配套課件：微機遠(yuǎn)動技術(shù)

1、第1章 微機遠(yuǎn)動技術(shù)概述 1.1 遠(yuǎn)動技術(shù)的概念 1.2 遠(yuǎn)動技術(shù)的發(fā)展 1.3 計算機遠(yuǎn)動技術(shù)的應(yīng)用1.4 計算機遠(yuǎn)動系統(tǒng)的模式1.5 對計算機遠(yuǎn)動系統(tǒng)的要求 本章學(xué)習(xí)目標(biāo) l 遠(yuǎn)動的定義及技術(shù)特征l遙控、遙信、遙測、遙調(diào)的定義l遠(yuǎn)動的組成及分類方法l遠(yuǎn)動的運行方式l微機遠(yuǎn)動的性能指標(biāo)l微機遠(yuǎn)動技術(shù)的應(yīng)用返回本章首頁1.1 遠(yuǎn)動技術(shù)的概念1.1.1 “四遙”功能的定義 1.1.2 遠(yuǎn)動系統(tǒng)的分類 返回本章首頁1.1.1 “四遙”功能的定義 1遙控（YK）遙控就是對被控對象進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制。被控對象可以是固定的，如工廠的機器，輸油、輸氣、供水管道上的泵與閥，鐵路上的變電所、分區(qū)亭、開閉所，電力系

2、統(tǒng)的發(fā)電廠、變電站的開關(guān)等；也可以是活動的，如無人駕駛飛機、衛(wèi)星等。2遙測（YC）遙測就是對被測對象的某些參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離測量。如可以遙測鐵路牽引供電系統(tǒng)中變電所、分區(qū)亭中的有功和無功功率、電度、電壓、電流等電氣參數(shù)及接觸網(wǎng)故障點等非電氣參數(shù)。 3遙信（YX）將被控站的設(shè)備狀態(tài)信號遠(yuǎn)距離傳送給調(diào)度端稱為遙信，如開關(guān)位置信號、報警信號等。4遙調(diào)（YT）調(diào)度端直接對被控站某些設(shè)備的工作狀態(tài)和參數(shù)的調(diào)整稱為遙調(diào)。如調(diào)節(jié)變電所的某些量值（如電壓、功率因素等）。 返回本節(jié)1.1.2 遠(yuǎn)動系統(tǒng)的分類 1按遠(yuǎn)動功能的實現(xiàn)方式分（1）布線邏輯式遠(yuǎn)動系統(tǒng)。（2）計算機遠(yuǎn)動系統(tǒng)。2. 根據(jù)遠(yuǎn)動裝置采用的元件是否有接

3、點分（1）有接點遠(yuǎn)動系統(tǒng)。（2）無接點遠(yuǎn)動系統(tǒng)。3. 根據(jù)遠(yuǎn)動技術(shù)的信息傳輸方式分（1）循環(huán)式遠(yuǎn)動系統(tǒng)。（2）問答式遠(yuǎn)動系統(tǒng)。4. 根據(jù)遠(yuǎn)動裝置的工作方式分（1）1:1工作方式遠(yuǎn)動系統(tǒng)。 （2）1:N工作方式遠(yuǎn)動系統(tǒng)。 （3）M:N工作方式遠(yuǎn)動系統(tǒng)。 5根據(jù)遙控遙測系統(tǒng)傳輸指令和信息是利用無線信道還是有線信道分（1）無線信道遠(yuǎn)動系統(tǒng)。 （2）有線信道遠(yuǎn)動系統(tǒng)。 6按被控對象是分散還是集中分（1）分散型遠(yuǎn)動系統(tǒng)。（2）集中型遠(yuǎn)動系統(tǒng)。返回本節(jié)1.2 遠(yuǎn)動技術(shù)的發(fā)展 早在19世紀(jì)，人們就可以用遙控的方法點燃地雷，以及對炮彈的飛行參數(shù)進(jìn)行記錄，這就是早期遠(yuǎn)動技術(shù)出現(xiàn)的例子。在20世紀(jì)40年代，特別是

4、第二次世界大戰(zhàn)之后，由于軍事上的需要，采用無線電遙測技術(shù)。 20世紀(jì)50年代，美國與前蘇聯(lián)兩國大力開展導(dǎo)彈和衛(wèi)星的研制工作。 20世紀(jì)6070年代，人類已經(jīng)進(jìn)入宇宙航行的時代。 我國遠(yuǎn)動技術(shù)從20世紀(jì)50年代起步，經(jīng)過40年艱苦努力，從無到有，從簡單到尖端，已在電力系統(tǒng)、大工廠及聯(lián)合企業(yè)、氣象、國防、航天、機器人、深海作業(yè)、核試驗、核能利用、地震預(yù)報、生物醫(yī)學(xué)、鐵道、隧道、輸油管道、引水排灌、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。返回本章首頁1.3 計算機遠(yuǎn)動技術(shù)的應(yīng)用 1.3.1 計算機遠(yuǎn)動技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用 1.3.2 計算機遠(yuǎn)動技術(shù)在城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)中的應(yīng)用 1.3.3 計算機遠(yuǎn)動技術(shù)在通信網(wǎng)中應(yīng)

5、用 1.3.4 計算機遠(yuǎn)動技術(shù)在鐵道電氣化中的應(yīng)用 返回本章首頁1.3.1 計算機遠(yuǎn)動技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用 我國電力系統(tǒng)的管理調(diào)度體系分為五級：國家級總調(diào)度、大電網(wǎng)級網(wǎng)調(diào)度、省級電網(wǎng)省調(diào)、地區(qū)電網(wǎng)地調(diào)和縣級電網(wǎng)調(diào)度。現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行的三大標(biāo)準(zhǔn)是安全運行、優(yōu)質(zhì)運行和經(jīng)濟(jì)運行。 返回本節(jié)1.3.2 計算機遠(yuǎn)動技術(shù)在城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)中的應(yīng)用 我國現(xiàn)有的水資源低于各國的平均水平。我國有數(shù)十個大、中、小城市嚴(yán)重缺水，已經(jīng)影響到城鎮(zhèn)居民的日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。除了進(jìn)一步開發(fā)新的水源之外，如何節(jié)約、有效、合理地利用現(xiàn)有水源，是當(dāng)前擺在我國供水行業(yè)的首要任務(wù)。采用現(xiàn)代化的監(jiān)控與調(diào)度手段，是實現(xiàn)安全、優(yōu)質(zhì)、合理、

6、經(jīng)濟(jì)供水的重要條件之一。 返回本節(jié)1.3.3 計算機遠(yuǎn)動技術(shù)在通信網(wǎng)中應(yīng)用 在通信網(wǎng)中利用自動化監(jiān)測技術(shù)可完成如下任務(wù)：（1）實時掌握通信網(wǎng)中各種設(shè)備的運行情況及系統(tǒng)性能變化趨勢，做到初期故障早預(yù)報，在小故障變?yōu)榇蠊收现?，及時采取措施進(jìn)行維護(hù)處理，防止業(yè)務(wù)中斷，保證通信網(wǎng)的運行暢通。（2）迅速準(zhǔn)確地對通信網(wǎng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行定位和自動控制。這對遠(yuǎn)程站尤為重要，可以避免派人員到距離很遠(yuǎn)的故障現(xiàn)場檢測機器，使操作維護(hù)時間和維護(hù)成本減至最少。（3）實時采集通信網(wǎng)運行中的各種狀態(tài)信息和報警信息，進(jìn)行分類匯總，統(tǒng)計分析處理，報送上級主管部門，實現(xiàn)通信的自動化、集中化的維護(hù)管理。返回本節(jié)1.3.4 計算機遠(yuǎn)

7、動技術(shù)在鐵道電氣化中的應(yīng)用 隨著鐵道電氣化的迅速發(fā)展，供電系統(tǒng)的運行、調(diào)度管理工作日益復(fù)雜。電氣化鐵道供電系統(tǒng)設(shè)有電力調(diào)度所，統(tǒng)一指揮供電系統(tǒng)在正常及事故情況下的運行，并集中管理沿鐵道分布的許多牽引變電所、分區(qū)亭、開閉所和AT所中的電氣設(shè)備。為了保證供電系統(tǒng)運行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，調(diào)度所必須及時掌握系統(tǒng)的實際運行情況。 返回本節(jié)1.4 計算機遠(yuǎn)動系統(tǒng)的模式 1.4.1 計算機遠(yuǎn)動系統(tǒng)的基本組成 1.4.2 計算機遠(yuǎn)動系統(tǒng)的運行方式 返回本章首頁1.4.1 計算機遠(yuǎn)動系統(tǒng)的基本組成 圖1.1 遠(yuǎn)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖遠(yuǎn)動系統(tǒng)的組成 ：1現(xiàn)場信息轉(zhuǎn)換與控制機構(gòu)2遠(yuǎn)動終端RTU3通信信道4調(diào)度端返回本節(jié)1.

