配套课件：微机远动技术.ppt

1、第1章 微机远动技术概述 1.1 远动技术的概念 1.2 远动技术的发展 1.3 计算机远动技术的应用 1.4 计算机远动系统的模式 1.5 对计算机远动系统的要求 本章学习目标 l远动的定义及技术特征 l遥控、遥信、遥测、遥调的定义 l远动的组成及分类方法 l远动的运行方式 l微机远动的性能指标 l微机远动技术的应用返回本章首页1.1 远动技术的概念 1.1.1 “四遥”功能的定义 1.1.2 远动系统的分类 返回本章首页1.1.1 “四遥”功能的定义 1遥控（YK）遥控就是对被控对象进行远距离控制。被控对象可以是固定的，如工厂的机器，输油、输气、供水管道上的泵与阀，铁路上的变电所、分区亭、

2、开闭所，电力系统的发电厂、变电站的开关等；也可以是活动的，如无人驾驶飞机、卫星等。2遥测（YC）遥测就是对被测对象的某些参数进行远距离测量。如可以遥测铁路牵引供电系统中变电所、分区亭中的有功和无功功率、电度、电压、电流等电气参数及接触网故障点等非电气参数。3遥信（YX）将被控站的设备状态信号远距离传送给调度端称为遥信，如开关位置信号、报警信号等。4遥调（YT）调度端直接对被控站某些设备的工作状态和参数的调整称为遥调。如调节变电所的某些量值（如电压、功率因素等）。返回本节1.1.2 远动系统的分类 1按远动功能的实现方式分（1）布线逻辑式远动系统。（2）计算机远动系统。2.根据远动装置采用的元件

3、是否有接点分（1）有接点远动系统。（2）无接点远动系统。3.根据远动技术的信息传输方式分（1）循环式远动系统。（2）问答式远动系统。4.根据远动装置的工作方式分（1）1:1工作方式远动系统。（2）1:N工作方式远动系统。（3）M:N工作方式远动系统。5根据遥控遥测系统传输指令和信息是利用无线信道还是有线信道分（1）无线信道远动系统。（2）有线信道远动系统。6按被控对象是分散还是集中分（1）分散型远动系统。（2）集中型远动系统。返回本节1.2 远动技术的发展 早在19世纪，人们就可以用遥控的方法点燃地雷，以及对炮弹的飞行参数进行记录，这就是早期远动技术出现的例子。在20世纪40年代，特别是第二次

4、世界大战之后，由于军事上的需要，采用无线电遥测技术。20世纪50年代，美国与前苏联两国大力开展导弹和卫星的研制工作。20世纪6070年代，人类已经进入宇宙航行的时代。我国远动技术从20世纪50年代起步，经过40年艰苦努力，从无到有，从简单到尖端，已在电力系统、大工厂及联合企业、气象、国防、航天、机器人、深海作业、核试验、核能利用、地震预报、生物医学、铁道、隧道、输油管道、引水排灌、环境保护等领域得到广泛应用。返回本章首页1.3 计算机远动技术的应用 1.3.1 计算机远动技术在电力系统中的应用 1.3.2 计算机远动技术在城镇供水系统中的应用 1.3.3 计算机远动技术在通信网中应用 1.3.

5、4 计算机远动技术在铁道电气化中的应用 返回本章首页1.3.1 计算机远动技术在电力系统中的应用 我国电力系统的管理调度体系分为五级：国家级总调度、大电网级网调度、省级电网省调、地区电网地调和县级电网调度。现代电力系统运行的三大标准是安全运行、优质运行和经济运行。返回本节1.3.2 计算机远动技术在城镇供水系统中的应用 我国现有的水资源低于各国的平均水平。我国有数十个大、中、小城市严重缺水，已经影响到城镇居民的日常生活和工农业生产。除了进一步开发新的水源之外，如何节约、有效、合理地利用现有水源，是当前摆在我国供水行业的首要任务。采用现代化的监控与调度手段，是实现安全、优质、合理、经济供水的重要

6、条件之一。返回本节1.3.3 计算机远动技术在通信网中应用 在通信网中利用自动化监测技术可完成如下任务：（1）实时掌握通信网中各种设备的运行情况及系统性能变化趋势，做到初期故障早预报，在小故障变为大故障之前，及时采取措施进行维护处理，防止业务中断，保证通信网的运行畅通。（2）迅速准确地对通信网出现的故障进行定位和自动控制。这对远程站尤为重要，可以避免派人员到距离很远的故障现场检测机器，使操作维护时间和维护成本减至最少。（3）实时采集通信网运行中的各种状态信息和报警信息，进行分类汇总，统计分析处理，报送上级主管部门，实现通信的自动化、集中化的维护管理。返回本节1.3.4 计算机远动技术在铁道电气

