开关量的采集与处理

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开关量输入采集器使用说明书讲解

1开关量输入采集器D101 使用说明书V1.0尊敬的用户：衷心感谢您选用深圳市聚贤达科技有限公司的产品。

本手册主要介绍开关量输入采集器D101的工作原理、技术指标、主要功能、安装调试及使用与维护等内容。

为了使您更好地使用我们的产品,请您仔细阅读本手册,在应用中如果您有任何问题和要求，或需要相关技术支持，可以与我们的销售单位联系，我们将及时给予回应。

2目录1.前言 (5)2.内容 (5)3.要求 (5)4.警示 (5)5.概述 (6)6.技术参数 (6)7.产品外观 (7)7.1装置运行指示灯 (8)7.2各通道指示灯 (8)7.3产品接线端子定义 (8)8.产品原理和功能 (10)9.安装操作 (11)9.1外形尺寸 (11)9.2机柜安装 (12)310.常见问题及解决 (14)11.售后服务 (14)12.技术培训 (14)13.其他声明 (14)14.设备清单 (15)41.前言请在使用本产品前仔细阅读各章节。

2.内容本手册主要介绍开关量输入采集器D101的工作原理、技术指标、主要功能、安装调试及使用与维护等内容，由资深的专业技术人员编写，是设备使用维护的必备资料。

3.要求在任何情况下，都不应该由不具备专业资历或未经培训的人员来操作。

使用者必须是具有电气设备安装和操作经验的专业技术人员。

由不具备资历的人员对设备进行设置和操作，或不按照本书中有关规定进行包装、储运、安装和连接电源，都将可能导致设备损坏。

4.警示运输或存储不当会对设备造成损害；5供电电压错误会对设备造成损坏或引起火灾；如发现无法解决的问题，请及时与我公司联系或将设备送回我公司处理，请勿自行拆装维修。

5.概述开关量输入采集器D101是用于计算机机房、重要设备间、配线间、网络机柜、服务器机柜、配电柜、粮库、重要仓库以及其他室内场合的开关量数据采集装置。

采集开关量，装置能通过RS-485接口将信号传送给中央监控设备。

6.技术参数供电电源：DC10V～30V；通道： 16；LED显示：与16通道一一对应；开关量输入电平：干接点：逻辑电平0：接地；67 逻辑电平1：断开；干接点有效距离：最大500m ； D/I 用于计数器通道： 16；输入频率： 100Hz ；16位： 0～65535；电源：功耗： 0.9W ；尺寸规格：124mm×80mm×33mm；7.产品外观指示灯和按键功能说明7.1装置运行指示灯正常：正常工作时指示灯按1Hz的频率闪亮；故障：常亮、常灭、快闪为故障。

开关量采集电路原理

开关量采集电路原理开关量采集电路是用于检测和采集开关量信号的电路。

开关量信号是指只存在两个离散状态（通常是高电平和低电平）的信号。

开关量采集电路在工业控制、自动化、仪器仪表等领域广泛应用，常用于检测开关状态、控制电路、触发报警等。

开关量采集电路的原理是将开关量信号转换为相应的数字信号。

一般情况下，开关量信号通过接入电阻与电源相连接，当开关闭合或断开时，会在电路中产生一个高电平或低电平信号。

开关量采集电路需要对这个信号进行检测，并将其转换为数字信号输出。

一个简单的开关量采集电路可以由一个触发器、一个滤波电路和一个比较器组成。

首先，开关量信号经过滤波电路进行处理，以去除可能存在的噪声干扰。

滤波电路可以通过使用电容器和电阻器形成一个RC滤波器来实现。

该滤波器可以将信号的瞬时变化平滑化，以减少干扰。

然后，经过滤波后的信号进入比较器。

比较器是一个电路，它将输入信号与一个预设的阈值进行比较。

当输入信号超过或低于阈值时，比较器将输出一个相应的高电平或低电平信号。

这样，将开关量信号从模拟信号转换为数字信号。

在实际应用中，还可以使用微控制器或数字逻辑集成电路来实现开关量采集电路。

微控制器具有内置的数字输入/输出端口和专用的计数器/定时器功能，可以方便地检测和采集开关量信号。

数字逻辑集成电路可以使用逻辑门等元件来实现开关量信号转换功能。

除了基本的开关量采集电路，还可以根据具体需求添加其他功能。

例如，可以通过添加扩展电路和多路开关等元件来实现多个开关量信号的采集和控制。

此外，还可以通过添加光电隔离电路和电压隔离电路等元件来提高系统的稳定性和安全性。

总之，开关量采集电路的原理是将开关量信号转换为数字信号。

通过滤波电路去除噪声干扰，比较器将模拟信号转换为数字信号。

根据具体应用的需求，还可以添加其他功能来满足系统的需求。

开关量采集电路在工业和自动化控制领域具有重要的应用价值。

数据采集和监控(SCADA)系统

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)系统即数据采集和监控系统，它是电网调度自动化系统的基础和核心，负责采集和处理电力系统运行中的各种实时和非实时数据，是电网调度中心各种应用软件主要的数据来源。

