数字量的输入输出系统分析
CEMS系统简介
CEMS系统简介本系统适应于以固体.液体为燃料或原料的火电厂锅炉,工业/民用锅炉以及工业窑炉,危险物焚烧炉及以气体为燃料或原料的固体污染源烟气 CEMS .整套系统包括:探头取样系统、样气预处理系统、校准系统、PLC控制系统，气体分析仪，DAS系统，GPRS远程通讯系统。
测量原理及单位量程:SO,NOx NRIR不分光红外法 (0-500/2500)ppm 2O 电化学法 (0-5/25)% 2颗粒物激光后散射法 (0-1000)mg/Nm3流量测量皮托管差压法 (0-40)m/s温度热电偶/热电阻 (0-300) ?压力测量扩散硅法 (-5-1)kpa公用工程要求: 电源 : 220AC 50HZ功率 :5KVA(单套,管线不超过50米)气源 : 压缩空气 .0.4-0.6MPa 洁净无油压缩空气耗气量 : 小于 20L/H引用标准:HJ/T 76-2007 固定污染源排放烟气连续检测系统技术要求及检测方法HJ/T 75-2007 固定污染源排放烟气连续检测系统验收技术规范HJ/T 212-2005 污染源在线自动监控系统数据传输标准GB/T16157-1996固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法HJ/147-1999 烟气采样器技术条件HJ/T48-1988 烟尘采样器技术条件SCS900系统组成:(1) 烟气SO,NOx分析系统 2(2) 颗粒物分析系统(3) 烟气流量分析系统,包括烟气压力和温度检测(4) O含量分析系统 2(5) 采集.处理和控制系统.注意:流量的测量要保持仪器的指示方向通气流的方向保持一致.倾斜烟道一定要注意!系统工艺图系统组成:CEMS成套系统由柜内和柜外两大部分组成。
分析柜安装在室内，柜外部分的电加热自动控温取样探头，安装在烟道上。
系统加热探头抽取样气，经探头内置过滤器过滤大量烟尘。
其加热温度不低于145?，以防止冷凝。
1. 预处理单元:包括压缩机除湿器、耐腐抽气泵、气溶胶过滤器、反吹单元等。
计算机控制系统4第三章 (2)
②量程 它是指所能转换的电压范围。如5V、10V等。
§第二章 输入输出接口与过程通道技术
A/D转换器
③转换精度 它是指转换后所得结果相对于实际值的准确
度。A/D转换器的转换精度取决于量化误差q、微分线性 度误差DNLE和积分线性度误差INLE 。 积分线性度误差INLE: 在满量程输入范围内，偏离理想转
A/D转换器
PUSH DS
STI MOV AX,DATA
MOV AX,250AH
INT 21H MOV DX,220H
MOV DS,AX
MOV DX,220H IN AL,DX;读数 MOV ADTEMP,AL
MOV AL,21H;发EOI 命令 OUT 20H,AL POP DS;恢复现场 POP DX POP AX IRET
A B C G2A VCC y0 y1 y2
G2B y3 G1 Y7 y4 y5
* 1 * * * 1 1 1 1 1 1 1 1 0 * * * * 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1
地
y6
设计时，根据具体接口芯片的要求，AO、 A1用作端口地址。
A/D转换器
例 ： AD574与ISA总线前62根信号线（即PC/XT总线）的接口
§第二章 输入输出接口与过程通道技术
A/D转换器
74LS138 16芯译码器
• A.B.C为选择端 G1、G2A、G2B为允许端 G2=G2A+G2B
G1 G2 C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
§第二章 输入输出接口与过程通道技术
A/D转换器
数字量输入输出实验
数字量输入输出实验一、实验目的了解P1口作为输入输出方式使用时，CPU 对P1口的操作方式。
二、实验环境1、软件环境要求Windows XP操作系统以及Keil C51 单片机集成开发环境。
2、硬件环境要求电脑一台，TD-51单片机系统，开关及LED显示单元，单次脉冲单元。
三、实验内容编写实验程序，将P1口的低4位定义为输出，高4位定义为输入，数字量从P1口的高4位输入，从P1口的低4位输出控制发光二极管的亮灭。
提高部分：LED灯控制要求：通过KK1实现LED灯工作方式即时控制，完成LED灯左循环、右循环、间隔闪烁功能。
四、实验分析P1口是8位准双向口，每一位均可独立定义为输入输出，输入位置1。
通过A的左/右移位及赋值55H、0AAH，再将A值送入P1，可实现LED灯左循环、右循环、间隔闪烁功能。
五、实验步骤（一）基础实验程序及实验程序流程图如下。
