数据采集技术(后向通道)及功率接口技术
智能变电站一体化监控系统建_设技术规范(正式发布版)
智能变电站一体化监控系统建_设技术规范(正式发布版)标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-ICSQ/GDW 国家电网公司企业标准Q / GDW679 — 2011智能变电站一体化监控系统建设技术规范Technical specifications for construction of integrated supervision and controlsystem of smart substation2011-02-07发布 2011-02-07实施国家电网公司发布目次前言 .................................................................................................................................................. I I 1范围 . (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4 总则 (2)5 体系架构及功能要求 (2)智能变电站自动化体系架构 (2)一体化监控系统架构 (2)系统功能要求 (3)应用间数据流向 (6)6 一体化监控系统结构 (7)系统结构 (7)网络结构 (9)7 系统配置 (9)硬件配置 (9)系统软件配置 (10)时间同步 (11)性能要求 (11)8 数据采集与信息传输 (12)9 二次系统安全防护 (12)编制说明 (13)前言智能变电站是智能电网的重要环节，一体化监控系统是智能电网调度控制和生产管理的基础，是大运行体系建设的基础，是备用调度体系建设的基础。
为规范智能变电站建设，按照“统一规划、统一标准、统一建设”的原则，国家电网公司组织编写了《智能变电站一体化监控系统建设技术规范》。
本标准规定了智能变电站一体化监控系统体系架构、功能要求和系统配置等，为智能变电站设计和建设提供技术标准和依据。
配电自动化简介
配电网是电力系统发电、输电和配电(有时也称供电和用电)三大系统之一。
电力公司通过配电网实现产品销售--向广大电力用户提供电能。
随着经济的发展，观念的变化，电力公司正经历着一场深刻的变革：电力市场自由化。
这场变革使电力公司面临新的挑战，不得不采取新的策略，新的技术和管理措施，转变经营理念，增强市场竞争实力。
一、配电自动化简介配电自动化指：利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起，改进供电质量，与用户建立更密切更负责的关系，以合理的价格满足用户要求的多样性，力求供电经济性最好，企业管理更为有效。
配电自动化是一个庞大复杂的、综合性很高的系统性工程，包含电力企业中与配电系统有关的全部功能数据流和控制。
从保证对用户的供电质量，提高服务水平，减少运行费用的观点来看，配电自动化是一个统一的整体。
通过一系列经济政策和技术措施，由供需双方共同参与的供用电管理。
包含负荷管理、用电管理及需方发电管理等。
需求侧管理的几个内容涉及电力供需双方，甚至与电力管理体制有关，必须通过立法和制订相应的规则，并最终由电力市场来调节。
可以看到，电力的供需双方不仅仅是一种电力买卖关系，也是以双方利益为纽带的合作伙伴关系，在电力市场环境下，需求侧管理必将被重视。
二、配电自动化发展新动向变电站自动化的发展，使供电可靠性有了很大的提高，但是，要进一步缩短故障停电时间，很大一部分取决于馈线自动化的发展。
必须在馈电线路上装设电动开关，配置馈线终端设备FTU，对一些分支线路，还应装设故障指示器，并利用通信系统，向系统提供馈线运行数据和状态，执行系统下达的馈线开关遥控操作命令。
非线性负载、电动机直接起动、不平衡负载、焊接设备以及家用电器设备增多，降低了电压质量。
电压质量对现代电子设备及计算机系统影响极大。
