数字量输入输出系统
计算机控制系统-数字量输入输出通道
要注意的是，用于驱动发光管的电源 与驱动光敏管的电源不应是共地的同一个 电源，必须分开单独供电，才能有效避免 输出端与输入端相互间的反馈和干扰；另 外，发光二极管的动态电阻很小，也可以 抑制系统内外的噪声干扰。因此，利用光 耦隔离器可用来传递信号而有效地隔离电 磁场的电干扰。 为了适应计算机控制系统的需求，目 前已生产出各种集成的多路光耦隔离器， 如TLP系列就是常用的一种。
控制电流
D
L
K 外部设备
线圈
铁芯
触点
继电器驱动电路的设计要根据所用继电 器线圈的吸合电压和电流而定，控制电流一 定要大于继电器的吸合电流才能使继电器可 靠地工作。
常用的继电器有电压继电器、电流继电器、中 间继电器等几种类型。由于继电器线圈需要一定的 电流才能动作，所以必须采取措施加以驱动。
继电器的驱动电路
链接动画
Di
1B
图 4-8 达林顿阵列驱动电路
4.3.2 继电器驱动电路
电磁继电器主要由线圈、铁心、衔铁和触 点等部件组成，简称为继电器，它分为电压继 电器、电流继电器、中间继电器等几种类型。 继电器方式的开关量输出是一种最常用的输出 方式，通过弱电控制外界交流或直流的高电压、 大电流设备。
衔铁
图 4-8为达林顿阵列驱动中的一路驱动
电路，当CPU数据线Di 输出数字“0”即低
电平时，经7406反相锁存器变为高电平，
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。
《数字量输入输出》课件
功率驱动电路
将较小的控制信号放大为 较大的功率信号，驱动执 行机构。
控制逻辑与算法
逻辑运算
利用逻辑门电路实现基本的逻辑 运算，如与、或、非等。
时序控制
根据时间顺序控制输出状态的变 化，实现定时、计数等功能。
算法控制
利用算法实现复杂的控制逻辑， 如PID控制、模糊控制等。
04
数字量输入输出模块
数字量输入输出模块的种类与特点
数字量输出电路
晶体管输出电路
利用晶体管开关特性实现数字信号的输出。
继电器输出电路
利用继电器触点实现数字信号的输出，适用于较大电流的场合。
固态继电器输出电路
利用固态继电器实现数字信号的输出，具有快速、可靠、长寿命等 优点。
驱动电路
电压驱动电路
通过电压信号驱动执行机 构。
电流驱动电路
通过电流信号驱动执行机 构，适用于较大负载的场 合。
以及时报警。
数字量输入输出在自动化控制系统中的实现方式
硬件接口
数字量输入输出模块通常与PLC、DCS等自动化控 制系统配套使用，通过硬件接口与系统连接。
软件编程
需要编写相应的软件程序，对数字量输入输出进 行配置和控制。
通信协议
支持多种通信协议，如Modbus、Profibus等， 方便与其他设备进行通信。
数字量输入输出在自动化控制系统中的发展趋势
高精度与高可靠性
随着工业自动化水平的提高，对数字量输入输出的精度和可靠性 要求也越来越高。
智能化
未来的数字量输入输出将更加智能化，能够自适应地进行数据处 理和控制。
网络化
通过网络技术，可以实现远程监控和诊断，提高系统的可维护性 。
THANKS
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
计算机控制系统数字量输入输出接口与过程通道
2.4模拟量输入接口与过程通道
2.4.1 模拟量输入通道的组成
2.4.2 信号调理和I/V变换
1.信号调理电路 信号调理电路主要通过非电量的转换、信号 的变换、放大、滤波、线性化、共模抑制及隔离 等方法，将非电量和非标准的电信号转换成标准 的电信号。信号调理电路是传感器和A/D之间以 及D/A和执行机构之间的桥梁，也是测控系统中 重要的组成部分。 （1）非电信号的检测-不平衡电桥 （2）信号放大电路 1)基于ILC7650的前臵放大电路
VOUT 2
D n 2
R3 R3 D ( VREF VOUT1 ) VREF ( n1 1) R1 R2 2
2.5.4 V/I变换
1.集成V/I转换器ZF2B20
2.集成V/I转换器AD694
2.5.5 模拟量输出通道模板举例
图2-47 PCL-726板卡组成框图
2. D/A 转换程序流程 D/A 转换程序流程如下（以通道1为例）： （1）选择通道地址n=1（n=1～6）。 （2）确定D/A高4位数据地址（基地址+00）。 （3）臵 D/A高4位数据(D3～DO 有效 )。 （4）确定D/A低8位数据地址（基地址+01）。 （5）臵 D/A低8位数据并启动转换。 3. 程序设计举例 PCL-726 的D/A 输出、数字量输入等操作均不需要状态查询，分辨率为12位， 000H～0FFFH分别对应输出0%～100%，若输出50%，则对应的输出数字量为7FFH， 设基地址为220H，D/A通道l输出50%的程序如下： C语言参考程序段如下： outportb ( 0x220 , 0x07 ) // D/A 通道l 输出50% outportb ( 0x221 , 0xff ) 汇编语言参考程序如下：（基地址为220H ）： MOV AL， 07H ；D/A 通道l 输出50% MOV DX， 0220H OUT DX， AL MOV DX， 0221H MOV AL， 0FFH
电力系统继电保护课后习题解答