8、4.2 計算機遠(yuǎn)動系統(tǒng)的運行方式 計算機系統(tǒng)有兩種運行方式：手動運行和自動運行。 手動運行方式主要包括如下操作：（1）采集數(shù)據(jù)。 （2）遙控操作。 （3）輸出曲線和報表。 （4）模擬盤操作。 （5）系統(tǒng)維護(hù)。 返回本節(jié)1.5 對計算機遠(yuǎn)動系統(tǒng)的要求 1可靠性高2實時性強3數(shù)據(jù)準(zhǔn)確4設(shè)計合理5可維護(hù)性好6信道混用7設(shè)備多樣化8兼容性強9使用方便10抗干擾能力強返回本章首頁THANK YOU VERY MUCH ！本章到此結(jié)束，謝謝您的光臨！返回本章首頁結(jié)束放映第2章 遠(yuǎn)動信息與編碼的基本理論2.1 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的組成 2.2 信息量及數(shù)字信號傳輸要求 2.3 錯誤圖樣及差錯控制方式 2.4 抗干

9、擾編碼的基本概念及理論 2.5 常用檢錯碼 2.6 線性分組碼2.7 循環(huán)碼 本章學(xué)習(xí)目標(biāo)l數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的組成l抗干擾編碼的基本概念及理論l差錯控制方式l錯誤圖樣及差錯控制方式l幾種常用檢錯碼l循環(huán)碼和線性分組碼返回本章首頁2.1 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的組成 2.1.1 電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的基本組成 2.1.2 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成 返回本章首頁2.1.1 電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的基本組成 1采集電力系統(tǒng)信息并將其傳送到調(diào)度所 2對遠(yuǎn)動裝置傳來的信息進(jìn)行實時處理 3做出調(diào)度決策 4將調(diào)度決策送到電力系統(tǒng)去執(zhí)行 圖2.1 調(diào)度自動化系統(tǒng)的基本構(gòu)成 返回本節(jié)2.1.2 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成 數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康木褪菫榱?/p>

10、傳送數(shù)字信息（單向或雙向），因此，一個數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的組成可概括如圖2.2所示。圖2.2 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的組成返回本節(jié)2.2 信息量及數(shù)字信號傳輸要求 信息量的計算 ： logN （2-1）式中：P事件發(fā)生的概率； 該事件發(fā)生時所得的信息量。在式（2-1）中，對數(shù)的底數(shù)N取決于量度信息的單位。若取2為底，信息量的單位是bit（比特）。 -log2P（bit） （2-2）本節(jié)只討論各種事件都是等概率出現(xiàn)的情況。最簡單事件（或消息）只有兩種狀態(tài)，例如開關(guān)的消息就是“合閘”或“分閘”。這種最簡單的消息所含的信息量的計算公式為： -log21（bit）返回本章首頁信號有兩種主要類型隨時間連續(xù)變化的模擬信號

11、和隨時間不連續(xù)變化的離散信號。模擬信號通常是單一正弦波和正弦波的組合，如圖2.3（a）所示。離散信號是由在時間上離散出現(xiàn)的脈沖組成，脈沖可以是單個的固定的周期出現(xiàn)，如圖2.3（b）所示，也可以是以碼組的形式出現(xiàn)，如圖2.3（c）所示。圖2.3 信號波形圖傳輸錯誤率則可有以下三種表達(dá)方式： （1）誤碼率（Pe）：指錯誤接收消息的碼元數(shù)在傳輸消息的總碼元數(shù)中所占的比例。 （2-6）（2）誤比特率（Pb）：指錯誤接收消息的比特數(shù)在傳輸消息的總比特數(shù)中所占的比例。 （2-7）顯然，對二進(jìn)制信號而言，誤比特率和誤碼率是相同的，即： PbPe （3）誤字率（Pw）：指錯字?jǐn)?shù)在傳輸總字?jǐn)?shù)中所占的比例。返回本

12、節(jié)2.3 錯誤圖樣及差錯控制方式 差錯控制方式可以分成圖2.4所示的四種基本類型。在下圖2.4中深色方框表示在該端檢查出差錯。返回本章首頁1前向糾錯（FEC） ：前向糾錯方式FEC（Forward Error Correction）是在發(fā)送端將數(shù)據(jù)信息按一定的規(guī)則附加余碼元，組成糾錯碼。 2自動回詢重傳（ARQ）：這種方式又可稱為檢錯重傳、判決反饋或反饋糾錯，記作ARQ（Automatic Repeat Request）。3混合差錯控制方式（HEC）：如果將FEC和ARQ適當(dāng)結(jié)合起來，就能克服各自的缺點，這就是混合差錯控制方式，也稱混合糾錯方式HEC（Hybrid Error Correcti

13、on）。 4信息反饋（IRQ）：也就是信息重傳請求IRQ（Information Repeat Request），將接收到的數(shù)據(jù)原封不動地通過反饋信道送回到發(fā)送端。 返回本節(jié)2.4 抗干擾編碼的基本概念及理論 2.4.1 數(shù)字遠(yuǎn)動系統(tǒng)模型2.4.2 抗干擾編碼的基本原理 返回本章首頁2.4.1 數(shù)字遠(yuǎn)動系統(tǒng)模型 圖2.5 數(shù)字遠(yuǎn)動系統(tǒng)模型抗干擾編碼器的作用是根據(jù)一定的原則，將k個信息元組成的信息序列M變成k+r個碼元組成的二進(jìn)制數(shù)字序列C，C稱為碼字。因為信源編碼是從有效性考慮，它產(chǎn)生的信息序列M是沒有抗干擾能力的，抗干擾編碼的目的是提高信息序列M的抗干擾能力，使之能應(yīng)付信息中的干擾?？垢蓴_譯

14、碼器根據(jù)接收序列R、抗干擾編碼規(guī)則及信道特性，完成以下兩項任務(wù)：（1）設(shè)法檢查并糾正R中的傳輸錯誤，產(chǎn)生真正發(fā)送碼子C的估值。（2）變換C為信道序列M的估值M。設(shè)計出的抗干擾編、譯碼器應(yīng)根據(jù)信道實際存在的干擾類型，做到：（1）編出的碼字能盡快地在噪聲信道上傳輸，即提高傳輸率。（2）在傳輸率一定的條件下，使錯誤概率盡量小。也就是使碼字的抗干擾能力強，在收端能正確地再現(xiàn)信息序列M。返回本節(jié)2.4.2 抗干擾編碼的基本原理 通過一此例子，可得到如下結(jié)論： （1）若只要求一個（n，k）碼能發(fā)現(xiàn)e個錯誤，則要求： d0e+1 （2-8）（2）若只要求一個（n，k）碼能糾正t個錯誤，則要求： d02t+1

