AT供电系统范文

AT供电系统范文（精选12篇）

AT供电系统 第1篇

我国电气化铁道采用工频单相25 kV交流制, 当三相电力系统向它供电时, 它将在电力系统中引起负序电流。负序电流过大时会引起附近的发电机组异常发热和振动, 造成三相异步电动机运行条件恶化、产生制动转矩、启动困难等, 还可能引起保护误动。针对负序影响, 国家标准《电能质量, 三相电压允许不平衡度》 (GB 15543-1995) 规定:接于公共接点的每个用户, 引起该点正常电压不平衡度允许值一般为1.3%。

随着我国电气化铁道的改造以及高速铁路的新建, 自耦变压器 (AT) 供电方式得到了广泛应用, 但相应的研究工作还比较少。由于电力机车具有实时快速移动特性, 负序研究的难点在于如何计算实时变化的供电臂负荷电流。

本研究在总结前人工作的基础上, 提出结合“列车运行图法”进行实时的负序影响计算, 并利用Matlab开发出相应的仿真程序予以实现。

1 AT牵引网电流分析

由单相三绕组牵引变压器构成的AT牵引供电系统使用较为普遍, 其等值原理图如图1所示, 其中TSS (Traction Substation) 表示牵引变电所, ATS (Autotransformer Station) 表示自耦变电所。自耦变压器对机车牵引电流的供应仅限于机车所在的AT段内, 因此图1中画出一个AT段即可进行说明。

X机车在AT段内的位置;DAT段长度;I机车从牵引网取用的电流;IT1、IT2接触网电流;IR1、IR2钢轨电流;IF1负馈线电流;IT、IF由AT牵引网流入TSS二次侧绕组的正负馈线 (即中低压绕组) 电流

以下将分析机车在AT牵引网的不同位置时对流入TSS的电流的影响。

1.1 机车在AT段内

如图1所示, AT段内电流分布为[1]:

${\rm I}{}_{R1}=\frac{D-X}{D}{\rm I}(1)$

${\rm I}{}_{R2}=\frac{X}{D}{\rm I}(2)$

${\rm I}{}_{{\rm T}2}={\rm I}{}_{F1}=\frac{1}{2}{\rm I}{}_{R2}=\frac{X}{2D}{\rm I}(3)$

${\rm I}{}_{{\rm T}1}={\rm I}-{\rm I}{}_{{\rm T}2}==\frac{2D-X}{2D}{\rm I}(4)$

TSS二次侧绕组的电流为:

${\rm I}{}_{{\rm T}}={\rm I}{}_{{\rm T}1}-\frac{1}{2}{\rm I}{}_{R1}=\frac{1}{2}{\rm I}(5)$

${\rm I}{}_F={\rm I}{}_{F1}+\frac{1}{2}{\rm I}{}_{R1}=\frac{1}{2}{\rm I}(6)$

引入二次侧绕组总电流ITSS2:

ITSS2=IF+IT=I (7)

1.2 机车在非AT段内 (变压器侧)

等值电路图如图2所示, 各个物理量定义同上。显然式 (2) 、式 (3) 依然成立, TSS二次侧两个绕组电流为:

${\rm I}{}_{{\rm T}}={\rm I}-{\rm I}{}_{{\rm T}2}==\frac{2D{}_2-X{}_2}{2D{}_2}{\rm I}(8)$

${\rm I}{}_F=\frac{1}{2}{\rm I}{}_{R2}=\frac{X{}_2}{2D{}_2}{\rm I}(9)$

由0X2D2, 有:

IT≥IF (10)

对比两种情况下的TSS二次侧电流:图1中二次侧两个绕组电流相等且均为定值, AT段内的机车位置X的改变对其没有影响, 且接地中心线电流为零;图2中二次侧的接地中心线电流不为零, 两个绕组电流不再为定值, 而且数值都要随着机车在段内的位置X2改变而改变, 但是两者之和依然是机车电流I, 也就是说式 (7) 在两种情况下均成立, 二次侧总电流即为机车电流。

也就是说, 不论机车处于AT牵引网的什么位置, TSS二次侧总电流总是等于机车电流, 与机车位置无关。

以上是一台机车的情形, 如果AT牵引网内有n台机车, 假设每台机车完全相同, 并认为同一供电臂内的机车电流相位完全相同 (机车电流由于速度、位置的不同会有所不同) , 设第i台机车电流为Ii, 则:

${\rm I}{}_{{\rm T}SS2}={\rm I}{}_1+{\rm I}{}_2+\cdots +{\rm I}{}_i+\cdots {\rm I}{}_n={\displaystyle \sum _{i=1}^n{\rm I}}{}_i(11)$

2 单相VV接线牵引变电站电流分析

其原理接线图如图3所示 (左右AT牵引网及机车同上节, 此处略去) 。

IT1、IT2正馈线 (接触网) 电流 (即变压器中压绕组电流) ;IF1、IF2负馈线电流 (即变压器低压绕组电流) ;IR1、IR2地中钢轨电流 (即变压器中性点电流) ;IA、IB、IC牵引变压器一次侧从三相电力系统取用的电流

由上节分析可知, 若T1二次侧总电流记为ITSS12, 也就是右侧牵引网所有机车电流之和, 即:

$\dot{{\rm I}}{}_{{\rm T}SS12}=\dot{{\rm I}}{}_{{\rm T}1}+\dot{{\rm I}}{}_{F1}(12)$

下标说明:TSS1单相变压器1;2二次侧电流。

同理, 对于T2有:

$\dot{{\rm I}}{}_{{\rm T}SS22}=\dot{{\rm I}}{}_{{\rm T}2}+\dot{{\rm I}}{}_{F2}(13)$

由相应相量关系得到两个变压器的原、副边电流关系如下[2]:

$\dot{{\rm I}}{}_A=\frac{-(\dot{{\rm I}}{}_{{\rm T}SS12})}{{\rm K}}(14)$

$\dot{{\rm I}}{}_B=\frac{\dot{{\rm I}}{}_{{\rm T}SS22}}{{\rm K}}(15)$

$\dot{{\rm I}}{}_C=\frac{1}{{\rm K}}[(\dot{{\rm I}}{}_{{\rm T}SS12})-(\dot{{\rm I}}{}_{{\rm T}SS22}))](16)$

式中 K每个单相三绕组变压器高、中压以及高、低压绕组的变压比 (一般高、中、低压变比为220/27.5/27.5 kV) 。

3 负序电流计算

采用对称分量法计算负序电流, 定义单位相量算子a=ej120 °, 以$\dot{{\rm I}}{}_{{\rm T}{\rm T}S22}$为基准, 则$\dot{{\rm I}}{}_{{\rm T}SS22}={\rm I}{}_{{\rm T}SS22}‚\dot{{\rm I}}{}_{{\rm T}SS12}=a{}^2{\rm I}{}_{{\rm T}SS12}$, 则式 (14) ～式 (16) 变为:

$\dot{{\rm I}}{}_A=\frac{-a{}^2({\rm I}{}_{{\rm T}SS12})}{{\rm K}}(17)$

$\dot{{\rm I}}{}_B=\frac{{\rm I}{}_{{\rm T}SS22}}{{\rm K}}(18)$

$\dot{{\rm I}}{}_C=\frac{1}{{\rm K}}(a{}^2{\rm I}{}_{{\rm T}SS12}-{\rm I}{}_{{\rm T}SS22})(19)$

则由对称分量法, 注入电网的负序电流为:

$\begin{array}{l}{\rm I}{}_2={\rm I}{}_{A2}=\left|\frac{1}{3}(\dot{{\rm I}}{}_A+a{}^2\dot{{\rm I}}{}_B+a\dot{{\rm I}}{}_C)\right|=\\ \frac{1}{\sqrt{3}{\rm K}}\sqrt{{\rm I}{}_{{\rm T}SS22}^2+{\rm I}{}_{{\rm T}SS12}^2-{\rm I}{}_{{\rm T}SS22}{\rm I}{}_{{\rm T}SS12}}(20)\end{array}$

4 利用三相不平衡度评估负序影响

按《电能质量, 三相电压允许不平衡度》[3] (GB 15543-1995) 定义的三相不平衡度εu如下:

$\epsilon {}_u=\frac{U{}_2}{U{}_1}100\%(21)$

式中 U1三相电压的正序分量方均根值, V;U2三相电压的负序分量方均根值, V。

若公共连接点的正序阻抗与负序阻抗相等, 则:

$\epsilon {}_u=\frac{\sqrt{3}{\rm I}{}_{2}U{}_L}{10S{}_{{\rm K}}}100\%(22)$

式中 I2电流的负序值, A;SK公共连接点的三相短路容量, MVA;UL三相电压的线电压, V。

因此, 只要知道某时刻由左右牵引网供电臂流入相应的牵引变压器的二次侧总电流, 便可根据式 (20) 、式 (22) 计算相应时刻的一次侧三相电压不平衡度, 也就是对牵引供电系统中的负序问题进行评估。

5 列车运行图法

从前述可以看到, 解决牵引供电系统负序评估问题的关键在于得到牵引供电臂流入牵引变压器二次侧的电流, 但是考虑到电力机车除停站外一般都在铁道上快速移动, 因此机车电流也时刻变化, 机车移动导致同一供电臂上列车的数量也在变化, 最终导致供电臂电流时刻变化, 因此负序评估的难点就在于如何评估时变的牵引负荷[4]。

