FPGA (Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)是新一代核電站安全級儀控系統(tǒng)的最佳備選項。FPGA具有超越微處理器和軟件系統(tǒng)的優(yōu)勢,然而,作為核能發(fā)電領域的一項新技術,FPGA的適用性、可靠性以及許可中可能存在的問題都具有不確定性。 本文分析了FPGA在核電站儀控系統(tǒng)的應用中需要遵守的標準�；诮�(jīng)過NRC(美國核管理委員會)許可的HFC-6000系統(tǒng)平臺,按照FPGA的開發(fā)生命周期,將已有的HFC-6000TMR Demo應用系統(tǒng)程序移植到FPGA上,并實現(xiàn)柴油發(fā)電機啟動序列和核電站外圍設施專設安全設施驅(qū)動系統(tǒng)(BOP ESFAS)應用兩個功能。本文先采用圖形化語言LabVIEW作為工具,開發(fā)基于虛擬儀器的TMR Demo系統(tǒng),以深入理解系統(tǒng)需求和控制邏輯；再以原理圖設計輸入方式,在FPGA集成開發(fā)環(huán)境Quartus Ⅱ上開發(fā)基于FPGA的TMR Demo程序,并設計FPGA TMR Demo應用系統(tǒng),同時對程序和系統(tǒng)進行功能和時序仿真驗證；最后,利用NI PXI虛擬儀器平臺構建測試系統(tǒng)平臺,并與FPGA TMR Demo應用系統(tǒng)聯(lián)機,進行FPGA TMR Demo系統(tǒng)測試。 核電站FPGA儀控系統(tǒng)設計的相關標準尚未成熟,通過開展FPGA核電站儀控系統(tǒng)實踐,研究FPGA核電儀控系統(tǒng)的開發(fā)設計方法以及VV(驗證與確認)方法,能夠更好地理解FPGA儀控系統(tǒng)設計和VV的相關標準,獲得利用FPGA替代現(xiàn)有核電站保護系統(tǒng)的設計方法,為FPGA技術在核電站儀控系統(tǒng)的應用和VV活動開展探索和基礎研究。
【學位單位】：廈門大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2014
【中圖分類】：TM623
【文章目錄】：
摘要
Abstract
Table of contents
第一章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究內(nèi)容
    1.4 本文的組織
第二章 FPGA核電儀控相關標準和導則
    2.1 FPGA核電儀控相關法規(guī)標準概述
    2.2 基于FPGA的核電儀控系統(tǒng)的開發(fā)生命周期
    2.3 本章小結
第三章 HFC-6000平臺及TMR Demo應用系統(tǒng)
    3.1 HFC-6000平臺概況
    3.2 TMR Demo應用系統(tǒng)
        3.2.1 柴油發(fā)電機啟動序列
        3.2.2 核電站外圍設施專設安全設施驅(qū)動系統(tǒng)應用
    3.3 本章小結
第四章 基于LabVIEW的TMR Demo虛擬儀器開發(fā)
    4.1 虛擬儀器技術及LabVIEW簡介
    4.2 TMR Demo虛擬儀器開發(fā)
        4.2.1 基于LabVIEW的實現(xiàn)方案
        4.2.2 TMR Demo虛擬儀器設計
    4.3 基于LabVIEW的TMR Demo應用系統(tǒng)仿真
    4.4 本章小結
第五章 基于FPGA的TMR Demo應用系統(tǒng)的實現(xiàn)與驗證
    5.1 FPGA的基本結構
    5.2 FPGA芯片選擇
    5.3 FPGA的開發(fā)工具
    5.4 FPGA設計流程
    5.5 基于FPGA的TMR Demo系統(tǒng)實現(xiàn)
        5.5.1 基于FPGA的整體實現(xiàn)方案
        5.5.2 FPGA TMR Demo系統(tǒng)實現(xiàn)方案
    5.6 基于FPGA實現(xiàn)方案的驗證
        5.6.1 FPGA設計的驗證方法
        5.6.2 FPGA實現(xiàn)的仿真驗證
        5.6.3 電路設計
        5.6.4 FPGA TMR Demo系統(tǒng)的驗證
    5.7 本章小結
第六章 基于NI-PXI的FPGA TMR Demo系統(tǒng)測試和驗證
    6.1 測試平臺構建
        6.1.1 NI基于FPGA的設計方法
        6.1.2 NI PXI平臺
        6.1.3 測試系統(tǒng)架構
    6.2 基于NI-PXI的測試過程
    6.3 基于NI-PXI的測試結果
    6.4 本章小結
第七章 總結與展望
    7.1 總結
    7.2 展望
附錄
參考文獻
致謝

【參考文獻】

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本文編號：2874153