15、 （2-9）（3）若要求一個（n，k）碼發(fā)現(xiàn)e個錯誤，并能糾正t個錯誤，則要求： d0t+e+1 （2-10）抗干擾編碼的一些重要概念 ：一個碼字中信息元所占的比重稱為編碼效率，簡稱碼率。碼率為R=k/n。一個碼字中，信息元所占比重越大，則碼率越高。 在編碼中的另一個重要概念是碼字的漢明重量，簡稱重量。一個碼字的重量就是該碼字中非零元素的數(shù)目，用W表示，在二進(jìn)制下就是“1”的數(shù)目。 返回本節(jié)2.5 常用檢錯碼 1奇偶監(jiān)督碼2定比碼 3水平一致校驗碼 4水平垂直一致校驗碼（方陣碼） 返回本章首頁1奇偶監(jiān)督碼若構(gòu)成一個（n，n-1）碼，則有k=n-1個信息元為cn-1，cn-2，c1，r=1個監(jiān)督

16、元為c0，當(dāng)偶數(shù)監(jiān)督時，它們之間的關(guān)系為： cn-1+cn-2+cn-3+c1=c0 （模2） （2-12）當(dāng)奇數(shù)監(jiān)督時，它們之間的關(guān)系為： cn-1+cn-2+cn-3+c2+1=c0（模2） （2-13）式（2-12）表示監(jiān)督元是所有信息元的模2相加。這樣能保證所編出的每一個碼字中“1”的數(shù)目是偶數(shù)，故稱這種（n，n-1）碼為偶數(shù)監(jiān)督碼。式（2-13）可說是所有信息元與一個監(jiān)督元的模2相加為1，則編出的每一個碼字中“1”的數(shù)目是奇數(shù)，稱這種碼為奇數(shù)監(jiān)督碼。奇數(shù)監(jiān)督碼或偶數(shù)監(jiān)督碼，還可統(tǒng)稱為奇偶監(jiān)督碼（或稱奇偶校驗碼）。表2.1 常用8421代碼的奇偶監(jiān)督方法返回本節(jié)2定比碼 定比碼是使所編

17、碼字中“1”的數(shù)目保持一定，而在接收端檢查碼字中“1”的數(shù)目是否為給定常數(shù)，借此來檢出錯碼。定比碼在遠(yuǎn)動系統(tǒng)中采用較多。簡單講，這種碼就是“從n中取m”（m（輕載主機），則經(jīng)數(shù)學(xué)運算得到暖備旁待系統(tǒng)的MTBF2為：兩種雙機冗余系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)總線的連接方式如圖8.16所示，其中主機和前置處理機的連接一般采用固定連接方式（如實線連接），若需要增加靈活性和可靠性，可增加虛線所示的切換電路，但硬件設(shè)備和軟件都相應(yīng)復(fù)雜化。圖8.16 雙機冗余監(jiān)控主機連接電路返回本節(jié)8.6 綜合系統(tǒng)軟件設(shè)計 8.6.1 模擬量輸入信號掃描處理與算法8.6.2 開關(guān)量監(jiān)視（掃查）與處理判斷8.6.3 開關(guān)設(shè)備控制與監(jiān)視 8.6

18、.4 應(yīng)用軟件系統(tǒng)組成及其基本設(shè)計方法概述 返回本章首頁8.6.1 模擬量輸入信號掃描處理與算法 1模擬量信號分類及其掃描、處理過程（1）高電平的電流、電壓信號，電平高達(dá)510V（穩(wěn)態(tài)），變化速度相對較快，掃描周期一般為幾分鐘以內(nèi)，它們用以監(jiān)視電氣參數(shù)和計算越限值。（2）非電量模擬信號，如熱電偶溫度信號、壓力信號等，為低電平（以毫伏計）信號，其變化較緩慢，相應(yīng)的掃描周期比第一類更長（達(dá)幾十分鐘），它們用以監(jiān)視越限參數(shù)值。 圖8.17 輸入模擬量處理計算流程框圖2模擬量信號發(fā)送和接收軟件舉例 圖8.18示出模擬量數(shù)據(jù)發(fā)送、接收（掃描）的主要程序框圖。其中圖（b）為監(jiān)控主機接收程序，它按模擬量信號

19、的分組號、點號設(shè)定后，每次對每點模擬量發(fā)送地址碼，并待模擬量采集子系統(tǒng)應(yīng)答后，發(fā)送模擬量數(shù)據(jù)傳送（掃描）命令，得到對方應(yīng)答后，最后接收模擬量數(shù)據(jù)，依次循環(huán)至全部模擬量掃描一次完后結(jié)束。圖（a）為各個模擬量采集子系統(tǒng)處理機的發(fā)送程序，它由中斷服務(wù)程序接收監(jiān)控主機信息后發(fā)動，并進(jìn)行各種判別。 圖8.18 數(shù)據(jù)發(fā)送與接收程序返回本節(jié)8.6.2 開關(guān)量監(jiān)視（掃查）與處理判斷 1開關(guān)量跳變與跳變方向的處理判斷 （1）開關(guān)量跳變邏輯判斷。 （2）開關(guān)量跳變方向的邏輯判斷。圖8.19 開關(guān)量跳變方向邏輯判斷2開關(guān)量處理判斷程序舉例圖8.20 開關(guān)量處理判斷程序返回本節(jié)8.6.3 開關(guān)設(shè)備控制與監(jiān)視 開關(guān)設(shè)備

20、的控制可由監(jiān)控主機鍵盤集中控制，或由控制、保護(hù)模塊處理機按鈕控制完成跳、合閘。在監(jiān)控主機控制時，由鍵盤輸入操作命令，并生成相應(yīng)的操作信息。 開關(guān)合閘或分閘操作執(zhí)行完后，開關(guān)產(chǎn)生變位，反映開關(guān)狀態(tài)的開關(guān)量信號（變位后），通過開關(guān)量輸入通道輸入至處理機，經(jīng)監(jiān)控主機巡檢掃查和開關(guān)量處理判斷程序的處理，并啟動打印機、CRT顯示器數(shù)出相應(yīng)的開關(guān)操作、變位信息，運行人員根據(jù)此進(jìn)行開關(guān)操作過程合開關(guān)狀態(tài)的監(jiān)視。程序控制（一個命令控制一系列開關(guān)或變壓器組）則是在上述單控基礎(chǔ)上，由程序自動依次執(zhí)行完成的。返回本節(jié)8.6.4 應(yīng)用軟件系統(tǒng)組成及其基本設(shè)計方法概述 1監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件組成相對應(yīng)的應(yīng)用軟件組成主要包括

21、：模擬量巡測與數(shù)據(jù)處理程序，上下限值檢查和越限報警程序，開關(guān)量巡檢與處理程序。開關(guān)設(shè)備控制監(jiān)視（含程序控制操作）程序，通信處理調(diào)度程序，CRT管理、畫面生成、數(shù)據(jù)庫管理程序，制表打印程序，自檢程序，初始化程序以及任務(wù)調(diào)度管理程序等，如圖8.21所示，其中初始化軟件包括數(shù)據(jù)初始化、建立窗口等。圖8.21 監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件組成2對監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件的基本要求 （1）實時性好。 （2）靈活性和適應(yīng)性強。 （3）可靠性高。 （4）檢測與控制精度高。 3應(yīng)用軟件設(shè)計方法概述 （1）模塊化設(shè)計方法。 （2）分層設(shè)計法。 （3）結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計法。 返回本節(jié)THANK YOU VERY MUCH ！本章到此結(jié)束

22、，謝謝您的光臨！返回本章首頁結(jié)束放映第9章 微機遠(yuǎn)動系統(tǒng)的抗干擾措施 9.1 硬件抗干擾措施概述 9.2 軟件的抗干擾設(shè)計 9.3 故障自動檢測程序 9.4 遠(yuǎn)動裝置的故障檢測及診斷 9.5 數(shù)據(jù)濾波程序 9.6 變電站內(nèi)的電磁兼容 9.7 變電站抗電磁干擾的措施 本章學(xué)習(xí)目標(biāo)l遠(yuǎn)動系統(tǒng)常采用的一些硬件抗干擾措施l遠(yuǎn)動系統(tǒng)常采用的一些軟件抗干擾措施l程序判斷濾波、中值濾波、算術(shù)平均濾波、一階慣性濾波和復(fù)合數(shù)字濾波l故障自動檢測程序設(shè)計方法l針對變電所的干擾分析方法及所采取的一些措施返回本章首頁9.1 硬件抗干擾措施概述 1供電系統(tǒng)的抗干擾措施為了防止從電源系統(tǒng)竄入干擾，控制系統(tǒng)可采用如圖所示的

