自动装置及其数据的采集处理.pptVIP

傅立叶级数：预备知识第30页，共52页，星期日，2025年，2月5日相乘相卷时域抽样频域周期重复第31页，共52页，星期日，2025年，2月5日第32页，共52页，星期日，2025年，2月5日采样定理香农采样定理采样频率必须大于原模拟信号频谱中最高频率的两倍，基带频谱以及各次谐波调制频谱彼此不重叠，模拟信号可由采样信号唯一表示。不满足采样定理时产生频率混叠现象 第33页，共52页，星期日，2025年，2月5日不满足采样定理时产生频率混叠现象第34页，共52页，星期日，2025年，2月5日二量化量化定义：采样信号的幅值与某个最小数量单位的一系列整数倍比较，以最接近于采样信号幅值的最小数量单位倍数来表示该幅值。设N为数字量的二进制代码位数，量化单位定义为量化器满量程电压值VFSR（FullScaleRange）与2N的比值，用q表示，即N＝3：UFSR=16Vq=2VN＝4：UFSR=16Vq=1V第35页，共52页，星期日，2025年，2月5日量化的方法有舍有入将信号幅值分为若干层，各层的间隔相等，且等于量化单位q。当信号幅值小于量化单位q/2时，舍去；当信号幅值大于等于量化单位q/2但小于量化单位q时，进一个量化单位。N＝3：q=2V，设采样值u=8.5V，n＝4(0.5V)→100N＝4：q=1V，设采样值u=8.5V，n＝8(0.5V)→1001第36页，共52页，星期日，2025年，2月5日有舍有入的量化过程第37页，共52页，星期日，2025年，2月5日电力系统自动装置原理自动装置及其数据的采集处理第1页，共52页，星期日，2025年，2月5日第一节自动装置的组成微型计算机系统：控制功能单一、简单1.工业控制计算机系统：控制功能要求高、软件任务重2.集散控制系统DCS和现场总线系统FCS：分散的多对象的成套监控3.一、硬件构成形式第2页，共52页，星期日，2025年，2月5日（一）微型计算机系统定义：把简单的、借助于特定开发平台才能编程的系统定义微型计算机系统组成：传感器、采样保持器、模拟多路开关、A/D转换器。通信单元、中央处理单元及外设等部分组成第3页，共52页，星期日，2025年，2月5日（一）微型计算机系统第4页，共52页，星期日，2025年，2月5日微型计算机系统的组成1.传感器传感器作用是把压力、温度、转速等非电量或电压、电流、功率等电量转换为对应的电压或者电流的弱电信号。电力系统用的较多的为模拟变送器。输入信号为被测参数；直流接口：输出量为与其输入量成正比（可供微机采样）的直流电压或者电流信号。交流接口：输出量为与输入量参数成比例的、幅度较小的交流电压。第5页，共52页，星期日，2025年，2月5日微型计算机系统的组成2.模拟多路开关（MUX)数据采集装置要对多路模拟量进行采集，速度要求不高的场合，采用公共的A/D转换器，分时对各路模拟量进行模/数转换。在一个特定时间内，只允许一路模拟信号输入到A/D转换器。目的是简单电路，降低成本。第6页，共52页，星期日，2025年，2月5日微型计算机系统的组成3.采样/保持器（S/H)功能：A/D转换器完成一路转换需要一定的时间，保持模拟信号电压保持不变。基本电路组成，有模拟开关、保持电容器和缓冲放大器组成。目前采样/保持电路大多集成在单一芯片。第7页，共52页，星期日，2025年，2月5日第8页，共52页，星期日，2025年，2月5日微型计算机系统的组成4.A/D转换器功能：模拟信号转换为数字信号。A/D转换器是影响数据采集率和精度的主要因素之一。5.存储器功能：存储程序、参数和数据。6.通信单元通信单元与上位机通信。通信单元包括通信控制器和通信接收器两个部分。通信控制器用来控制通信过程。通信接收器用来处理通信的物理层功能。第9页，共52页，星期日，2025年，2月5日微型计算机系统的特点1.结构简单2.容易实现3.满足中、小规模自动装置的要求4.环境适应强5.价格低廉第10页，共52页，星期日，2025年，2月5日（二）工业控制计算机系统1.工业控制计算机系统组成：稳压电源、机箱、总线板、键盘等2.工业控制计算机内部总线：STD总线、PC104总线等STD总线（工业控制标准总线）对56根线做了合理的安排，信号之间的隔离，消除了大部分总线的干扰。单元为小模板结构，每块模板具有相当的独立性，实现了板级功能的分散。第11页，共52页，星期日，2025年，2月5日STD总线工业控制计算机结构