第一章继电保护概述1-1 答：继电保护装置的任务是自动、迅速、有选择性的切除故障元件，使其免受破坏，保证其他无故障元件恢复正常运行；监视电力系统各元件，反映其不正常工作状态，并根据运行维护条件规范设备承受能力而动作，发出告警信号，或减负荷、或延时跳闸；继电保护装置与其他自动装置配合，缩短停电时间，尽快恢复供电，提高电力系统运行的可靠性。
1-2 答：即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
1-3 答：继电保护的基本原理是根据电力系统故障时电气量通常发生较大变化，偏离正常运行范围，利用故障电气量变化的特征可以构成各种原理的继电保护。
例如，根据短路故障时电流增大．可构成过流保护和电流速断保护；根据短路故障时电压降低可构成低电压保护和电流速断保护等。
除反映各种工频电气量保护原理外，还有反映非工频电气量的保护，如超高压输电线的行波保护和反映非电气量的电力变压器的瓦斯保护、过热保护等。
1-4 答：主保护是指能满足系统稳定和安全要求，以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。
后备保护是指当主保护或断路器拒动时，起后备作用的保护。
后备保护又分为近后备和远后备两种：（1）近后备保护是当主保护拒动时，由本线路或设备的另一套保护来切除故障以实现的后备保护;（2）远后备保护是当主保护或断路器拒动时，由前一级线路或设备的保护来切除故障以实现的后备保护.辅助保护是为弥补主保护和后备保护性能的不足，或当主保护及后备保护退出运行时而增设的简单保护。
1-6答：(1)当线路CD中k3点发生短路故障时，保护P6应动作，6QF跳闸，如保护P6和P5不动作或6QF, 5QF拒动，按选择性要求，保护P2和P4应动作，2QF和4QF应跳闸。
(2）如线路AB中k1点发生短路故障，保护P1和P2应动作，1QF和2QF应跳闸，如保护P2不动作或2QF拒动，则保护P4应动作，4QF跳闸。
第二章继电保护的基础知识2-1答：（1）严禁将电流互感器二次侧开路；（2）短路电流互感器二次绕组，必须使用短路片或短路线,短路应妥善可靠，严禁用导线缠绕；（3）严禁在电流互感器与短路端子之间的回路和导线上进行任何工作；（4）工作必须认真、谨慎，不得将回路永久接地点断开；（5）工作时，必须有专人监护，使用绝缘工具，并站在绝缘垫上。
(计算机控制技术)第4章计算机过程输入输出通道
03
输出通道技术
模拟量输出通道
模拟量输出通道的作用是将计 算机输出的数字信号转换为模 拟信号，以驱动各种执行机构
。
常见的模拟量输出通道有电压 输出型和电流输出型两种，它 们通过不同的方式将数字信号
转换为模拟信号。
电压输出型模拟量输出通道的 优点是电路简单、成本低，适 用于输出信号较小、对精度要 求不高的场合。
03
输出通道的驱动能力是指其能够驱动执行机构或控制设备的能力，包 括最大输出电压、最大输出电流等参数。
04
选择具有足够驱动能力的输出通道可以保证系统的正常运行和稳定性。
04
输入输出通道的信号处 理与接口技术
信号的预处理技术
信号的放大与衰减
根据信号的幅度调整，确 保信号在传输过程中保持 稳定。
信号的滤波
去除噪声和其他干扰，提 高信号质量。
信号的整形
将不规则或非标准信号转 换为适合传输和处理的信 号。
信号的转换技术
A/D转换将模拟信号转换为数字信号，源自 于计算机处理。D/A转换
将数字信号转换为模拟信号，便于 实际应用。
光电转换
将光信号转换为电信号，或反之。
信号的传输与接口技术
总线技术
实现多个设备之间的数据传输和通信。
数字量输出通道的作用是将计算机输出的数字 信号转换为控制信号，以驱动各种控制设备。
晶体管输出型数字量输出通道的优点是响应速度 快、驱动能力强，适用于需要快速响应的场合。
输出通道的负载特性与驱动能力
01
输出通道的负载特性是指执行机构或控制设备的输入阻抗、输入电压、 输入电流等参数。
02
了解负载特性有助于选择合适的输出通道类型和规格，以确保系统的 稳定性和可靠性。
第四章数字量输入输出通道
（2）输出驱动电路——继电器驱动电路
图为经光耦隔离器的继电器输出驱动电路，当CPU数据线Di 输出数字“1”即高电平时，经7406反相驱动器变为低电平， 光耦隔离器的发光二极管导通且发光，使光敏三极管导通， 继电器线圈KA得电，动合触点闭合，从而驱动大型负荷设 备。 由于继电器线圈是电感性负载，当电路突然关断时，会出 现较高的电感性浪涌电压，为了保护驱动器件，应在继电 器线圈两端并联一个阻尼二极管，为电感线圈提供一个电 流泄放回路。
（2）输出驱动电路——固态继电器驱动电路
交流电源
交流SSR输出波形如下图所示。
波形
过零型导 通时间
控制信号
SSR两端的 电压在导通
时为0。
非过零型 导通时间 立即导通
非过零型SSR，加上控制信号便导通
过关零断型时导间 相通同时，间在
过零时
（2）输出驱动电路——固态继电器驱动电路
在实际使用中，要特别注意固态继电器的过电流与 过电压保护以及浪涌电流的承受等工程问题，在选 用固态继电器的额定工作电流与额定工作电压时， 一般要远大于实际负载的电流与电压，而且输出驱 动电路中仍要考虑增加阻容吸收组件。具体电路与 参数请参考生产厂家有关手册。
Vc
Di 7406
RL
交
流
电
+ _
～ SSR ～
源
图 4-13固 态 继 电 器 输 出 驱 动 电 路
（2）输出驱动电路——固态继电器驱动电路