文献[5]提出了以列车数来体现列车的移动性, 共有5种运行方式 (需要求解列车数概率积分曲线) ;文献[6]提出了考虑小方式下, 牵引站带最大机车编组时的负荷情况;文献[7]仅仅考虑了供电臂最大负荷电流;文献[8]提出了用历史实测数据的平均值、最大值、最小值, 95%概率值进行评估;文献[9]提出了考虑最不对称情形下, 只有左侧或者右侧臂有负荷的情况, 而单臂负荷用两种方法评估, 方法一为取供电臂设计负荷 (最大瞬间工作负荷) , 方法二为考虑3个代表时间点计算负荷。文献[10]采用了15 min平均负荷容量来计算。从上述文献对由机车移动导致的时变负荷问题的解决方法可以看到, 虽然用了很多方法以求尽可能逼近实际的负荷时变特性, 但是还是没有能够做到实时计算供电臂负荷电流。

列车运行图法是一种实时牵引供电计算方法。首先需要有列车运行图以及由牵引计算得到的“列车位置-电流变化曲线”。根据列车运行图, 能够求出每个时刻供电臂上有哪些列车和列车所在的位置, 然后借助“列车位置-电流变化曲线”, 得出牵引供电系统中各列车在该时刻的电流, 从而得出该时刻各个供电臂的瞬时电流值, 同样可以得到其他时刻各个供电臂的瞬时电流值, 这样就可以得到各个供电臂瞬时电流变化曲线。

根据列车运行图法提供的理论, 结合前述的AT牵引供电系统的负序分析理论, 本研究利用Matlab开发出了“基于列车运行图法的AT牵引供电系统负序计算”仿真程序。对应的程序流程图如图4所示。

6 仿真实例

某电气化铁道如图5所示, 牵引供电系统采用上、下行末端并联的自耦变压器 (AT) 供电方式。其中TSS1, TSS2为牵引变电所 (对应的公共连接点短路容量分别为7 170 MVA以及5 194 MVA) , 将外部电网的220 kV三相工频交流高压电源通过降压、分相转换成适合电动车组运行的单相工频交流25 kV电源, 牵引变电所向左右供电臂上、下行馈出相应的馈线向牵引网供电 (正25 kV电源向接触网供电, 负25 kV电源向负馈线供电, 构成具有较高电源传输能力的225 kV牵引供电系统) , 牵引变电所的外部电源电压等级采用220 kV, 牵引变电所内设有4台变压器 (两台投入运行, 两台备用) , 两台投入运行的单相三绕组变压器构成V结型式。ATS1～ATS7为自耦变压器。

由牵引计算得到的机车位置-电流曲线如图6所示, 此图的原始数据为5 s一个数据点, 因此同时也提供了列车运行图的基本信息 (即只要给出时刻就可以知道机车的位置) , 也就是说列车运行图不必提供, 只要提供列车运行策略即可。

若列车运行策略取为“3分钟发车间隔”, 仿真时间为15 min, 运行仿真程序后得到的两个牵引变电站的三相不平衡度如图7所示。

从图7可以看到, TSS1不平衡度在0.541 37～0.692 79之间周期性浮动, TSS2不平衡度在0.891 88～1.230 2之间周期性浮动。显然, 对比国家标准, 两者均达到基本要求。而后者不平衡度明显比前者严重的原因在于:①后者接入系统公共点的短路容量较小;②后者所带的左右供电臂均较长。从这里也可以看到减小负序影响的措施也有两种:①尽可能使牵引系统接入短路容量大的公共连接点;②适当缩短供电臂的长度。

另外, 可以明显看出两条曲线的周期都是180 s, 正好是列车发车的间隔。实际上理论分析也很好地证明了这一点, 列车的移动是导致不平衡度变化的根本原因, 因此两者的变化规律应该是一致的。

7 结束语

随着国家高速铁路的蓬勃发展, 给电力系统带来的负序影响也日益显著。笔者首先对单相VV接线牵引变电站供电的AT牵引供电系统进行了详细的建模和分析, 进而得出其负序评估方法, 随后结合“列车运行图法”编制了相应的实时负序分析仿真程序。最后结合一个实际的算例进行了仿真计算, 给出了“不平衡度-时间”曲线, 并且结合得出的数据阐明了决定负序大小的因素以及可以采取的相应措施。通过本研究的仿真程序可以实时计算AT牵引供电系统的负序影响, 对未来电气化铁路的设计以及实际线路选择合适的运行方式提供依据, 因此具有一定的借鉴意义和实用价值。

参考文献

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AT供电系统 第2篇

作品设计、发明的目的和基本思路

随着我国经济的高速发展，人们对各种交通车辆的需求量不断增大，城市的交通拥护问题日益严重，目前，大部分城市的十字路口的交通控制灯，通常的做法是：事先经过车辆流量的调查，利用传统的方法设计好红绿灯的延时，然而，实际上的车流量是不断变化的，有的路口在不同的时间段车流量的大小甚至有很大的差异，所以说，统计的方法己不能适应迅速发展的交通现状。

目前，国内的交通灯一般设在十字路门，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯。加上一个倒计时的显示计时器来控制行车。对于一般情况下的安全行车，车辆分流尚能发挥作用，但根据实际行车过程中出现的情况，还存在以下缺点：1．两车道的车辆轮流放行时间相同且固定，在十字路口，经常一个车道为主干道，车辆较多，放行时间应该长些；另一车道为副干道，车辆较少，放行时间应该短些。2．没有考虑紧急车通过时，两车道应采取的措施，臂如，消防车执行紧急任务通过时，两车道的车都应停止，让紧急车通过。

本系统是以AT89C51单片机作为控制系统的核心，模拟定周期交通信号灯的工作状态。并采用PROTEUS进行仿真，仿真结果满足预期性能要求。

设计内容和要求：

利用AT89C51单片机设计一十字路口交通灯控制系统。

1：系统由单片机系统、数码管显示、交通灯演示系统组成。2：具有人行道、左转、右转，以及基本的交通灯的功能。3：具有数码管倒计时功能。

4：要求甲乙车道的车辆交替运行，每次通行为60秒。为绿灯的车道先显示40秒的直行，再显示20秒的左行。

5：要求黄灯先亮四秒，才能变换车道，黄灯亮时要求闪亮。

硬件设计

控制流程分析：

（1）从十字路口交通灯示意图1分析可知：东西、南北方向信号灯控制是中心对称的，即无论是主干道还是支干道两侧系统对同方向的信号灯控制是同步的。

（2）从示意图分析可知，人行道各个方向，系统对两侧的信号灯的控制也是同步的，且人行道的红绿灯变化和行车道的红绿灯变化应该是一致的。

（3）通过上面的分析，可以采用单片机的p0-p3口及r0到r7寄存器配合来实现控制发光二极管灯和数码管。

系统的硬件设计

本系统选用通过P0到p3口 用做输出显示控制口。P0口用作输出南北方向led数码管字符编码，P1口用作输出东西方向led数码管字符编码。P2 口用于输出东西、南北方面LED数码管的位选信号，以及各个人行道发光二极管的控制信号的输出。P3口用于输出东西、南北方向信号灯控制信号。

LED数码管采用动态显示方式实现倒计时读秒，并且本系统的了led采用的是LED的共阳极接法，共阳极接法如图2所示：

共阳极7段LED显示字型编码表（表一）：

LED动态显示，在多位LED显示时，为了简化电路，降低成本，将段选位并联在一起，由一个八位的I/O口控制，而位选由另一个口控制，段选码、位选码每次送入后演示1ms，而人的视觉暂留时间为0.1s，所以在人看来数码管一直亮着，从而在应用中通过动态扫描的方法显示。

交通灯的正常显示

交通灯系统的工作状态：

上电后，南北方向数码管显示40，东西方向数码管显示60，南北方向的直行绿灯亮，车辆可以直行可以右行，人行红灯亮行人不能通过；东西方向红灯亮车辆不能通行，人行绿灯亮人可以通行。当南北数码管显示为4时，直行绿灯熄灭，黄灯闪烁4秒，然后南北数码管显示20，左转绿灯亮车辆可以左行，人行灯和东西方向灯同上一状态，当数码管减到四时南北黄灯闪烁4秒，然后红灯亮，数码管显示60，南北车辆禁止通行，人行绿灯亮；南北数码管显示60的同时东西数码管显示40，直行绿灯亮，车辆可以直行可以右行，人行红灯亮，当东西数码管显示为4时，直行绿灯熄灭，黄灯闪烁4秒，然后东西数码管显示20，左转绿灯亮车辆可以左行，人行灯和南北方向灯同上一状态，当数码管减到4时东西黄灯闪烁4秒，然后红灯亮，东西数码管显示60，南北显示40，随后依次循环……

交通灯原理图：

软件设计：

根据设计要求有汇编语言编写的交通灯源程序如下： ORG 0000H;主函数地址 LJMP MAIN ORG 000BH;中断定时器0地址 LJMP INTERPUT ORG 0030H;表的首地址 LJMP TABLE TABLE: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H MAIN: MOV P2, #00H;给P2口赋初值，让数码管刚开始都不亮 MOV R2, #60;给R2赋60，使东西的数码管显示初值为60 MOV R3, #40;给R3赋40，使南北的数码管显示初值为40 MOV P3, #0;使人形道的灯初始都不亮 MOV R5, #0;给R5,R6赋初值0 MOV R6, #0 MOV TMOD, #01H;定时器0工作方式1 MOV TH0, #79;给定时器赋初值 MOV TL0, #0AEH SETB EA

