我的硼产品,我的硼工业摘要：文章主要是分析了SOPC系统的总体结构以及工作原理，在此基础上讲解了SOPC系统硬件设计，最后探讨了系统软件设计，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。
关键字：SOPC；硼浓度；原理
1、前言
当前我国的压水堆核电厂的主回路硼浓度测量大部分都是采用到中子吸收式硼表，在应用其的过程中由于其的中子脉冲信号传输距离较远，在一定程度上影响到硼浓度的准确性。为此文章对SOPC技术在核电厂硼浓度测量中的实际应用展开了研究和探讨。
2、硼浓度测量原理
硼浓度测量系统的检测装置安装在核电化学容量系统的排放管上植物。植物探测装置中中子源发射的中子通过化学物质排放管中的硼溶液到达中子探测器，计数速率由中子获得硼探测器10在硼溶液中具有宽的中子吸收交叉第二节回路中的硼浓度越高，中子就越少伸出手来探测器发送的脉冲信号计数率与探测器接收到的中子数成正比，脉冲信号被发送到探测器本地处理系统，基于SOPC软核的现场处理系统包括SOPC主控模块、脉冲前置放大模块、数字信号处理模块和数字信号处理模块，脉冲主放大模块及显示器模块现场处理系统的总体设计是核电硼浓度测量的关键部分植物下一步系统的工作原理如下：1.探测器通过SOPC系统输出中子脉冲信号和温度信号，实现对探测器的控制硼浓度测量及定温设定，模数转换，分析计算，SOPC测得的硼浓度和温度通过RS-485传输到测量装置的硼浓度数据处理应用开发程序中。由于SOPC系统集成了数字电位器、脉冲采集、系统自检等接口模块的功能，因此遥测设备可实现对识别门限、脉冲信号采集方式、自检信号和高压操作的远程控制。
3、SOPC系统硬件设计
3.1NiosⅡ软核处理器设计
Niosi软核处理器系统以cyclini系列为核心，实现系统的操作控制和数据处理，协调接口模块与外部设备之间的工作，在片上存储器中处理系统数据和程序，并将系统存储在存储器中，供外部设备的参数操作非易失性闪光记忆。记忆软核处理器包括温度和中子脉冲信号采集与控制、硼浓度、温度、运行状态现场显示控制、远程通信控制、参数设置和存储控制等。
3.2温度信号采集模块设计
温度信号采集与控制模块由温度传输和模数转换两部分组成转换采用AD693芯片作为温度传输转换器，将温度检测器的输出信号转换成4-20mA的电流信号。信号电流信号由adg1404选择，一个是温度信号，另一种是在系统自检过程中采集参考信号，另外两个通道作为参考信号的备份信号。信号交替采样方式为循环采样，采样频率由遥测装置控制。温度信号采集与控制模块包括温度传输和模数转换转换采用AD693芯片作为温度传输转换器，将温度检测器的输出信号转换成4-20mA的电流信号。信号电流信号由四通道模拟量采集选择芯片adgm04，一个用于温度信号采集，一个用于系统自检时的参考信号采集，另一个用于待命。那个温度信号由ad7809采样并转换成A/D。这种模式是循环采样和遥测设备。已使用对于采样频率控制。
3.3脉冲信号采集模块设计
脉冲信号的获取直接由CPU控制。首先，脉冲信号由脉冲前置放大器和主放大器放大，滤波和整形。然后，将6n137用于光隔离。最后，将其发送到CPU进行采样计算。CPU采样模式由远程设备控制和测量确定，包括定时采集，定数采集和自动控制，数字电位器采用ad5235芯片，CPU采用SPI协议，调整后的时钟频率为12Mhz，当识别门限的输出电压范围为0-10V时，遥测装置向本地处理系统发出识别门限调整命令，CPU完成数字电位器的阈值调整。
3.4系统自检控制模块设计
系统自检状态由测控系统自检接口模块生成设备。发送将自检脉冲信号和自检控制信号送入前置放大器，输出反馈脉冲信号。终于通过FPGA脉冲采样，将前置放大器输出的脉冲信号与数字信号进行了比较接口模块产生的自检信号验证了脉冲信号测量通道的正确性，使系统更加完整稳定，并可通过以下方式恢复方法：远程命令。
3.5就地显示模块设计
NiosII软核处理器需要在本地处理系统中显示硼浓度计算、温度采样和运行状态。FPGA上的SPI核用于连接CPU和LED显示驱动器。采用Max7221芯片作为显示驱动芯片，将fpgait发送的串行数据转换为数码管的正常显示状态，并进行引导。通信芯片采用Rsm485cht芯片。通信接口芯片集成了电源隔离、电气隔离、RS-485接口芯片和总线保护器。采用UART内核连接通信接口芯片和处理连接器，采用Modbus-RTU协议与遥测设备进行通信。采用Rsm485cht作为通信接口芯片，集成了电源隔离、电气隔离、RS485接口芯片和总线保护者采用UART内核将通信接口芯片与处理器连接，采用ModbusRTU协议与遥测系统进行通信设备。另一方面，本地处理系统将收集到的脉冲中子和温度信号传输到测量设备。
4、系统软件设计
SOPC主程序是SOPC系统的顶层应用程序。主要完成数据采集、结果输出、自检控制、参数设置等功能。在开发应用程序之后，您需要在配置中包含应用程序代码。当闪存配置芯片被输入芯片以启动和执行存储器中的系统程序时，用户界面模块分为模拟量采集接口模块，系统自检接口模块和脉冲信号采集接口模块。模拟量采集接口模块自动完成对四个模拟电路的采样控制，并将其保存在模块的数据存储器中；系统自检接口模块产生自检脉冲信号，并控制自检脉冲信号的频率和宽度。脉冲信号采集接口模块产生自检脉冲信号。接口模块控制脉冲信号采集模式，包括定时，定时和自动控制。SOPC系统通过RS-485现场总线与遥测设备通信，以完成数据采集，操作控制和参数设置。通信协议为Modbus RTU，其数据帧包括命令帧（主机）和响应帧（从机）。在通信程序的设计中，遥测设备是主要部分，SOPC系统是辅助部分。首先，主机接收到命令后，按照命令帧格式发送通信检测，从机返回参数，表明通信成功。然后，主机按照需要将远程控制命令发送到从属设备。最后，从机按照响应帧格式进行响应以完成数据交换。
5、系统实现和测试结果
SOPC的系统可以分为三个部分零件。零件上层是数字电路，是以FPGA为核心的大规模集成电路，包括RS485通信接口、本地显示接口等电路。电路下部是模拟电路，包括模拟采样，脉冲采样，数字电位器与系统检测电路接通左边是电源部分，为系统提供低压直流电源，需要系统测试。验证测量设备中硼浓度测量软件的测量：数据的正确性以及控制命令是否可以远程确认和执行，首先，将温度计连接到本地处理系统，然后生成器模拟脉冲中子信号的计数率，然后将其发送到本地处理系统。最后，进入到了硼浓度测量的软件界面，然后观察了硼浓度和温度。屏蔽阀和软件检测到的其他数据是：硼浓度为2846.7mg/l，对应于信号发生器发送的计数率，温度为27℃。结果表明，SOPC系统设计能够满足硼浓度测量的基本功能，精度较为稳定而且可靠，干扰小。
6、结束语
由上可知，SOPC技术应用在三代硼浓度测量系统中有着多方面的优势，其的应用能够有效的解决到模拟信号远距离传输受到干扰的问题，同时温度信号的变送处理可以直接在SOPC系统中完成，能够有效减少到装置的体积。
参考文献
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