8路巡回检测、报警系统的设计与实现
煤矿安全监测监控技术(04)监控中心站
二、监控系统软件的功能模块
图形制作与曲线设定 ④实时测点跟踪曲线 以模拟量测点的量程为竖轴，以时间为横轴，表示测点每 次巡检值的动态曲线，直观表示该测值当前变化情况。在 一幅图上可以用不同颜色区分显示多个测点的曲线。 ⑤开关量状态时间矩形图： 以时间为横轴的开关量状态矩形图，不同状态用不同颜色 表示，某一状态的持续时间形成一矩形 从而直观反映某 开关量在一段时间过程中的变化与持续情况，如反映皮带 机开／停机的时序图。
二、监控系统软件的功能模块
打印格式的设定与调用 ①打印格式设定与显示格式的设定方法相同，一般设计为表 格形式，而且各自有常用的表格形式； ②表格设计大多采用表格工具，可以很方便地制作复杂的表 格，对表格线也有多种选择；
③表格的内容不但可以直接调用监测信息、数据库信息，而 且应当允许人工录人一些内容，如情况说明的文字等； ④打印调用有定时打印和随机打印两类。
④不同类型的监测值应按不同的时间间隔进行分档存储，并 合理安排在硬盘中的保存期。 ⑤重要测点（如瓦斯）的实时数据应能保存24h以上，每 5min的最大值、平均值应能保存3个月以上。
二、监控系统软件的功能模块
显示格式的设定与调用 ①将要显示的信息按照一定的类别、一定的格式和一定的要 求显示出来，对设定的格式可以按编号或名字调用。 ②监测信息类别：分站各测点、工作面各测点、瓦斯测点、 火区监测信息、通风监测信息、机电设备运行等等。 ③显示内容：测点编号、名称、位置、监测值、单位、是否 报警、是否有控制等等。 ④格式设定：设计显示的表格，整屏幕、1／2或l／3屏等； ⑤格式的调用： 键盘输入格式的名称或代号调用或通过菜单选择调用； 重要信息在屏幕某个固定位置区内始终显示； 预定条件满足时自动弹出显示，如报警显示；
机舱监视与报警
延伸报警
一方面必须把故障报警信号送到驾驶室 另一方面必须把故障报警信号传送到轮机值 班人员的住处以及轮机长住处和公共场所
报警延伸
(1)驾驶室操纵台上值班报警系统的显示操纵 部分； (2)轮机长室和公共场所各设的大体上一样 的显示操纵设备； (3)各轮机员住处的显示操纵设备。
(1)轮机员在机舱值班 （2）港口停泊，值班轮机员不在机舱 （3）船舶海上航行，轮机员不在机舱
计算机监视系统
集中型、分散型和集散型(网络型)
各自的特点
微机机舱监视报警原理
集散控制形式
上位机
下位机
下位机
下位机
图6-5 集散控制形式系统结 构图
计算机监测系统组成
系统主要环节
微机 开关量输入接口 开关量输出接口 模拟量输入接口 模拟量输出接口 传感器
微机组成
机舱检测系统的发展历程
随着电子技术和信息技术的发展 60年代以前 70年代以前 80年代 90年代以后
故障鉴别
T TH TL
t
正常
A B
故障
C
正常
故障
正常
图12.1 温度变化图形
监测参数的类型及其特点
一类是开关量，另一类是模拟量。 何为开关量、何为模拟量
监测方式
连续监测方式 对机舱内的所有监测点实现同时连续监测
开关量输出部分工作原理
开关量输出部分工作原理
本卡工作时，计算机送“1”使驱动器三极管导通， 计算机送“0”使驱动器三极管截止。本卡上的输出 驱动器件ULN2003中内部带有吸收二极管，可有效 地吸收感性负载启动时产生的达600mA的峰值电流。 所有的开关量输出信号均带有锁存功能。当CPU对 设定的一个I／O地址执行一次写操作，就送出了一 组（8路）输出信号。当主机加电启动或使用 RESET开关使主机硬复位时，本卡上的复位清零电 路使各组输出均为零，即驱动器三极管截止。
51单片机数据采集系统
课程设计报告书设计任务书一、设计任务1一秒钟采集一次。
2把INO口采集的电压值放入30H单元中。
3做出原理图。
4画出流程图并写出所要运行的程序。
二、设计方案及工作原理方案： 1. 采用8051和ADC0809构成一个8通道数据采集系统。
2. 能够顺序采集各个通道的信号。
3. 采集信号的动态范围：0～5V。
4. 每个通道的采样速率：100 SPS。
5．在面包板上完成电路，将采样数据送入单片机20h～27h存储单元。
6．编写相应的单片机采集程序，到达规定的性能。
工作原理：通过一个A/D转换器循环采样模拟电压，每隔一定时间去采样一次，一次按顺序采样信号。
A/D转换器芯片AD0809将采样到的模拟信号转换为数字信号，转换完成后，CPU读取数据转换结果，并将结果送入外设即CRT/LED显示，显示电压路数和数据值。
目录第一章系统设计要求和解决方案第二章硬件系统第三章软件系统第四章实现的功能第五章缺点及可能的解决方法第六章心得体会附录一参考文献附录二硬件原理图附录三程序流程图第一章系统设计要求和解决方案根据系统基本要求，将本系统划分为如下几个部分：●信号调理电路●8路模拟信号的产生与A/D转换器●发送端的数据采集与传输控制器●人机通道的接口电路●数据传输接口电路数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D，单片机，电平转换接口，接收端（单片机、PC或其它设备）组成。
系统框图如图1-1所示1.1 信号采集分析被测电压为0～5V 直流电压，可通过电位器调节产生。
1.1.1 信号采集多路数据采集系统多采用共享数据采集通道的结构形式。
数据采集方式选择程序控制数据采集。
程序控制数据采集，由硬件和软件两部分组成。
，据不同的采集需要，在程序存储器中，存放若干种信号采集程序，选择相应的采集程序进行采集工作，还可通过编新的程序，以满足不同采样任务的要求。
