第三章电力系统远动技术.ppt
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1、微机保护装置的构成,1、模拟量输入部分 2、数字量输入部分 3、数字量输出部分 4、计算机部分 5、电源部分,模拟量输入部分,开关量(数字量)输入回路,(1)装置面板上的接点 (2)从装置外部经端子排引入装置的接点,开关量(数字量)输出回路,装置开关输出回路接线图,第三章 电力系统远动技术,第一节 信息传输基础 信息传输的过程称为通信,所有通信都是将消息变成与之对应的信号来传递。 现代通信主要是以电信号来传递的,通常寄托在电信号的某一参量上,按电信号的参量承载的信号类型可分为 连续的:模拟信号普通的电话机 离散的:数字信号电报、传递的数据、遥控指 令等,第三章 电力系统远动技术 第一节 信息传
2、输基础 点与点之间建立的通信系统是通信的最基本形式,其如下框图所示 。,模拟通信和数字通信 (1) 模拟通信一般指的是信源发出的、信宿接收的和信道传输的等都是模拟信号的通信过程或方式。 (2) 数字通信一般是指以数字信号的形式传输信号的系统。 数字通信具有以下特点: (1) 抗干扰能力强。 (2) 便于进行信号加工与处理 (3) 传输中出现的差错(误码)可以设法控制,提高了传输质量,(4) 数字信息易于加密且保密性强 (5) 能够传输话音、电视和数据等多种信息,增加了通信系统的灵活性和通用性。 缺点:信号带宽增加,频带的利用率低 模拟电话信号带宽为4KHZ 数字电话信号带宽为20KHZ60KH
3、Z,数字通信传输方式 串行传输,并行传输,点到点通信、点到多点通信和多点到多点通信 单工方式、半双工方式和双工方式,直通方式和交换方式 (需交换机) 同步通信和异步通信,信息传输速率与误码率 通信系统的性能指标:有效性(速度)、可靠性(质量)、适应性、经济性及维护使用 1. 信息传输速率 数字信号由码元组成,定义单位时间传输的码元数为码元速率Rs,单位为码元s,又称波特(baud),简记为Bd,所以码元速率也称波特率。 定义单位时间传输的信息量为信息速率Rb,单位为bit/s (比特秒),所以信息速率又称比特率。,码元可以是二进制的,也可以是多进制的,进制不同的码元携带的信息量不同。一个二进制
4、码元的信息量为1bit,一个M进制码元的信息量为log2M bit,所以码元速率Rs和信息速率Rb之间的关系为,如每秒钟传送2400个码元,则码元速率为2400 baud;当采用二进制时,信息速率为2400bit/s;若采用四进制时,信息速率为4800bit/s。对于二进制,在数值上波特率和比特率是相等的,但其意义是不同的,2. 误码率,异步传输和同步传输 1. 异步通信,2. 同步通信 接收端的时钟严格保持与发送端一致,同步通信时一个数据帧中包含有如下几个部分 : 同步码、数据码、校验码。 第二节 电力系统远动通信系统简介,远动系统的构成:厂站端远动装置、调度端远动装置和远动信道 调度中心主
5、站(控制站),厂站子站 安装在主站和子站的远动装置分别称为前置机和远动终端装置RTU,二进制数字信号通信(数字信号的调制与解调) 二进制数字调制中,包括三种形式:幅度键控(ASK) 、频率键控(FSK)和相位键控(PSK),s,m,c,R,数字信号的调制,数字信号解调 振幅键控非相干解调原理框图,振幅键控非相干解调过程各点波形图,2. 频率键控(FSK)(非相干解调),2. 频率键控(FSK)(非相干解调),相位键控相干解调原理,相位键控相干解调过程各点波形图,第三节 信息传输差错控制原理 差错控制方式 前向纠错(FEC)、检错重发(ARQ)和混合纠错(HEC)是常用的三种差错控制方式,几种常
6、用的检错码有如下几种: (1) 奇偶监督码 (2) 二维奇偶监督码 (3) 重复码 (4) 恒比码,重复码,检错 增加一位,即“11”表示开关闭合,“00”表示开关断开 “11” “10” “01” 丢弃 纠错 再增加一位,即“111”表示开关闭合,“000”表示开关断开 “111” “110” “101” “011” 根据多数表决法的判断原则应为闭合,奇偶校验,在帧中每一个字末端附上一个奇或偶校验码。 选择附加码是“1”或“0”的原则为:使得该字包括监督码元在内含有偶个“1”(偶校验)或奇数个“1”(奇校验),二维奇偶监督码,恒比码:从某确定码长的码组中挑选那些1和0的比例为恒定值的码组作为
7、许用码,在检验时,只要计算接受码组中的1的数目是否正确,就可知道有无错误,现场总线通信方式 现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表,使它们各自都具有了数字计算和数字通信能力,采用可进行简单连接的双绞线等作为总线,把多个测量控制仪表连接成的网络系统 现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统,也被称为开放式、数字化、多点通信的控制网络 以现场总线为基础的现场控制层,其网段与工厂现场设备相连,是工厂信息网络集成系统的底层,是工厂底层网络,采用现场总线,实现了控制系统的综合管理和自律分散控制 现场仪表具有综合管理功能 系统控制功能的自律分散 系统控制
8、功能的下移,现场总线通信方式,双向数字通信方式的特点 一根双绞线可连接多台设备,从而减少导线数量,降低配线成本 由于采用数字传输方式,可以实现高精度的信息处理,提高控制质量 由于实现了多重通信,除了可以传送过程变量、控制变量外,还传送大量的现场设备管理信息 现场仪表之间可以通信,实现了现场仪表自律分散控制 由于现场总线仪表具有互操作性,不同厂家的仪表可以自由组合,为用户提供了更为广泛的选择余地 实现了测量仪表、电气仪表、分析仪表的综合化 在控制室就可以对现场仪表进行调试、校验、诊断和维护,现场总线通信方式,目前几种有影响的现场总线有:基金会、LonWorks、PROFIBUS、CAN、HART
9、等现场总线 基金会现场总线: 以美国Fisher-Rosemount(ISP协议)公司为首,联合ABB、西门子等80多家公司和以Honeywell(World FIP协议)公司为首,联合欧洲等地的150多家公司于1994年9月合并成立了现场总线基金会,致力于开发出国际上统一的现场总线协议。它以ISO/OSI开放系统互连模型为基础,取其物理层、数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次,并在应用层上增加了用户层 LonWorks: 由美国EchelonI公司推出并由它与摩托罗拉、东芝公司共同倡导,与1990年正式公布而形成,采用ISO/OSI模型的全部七层通讯协议,采用了面向对象的设计方法,通过
10、网络变量把通信设计简化为参数设置,其通信速率从300bps至1.5bps不等,直接通信距离可达2700m;支持双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电力线等多种通信介质。它已被广泛的应用于楼宇自动化、家庭自动化、保安系统、办公设备、交通运输、工业过程控制等行业。另外,在开发智能通信接口、智能传感器方面,LonWorks神经元芯片业具有独特的优势,PROFIBUS: 是德国国家标准DIN19245和欧洲标准EN50170的现场总线标准。由PROFIBUS-DP, PROFIBUS-FMS, PROFIBUS-PA组成了PROFIBUS系列。 DP型用于分散外设间的高速数据传输,适用于加工自动化领
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