23、供電配置。圖中交流穩(wěn)壓器用來保證供電的穩(wěn)定性，防止電源系統(tǒng)的過壓與欠壓；隔離變壓器可采用屏蔽層隔離以減小分布電容，提高抗共模干擾的能力；低通濾波器濾去高頻干擾，改善電源波形。圖9.1 抗干擾的供電配置返回本章首頁2過程通道干擾及抗干擾措施過程通道允許傳輸線的長度與計算機的主振頻率有關(guān)，按照經(jīng)驗公式計算：1MHz的主振頻率，允許信號傳輸距離為0.5m；當(dāng)頻率升至4MHz時，允許距離為0.3m。超出這個范圍，即作長線處理。因此在過程通道中長線傳輸?shù)母蓴_是主要干擾。為了保證長線傳輸?shù)目煽啃?，主要措施有光電耦合、雙絞線傳輸和阻抗匹配等。3印刷電路板及電路的抗干擾設(shè)計 （1）關(guān)于地線的處理：（2）電源線

24、的處理： （3）去耦電容的配置： （4）其他： 圖9.2 采用RC電路減少干擾 返回本節(jié)9.2 軟件的抗干擾設(shè)計 1干擾對測控系統(tǒng)的影響（1）干擾使數(shù)據(jù)采集的誤差加大。（2）干擾使輸出控制誤差加大。（3）數(shù)據(jù)受干擾發(fā)生變化。（4）干擾使程序運行失常。2提高采樣信號信噪比的措施 3軟件冗余措施 4設(shè)置自診斷程序 返回本章首頁9.3 故障自動檢測程序 常用的自檢程序如下： 1防止程序運行失常的措施2RAM、ROM的自檢程序3A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的自檢程序4面板顯示裝置的檢查5總線及插件自檢返回本章首頁1防止程序運行失常的措施（1）監(jiān)視CPU工作的定時計數(shù)器： （2）設(shè)置軟件陷阱： 2RAM、ROM

25、的自檢程序（1）ROM自檢。 （2）RAM自檢程序。檢查ROM最常用的方法是采用校驗和法。即在將程序?qū)懭隦OM時，保留一個單元（一般是最后一個單元）不寫程序碼而寫入校驗字，使ROM的每一列（即字節(jié)的各位）具有奇數(shù)（或偶數(shù)個）1，從而使ROM的校驗和為全1（或全0），如表9.1所示是88ROM，前面7個單元寫入的是程序代碼，最后一字節(jié)寫入校驗字11001010B，使最后的校驗和為全1。校驗程序則從ROM的第一個單元開始，按位相加，最后的校驗和若與設(shè)置的全1（或全0）相等，則說明ROM內(nèi)容正確，否則指示ROM出錯，如圖9.3所示。圖9.3 ROM自檢程序流程圖表9.1 ROM自檢原理表圖9.4 R

26、AM自檢程序框圖3A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的自檢程序 A/D和D/A轉(zhuǎn)換器在微機控制系統(tǒng)中占有重要的地位，其轉(zhuǎn)換精度直接影響著系統(tǒng)的控制運算精度。因此對它的檢查，?？醋髡＿\行操作的一部分，并周期性的進(jìn)行。 4面板顯示裝置的檢查面板顯示裝置的檢查一般有兩種形式。一種形式是讓面板上的各顯示器的所有字段都發(fā)光，然后再使所有字段都不發(fā)光，以檢查顯示器與其相應(yīng)接口及功放電路是否均處于正常工作狀態(tài)。當(dāng)表明工作正常之后，按下任何一個按鍵裝置均應(yīng)脫離初始自檢方式，給出某種正常工作的符號，進(jìn)入其他工作狀態(tài)。另一種形式是顯示某些特征字符（一般是顯示系統(tǒng)的名稱或代號），幾秒鐘自動消失，進(jìn)入其他初態(tài)或某種操作狀態(tài)。顯示

27、自檢程序如圖9.5所示。圖9.5 顯示器自檢程序流程圖5總線及插件自檢總線自檢是檢查經(jīng)過緩沖器的總線（或稱外部總線）。總線檢查的目的是為了檢查信息傳遞是否正確。通常微處理器的總線是通過緩沖器與各插件及I/O接口器件相連接的。由于總線沒有記憶能力，檢測總線時總要外加相應(yīng)的鎖存器保存總線信息（地址信息和數(shù)據(jù)線上的信息），這樣只要對相應(yīng)的鎖存器執(zhí)行一條輸出指令，使地址線或數(shù)據(jù)線上的信息保存在鎖存器中，然后再對該鎖存器進(jìn)行讀入操作，即可將地址線或數(shù)據(jù)線的信息重新讀入CPU。把讀入的信息與原來輸出的信息相比較，即可判斷外部總線是否出現(xiàn)故障。返回本節(jié)9.4 遠(yuǎn)動裝置的故障檢測及診斷 1RAM的故障檢測RA

28、M可能出現(xiàn)的故障有：電源或控制線故障，某些存儲單元固定為l或0，有的數(shù)據(jù)線固定為l或0；地址譯碼器故障，有的地址線固定為l或0等幾種。從功能考慮，對BAM的主要要求是：所選中的地址正確，能讀能寫，數(shù)據(jù)正確，各單元互不影響。遠(yuǎn)動裝置在運行中要檢查RAM時，為了保護(hù)RAM中原有的數(shù)據(jù)，應(yīng)先將它讀出保存，待檢查結(jié)束后再恢復(fù)。這種檢查可以查出上述RAM故障的前三項，但對于地址線或地址譯碼器的故障無能為力。 返回本章首頁2. ROM的故障檢測ROM可能出現(xiàn)的故障與RAM相仿（寫除外）。由于ROM平時不能寫入，因而不能用檢查RAM的先寫后讀方法。對ROM的檢查通常采用奇偶校驗法。在ROM測試區(qū)的末尾增加一

29、個校驗字，存放按列的奇校驗值，在ROM固化時一起寫入。圖9.7是其簡化示例。 圖9.6 檢查RAM的局部流程框圖 圖9.7 ROM檢查3CPU的故障檢測CPU是微機系統(tǒng)的核心部件，CPU如有故障就無法進(jìn)行工作。CPU的電路相當(dāng)復(fù)雜，以功能來檢查比從電路來檢查更為合宜。CPU的功能體現(xiàn)在執(zhí)行各條指令中。指令執(zhí)行是否正確可以用其他的指令完成同一功能來比較。例如一個數(shù)自身相加等于這個數(shù)左移一位，因此可以用加法指令來檢驗左移指令。 對CPU的檢查，通常就是送入試驗數(shù)據(jù)，通過一系列基本運算段落，對CPU的功能分別進(jìn)行檢查，只有功能正確方能繼續(xù)執(zhí)行下一段落，否則就指出故障所在區(qū)段。通過全部運算段落后可認(rèn)為