;允许总中断 SETB ET0

;开启定时器0中断 SETB

TR0

;开启定时器计时

L2: LCALL DISPLAY1

;显示东西数码管 LCALL DISPLAY2

;显示南北数码管 LCALL CHOOSE1

;调用东西判断函数 LCALL CHOOSE2;调用南北判断函数 SJMP

L2;一直循环

INTERPUT: MOV

TH0, #22H;定时器中断里重现给定时器0赋初值 MOV

TL0, #0D8H MOV

A，R4 INC

R4

;定时器中断一次50MS,中断一次R4+1 CJNE

A, #20,L3;判断是不是加到20了，即定时器定时1S MOV R4, #0;R4加到20，则清0 DEC R3;要是定时1S到了，则把R2,和R3的值都减1 DEC R2 L3: RETI

;中断退出 CHOOSE1:

;东西判断函数 MOV A, R5;热是一个标志 CJNE A, #1, K1;判断R5是不是等于1，不等于1跳到K1 MOV A, R2

;要是标志位等于1 CJNE A, #4, K5;而且R2等于4，则开启黄灯，关闭车道绿灯 SETB P3.2 CLR P3.3 K1: K7: K2:

K6: SJMP K3 K5: JNC K3;要是R2小于4则闪烁绿灯 CPL P3.2 MOV A, R2 CJNE A, #0, K3;判断R2是不是等于0，INC R5

;等于0则让标志位+1 CLR P3.2;清黄灯，开车道的左行绿灯，置人行道红灯 SETB P3.0 MOV R2, #20 SETB P2.6 CLR P2.7 SJMP K3 JNC K2

;CJNE这个指令比较好R5和1的值，要是R5大于1，则C=0,反之C=1,这里判断C是否等于0，既判断是否小于1，小于1执行下行，大于1则跳转K2 MOV A, R2 CJNE A, #60, K7;初值状态R2是60，判断R2是不是60，60的话开车道的红灯，开人行道的绿灯 SETB P3.1 SETB P2.7 CLR P2.6 SJMP K3

;退出

CJNE A, #0, K3;要是R2不等于60，判断R2是不是等于0，等于0则把标志位R5加1，让车道绿灯亮，红灯灭，人行道红灯亮 INC R5 CLR P3.1 SETB P3.3 MOV R2, #40;再给数码管赋初值 CLR

P2.7 SETB P2.6 SJMP K3

;退出 MOV A, R2;标志位R5大于1则跳到这里 CJNE A, #4, K6;判断R2和4的值，等于4则开启黄灯，关闭车道的绿灯，要是不等于是，则跳到K6 CLR P3.0 SETB P3.2 SJMP K3 JNC K3;判断R2是不是小于4，小于4则闪烁黄灯，大于4则直接退出 CPL P3.2;取反 MOV A, R3 CJNE A, #0, K3;判断R2是不是等于0 MOV R5, #0;等于0则清标志位，因为我们只设置了0.1.2这三个状态，到2了以后要清0，让他重新开始循环

MOV R2, #60;给R2赋初值，开车道红灯，关车道左行绿灯，开人行道绿灯，关人行道红灯 SETB P3.1 CLR P3.2 SETB P2.7 CLR P2.6 K3: RET CHOOSE2:

;南、北判断函数，程序和东、西判断一致，这里就不写注释了

MOV A, R6 CJNE A, #1, H2 MOV CJNE SETB CLR SJMP H6: JNC CPL CJNE INC CLR SETB MOV SETB CLR SJMP H2: JNC MOV CJNE SETB SETB CLR SJMP H7: MOV CJNE SETB CLR

SJMP H5: JNC CPL CJNE SETB CLR

INC MOV SETB A, R3 A, #4, H6 P3.6 P3.4 H3 H3 P3.6 A, #0, H3 R6 P3.6 P3.5 R3, #60 P2.4 P2.5 H3 H4 A, R3 A, #40,H7 P3.7 P2.5 P2.4 H3 A, R3 A, #4, H5 P3.6 P3.7 H3 H3 P3.6 A, #0, H3 P3.4 P3.6 R6 R3, #20 P2.5 CLR P2.4 SJMP H3 H4: MOV A, R3 CJNE A, #0, H3 SETB P3.7 CLR P3.5 MOV R6, #0 MOV R3, #40 SETB P2.5 CLR P2.4 H3: RET DISPLAY1:

;显示东西数码管（动态显示）

MOV A, R2;将R2放到A中 MOV B, #10 DIV AB

;将2位的10进制数的十位和个位分开 MOV DPTR, #TABLE;取TABLE表的首地址给DPTR MOVC A, @A+DPTR;把表的第N个数据给A MOV P1, A

;把数据送到数码管中 SETB P2.0

;显示数码管 LCALL DELAY

;延时 CLR P2.0

;把数码管暗掉 MOV A ,B

;把个位给A MOVC A, @A+DPTR;把表的个位个数给A MOV P1, A

;把数据送到数码管中 SETB

P2.1

;显示数据 LCALL DELAY

;延时 CLR P2.1

;让数码管暗掉 RET DISPLAY2:

;显示南北数码管（显示函数和上面一样，这里注释就不写了）

MOV A, R3 MOV B, #10 DIV AB MOV DPTR, #TABLE MOVC A, @A+DPTR MOV P0, A SETB P2.2 LCALL DELAY CLR P2.2 MOV A, B MOVC A, @A+DPTR MOV P0, A SETB P2.3 LCALL DELAY CLR P2.3 RET DELAY:

MOV R0, L1: MOV R1, DJNZ R1, DJNZ R0, RET END

电路的仿真：;延时函数

AT供电系统 第3篇

关键词:单片机;温湿度采集;串行通讯;生态监控

中图分类号:TP311.1 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 09-0000-02

The Research of Flower Automation System Based on AT89C51 SCM

Jiang Chen,Lai Yuanzhi,Xie Heping,Zhu Tianlong

(Harbin Institute of Technology,Harbin150006,China)

Abstract:This thesis is relied on the automation of Single Chip Micyoco and related to the latest communication technology of the network.We construct a close-loop negative feedback system based on the SCM technology and provide a creative and efficient method used for the intelligent mangement of flowers. Besides,in order to attest the function of the system we conduct the experiment under the practical environment and attain the reliable data.We hope that this instrument can bring up some impressive benefits for the intelligent control and mangement of the ecology as well as supply some constructive advice for nourishing the plants

Keywords:SCM;Collection of the temperature and humidity;Serial communication;Ecology control

生態环境是人类赖以生存的根本,它是一个极其复杂的整体,因此研发一套高效、科学、智能的生态管理系统具有深远意义。同时,现代信息技术和自动控制技术得到了飞速的发展和应用,将网络通信技术运用到工程控制中也成为一大热点。本课题正是利用目前计算机自动控制技术以及新兴的网络通信技术,开发一套应用于诸如为花卉生长或储藏环境的控制及远程操控系统,实现智能控制和调节环境因素(如温度、湿度、光照等条件)的功能,以解决目前花卉运输时限短、成本高的难题。

一、花卉控制系统的总体分析与设计

(一)花卉智能控制系统的总体功能

本系统主要由Atmel公司的AT89C51单片机作为总控下位机,通过其对环境参数的采集以及分析,完成数据处理,数据传输,外设控制以及安全报警等功能。系统主要完成以下功能:

采集环境参数:通过传感器采集周围环境的温度湿度,通过光敏电阻以及模数转换芯片完成对周围光强的采集。

接收数据:由C51单片机的P0-P3口实时接受采集到的数据,并进行分析,筛选合理数据。

数据传送:通过RS232协议以及RS232总线与上位计算机进行串口通讯,进行实时数据的保存,方便查阅分析。

数据显示:将采集到的数据分时显示在LCD屏幕上。

安全报警:对于超过阙值的环境参数,采取一定的操作进行报警。

(二)花卉智能控制系统的总体分析设计

系统整体框架如图1-1所示。

二、花卉控制系统实现

(一)程序设计及实现

本系统程序部分采用C51语言,C51源程序结构与一般的C语言基本一致,利用C语言开发单片机程序,具有效率高,可读性强,可移植性强等特点。编程使用的软件是Keil u Vision3集成开发环境,它自带C51优化交叉编译器。生成可执行代码快速、紧凑,在运行效率和速度上均可与汇编代码媲美。

(二)仿真设计及实现

本系统在Proteus7.5环境下进行的仿真,针对51单片机,完成集测温,测湿,显示,报警于一体的闭环负反馈系统。系统主要包括一片AT89C51单片机,一个LCD屏(LM016L),两个数字温湿度传感器(SHT10),一条光敏电阻,一片A/D转换芯片(ADC0808),一片直流电机驱动器(L298),一台电机(MOTOR),MAX232串口驱动以及若干电阻,电容,门电路,译码器等。在实际仿真中由于Proteus器件库的限制,一些元件被替代为Proteus库中功能完全相同的元件,程序设计保持不变。