7、化中的应用 随着铁道电气化的迅速发展，供电系统的运行、调度管理工作日益复杂。电气化铁道供电系统设有电力调度所，统一指挥供电系统在正常及事故情况下的运行，并集中管理沿铁道分布的许多牵引变电所、分区亭、开闭所和AT所中的电气设备。为了保证供电系统运行的可靠性和经济性，调度所必须及时掌握系统的实际运行情况。返回本节1.4 计算机远动系统的模式 1.4.1 计算机远动系统的基本组成 1.4.2 计算机远动系统的运行方式 返回本章首页1.4.1 计算机远动系统的基本组成 图图1.1 远动系统结构示意图远动系统结构示意图 远动系统的组成：1现场信息转换与控制机构 2远动终端RTU 3通信信道 4调度端返回

8、本节1.4.2 计算机远动系统的运行方式 计算机系统有两种运行方式：手动运行和自动运行。手动运行方式主要包括如下操作：（1）采集数据。（2）遥控操作。（3）输出曲线和报表。（4）模拟盘操作。（5）系统维护。返回本节1.5 对计算机远动系统的要求 1可靠性高 2实时性强 3数据准确 4设计合理 5可维护性好6信道混用信道混用7设备多样化设备多样化8兼容性强兼容性强9使用方便使用方便10抗干扰能力强抗干扰能力强返回本章首页THANKYOUVERYMUCH！本章到此结束，谢谢您的光临！返回本章首页结束放映第2章 远动信息与编码的基本理论 2.1 数据传输系统的组成 2.2 信息量及数字信号传输要求

9、2.3 错误图样及差错控制方式 2.4 抗干扰编码的基本概念及理论 2.5 常用检错码 2.6 线性分组码 2.7 循环码 本章学习目标 l数据传输系统的组成 l抗干扰编码的基本概念及理论 l差错控制方式 l错误图样及差错控制方式 l几种常用检错码 l循环码和线性分组码返回本章首页2.1 数据传输系统的组成 2.1.1 电力调度自动化系统的基本组成 2.1.2 数据传输系统的构成 返回本章首页2.1.1 电力调度自动化系统的基本组成 1采集电力系统信息并将其传送到调度所 2对远动装置传来的信息进行实时处理 3做出调度决策 4将调度决策送到电力系统去执行 图图2.1 调度自动化系统的基本构成调度

10、自动化系统的基本构成 返回本节2.1.2 数据传输系统的构成 数据传输的目的就是为了传送数字信息（单向或双向），因此，一个数据传输系统的组成可概括如图2.2所示。图图2.2 数据传输系统的组成数据传输系统的组成返回本节2.2 信息量及数字信号传输要求 信息量的计算：logN （2-1）式中：P事件发生的概率；该事件发生时所得的信息量。在式（2-1）中，对数的底数N取决于量度信息的单位。若取2为底，信息量的单位是bit（比特）。-log2P（bit）（2-2）本节只讨论各种事件都是等概率出现的情况。最简单事件（或消息）只有两种状态，例如开关的消息就是“合闸”或“分闸”。这种最简单的消息所含的信息

11、量的计算公式为：-log21（bit）返回本章首页 信号有两种主要类型随时间连续变化的模拟信号和随时间不连续变化的离散信号。模拟信号通常是单一正弦波和正弦波的组合，如图2.3（a）所示。离散信号是由在时间上离散出现的脉冲组成，脉冲可以是单个的固定的周期出现，如图2.3（b）所示，也可以是以码组的形式出现，如图2.3（c）所示。图图2.3 信号波形图信号波形图传输错误率则可有以下三种表达方式：（1）误码率（Pe）：指错误接收消息的码元数在传输消息的总码元数中所占的比例。（2-6）（2）误比特率（Pb）：指错误接收消息的比特数在传输消息的总比特数中所占的比例。（2-7）显然，对二进制信号而言，误比

12、特率和误码率是相同的，即：PbPe（3）误字率（Pw）：指错字数在传输总字数中所占的比例。传输消息的总码元数错误接收消息的码元数ep传输消息的总比特数错误接收消息的比特数bp返回本节2.3 错误图样及差错控制方式 差错控制方式可以分成图2.4所示的四种基本类型。在下图2.4中深色方框表示在该端检查出差错。返回本章首页1前向纠错（FEC）：前向纠错方式FEC（Forward Error Correction）是在发送端将数据信息按一定的规则附加余码元，组成纠错码。2自动回询重传（ARQ）：这种方式又可称为检错重传、判决反馈或反馈纠错，记作ARQ（Automatic Repeat Request）

13、。3混合差错控制方式（HEC）：如果将FEC和ARQ适当结合起来，就能克服各自的缺点，这就是混合差错控制方式，也称混合纠错方式HEC（Hybrid Error Correction）。4 信 息 反 馈（I RQ）：也 就 是 信 息 重 传 请 求 I RQ（Information Repeat Request），将接收到的数据原封不动地通过反馈信道送回到发送端。返回本节2.4 抗干扰编码的基本概念及理论 2.4.1 数字远动系统模型 2.4.2 抗干扰编码的基本原理 返回本章首页2.4.1 数字远动系统模型 图图2.5 数字远动系统模型数字远动系统模型 抗干扰编码器的作用是根据一定的原则，