如图1-3所示。
程序控制数据采集的采样通道地址可随意选择，控制多路传输门开启的通道地址码由存储器中读出的指令确定。
NHR-7700系列液晶多回路测量显示控制仪使用说明书
版本号:7700-110524 NHR-7700系列液晶多回路测量显示控制仪使用说明书一、产品介绍NHR-7700系列液晶多回路测量显示控制仪针对现场温度、压力、液位、速度等各种信号进行采集、显示、控制、远传、通讯、打印等处理，构成数字采集系统及控制系统，适用于需要进行多测量点巡回检测的系统。
仪表全面采用了表面贴装工艺，并采用多重保护和隔离设计，抗干扰能力强，可靠性高。
仪表可选择8路或16路万能信号输入，各输入通道信号互不干扰，报警方式可选择“统一报警输出”、“16限分别报警输出”，变送输出方式可以选择“统一变送输出”、“8路分别变送输出”、并带有RS485/232通讯等输出功能，是一款功能齐全的汉显仪表。
二、技术参数测量输入输入信号电流：0～20mA、0～10mA、4～20mA、0～10mA开方、4～20mA开方输入阻抗：≤100Ω输入电流最大限制：≤30mA电压：0～5V、1～5V、0～10V（特殊定制）、0～5V开方、1～5V开方、0～20 mV、0～100mV输入阻抗：≥500KΩ热电阻：Pt100、Cu50、Cu53、Cu100、BA1、BA2线性电阻：0～400Ω热电偶：B、S、K、E、T、J、R、N、F2、Wre3-25、Wre5-26输出输出信号模拟输出：4～20mA（负载电阻≤480Ω）、0～20mA（负载电阻≤480Ω）0～10mA（负载电阻≤960Ω）、1～5V（负载电阻≥250KΩ）0～5V(负载电阻≥250KΩ)、0～10V（负载电阻≥4KΩ）（特殊定制）报警输出：继电器控制输出—AC220V/2A、DC24V/2A（阻性负载）馈电输出：DC24V±1，负载电流≤50mA通讯输出：RS485/RS232通讯接口，波特率1200～9600bps可设置，采用标MODBUS RTU通讯协议，RS-485通讯距离可达1公里；RS-232通讯距离可达：15米。
综合参数测量精度0.2%FS±1d设定方式面板轻触式按键设定；参数设定值密码锁定；设定值断电永久保存。
单片机原理及接口技术课后习题第9章 答案
第九章复习思考题1. 计算机系统中为什么要设置输入输出接口输入/输出接口电路是CPU与外设进行数据传输的桥梁。
外设输入给CPU的数据，首先由外设传递到输入接口电路，再由CPU从接口获取；而CPU输出到外设的数据，先由CPU 输出到接口电路，然后与接口相接的外设获得数据。
CPU与外设之间的信息交换，实际上是与I/O接口电路之间的信息交换。
2. 简述输入输出接口的作用。
I/O接口电路的作用主要体现在以下几个方面：（1）实现单片机与外设之间的速度匹配；（2）实现输出数据锁存；（3）实现输入数据三态缓冲；（4）实现数据格式转换。
3. 在计算机系统中，CPU与输入输出接口之间传输数据的控制方式有哪几种各有什么特点在计算机系统中，CPU与I/O接口之间传输数据有3种控制方式：无条件方式，条件方式，中断方式，直接存储器存取方式。
在无条件方式下，只要CPU执行输入/输出指令，I/O接口就已经为数据交换做好了准备，也就是在输入数据时，外设传输的数据已经传送至输入接口，数据已经在输入接口端准备好；输出数据时，外设已经把上一次输出的数据取走，输出接口已经准备好接收新的数据。
条件控制方式也称为查询方式。
CPU进行数据传输时，先读接口的状态信息，根据状态信息判断接口是否准备好，如果没有准备就绪，CPU将继续查询接口状态，直到其准备好后才进行数据传输。
在中断控制方式下，当接口准备好数据传输时向CPU提出中断请求，如果满足中断响应条件，CPU则响应，这时CPU才暂时停止执行正在执行的程序，转去执行中断处理程序进行数据传输。
传输完数据后，返回原来的程序继续执行。
直接存储器存取方式即DMA方式，它由硬件完成数据交换，不需要CPU的介入，由DMA 控制器控制，使数据在存储器与外设之间直接传送。
4. 采用74LS273和74LS244为8051单片机扩展8路输入和8路输出接口，设外设8个按钮开关和8个LED，每个按钮控制1个LED，设计接口电路并编制检测控制程序。
《计算机控制技术》课后习题答案(于海生)
课 (3)采样保持器：A/D 转换器完成一次 A/D 转换总需要一定的时间。在进行 A/D 转换时间内，希望输入信号不再变化，以免
造成转换误差。这样，就需要在 A/D 转换器之前加入采样保持器。 (4)A/D 转换器：模拟量输入通道的任务是将模拟量转换成数字量，能够完成这一任务的器件，称为之模 /数转换器 (Analog/Digital Converter，简称 A/D 转换器或 ADC)。
图 1.2 操作指导控制系统原理框图 (2)直接数字控制系统(DDC 系统)：DDC(Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测， 经输入通道送给微机，微机将检测结果与设定值进行比较，再进行控制运算，然后通过输出通道控制执行机构，使系统的被 控参数达到预定的要求。DDC 系统是闭环系统，是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。其原理框图如图 1.3 所 示。
1
可以接收的数字代码。过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。过程输入输出