1.温湿度测量及显示

单片机P1口连接两个LCD显示屏,P2.0,P2.1作为LCD的RS与RW控制信号。两个LCD的使能端通过一个二四译码器控制,使得某一时刻只选通一个LCD屏。P2.5 P2.7分别连接两个SHT10的SCK与DATA端,SCK端通过三态门控制,使某一时刻只有一个SHT10向单片机发送数据。当片选LCD1生效时,同时选通SHT10 1的SCK,使其工作,LCD2同理,通过分时工作,达到实时显示两个传感器的温湿度值。

2.光强测量

光强测量这里选用了光敏电阻,在proteus中选择了元件TORCH_LDR,随着光源的远近距离变化,光敏电阻的阻值变化,引起电压变化,在仿真时可看到volts表数据的变化。同时采用ADC0808模数转化芯片进行模数转换,IN0作为模拟量数据输入,OUT1~OUT8作为数字量输出,传送到单片机的P1口进行接收。

3.安全报警电路

如图2-2所示,D6代表BUZZER,程序中,设置4个标志alarm1,alarm2,alarm3,alarm4。4个标识分别用来标识两个温湿度传感器的温度和湿度,同时两个温度都需要报警时候,D3常亮,当只有一个温度需要报警时候,D3闪烁,否则D3灭,湿度LED也是同样原理,当两个湿度都需要报警,则D4常亮,有且只有一个需要报警时候,D4闪烁,否则D4灭。D5是用来标识光强的LED,当光强过大时候D5亮,BUZZER响。只有当四个标识都不为1时候,BUZZER关,否则BUZZER鸣响。

4.电机控制

此部分电机控制风扇转动,风扇相应SHT90 2的环境参数。由于单片机输出电流的驱动力不足,这里采用L298直流电机驱动芯片。L298的ENA,IN1,IN2分别接在单片机的P0.0,P0.1,P0.2,由于P0口是三态口,所以连接上拉电阻以便使其正常工作。程序中通过延时实现定时。当温度过高时,电机正转。当湿度过高时,电机反转。

5.串口调试

使用RS232与计算机串行通信,MAX232串口驱动。MAX232的R1OUT和T1IN分别连接单片机的P3.0/RXD , P3.1/TXD。波特率设置9600bps,单片机晶振选用11.0592MHZ。

6.晶振与复位电路

晶振选择11.0592MHZ,方便单片机与串口RS232通信。

三、实际环境测试与应用

为了进一步檢测和提升花卉控制系统的稳定性和可靠性,我项目组与北京植物园合作,在仙人掌及多浆植物温室进行了实地测量和研究。在实地研究中,我们修正了系统所遇到的问题,同时还在对植物的实时培育监控中得到了宝贵的数据。

在此次实地测控中,我们首先分别在温室的不同位置进行了测量,并且与温室的原电子温湿度计进行了比较,验证了数据的准确性.以下为测量中所得到的数据:

另外在测试过程中还对温室的特殊环境进行了有针对性的测量,在温室的风扇,湿帘处以及温室苗床等等位置记录了多组数据,与此同时也与原文温湿度计进行了比较得到了相符合的数据。

在此次测控中发现硬件控制系统与某些温湿度计存在数据不一致的问题,与所配备的新式设备进行比较后发现是原有温湿度计存在灵敏度下降,数据有误的问题。温室领导随即利用我系统修正了环境实时参数,保证了植物能够在适宜环境下成长。

在解决问题后,我们利用本系统对产于肯尼亚,索马里一带的隐刺麒麟以及绮丽角两种世界二级濒危植物进行实时监控。采取我系统培育之前发现隐刺麒麟已存在一定枝条萎缩的情况,经过分析我们认为是原温湿度计所测数据有误导致了温室环境调控延迟等现象,另外北京遭遇了近十年不遇的炎热天气,使得枝条萎缩情况加剧。在接下来的时间里,我们利用花卉温室控制系统进行严密监控,利用所得数据,实时对温室环境进行调整,隐刺麒麟枝条逐渐变粗,生长状况有所改善。

结论:

本文通过对单片机技术,传感技术以及通信技术的利用,整合信息采集模块、控制模块、LCD显示模块、安全报警模块,完成基于单片机的集测温,测湿,显示,报警于一体的闭环负反馈系统。

系统在实时环境下灵敏度高,可靠性强,测量准确,适合于花卉培育等对环境条件要求较高的场合。在实际环镜下监控植物生长,给出合理的培育调整方案,并取得了良好的结果。系统一些扩展功能还可需进一步提升,应尝试挂接的一些更复杂的外设。如果进行功能上的完善和细化,可以运用到生态管理以及工业生产中。

参考文献:

[1]梁凯琳.单片机技术的发展及应用[M].中小企业管理与科技,2009年12期

[2]刘攀.俞杰.张海明.基于单片机的温度测控系统 [J].兰州交通大学学报,2005年

[7]AT89C51 DATA SHEEP Philips Semiconductors 1999[J].dec

AT-Ⅲ在凝血系统中的作用 第4篇

关键词：凝血系统,抗凝血系统,AT-Ⅲ,瀑布机制

0引言

医学家发现在抗凝血酶中只有AT-Ⅲ才具有抗凝血的功能,它是血浆生理性抑制物中最重要的抗凝物质,AT-Ⅲ的生理作用就是防止凝血过度、血栓形成。纤维蛋白溶解系统是通过形成纤维蛋白溶解酶,将血液凝固过程中产生的纤维蛋白溶解,使凝固的血液再液化。纤溶系统和凝血系统有密切关系。

1理论及模型

在时刻t,假设凝血因子Ⅱα的浓度为x1,AT-Ⅲ的浓度为x2,纤溶酶的浓度为x3。

凝血过程的瀑布反应是一系列酶促反应,假设只有凝血系统起作用时,Ⅱα的浓度增长率即酶促反应速度为r1,那么我们就有。由于抗凝血系统的存在使凝血过程减弱,抗凝血物质使凝血酶浓度降低,设AT-Ⅲ使凝血酶浓度降低的程度与AT-Ⅲ的浓度成正比,比例系数为K1,则有:。

纤溶系统启动后,纤溶酶可以分解凝血过程中生成的纤维蛋白,从而抑制凝血。假设纤溶酶对凝血酶的抑制率为K2,建立模型:。

在凝血系统中,AT-Ⅲ对凝血酶起作用的同时自身也被分解,导致浓度下降。假设AT-Ⅲ自身降解的速率为r2,则有,而凝血酶浓度增大可以促进AT-Ⅲ的产生。假设促进的程度与凝血酶浓度成正比,设比例常数为K3,所以x2满足:。

在正常情况下,假设纤溶系统中纤溶酶的浓度增长率为r3,则有。凝血过程产生很多纤维蛋白,使纤溶酶的浓度升高,假设升高的程度与凝血酶浓度成正比,比例系数为K4,所以有:。

同时AT-Ⅲ也可以抑制纤溶酶的活性,假设抑制的程度与AT-Ⅲ的浓度成正比,设比例系数为K5,那么就有:。

纤溶系统对抗凝血系统的作用不是很明确,本文中未考虑纤溶系统对抗凝血系统的作用。根据上述分析过程,我们可以建立联系凝血酶、AT-Ⅲ以及纤溶系统的模型如下:

并且引入以下记法:

2模型分析及应用

满足条件时,系统是渐进稳定的,稳定点就是。

假设:

在式(2)中,凝血酶的浓度取决于参数r2、K3,AT-Ⅲ的浓度取决于r1,K1。当AT-Ⅲ降解的速率r2增大时,体内AT-Ⅲ的浓度就会下降,而r2增大。由式(2)中可知,x1增大,即凝血酶的浓度升高,也就是说AT-Ⅲ在体内浓度下降会引起凝血酶浓度的升高。同理,如果AT-Ⅲ浓度升高,即AT-Ⅲ降解的速率r2减小,可知道x1减小,即凝血酶的浓度降低,也就是说AT-Ⅲ在体内浓度升高会引起凝血酶浓度的下降。这说明AT-Ⅲ可以降低凝血酶的浓度,也就是说AT-Ⅲ具有抑制凝血酶活性的功能。

在式(2)中,当r1增大时,即凝血酶浓度增长率增大导致凝血酶浓度升高时,x2会随之增大,说明体内凝血酶增多会刺激AT-Ⅲ的生成,使AT-Ⅲ浓度升高。凝血酶对AT-Ⅲ的生成具有促进作用,当K3增大时,x1也会减小,而K3指的是凝血酶促进AT-Ⅲ生成的速率,也就是说凝血酶对AT-Ⅲ的促进功能越强,导致AT-Ⅲ产生越多,凝血酶的浓度就越低。同样x2增大时,x1会减小,因为AT-Ⅲ浓度升高说明AT-Ⅲ的降解率降低,即r2减小。由式(2)知道,x1会减小,即凝血酶浓度降低,同样说明AT-Ⅲ有抑制凝血酶活性的功能。

从系统的平衡点中可以看出,凝血系统中凝血酶、AT-Ⅲ和纤溶酶的浓度必须保持在一定的浓度范围内。如果有一种物质浓度出现偏差,就会影响其它物质的浓度,使系统重新调节,直到达到平衡点为止。

下面取一组数据用Mat l ab软件进行计算。

设各浓度的初始数据为:

x1(0)=3,x2(0)=2,x3(0)=1。

其它数据取:

r1=1,r2=0.8,r3=0.08,K1=0.7,K2=0.1,K3=0.5,K4=0.3。

根据渐进稳定性条件,计算得K5>0.392。我们取K5=0.4得到各物质浓度之间的关系如响应一、图二所示。

图一是从t时刻开始15秒内的浓度变化,图二是从t时刻开始30秒内的浓度变化。

3结束语

在临床上,很多病人患病是由于体内AT-Ⅲ浓度太低或功能异常,比如在临床上有些人是先天性AT-Ⅲ缺乏,也有些人是因为严重肝功受损可导致AT-Ⅲ的合成减少,属于后天获得AT-Ⅲ缺乏。这些人由于体内AT-Ⅲ浓度过低、太小,会导致增大,也就是凝血酶的浓度会升高。在凝血系统中,由于凝血过程十分迅速,而且它是一个逐级放大的瀑布反应,所以凝血酶浓度过高容易形成血栓,阻碍血液流通,严重时甚至危及生命。

参考文献

[1]王红,唐云,孟大志.外源性凝血瀑布机制的动力学分析[J].数理医药学杂志,1996,9(1).