为此，提出系统应对电压进行连续测量和质量分析，噪声越限告警。
数据采集与接口技术
（2）在R1大小不变时，加大C3的容量可以提高滤波效果， 在C3容量大小不变时，加大R1的阻值可以提高滤波效果。但 是，滤波电阻R1的阻值不能太大，因为流过负载的直流电流 要流过R1,在R1上会产生直流压降，使直流输出电压减小。
图2-5 多通道带采样保持器 共享A/D转换电路
项目一、热电偶温度检测
1）根据电路图搭建电路，分析各器件的作用 （4节课） 2）设计并制作热电偶数据采集及处理电路板 （10节课） 3）焊接热电偶数据采集处理板（2节课） ，撰 写热电偶数据采集及处理实验报告，要求分 析电路图中各环节的作用及参数选择。分析 是否能采用其他滤波电路？（业余时间）
#include<absacc.h> // 绝对地址访问头文件 void main(void) { char c; // 定义字符型变量 do // do while(表达式)循环 { c=XBYTE[11]; XBYTE[11] =XBYTE[12]； XBYTE[12]=c； }while(1) }
二、模拟/数字转换器（A/D） A/D转换器过程： （1）采样数据离散：每隔一定时间对输入的连续信号进 行采样
（2）量化：将采样的信号取整量化（小于q/2舍去）
量化使信号失真，影响系统精度和平滑
所以要精确选择A/D转换器
项目训练：传感器信号滤波及放大
项目训练：传感器信号滤波及放大调试 地点：电工电子实验室 根据所给图示连接并验证传感器信号滤波及
第三章-输入输出通道和接口技术
2、常用的采样/保持器 常用的采样/保持器有美国 AD公司的AD582、AD585 、
AD346、AD389和国家半导体公司的LF198/298/398等。 LF198是由双极型绝缘栅场效应管组成的采样/保持器，它
具有采样速度快，保持性能好，精度高等优点。 LF198芯片引脚和原理图如图5-21所示。 LF198芯片引脚的功能如下： （1） VIN：模拟量输入 （2）VOUT： 模拟量输出。
上述转换过程需要用模拟量输入/输出通道来实现。 ● 开关量：如继电器的合上和断开，按钮的按下和松开等。
3
开关量的输入/输出较模拟量简单，计算机只需判断输 入信息是“0”还是“1”，即可知道开关的状态；若控制某个 继电器工作，只需经过输出通道送“0”或“1”即可。
工业现场存在着电、磁、震动、温度变化等干扰，各类 执行器要求的开关电压、功率也不同，因此需要设置输入/ 输出通道进行信息的缓冲、隔离、驱动等措施。
CD4051由电平转换、译码、多路开关组成。 电平转换： CMOS到TTL的转换 3-8译码器：通过对分时控制端A、B、C的状态进行译码来
选择某一路的接通。
18
（三）采样/保持 由传感器检测的模拟信号经过处理后仍是模拟量，要输入
到计算机中，需要进行A/D转换。 由于A/D转换过程需要时间，因此要求输入A/D转换器的信
2
在工业控制过程中，被测参数一般分为模拟量和开关量。 ● 模拟量：如温度、压力、流量、电压和电流等；
由于计算机只能处理数字量，因此对于模拟量需要经过采 集，放大，采样保持，A/D转换等步骤，将模拟量转换为数字 量，才能送入计算机进行运算、分析和处理。
同样的，经过计算机处理后数据常常需要转换成模拟量来 控制执行机构的执行。
轨道交通装备智能化技术的研究及应用
引言2008年以来，随着京津城际、武广、京沪等客运专线的开通．中国逐步拥有全世界运营速度最快、里程最长的高速铁路网。
与此同时．城轨车辆正在迅速增加，如北京、上海、深圳、广州、天津、长沙、武汉、无锡等近30个城市已经或者正在修建城市轨道交通，随着轨道车辆的增多以及运行速度的提升，用户对设备的可靠性、可用性、可维护性、安全性(RAMS)和生命周期成本( LCC)的要求也越来越高，因此很有必要提高轨道交通装备的智能化水平。
轨道交通装备智能化的技术源头可追溯到上世纪70年代后期，微处理逐步应用到机车车辆单个设备的控制上，譬如西门子、BBC在80年代初把8086微处理器应用于机车的传动控制；南车株洲电力机车研究所有限公司在80年代前期开展了z80单板机控制静止劈相机的研究、试验。