14、将k个信息元组成的信息序列M变成k+r个码元组成的二进制数字序列C，C称为码字。因为信源编码是从有效性考虑，它产生的信息序列M是没有抗干扰能力的，抗干扰编码的目的是提高信息序列M的抗干扰能力，使之能应付信息中的干扰。抗干扰译码器根据接收序列R、抗干扰编码规则及信道特性，完成以下两项任务：（1）设法检查并纠正R中的传输错误，产生真正发送码子C的估值。（2）变换C为信道序列M的估值M。设计出的抗干扰编、译码器应根据信道实际存在的干扰类型，做到：（1）编出的码字能尽快地在噪声信道上传输，即提高传输率。（2）在传输率一定的条件下，使错误概率尽量小。也就是使码字的抗干扰能力强，在收端能正确地再现信息序列

15、M。返回本节2.4.2 抗干扰编码的基本原理 通过一此例子，可得到如下结论：（1）若只要求一个（n，k）码能发现e个错误，则要求：d0e+1 （2-8）（2）若只要求一个（n，k）码能纠正t个错误，则要求：d02t+1 （2-9）（3）若要求一个（n，k）码发现e个错误，并能纠正t个错误，则要求：d0t+e+1 （2-10）抗干扰编码的一些重要概念：一个码字中信息元所占的比重称为编码效率，简称码率。码率为R=k/n。一个码字中，信息元所占比重越大，则码率越高。在编码中的另一个重要概念是码字的汉明重量，简称重量。一个码字的重量就是该码字中非零元素的数目，用W表示，在二进制下就是“1”的数目。返回

16、本节2.5 常用检错码 1奇偶监督码 2定比码 3水平一致校验码 4水平垂直一致校验码（方阵码）返回本章首页1奇偶监督码若构成一个（n，n-1）码，则有k=n-1个信息元为cn-1，cn-2，c1，r=1个监督元为c0，当偶数监督时，它们之间的关系为：cn-1+cn-2+cn-3+c1=c0 （模2）（2-12）当奇数监督时，它们之间的关系为：cn-1+cn-2+cn-3+c2+1=c0（模2）（2-13）式（2-12）表示监督元是所有信息元的模2相加。这样能保证所编出的每一个码字中“1”的数目是偶数，故称这种（n，n-1）码为偶数监督码。式（2-13）可说是所有信息元与一个监督元的模2相加为

17、1，则编出的每一个码字中“1”的数目是奇数，称这种码为奇数监督码。奇数监督码或偶数监督码，还可统称为奇偶监督码（或称奇偶校验码）。表表2.1 常用常用8421代码的奇偶监督方法代码的奇偶监督方法返回本节2定比码 定比码是使所编码字中“1”的数目保持一定，而在接收端检查码字中“1”的数目是否为给定常数，借此来检出错码。定比码在远动系统中采用较多。简单讲，这种码就是“从n中取m”（m（轻载主机），则经数学运算得到暖备旁待系统的MTBF2为：两种双机冗余系统与网络总线的连接方式如图8.16所示，其中主机和前置处理机的连接一般采用固定连接方式（如实线连接），若需要增加灵活性和可靠性，可增加虚线所示的切

18、换电路，但硬件设备和软件都相应复杂化。图图8.16 双机冗余监双机冗余监控主机连接电路控主机连接电路返回本节8.6 综合系统软件设计 8.6.1 模拟量输入信号扫描处理与算法 8.6.2 开关量监视（扫查）与处理判断 8.6.3 开关设备控制与监视 8.6.4 应用软件系统组成及其基本设计方法概述 返回本章首页8.6.1 模拟量输入信号扫描处理与算法 1模拟量信号分类及其扫描、处理过程（1）高电平的电流、电压信号，电平高达510V（稳态），变化速度相对较快，扫描周期一般为几分钟以内，它们用以监视电气参数和计算越限值。（2）非电量模拟信号，如热电偶温度信号、压力信号等，为低电平（以毫伏计）信号，

19、其变化较缓慢，相应的扫描周期比第一类更长（达几十分钟），它们用以监视越限参数值。图图8.17 输入模拟量处理计算流程框图输入模拟量处理计算流程框图 2模拟量信号发送和接收软件举例 图8.18示出模拟量数据发送、接收（扫描）的主要程序框图。其中图（b）为监控主机接收程序，它按模拟量信号的分组号、点号设定后，每次对每点模拟量发送地址码，并待模拟量采集子系统应答后，发送模拟量数据传送（扫描）命令，得到对方应答后，最后接收模拟量数据，依次循环至全部模拟量扫描一次完后结束。图（a）为各个模拟量采集子系统处理机的发送程序，它由中断服务程序接收监控主机信息后发动，并进行各种判别。图图8.18 数据发送与接收

