第一章第一節(jié)自動(dòng)裝置及其數(shù)據(jù)的采集處理

1、第一節(jié)第一節(jié) 自動(dòng)裝置的組成自動(dòng)裝置的組成第二節(jié)第二節(jié) 采樣、量化與編碼技術(shù)采樣、量化與編碼技術(shù)第三節(jié)第三節(jié) 交流采樣的電量計(jì)算和前置算法交流采樣的電量計(jì)算和前置算法第一章第一章 自動(dòng)裝置及其數(shù)據(jù)的采集處理自動(dòng)裝置及其數(shù)據(jù)的采集處理一、硬件組成方式一、硬件組成方式 目前電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)形式主要有目前電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)形式主要有3種：種： （一）、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：對(duì)（一）、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：對(duì)控制功能單一、簡(jiǎn)單的自動(dòng)裝置控制功能單一、簡(jiǎn)單的自動(dòng)裝置所需采集的電氣量不是很多，采用此系統(tǒng)就可滿足運(yùn)行要求，例所需采集的電氣量不是很多，采用此系統(tǒng)就可滿足運(yùn)行要求，例如同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)并列裝置如同步

2、發(fā)電機(jī)自動(dòng)并列裝置 （二）、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：對(duì)（二）、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：對(duì)控制功能要求高、軟件任務(wù)控制功能要求高、軟件任務(wù)重的系統(tǒng)，例如：發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，大多采用此系統(tǒng)。重的系統(tǒng)，例如：發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，大多采用此系統(tǒng)。 （三）、集散系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)：（三）、集散系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)：分散的多對(duì)象的成套監(jiān)控分散的多對(duì)象的成套監(jiān)控裝置則采用裝置則采用DCS或或FCS，例如發(fā)電廠、變電所一些遠(yuǎn)動(dòng)裝置以及，例如發(fā)電廠、變電所一些遠(yuǎn)動(dòng)裝置以及熱電廠機(jī)爐集控系統(tǒng)熱電廠機(jī)爐集控系統(tǒng)第一節(jié)第一節(jié) 自動(dòng)裝置的組成自動(dòng)裝置的組成定義：定義：定義較為廣泛，這里把簡(jiǎn)單的、借助于特定開(kāi)發(fā)平臺(tái)才能編

3、程定義較為廣泛，這里把簡(jiǎn)單的、借助于特定開(kāi)發(fā)平臺(tái)才能編程的系統(tǒng)。的系統(tǒng)。(面向單片機(jī)，面向單片機(jī)，pc機(jī)機(jī))組成；組成；傳感器、采樣保持器、模擬多路開(kāi)關(guān)、傳感器、采樣保持器、模擬多路開(kāi)關(guān)、A/D轉(zhuǎn)化器、存儲(chǔ)器、轉(zhuǎn)化器、存儲(chǔ)器、通信單元、中央處理單元及外設(shè)等部分組成通信單元、中央處理單元及外設(shè)等部分組成（一）微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（一）微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信單元微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成自動(dòng)裝置的核心部件。自動(dòng)裝置的核心部件。 對(duì)系統(tǒng)的工作進(jìn)行控制和管理。對(duì)系統(tǒng)的工作進(jìn)行控制和管理。 對(duì)采集到的數(shù)據(jù)作必要處理，然后根據(jù)要求作出判斷和指令。對(duì)采集到的數(shù)據(jù)作必要處理，然后根據(jù)要求作出判斷和指令。微型計(jì)

4、算機(jī)系統(tǒng)組成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn) 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成：工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成： 穩(wěn)壓電源、機(jī)箱、不同功能的總線模板，鍵盤(pán)等外設(shè)穩(wěn)壓電源、機(jī)箱、不同功能的總線模板，鍵盤(pán)等外設(shè) 2. 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)內(nèi)部總線：工業(yè)控制計(jì)算機(jī)內(nèi)部總線： STD總線、總線、PC104總線等總線等 早期多采用早期多采用STD總線（工業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)總線）總線（工業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)總線） 對(duì)對(duì)56根線做了合理的安排，信號(hào)之間的隔離，消除了大部根線做了合理的安排，信號(hào)之間的隔離，消除了大部分總分總 線的干擾。線的干擾。 單元為小模板結(jié)構(gòu)，每塊模板功能具有相當(dāng)?shù)莫?dú)立性，實(shí)現(xiàn)單元為小模板結(jié)構(gòu)，每塊模板

5、功能具有相當(dāng)?shù)莫?dú)立性，實(shí)現(xiàn)了板級(jí)功能的分散。了板級(jí)功能的分散。（二）、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（二）、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)STD總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖STD總線的主處理單元?？偩€的主處理單元。 包含處理數(shù)據(jù)、地址和各種控制功能，并且控制其他單元的包含處理數(shù)據(jù)、地址和各種控制功能，并且控制其他單元的工作。工作。 負(fù)責(zé)整個(gè)工控系統(tǒng)的計(jì)算、數(shù)據(jù)處理和控制等工作負(fù)責(zé)整個(gè)工控系統(tǒng)的計(jì)算、數(shù)據(jù)處理和控制等工作 一般含有高速的一般含有高速的CPU和協(xié)處理器，能夠與計(jì)算機(jī)和協(xié)處理器，能夠與計(jì)算機(jī)PC/XT總線總線兼容。兼容。STD總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)組成總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)組成數(shù)