交流型SSR按控制触发方式不同又可分为过零型和移相型两 种，其中应用最广泛的是过零型。
过零型交流SSR是指当输入端加入控制信号后，需等待负载 电源电压过零时，SSR才为导通状态；而断开控制信号后， 也要等待交流电压过零时，SSR才为断开状态。 移相型交流SSR的断开条件同过零型交流SSR，但其导通条件 简单，只要加入控制信号，不管负载电流相位如何，立即导 通。
计算机控制系统：第2章 输入输出通道
3.并行接口的ADC0809
CLOCK ADDA--ADDC
START ALE
EOC OE
D0--D7
转换时间
ADC0809工作时序图
2.2.3模拟转换器
3.并行接口的ADC0809
ADC0809工作时序图 ADC0809与51单片机的接口电 路
2.2.3模拟转换器
4.应用举例
ADC0809模拟输入原理图
DI7
DI0
Rfb Iout1
-
WR1
Iout2
+
Vx
WR2
CS
XFER
DAC0832
DI7 DI0 Rfb
Iout1
-
WR1
Iout2
+
Vy
WR2
DAC0832和51单片机双缓冲连接
P2.0 P2.1 P2.2 P0口 WR
80C51
CS DAC0832
XFER
DI7
DI0
Rfb IouΒιβλιοθήκη 1-WR1❖ 30℃：Rt＝5.6K VAD＝5×500/(5600＋500)＝0.410(V) 对应AD值：14H
❖ 40℃：Rt＝3.8K VAD＝5×500/(3800＋500)＝0.581(V) 对应AD值：1DH
plc数字量输出工作原理
plc数字量输出工作原理
在PLC系统中，数字量输出（也称为离散量输出）是指通过PLC控制输出模块，将数字信号转换为离散的开关信号输出给外部设备。
数字量输出可以用于控制继电器、电磁阀、电机等设备的开关动作。
工作原理如下：
1. PLC控制器接收到输入信号后进行处理和判断，并根据程序的逻辑运算来确定需要控制的输出设备。
2. PLC输出模块接收到PLC控制器发送的指令后，将数字信号转换为相应的电压或电流输出给外部设备。
通常，数字量输出模块以继电器或固态继电器的形式存在。
3. 继电器型数字量输出模块：当PLC控制器的输出为高电平时，继电器输入电路闭合，将外部设备的控制回路接通，使设备动作；当PLC控制器的输出为低电平时，继电器输入电路断开，使设备停止动作。
4. 固态继电器型数字量输出模块：当PLC控制器的输出为高电平时，固态继电器内部的输出三极管开启，使外部设备控制回路接通，使设备动作；当PLC控制器的输出为低电平时，固态继电器内部的输出三极管关闭，使设备停止动作。
总之，PLC数字量输出的工作原理是通过PLC控制器和输出模块的协作，将处理后的数字信号转换为相应的控制信号输出给外部设备，从而实现对目标设备的控制。
(电力知识)微机继电保护系统的原理、作用和特点
微机继电保护系统的原理、作用和特点微机继电保护系统的原理、作用和特点1.高压（电力）系统继电保护技术的原理是（电气）测量器件对被保护对象实时检测其有关电气量（电流、电压、功率、频率等）的大小、性质、输出的逻辑状态、顺序或它们的组合，还有检测其他的（物理）量（如（变压器）油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高等）作为继电保护装置的输入信号，通过数学或逻辑运算与给定的整定值进行比较，然后给出一组逻辑信号来判断相应的保护是否应该启动，并将有关命令传给执行机构，由执行机构完成保护的工作任务（跳闸或发出报警信号等）。
系统工作原理图：2.微机继电保护系统的硬件组成：（1）.模拟量输入系统（数据采集系统）：包括电压形成、模拟量信号的滤波、采样保持、多路转换（MPX）以及模拟转换等主要环节，最后完成将模拟量输入准确地转换为数字量。
（2）.CPU主系统：微处理器、只读存储器（ROM）或闪存内存单元、随机存取存储器（RAM）、定时器、并行以及串行接口等。
微处理器通过执行编制好的程序，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。
3.高压电力系统微机继电保护系统的作用是专业对电力系统的正常运行工况进行监测显示，对异常工况进行及时的故障报警、故障诊断或快速切断异常线路（或设备等）的电力保护系统,进而为用户的正常生产、生活（用电）提供保证。
4.高压电力系统的微机继电保护系统特点是：（1）.可靠性：继电保护装置有非常好的可靠性，不误动不拒动等。
（2）.选择性：正确选择故障部位，保护动作执行时仅将故障部位从电力系统中切除，保证无故障部分继续正常（安全）运行。
（3）.速动性：快速反应及时切除故障。
(4).灵敏性：灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情况时，保护装置的反应能力。
控制系统中AI、AO、DI、DO是什么含义
控制系统中AI、AO、DI、DO是什么含义控制系统中AI、AO、DI、DO是什么含义控制系统中AI、AO、DI、DO是集散控制系统中模块上常见的⼀些基本标注，好处就是便于分清什么类型量的卡件，也好⽅便后期的维护与保养。
其实就是把现场模拟量仪表和开关量设备等进⾏清晰分类，便于后期仪表和设备的弱电信号接线。
AI、AO、DI、DO它们都是英⽂名称的⾸字母缩写的，A的英⽂全称Analog（模拟量）、D的英⽂全称Digital（数字量）、I的英⽂全称Input（输⼊）、O的英⽂全称Output（输出）。