[2]王韦,王益寿.抗凝血酶-Ⅲ(AT-Ⅲ)的研究进展[J].上海化工,1999,24(20).

[3]王高雄,周之铭,朱思铭,王寿松.常微分方程(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2005.

介词at的用法 第5篇

at作为介词，其基本意思是“在”。然而，它却有以下这么多种用法：

1. 在岁时：She graduated from Yale at 20. 她20岁时从耶鲁大学毕业。

2. 向，朝：Please look at the picture. 请看这幅画。

The murderer pointed a gun at the little boy. 凶手把枪口对着一个小男孩。

3. 在(某处)：We will get together at the corner of the street. 我们将在街角碰面。

4. 在(学习或工作的地方)：He is at Yale. 他在耶鲁大学。

5. 在(某时刻)：I get up at 6 o’clock every day. 我每天六点起床。

6. 在远：I can hold it at arm’s length. 我可以伸直胳膊提着它。

7. 处于状态：It is too early and I think she is at breakfast. 太早了，我想她在吃早饭。

8. 以，达(速度、比率等)：He is driving at 80 mph. 他正以每小时80英里的速度驾车。

9. 在方面(与形容词连用)：I am good at English. 我很擅长英语。

10. 电话号码前：You can reach me at 15511746091. 你可以拨打15511746091与我联系。

11. at that 而且：He built a house and a nice one at that. 他建了一个房子，而且很不错。

be at it again 正在做某(坏)事：

The room is messy. The boys are at it again.房间乱糟糟的，这些男孩子又在捣乱了。

where it’s at 盛大活动(场合)：

Lily’s birthday party seemed to be where it’s at. 丽丽的生日会像是个盛大场合。

at one’s best/worst 在某人全盛(最差)状态下：

He won the first prize at his best. 在他全盛时期，他曾拿到一等奖。

12. 因为(与形容词连用)：

Those members were impatient at the delay. 那些成员对拖延不耐烦了。

They were delighted at the news. 对这个消息，他们感到很开心。

13. 响应，应：

AT供电系统 第6篇

The National Development and Reform Commission (NDRC) recently approved a mega steel project in Zhanjiang, Guangdong Province, and a plan by Wuhan Iron & Steel Group (Wusteel) to build a steel mill in Fangchenggang, Guangxi Zhuang Autonomous Region.

While local governments may be happy with the NDRC’s approval, the decision could worsen overcapacity in the already overcrowded industry.

Statistics show that China’s large and medium-sized steel enterprises suffered a deficit of 33.75 percent in the first four months of this year, with the total losses reaching more than 10.4 billion yuan ($1.64 billion), 32 times their losses during the same period of 2011.

Despite the fact that the country has repeatedly issued orders and regulations aimed at curbing blind expansion of domestic steel production, the market frenzy was still out of control. The sector pinned its hopes on industrial upgrading and consolidation to pull itself out of this predicament.

Slumping demand

With the domestic economy slowing and demand stagnant, Chinese steelmakers have kept their eyes on overseas markets. China’s steel exports jumped 28 percent in the first four months of this year.

But booming exports did not bring the profits that steelmakers need.

The steel industry realized 18.33 billion yuan ($2.91 billion) in profit in the first quarter of this year, 67.8 percent less than in the same period of last year, according to NDRC data.

“The export surge in the steel sector was the result of price cut,” said Xie Zhaowei, an analyst with Huatai Great Wall Futures based in Guangzhou, Guangdong Province.

Steel prices in China have gone soft since last year. Last September, the China Iron Ore Price Index stood at around 600. Six months later it plunged to 480. During the same period, the Composite Steel Price Index decreased by more than 10 percent from 135 to 120.

“Domestic steel sector was plagued by its high reliance on overseas raw material. The world’s three top iron ore miners controlled the price, squeezing the whole sector’s profit margin,” said Chi Jingdong, Deputy Secretary General of China Iron and Steel Association(CISA).

Last year, the average CIF price of imported iron ore was $163.8 per ton, an increase of 28.1 percent from 2010, costing domestic steelmakers approximately $25 billion more in securing foreign ore.

Dropping prices come along with the country’s sluggish economy. As a barometer of the macroeconomy, China’s appetite for steel waned as the country’s GDP growth slowed down.

In the past decade, China’s demand for steel grew 15 percent annually, building the country into a powerhouse that now contributes more than 40 percent of global steel production. But last year steel demand was reduced by 8 percent and this year it could see a dramatic slowdown to 4 percent, according to CISA.

“It is not likely that the country will have big economic stimulus measures this year like that in 2008, so steel supply will outpace demand this whole year,” said Su Jiangang, President of Maanshan Iron and Steel Co. Ltd.

The growth in steel demand will be zero in the next few years, said Wu Wenzhang, General Manager of Steelhome.cn, a steel industry website based in Shanghai.

Blind expansion

When completed in 2015, the steel plant in Zhanjiang is expected to have an annual output of 10 million tons, more than 1 percent of the country’s total crude steel output last year. Wusteel’s Fangchenggang project is to have an annual capacity of 9.2 million tons.

But the output targets were set at a time when the sector is reporting grim performance and unprecedented overcapacity. CISA estimated that the industry could still produce in excess of 900 million tons this year, significantly above last year’s demand (domestic consumption plus exports) of a little less than 700 million tons.

The excess capacity remained an outstanding problem in the domestic steel in-dustry last year, according to a report released by the People’s Bank of China.

The NDRC has repeatedly issued orders and regulations aimed at curbing the blind expansion of domestic steel production. In March 2009, a harsher-than-ever ban was even promulgated on the launching of any new steel projects within three years. In April 2010, the Chinese Government announced that small steelmakers, with steel blast furnaces smaller than 400 cubic meters, must shut down due to overcapacity concerns. But the glut of steel production continues to aggravate the Chinese economy.

The result released by the National Audit Office on June 1 showed that state-owned steel bigwigs, including Shanghai Baosteel Group (Baosteel), Anshan Iron and Steel Group (Angang) and Wusteel were found in violation of the ban on capacity limits.

“Despite the fact that the Chinese Government put steel in the shutdown list as early as 2005, its target has never been met in all these years. Steelmakers are still expanding their capacity,” said Huang Huiwen, an analyst with Shanghai CIFCO Futures.

“Only a small part of the new capacity was found and disclosed. Bigger parts in small and private steel mills were not able to be found,” said Huang.

China’s steelmakers are gambling that the Chinese economy will pick up again, said Pan Liang, a financial commentator.

In addition to overcapacity, the industry is still plagued by several structural problems such as low-end product mix, fragmented industry layout and large-scale outmoded facilities. Each year China needs to import more than 1 million tons of high-end stainless steel products from abroad, as there are only about 10 enterprises, out of more than 10,000 stainless steel manufacturers, that make high-end stainless steel products, said Jiang Zhenghua, Chairman of Jiangsu Sandeli Group, a domestic stainless steel pipe producer.

China should speed up eliminating outof-date capacity and developing high valueadded stainless steel products, instead of increasing capacity, as some local governments are doing, said Li Cheng, an advisor with the Stainless Steel Council of China Special Steel Enterprises Association.

Sector consolidation

The steel sector is in a crucial period of transition highlighting low growth rate and low profit margin. According to the latest fiveyear plan for the steel industry, the sector will strictly control capacity expansion and speed up the elimination of outmoded capacity, continue to boost mergers and acquisitions for the creation of a more centralized industry and enhance product quality driven by innovation and technical updating.

China’s steel industry is expected to accelerate consolidation amid the grim market and sluggish demand, said Xu Xiangchun, chief analyst for Mysteel.com, a steel industry website based in Shanghai.

According to industry analysts, the approvals in the new steel plant follow a consistent policy in moving China’s industrial base away from heavily populated areas. The Central Government wanted to see more steel production transferred to the coast because of easier access to water, as well as more efficient logistics. The steel project of Wusteel in the coastal city of Fangchenggang is expected to help reduce the steelmaker’s transportation costs.

While giving the go-ahead to new steel mega projects in coastal areas, the government insisted that the approvals were part of the ongoing consolidation effort across the industry and that the new plant would replace the older, wasteful stock.

The NDRC said the Zhanjiang project is based on a sizeable cut in local steel production. It is expected that 16.14 million tons of crude steel production will be slashed in Guangdong Province.