6、模轉(zhuǎn)換的接口。數(shù)模轉(zhuǎn)換的接口。 模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)讀取的時(shí)間可由模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)讀取的時(shí)間可由CPU單元控制，也可由外部觸單元控制，也可由外部觸發(fā)來(lái)決定。發(fā)來(lái)決定。 STD總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)組成總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)組成作為通用存儲(chǔ)器的擴(kuò)展卡，含有作為通用存儲(chǔ)器的擴(kuò)展卡，含有STD接口、譯碼、存儲(chǔ)器、后接口、譯碼、存儲(chǔ)器、后備電池等，可防止失電后數(shù)據(jù)丟失。備電池等，可防止失電后數(shù)據(jù)丟失。為為STDPC提供系統(tǒng)支持的單元。提供系統(tǒng)支持的單元。 包含設(shè)置開(kāi)關(guān)、后備電池、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、看門(mén)狗定時(shí)器、上電復(fù)包含設(shè)置開(kāi)關(guān)、后備電池、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、看門(mén)狗定時(shí)器、上電復(fù)位電路、交流掉電電路、總線終端網(wǎng)絡(luò)及通信口。位電

7、路、交流掉電電路、總線終端網(wǎng)絡(luò)及通信口。STD總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)組成總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)組成STD總線的獨(dú)立外設(shè)，具有可編程邏輯電路、選通電路和輸出總線的獨(dú)立外設(shè)，具有可編程邏輯電路、選通電路和輸出信號(hào)。信號(hào)。 完成定時(shí)、記數(shù)、實(shí)現(xiàn)完成定時(shí)、記數(shù)、實(shí)現(xiàn)“看門(mén)狗看門(mén)狗”功能功能實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量輸入輸出的功能單元。實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量輸入輸出的功能單元。 電平輸出，功率輸出。電平輸出，功率輸出。 各種信號(hào)均具有鎖存功能。各種信號(hào)均具有鎖存功能。STD總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)組成總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)組成鍵盤(pán)輸入、顯示輸出、打印機(jī)接口。鍵盤(pán)輸入、顯示輸出、打印機(jī)接口。 STD總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)組成總線工業(yè)控

8、制計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)組成8、電源、電源對(duì)電源的技術(shù)要求：輸入電壓側(cè)帶交流濾波，對(duì)電源的技術(shù)要求：輸入電壓側(cè)帶交流濾波， 輸出側(cè)具備過(guò)壓與過(guò)流保護(hù)輸出側(cè)具備過(guò)壓與過(guò)流保護(hù) 較高的工作可靠性和抗干擾能力較高的工作可靠性和抗干擾能力 低功耗低功耗工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)（三）、集散系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)（三）、集散系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖集散控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖數(shù)據(jù)采集測(cè)控站：數(shù)據(jù)采集測(cè)控站： 組成：組成：由單片機(jī)數(shù)據(jù)采由單片機(jī)數(shù)據(jù)采集控制裝置組成，位于生集控制裝置組成，位于生產(chǎn)設(shè)備附近產(chǎn)設(shè)備附近作用：作用：獨(dú)立采集數(shù)據(jù)和預(yù)獨(dú)立采集數(shù)據(jù)和預(yù)處理。傳輸信號(hào)至上位機(jī)，處理。傳輸信號(hào)

9、至上位機(jī)，接收上位機(jī)控制信號(hào)進(jìn)行接收上位機(jī)控制信號(hào)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制現(xiàn)場(chǎng)控制1、集散系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在、集散系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展的產(chǎn)物。工業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展的產(chǎn)物。其組成：其組成：集散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)集散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上位機(jī)：上位機(jī)： 采用工業(yè)控制機(jī)或工作采用工業(yè)控制機(jī)或工作站，配置打印機(jī)和其外設(shè)。站，配置打印機(jī)和其外設(shè)。 采用雙機(jī)熱備用方式采用雙機(jī)熱備用方式 作用：作用：上傳數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)。上傳數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)。系統(tǒng)協(xié)調(diào)系統(tǒng)協(xié)調(diào)集中顯示或打印各種報(bào)表集中顯示或打印各種報(bào)表根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果，確定控制根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果，確定控制的參數(shù)和方法。將結(jié)果通過(guò)的參數(shù)和方法。將結(jié)果通過(guò)通信線路下達(dá)給相應(yīng)的測(cè)控通信線路下達(dá)給

10、相應(yīng)的測(cè)控站。站。（三）、集散系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)（三）、集散系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)（三）、集散系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)（三）、集散系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)2、現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)（三）、集散系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)（三）、集散系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線是自動(dòng)控制、現(xiàn)場(chǎng)總線是自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、通訊技術(shù)的計(jì)算機(jī)、通訊技術(shù)的交叉與集成交叉與集成 結(jié)果。結(jié)果。它將分散在現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)它將分散在現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量控制設(shè)備變成網(wǎng)絡(luò)量控制設(shè)備變成網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)，以現(xiàn)場(chǎng)總上的節(jié)點(diǎn)，以現(xiàn)場(chǎng)總線為紐帶，連接成為線為紐帶，連接成為可相互溝通信息、共可相互溝通信息、共同完成自控任務(wù)的的同完成自控任務(wù)的的網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)（三）、集散系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)（三）、集散系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)路由是指路由器從一個(gè)接口上收到數(shù)據(jù)包，根據(jù)數(shù)據(jù)包的目的是指路由器從一個(gè)接口上收到數(shù)據(jù)包，根據(jù)數(shù)據(jù)包的目的地址進(jìn)行定向并轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)接口的過(guò)程。地址進(jìn)行定向并轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)接口的過(guò)程。中繼：是一交換機(jī)與其它交換機(jī)間連接的接口，完成局間的信是一交換機(jī)與其它交換機(jī)間連接