因此，AI表⽰的是模拟量输⼊，AO是模拟量输出，DI是数字量输⼊，DO是数字量输出。
在集散控制系统中的控制柜⾥就有很多卡件，就会⽤上述其中类型标清是哪⼀类卡件。
AI模拟量输⼊卡件功能：把被控对象模拟量转换成计算机能识别的数字信号。
被控对象模拟量有：温度、压⼒、流量、液位、成分。
还有热电偶、热电阻输⼊卡件。
把这些卡件统称为AI输⼊模块或AI输⼊设备。
AO模拟量输出卡件功能：把计算机的输出数字信号转换成外部过程控制仪表或装置能够接受的模拟量信号。
⽬的：就是驱动现场各类执⾏机构的控制。
例如现场的电动调节阀、⽓动调节阀等的控制。
DI数字量输⼊卡件功能：把⽣产过程中只有两种状态的开关量信号转换成计算机可识别的信号形式。
例如现场的限位开关、继电器、电动机等开关量状态。
DO数字量输出卡件功能：把计算机输出的⼆进制代码来表⽰的开关量信号转换成能对⽣产过程进⾏控制或显⽰状态的开关量信号。
例如现场的指⽰灯亮/灭、电机的启/停、阀门的开/关、继电器的通/断等开关量的状态控制与状态显⽰。
集散控制系统是实现对整个⽣产过程的集中管理和分散控制。
把反映⽣产过程的变量信号送⾄控制室，同时把控制变量输送⾄现场，这样有利于⽣产过程中的安全⽣产和经济运⾏。
单片机原理实验报告
实验一：系统认识实验一、设计目的：1. 学习 Keil C51 集成开发环境的操作；2. 熟悉 TD-51 系统板的结构及使用。
二、设计内容：编写程序，将 00H～0FH 共 16 个数写入单片机内部 RAM 的 30H～3FH 空间。
三、设计步骤：1. 创建 Keil C51 应用程序（1）运行 Keil C51 软件，进入 Keil C51 集成开发环境。
（2）选择工具栏的 Project 选项，弹出下拉菜单，选择 NewProject 命令，建立一个新的μVision2 工程。
这时会弹出文件保存对话框，选择工程目录并输入文件名 Asm1 后，单击保存。
（3）工程建立完毕后，μVision2 会马上弹出器件选择窗口。
器件选择的目的是告诉μVision2 使用的 80C51 芯片的型号是哪一个公司的哪一个型号，不同型号的 51 芯片内部资源是不同的。
此时选择 SST 公司的 SST89E554RC。
（4）到此建立好一个空白工程，现在需要人工为工程添加程序文件，如果还没有程序文件则必须建立它。
选择工具栏的 File 选项，在弹出的下拉菜单中选择 New 目录。
（5）输入程序，完毕后点击“保存”命令保存源程序，将 Text1 保存成Asm1.asm。
Keil C51 支持汇编和 C 语言，μVision2 会根据文件后缀判断文件的类型，进行自动处理，因此保存时需要输入文件名及扩展名.ASM 或.C。
保存后，文件中字体的颜色会发生一定变化，关键字会变为蓝色。
（6）程序文件建立后，并没有与 Asm1.Uv2 工程建立任何关系。
此时，需要将 Asm1.asm 源程序添加到 Asm1.Uv2 工程中，构成一个完整的工程项目。
在Project Window 窗口内，选中Source Group1 点击鼠标右键,选择 Add Files to Group‘Source Group1’命令，此时弹出添加源程序文件对话框，选择文件Asm1.asm，点击 Add 命令按钮即可将源程序文件添加到工程中。
数字量输出模块工作原理
数字量输出模块工作原理数字量输出模块（Digital Output Module，简称DOM）是一种常用的控制器设备，其主要功能是将控制器上的数字信号输出到外部设备中，以实现对外部设备的控制。
DOM是自动化控制系统中的重要组成部分，广泛应用于工业生产、机器设备、环保、电力等各个领域中。
DOM主要由三个部分组成，即输入接口、输出接口以及中间处理单元。
其中，输入接口主要是用来接收来自控制器的数字信号，输出接口则是用来将数字信号输出到外部设备中，而中间处理单元则是用来对输入信号进行处理和转换，以便能够正确控制外部设备。
DOM的工作原理是在中间处理单元的控制下，将输入数字信号进行逻辑运算、状态判断等处理，再根据处理结果将数字信号转化为相应的输出信号，实现对外部设备的控制。
具体来说，DOM的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 输入数字信号采集：DOM通过输入接口从控制器中读取数字信号，这些数字信号可能是控制信息、状态信息等。
2. 处理单元处理：处理单元对输入信号进行处理，如进行逻辑运算、状态判断等。
3. 处理结果输出：处理单元根据处理结果，将数字信号转化为相应的输出信号，输出到输出接口。
4. 输出信号转换：由于外部设备的接口种类不同，输出信号需要进行适当的转换，如将数字信号转化为模拟信号、改变信号波形等。
5. 控制外部设备：最后，输出信号被送到外部设备的控制接口中，控制外部设备进行相应的操作。
需要注意的是，DOM输出信号的特性主要由设备本身决定，比如最大电压、最大电流等等。
为了保证控制安全性，DOM需要保证输出信号与外部设备的插头、插座匹配，在使用过程中需要注意。
综上所述，数字量输出模块的工作原理是从控制器中获取数字信号，通过中间处理单元进行处理转换，并将输出信号输出到外部设备的控制接口中，以实现对外部设备的控制。
输电线路电流微机保护实验报告.