AT供电系统 第7篇

1系统设计方案

系统采用上、下位主从结构设计,上位机为主叫方。下位机为被叫方上位机以定时巡检或随机抽检两种方式远程获取各下位机(子站)采集到的空气质量数据,根据国家环保总局有关空气质量监测的要求编制周报,日报等。下位机(即子站)分布在城市的各检测点,负责采集空气质量数据,主要是二氧化硫(SO2),二氧化氮(NO2)含量,具有自检、自动稳零等功能,自动应答上位机呼叫并上传数据。

2远程监测系统下位机的硬件设计

系统硬件设计的关键是基于PSTN通信接口电路,模拟信号采样电路及满足无人职守要求的下位机控制电路。

2.1 下位机的硬件设计

按照功能规划和系统设计要求,确定本系统的硬件框架,如图1所示。

2.2 CPU模块设计

基于AT89S8252微处理器的CPU模块电路如图2所示[1]。

为了适应LCD液晶模块的接口要求,在P0数据地址复用总线口上扩展了U3(74HC373)作为低8位地址锁存器,产生LCD模块读写所需驱动信号的输入信号A0,A1。图2中LCDIN为液晶模块地址选择口线。

系统采用MAX813L实现复位需要,由S1实现手动复位(主要用于调试期间的复位)。由此实现的复位电路具有电源电压监视能力,即当电源电压低于4.65 V时产生高电平复位信号;同时也具有上电复位能力。由于AT89S8252内部含WDT,并且不需要额外的喂狗信号,从减少口线占用考虑,放弃使用MAX813L内含的WTD。

在图2中,CZ2为四路开关量输入口,CZ8为功能扩展预留口。从图中可知,系统的主频为6 MHz,一方面保证满足系统对时间的要求,同时也考虑了可靠性的要求,即适当降低速度以提高抗干扰能力。图中,ADSCK,ADIO及ADRDY为模数转换接口信号;MODEM作为MODEM电源控制信号;LED为系统指示灯控制信号。

2.3 人机界面设计

本系统中人机界面主要是显示界面,因为是远程控制系统,因此下位机没有设计按键按钮电路。显示界面采用HD44780兼容的16×2液晶显示模块。具体接口电路如图3所示。

接口设计,由LCDIN,和组合产生液晶模块的使能信号E(即图中的LCD信号),A0为读写选择信号(R/W),A1为寄存器选择信号(RS)[2]。

2.4 MODEM通信接口设计

远程控制系统的关键模块是通信模块,PSTN远程系统的关键是调制解调器(MODEM)通信接口模块。本系统的MODEM接口设计如图4所示。

MAX232作为TTL-RS 232电平转换芯片,是微处理器与MODEM之间的接口电路[3],51系列微处理器虽然有串行输入/输出口,但不具有RTS,CTS,DTR等标准接口握手信号线,考虑到下位机与上位机的通信量一般并不大,所有在连接时采用了简单的“三线式”,即只通过TXD,RXD和底线GND进行连接,同时对其他信号做以下处理:

(1) 7(RTS),8(CTS),1(CD)等三信号短接;

(2) 6(DSR)、4(DTR)等两信号短接。

从图中可知,RS 232的接线端与连MODEM的DB9(即图中CZ2)的第二脚(接收端)相连,发送端与DB9的第三脚(发送脚)相连,通过软件的设置与处理,实现“三线式”远程通信。

在接口电路设计中,引入了MODEM电源控制电路,即下位机每次响应呼叫并正确发送数据后,由看门狗自动实施下位机系统整体复位,对MODEM的复位命令是通过电源的上电来实现的,因为MODEM可能无法响应微处理器传来的复位命令。对应电源的开、关控制,可以采用对阴、阳极同时实施开关控制。前提是必须选用双刀双掷继电器,由于调整解调器的供电功率一般在9 W以下,因此采用OMRON G5V-2小型继电器。该继电器可靠性高,负载能力为2 A/30 V(DC),工作电压为5 V,与5 V微处理器系统接口简单[4]。

3远程监测系统下位机的软件设计

基于“三线式”的MODEM通信接口程序,关键是软件握手信号的处理;模拟/数字转换接口程序,关键是AD7705的初始化和双通道的切换;主模块框架的构建,关键是微处理器资源的合理分配和使用;适应无人职守的系统可靠性设计,关键是软硬件看门狗的应用。

3.1 下位机的软件框架

整个下位机系统的软件框架如图5所示。

在图5中,主模块、通信模块、A/D转换模块及显示模块为独立模块,主模块为核心,管理其他3个子模块,这4个模块均为实模块;而软件与硬件看门狗模块为虚模块,它以适当的形式和适当的时机存在于主模块和MODEM通信模块中,其作用就是监视系统的运行状态,以防通信死锁等意外情况导致下位机瘫痪,实现下位机在软故障条件下的自恢复。

3.2 软件主模块设计

软件中主模块是管理模块,设计的考虑因素有:

(1) 系统资源的合理使用,例如中断资源、内部存储器和寄存器资源;

(2) 在实现功能的前提下,保证程序的简化和优化,减少调试工作量。

主模块首先考虑的是A/D转换和通信之间的关系问题,其次是各模块的层次问题,最后是看门狗在各模块中的嵌入问题。

主模块的流程图如图6所示。

4结语

随着当前信息时代的飞速发展及新型单片机技术在控制领域的发展和应用的拓宽。远程监测在工业管理也得到了实际应用,本系统设计研究提供了一种监控应用系统,并将其应用到地区之间的管理系统中,实现了监测的数据共享,为环保部门提供一种新型,可视化,高效的远程监测与管理系统。

摘要：介绍一种基于单片机AT89S8252与PSTN通信接口电路组成的远程监测系统,该系统具有可视化、安全、高效等特点。选用具有复位功能和看门狗定时器的MAX232,提高单片机的稳定性和抗干扰能力,保障了系统的可靠运行。通过上、下位机主从结构设计,从而实现定时和随机两种方式对工业排放废气参数的有效远程监控,为环保质量监测部门对工业排污提供了一种有实际应用价值的监测系统。

关键词：远程监控,AT89S8252,PSTN,接口电路

参考文献

[1]沈红卫.基于单片机智能系统设计与实现[M].北京:电子工业出版社,2005.

[2]沈红卫.单片机应用系统设计实例与分析[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.

[3]武汉力源电子股份有限公司.AD7705中文数据手册[Z].1999.

[4]卢世魁.自动检测及控制仪表[M].北京:中国华侨出版社,1996.

[5]郭强.显示应用技术[M].北京:电子工业出版社,2000.

[6]张国雄,金篆芷.测控电路[M].北京:机械工业出版社,2000.

[7]胡乾斌,李光斌.单片微型计算机原理与应用[M].武汉:华中科技大学出版社,1997.

[8]中国机械工业教育协会组.微机原理与应用[M].北京:机械工业出版社,2001.

[9]雷丽文,朱晓华,蔡征宇.微机原理与接口技术[M].北京:电子工业出版社,1997.

AT供电系统 第8篇

一AT89C51最小系统

AT89C51最小系统原理图如图1所示。对于一个完整的单片机系统, 首要问题就是为整个系统提供电源供电模块, 电源模块的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。建议利用废弃的手机充电器, 选用5V的直流手机充电器, 将充电器的插孔剪掉, 取出直流5V的两根线, 分别接AT89C51的20引脚和40引脚。这样既安全又可靠。

AT89C51最小系统复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上外接10kΩ电阻和10μF电解电容, 实现上电复位。当复位电平持续2个机器周期以上时复位有效。复位电平的持续时间必须大于单片机的2个机器周期。具体数值可以由RC电路计算出时间常数。单片机系统里都有晶振, 在单片机系统中, 晶振作用非常大, 全称是晶体振荡器, 它结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率, 单片机晶振提供的时钟频率越高, 那么单片机运行速度就越快, 单片机的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率上的。在通常工作条件下, 普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十, 高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率, 称为压控振荡器 (VCO) 。晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作, 以提供稳定、精确的单频振荡。单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振, 便于各部分保持同步。有些通信系统的基频和射频使用不同的晶振, 而通过电子调整频率的方法保持同步。晶振通常与锁相环电路配合使用, 以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号, 可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。

二AT89C51最小系统故障诊断分析

AT89C51四路输入/输出的硬件连接如图2所示。4个按键分别与P1.0~P1.3相连, 4个LED分别与P1.4~P1.7相连, P2.0连接一个蜂鸣器。如果AT89C51最小系统出现故障, 需要按照以下步骤进行故障分析。

首先是电源部分, 也就是AT89C51的20引脚和40引脚。最小系统出现故障时, 用万用表打在直流电压档位, 黑表笔放在AT89C51的20脚, 红表笔放在AT89C51的40脚, 测的电压值5V左右, 则表明电源部分完好;如果没有值或不是5V电压, 则电源部分有问题, 应及时检测电源线路20引脚和40引脚是否虚焊或更换电源。其次是31引脚EA/VPP, 片外程序存储器选择线, 低电平有效。当接高电平时, 可访问内部和外部程序存储器;当接低电平时只能访问外部程序存储器。31引脚通常接高电平, 做硬件设计时, 直接与40引脚短接即可。如果最小系统出现故障, 电源部分没问题, 要查看31引脚与40引脚是否短接。再次, 9引脚RST, 复位电路。当输入的信号连续2个机器周期以上高电平时即为有效, 用以完成单片机的复位初始化操作, 之后变为低电平。推荐在此引脚与20引脚之间连接一个10kΩ的下拉电阻, 与40引脚之间连接一个10μF的电解电容, 以保证可靠地复位。如果最小系统出现故障, 电源部分没问题, 31引脚与40引脚也短接, 要查看9引脚的复位电路。查看10μF的电解电容正极是否接5V, 电解电容与10kΩ电阻串联, 电阻另一端是否可靠接地。最后, 时钟信号输入输出引脚:19引脚XTAL1和18引脚XTAL2, 外部电路连接一个12MHz晶振和2个30p F的电容。如果最小系统出现故障, 以上三部分均没有问题, 要查看18引脚和19引脚, 万用表打在直流电压档位, 黑表笔连接20引脚, 红表笔分别先后连接18引脚和19引脚, 测得2次的值均在1.9~2.3V, 则振荡电路没问题。