随着需要协同控制的对象增多，产生了基于串行通信的层次化列车通信网络，并于1999年6月发展为IEC 61375列车通信网络标准。
到目前为止，轨道交通车载电气设备的控制、状态监视、故障报警大部分都基于列车通信网络WTB/MVB进行。
自进入本世纪之后，随着现场总线网络、列车骨干网(Ethernet Train Backbone，ETB)、列车编组网(Ethrmt Consist Netwok. ECN)、无线通信、物联网等诸多技术的应用，轨道交通装备智能化正在加速发展。
1.轨道交通装备智能化的定义轨道变通装备的发展经历了如图1所示的微机化、网络化、智能化发展历程。
轨道变通装备智能化是将现有牵引控制、辅助电源、制动、ATC、机务信息、旅客信息等系统的设备运营状态，通过标准化的网络组成一个统一的感知、识别、交流、诊断与决策的开放式系统，以支撑列车智能控制、智能监测诊断、智能维护、智能安全和智能旅客服务等功能，提升列车运行性能、安全性、乘客舒适度，提高列车运营维护和运营管理水平，降低列车的能源消耗，满足国民经济对轨道交通越来越高的要求。
图1 轨道交通装备的微机化、网络化、智能化发展轨道变通装备智能化涉及传感器信信号处理、通信、数据库、人工智能、分布式计算等多项技术。
智能手机触摸屏中的数据采集系统
总线接口技术
USB总线（通用串行总线）
智能手机对USB总线的利用主要体现在连接电脑或充电设备 时，目前应用的大多数2.0标准。 由于USB 2.0标准具有支持热插拔，价格低、能耗低、稳定 性好，物理接口统一，传输速度快，连接到计算机上能自动 检测等优点，除了智能手机，现今也有许多我们常用的电子 设备使用USB总线进行连接。
结构
一、传感器
当手指接触屏幕，两层OTI导电层 出现一个接触点，因其中一面导 电层接通Y轴方向的5V均匀电压 场，使得侦测层的电压由零变为 非零，控制器侦测到这个接通后， 进行A/D转换，并将得到的电压 值与5V相比，即可得触摸点的Y 轴坐标，同理得出X轴的坐标， 这就是电阻技术触摸屏共同的最 基本原理。
处理器
CPU
处理器
CPU
处理器
CPU
处理器
FPGA
应用处理器开发周期空档之间的衔接一个解决办法是使用一 个 FPGA。
处理器
FPGA
应用处理器开发周期空档之间的衔接一个解决办法是使用一 个 FPGA。
处理器
FPGA
应用处理器开发周期空档之间的衔接一个解决办法是使用一 个 FPGA。
处理器
结构
四变频器
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源转换为 另一频率的电能装置。 触摸屏的指示灯，画面显示，开关等都需要合适的频率实现。 触摸屏中的变频器首先 要有硬件的连接，实现通讯。除此 之外，需要有软件编程设定频率。当触摸屏进行频率设定时， 调用变频器。
结构
五、放大器（手机信号放大器）
结构
二、滤波器
以ADS784芯片为例： 当手指或其他接触工具点击触 摸屏时，根据接触部位的不 同，触摸屏的输出电阻相应发 生变化，而ADS7843根据测量到 的电阻值，确定相应接触点的 位置，同时告知单片机系统。
数据采集技术PPT课件
集与处理系统，可实现从数据采集、处理到 控制的全部工作。
2
（4）数据采集过程一般都具有“实时”特性，实时的 标准是能满足实际需要。
（5）随着微电子技术的发展，电路集成度的提高，数 据采集系统的体积越来越小，可靠性越来越高，出 现单片数据采集系统。
✓ CMOS：互补金属氧化物（PMOS管和NMOS管）共 同构成的互补型MOS集成电路制造工艺，功耗很低、 电压范围宽、抗干扰能力强。
✓ TTL：集成电路输入级和输出级全采用晶体管组成的 单元门电路，多发射极实现输入级“与”逻辑，输 出级晶体管实现“非”逻辑。与非门输出结果为： 有0出1，全1出0。+5V等价于逻辑“1”，0V等价于 逻辑“0”，被称做TTL（晶体管-晶体管逻辑电平） 信号系统 。