SCADA 系统包括实时数据采集、数据通信、SCADA 系统支撑平台、前置子系统、后台子系统等。

数据采集包括反映物理过程特征的数据的产生，数据发送、接收和数据处理；监视控制不仅包括对物理过程的直接控制，还包括管理性控制，只下发调控指令，由厂站端或者下级调度人工调控。

通常数据采集装置和控制装置安放在厂站端，与主站端监控系统并不在一起，所以要实现数据采集和直接控制功能需要双向数据通信，普通认为数据采集是信号上行的通信，而直接控制是信号下行的通信。

一个 SCADA 系统通常由一个主站和多个子站(远方终端装置 RTU 或者变电站综合自动化系统) 组成。

主站通常在调度控制中心 (主站端) ，子站安装在变电站或者发电厂(厂站端) ，主站通过远动通道或者广域网实现与子站的通信，完成数据采集和监视控制。

国分为五级调度，主站除接收子站信息，还以数据通信方式接受从下级调度控制中心主站转发来的信息，又向上级调度控制中心主站转发本站的信息。

厂站端是 SCADA 系统的实时数据源，又是进行控制的目的地。

SCADA 所采集的数据包括摹拟量测量 (又称为“遥测”)，状态测点 (又称为“遥信”) 和脉冲累加量 (又称为“遥脉”)。

SCADA 系统的主站分为前置子系统和后台子系统，二者通过局域网相联相互进行通信。

前置子系统主要完成与厂站端及其它调度控制中心的通信，并将获得的数据发送给后台子系统。

后台子系统进行数据处理。

SCADA 把这些最近扫描的已经处理的反映被监视系统状态的数据存储在数据库中。

画面联结数据库，于是画面就直观地给出该系统状态的正确景象。

SCADA 为每一个量测量赋予一个状态和记录数值的变化趋势，当设备处于不正常状态或者运行限值已被超过时通知调度员。

华电电力系统自动化第讲数据采集与处理

华电电力系统自动化第八讲数据采集与处理1. 数据采集与处理的基本概念数据采集是指将现场的物理量、信号等转换为数字信号，并传输至计算机或控制系统中进行处理的过程。

而数据处理则是指对采集到的数据进行清洗、筛选、加工等一系列操作，以获得有效的信息和知识。

在华电电力系统自动化中，数据采集与处理是非常重要的环节，它能够提高系统的安全性、稳定性和经济性，也是实现智能化控制的基础。

2. 数据采集的方法2.1 模拟信号采集模拟信号采集是指将现场的模拟信号转换为数字信号的过程。

这里的模拟信号指的是直流电压、交流电压、电流等连续变化的电信号。

采用的传感器种类非常多，如温度传感器、压力传感器、流量传感器等。

其中，最基本的传感器是模拟输入模块，它将模拟信号转换为数字信号，并通过总线传输至计算机或控制系统。

2.2 数字信号采集数字信号采集是指将现场的数字信号通过输入模块传输至计算机或控制系统的过程。

数字信号主要是由开关、计时器等离散变化的信号构成。

在实际应用中常见的数字信号包括开关量信号、脉冲信号、计数信号、编码器信号等。

输入模块通常是带有多个输入点的模块，每个输入点都能采集一个数字信号并通过总线传输至计算机或控制系统。

3. 数据处理的方法3.1 数据清洗与去噪由于采集到的数据往往存在一些异常点、干扰点或噪声等，需要进行数据清洗与去噪处理。

清洗后的数据才能更好地反映系统的真实状态，提高数据的准确性和可靠性。

3.2 数据筛选在采集到大量数据后，需要对数据进行筛选，只选出与预定目标相关的数据。

数据筛选可以减少数据处理和存储的压力，提高数据处理的效率和精度。

3.3 数据预处理在对数据进行深入分析前，需要对原始数据进行处理，例如对数据进行去重、排序、聚合、计算等操作，以获得有关系统状态和特性的基本信息。

预处理后的数据可以用于各种数据分析和建模应用。

3.4 数据建模通过对采集的数据进行建模，可以建立系统的动态模型和静态模型，为后续的数据分析、优化和控制提供基础。

一种基于合并单元开关量采集的设计与实现