20、程序数据发送与接收程序返回本节8.6.2 开关量监视（扫查）与处理判断 1开关量跳变与跳变方向的处理判断 （1）开关量跳变逻辑判断。（2）开关量跳变方向的逻辑判断。图图8.19 开关量跳变方向逻辑判断开关量跳变方向逻辑判断2开关量处理判断程序举例开关量处理判断程序举例图图8.20 开关量处理判断程序开关量处理判断程序返回本节8.6.3 开关设备控制与监视 开关设备的控制可由监控主机键盘集中控制，或由控制、保护模块处理机按钮控制完成跳、合闸。在监控主机控制时，由键盘输入操作命令，并生成相应的操作信息。开关合闸或分闸操作执行完后，开关产生变位，反映开关状态的开关量信号（变位后），通过开关量输入通道

21、输入至处理机，经监控主机巡检扫查和开关量处理判断程序的处理，并启动打印机、CRT显示器数出相应的开关操作、变位信息，运行人员根据此进行开关操作过程合开关状态的监视。程序控制（一个命令控制一系列开关或变压器组）则是在上述单控基础上，由程序自动依次执行完成的。返回本节8.6.4 应用软件系统组成及其基本设计方法概述 1监控系统应用软件组成 相对应的应用软件组成主要包括：模拟量巡测与数据处理程序，上下限值检查和越限报警程序，开关量巡检与处理程序。开关设备控制监视（含程序控制操作）程序，通信处理调度程序，CRT管理、画面生成、数据库管理程序，制表打印程序，自检程序，初始化程序以及任务调度管理程序等，如

22、图8.21所示，其中初始化软件包括数据初始化、建立窗口等。图图8.21 监控系统应用软件组成监控系统应用软件组成 2对监控系统应用软件的基本要求 （1）实时性好。（2）灵活性和适应性强。（3）可靠性高。（4）检测与控制精度高。3应用软件设计方法概述 （1）模块化设计方法。（2）分层设计法。（3）结构化程序设计法。返回本节THANK YOU VERY MUCH！本章到此结束，谢谢您的光临！返回本章首页结束放映第9章 微机远动系统的抗干扰措施 9.1 硬件抗干扰措施概述 9.2 软件的抗干扰设计 9.3 故障自动检测程序 9.4 远动装置的故障检测及诊断 9.5 数据滤波程序 9.6 变电站内的电

23、磁兼容 9.7 变电站抗电磁干扰的措施 本章学习目标 l 远动系统常采用的一些硬件抗干扰措施 l 远动系统常采用的一些软件抗干扰措施 l 程序判断滤波、中值滤波、算术平均滤波、一阶惯性滤波和复合数字滤波 l 故障自动检测程序设计方法 l 针对变电所的干扰分析方法及所采取的一些措施返回本章首页9.1 硬件抗干扰措施概述 1供电系统的抗干扰措施 为了防止从电源系统窜入干扰，控制系统可采用如图所示的供电配置。图中交流稳压器用来保证供电的稳定性，防止电源系统的过压图中交流稳压器用来保证供电的稳定性，防止电源系统的过压与欠压；隔离变压器可采用屏蔽层隔离以减小分布电容，提高与欠压；隔离变压器可采用屏蔽层隔

24、离以减小分布电容，提高抗共模干扰的能力；低通滤波器滤去高频干扰，改善电源波形。抗共模干扰的能力；低通滤波器滤去高频干扰，改善电源波形。图9.1 抗干扰的供电配置返回本章首页 2过程通道干扰及抗干扰措施 过程通道允许传输线的长度与计算机的主振频率有关，按照经验公式计算：1MHz的主振频率，允许信号传输距离为0.5m；当频率升至4MHz时，允许距离为0.3m。超出这个范围，即作长线处理。因此在过程通道中长线传输的干扰是主要干扰。为了保证长线传输的可靠性，主要措施有光电耦合、双绞线传输和阻抗匹配等。3印刷电路板及电路的抗干扰设计 （1）关于地线的处理：（2）电源线的处理：（3）去耦电容的配置：（4）

25、其他：图图9.2 采用采用RC电路减少干扰电路减少干扰 返回本节9.2 软件的抗干扰设计 1干扰对测控系统的影响（1）干扰使数据采集的误差加大。（2）干扰使输出控制误差加大。（3）数据受干扰发生变化。（4）干扰使程序运行失常。2提高采样信号信噪比的措施 3软件冗余措施 4设置自诊断程序 返回本章首页9.3 故障自动检测程序 常用的自检程序如下：1防止程序运行失常的措施 2RAM、ROM的自检程序 3A/D、D/A转换器的自检程序 4面板显示装置的检查 5总线及插件自检返回本章首页 1防止程序运行失常的措施（1）监视CPU工作的定时计数器：（2）设置软件陷阱：2RAM、ROM的自检程序（1）RO