30、CPU工作正常。4模擬量采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換的故障檢測模擬量遙測輸入回路包括采樣多路開關(guān)及模數(shù)轉(zhuǎn)換兩部分。采樣多路開關(guān)的故障有：多路開關(guān)內(nèi)部譯碼器故障，多路開關(guān)始終導(dǎo)通、始終斷開以及元件特性的變壞引起的測量誤差等。模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的標(biāo)準(zhǔn)電源、控制邏輯、數(shù)模網(wǎng)絡(luò)、數(shù)碼寄存器等也可能發(fā)生故障，致使模數(shù)轉(zhuǎn)換的結(jié)果不合標(biāo)準(zhǔn)。 返回本節(jié)9.5 數(shù)據(jù)濾波程序 9.5.1 數(shù)字濾波的優(yōu)點 9.5.2 數(shù)字濾波器 返回本章首頁9.5.1 數(shù)字濾波的優(yōu)點 （1）因為用程序濾波，無需增加硬設(shè)備，且可多通道共享一個濾波器（多通道共同調(diào)用一個濾波子程序）。從而降低了成本。（2）由于不用硬件設(shè)備，各回路間不存在阻抗匹配等問題，故

31、可靠性高，穩(wěn)定性好。（3）可以對頻率很低的信號（如0.01Hz）進(jìn)行濾波。這是模擬濾波器做不到的。（4）可根據(jù)需要選擇不同的濾波方法或改變?yōu)V波器的參數(shù)。使用方便、靈活。返回本節(jié)9.5.2 數(shù)字濾波器 1程序判斷濾波 2中值濾波 3算術(shù)平均值濾波 4一階慣性濾波程序 5復(fù)合數(shù)字濾波 1程序判斷濾波 （1）限幅濾波。限幅濾波的做法是把兩次相鄰的采樣值相減，求出其增量（以絕對值表示），然后把兩次采樣允許的最大差值（由被控對象的實際情況決定）Y進(jìn)行比較，如小于或等于Y，則取本次采樣值；若大于Y，則仍取上次采樣值作為本次采樣值，即：|Y(k)Y(k1)|Y，則Y(k)=Y(k)，取本次采樣值，|Y(k)

32、Y(k1)|Y，則Y(k)=Y(k1)，取上次采樣值。（2）限速濾波。限速濾波是用三次采樣值決定采樣結(jié)果，設(shè)采樣時刻t1，t2，t3，所采集的參數(shù)分別是Y(1)，Y(2)，Y(3)，則當(dāng)|Y(2)Y(1)|Y時，Y(2)輸入計算機當(dāng)|Y(2)Y(1)|Y時，Y(2)不采用，但仍保留，繼續(xù)采樣取得Y(3)。當(dāng)|Y(3)Y(2)|Y時，Y(3)輸入計算機。當(dāng)|Y(3)Y(2)|Y時，則取Y(2)+Y(3)/2輸入計算機。2中值濾波 中值濾波時對某一參數(shù)連續(xù)采樣n次（n取奇數(shù)），然后把n次的采樣值順序排列（正序或逆序），再取中間值作為本次采樣值。中值濾波對于去掉由于偶然因素引起的波動或采樣器不穩(wěn)定所

33、引起的脈動干擾十分有效。對緩慢變化的過程變量采用此法有良好的效果，但不易用于塊所變化的過程參數(shù)（如流量）。進(jìn)行中值濾波程序設(shè)計時，首先把N各采樣值進(jìn)行排序。排序的方法可采用“冒泡程序”，然后取中間值。3算術(shù)平均值濾波 算術(shù)平均值濾波是要尋找一個Y(k)，使該值與采樣值間誤差的平方和最小，即：算術(shù)平均值濾波程序中將N次采樣值同等對待，這事實上削弱了當(dāng)前采樣值在程序中的比重，實時性較差。有時為了提高濾波效果，將各次采樣值取不同的比例稀疏，然后再相加，這種方法被稱為加權(quán)平均濾波法。其運算式為：4一階慣性濾波程序 圖9.8 一階慣性濾波程序流程圖 5復(fù)合數(shù)字濾波 為了進(jìn)一步提高濾波效果，有時可以把兩種

34、或兩種以上不同濾波功能的數(shù)字濾波器組合起來，構(gòu)成復(fù)合數(shù)字濾波器，或稱為多級數(shù)字濾波器。例如，把算術(shù)平均濾波與中值濾波組合起來形成的多功能復(fù)合濾波器，可以防脈沖干擾，并對周期性的脈沖采樣值進(jìn)行平滑加工。返回本節(jié)9.6 變電站內(nèi)的電磁兼容 9.6.1 電磁兼容定義 9.6.2 變電站內(nèi)電磁干擾產(chǎn)生的原因及其特點 返回本章首頁9.6.1 電磁兼容定義 電磁兼容的意義是：電氣或電子設(shè)備或系統(tǒng)能夠在規(guī)定的電磁環(huán)境下不因電磁干擾而降低工作性能，他們本身所發(fā)射的電磁能量不影響其他設(shè)備或系統(tǒng)的正常工作，從而達(dá)到互不干擾，在共同的電磁環(huán)境下一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)。電磁兼容的內(nèi)容包括抗干擾（設(shè)備和系統(tǒng)抵抗電磁

35、干擾的能力）和電磁發(fā)射控制（設(shè)備和系統(tǒng)發(fā)射的電磁能量的控制）兩個方面。電磁干擾的三要素是：干擾源、傳播途徑和電磁敏感設(shè)備。 返回本節(jié)9.6.2 變電站內(nèi)電磁干擾產(chǎn)生的原因及其特點 1電磁干擾源分析目前與電力系統(tǒng)有關(guān)的電磁干擾源有外部干擾和內(nèi)部干擾兩方面。外部干擾源指的是與遠(yuǎn)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)無關(guān)，而是由使用條件和外部環(huán)境因素決定的干擾源。對變電站的RTU裝置來說，外部干擾源主要有交、直流回路開關(guān)操作、擾動性負(fù)荷（非線形負(fù)荷、波動性負(fù)荷）短路故障、大氣過電壓（雷電）、靜電、無線電干擾和核電磁脈沖等，概括表現(xiàn)為如下三類：變電站設(shè)備的交流電源及直流電源受低頻振動擾動；傳導(dǎo)瞬變和高頻干擾；場的干擾。2電磁干

36、擾的耦合途徑電磁干擾耦合的途徑可歸納為如下幾種：（1）電容性耦合。 （2）電感性耦合。 （3）共阻抗耦合。 （4）輻射耦合。 3電磁干擾可能造成的后果（1）電源回路干擾的后果。 （2）模擬量輸入通道干擾的后果。 （3）開關(guān)量輸入、輸出通道干擾的后果。 （4）CPU和數(shù)字電路受干擾的后果。 返回本節(jié)9.7 變電站抗電磁干擾的措施 9.7.1 抑制干擾源的影響 9.7.2 接地和減少共阻抗耦合9.7.3 隔離措施9.7.4 濾波 9.7.5 計算機供電電源的抗干擾措施 返回本章首頁9.7.1 抑制干擾源的影響 1屏蔽措施（1）一次設(shè)備與自動化系統(tǒng)輸入、輸出的連接采用帶有金屬外皮（屏蔽層）的控制電纜

37、，電纜的屏蔽層兩端接地，對電場耦合和磁耦合都有顯著的削弱作用。 （2）二次設(shè)備內(nèi)，綜合自動化系統(tǒng)中的測量和微機保護(hù)或自控裝置所采用的各類中間互感器的一、二次繞組之間加設(shè)屏蔽層，這樣可起電場屏蔽作用，防止高頻干擾信號通過分布電容進(jìn)入自動化系統(tǒng)的相應(yīng)部件。（3）機箱或機柜的輸入端子上對地接一耐高壓的小電容，可抑制外部高頻干擾。 （4）執(zhí)行端RTU的機柜和機箱采用鐵質(zhì)材料，本身也是一種屏蔽。2減少強電回路的感應(yīng)耦合（1）控制電纜盡可能離開高壓母線和暫態(tài)電流的入地點，并盡可能減少平行長度。 （2）電流互感器回路的A、B、C相線和中性線應(yīng)在同一根電纜內(nèi)，避免出現(xiàn)環(huán)路。（3）電流和電壓互感器的二次交流回路