ｔｏｍａｋｅｕｐｃｉｒｃｕｉｔｆｏｒｓａｍｐｌｉｎｇｃａｎｔｒａｎｓｆｏｒｍＤＣ２２０ＶａｎｄＤＣ１１０ＶｉｎｔｏＴＴＬｌｅｖｅ１．ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅＦＰＧＡｗｉｌｌｂｅｆｒａｍｉｎｇｏｎ —ｏｆｆｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｅｒｉａｌｐｏｒｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌｉｎｔｈｅｆ０ｒｍｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｉｇｎａｌｔｏＣＰＵ．ＣＰＵｐａｒｓｅ
一
种基于合并单元开关量采集的设计与实现
一
种基于合并单元开关量采集的设计与实现
ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＳｗｉｔｃｈＱｕａｎｔｉｔｙＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＭｅｒｇｉｎｇＵｎｉｔ
电平，通过ＦＰＧＡ将开关量信号进行组帧处理，按照串口通讯协议以差分信号的方式上送给ＣＰＵ，ＣＰＵ解析串口报文，做相关功能的处理。给出了硬件设计和软件设计，详细介绍了软件通讯协议，并给出了串口数据波形。关键词：智能变电站，合并单元，ＦＰＧＡ，开关量

微机监控系统简介

监控系统概述丹江口水力发电厂位于湖北省丹江口市的汉江之上，共有6台机组，单机容量15万千瓦，总装机容量90万千瓦。

我厂于2001年安装的NARI公司自动化监控系统，下位机使用的是南瑞自动化公司的SJ-600现地控制单元，上位机使用的是SSJ-3000监控系统。

计算机监控系统采用全分布开放式系统结构，系统由100M交换式双光纤以太网络上分布的各节点计算机单元组成，其中上位机硬件部分包括：两台主机、两台操作员站、工程师工作站、历史数据站、C300电量管理机、通讯服务器、网调通讯机以及网络交换机；软件部分包括：数据库管理程序、网络通讯程序、驱动程序、顺序控制管理和执行程序、自动发电控制（AGC）和自动电压控制（A VC）等。

水电厂计算机监控系统总的发展趋势:智能化、人性化、可选择性、用户二次开发等。

•(1)从AGC/A VC发展到电脑值班员;•(2)全面的统计功能;•(3)历史数据库向实时历史数据库发展;•(4)报警信号的任意定义与选择;•(5)用户任意定制报表;•(6)功能越来越强大的诊断技术的应用;•(7)更深层次地应用面向对象技术;•(8)LCU及现场自动化元器件弱电源化的趋势;•(9)LCU的远程分布与智能分布趋势;•(10)LCU通信从串口通信发展到现场总线。

电厂计算机监控系统结构图1、上位机系统说明4FLCU3FLCU 5FLCU 6FLCU 公用LCU开关站LCU开关站LCU2FLCU 1FLCU(1) 主计算机●配置二台美国DEC公司的Alpha xp1000工作站，双机热备用系统，控制权可以手动和自动切换，当工作主机故障时，备用主机可以自动地取得控制权。

在控制权切换时，对监控系统的工作无扰动●运行DEC公司的Tru64 Unix 操作系统和南瑞公司的Nariacc水电厂计算机监控系统软件●主机系统所完成的功能包括对电站计算机监控系统的管理，AGC、A VC计算和处理，数据库管理，在线及离线计算功能，各图表、曲线的生成，事故故障信号的分析处理，接收、校验并输出操作控制指令，以及控制与外界的通信等(2) 操作员工作站●配置二台美国DEC公司的Alpha xp1000工作站，每台配有双屏幕，双机冗余配置，互为热备用●运行DEC公司的Tru64Unix操作系统和南瑞公司的Nariacc水电厂计算机监控系统软件；●操作员工作站主要供运行值班人员使用，具有图形显示、全厂运行监视和控制功能、发操作控制命令、设定与变更工作方式等功能。