实验程序：ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV P1,#0F0H ；将开关状态送入P1高位MOV A,P1 ；送入ASWAP A ；高低位互换MOV P1,A ；将开关状态送入P1低位JMP MAIN ；循环SJMP $END程序流程图：图1 LED开关控制显示功能图图2 实验接线图实验步骤：1. 按图2所示，连接实验电路图，图中“圆圈”表示需要通过排线连接；2. 编写实验程序，编译链接无误后进入调试状态；3. 运行实验程序，观察实验现象，验证程序正确性；4. 按复位按键，结束程序运行，退出调试状态；5. 自行设计实验，验证单片机其它IO 口的使用。
（二）提高实验程序及实验程序流程图如下。
实验程序：实验程序流程图：ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:KT: ；检查KK1SETB P3.3JNB P3.3,KTCLR P3.3LL1: ；左循环MOV A,#01HX1:MOV P1,ACALL DELAYRL ASETB P3.3JNB P3.3,X1CLR P3.3LL2: ；右循环MOV A,#80HX2:MOV P1,ACALL DELAYRR ASETB P3.3JNB P3.3,X2CLR P3.3LL3: ；间隔闪烁MOV A,#55HMOV P1,ACALL DELAYMOV A,#0AAHMOV P1,ACALL DELAYSETB P3.3JNB P3.3,LL3CLR P3.3JMP KTDELAY: ；延时子程序MOV R2,#00H图3 实验流程图MOV R3,#00HABC:DJNZ R2,ABCDJNZ R3,ABCRETSJMP $END实验步骤：（1）按图4连接实验电路；（2）编写实验程序，编译、链接无误后启动调试；（3）运行实验程序，每按一次KK1+，观察实验现象；（4）验证程序功能，实验结束按复位按键退出调试。
计算机控制技术课后习题答案
1。
1计算机控制系统的控制过程是怎样的？计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤:(1）实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。
(2）实时决策:对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律,决定下一步的控制过程。
(3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号,完成控制任务。
1.2实时、在线方式和离线方式的含义是什么?(1)实时：所谓“实时”,是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。
（2）“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制,就叫做“联机"方式或“在线”方式。
(3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机"方式或“离线”方式。
1。
5计算机控制系统的特点是什么?微机控制系统与常规的自动控制系统相比,具有如下特点：a.控制规律灵活多样,改动方便b.控制精度高，抑制扰动能力强，能实现最优控制c。
能够实现数据统计和工况显示，控制效率高d。
控制与管理一体化，进一步提高自动化程度1.6计算机控制系统的发展趋势是什么？大规模及超大规模集成电路的发展，提高了计算机的可靠性和性能价格比,从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛。
为更好地适应生产力的发展，扩大生产规模，以满足对计算机控制系统提出的越来越高的要求，目前计算机控制系统的发展趋势有以下几个方面。
a。
普及应用可编程序控制器b。
采用集散控制系统c.研究和发展智能控制系统2.4数字量过程通道由哪些部分组成？各部分的作用是什么？数字量过程通道包括数字量输入通道和数字量输出通道.数字量输入通道主要由输入缓冲器、输入调理电路、输入地址译码电路、并行接口电路和定时计数电路等组成.数字量输出通道主要由输出锁存器、输出驱动电路、输出口地址译码电路等组成。
数显计数器原理
数显计数器原理
数显计数器原理指的是一种能够将电信号转化为数字显示的计数器。
它通过接收输入信号，并根据信号的波形进行计数，并将结果以数字的形式显示在数码管上。
下面将介绍数显计数器的原理。
数显计数器的核心部件是一个计数芯片，通常采用二进制计数方式。
计数芯片内部包含一系列的触发器，用于存储计数器的当前状态。
每当接收到一个输入信号时，触发器会根据输入信号的变化进行计数，从而更新计数器的状态，并将新的计数值输出给数码管。
数码管由一些发光二极管（LED）组成，每个LED代表一个
数字。
为了显示多位数字，数码管通常采用多个LED组成共
阳或共阴的结构，通过适当的信号控制，使得所需数字的
LED点亮，从而显示相应数字。
在使用数显计数器时，需要将待测信号输入到计数器的输入端，计数器会根据信号的波形进行计数，并将结果显示在数码管上。