率信号和开关量信号等。
7
二、数据采集系统的主要性能指标 ➢ ①系统分辨率； ➢ ②系统精度； ➢ ③采集速率； ➢ ④动态范围； ➢ ⑤非线性失真。
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第二节 数据釆集基本电路
一、运算放大器和测量放大器 1.运算放大器 在模拟集成电路中，集成运算放大器是最基本
又是用途最广的一种电路。集成运算放大器是 高增益、多级直接耦合放大器，在模拟计算中， 这种放大器能够实现各种数学运算，故称为运 算放大器。 ✓ 直接耦合:将前一级的输出端直接连接到后一级 的输入端。 高增益单片集成化运算放大器在自动控制、测 量仪表、计算技术等许多方面都有着极其广泛 的应用，是模拟电子领域中最重要的有源器件。
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模拟多路开关有机械式、电磁式和电子式三大类。 ➢ 纯机械式开关在现代数据采集系统中已很少使用。 ➢ 电磁式多路开关主要是指各种继电器、干簧管等，
数据采集转发系统专用技术规范
数据采集转发系统专用技术规范1数据采集转发系统配置情况的说明(1)数据采集转发系统由数据采集器及数据采集器侧工业级全双工存储转换式光纤环网交换机或数据采集器侧LTE无线通信模块、光纤通信信息传输通信或LTE无线通信信息传输通道、综合控制室侧工业级全双工存储转换式光纤环网交换机或LTE无线收发基站等构成。
数据采集转发系统中的数据采集器必须满足逆变器、交流汇流箱中防雷器节点信号(如有)和升压变压器温度控制器RS485通信的接入需求,要求每个光伏方阵只能使用1套数据采集器；数据采集器的输入必须至少支持RS485通信，数据采集器的输出必须至少支持工业以太网和工业级单模光纤或工业级LTE无线通信等；数据采集器向上负责与电站后台准确对时，向下负责与投标逆变器和升压变压器温度控制器的对时，数据采集器应保证光伏区并网逆变器和升压变压器温度控制器的时间准确；数据采集器室外安装，有效防护等级不低于IP65。
数据采集转发系统应采用自愈环网或等效自愈环网的通信结构，当出现单一通信故障后,数据采集转发系统应在300ms内恢复正常并向后台发出报警。
数据采集转发系统必须具备通过后台对投标逆变器进行批量软件升级的功能。
整个数据采集转发系统的最大工作有功功率不得大于5kW o(2)若使用光纤通信信息传输通道的技术方案，则光纤通信信息传输通道的技术方案必须满足如下基本要求：1.技术方案应采用工业级全双工存储转换式光纤自愈环网通信方案。
2 .在数据采集器侧，采用工业级全双工存储转换式光纤环网交换棚各数据采集器输出的电信号转化为光信号后通过全双工单模光纤传输到综合控制室；每个方阵配置1套数据采集器侧的光纤环网交换机；数据采集器侧光纤环网交换机的有效通信带宽不得低于IOMbps,有效传输距离不低于20km；数据采集器侧光纤环网交换机被认为是数据采集器的系统组件。
3 .在综合控制室中配置一套光纤环网交换机，光纤环网交换机的输入来自整个光伏方阵中数据采集器侧光纤环网交换机的光纤，光纤环网交换机的输出接口为标100M/1000M自适应工业级以太网口(至少配置4个以太网输出口)，光纤环网交换机的输出以太网口直接与监控后台的以太网口对接；光纤环网交换机至少应具备二层存储转换式交换机的数据链路层通信功能和网管功能。
最新《RFID技术与应用》试题库(含答案)
《R F I D技术与应用》试题库(含答案)《RFID技术与应用》试题库（含答案）一、填空题（共7题，每题2分，共14分）【13选7】1．自动识别技术是一个涵盖【射频识别】、【条码识别技术】、【光学字符识别（OCR）】技术、磁卡识别技术、接触IC卡识别技术、语音识别技术和生物特征识别技术等，集计算机、光、机电、微电子、通信与网络技术为一体的高技术专业领域。