如果以上四部分均正常, 可能AT89C51芯片方向放错或者软件没放入单片机芯片中, 这属于操作性失误, 也可能是I/O口外接的输入输出设备接错。

三小结

AT89C51最小系统是学习单片机的入门关键。初学者经常会莫名其妙地出错, 以上故障诊断分析会帮助初学者快速找出故障并及时处理, 能够帮助初学者缩短学习单片机的时间。

参考文献

[1]李小强、屈芳升主编.单片机应用技术[M].郑州:河南科学技术出版社, 2011

基于V/V接线的AT供电方式分析 第9篇

1变压器V/V接线及其电压向量关系

石太客专变压器V/V接线与早期的110/27.5kV供电系统相比, 其特点为:变压器有两个高压线圈和两个低压线圈, 高压线圈在内部并联, 低压线圈在外部串联接线。

这种变压器可灵活接线, 当用于一般直供加回流供电方式时, 次边线圈可接成并联使用, 也可用一备一, 当用于AT供电时, 次边线圈可接成串联使用;当AT供电系统中F线故障时, 可断开变电所出口F线及线路AT变压器, 这时, 就变成了直供加回流的供电方式。

2牵引网AT供电回路中的电流分布

对于AT供电方式牵引网线路中的电流分布关系, 传统的斯柯特 (Scott) 变压器接线形式与石太V/V变压器接线有所不同。前者, 机车无论在什么位置时, 两线T (接触网-TF线) 、F (正馈线-AF线) 中的电流总是大小相等、方向相反的。

而后者, 机车在变电所近端运行时, 两线T、F中的电流是不等量的的

石太客专AT供电方式特点及牵引网电流分布:

石太客专变电所变压器接线及线路AT连接的特点是:变电所输出的55KV电压为变压器两个次边27.5kV线圈串联产生, 两串联线圈的中点与轨道及回流线 (N线) 、大地相连接, 变电所近端线路没有AT变, AT1连接在供电臂的中部位置, AT2连接在供电臂末端 (图1) 。这与斯柯特接线变压器及AT供电方式有着较大的区别。其牵引网的电流分布主要有以下几种情况:N线) 、大地相连接, 变电所近端线路没有AT变, AT1连接在供电置, AT2连接在供电臂末端 (图1) 。这与斯柯特接线变压器及AT供较大的区别。其牵引网的电流分布主要有以下几种情况况

)1当机车在变最所至AT1间时(如果4)有。这里同样有3种特殊情况：

(1)当机车靠近变电所出口时，有：，此时，机囝电流主要由变压器圈a11提供，相当于普通V/V变压器接线及直供加回流的供电方式。

(2) 当机车靠近AT1时, 有:此时, 机车电流由变压器线圈a1x2和AT1共同提供, 相当于普通的 (或者说完全变成了) 斯柯特等变压器接线的AT供电方式。

(3) 当机车在变电所至AT1中间时,

由以上分析可知, 机车在从变电所至AT1之间运行过程中, 电流IT由IJ逐渐减小为, 电流IT1、IF均由0逐渐增大为, 电流IN1由IJ逐渐减小为0, IN2由0逐渐增大为IJ。

2) 当机车在AT间时, 电流分布与斯柯特变压器接线的AT供电方式完全相同, 即在变电所至AT1间, 电流

3结论

单相变压器V/V接线的供电是一种新型的供电方式, 是我国目前高速铁路广泛采用的供电运行方式, 其相比传统的斯科特变压器等接线形式的AT供电具有许多优点:

1) 主变压器制造简单、成本低, 且接线灵活;

2) 变电所出口不用设置AT变压器, 这样即减少了设备投入, 又减少了运行中设备自身的电能损耗, 且充分利用了变电所变压器二次侧线圈。变电所近端虽然相当于直供运行方式, 但能够有效保证牵引网的电压质量;

3) 运行方式灵活, 通过变电所的投切开关, 既可实现对牵引网的AT供电方式, 又可转换成对牵引网的直接供电方式, 有效增强了设备故障情况下的供电能力。

因此, 对高速铁路的新设备、新供电方式我们应该深入了解、全面认识, 掌握其运行维护规律, 确保其有效发挥作用, 安全运行, 可靠供电。

摘要：AT供电方式作为目前高速铁路发展中主要的供电方式, 在综合优势方面远高于其他供电方式。本文对石太客运专线等高速铁路AT牵引供电系统中主变压器V/V接线的原理进行了分析说明, 并与早期的110kV/27.5kV牵引供电系统中变压器V/V接线的原理进行了比较, 分析了两者主要的差别及特点;对AT牵引供电的牵引网回路中各部位的电流分布进行了简要分析计算, 并与其它形式的 (如斯柯特等变压器接线) AT供电的特点及电流分布进行了比较, 给出了采用V/V接线的AT供电方式的优点。

AT供电系统 第10篇

1 硬件设计

在基于AT91RM9200的模糊温度测控系统当中,系统的硬件设计具体如图1所示。其中,主控制芯片由32位ARM9嵌入式微处理器AT91RM9200构成,具体的运行原理是:(1)温度传感器通过温度检测电路将系统所采集的实时温度信号向AT91RM9200传送;(2)运用控制算法计算出控制信号,并利用D/A转换获取输出信号将其传送给控制执行机构,由此实现自动控温目的。

1.1 温度测控电路

温度测控系统中,温度检测电路主要负责检测被控对象的温度,同时向AT91RM9200处理器传送所检测到的温度数据。为确保温度检测的部分结构简单化,提高温度检测的转换精度和可靠性,本系统的温度检测电路设计需借用到MAX6675(K型热电偶温度数字转换芯片),使得AT91RM9200的MISO、SPCK和NPCSO端口有效连接MAX6675的SO、SCK、CS端口。温度检测电路的具体设计图如图2所示,主要遵循的设计原理是:基于AT91RM9200,在低电平NPCSO及SPCK口产生时钟脉冲的情况下,脉冲信号会逐次下降,经过SO输出一个数据。当16个脉冲信号全部实现了D15高电位、DO低电位、D14～D3相应数据转换总共12为的遗传完整数据输出之后,可以获得相应的数据,包括:0℃的对应温度值、1023.75℃的对应稳定值、0.25℃的分辨率,且最大值、最小值分别为4095和0。

1.2 存储模块

本系统中存储模块的设计主要由3部分构成,包括:NOR Flash存储启动代码(用于存储系统启动程序与内核);SDRAM (Linux内核和用户程序,指操作系统与应用程序的运行空间);NAND Flash (存储大量数据和应用程序)。其中,基于32位数据的AT91RM9200,以及有机并联HY57V281620,进而充分实现了本系统32MB嵌入式的SDRAM存储系统,可满足各种较为复杂的运行算法需求。而为了确保数据不被丢失,需要职员定时刷新SDRAM这一存储单位。

1.3 通信接口

串行口电路、JTAG电路、以太网接口电路是构成通信接口的3大要素,从而实现数据下载、系统调试、通信和数据交换。在本系统的通信接口设计中,主要采用AfglRM9200的UART单元自带的两个独立的异步串行口,DMg161的以太网物理层接口,以及标准的JTAG20针接口,进而完善和升级系统的通信接口。

1.4 显示模块

基于AT91RM9200嵌入式系统的图像数据显示主要由LCD、CRT、TV来实现,在此基础上本系统的显示模块设计采用SID13506LCD控制器来优化。同时,在时针的显示上采用锁相环芯片ICS1523 (同步信号的视频时钟)来实现SID13506的时钟显示功能。

2 软件设计

2.1 嵌入式Linux的设备驱动程序

系统中用于处理与操作硬件控制器的软件主要是内核部分中的设备驱动程序,是本系统软件中的重要部分,系统内核和硬件设备的操作直接接口也是驱动程序。本系统要实现嵌入式linux的设备驱动程序的设计,具体流程有:(1)深入理解设备的工作原理,积极查看原理图;(2)完成设备号的定义操作;(3)在驱动程序中对函数进行初始化,以实现注册、卸载;(4)对所需完成的文件操作进行file_perations结构的定义和设计;(5)完成如read、write等需求文件操作的调用;(6)在内核处使用reques_irq来注册,并对所需的设备驱动进行中断服务;(7)在内核中编译驱动程序/使用insmed命令实现模块的加载操作。

2.2 D/A数据转换程序

数据包的读取方式分为2种:在Socket共享内存中读取;在D/A共享内存中读取。而选择哪种数据包读取方式又取决于设计D/A数据转换程序时的模式选择,手动模式还是自动模式的选用影响着数据包的读取方式。如图3所示,是D/A程序流程图。