16. DCS系统的数据采集方式有哪些？

16. DCS系统的数据采集方式有哪些？DCS 系统，这玩意儿在工业控制领域那可是相当重要！要说它的数据采集方式，那可有的聊啦。

咱先来说说模拟量采集。

就好比有个大工厂，里面的温度、压力这些物理量，得通过传感器变成电信号，然后再经过变送器变成标准的模拟电信号，像 4-20mA 或者 0-5V 之类的。

DCS 系统里的模拟量输入模块就像个超级灵敏的小耳朵，能把这些信号“听”进去，再转换成数字量，让系统能处理和分析。

再讲讲开关量采集。

这就像是工厂里的机器开没开、阀门关没关这种状态，只有“是”和“否”两种情况。

DCS 系统的开关量输入模块就像个精明的小眼睛，能清楚地看到这些状态的变化，并准确地记录下来。

还有脉冲量采集呢。

想象一下工厂里的电表，转得快或者慢，产生的脉冲数量不同。

DCS 系统的脉冲量输入模块就像是个细心的小计数器，能把这些脉冲数得明明白白。

我想起之前去一家化工厂参观的时候，正好碰到他们在调试新的DCS 系统。

当时有个技术人员就在那专注地调试模拟量采集模块，我凑过去看，他一边满头大汗地忙着，一边跟我解释说：“这模拟量采集啊，稍微有点偏差，整个生产流程的数据就不准确啦，所以得特别小心。