26、M自检。（2）RAM自检程序。检查ROM最常用的方法是采用校验和法。即在将程序写入ROM时，保留一个单元（一般是最后一个单元）不写程序码而写入校验字，使ROM的每一列（即字节的各位）具有奇数（或偶数个）1，从而使ROM的校验和为全1（或全0），如表9.1所示是88ROM，前面7个单元写入的是程序代码，最后一字节写入校验字11001010B，使最后的校验和为全1。校验程序则从ROM的第一个单元开始，按位相加，最后的校验和若与设置的全1（或全0）相等，则说明ROM内容正确，否则指示ROM出错，如图9.3所示。图图9.3 ROM自检程序流程图自检程序流程图表9.1 ROM自检原理表图图9.4 RAM

27、自检程序框图自检程序框图3A/D、D/A转换器的自检程序 A/D和D/A转换器在微机控制系统中占有重要的地位，其转换精度直接影响着系统的控制运算精度。因此对它的检查，常看作正常运行操作的一部分，并周期性的进行。4面板显示装置的检查面板显示装置的检查一般有两种形式。一种形式是让面板上的各显示器的所有字段都发光，然后再使所有字段都不发光，以检查显示器与其相应接口及功放电路是否均处于正常工作状态。当表明工作正常之后，按下任何一个按键装置均应脱离初始自检方式，给出某种正常工作的符号，进入其他工作状态。另一种形式是显示某些特征字符（一般是显示系统的名称或代号），几秒钟自动消失，进入其他初态或某种操作状态

28、。显示自检程序如图9.5所示。图图9.5 显示器自检程序流程图显示器自检程序流程图 5总线及插件自检 总线自检是检查经过缓冲器的总线（或称外部总线）。总线检查的目的是为了检查信息传递是否正确。通常微处理器的总线是通过缓冲器与各插件及I/O接口器件相连接的。由于总线没有记忆能力，检测总线时总要外加相应的锁存器保存总线信息（地址信息和数据线上的信息），这样只要对相应的锁存器执行一条输出指令，使地址线或数据线上的信息保存在锁存器中，然后再对该锁存器进行读入操作，即可将地址线或数据线的信息重新读入CPU。把读入的信息与原来输出的信息相比较，即可判断外部总线是否出现故障。返回本节9.4 远动装置的故障检

29、测及诊断 1RAM的故障检测 RAM可能出现的故障有：电源或控制线故障，某些存储单元固定为l或0，有的数据线固定为l或0；地址译码器故障，有的地址线固定为l或0等几种。从功能考虑，对BAM的主要要求是：所选中的地址正确，能读能写，数据正确，各单元互不影响。远动装置在运行中要检查RAM时，为了保护RAM中原有的数据，应先将它读出保存，待检查结束后再恢复。这种检查可以查出上述RAM故障的前三项，但对于地址线或地址译码器的故障无能为力。返回本章首页 2.ROM的故障检测 ROM可能出现的故障与RAM相仿（写除外）。由于ROM平时不能写入，因而不能用检查RAM的先写后读方法。对ROM的检查通常采用奇偶

30、校验法。在ROM测试区的末尾增加一个校验字，存放按列的奇校验值，在ROM固化时一起写入。图9.7是其简化示例。图图9.6 检查检查RAM的局部流程框图的局部流程框图 图图9.7 ROM检查检查 3CPU的故障检测 CPU是微机系统的核心部件，CPU如有故障就无法进行工作。CPU的电路相当复杂，以功能来检查比从电路来检查更为合宜。CPU的功能体现在执行各条指令中。指令执行是否正确可以用其他的指令完成同一功能来比较。例如一个数自身相加等于这个数左移一位，因此可以用加法指令来检验左移指令。对CPU的检查，通常就是送入试验数据，通过一系列基本运算段落，对CPU的功能分别进行检查，只有功能正确方能继续执

31、行下一段落，否则就指出故障所在区段。通过全部运算段落后可认为CPU工作正常。4模拟量采集及模数转换的故障检测 模拟量遥测输入回路包括采样多路开关及模数转换两部分。采样多路开关的故障有：多路开关内部译码器故障，多路开关始终导通、始终断开以及元件特性的变坏引起的测量误差等。模数转换器中的标准电源、控制逻辑、数模网络、数码寄存器等也可能发生故障，致使模数转换的结果不合标准。返回本节9.5 数据滤波程序 9.5.1 数字滤波的优点 9.5.2 数字滤波器 返回本章首页9.5.1 数字滤波的优点 （1）因为用程序滤波，无需增加硬设备，且可多通道共享一个滤波器（多通道共同调用一个滤波子程序）。从而降低了成

32、本。（2）由于不用硬件设备，各回路间不存在阻抗匹配等问题，故可靠性高，稳定性好。（3）可以对频率很低的信号（如0.01Hz）进行滤波。这是模拟滤波器做不到的。（4）可根据需要选择不同的滤波方法或改变滤波器的参数。使用方便、灵活。返回本节9.5.2 数字滤波器 1程序判断滤波 2中值滤波 3算术平均值滤波 4一阶惯性滤波程序 5复合数字滤波 1程序判断滤波 （1）限幅滤波。限幅滤波的做法是把两次相邻的采样值相减，求出其增量（以绝对值表示），然后把两次采样允许的最大差值（由被控对象的实际情况决定）Y进行比较，如小于或等于Y，则取本次采样值；若大于Y，则仍取上次采样值作为本次采样值，即：|Y(k)Y