通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。
(3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动 器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。其中操作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要 求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能。
网图 2.1 光电耦合器电路图 案 5.模拟量输入通道由哪些部分组成？各部分的作用是什么？ 答 模拟量输入通道一般由 I/V 变换、多路转换器、采样保持器、A/D 转换器、接口及控制逻辑电路组成。 后 (1)I/V 变换：提高了信号远距离传递过程中的抗干扰能力，减少了信号的衰减，为与标准化仪表和执行机构匹配提供了方便。
微型计算机控制技术课后答案第二潘新民
第一章1.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分作用?(1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。
主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。
(2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。
过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。
过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。
过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。
(3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。
其中作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能.(4)检测与执行机构:a.测量变送单元：在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量.b.执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构，它是微机控制系统中的重要部件，其功能是根据微机输出的控制信号，改变输出的角位移或直线位移，并通过调节机构改变被调介质的流量或能量，使生产过程符合预定的要求。
4、操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何？它们之间有何区别和联系？(1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。
计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参考，这时计算机就起到操作指导的作用(2)直接数字控制系统(DDC系统)：DDC(Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测，经输入通道送给微机，微机将检测结果与设定值进行比较，再进行控制运算，然后通过输出通道控制执行机构，使系统的被控参数达到预定的要求。
qql巡检仪说明书
3、 技术规格
输入 通道数：2－16 通道 热电阻：Pt100，Cu100,Cu50，BA1,BA2，G53,0-80℃,0-400℃ 全量程测量，显示分辨率 0.1℃ 热电偶：K，S，R，B，N，E，J，T 等 全量程测量（包括负温） ，显示分辨率 1℃或 0.1℃，通过参数选择。有断线 识别功能 直流电流：4mA－20mA，0mA－10mA,0mA－20mA,显示范围-1999－9999，任意设置量程 和小数点位置 直流电压：0-20mV,0-100mV,0-60mV,0.2-1V,0-1V,1V－5V，0V－5V， 显示范围-1999－9999，任意设置量程和小数点位置 热电阻输入导线电阻：20Ω以内 热电偶输入导线电阻：100Ω以内 精度 A/D 转换器分辨率 1/20000 测量精度：±0.2%F·S 显示分辨力：1/10000 热电偶冷端补偿精度：±0.2℃，范围 0℃－60℃ 速度 显示 100ms/每通道 2 位 LED 通道号显示 4 位 LED 测量值显示 各通道报警状态指示灯、通信指示灯 报警 3 种报警方式 2 点公用报警继电器输出 输出继电器触点容量：250V AC，2A（阻性负载） 配接多点控制单元实现各通道的报警输出 通信 RS485 接口，光电隔离 仪表地址 0－99 可设定 通信速率 2400、4800、9600、19200 通过设定选择 配套测试软件，提供组态软件和应用软件技术支持