一般来说，计数器可以实现不同的计数模式，比如正向计数、反向计数、加法计数和减法计数等。
通过调节计数器的计数模式和初始值，可以实现各种不同需求的计数功能。
总结一下，数显计数器的原理包括计数芯片的二进制计数、触发器的状态更新、数码管的数字显示等几个关键步骤。
通过这些步骤的协同工作，数显计数器可以实现对输入信号的计数并将结果以数字形式显示出来。
第五讲微机保护的数据采集系统
usc
2、对采样保持电路的要求 a）截获时间（Tc）尽量短，以便采用很短采样脉冲。 b）保持时间长，在保持期间输出电压变化小。 c）模拟开关的动作延时、闭合电阻和开断时的漏电流要小。 采样保持电路的典型芯片
usr
usc
usr
uHale Waihona Puke cS/H3、模拟低通滤波器
电力系统故障初期，电流、电压中可能含有相当高的频率分 量（如2 kHZ以上）。而目前大多数微机保护原理都是反映 50HZ工频分量的。因此，在采样保持前用一个模拟低通滤波器 把高频分量过滤掉，防止高频分量混叠到工频来。 最简单的模拟低通滤波器是RC低通滤波器。 其中 R = 4.3kΩ
当采样时间 Ts 很小时，且输入模拟信号中没有高频分量时， u也不变。则有： 可以认为在采样时间内输入模拟电压 sr (t )
D = KV ⋅ usr (t) ⋅ ∫
t
′ dτ = KV ⋅ usr (t) ⋅Ts = KV ⋅ usr (t)
所以最终输出的数字量D也正比于输入的模拟信号 usr (t)。
微机保护的硬件构成
数据采集系统（ 二、 数据采集系统（模拟量输入系统）
（一）电压形成回路
微机保护要从被保护电力线路的电流互感器、电压互感器取 得电流、电压信息，必须把这些电流互感器、电压互感器的 二次电流、电压（5A或1A、100V）进一步变换降低为±5V或 ±10V范围内的电压信号，供微机保护的模数转换芯片使用。
第五讲 微机保护数据采集系统
微机继电保护举例
微机保护 的结构
CPU板 板
一、 概述
微机保护的硬件构成由三部分组成
1、模拟量输入系统（数据采集系统）：电压形成、模拟 滤波、采样保持(S/H)、多路转换(MPX)以及模数转换(A/D)， 完成将模拟输入量准确地转换为所需的数字量 2、CPU主系统：微处理器(MPU)、只读存储器(ROM)或闪存 内存单元(FLASH)、随机存取存储器(RAM)、定时器、并行以 及串行接口等。MPU执行编制好的程序，以完成各种继电保 护测量、逻辑和控制功能 3、开关量（数字量）输入/输出系统：并行接口(PIA或 PIO)、光电隔离器件及有触点的中间继电器等组成，完成保 护的出口跳闸、信号、外部接点输入及人机对话等功能
计算机控制-输入输出
D/A . 机
电路
D/A
通道n
（a）多D/A结构
主 机
接 口 电 路
D/A
多 路
采样 保持器
开
…… .
关
.
采样
通道1 通道n
保持器
（b）共享D/A结构
图2.2 模拟量输出通道的两种基本结构形式
2.1.3 开关量（数字量）输入通道的基本结构
开关量输入通道又称为数字量输入通道，该通道的任务是 把被控对象的开关状态信号（或数字信号）送给计算机、或把 双值逻辑的开关量变换为计算机能够接收的数字量送给计算机， 简称DI通道。它的结构形式如图2.3所示。
⑵ 12位D/A转换器与系统总线的接口
12位D/A转换器与系统总线的接口电路如图2.19所示，该电路 采用12位D/A转换芯片DAC1210、输出放大器、地址译码器等组成。 端口地址译码器译出、、 三个口地址，设为200H、201H、202H，这 三个口地址用来控制DAC1210工作方式和进行12位的D/A转换。
PC D0
总线 A5 A9 A8 A7 A6
AEN A4 A3 A2 A1 A0
IOW
74LS138
G1 Y0 Y1
GA Y2 Y3
GB Y4 C Y5 B Y6 A Y7
DI7 DI6 DI5 DI4 DI3 DI2 DI1 DI0
+5V ILE
CS
DQ
8位 输入 寄存器
DQ
8位 DAC 寄存器
Rfb
共享D/A结构的模拟量输出通道中的D/A转换器只起数字信号到 模拟信号的转换作用，信号保持功能靠采样保持器完成。这是一种 模拟保持方式，微机对通路i（i=1，2，...，n）的控制信号被D/A 转换器转换为模拟形式后，由采样保持器将其记忆下来，并保持到 下一次控制信号的到来。多D/A形式输出速度快、工作可靠、精度 高，是工业控制领域普遍采用的形式。
电力系统微机保护问答
1、电力系统对继电保护装置的基本要求对继电保护装置的基本要求是选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
一．选择性继电保护的选择性，可采用下面二种方法获得：（1）对带阶段特性与反时限特性的保护装置，用上下级断路器之间动作时限和灵敏性相互配合来得到选择性，即由故障点至电源方向逐渐降低灵敏性与提高时限级差。