38、電纜，從高壓設(shè)備引出至監(jiān)控和保護(hù)安裝處時，應(yīng)盡量靠近接地體，減少進(jìn)入這些回路的高頻瞬變漏磁通。返回本節(jié)9.7.2 接地和減少共阻抗耦合 1一次系統(tǒng)接地處理一次系統(tǒng)接地時，應(yīng)注意對于引入瞬變大電流的地方應(yīng)設(shè)多根接地線并加密接地網(wǎng)，以降低瞬變電流引起的地電位升高和地網(wǎng)各點電位差。（1）設(shè)備接地線要接于地網(wǎng)導(dǎo)體交叉處。（2）設(shè)備接地處要增加接地網(wǎng)絡(luò)互連線。（3）避雷針、避雷器接地點應(yīng)采用兩根以上的接地線和加密接地網(wǎng)絡(luò)。2二次系統(tǒng)接地二次系統(tǒng)接地分安全接地（保護(hù)接地）和工作接地兩大類。 對工作接地要求是：1）工作接地網(wǎng)（總線）各點電位應(yīng)一致；2）多個電路公用接地線時，其阻抗應(yīng)盡量??； 3）由多個電子器

39、件組成的系統(tǒng)，各電子器件的工作接地應(yīng)連在一起，通過一點與安全接地網(wǎng)相連。3變電站RTU系統(tǒng)的工作接地（1）RTU系統(tǒng)的地線種類。（2）微機電源地（0V）和數(shù)字地的處理。 （3）數(shù)字地和模擬地的處理。 （4）噪聲地的處理。 （1）RTU系統(tǒng)的地線種類。 在變電站綜合自動化系統(tǒng)中，大致有如下5種地線：1）微機電源地和數(shù)字地（即邏輯地），這種地是微機直流電源和邏輯開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的零電位。2）模擬地，這是A/D轉(zhuǎn)換器和前置放大器或比較器的零電位。3）信號地，這種地通常為傳感器的地。4）噪聲地，是繼電器、電動機等的噪聲地。5）屏蔽地，即機殼接地。（2）微機電源地（0V）和數(shù)字地的處理。 1）微機電源地采用浮地

40、的方法。 2）微機電源地與機殼共地。 2）微機電源地與機殼共地。 3）一點接地和多點接地問題。 圖9.9 一點接地示意圖（3）數(shù)字地和模擬地的處理。 1）數(shù)字地和模擬地共地，其連接方法如圖9.10所示。 2）模擬地浮空的接線方式。 3）模擬地和數(shù)字地通過一對反相二極管相連接。其連接方法如圖9.11所示。 圖9.10 模擬地與數(shù)字地的連接圖9.11 模擬地與數(shù)字地通過二極管連接返回本節(jié)9.7.3 隔離措施 1模擬量的隔離2開關(guān)量輸入、輸出的隔離 3其他隔離措施 返回本節(jié)9.7.4 濾波 1對抗電磁干擾濾波器的要求（1）在阻帶范圍內(nèi)，要具有足夠高的衰減量，將傳導(dǎo)干擾電平降低到規(guī)定的范圍內(nèi)。（2）對

41、傳輸?shù)挠杏眯盘柕暮膿p，應(yīng)降低到最低程度。（3）電源濾波器對電源工作電流的損耗應(yīng)降低到最低程度。2硬件濾波器的種類及作用常用的濾波器有以下幾種。（1）電容濾波器。 （2）電感濾波器。 （3）R，C濾波器。 3抑制共模干擾的方法上述在模擬量信號回路加濾波器的措施，多數(shù)對于抑制差模干擾比較有效。對于共模干擾可采用雙端對稱輸入，抑制共模干擾。如果輸入信號為電流型信號（010mA或420mA），雙絞線屏蔽層在接收端接保護(hù)地，則抑制干擾信號的效果更好。返回本節(jié)9.7.5 計算機供電電源的抗干擾措施 1采用隔離變壓器隔離 2采用電源濾波器 3采用不間斷電源UPS 4采用氧化鋅壓敏電阻 返回本節(jié)THANK Y

42、OU VERY MUCH ！本章到此結(jié)束，謝謝您的光臨！結(jié)束放映返回本章首頁第10章 遠(yuǎn)動技術(shù)在鐵路運輸調(diào)度中的應(yīng)用 10.1 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與通信制式 10.2 線路控制方式 10.3 鐵路信號遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中具體采用的幾種線路控制方法 本章學(xué)習(xí)目標(biāo)l調(diào)度集中對遠(yuǎn)動系統(tǒng)的基本要求l評價標(biāo)準(zhǔn)l調(diào)度集中里的通信制式、遠(yuǎn)動系統(tǒng)信道聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)的形式l掌握常見的線路控制方式以及電碼的基本結(jié)構(gòu)返回本章首頁遙信或遙控系統(tǒng)以如下幾種不同的形式出現(xiàn)。 1區(qū)段的遙控及遙信系統(tǒng)2樞紐遙控及遙信系統(tǒng)3大（?。┱具b控及遙信系統(tǒng)4分界口遙信系統(tǒng)10.1 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與通信制式 10.1.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 10.1.2 通

43、信制式 返回本章首頁10.1.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 1點對點網(wǎng)絡(luò)式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)點對點網(wǎng)絡(luò)式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是鐵路信號遠(yuǎn)程控制中最簡單的形式。在對象非常集中的情況下，才有可能使用，如大站遙控、小站遙控系統(tǒng)，信號與道岔都集中在某一個咽喉地區(qū)，圖0.1分別給出了點對點鐵路信號遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和具體運用示意圖。圖10.1 點對鐵路信號遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2一對多點星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多點星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)適用于多執(zhí)行端與控制端有獨立信道的情況下，因此我們可以看成是多個點對點系統(tǒng)的集合。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖10.2所示。圖10.2 一對多星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖3多站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖10.3給出多站網(wǎng)絡(luò)式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。這種運行結(jié)構(gòu)

44、的特點是一個控制端發(fā)送的控制命令，多個執(zhí)行端能夠同時接收，即控制端與多個執(zhí)行端共用同一個信道。因此這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的一個突出的問題，就是如何確定控制端或某一個執(zhí)行端對信道的占用權(quán)（使用權(quán)），我們在下面將專門闡述線路的控制方法。圖10.3 多站網(wǎng)絡(luò)式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4復(fù)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)形式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（1）多點雙星型網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。這種系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于兩級一對多星型網(wǎng)的疊加，第二級控制點有雙重功能，其一作為第一級的執(zhí)行端，其二作為第二級的控制端，它還要控制本級的各執(zhí)行端，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如圖10.4所示。圖10.4 多點雙星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖（2）星型多站型網(wǎng)絡(luò)式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)綜合了多點星型與多站型網(wǎng)絡(luò)的特點

45、，設(shè)計時必須采用分層設(shè)計的方法，這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在我國鐵路分界口遙信系統(tǒng)中已經(jīng)采用（見圖10.5）。圖10.5 星型多站型網(wǎng)絡(luò)式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖返回本節(jié)10.1.2 通信制式 前述可知，遙控、遙信與遙測系統(tǒng)在控制端與執(zhí)行端的信道上，有大量的信息傳輸。通信制式就是專門解決信息流動的問題。若單純地著眼于信息流向，控制端與執(zhí)行端之間可以設(shè)計三種通信制式，即雙工、單工，半雙工。單個通信制就是信道設(shè)備及線路中信息只允許單方面流動，不能進(jìn)行反方向傳輸；雙工通信制在同一組信道設(shè)備和線路中能同時進(jìn)行雙方向的信息傳輸；半雙工通信制在信道設(shè)備和線路中，信息可以進(jìn)行雙方向傳輸，但是在同一時刻，信息只限于一個方向傳輸。返回

46、本節(jié)10.2 線路控制方式 線路控制方式1基本的線路控制方法（1）同步分時線路控制方法。（2）非同步分時線路控制方法。（3）查詢分時線路控制方法。（4）選擇式線路控制方法。 （5）爭奪式線路控制方法。返回本章首頁圖10.6 通信設(shè)備的概況示意圖返回本節(jié)10.3 鐵路信號遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中具體采用的幾種線路控制方法 查詢應(yīng)答與選擇制結(jié)合。平時當(dāng)控制端不需發(fā)送控制信息時，可以由控制端按執(zhí)行端地理位分布的遠(yuǎn)近，順序查詢，由相應(yīng)執(zhí)行端向控制端發(fā)送表示信息。對指定執(zhí)行端控制信息的產(chǎn)生雖然是隨機的，但發(fā)送時機要與發(fā)送查詢信息的時機吻合，即輪到查詢第一執(zhí)行端時，才允許在此時以選擇方式對其發(fā)送控制信息。如圖10.