”我看着他那认真的样子，心里不禁感叹，DCS 系统的数据采集可真是个精细活。

通信采集也是很重要的一种方式。

比如说通过网络协议，像Modbus、Profibus 这些，DCS 系统能和其他设备进行“交流”，获取它们的数据。

这就好像不同国家的人，用一种大家都懂的语言来分享信息。

总之啊，DCS 系统的数据采集方式多种多样，每种方式都有它的特点和适用场景。

只有把这些方式用好了，DCS 系统才能发挥出最大的作用，让工业生产变得更高效、更可靠。

就像那家化工厂，要是数据采集不准确，那生产出来的产品质量可就没法保证啦，这损失可就大了去了。

所以说，了解 DCS 系统的数据采集方式，对于工业控制领域的朋友们来说，那可是相当重要的哟！。

DCS的数据采集与处理技术

DCS的数据采集与处理技术数据采集与处理技术在工业自动化系统中扮演着重要的角色。

而分布式控制系统（DCS）是一种典型的工业自动化系统，使用了先进的数据采集与处理技术。

本文将介绍DCS的数据采集与处理技术，并探讨其在工业领域的重要性。

一、DCS概述分布式控制系统（DCS）是一种在工业生产过程中使用的自动化控制系统。

它通常由多个分散的控制单元组成，控制着不同部分或不同环节的设备。

DCS通过数据采集与处理技术，实时监控和控制各个设备，使整个系统能够高效运行。

二、数据采集技术数据采集技术是DCS中的重要组成部分，其主要功能是收集现场设备的数据并传输到控制中心。

在DCS系统中，常用的数据采集技术包括模拟量信号采集和数字量信号采集。

1. 模拟量信号采集模拟量信号采集是指将实际过程中的模拟量信号转换成数字信号，以便于DCS系统进行处理和控制。

常见的模拟量信号采集设备包括传感器、变送器等。

传感器通过测量实际过程中的物理量（如温度、压力等），将其转换成电信号；而变送器则将传感器采集到的模拟信号进行放大、线性化等处理，并将其转换成标准的模拟量信号。

通过这些设备的协同工作，DCS系统可以实时地获得实际过程中的各种物理量。

2. 数字量信号采集数字量信号采集是指将实际过程中的开关信号（如开关量、报警信号等）转换成数字信号。

常见的数字量信号采集设备包括开关量传感器、编码器等。

这些设备通过检测实际过程中的开关状态，并将其转换成数字信号，以便DCS系统进行处理和控制。

三、数据处理技术数据处理技术是DCS中的核心部分，其主要功能是对采集到的数据进行处理和分析，以实现对生产过程的监控和控制。

1. 实时数据处理实时数据处理是指DCS系统对采集到的数据进行实时处理和分析。

系统会根据事先设定的规则和算法，对数据进行计算、比较、判断等操作，以判断当前的工艺状态，并根据需要发送信号给执行机构进行控制。

实时数据处理在DCS系统的稳定性和可靠性方面起着至关重要的作用，它直接影响到整个系统的运行效果。

信号设备开关量采集与处理

．
开入板匕实现二次隔离，确保控制电源不会干扰ＫＺ２４Ｖ电源；并且采３．１整个采集、处理方式的设计以可靠性、实时性、先进陛为前提。集模块就近安装在道岔组合１ＤＱＪ继电器后面，配线尽可能的短，以减并具有抗干扰及自检功能。少混电的可能。针对１ＤＱＪ半组空接点的采集方式，也可用开关量采集３．２遵循采样全隔离原则，保证对现场采集对象不造拍可影响。器。信号设备中是以控制台道岔定位或反位表示灯来表示室外道岔位３．３保证信息采集方式所采集信息是准确的，避免报警信息误报和置的。在道岔表示灯电路里，采集表示灯电路的继电器接通条件即可。显示错误现象。由于是在表示灯电路里采集条件，所以必须经过光电隔离。３．４软／硬件模块化、标准化。４．２软件处理部分３．５设备结构要实行标准化，设备间的接口标准化，采样方法实行开关量采集机ＣＰＵ板将采集的状态数据暂存在缓冲单元（ｃＰｕ板标准化。上的存储片）内，通过ＣＡＮ总线完成与站机的数据交换。在ＣＰＵ板上
１榻．述
随着铁路运输的日益繁，以及信号管理维护体制的改革，电务部门迫切需要功能完善实用、安全可靠的信号设备微彻．监测系统。该系统应具有能在信号设备运行的全部时间内监测设备运行状态，全天候实时（或定时）对主体设备进行监督、测试、存储、打印、查询、再现；能监测信号设备的主要电气性能，当电气性能偏离预定界限时及时报警；能发现信号故障和故障预兆，来提高信号设备的维护水平，缩短故障查找时间，以实现信号设备预防性状态修，提高工作效率。并且该系统具有联网功能。在领工区和电务段也能监测到所辖车站的信号设备技术参数，并根据监测到的信息进行指挥车站的维护。

铁路信号集中监测系统的分析与运用

铁路信号集中监测系统的分析与运用摘要：在铁路运行经过里，信号微机检测系统得到了较好的应用，借助计算机的高效处理从而能够达成对设施问题的分析。

在铁路运行经过里展开相关的监控。

由于计算机存在着存储量相对较大的特点，那么所获取的数据则是可以进行有效的存储，且能够联系具体的需求展开再放。

这对有效掌握铁路运行而言会起到极大的促进作用，并且可以全方位的掌握铁路问题杜绝故障，由此促使铁路运输呈现出相当程度的安全性。

基于此，本文展开分析，期望带来相关的借鉴。

关键词：铁路信号；集中监测系统；运用1铁路信号微机监测系统功能铁路运行过程中，借助微机监测系统可以较好地实现相关数据信息的获得，并能够把这些信息进行储存且进行绘制成图，如若出现问题信息的话，则会在第一时间进行预警，而这些数据也能够被编制成为报表等形式，从而给以后的加工处理带来相应的帮助，并且借助信息实时传输的推行能够给网络传输信号带来所需要的信息。

还有，该系统还可以展开相应的人工对话，并能够实现时钟校对，由此保障铁路系统在相应的时间区间里可以实现安全运行，其对应的具体功能，通常表现为以下：（1）监测铁路信号。

借助该监测系统能够及时对相应的信号变化进行有效的监测，找出信号中的危险信息。

而以传统的信号监测方式来看，通常只能够进行短期的储存，在时间较长的数据方面则是不能够实现综合分析应用，至于存在的问题则是很难被发现。

借助微机监测系统的话，可以很好的处理上述不足，同时由于计算机在进行储存层面有着较大的优势，借助实时数据的整理能够实现动态监测，而所收集到的海量信息则是可以全部进行储存，由此给铁路运行状态方面的研究工作带来相应的支撑。

借助对这些数据的有效研究，可以对设备的整体状况进行较好的查验，假若存在问题的话，则是能够在第一时间告知检修员前去处理，这样一些潜在的风险便会被解决，由此保障铁路的安全运行。

（2）监测信号状态。

借助这方面工作的进行，可以较好的对铁路信号的整体状况进行掌控，对所获取的信息进行传输，将其上传至计算机，由此保障铁路数据的完整，并且计算机在收集数据信息时，往往会呈现出精准客观的特点，大大减少人为所造成的失误。

一种通用开关量信号采集电路及该电路故障判断方法与流程

一种通用开关量信号采集电路及该电路故障判断方法与流程摘要：一、引言二、通用开关量信号采集电路概述1.电路组成2.工作原理三、故障判断方法与流程1.故障判断方法a.外观检查b.信号分析c.功能测试2.故障判断流程a.电源故障检查b.信号输入故障检查c.信号处理故障检查d.输出故障检查四、故障处理与预防措施1.电源故障处理与预防2.信号输入故障处理与预防3.信号处理故障处理与预防4.输出故障处理与预防五、结论正文：一、引言随着现代自动化技术的不断发展，通用开关量信号采集电路在各种自动化设备和系统中得到了广泛应用。