33、(k1)|Y，则Y(k)=Y(k)，取本次采样值，|Y(k)Y(k1)|Y，则Y(k)=Y(k1)，取上次采样值。（2）限速滤波。限速滤波是用三次采样值决定采样结果，设采样时刻t1，t2，t3，所采集的参数分别是Y(1)，Y(2)，Y(3)，则 当|Y(2)Y(1)|Y时，Y(2)输入计算机 当|Y(2)Y(1)|Y时，Y(2)不采用，但仍保留，继续采样取得Y(3)。当|Y(3)Y(2)|Y时，Y(3)输入计算机。当|Y(3)Y(2)|Y时，则取Y(2)+Y(3)/2输入计算机。2中值滤波 中值滤波时对某一参数连续采样n次（n取奇数），然后把n次的采样值顺序排列（正序或逆序），再取中间值作为本

34、次采样值。中值滤波对于去掉由于偶然因素引起的波动或采样器不稳定所引起的脉动干扰十分有效。对缓慢变化的过程变量采用此法有良好的效果，但不易用于块所变化的过程参数（如流量）。进行中值滤波程序设计时，首先把N各采样值进行排序。排序的方法可采用“冒泡程序”，然后取中间值。3算术平均值滤波 算术平均值滤波是要寻找一个Y(k)，使该值与采样值间误差的平方和最小，即：算术平均值滤波程序中将算术平均值滤波程序中将N次采样值同等对待，这事实上削弱了当次采样值同等对待，这事实上削弱了当前采样值在程序中的比重，实时性较差。有时为了提高滤波效果，前采样值在程序中的比重，实时性较差。有时为了提高滤波效果，将各次采样值取

35、不同的比例稀疏，然后再相加，这种方法被称为加将各次采样值取不同的比例稀疏，然后再相加，这种方法被称为加权平均滤波法。其运算式为：权平均滤波法。其运算式为：4一阶惯性滤波程序 图图9.8 一阶惯性滤波一阶惯性滤波程序流程图程序流程图 5复合数字滤波 为了进一步提高滤波效果，有时可以把两种或两种以上不同滤波功能的数字滤波器组合起来，构成复合数字滤波器，或称为多级数字滤波器。例如，把算术平均滤波与中值滤波组合起来形成的多功能复合滤波器，可以防脉冲干扰，并对周期性的脉冲采样值进行平滑加工。返回本节9.6 变电站内的电磁兼容 9.6.1 电磁兼容定义 9.6.2 变电站内电磁干扰产生的原因及其特点 返回

36、本章首页9.6.1 电磁兼容定义 电磁兼容的意义是：电气或电子设备或系统能够在规定的电磁环境下不因电磁干扰而降低工作性能，他们本身所发射的电磁能量不影响其他设备或系统的正常工作，从而达到互不干扰，在共同的电磁环境下一起执行各自功能的共存状态。电磁兼容的内容包括抗干扰（设备和系统抵抗电磁干扰的能力）和电磁发射控制（设备和系统发射的电磁能量的控制）两个方面。电磁干扰的三要素是：干扰源、传播途径和电磁敏感设备。返回本节9.6.2 变电站内电磁干扰产生的原因及其特点 1电磁干扰源分析目前与电力系统有关的电磁干扰源有外部干扰和内部干扰两方面。外部干扰源指的是与远动系统的结构无关，而是由使用条件和外部环境

37、因素决定的干扰源。对变电站的RTU装置来说，外部干扰源主要有交、直流回路开关操作、扰动性负荷（非线形负荷、波动性负荷）短路故障、大气过电压（雷电）、静电、无线电干扰和核电磁脉冲等，概括表现为如下三类：变电站设备的交流电源及直流电源受低频振动扰动；传导瞬变和高频干扰；场的干扰。2电磁干扰的耦合途径 电磁干扰耦合的途径可归纳为如下几种：（1）电容性耦合。（2）电感性耦合。（3）共阻抗耦合。（4）辐射耦合。3电磁干扰可能造成的后果（1）电源回路干扰的后果。（2）模拟量输入通道干扰的后果。（3）开关量输入、输出通道干扰的后果。（4）CPU和数字电路受干扰的后果。返回本节9.7 变电站抗电磁干扰的措施

