風(fēng)能是一種低密度能源，具有不穩(wěn)定性和隨機性的特點?？刂萍夹g(shù)是風(fēng)機安全篼效運行的關(guān)鍵。因此獨立可靠的安全鏈系統(tǒng)是每個MW級風(fēng)機主控系統(tǒng)所必需的，而在獨立安全鏈的每個環(huán)節(jié)中均采用簡單可靠的硬件來實現(xiàn)。

　　上海電氣自動化設(shè)計研究所有限公司研發(fā)的MW級大功率風(fēng)機的控制系統(tǒng)中，獨立安全鏈?zhǔn)峭耆灾餮邪l(fā)的擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。本文闡述了其中的一個重要安全環(huán)節(jié)一超速保護的設(shè)計與實現(xiàn)。

　　隨著現(xiàn)場可編程門陣列技術(shù)（FPGA）的技速發(fā)展。利用FPGA芯片實現(xiàn)梢確的純硬件超速保護已成為可能，本文應(yīng)用ALTERA公司的ACEX1K系列芯片的強大功能，來實現(xiàn)超速保護安全控制。

　　2風(fēng)機安全鏈的特點風(fēng)機的安全系統(tǒng)是失效-安個控制模式。由于獨立安全鏈的存在，不會導(dǎo)致任何葉片向小的槳距角方向變距或?qū)е嘛L(fēng)機的加速度旋轉(zhuǎn)。風(fēng)機的安全鏈?zhǔn)且粋€硬接線電路，所為觸發(fā)緊急停機的觸點都是串聯(lián)的。安全環(huán)中的觸點有：機艙中的緊急停機按鈕：（2>塔底的緊急停機按鈕。（3>風(fēng)輪超速保護關(guān)（4）機艙振動開關(guān)。（5）變槳距系統(tǒng)正常。（6）風(fēng)機控制器|丨：。常。（7）電路斷流器/變頻器正常r（8）解纜偏航正常。

　　如果安全鏈被打斷，則個fi鎖繼電器被釋放，此繼電器可以被人T復(fù)位，也町以在電網(wǎng)故障后恢復(fù)時通過脈沖繼電器復(fù)位。

　　但風(fēng)機安全鏈不能遠程復(fù)位。

　　如果風(fēng)輪超速保護關(guān)的安全環(huán)節(jié)失效，則可能導(dǎo)致風(fēng)機飛乍，造成無可挽間的經(jīng)濟損失。而風(fēng)輪速度是獨立。安全鏈系統(tǒng)中唯一需要梢確測1的參數(shù)，為確保這個環(huán)節(jié)的可靠有效和必要的靈敏度，純硬件的智能超速保護產(chǎn)品是非常重要的由于不能使用依賴于軟件運行的智能控制器，R介現(xiàn)場n編程陣列芯片（FPGA）能實現(xiàn)純硬件的智能超速保護。

　　3FPGA芯片的特點FPGA以編程方便靈活、集成度高、處理速度快、低功耗、高性價比、可靠性高等優(yōu)點受到了廣大電子設(shè)計人員的青睞。特別是在數(shù)字信號處理領(lǐng)域，fpga得到r廣泛的應(yīng)用。

　　ALTERA公司的ACEX1K系列芯片EP1K30TC144-3具有強大功能，其處理數(shù)據(jù)的速度能達到nS級。作為該設(shè)計系統(tǒng)中的主處理器，可以滿足實時性的要求。其規(guī)模相當(dāng)于5萬門陣列，對應(yīng)的配置芯片為EPC1.芯片最多可用的丨0腳102個，可用RAM總共有24576Bits，最大可用LE個數(shù)1728.足夠滿足系統(tǒng)設(shè)計的需要。

　　要使EP1K30TC144-3芯片能正常工作，需要兩種電源，即VCC1NT和VCCIO.VCCIN1*是提供芯片內(nèi)核T.作的電源，必須保持恒定的2.5V直流供電VCC10是芯片輸人輸出引腳工作電源，根據(jù)輸人輸出的設(shè)備不同，可以接2.5V、3.3V或5.0V.每個ACEX1K芯片都具有一個功能強大的內(nèi)部fl陣列，可以用來實現(xiàn)內(nèi)存和專門的復(fù)雜邏輯功能，也可以用來實現(xiàn)普通的簡單邏輯的功能。這些邏輯功能的實現(xiàn)可以用VHDL編程語言或功能框描述來設(shè)計完成，并且編程燒誰的-次性寫人的配置芯片中運行。

