第一章自動裝置及其數(shù)據(jù)的采集處理

第一章自動裝置及其

數(shù)據(jù)的采集處理程燈亮第一節(jié)自動裝置的組成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)2.集散控制系統(tǒng)DCS和現(xiàn)場總線系統(tǒng)FCS3.WAN系統(tǒng)等4.一、硬件構(gòu)成形式（一）微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（二）工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)含電源、機(jī)箱、總線板、鍵盤等總線（三）集散控制系統(tǒng)DCS和現(xiàn)場總線系統(tǒng)FCSDCSFCS數(shù)據(jù)采集測控站通訊接口上位機(jī)

現(xiàn)場總線主節(jié)點(diǎn)現(xiàn)場總線從節(jié)點(diǎn)路由器

二、軟件信號采集與處理程序運(yùn)行參數(shù)設(shè)置程序系統(tǒng)管理（主控制）程序通信程序第二節(jié)、采樣、量化與編碼技術(shù)采樣量化編碼對連續(xù)的模擬信號x(t)，按一定的時間間隔Ts，抽取相應(yīng)的瞬時值把采樣信號的幅值與某個最小數(shù)量單位的一系列整數(shù)倍比較，以最接近于采樣信號幅值的最小數(shù)量單位倍數(shù)來表示該幅值。

把量化信號的數(shù)值用二進(jìn)制代碼表示

一、采樣采樣過程可以看作是脈沖調(diào)制過程，采樣開關(guān)可以看作是調(diào)制器。輸入信號與輸出信號之間的關(guān)系可以表達(dá)為采樣開關(guān)控制信號假設(shè)采樣脈沖為理想脈沖，且考慮到時間為負(fù)值無物理意義1、采樣過程2、采樣定理采樣周期Ts決定了采樣信號的質(zhì)量和數(shù)量：Ts太?。簲?shù)據(jù)劇增，占用大量的內(nèi)存單元Ts太大：模擬信號的某些信息丟失，信號失真采樣定理：指出了重新恢復(fù)連續(xù)信號所必須的最低采樣頻率，以保證能不失真地恢復(fù)原信號x(t)香農(nóng)（Shannon）采樣定理采樣頻率模擬信號頻譜中最高頻率二、量化與編碼設(shè)N為數(shù)字量的二進(jìn)制代碼位數(shù)，量化單位定義為量化器滿量程電壓值VFSR（FullScaleRange）與2N的比值，用q表示，即1.量化由于二進(jìn)制代碼的位數(shù)是有限的，只能代表有限個信號的電平，故在編碼之前，首先要對采樣信號進(jìn)行量化。量化就是把采樣信號的幅值與某個最小數(shù)量單位的一系列整數(shù)倍進(jìn)行比較，以接近采樣信號幅值的最小數(shù)量單位倍數(shù)來表示該幅值。量化方法有舍有入將信號幅值分為若干層，各層的間隔相等，且等于量化單位q。當(dāng)信號幅值小于量化單位q/2時，舍去；當(dāng)信號幅值大于等于量化單位q/2但小于量化單位q時，進(jìn)一個量化單位。

2、編碼把量化信號的數(shù)值用二進(jìn)制代碼表示，稱之為編碼。二進(jìn)制的數(shù)碼由多個碼位組成，最左端的碼位叫最高有效位（MSB)；最右端的碼位叫最低有效位（LSB)。每個碼位有“0”、“1”兩個狀態(tài)，量化引入的最大誤差為量化和編碼都由A/D轉(zhuǎn)換器完成采用逐次逼近式ADC。第三節(jié)、交流采樣的電量計(jì)算和前置算法一、交流采樣的電量計(jì)算1、電壓/電流量通常采用工頻周期內(nèi)12點(diǎn)采樣法根據(jù)傅氏采樣算法，基波信號的實(shí)部和虛部分別為據(jù)上式計(jì)算出幅值和相位角。2、有功功率和無功功率的計(jì)算采用“三表法”和“兩表法”三表法，即采集發(fā)電機(jī)定子三相電壓和電流，則功率表達(dá)式：“兩表法”量測則有：3、功角的計(jì)算功角采用余弦定理獲得功角分內(nèi)角和外角。內(nèi)功角指發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電動勢相量和機(jī)端電壓的夾角；外功角是轉(zhuǎn)子電動勢相量和系統(tǒng)電壓的夾角，其對發(fā)電機(jī)穩(wěn)定性有決定性意義。Xe為發(fā)電機(jī)外部網(wǎng)絡(luò)電抗（XT+XL)交流采樣的電量計(jì)算和前置算法二、輸入數(shù)據(jù)的前置處理標(biāo)度變換