38、9.7.1 抑制干扰源的影响 9.7.2 接地和减少共阻抗耦合 9.7.3 隔离措施 9.7.4 滤波 9.7.5 计算机供电电源的抗干扰措施 返回本章首页9.7.1 抑制干扰源的影响 1屏蔽措施（1）一次设备与自动化系统输入、输出的连接采用带有金属外皮（屏蔽层）的控制电缆，电缆的屏蔽层两端接地，对电场耦合和磁耦合都有显著的削弱作用。（2）二次设备内，综合自动化系统中的测量和微机保护或自控装置所采用的各类中间互感器的一、二次绕组之间加设屏蔽层，这样可起电场屏蔽作用，防止高频干扰信号通过分布电容进入自动化系统的相应部件。（3）机箱或机柜的输入端子上对地接一耐高压的小电容，可抑制外部高频干扰。（4

39、）执行端RTU的机柜和机箱采用铁质材料，本身也是一种屏蔽。2减少强电回路的感应耦合（1）控制电缆尽可能离开高压母线和暂态电流的入地点，并尽可能减少平行长度。（2）电流互感器回路的A、B、C相线和中性线应在同一根电缆内，避免出现环路。（3）电流和电压互感器的二次交流回路电缆，从高压设备引出至监控和保护安装处时，应尽量靠近接地体，减少进入这些回路的高频瞬变漏磁通。返回本节9.7.2 接地和减少共阻抗耦合 1一次系统接地 处理一次系统接地时，应注意对于引入瞬变大电流的地方应设多根接地线并加密接地网，以降低瞬变电流引起的地电位升高和地网各点电位差。（1）设备接地线要接于地网导体交叉处。（2）设备接地处

40、要增加接地网络互连线。（3）避雷针、避雷器接地点应采用两根以上的接地线和加密接地网络。2二次系统接地 二次系统接地分安全接地（保护接地）和工作接地两大类。对工作接地要求是：1）工作接地网（总线）各点电位应一致；2）多个电路公用接地线时，其阻抗应尽量小；3）由多个电子器件组成的系统，各电子器件的工作接地应连在一起，通过一点与安全接地网相连。3变电站RTU系统的工作接地（1）RTU系统的地线种类。（2）微机电源地（0V）和数字地的处理。（3）数字地和模拟地的处理。（4）噪声地的处理。（1）RTU系统的地线种类。在变电站综合自动化系统中，大致有如下5种地线：1）微机电源地和数字地（即逻辑地），这种地

41、是微机直流电源和逻辑开关网络的零电位。2）模拟地，这是A/D转换器和前置放大器或比较器的零电位。3）信号地，这种地通常为传感器的地。4）噪声地，是继电器、电动机等的噪声地。5）屏蔽地，即机壳接地。（2）微机电源地（0V）和数字地的处理。1）微机电源地采用浮地的方法。2）微机电源地与机壳共地。2）微机电源地与机壳共地。3）一点接地和多点接地问题。图图9.9 一点接地示意图一点接地示意图（3）数字地和模拟地的处理。1）数字地和模拟地共地，其连接方法如图9.10所示。2）模拟地浮空的接线方式。3）模拟地和数字地通过一对反相二极管相连接。其连接方法如图9.11所示。图图9.10 模拟地与数字地的连接模

42、拟地与数字地的连接图图9.11 模拟地与数字地通过二极管连接模拟地与数字地通过二极管连接返回本节9.7.3 隔离措施 1模拟量的隔离 2开关量输入、输出的隔离 3其他隔离措施 返回本节9.7.4 滤波 1对抗电磁干扰滤波器的要求（1）在阻带范围内，要具有足够高的衰减量，将传导干扰电平降低到规定的范围内。（2）对传输的有用信号的耗损，应降低到最低程度。（3）电源滤波器对电源工作电流的损耗应降低到最低程度。2硬件滤波器的种类及作用 常用的滤波器有以下几种。（1）电容滤波器。（2）电感滤波器。（3）R，C滤波器。3抑制共模干扰的方法 上述在模拟量信号回路加滤波器的措施，多数对于抑制差模干扰比较有效。

43、对于共模干扰可采用双端对称输入，抑制共模干扰。如果输入信号为电流型信号（010mA或420mA），双绞线屏蔽层在接收端接保护地，则抑制干扰信号的效果更好。返回本节9.7.5 计算机供电电源的抗干扰措施 1采用隔离变压器隔离 2采用电源滤波器 3采用不间断电源UPS 4采用氧化锌压敏电阻 返回本节THANK YOU VERY MUCH！本章到此结束，谢谢您的光临！结束放映返回本章首页第10章 远动技术在铁路运输调度中的应用 10.1 系统的网络结构与通信制式 10.2 线路控制方式 10.3 铁路信号远程控制系统中具体采用的几种线路控制方法 本章学习目标 l 调度集中对远动系统的基本要求 l 评

44、价标准 l 调度集中里的通信制式、远动系统信道联系网络的形式 l 掌握常见的线路控制方式以及电码的基本结构返回本章首页遥信或遥控系统以如下几种不同的形式出现。1区段的遥控及遥信系统 2枢纽遥控及遥信系统 3大（小）站遥控及遥信系统 4分界口遥信系统10.1 系统的网络结构与通信制式 10.1.1 系统网络结构 10.1.2 通信制式 返回本章首页10.1.1 系统网络结构 1点对点网络式系统结构 点对点网络式系统结构是铁路信号远程控制中最简单的形式。在对象非常集中的情况下，才有可能使用，如大站遥控、小站遥控系统，信号与道岔都集中在某一个咽喉地区，图0.1分别给出了点对点铁路信号远程控制系统结构