2.3 模糊PID控制运算程序

如图4所示,是模糊PID控制运算程序的流程设计图。其设计原理是:在处理检测到的温度数据时运用模糊PID控制算法来实现,以完成模糊控制器的设计,同时在ATglR为9200位处理芯片中存入模糊控制表,所需的对应控制量要通过对模糊控制表的查询中获得。

3 系统仿真与分析

通用性是基于AT91RM9200模糊温度测控系统的特点,所以可通过创建仿真实验模型来检测本系统的性能。在此,实验仿真对象为电厂锅炉蒸汽温度,在实际检测中获得了3组数据,即(-15～+15)℃范围的气温偏差、(-2～+2)℃/S范围的气温偏差变化率、)0-10)mA范围的控制输出。在不改变串级控制系统基本结构的条件下,实现模糊自适应PID气温控制系统的设计,使之与传统PID控制实现具体的仿真对比。

其中,调节对象、副调节器、导前区的传递函数、减温器出口蒸汽温度、过热器出口蒸汽温度的测量单位分别用Wo1(s)、Wa1(s)、Wo2(s)、WH1(s)、WH2(s)来表示。假设Wa1(s)=20,Wo1(s)=5/(1+10S)2,且定值信号增加到1mA阶跃变化,如图5所示,这是模糊自适应PID和传统PID控制系统的响应曲线。

在实际运行过程中负荷处于变化状态且会造成各参数的相应变化,于是为明确比较模糊自适应PID控制和PID控制在参数变化下的响应情况,以系统仿真前的各模型参数为原参数,我们可以将k (静态增益)、τ(时间常数)进行变化。从中可以发现,当系统仿真到100s时,将τ=20改变为τ=17,此时k=1不变;在稳定系统后,仿真到900s时,将k=1改变为k=1.2,此时τ=17不变。如图6所示,这是系统仿真到1500s时模糊自适应PID控制和传统PID控制的响应曲线情况图。

总结仿真结果可得,小超调量、短调节时间和振荡周期、系统平稳快(当控制对象发生参数改变时)、系统的高静态和动态特性是模糊自适应PID控制优于传统PID控制的主要表现。此外,模糊自适应PID控制还在保持原有简便性和灵活性的基础上,进一步实现了模糊控制的鲁棒性,从而有效提高了系统控制效果。

4 结语

在原有PID基础上,积极运用模糊PID控制方法和算法、AT91RM9200主控制芯片来设计模糊温度测控系统。在实现模糊温度测控的硬件和软件设计之后,通过建立仿真模型进行了常规PID控制和模糊PID控制的仿真对比。最后的仿真结果表明,基于模糊PID控制方法和算法、AT91RM9200所设计的模糊温度测控系统具有很好的处理能力和控制效果。

参考文献

[1]席作鹏,闫学文.基于AT91RM9200的模拟量输入驱动程序设计[J].工业控制计算机,2013,26(3).

[2]MA Xiao,LIU Jianing,SONG Hongjin.Design and Implementation of SMS Monitoring System Based on AT91RM9200[J].Electronic Science and Technology,2013,26(1):27-29,33.

[3]LUO Zhi-wei,ZHANG Yan-zhen.Research on Remote Temperature Measure and Control System Based on Single Chip Microcomputer System[J]Journal of Xiamen University of Technology,2009,17(2):25-29.

[4]Fan Benzheng,Li Zhongshen.Design of multi-channel temperature measuring and controlling system based on ARM[J].Electronic Test,2008,(10):28-32.

AT供电系统 第11篇

I know I could have written it yesterday, but, you know, it was cloudy yesterday, and I don’t like to write when it’s cloudy. This morning, it was so beautiful that I just had to go for a walk! Then, right when I was sitting down to start writing, I saw this book that I’d been meaning to read, and the deadline was still two hours away, so…

Oh, no! Now only four minutes left! I could lose my job!

Oh, I always wait until the last minute to do my work. It’s a serious problem! I could use some help. Fortunately, this month’s articles might have some useful information…but I only have three minutes left to write about them!

If you’re like me and you always procrastinate, then you might be happy to know that we’re not alone. Some really successful people—even some presidents!—have been serious procrastinators. Read more about that in Prominent Procrastinators.

Yikes! Two more minutes!

But if that’s not enough for you, and you want to understand why we procrastinate in the first place, check out Escape Artists. It’ll give you an idea of the ancient origins of procrastination. To get a better picture, follow that up with A Historical View of Procrastination and see what a big problem procrastination has been for people all through history.

OMG! Only one minute to go!

It’s time for me to finish this article and it’s time for you to finish your procrastination, too! Conquering Procrastination can tell you how. Oh, if only I’d read that article yesterday!

That’s it! I finished! I’m so happy! I still have 30 seconds to send this to my boss and get started on my next project. But, then again, maybe I can just do that project tomorrow…

谁偷了我的时间

噢，天哪！我只剩下五分钟来写这篇文章了！怎么可能准时完成呢？老板会生气的！

我本可以昨天就写的，但是，你知道的，昨天天阴阴的，我不喜欢在阴天写作。而今天早上天气晴好，我必须去散会儿步！然后，当我坐下来准备写时，我瞥见本来打算读的那本书，离交稿时间还有两小时，所以……

噢，不！只剩下四分钟了！我可能会因此丢掉工作！

噢，我总是等到最后一刻才开始干活。这是一个很严重的问题！我得找人看看这毛病了。所幸的是，这期CR将给我们提供一些有用的信息……但是我只剩下三分钟来写这些内容了！

如果你和我一样总是拖延，那么知道自己并非一人时你肯定很欣慰。一些成功人士——甚至有些总统——都是严重的拖延症患者。详情请看《杰出的拖拉者》一文。

呀！还有两分钟！

如果那还不够，你想了解为什么我们会拖延，看看《“越狱”人生》一文吧，里头还会讲到拖延症的古老起源。想进一步了解这一点，读读《拖延症历史观》一文，从中你会了解到，拖延一直以来都是人们的一大难题。

噢，天哪！只剩下一分钟！

我该结束这篇文章了，你也该结束拖延了！《战胜拖延症》一文教你如何告别拖延症。噢，真希望我昨天就读到了这篇文章！

就这样！我写完了！真开心！我还有30秒的时间把这篇文章发给老板，然后开始我的下一项工作。但是，转念一想，或许我可以明天再开始……

中断系统在AT89C51中的应用 第12篇

1. 中断概念

中断的概念指CPU在执行程序的过程中, 当出现异常情况或特殊请求时, CPU停止现行程序的运行, 转向对这些异常情况或特殊请求的处理, 处理结束后再返回现行程序的间断处, 继续执行原程序。

2. 中断优先级及中断嵌套

你正在看书, 突然有同学找你出去玩, 同时, 班主任也找你谈话, 你优先选择执行哪一个, 或者你在看书, 突然同学找你出去玩, 在玩的过程中, 突然班主任找你谈话, 你是否执行后者, 这就是中断优先级。如果班主任的优先级比同学的高, 在玩的过程中, 先执行与班主任谈话, 就是中断嵌套。

由于单片面中有多个中断源, 在实际的应用中有可能同时用到多个中断源。所以在使用单片机中断时, 需要掌握中断的嵌套和优先级的处理。优先级的问题不仅发生在多个中断源同时请求CPU中断的情况, 也发生在一个中断已执行, 又有一个中断源请求中断的情况。

当CPU响应某一中断时, 若有优先权高的中断源提出中断请求, CPU则中断正在进行的中断服务程序, 并保留这个程序的断点 (类似于子程序嵌套) , 响应高优先级中断, 高优先级中断处理结束后, 再继续进行被中断的中断服务程序, 这个过程称为中断嵌套。如果发出新的中断请求的中断源的优先权级别与正在处理的中断源同级或更低时, CPU不会响应这个中断请求, 直至正在处理的中断服务程序执行完以后才能去处理新的中断请求。中断嵌套示意图, 如下图所示:

二定时/计数器

例如:系统时钟振荡频率为12MHz, 用定时/计数器T0, 工作在方式1, 定时50ms。

其初始化程序编写如下:

三定时/计数器在中断系统中的应用

系统时钟振荡频率为12MHz, 要在MCS-51单片机的P1.0、P1.1端输出周期为2s的方波, 且P1.0和P1.1输出的波形相反, 该方波的周期用定时计数器T0来确定, 且工作在方式1, 采用中断方法实现。

编程分析:在T0中设置一个定时常数, 使其每隔50ms产生一次中断, CPU响应中断后, 在中断服务程序中恢复定时常数, 连续20次中断后, 对P1.0、P1.1端分别取反, T0的中断服务程序入口地址为000BH。程序如下:

四小结

在AT89C5151单片机中, 中断系统综合了单片机几乎所有的内容, 是综合知识较强、内容复杂、难度较大的一部分。

摘要：本文结合生活实例详细讲述了中断系统的概念、中断优先级、中断嵌套以及定时/计数器, 通过实例编程解析了定时/计数器T0在AT89C51中断系统中的应用, 实践证明运用综合教学方法, 教学效果显著。

关键词：AT89C51,中断系统,教学手段

参考文献

[1]陈玉平、牟应华主编.单片机应用技术[M].武汉:华中科技大学出版社, 2008

[2]罗学恒主编.单片机实用教程——单片机原理·汇编语言·接口技术[M].北京:高等教育出版社, 2006