47、7示意。返回本章首頁圖10.7 控制應(yīng)答制之一這種方式，由于控制信息需等待與其相應(yīng)的呼叫查詢時機，因此可能有暫時積壓，如果改為控制信息優(yōu)先為原則，則如圖10.8所示。圖10.8 控制應(yīng)答制之二若仍采用前一舉例，對第六執(zhí)行端的控制信息，可以在向第三個執(zhí)行端進(jìn)行呼叫查詢之后馬上進(jìn)行。當(dāng)對第六執(zhí)行端發(fā)完控制信息之后，可以按序?qū)Φ谄邎?zhí)行端發(fā)出呼叫查詢信息。這樣，將使得在本周期內(nèi)跳地過了對第四、第五執(zhí)行端的呼叫查詢（見圖10.9）。圖10.9 控制應(yīng)答制之三以上舉例的示意圖均是以采用兩組單工信道設(shè)備與線路為前提進(jìn)行解釋的，如果采用一組半雙工信道設(shè)備與線路時，雙方向信息傳輸?shù)脑瓌t可作如下改變。（1）查詢應(yīng)

48、答制。（2）自動應(yīng)答制。 圖10.10 查詢應(yīng)答制 圖10.11 自動應(yīng)答制返回本節(jié)THANK YOU VERY MUCH ！本章到此結(jié)束，謝謝您的光臨！返回本章首頁結(jié)束放映第11章 系統(tǒng)設(shè)計 11.1 系統(tǒng)設(shè)計的任務(wù)與要求 11.2 系統(tǒng)設(shè)計 11.3 中心控制機的系統(tǒng)設(shè)計11.4 控制機的幾種結(jié)構(gòu)形式分析 11.5 中心控制機系統(tǒng)的可靠性 11.6 區(qū)域機 本章學(xué)習(xí)目標(biāo)l設(shè)計前的準(zhǔn)備工作和設(shè)計中的實施工作以及設(shè)計后的可靠性分析工作l中心控制機的功能以及鐵路信號遙控系統(tǒng)中心控制機的地位、需要掌握的數(shù)據(jù)、操作系統(tǒng)l鐵路信號遙控系統(tǒng)中心控制機的結(jié)構(gòu)分析，以及對于中心控制機系統(tǒng)可靠性分析l了解區(qū)域

49、機的功能、結(jié)構(gòu)，以及如何和中心控制機配合構(gòu)成完整的遙控遙信系統(tǒng)的l對具體實例的分析，掌握區(qū)域機作為新的控制系統(tǒng)的重要組成部分，以及要能結(jié)合實際對區(qū)域機的功能予以擴展返回本章首頁11.1 系統(tǒng)設(shè)計的任務(wù)與要求 11.1.1 系統(tǒng)設(shè)計前的準(zhǔn)備工作 11.1.2 系統(tǒng)設(shè)計的任務(wù)與要求 返回本章首頁11.1.1 系統(tǒng)設(shè)計前的準(zhǔn)備工作 1對象的分布情況和對象的數(shù)量對象的分布可分為：集中型、分散型、集中分散型三類。2系統(tǒng)的安全可靠程度 3信道的質(zhì)量4可能提供的機型、器件5系統(tǒng)的特殊要求 返回本節(jié)11.1.2 系統(tǒng)設(shè)計的任務(wù)與要求 系統(tǒng)設(shè)計的主要依據(jù)是控制命令和表示信息的容量，同時選擇適當(dāng)?shù)男畔鬏斔俣龋?/p>

50、造成信息的積壓和丟失。歸納起來系統(tǒng)設(shè)計要完成選擇信息傳輸速度、信息發(fā)送方式，確定數(shù)據(jù)傳輸體制，以及同步方式、電碼結(jié)構(gòu)、差錯控制方式、信道網(wǎng)絡(luò)、可靠性、語言選擇、接口等幾方面的任務(wù)。返回本節(jié)11.2 系統(tǒng)設(shè)計 11.2.1 系統(tǒng)信息發(fā)送方式 11.2.2 系統(tǒng)容量與傳輸速度 11.2.3 電碼結(jié)構(gòu) 11.2.4 可靠性設(shè)計 返回本章首頁11.2.1 系統(tǒng)信息發(fā)送方式 發(fā)送信息動作方式基本上分為兩類：隨時起動式和周期循環(huán)掃描式。隨時起動式只有當(dāng)需要發(fā)送信息時，設(shè)備才進(jìn)入工作狀態(tài)。因此這種方式傳送信息及時，傳送過程中延遲少，設(shè)備動作次數(shù)也少。周期掃描式是設(shè)備本身自動發(fā)送信息，一般調(diào)度集中、調(diào)度監(jiān)督各

51、分機發(fā)送表示信息都采用這種方式。11.2.2 系統(tǒng)容量與傳輸速度 1信道研究信道要確立信道劃分、信道網(wǎng)絡(luò)形式和中繼方式。信道劃分主要有兩種制式，即時分制和頻分制。中繼的方式有兩種：直放式中繼器和再生式中繼器。直放式中繼器就是一個放大器，設(shè)備簡單，但信號與噪聲是同倍數(shù)的放大，造成噪聲積累，影響解調(diào)的質(zhì)量，一般不采用。再生式中繼器，它把接收信號解調(diào)后，還原成基帶信號的原始形式，再重新調(diào)制，放大發(fā)送出去。這種方式噪聲不積累，但增加了系統(tǒng)的傳輸延遲，設(shè)備也相對復(fù)雜些。調(diào)度集中設(shè)備直接指揮行車，必須24小時連續(xù)工作，因此信道故障不能中斷信息的傳輸。但是，任何通信線路，都可能發(fā)生故障，為了提高系統(tǒng)可靠性，

52、除了主信道以外，都設(shè)有備用信道。備用信道可以鋪設(shè)電纜；也可使用無線方式，每個分機裝設(shè)微波機；一般都用連接總機和最遠(yuǎn)分機的載波信道為迂回信道如圖11.1所示。圖11.1 迂回信道示意圖2調(diào)制解調(diào)方式那么，如何選擇調(diào)制方式呢？在選擇調(diào)制方式時，大體上根據(jù)傳輸速度，響應(yīng)時間、傳輸時的誤碼率、經(jīng)濟(jì)成本這四個方面綜合考慮。首先要掌握信道的噪聲特性。其次對信道的衰耗特性和時延畸變的特性也要掌握。鐵路部門使用最多的是調(diào)頻制和調(diào)相制。這兩種制式在1200bit/s的信息傳輸速度時，抗干擾的能力是相似的，但是設(shè)備的成本相差較大。 3同步方式 調(diào)度集中或調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)一般都采用啟止同步的方式，利用特殊碼組（如巴克碼

53、）做一個電碼的開始，收到此特殊碼組，就判斷為開始進(jìn)入同步工作，即利用特殊碼組做為群同步信號。位同步依靠高穩(wěn)定度的晶體振蕩器來保證。特殊碼組選定以后，具體產(chǎn)生、發(fā)送的方式；接收、判別的方法都在選擇好系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以后，利用具體的技術(shù)方案（硬件電路或軟件判別）來實現(xiàn)。4系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與選擇一般遠(yuǎn)動系統(tǒng)都要考慮下面幾項內(nèi)容：（1）傳輸體制及傳輸網(wǎng)絡(luò)；（2）同步方式；（3）邏輯功能（編碼、譯碼、執(zhí)行）；（4）差錯控制技術(shù)；（5）容錯方案；（6）故障診斷、報警、顯示；（7）設(shè)計語言；（8）擴展方式。返回本節(jié)11.2.3 電碼結(jié)構(gòu) 遠(yuǎn)動技術(shù)中一個非常重要的內(nèi)容就是研究電碼。也就是電碼結(jié)構(gòu)。什么是電碼呢？電碼就是按照