45、、网络结构和具体运用示意图。控图10.1 点对铁路信号远程控制系统结构图执控执图图10.1 点对铁路信号远程控制系统结构图点对铁路信号远程控制系统结构图2一对多点星型网络结构多点星型网络结构适用于多执行端与控制端有独立信道的情况下，因此我们可以看成是多个点对点系统的集合。系统的结构示意图如图10.2所示。图10.2 一对多星型网络结构示意图 控执执控图图10.2 一对多星型网络一对多星型网络结构示意图结构示意图3多站网络系统结构图10.3给出多站网络式系统结构示意图。这种运行结构的特点是一个控制端发送的控制命令，多个执行端能够同时接收，即控制端与多个执行端共用同一个信道。因此这种结构系统的一个

46、突出的问题，就是如何确定控制端或某一个执行端对信道的占用权（使用权），我们在下面将专门阐述线路的控制方法。图10.3 多站网络式系统结构执执执执执控控执执执执执图图10.3 多站网多站网络式系统结构络式系统结构4复联网络形式的系统结构（1）多点双星型网络的系统结构。这种系统网络结构，相当于两级一对多星型网的叠加，第二级控制点有双重功能，其一作为第一级的执行端，其二作为第二级的控制端，它还要控制本级的各执行端，其网络结构示意图如图10.4所示。控图10.4 多点双星型网络结构示意图图图10.4 多点双星型多点双星型网络结构示意图网络结构示意图（2）星型多站型网络式系统结构。这种系统结构综合了多点

47、星型与多站型网络的特点，设计时必须采用分层设计的方法，这种系统结构在我国铁路分界口遥信系统中已经采用（见图10.5）。图10.5 星型-多站型网络式系统结构示意图图图10.5 星型多站星型多站型网络式系统结构型网络式系统结构示意图示意图返回本节10.1.2 通信制式 前述可知，遥控、遥信与遥测系统在控制端与执行端的信道上，有大量的信息传输。通信制式就是专门解决信息流动的问题。若单纯地着眼于信息流向，控制端与执行端之间可以设计三种通信制式，即双工、单工，半双工。单个通信制就是信道设备及线路中信息只允许单方面流动，不能进行反方向传输；双工通信制在同一组信道设备和线路中能同时进行双方向的信息传输；半

48、双工通信制在信道设备和线路中，信息可以进行双方向传输，但是在同一时刻，信息只限于一个方向传输。返回本节10.2 线路控制方式 线路控制方式 1基本的线路控制方法（1）同步分时线路控制方法。（2）非同步分时线路控制方法。（3）查询分时线路控制方法。（4）选择式线路控制方法。（5）争夺式线路控制方法。返回本章首页图图10.6 通信设备的概况示意图通信设备的概况示意图返回本节10.3 铁路信号远程控制系统中具体采用的几种线路控制方法 查询应答与选择制结合。平时当控制端不需发送控制信息时，可以由控制端按执行端地理位分布的远近，顺序查询，由相应执行端向控制端发送表示信息。对指定执行端控制信息的产生虽然是

49、随机的，但发送时机要与发送查询信息的时机吻合，即轮到查询第一执行端时，才允许在此时以选择方式对其发送控制信息。如图10.7示意。返回本章首页第3点表示第4点表示第5点表示第6点表示通信信道向第4点呼叫遥控信道向第3点呼叫向第5点呼叫第6点命令图10.7 控制应答制之一图图10.7 控制应答制之一控制应答制之一 这种方式，由于控制信息需等待与其相应的呼叫查询时机，因此可能有暂时积压，如果改为控制信息优先为原则，则如图10.8所示。通信信道遥控信道第3点表示第6点表示第7点表示图10.8 控制应答制之二向第6点呼叫向第3点呼叫向第7点呼叫第8点命令图图10.8 控制应答制之二控制应答制之二 若仍采

50、用前一举例，对第六执行端的控制信息，可以在向第三个执行端进行呼叫查询之后马上进行。当对第六执行端发完控制信息之后，可以按序对第七执行端发出呼叫查询信息。这样，将使得在本周期内跳地过了对第四、第五执行端的呼叫查询（见图10.9）。向第5点呼叫第4点表示第6点命令遥控信道通信信道第6点表示第3点表示图10.9 控制应答制之三向第3点呼叫向第4点呼叫第5点表示图图10.9 控制应答制之三控制应答制之三 以上举例的示意图均是以采用两组单工信道设备与线路为前提进行解释的，如果采用一组半双工信道设备与线路时，双方向信息传输的原则可作如下改变。（1）查询应答制。（2）自动应答制。图图10.10 查询应答制查