出。经测试系统功能稳定,达到了指标要求。该设计结构简单,可扩展性强,具有广阔的应用前景,目前已成功应用于某水声定位系统实验室功能检测。