　　芯片的每個丨八）引腳兼容TTL標(biāo)準(zhǔn)和CMOS標(biāo)準(zhǔn)，并且有獨立的配置寄存器，通過此寄存器的設(shè)置，可配置丨/0引腳的集電極開路方式，支持信號電平的轉(zhuǎn)換，便于系統(tǒng)外圍的擴展。

　　圖I說明了超速保護的FPCA時序圖。/s頻率為1MHz晶振提供，進行分頻后得lOOKHz作為計數(shù)脈沖=/t為風(fēng)輪輸人脈沖，范圍在在0~99. 9Hz之間，fpgaUt為超速保護輸出，高電平為輸出報警狀態(tài)。BH、B、BL為設(shè)定脈沖頻率的BCD碼，A1為脈寬采樣的個數(shù)。

　　4超速保護安全鏈的實現(xiàn)原理）BCD碼轉(zhuǎn)換二進制數(shù)的實現(xiàn)方法將用BCD碼設(shè)定的報骨頻率0 -99.9HZ轉(zhuǎn)換成二進制的數(shù)據(jù)，：要進行以下運算由干小數(shù)無法表示，所以在開始運算前把小數(shù)點向右移一位（即XX.'>XXX），同時把所測頻率A也乘傳感器與檢測技術(shù)3楊剛。龍海燕?，F(xiàn)代電子技術(shù)VHDL與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計。北京：電子工業(yè)出版社，2004 I徐興康（1946-），男，漢族，上海電氣自動化設(shè)計研究所有I1*公司教授高工。主要從事自動控制、電機拖動等方面的研究。朱*（1980-），女，漢族，上海電氣自動化設(shè)計研究所有限公司勒理工祖師。主要從事自動控制、FPGA應(yīng)用開發(fā)等方面的研究。李新育（1968-），男，漢族，上海電氣自動化設(shè)計研究所有限公司高級工祖師。主要從事自動控制，DSP開發(fā)等方面的研究。

　　匚…匚二（上接第49頁）表2各測置點邋度估值及誤差溫度祖若溫度溫度通筆任何功能，要使該模塊實現(xiàn)某一特定功能，必須提供訓(xùn)練樣本集U，d.l供模塊學(xué)習(xí)，只有當(dāng)訓(xùn)練指標(biāo)y小于等于給定的任意小正數(shù)時，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)束訓(xùn)練，內(nèi)部SN9701管腳排列電路自動斷開SS端輸人通道，并目非易失性數(shù)字電位器把訓(xùn)練好的特征權(quán)值死保存起來，與此男時，D1S端輸出低電平，指示訓(xùn)練結(jié)束，至此，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練宅畢，并且輸出具有r=/U）的特定功能。

　　為了實現(xiàn)柏電阻溫度傳感器非線性補償網(wǎng)絡(luò)的功能，訓(xùn)練SN9701模塊時，可用表丨中的V，和相應(yīng)的4*值作為模塊的訓(xùn)練羊本集m.，奴1將訓(xùn)練樣本集分別周而ft始地輸人到SN9701的樣本學(xué)習(xí)輸人端SS、丨N，當(dāng)DIS端輸出為0時（由發(fā)光二極管指示），神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊自動停止訓(xùn)練樣本集寫人操作，網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練結(jié)束，此時，切比雪夫神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊SN9701具有上述補償網(wǎng)絡(luò)的功能。

　　4結(jié)束語神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為一種分析、處理問題的新方法，已經(jīng)在很多領(lǐng)域顯示了強大的生命力。本文提出的利用切比雪夫神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立鉑電阻溫度傳感器非線性補償模型，并用與之對應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊SN9701實現(xiàn)的柏電阻非線性補償?shù)挠布椒?，使補償模型的表達式簡單，梢度高，實際計算時計算量小，補償模型的功能由硬件電路實現(xiàn)，大大改善了鉑熱電阻溫度傳感器在測控系統(tǒng)中的應(yīng)用效果……