2．自动识别系统是应用一定的识别装置，通过与被识别物之间的【耦合】，自动地获取被识别物的相关信息，并提供给后台的计算机处理系统来完成相关后续处理的数据采集系统，加载了信息的载体（标签）与对应的识别设备及其相关计算机软硬件的有机组合便形成了自动识别系统。
3．条码识别是一种基于条空组合的二进制光电识别，被广泛应用于各个领域，尤其是【供应链管理之零售】系统，如大众熟悉的商品条码。
4．RFID技术是20世纪90年代开始兴起的一项自动识别技术，即利用【射频】信号通过空间【耦合】（交变磁场或电磁场）实现【无】接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。
5．国际标准（国际物品编码协会GS1），射频识别标签数据规范1.4版（英文版），也简称【EPC】规范。
6．射频识别标签数据规范给出包括【“标头”】和【“数字字段”】的标签通用数据结构，所有的RFID标签都应该具有这种数据结构。
7．ISO14443中将标签称为邻近卡，英语简称是【PICC】，将读写器称为邻近耦合设备，英文简称是【PCD】。
8．ISO15693与ISO14443的工作频率都是【13.56】Mhz。
9．ISO15693标准规定标签具有【8】字节的唯一序列号（UID）。
10．对于物联网，网关就是工作在【网络】层的网络互联设备，通常采用嵌入式微控制器来实现网络协议和路由处理。
11．控制系统和应用软件之间的数据交换主要通过读写器的接口来完成。
一般读写器的I/O接口形式主要有【RS-232串行接口】、【RS-485串行接口】、【以太网接口】、【USB接口】。
(完整版)数据接口技术比较
系统接口规范以及常见的接口技术概述一、基本要求：为了保证系统的完整性和茁壮性，系统接口应满足下列基本要求：1. 接口应实现对外部系统的接入提供企业级的支持，在系统的高并发和大容量的基础上提供安全可靠的接入；2. 提供完善的信息安全机制，以实现对信息的全面保护，保证系统的正常运行，应防止大量访问，以及大量占用资源的情况发生，保证系统的茁壮性；3. 提供有效的系统的可监控机制，使得接口的运行情况可监控，便于及时发现错误及排除故障；4. 保证在充分利用系统资源的前提下，实现系统平滑的移植和扩展，同时在系统并发增加时提供系统资源的动态扩展，以保证系统的稳定性；5. 在进行扩容、新业务扩展时，应能提供快速、方便和准确的实现方式。
二、接口通讯方式：接口基本采用了同步请求/应答方式、异步请求/应答方式、会话方式、广播通知方式、事件定阅方式、可靠消息传输方式、文件传输等通讯方式：1. 同步请求/应答方式：客户端向服务器端发送服务请求，客户端阻塞等待服务器端返回处理结果；2. 异步请求/应答方式：客户端向服务器端发送服务请求，与同步方式不同的是，在此方式下，服务器端处理请求时，客户端继续运行；当服务器端处理结束时返回处理结果；3. 会话方式：客户端与服务器端建立连接后，可以多次发送或者接收数据，同时存储信息的上下文关系；4. 广播通知方式：由服务器端主动向客户端以单个或者批量方式发出未经客户端请求的广播或者通知消息，客户端可在适当的时候检查是否收到消息并定义收到消息后所采取的动作；5. 事件定阅方式：客户端可事先向服务器端定阅自定义的事件，当这些事件发生时，服务器端通知客户端事件发生，客户端可采取相应处理。
事件定阅方式使客户端拥有了个性化的事件触发功能，极慷慨便了客户端及时响应所订阅的事件；6. 文件传输：客户端和服务器端通过文件的方式来传输消息，并采取相应处理；7. 可靠消息传输：在接口通讯中，基于消息的传输处理方式，除了可采用以上几种通讯方式外，还可采用可靠消息传输方式，即通过存储队列方式，客户端和服务器端来传输消息，采取相应处理。
单片机的输入输出通道接口
精选ppt
5.3 A/D转换器及接口技术
A/D转换器（Analog To Digit Converter）：将模拟量转换为 与之成比例的数字量的器件称为A/D转换器，常用ADC表示。
5.3.1 A/D转换器的性能指标