实验报告姓名： 班级： 学号：实验二 输电线路电流微机保护实验一、实验目的1．学习电力系统中微机型电流、电压保护时间、电流、电压整定值的调整方法。
2．了解电磁式保护与微机型保护的区别。
二、基本原理1．试验台一次系统原理图试验台一次系统原理图如图3-1所示。
2．电流电压保护基本原理1）三段式电流保护当网络发生短路时，电源与故障点之间的电流会增大。
根据这个特点可以构成电流保护。
电流保护分无时限电流速断保护（简称I 段）、带时限速断保护（简称II 段）和过电流保护（简称III 段）。
下面分别讨论它们的作用原理和整定计算方法。
（1） 无时限电流速断保护（I 段）单侧电源线路上无时限电流速断保护的作用原理可用图3-2来说明。
短路电流的大小I k 和短路点至电源间的总电阻R ∑及短路类型有关。
三相短路和两相短路时，短路电流I k 与R ∑的关系可分别表示如下：lR R E R E I s ss k 0)3(+==∑ 图3-1 电流、电压保护实验一次系统图lR R E I s s k 0)2(*23+=式中， E s ——电源的等值计算相电势；R s —— 归算到保护安装处网络电压的系统等值电阻；R 0—— 线路单位长度的正序电阻；l —— 短路点至保护安装处的距离。
由上两式可以看到，短路点距电源愈远（l 愈长）短路电流L k 愈小；系统运行方式小（R s 愈大的运行方式）I k 亦小。
I k 与l 的关系曲线如图3-2曲线1和2所示。
曲线1为最大运行方式(R s 最小的运行方式)下的I K = f (l )曲线，曲线2为最小运行方式(Rs 最大的运行方式)下的I K = f (l )曲线。
线路AB 和BC 上均装有仅反应电流增大而瞬时动作的电流速断保护，则当线路AB 上发生故障时，希望保护KA 2能瞬时动作，而当线路BC 上故障时，希望保护KA 1能瞬时动作，它们的保护范围最好能达到本路线全长的100%。
但是这种愿望是否能实现，需要作具体分析。
数字量输入输出-基本输入输出
IOW
例:一个输出设备的简单接口电路
D7 数据线 P ~ 锁存器 C D0 288H 总 A15 地址线 地址 线 ~ 译码 A0 0 与 0 0 非 IOW
输出设备接口电路，即硬件上保证: 只在CPU执行从288H端口输出数据时， 锁存器处于触发状态，其输出随输入变 化，而CPU执行其它指令时，锁存器均 处于锁存状态, 其输出不随输入变化， 思考：其他的指令为什么不可以？ 例：OUT 50H,AL; MOV [0288H],AL
20H 端口1 0 21H 端口2 1 8259
例:一个输入设备的简单接口电路
IO总线
D7 ~ D0
A15 ~ A0 AB
DB
三 态 缓冲器
开关 状态
地址 284H P290图5.11 译码 74LS244G1/G2 0 与 0 0 IOR 非 图中译码电路的作用： 该电路在CPU执行指令 只当A15~A0上出现284H时， MOV DX, 284H （即0000 0010 1000 0100B） IN AL, DX 输出0，其他输出1。 将输入设备的数据读入 CPU内AL中
例:一个输入设备的简单接口电路
D7 ~ D0 数据线
D0 D7 三 态 缓冲器 开关 输入
K1 : K8
I O 总 线
A15 地址线 ~ A0
IOR 执行: MOV DX, 284H IN AL, DX
地址 284H 译码 IN指令时序 0 与 0 T1 T2 T3 Tw T4 0 CLK 非
A15~A0
MOV DX, 288H IN AL, DX
输入设备接口电路，即硬件上保证: 只在CPU执行从288H端口输入数据时，三态门处于工作状态，使输 入设备的数据送上总线侧，而CPU执行其它指令时，三态门均处于 高阻状态，使输入设备的数据线与总线侧断开。 思考：其他的指令为什么不可以？ 例：IN AL, 50H; MOV AL, [0288H]
数字电路数字量输入输出课件
形状
7段码 .gfedcba
符号
形状
7段码 .gfedcba
’0’
00111111
’8’
01111111
’1’
00000110
’9’
01100111
’2’
01011011
’A’
01110111
’3’
01001111
’B’
01111100
’4’
01100110
’C’
00111001
’5’
01101101
5.2.3 总线信号与接口的连接
数据信号的连接 地址信号的连接：译码信号 控制信号的连接
例1、简单的输入接口举例
常用芯片：74LS244 应用例子：开关接口
&
≥1
≥1
+5V
例2、 简单的输出接口举例
输出端口应具备锁存器功能. 常用芯片：74LS273 74LS374(具有三态输出的锁存器) 应用例子：发光二极管接口
a b c d e f g DP
7406
反相器
74LS273
Rx8
≥1
74LS138
D0～D7
IOW#
IOR#
Y0
Y1
F0H = 0000 0000 1111 0000 F1H = 0000 0000 1111 0001
&
≥1
A7～A4
A15～A8
A3
A2
A1
A0
D0
D1
D2
查询方式传送