54、一定規(guī)律組織起來，代表一定含義的一組脈沖信號。每一個脈沖稱為電碼單元，簡稱碼元。幾個碼元組成一個碼組（碼字），而電碼就由幾個碼組來構(gòu)成。整個電碼代表一個完整信息內(nèi)容，而每個碼組分別表達(dá)了信息內(nèi)容的一部分。電碼結(jié)構(gòu)電碼結(jié)構(gòu)一般由如下四部分來組成：1前導(dǎo)碼 2同步碼 3信息碼 ：（1）地址碼。 （2）狀態(tài)碼。 （3）信息內(nèi)容。 （4）差錯控制的監(jiān)督碼。 返回本節(jié)11.2.4 可靠性設(shè)計 系統(tǒng)簡化設(shè)計既可減少設(shè)備量，又能提高可靠性，是可靠性中既好又省的技術(shù)設(shè)計方案。簡化系統(tǒng)和減少設(shè)備量主要在系統(tǒng)設(shè)計階段來完成。具體說來，可從以下幾個方面進(jìn)行：開發(fā)軟件功能減少硬設(shè)備 基本單元電路的簡化組合設(shè)計壓縮電源

55、品種和數(shù)量 返回本節(jié)11.3 中心控制機的系統(tǒng)設(shè)計 11.3.1 中心控制機的功能分析與流程 11.3.2 鐵路信號遙控系統(tǒng)中心控制機分析 返回本章首頁11.3.1 中心控制機的功能分析與流程 中心控制機應(yīng)當(dāng)完成兩種系統(tǒng)操作：（1）控制的管理系統(tǒng)。 （2）執(zhí)行的控制系統(tǒng)。 中心控制機需具有如下的功能： 1）情況的測定； 2）進(jìn)行決策； 3）發(fā)布命令； 4）命令執(zhí)行情況的記錄。 返回本節(jié)11.3.2 鐵路信號遙控系統(tǒng)中心控制機分析 圖11.2 鐵路信號遙控系統(tǒng) 1控制輸入 通常所講的控制輸入是允許操作人員對中心控制機輸入其對遠(yuǎn)端站的控制命令。實際這種控制首先取決于正確的輸入，因此當(dāng)輸入操作后，應(yīng)

56、對操作人員復(fù)現(xiàn)其操作以便觀察確認(rèn)。這就是說伴隨輸入應(yīng)給予顯示。當(dāng)確認(rèn)自身操作和輸入處理確為操作人員意圖并且切實可行時，應(yīng)能輸入一個特定的“執(zhí)行發(fā)送”操作，“執(zhí)行發(fā)送”的功能是把控制要求送往分機。目前配合計算機化的中心控制機，其輸入控制方式可以有兩種選擇：（1）鍵盤操作。 . （2）觸摸式CRT上的操作。 2顯示 （1）表示盤。 （2）彩色CRT顯示。 （3）視頻投影儀。 (光閥式（Light Valves）投影儀。 CRT投影儀（3管、3鏡頭式）。 CRT投影儀（3管、一個鏡頭）。 )3邏輯檢查 對于控制系統(tǒng)來講，要形成一個控制命令需要有一定的條件。這些條件根據(jù)對系統(tǒng)的技術(shù)要求，可能是部分被控

57、對象的狀態(tài)變化必須是以另個或另部分被控對象的固定狀態(tài)為前提，也可能一些被控對象的某些狀態(tài)是互相制約的。所有這些需根據(jù)系統(tǒng)中對各項不同的命令要求來確定，然后實現(xiàn)必要的邏輯檢查。邏輯檢查的實現(xiàn)可以借助于主程序，但它一定以某些存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)表作為基礎(chǔ)，并且需要一定的支撐程序予以協(xié)調(diào)工作，才能完成整個技術(shù)要求。 信息重編任務(wù) 實際上信息重編任務(wù)就是為完成該項功能而設(shè)，它是中心控制機與通信系統(tǒng)聯(lián)系的中間環(huán)節(jié)之一。當(dāng)要把原始的控制由總機傳遞到分機之前，具體控制意圖經(jīng)過邏輯檢查之后首先送到信息重編任務(wù)。信息重編任務(wù)將其翻譯成實際待傳控制信息格式，然后送給通信對話任務(wù)。另外，來自分機的表示信息是經(jīng)由通信對話任務(wù)

58、送往信息重編任務(wù)，信息重編任務(wù)首先首先將其存儲起來，當(dāng)一組表示信息接收完畢后，則信息重編任務(wù)進(jìn)行相對控制信息所作的相反的翻譯工作，即把表示信息的表示意圖譯解出來并驅(qū)動中心控制機中相應(yīng)的任務(wù)，完成狀態(tài)表示顯示與記錄。通信對話任務(wù) 這個任務(wù)實際是中心控制機與通信設(shè)備的接口設(shè)備，雖然前述邏輯檢查任務(wù)是滿足技術(shù)要求的核心，但遙控系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的最關(guān)鍵的不同是其信息要按照一定的規(guī)則進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸。因此通信對話任務(wù)的處理內(nèi)容，第一步按照規(guī)則中要傳遞的信息格式組織好待傳內(nèi)容；然后進(jìn)行信息傳輸?shù)母袷交?，按照計算機數(shù)據(jù)流的情況進(jìn)行并串變換（接收時為串并變換）以及通過數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的物理接口（包括機械、電氣與信

59、號傳遞順序的規(guī)定）按規(guī)程進(jìn)行傳輸。返回本節(jié)11.4 控制機的幾種結(jié)構(gòu)形式分析 11.4.1 以單一計算機或微型機作為中心控制機的結(jié)構(gòu)與任務(wù)劃分 11.4.2 多微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的中心控制機 返回本章首頁11.4.1 以單一計算機或微型機作為中心控制機的結(jié)構(gòu)與任務(wù)劃分 采用單一計算機或微型機作為中心控制機時的硬件結(jié)構(gòu)舉例：如圖11.3所示這種結(jié)構(gòu)具有兩個特點，必須予以注意。其一是，它所采用的計算機或微機，不但需要具有足夠的存儲容量，而且需要具有足夠快的處理速度，以便與作為外設(shè)的控制輸入設(shè)備、輸出顯示設(shè)備、通信設(shè)備、硬拷貝設(shè)備（繪圖儀、打印機）銜接。很顯然，作為中心控制機的設(shè)計，該部分接口設(shè)計將成

60、為重要部分之一。其二，由于中心控制機是以通用計算機或微機完成專用機的功能，因此中心控制機的多個任務(wù)的調(diào)用問題，除了取決于操作系統(tǒng)中的多任務(wù)調(diào)度程序外，還需按照專用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流要求進(jìn)行。 圖11.3 單機為中心控制機的硬件結(jié)構(gòu)圖 圖11.4 任務(wù)調(diào)用程序的執(zhí)行返回本節(jié)11.4.2 多微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的中心控制機 如圖11.5所示，它用控制器直接控制處理器與總線的溝通，處理器可借助總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信與交換。設(shè)計思路清晰，結(jié)構(gòu)實現(xiàn)較為容易。圖11.5 單總線結(jié)構(gòu)多微處理系統(tǒng)2多端口存儲器結(jié)構(gòu)在微處理器up不是很多時，可以用多端口存儲器來實現(xiàn)up共享存儲器。從而實現(xiàn)up間的通訊。其中多端口負(fù)責(zé)解決訪問之