AL2 输 入9 输 入1 0 输 入1 1输 入1 2 输 入1 3输 入1 4 输 入1 5输 入1 6 C B AA B C C B AA B C C B AA B C C B AA B C 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 输 入1 输 入2 输 入3 输 入4 输 入5 输 入6 输 入7 输 入8 C B AA B C C B AA B C C B AA B C C B AA B C 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电子电路实验 3 综合设计总结报告 题目：8 路巡回检测、报警系统的设 计与实现
班级： 学号： ： 成绩： 日期： 摘要 随着电子技术的发展，家用电器和办公设备的智能化、系统化已成为发展趋势，而这些高性能的设备几乎都要通过电子电路实现。同时，温度作为与我们生活息息相关的一个环境参数，对其的测量和研究也变得极为重要。本实验基于数字，模拟电子电路相关知识实现了8路温度巡回检测、报警系统。此系统包括555时钟电路、计数与译码显示电路、拨码开关和数据选择电路、蜂鸣报警电路等模块。各模块焊接前均用Multisim软件对电路进行了仿真。8路通道用8个拨码开关实现对工作状态的模拟，该系统能对多个通道的运行状态进行巡回检测，当某一通道发生故障（既拨动对应通道的开关）时，由检测系统发出报警并显示发生故障的通道号，故障排除后，系统可继续进行巡回检测。 目 录 目 录 ....................................................................... 3 1 设计任务 .......................................................................................................................................4 1.1 设计选题 ............................................................................................................................4 1.2 设计任务要求 ..................................................................................................................4 2 方案设计与论证 .........................................................................................................................5 2.1 方案一 ................................................................................................................................5 2.2 方案二 ................................................................................................................................6 3 单元电路的选定和设计 ...............................................................................................................7 3.1 拨码开关电路、数据选择器和蜂鸣报警电路 ............................. 7 3.2 循环计数器和译码显示电路 ........................................... 9 3.3 时钟发生电路 ........................................................ 9 3.4 窗口电压比较器电路....................................................................................................11 3.5 温度传感器电路............................................................................................................12 4 装配与调试 ..............................................................................................................................14 4.1 装配注意事项 ..............................................................................................................14 4.2 测试仪器 ......................................................................................................................15 4.3 