然而，在使用过程中，电路故障难以避免。

为了提高电路的稳定性和可靠性，降低故障发生率，本文详细介绍了通用开关量信号采集电路及该电路故障判断方法与流程。

二、通用开关量信号采集电路概述1.电路组成通用开关量信号采集电路主要由电源、信号输入、信号处理和输出四部分组成。

电源部分为电路提供稳定的工作电压；信号输入部分负责将外部开关信号转换为电信号；信号处理部分对输入信号进行处理，如放大、滤波等；输出部分将处理后的信号转换为驱动执行器的信号。

2.工作原理通用开关量信号采集电路的工作原理如下：当外部开关状态发生变化时，信号输入部分将变化转换为电信号，然后经过信号处理部分进行处理。

处理后的信号被传输到输出部分，转换为执行器可识别的信号，从而实现对执行器的控制。

三、故障判断方法与流程1.故障判断方法（1）外观检查：检查电路板表面是否有破损、短路、接触不良等现象。

（2）信号分析：通过对信号进行分析，判断是否存在异常信号，如噪声、失真等。

（3）功能测试：对电路进行功能测试，检查各部分是否正常工作。

2.故障判断流程（1）电源故障检查：检查电源电压、电流是否正常，是否存在电压不稳、电源线老化等问题。

（2）信号输入故障检查：检查信号输入端口是否正常，是否存在接触不良、信号干扰等问题。

（3）信号处理故障检查：检查信号处理部分元器件是否损坏、线路是否正常。

开关量采集及调理

开关量信号的输出
开关信号输出的驱动电路
华中科技大学机械学院
开关量信号的输出
开关信号输出的驱动电路
华中科技大学机械学院
开关量信号的输出
单片机输出通道接口方式
华中科技大学机械学院
开关量信号的输出
单片机模拟输出接口方式
华中科技大学机械学院
信号调理一、信号调理的目的
华中科技大学机械学院
信号调理的的目的是便于信号的传输与处理。 1.传感器输出的电信号很微弱，大多数不能直接输送到显示、记录或分析仪器中去，需要进一步放大，有的还要进行阻抗变换。 2.有些传感器输出的是电信号中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声，提高信噪比。 3.某些场合，为便于信号的远距离传输，需要对传感器测量信进行调制解调处理。
开关量信号的输出
华中科技大学机械学院
华中科技大学机械学院欧姆龙可编程控制器的晶体管输出电路
开关量信号的输出
开关信号输出的电气隔离
华中科技大学机械学院
开关量信号的输出
华中科技大学机械学院
开关信号输出的电气隔离当被控设备远离单片机时，光电隔离接口电路设计如图4—30所示。该电路为电流环发送和接受电路，可以极大地提高系统的抗干扰性能，最大传输距离可达900m，传输速率可达 50Kb／s，但必须保证传输线中环路连线电阻＜30欧姆，当该阻值过大时，l00欧姆的限流电阻相应减小。
同相放大器具有输入阻抗非常高，输出阻抗很低的特点，广泛用于前置放大级。
信号放大电路
3 交流放大电路
华中科技大学机械学院
若只需要放大交流信号，可采用图示的集成运放交流电压同相放大器。其中电容C1、C2及C3为隔直电容。
RF Av 1 R1

高压开关综合数据采集与监测系统设计探讨

高压开关综合数据采集与监测系统设计探讨摘要：数据采集与监测装置是实现在线监测功能的核心装置，本文基于FPGA+STM32双处理器架构的高速数据采集系统，利用FPGA灵活的可编程特性实现高速并行数据采集，利用STM32微控制器强大的处理能力和丰富的外围接口实现数据处理、控制和传输，FPGA和STM32之间通过FSMC接口实现快速数据交换。

装置采集了高压开关设备多个传感器数据,通过工业串口液晶屏作为本地人机交互界面，同时以太网接口通过TCP协议上传数据给远端，实现了高压开关运行状态的在线监测。

关键词：高压开关；STM32；FPGA；FSMC；串口通信0引言目前在线监测装置对监测功能分类过细, 造成监测IED（智能电子设备）种类多，在线监测产生的经济效益远低于预期。

因此将各种监测IED如机械特性监测IED、SF6监测IED、局放监测IED、避雷器监测IED等多种监测功能整合为一台综合监测IED对高压开关运行的各项参数进行在线监测，将有利于降低成本、工程实施难度和维护工作量。