适用于外设并不总是准备好，而且对传送速率、传送效率要求不高的场合。 CPU在与外设交换数据前必须询问外设状态—— “你准备好没有？” 对外设的要求：应提供设备状态信息 对接口的要求：需要提供状态端口 优点：软件比较简单 缺点：CPU效率低，数据传送的实时性差，速度较慢
PLC_数字量输入模块电路的形
PLC 数字量输入模块电路的形式组员：夏帅张凯杰李博摘要：本文主要分析了数字量输入时PLC内部电路常见的几种形式，并结合传感器常见的NPN和PNP输出，给出了和不同的PLC电路形式连接时的接线方法。
关键词：PLC 源输入漏输入 NPN输出 PNP输出1 引言PLC 控制系统的设计中，虽然接线工作占的比重较小，大部分工作还是PLC 的编程设计工作，但它是编程设计的基础，只要接线正确后，才能顺利地进行编程设计工作。
而保证接线工作的正确性，就必须对PLC 内部的输入输出电路有一个比较清楚的了解。
我们知道，PLC 数字输入模块为了防止外界线路产生的干扰（如尖峰电压，干扰噪声等）引起PLC 的非正常工作甚至是元器件的损坏，一般在PLC 的输入侧都采用光耦，来切断PLC 内部线路和外部线路电气上的联系，保证PLC 的正常工作。
并且在输入线路中都设有RC 滤波电路，以防止由于输入点抖动或外部干扰脉冲引起的错误信号。
2 输入电路的形式2.1 分类PLC 的输入电路，按外接电源的类型分，可以分为直流输入电路和交流输入电路；按PLC 输入模块公共端（COM 端）电流的流向分，可分为源输入电路和漏输入电路；按光耦发光二极管公共端的连接方式可分为共阳极和共阴极输入电路。
如下图1所示：图1 PLC输入电路的分类2.2 按外接电源的类型分类2.2.1 直流输入电路图2 为直流输入电路的一种形式（只画出一路输入电路）。
当图1 中外部线路的开关闭合时，PLC 内部光耦的发光二极管点亮，光敏三极管饱和导通，该导通信号再传送给处理器，从而CPU 认为该路有信号输入；外界开关断开时，光耦中的发光二极管熄灭，光敏三极管截止，CPU 认为该路没有信号。
图2 直流输入电路2.2.2 交流输入电路交流输入电路如图3 所示，可以看出，与直流输入电路的区别主要就是增加了一个整流的环节。
交流输入的输入电压一般为AC120V 或230V。
交流电经过电阻R的限流和电容C的隔离(去除电源中的直流成分)，再经过桥式整流为直流电，其后工作原理和直流输入电路一样，不再缀述。
微机保护知识
微机保护微机保护是指将微型机、微控制器等器件作为核心部件构成的继电保护。
一、微机保护的特点及构成1．微机保护的特点(1)维护调试方便。
在微机保护应用之前，布线逻辑的保护装置，调试工作量很大，尤其是一些复杂保护，调试一套保护常常需要一周，甚至更长时间。
因为布线逻辑保护的所有功能，都是由相应的元件和连线实现的，为了确认保护装置的完好，需要通过模拟试验校核所有功能。
而微机保护的各种复杂功能是由软件(程序)实现的，如果经检查，程序与设计时完全一样，就相当于布线逻辑的保护装置的各种功能已被检查完毕。
(2)可靠性高。
微型机、微控制器等在程序指挥下，具有极强的综合分析和综合判断能力。
所以，微机保护可以实现常规保护很难办到的自动纠错，实现自动识别和排除干扰，防止由于干扰造成的误动作。
同时，微机保护的自诊断功能，能够自动检测出本身硬件的异常，配合多重化有效防止拒动，因此可靠性很高。
目前，国内设计与制造的微机保护，均按照国际标准的电磁兼容试验考核，进一步保证了装置的可靠性。
(3)易于获得附加功能。
采用微机保护，如果配置一台打印机，或者其他显示设备，或通过网络连接到后台计算机监控系统，可以在电力系统发生故障后提供多种信息。
例如，保护动作时间和各部分的动作顺序记录、故障类型和相别及故障前后的电压和电流波形记录等，对于线路保护，还可以提供故障点的位置(测距功能)。
这将有助于运行部门对事故的分析和处理。
(4)灵活性大。
由于微机保护的特性和功能主要由软件决定，而不同原理的保护可以采用通用硬件。
因此，只要改变软件就可以改变保护的特性和功能，从而可以灵活地适应电力系统运行方式的变化和其他要求。
(5)保护性能得到很好改善。
由于微型机、微控制器的应用，很多原有型式的继电保护中存在的技术问题，可以找到新的解决办法。
例如，变压器差动保护如何鉴别励磁涌流与内部故障等问题，都已提出了许多新的原理和解决办法。
可以说，只要找出正常与故障的区别特征，微机保护基本上都能予以实现。
工业机器人操作与编程-第十二章输入输出
二 IO板
b.
X5端子见表4-4
模
块
接
口
连
接
说
明
X6端子见表4-5
X5 端子编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
表4-4
使用定义 0V BLACK（黑色） CAN信号线low BLUE（蓝色） 屏蔽线 CAN信号线high WHITE（白色） 24V RED（红色） GND 地址选择公共端 模块ID bit 0 (LSB) 模块ID bit 1 (LSB) 模块ID bit 2 (LSB) 模块ID bit 3 (LSB) 模块ID bit 4 (LSB) 模块ID bit 5 (LSB)
Profibus总线板卡。
Key: 如果使用ABB标准I/O板， 就必须有DeviceNet的总
线
存储插槽及SD 存储卡，标配
2GB.