拨码开关电路、数据选择器和蜂鸣报警电路的测试.................................................15 4.4 循环计数器、译码显示电路的测试 ............................................................................16 4.5 时钟发生电路的测试....................................................................................................17 4.6 窗口电压比较器电路的测试 ......................................................................................17 4.7 温度传感器电路的测试 .............................................. 20 5 实验总结 ................................................................................................................................... 21 5.1 完成情况 .......................................................... 21 5.2 问题及对策 ........................................................ 21 5.3 收获与体会 ........................................................ 22 6 参考文献 .................................................................................................................................... 22 7 附录 ............................................................................................................................................ 22 附录 1 系统电路图 ...................................................... 22 附录 2 元器件清单 ....................................................... 24附录 3 实物照片 ......................................................... 25
附录 4 实验日志 ........................................................ 26 1.设计任务 1.1 设计选题
8路巡回检测报警系统的设计与实现
1.2 设计任务要求
设计一个8路巡回温度状态检测、报警系统，能够对8个测试区域的温度状态是否正常
进行巡回检测；当某一测试区域的温度超过正常围时，由巡回检测系统发出报警并显示第几个测试区域出现故障。 1.基本要求： （1）实现一个8通道状态巡回检测系统，该系统在正常状态下输入低电平，而高电平输入表示出现故障。 （2）巡回检测周期要求不超过8秒。 （3）当某一个通道出现故障时，停止检测，并且发出报警和显示故障通道的序号。 （4）电压比较器：可设定上、下限电压报警值；当铂热电阻传感器调节电路输出电压超过上、下限值时，输出低电平。 （5）利用铂热电阻Pt100完成温度检测，实现温度量转换为直流电压，并要求温度变化20度时，检测电路输出的电压变化不小于1V。 2、扩展要求：利用湿度传感器CM-R实现湿度状态测量。
2 方案设计与论证 2.1 方案一 基本要求部分，用八个拨码开关，模拟八路通道工作状态，闭合拨码开关 时，74LS151 对应输入端输入低电平，W输出高电平，驱动数码管，蜂鸣器响，74LS151 芯片 Y 端口输出为低电平，计数器 74LS160 停止计数，QA，QB,QC 输出数据保持为出现故障的二进制码，通过译码器得到数据在共阳数码管上显示的是一个不变的值。利用 555 震荡电路产生 10Hz 的计数脉冲，用于 74ls160 计数器计数工作，满足检测周期不超过八秒的要求。当数据控制端处于高电平时，74ls160 开始计数，通过 QA，QB，QC，QD，输出 bcd 码到 74ls47 和 74ls151 的 A,B.C 端口。计数器一直在 0~7 循环，出现 7 的时候，计数器 74ls160 芯片 QA， QB,QC,QD 分别显示 1,1,1,0，接下来出现 8 的时候 ，QA,QB,QC,QD 显示 0,0,0,0，通过反相器输出一个低电平，计数清零。译码器电路，采用 74ls47d 译码输出，通过数码管显示扫描结果，当无故障时，数码管一次显示 0~7 的数字，当某一路出现故障时，停止巡回检测，数码管时钟显示这一路对应数码。采用 电压比较器设定上、下限电压报警值；当检测电压超过设定上、下限值时，输出低电平，蜂鸣器报响。系统方框图如图 2.1 所示。