高压开关综合数据采集与监测装置应能连续或周期性监测、记录被监测设备状态的参数，及时有效的跟踪设备的状态变化，有利于预防事故的发生；根据监测数据能够有效判断被监测设备状况，以便调整设备试验周期，减少不必要的停电试验，或对潜伏性故障进行预警；装置宜具备多种输出接口，具有与其它监控系统间按统一通信规约相连的接口，具备报警输出；具有良好的人机界面，操作简单，便于运用。

根据在线监测装置的技术要求，高压开关综合数据采集与监测系统应能监测高压开关的机械特性、SF6气体、母线温度、避雷器、局放等参数，并具备录波功能。

基于实际出发和在线监测系统的技术要求，装置在硬件设计时采用了FGPA+STM32双处理器的架构。

FPGA属于专用集成电路中的一种半定制电路，内部有丰富的可编程逻辑单元、大量的硬件乘法器模块、充足的I/O引脚资源，使用Verilog HDL/VHDL（硬件描述语言）实现设计。

开关量输入采集器使用说明书

1开关量输入采集器D101 使用说明书V1.0尊敬的用户：衷心感谢您选用深圳市聚贤达科技有限公司的产品。

本手册主要介绍开关量输入采集器D101的工作原理、技术指标、主要功能、安装调试及使用与维护等内容。

3.要求在任何情况下，都不应该由不具备专业资历或未经培训的人员来操作。

使用者必须是具有电气设备安装和操作经验的专业技术人员。

由不具备资历的人员对设备进行设置和操作，或不按照本书中有关规定进行包装、储运、安装和连接电源，都将可能导致设备损坏。

采集开关量，装置能通过RS-485接口将信号传送给中央监控设备。

配电自动化远动终端FTU开关量采样通道及软件设计(2021整理)

配电网自动化技术? 课程设计任务书名目一、设计由来 (1) (1)配电网馈线远方终端单元FTU简介 (2) (3)二、设计原理 (4)2.1电路原理设计 (4)2.2各环节电路 (5)三、具体设计 (7)设计要求 (7)性能指标计算及元器件的选择 (7)开关量的采集程序算法及程序流程设计 (15)四、设计总结 (17)五、附录：参考文献 (18)一、设计由来电力系统由发电系统，输电系统，配电系统构成。

它是由大量的发电机、变压器、电力线路和负荷等设备有机的构成，旨在生产、传输、分配、消费电能的各种电气设备按照一定方式连接的整体。

配电系统和输电系统，实际上是按事实上现的功能来划分。

通常按输电系统的落压变电站中主变中压侧来划分，高压侧断路器及其连接的系统为输电系统，另一侧为配电系统。

配电系统(distributionsystem)：是电力系统中从输电系统的变压点(transformationpoints)向电力用户传送电能的局部，也是将电能分配到各个用户的最终环节，包括不同电压等级的变电站、配电变压器、配电线路以及把不同用户连接起来的其它电气设施，常称为配电网。

配电网自动化，是一个涵盖面广，用于治理与运行配电网的综合自动化系统，包含了配电网中的变电站、馈线网络、及用户治理、监控、优化运行等功能的系统。

配电自动化系统是应用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，将配电网实时信息、离线信息、用户信息、电网结构参数、地理信息进行平安集成，构成完整的自动化及治理系统，实现配电网正常运行及事故情况下的监测、保卫、操纵和配电治理。

它是配电自动化与配电治理集成为一体的系统。

目前的功能：变电站自动化、馈线自动化、需方用电治理、配电治理自动化。

1.1现场设备：〔1〕RTU(RemoteTerminalUnit)：远动终端，是采集所在发电厂或变电站表征电力系统运行状态的模拟量和状态量，监视并向调度中心传送这些模拟量和状态量，执行调度中心发往所在发电厂或变电站的操纵和调节命令。

第8课开关量的与运算教学设计六下信息科技浙教版(2023)