二 IO板
本节将介绍常用的ABB标准I/O板(具体规格 参数以ABB官方最新公布为准)。
型号 DSQC 651 DSQC 652 DSQC 653 DSQC 355A DSQC 377A
三 IO板配置
定义DSQC651板的总线连接
ABB标准I/O板都是下挂在DeviceNet现场总线下的设备，通过X5端口与DeviceNet现场总线进行通信。
ABB标准I/O板DSQC651是最为常用的模块，下面以创建数字输入信号di、数字输出信号do、组输入 信号gi、组输出信号go和模拟输出信号ao为例做一个详细的讲解。
X6 端子编号
1 2 3 4 5
6
表4-5
使用定义
未使用 未使用 未使用 0V 模拟输出AO1
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• 1.实现和不同外设的速度匹配 • 2.信号变换 • 3.电平转换
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单元一 输入/输出(I/O)接口
• 二、输入/输出信息的传送方式
• CPU的数据总线都是并行的，但由于输入/输出设备有并行和串行之 分，或为了远距离传输的需要，输入/输出数据的传送除了有并行传 送方式外，还有串行传送方式，这两种传送方式各有特点，应用于不 同的场合。
• 2.开关动作的检测 • 为了提高开关量检测的可靠性，除了在硬件方面采取抗干扰措施外，
还可以进一步采用表决的方式来确定开关的状态。
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单元二 开关量的隔离与检测识别
• 具体的做法是对一个开关量连续采集3次，然后进行表决处理，就可 以排除偶然的干扰。表决方式可以用硬件来实现，也可以用软件来实 现，下面介绍一下算法。
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单元二 开关量的隔离与检测识别
• 但采用矩阵输入方式时，必须用扫描的方法将矩阵的行与列的数值读 入，经过处理和识别才能确定开关的运行状态，这要增加一些软件。
• 三、开关量的采集
• 1.开关量的采集方式 • 微机采集开关量可以采用定时查询方式，也可以采用中断方式。前者
电路比较简单，但响应速度比较慢;后者电路比较复杂，但响应比较 及时。究竟采用哪一种方式，要根据具体情况确定。隔离开关的状态 变化比较慢，同时其重要程度也不高，因此完全可以采用定时(例如 15)查询方式输入。对于断路器和继电器的状态，则既可采用查询方 式输入，又可采用中断方式输入，可根据其重要程度来确定。
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单元二 开关量的隔离与检测识别
• 利用D触发器和异或门构成的中断申请电路，如图3 -4所示。正常情 况触发器的D, Q端有相同的状态，异或门输出为低电平，此时中断输 入端为高电平。
• 当开关状态发生变化时，由于Q端仍保持原状态，D, Q异或的结果使 输出由低电平跳变为高电平，通过非门变成低电平向CPU申请一次中 断。当CPU确定中断以后，发出INTA信号使触发器触发，D, Q状态 趋于一致，异或门输出又成为低电平。
• 1.隔离的作用 • 隔离的主要作用是:使低压输入电路与大功率的电源隔离;外部现场器
件与传输线同数字电路隔离，以免计算机受损;限制地回路电流与地 线的错接带来的干扰;多个输入电路之间的隔离。 • 2.开关量的隔离方法
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单元二 开关量的隔离与检测识别
• 常用的开关量的隔离方法主要有以下方式。 • (1)光电隔离。最常用的是利用光电耦合器作为开关量输入计算机的
隔离器件，其简单的原理图如图3-2所示。当有输入信号时，开关S闭 合，二极管导通，发出光束，使光敏三极管饱和导通，于是输出端Uo 表现一定电位。图3 -2中的两种接线方式，输出电平不同，在实际电 路设计时，可以灵活选用。在光电藕合器件中，信息的传递介质为光， 但输入和输出都是电信号，由于信息的传递和转换都是在密闭环境下 进行，没有电的直接联系，故不受电磁信号干扰，所以隔离效果比较 好。 • (2)继电器隔离。
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单元三 输入/输出接口常用芯片
• 微机输出的数据在系统总线上只能存在很短的时间，接口电路必须及 时将数据接收并保持，因此，常采用锁存器。
• 最简单的锁存器为D触发器，一位D触发器可以作一位锁存器，D端 为输入端，当来一个时钟脉冲CLK时，D端的信号便锁存到Q端上。
• 常用的锁存器集成电路芯片，如74LS273 , 373 , 374 , 377等，是由8 个D触发器组成的，简称8D锁存器。以74 LS273为例(包括74273 , 74 HC274 ,745273 , 74F273等)，其逻辑电路如图3-6所示。
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单元三 输入/输出接口常用芯片
• CPU本身的驱动能力是有限的，通常只能驱动几个TTL(或十几个 MOS )门电路，因此，常根据不同情况在CPU的地址总线、数据总线 和控制总线上加进不同数量和类型的驱动电路，这些总线上连接着多 个数据设备(向总线输入数据)。但是，在任一时刻只能进行一个源和 一个负荷之间的数据传送，此时要求所有其他设备在电性能上与总线 隔离，这是总线隔离问题。此外，由于微处理器功率有限，故每个 I/O引脚的驱动能力亦有限，因此，为了驱动负荷，往往采用缓冲器/ 驱动器。
• 1.串行传送方式 • 串行传送方式是将要传送的数据的字节(或字)拆开，然后以位(bit )为