具体要求是：时限级差应有0.5秒以上；上级断路器保护整定值应比串联的下级断路器保护整定值至少大1.1~1.15倍（即配合系数K ph）.(2) 继电保护装置无选择性动作而以自动重合闸或备用电源自动投入的方法来补救。
二．速动性短路时快速切除故障，可以缩小故障范围，减少短路电流引起的破坏程度、减少对用电单位的影响、提高电力系统的稳定。
因此在可能条件下，继电保护装置力求快速动作。
上述性能称为继电保护装置的速动性。
故障切除时间等于继电保护装置动作时间与断路器跳闸时间之和。
目前油断路器的跳闸时间约0.15~0.1秒，空气断路器的跳闸时间约0.05~0.06秒。
一般快速保护装置的动作时间约0.08~0.12秒，现在高压电网中快速保护装置的最小动作时间约0.02~0.03秒。
所以切除故障的最小时间可达0.07~0.09秒。
对不同电压等级和不同结构的网络，切除故障的最小时间有不同要求。
一般对220～330KV的网络为0.04~0.1秒；对110KV的网络为0.1~0.7秒；对配电网络为0.5~1.0秒。
因此，目前生产的继电保护装置，一般都可满足网络对快速切除故障的要求。
但速动性与选择性在一定情况下是有矛盾的，根据选择性相互配合的要求，在某些情况下，不能用速动保护装置。
对于仅动作于信号的保护装置，如过负荷保护，不要求速动性。
三．灵敏性继电保护装置的灵敏性以灵敏系数K lm来衡量。
1、对于反应故障时参数量增加的保护装置;灵敏系数＝保护区末端金属性短路时故障参量的最小计算值/ 保护装置动作参数的整定值2．对于反应故障时参数量降低的保护装置：灵敏系数＝保护装置动作参数的整定值/保护区末端金属性短路时故障参量的最大计算值例如，低电压保护的灵敏系数为：K lm=U dzj/U Dmax式中U dzj――保护装置动作电压的二次值；U Dmax――保护区末端短路时，在保护安装处母线上的最大残余电压二次值。
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Diagram
数字量输入电路的组成
Diagram
并行接口连接外设示意图
Diagram
定时扫查子程序框图
T I T L E
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数字量和模拟量的区别
数模转换器是将数字信号转换为模拟信号的系统，
一般用低通滤波即可以实现
数字信号先进行解码，即把数字码转换成与之对应
的电平，形成阶梯状信号，然后进行低通滤波
模数转换器是将模拟信号转换成数字信号的系统，
是一个滤波、采样保持和编码的过程。
能说明数字量取样时隔离措施的作用
提高数字量输入可靠性
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Diagram
变位触发中断 程序框图
Diagram
端口A
有 3 种工作方式( 方式 0、方式 1、方式 2)
对外 8 根引脚 PA7 ~ PA0
Diagram
端口B
有 2 种工作方式：方式 0、方式 1 对外 8 根引脚 PB7 ~ PB0
CONTENTS
1 2 3 4
5
能列举变电站里0即1的二元状态量 能描述数字量和模拟量的区别 能说明数字量取样时隔离措施的作用 能描述数字量取样电路，输入电路的工作过程 能描述数字量输出，接口电路的工作过程
Diagram
在数据采集系统中，除模拟信号外，还有大量的以二进制
能列举变电 站里0即1 的二元状态 量
数字变化为特点的信号，如
断路器，隔离开关的状态 某些数值的限内或越限
断路器的触点
人机联系的功能键的状态
Cycle Diagram
键盘
磁盘
扫描仪
数字量
绘图仪
打印机
显示器
模拟量
YOUR TITLE
现场参数的连续
变化的量值，如 压力和速率等， 需要利用传感器
YOUR TITLE
例如，用于工业控制
系统，多数情况下的 输入信息就是现场连 续变化的物理量，如
YOUR TITLE
这样的电压和电
流仍然是连续变 化的模拟量，而 CPU无法直接接
把非电量转换为
电量。
温度，湿度，位移。
压力和流量等，这些 物理量一般通过传感 器先变成电压或电流， 再进行放大
受或处理模拟量，
要经过模数 （A/D)转换器， 变成数字量，才 能送入计算机
反之，工业现场需要模拟量信号，则计算机输出时数字量也要经过数模 （D/A)转换，变成模拟量，才可对现场设备进行控制
1.硬件方面 强弱电隔离、合理选择元件参数、抗电磁干
ADD YOUR TITLE
扰措施 2.软件方面 多次读取、软件防抖、消噪
Diagram
ADD YOUR TITLE
•数字量取样电路
•当遥信信源连通（短路）时，输出YX为高电平；当遥信信源悬空或带有直流正电
源时， YX为低电平。其中+U的大小要根据电力设备的辅助点与远动装置之间距离 的远近来决定，距离远时+U可能要大一点，一般+U取+12V 或+24V
Diagram
端口C 对外引脚PC0 ~ PC7