4、信息社会责任：能够让学生培养关注信息安全和隐私保护的意识，教育他们在开关量信息处理中遵循道德规范和注意信息安全风险。
重点
一、控制系统中的逻辑运算
二、开关量的与运算
三、与运算的表达
难点
1、与运算的表达
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
1.控制系统中的逻辑运算。
2.开关量的与运算。
3.与逻辑运算课堂导入视频
教学
目标
1、信息意识：能够让学生理解开关量在信息传输和控制中的基本原理，以及其在工业自动化中的重要应用，培养对其作用的认识。
2、计算思维：能够让学生通过案例分析和实际问题解决，在开关量的与运算过程中培养其计算思维和逻辑分析能力。
3、数字化学习与创新：能够让学生掌握数字化工具在开关量与运算中的应用，引导他们使用模拟和数字化技术进行开关量信息的采集、处理和输出。
课题
开关量的与运算
单元
第二单元
学科
信息技术
年级
六年级
教材
分析
该教材旨在培养学生的信息技术素养，包括信息获取、信息处理和信息应用等方面的知识和能力。内容涵盖了控制系统中的反馈，控制系统中的运算和扩音系统等方面，教材注重实践操作，通过案例和实践项目来锻炼学生的，并提升他们的问题解决能力，浙教版小学《信息技术》六年级教材内容全面，并结合实践操作和案例分析，旨在培养学生的信息技术素养和实际应用能力，为他们建立坚实的信息技术基础打下良好的基础。
4、开关量的与运算对生活的影响？
学生之间互相讨论自动灌溉系统的启动条件。
学生通过观看课件和听老师讲解，了解开关量的与运算。
学生自主进行学习主题实践。
学生通过观看视频和自我思考我们生活中常见的开关量的与运算。

开关量输入╱输出电路

开关量输入/输出电路一、开关量的隔离与抗干扰1、开关量的隔离（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而带来的干扰；多个输入电路之间的隔离。

（2）开关量的隔离方法常用的开关量的隔离方法主要有以下方式。

○1光电隔离。

（图3－28 光电耦合器原理接线图）○2继电器隔离。

（图3－29 采用继电器隔离的开关原理接线图）○3继电器和光电耦合器双重隔离。

2、抗干扰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。

二、开关量的采集、检测与变位识别1、开关量的采集方式（图3—30 中断申请电路图）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 响应中断以后，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。

2、开关动作的检测把3次采样的开关量用A、B、C三个布尔数来表示，从中任取出两个进分“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，在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（A·B）＋（B·C）＋（C·A）（3－15）3、开关变位的识别开关量的状态通常用一位二进制数来表示，例如用“1”代表闭合，用“0”代表断开。

变电所的开关量数目很多，为了简化分析，下面只对用一个字节的二进制数表示的8个开关状态进行分析，但所得到的结论具有普遍的意义。

○1现状○＋原状，若有变位则该位为1；若无变位，则该位为0。

○2（现状○＋原状）∧原状，若为1，则该位由1→0。

○3（现状○＋原状）∧现状，若为1，则该位由0→1。

高压柜一键顺控原理

高压柜一键顺控原理一、设备控制流程高压柜一键顺控系统的控制流程主要包括设备启动、运行、停止三个阶段。

在启动阶段，系统会自动检测各设备的状态，确保所有设备均处于正常状态后，才会进行下一步操作。

在运行阶段，系统会实时监测设备的运行状态，确保设备正常运行。

在停止阶段，系统会自动关闭所有设备，并进行检查，确保设备安全。

二、逻辑控制指令高压柜一键顺控系统的逻辑控制指令是根据设备的运行逻辑进行设计的。

通过对设备的工作流程进行分析，我们可以将其拆分为多个子任务，并为每个子任务编写相应的控制指令。

在设备运行过程中，系统会根据当前状态和预设的逻辑条件判断执行哪个控制指令，从而实现设备的自动控制。

三、开关量采集高压柜一键顺控系统需要采集设备的开关量信号，以判断设备的状态。

系统通过采集设备的输入输出信号，可以实时监测设备的运行状态，并根据需要执行相应的控制指令。

为了确保数据的准确性和实时性，系统采用高速的信号采集芯片和相应的软件算法进行处理。

四、通讯协议高压柜一键顺控系统与上级控制系统之间需要进行数据交换，因此需要使用相应的通讯协议。

常见的通讯协议有Modbus、Profibus 等，这些协议可以满足系统的数据传输需求。

系统通过串口或以太网等方式与上级控制系统进行连接，实现数据交换和远程控制。

五、安全防护机制高压柜一键顺控系统的安全防护机制是确保设备安全运行的重要保障。

系统通过多重安全设计，如电气互锁、急停按钮等，确保设备在异常情况下能够及时停止运行，避免事故的发生。

同时，系统还具备过流、过压、欠压等保护功能，可对设备进行全方位的保护。

六、人机交互设计高压柜一键顺控系统的人机交互设计主要是为了方便用户进行操作和监控。

系统通过液晶显示屏和操作按钮等部件，实现设备的参数设置、运行状态显示等功能。

用户可以通过简单直观的操作界面了解设备的运行情况，同时还可以进行远程控制和故障排除等工作。

七、自动校时功能为了确保高压柜一键顺控系统的时钟准确可靠，系统具备自动校时功能。