单位，一位一位地进行传送。串行传送方式的接口所需的传输电缆少、 硬件投资少，但传输速度比并行传送慢，适用于远距离传送。 • 配置串行接口的目的是适应远距离传送数据和交换信息的需要。
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单元一 输入/输出(I/O)接口
模块三 数字量输入/输出系统
• 单元一输入/输出(I/O)接口 • 单元二开关量的隔离与检测识别 • 单元三输入/输出接口常用芯片 • 单元四开关量输入/输出电路
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单元一 输入/输出(I/O)接口
• 变电站综合自动化系统中，需采集的信息很多，但从它们的性质来说， 可分为模拟量、开关量、脉冲量和广义读表数(如数字频率计或脉冲 电能表等仪表通过串行口输出的数字量)等四大类。实质上，无论何 种类型的信息，在计算机内部都是以二进制的形式(即数字形式)存放 在存储器中的，可见数字量的输入、输出是计算机的基本操作之一。
• 串行接口传送信息是按位传送的，它的速度虽然不如按字节传送的并 行接口快，但可节省许多引线，这对远距离通信是十分重要的。
• 2.并行传送方式 • 并行传送方式是以字节(或字)为单位同时进行传送。这种传送方式要
求输入/输出接口的数据通道为8位(字节传送)或16位(字传送)，各位 数据同步收、发，传送速度快，但需要传输电缆数量多，硬件投资大， 适用于较近距离的传送。 • 并行接口主要传送数字量。例如，微机之间的近距离通信就可以采用 并行接口，微机与某些外设(如打印机)也可以用并行接口传送数据和 命令。
• 软件抗干扰措施主要是适当增加延时，以躲开触点抖动的影响。 • 开关信号经隔离去抖以后就可以进人微机接口。如果开关量数口不多，
可以采用一对一的方式输入，即一个开关量占一个I/O通道。这种方 式下软件最简单，只要检测到有变位，就可以直接转入相应的服务子 程序。当开关量数口较多时，为了节省通道和接口，可以采用矩阵输 入方式，这样，有N个通道，就可以输入(NZl2)个开关量。
F244 ,74HC244, 745244等)，其引脚图和常用接法如图3-5所示。它 有8个同相的三态缓冲器/线驱动器，有两个独立的控制端1 和2 。 • 三态缓冲器经常用于输入回路，作为外设与计算机系统总线的接口， 它一方面起输入缓冲作用，另一方面对于计算机的系统总线来说，起 提高总线驱动能力的作用。 • 2.锁存器
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单元二 开关量的隔离与检测识别
• 发电厂、变电站现场的断路器、隔离开关、继电器的辅助触点和主变 压器分接开关位置等开关信号，输入微机系统时，也可通过继电器隔 离，其原理图如图3一3所示。
• 利用现场断路器或隔离开关的辅助触点S1, S2接通，去启动小信号继 电器K1 , K2，然后由K1 , K2的触点K1-1 , K2-1等输入微机系统，这 样做可起到很好的隔离作用。
• 对于模拟量，必须先转换成数字量，CPU才能进行处理，断路器、隔 离开关、继电器的触点、按钮和普通的开关、刀闸等都具有分、合两 种工作状态，可以用0, 1表示。因此，它们的工作状态的输入和控制 信号输出，可以表示为数字量的输入和输出。
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单元一 输入/输出(I/O)接口
• 计算机的输入/输出，简称I/O。 I/O接口是CPU和外设间信息交换的 桥梁，通过接口电路，计算机直接与外界设备进行信息交换。外部设 备分为输入和输出设备，输入设备用于向计算机输入信息，输出设备 用于输出程序和运算结果。A/D转换器和键盘属于输入设备，CRT(阴 极射线管)和D/A转换器属于输出设备。
• 把3次采样的开关量用三个A, B, C布尔数来表示，从中任取出两个进 行“与”运算，如果其中有两个或两个以上为“1”，则运算结果必定 有一个为“1”;反之，若有两个或两个以上为“0”，则运算结果必定 全为“0”。另外，再根据“或”运算的规则，N个数中只要有一个是 “1”，则运算结果必定是“1”;只有当N个数全为“0”时，结果才为 “0”。可以把三取二表决的算法用以下逻辑算式来处理:
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单元二 开关量的隔离与检测识别
• 同时，断路器、隔离开关和继电器等，常处于强电场中，电磁干扰比 较严重，若没有采取适当措施，则当断路器或隔离开关动作时，可能 会干扰程序的正常执行，产生所谓“飞车”的软故障，甚至损坏接口 电路芯片或损坏CPU。因此，现场开关与逻辑电路之间要采用电隔离 技术。
• 输入微机系统的继电器触点，可采用与微机系统输入接口板配合的弱 电电源Uc。
• 二、干扰
• 开关量采集的抗干扰措施有硬件和软件两种。
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单元二 开关量的隔离与检测识别
• 硬件措施称为去抖电路，是为了排除开关操作时产生的抖动。去抖电 路有多种形式，最常用的是采用双稳态触发电路，利用其正反馈作用 使状态迅速翻转达到去抖的目的。
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单元一 输入/输出(I/O)接口
• (3)控制信息。控制信息用于控制外部设备的工作，如外部设备的 “启动”和“停止”。在设备传送过程中，CPU发出命令给输入/输 出设备。一个输出字节的每一位可以定义为一个控制命令。
• 四、输入/输出的典型接口
• 从接口完成的工作看，CPU和外设间交换的信息有三类:数据信息、 状态信息、控制信息。因此，I/O接口必须能把外设送来的三种信息 加以区分，因此，在I/O接口内部，必须用不同的寄存器来存放，并 赋以不同的地址(端口地址)，以便确定当前经数据总线传送的信息是 哪一信息。