《电力系统自动装置》课程教学课件（PPT讲稿）第1章 自动装置及数据的采集处理

第一章自动装置及其数据的采集处理page1

page1 第一章 自动装置及其数 据的采集处理

内容一、自动装置的组成二、采样、 量化与编码技术三、交流采样的电量计算和前置算法page2

page2 内容 ◼一、自动装置的组成 ◼二、采样、量化与编码技术 ◼三、交流采样的电量计算和前置算法

自动装置的组成微型计算机系统(1)、工业控制计算机系统(2)、(1)、硬件集散控制系统(3)结构形式现场总线系统自动装置(1)、系统软件(嵌入式系统(2)、软件(1)、信号采集(2)、应用软件人(2)、参数设置page3

page3 自动装置的组成 自动装置 (1)、硬件 结构形式 (2)、软件 (1)、微型计算机系统 (2)、工业控制计算机系统 (3)、集散控制系统 现场总线系统 (1)、系统软件(嵌入式系统) (2)、应用软件 (1)、信号采集 (2)、参数设置

微机型装置的原理★☆基本原理模拟信号文数字信号I微机型自动装置CPU电力系统运行的主要参数为连续的模拟量（V、1、P）。自动装置的首要任务是将模拟量采集、转换为数字量，便于计算机处理page4

page4 微机型装置的原理 ☆基本原理 模拟信号 数字信号 微机型自动装置CPU 电力系统运行的主要参数为连续的模拟量（V、I、P）。自 动装置的首要任务是将模拟量采集、转换为数字量，便于 计算机处理

微机型装置的原理电压或电流波形（<)时间（ms)page5

page5 微机型装置的原理 时间（ms） 电 压 或 电 流 波 形 （ V ）

硬件结构分类目前电力系统自动装置结构形式1、微型计算机系统对干控制功能单一的自动装置.其输入输出的电气量较少适于采用微型计算机系统，如同步发电机自动并列装置2、工业控制计算机系统对于控制功能要求较高，软件开发任务繁重的系统,适于采用工控机系统，如发电机励磁自动调节系统3、集散控制系统(Distributed Control System-DCS)现场总线系统(Fieldbus Control System-FCS)对于分散的多对象的成套监测控制装置适于采用DCS或FCS,如发电厂、变电站远动装置和电厂机炉集控系统page6

page6 硬件结构分类（目前电力系统自动装置结构形式） 1、微型计算机系统 2、工业控制计算机系统 3、集散控制系统(Distributed Control System-DCS) 现场总线系统(Fieldbus Control System-FCS) 对于控制功能单一的自动装置,其输入输出的电气量较少, 适于采用微型计算机系统,如同步发电机自动并列装置. 对于控制功能要求较高,软件开发任务繁重的系统,适于采 用工控机系统,如发电机励磁自动调节系统. 对于分散的多对象的成套监测控制装置适于采用DCS或 FCS,如发电厂、变电站远动装置和电厂机炉集控系统

微型计算机系统定义（本课程）：把较简单的、1借助于特定开发平台才能编程的系统称为微型计算机系统（主要为单片机系统1传感器2采样保持器3模拟多路开关4A/D转换器微型计算5存储器机系统6通信单元7中央处理单元CPU8外部设备page7

page7 微型计算机系统 定义（本课程）：把较简单的、借助于特定开发平台 才能编程的系统称为微型计算机系统（主要为单片机系统）。 微型计算 机系统 1 传感器 2 采样保持器 3 模拟多路开关 4 A/D转换器 5 存储器 6 通信单元 7 中央处理单元CPU 8 外部设备

微型计算机系统★装置硬件结构数字显示输入1传感元件放大电路(一次变换)信号调理图形显示模拟信号多路选通器可编程数据放大器激励电路CPUA打印输出输入2单片机、传感元件放大电路D（一次变换）信号调理工控机转换器数据存储激励电路通信接口输入N传感元件放大电路（一次变换）信号调理激励电路page8

page8 微型计算机系统 ☆装置硬件结构 输入1 传感元件 （一次变换） 放大电路 信号调理 激励电路 模 拟 信 号 多 路 选 通 器 可 编 程 数 据 放 大 器 CPU 单片机、 工控机 A / D 转 换 器 数字显示 图形显示 打印输出 数据存储 通信接口 传感元件 （一次变换） 放大电路 信号调理 激励电路 传感元件 （一次变换） 放大电路 信号调理 激励电路 输入2 输入N

微型计算机系统1、传感器：将非电量（压力、温度、转速）和电量（电压、电流、功率）转换为对应的计算机可以接受的弱电信号（电压、电流）2、模拟多路开关：在采样速度要求不高的场合，一般采用公用A/D转换器。在每一个时刻中只将一路模拟信号输入到A/D.目的简化电路，降低成本3、采样/保持器：A2tCEA/D转换器完成信号转换需要一段时间，在这段时间内输入到A/D的模拟信号需保持不变，由S/H完成。S/H电路控制信号pageg

page9 微型计算机系统 1、传感器：将非电量（压力、温度、转速）和电量（电压、电 流、功率）转换为对应的计算机可以接受的弱电信号（电压、电流） 2、模拟多路开关：在采样速度要求不高的场合，一般采用公用 A/D转换器。在每一个时刻中只将一路模拟信号输入到A/D.目的简 化电路，降低成本。 3、采样/保持器： A/D转换器完成信 号转换需要一段时 间，在这段时间内, 输入到A/D的模拟 信号需保持不变， 由S/H完成。 S/H电路

微型计算机系统4、A/D转换器：将模拟信号转换为计算机可以处理的数字信号它是影响数据采集速率和精度的主要因素之一5、存储器：用于计算机数据缓存，提供进一步的数据处理。通信单元：包括一一通信控制器和通信收发器。6、地址以及通信控制器一一用于控制通信过程，确定通信的数据建立/拆除通信的数据链路，通信收发器一一用于处理通信的物理层功能，包括物理引线的排列、机械特性和物理电平等7、CPU及外设：自动装置的核心部件，对系统的工作进行控制和管理，对采集的数据作处理，根据要求做出判断和发出指令等page10

page10 微型计算机系统 5、存储器：用于计算机数据缓存，提供进一步的数据处理。 6、通信单元：包括——通信控制器和通信收发器。 通信控制器——用于控制通信过程，确定通信的数据、地址以及 建立/拆除通信的数据链路。 通信收发器——用于处理通信的物理层功能，包括物理引线的排 列、机械特性和物理电平等。 7、CPU及外设：自动装置的核心部件，对系统的工作进行控制 和管理，对采集的数据作处理，根据要求做出判断和发出指令等。 4、A/D转换器：将模拟信号转换为计算机可以处理的数字信号， 它是影响数据采集速率和精度的主要因素之一