（1）分辨率：分辨率是指输出数字量变化一个相邻数码所需 输入模拟电压的变化量。A/D转换器的分辨率定义为满刻度电 压与2n之比值，其中n为ADC的位数。 例如：具有12位分辨率的ADC能分辨出满刻度的（1/2）12或 满刻度的0.0245%。一个10V满刻度的12位ADC能够分辨输入 电压变化的最小值为2.4mV。而3 12 位的A/D转换器（满字为 1999），其分辨率为满刻度的1/1999×100%=0.05%。
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5.3.2 A/D转换器的分类
精选ppt
5.3.3 A/D转换器的接口
串行A/D转换器MAX187/189
精选ppt
•常用传感器的简介：
1、温度传感器DS18B20特性介绍 DS18B20是DALLAS公司的最新单线数字温度传感器。 ·是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，仅需要一个 端 口引脚就可以与单片机进行通信。无须别的外围器件。 ·多个18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能。 ·测量温度范围为-55～+125℃，在-10～+85℃范围内，精度为±0.5℃。 ·可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5伏。 ·可以程序设定9～12位的分辨率，精度为±0.5℃。 ·用户设定的报警温度存储在E2PROM中，掉电后依然保存。 ·负电压特性，电源极性接反时，温度计不会烧毁，但不能正常工作。 DS18B20的性能是新一代产品中最好的，性能价格比也非常出色， 继“一线总线”的早期产品后，DS18B20开辟了温度传感器技术的 新概念，18B20使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建
智能仪器的数据采集技术方案
1. 大信号输出传感器 :
为了与A/D输入要求相适应，传感器厂家
开始设计、制造一些专门与A/D相配套的 大信号输出传感器。
传感器 小电压 小信号放大 小电流
信号修正与变换
滤波 A/D 微机
传感器 大电压
V/F
传感器 大电流 I/V转换
光电耦合
微机
图3.5 大信号输出传感器的使用
2. 数字式传感器： 采用频率敏感效应器件构成，也可以由 敏感参数R、L、C构成的振荡器，或模拟 电压输入经 V/F转换等。 具有测量精度高、抗干扰能力强、便于 远距离传送等优点。
VI‘N
VI2N 0
(VIN K0
)2
VIN0 VIN
1
1
K
2 0
为使小信号不被电路噪声所淹没，在电路前 端加入的电路必须是放大器，即K0＞1，而且 必须是低噪声的，即该放大器本身的等效输 入噪声必须比其后级电路的等效输入噪声低。 因此，调理电路前端电路必须是低噪声前置 放大器。
两种调理电路的对比
误差、噪声等组成。 相对误差(精度) 数字输出码所对应的模拟输入实际值与
理想值之差与模拟满量程值之比，用％表 示 。绝对误差/满量程值之比。
偏移误差（又称为偏移电压）
定义:为使ADC的输出最低位为1，施加
到ADC模拟输入端的实际电压与理论值 (1/2Vr／2n)(即1/2LSB所对应的电压值)之 差.
（a） VIN
(VIN0 K )2 VI2N1 K
VI2N 0
(VIN1 K
)2
（b） VIN
(VIN1K )2 (VIN0K )2 K
VI2N0 VI2N1
由于 K＞1,所以，VIN VIN，调理电路中放大器设置在 滤波器前面有利于减少电路的等效输入噪声。
国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统设备技术要求
国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统设备技术要求一、能源管理工作站技术要求1、数据采集支持带数字接口的电表、水表、蒸汽表、天然气表、热量表、油表等的数据采集。
支持MODBUS、DL/T645、CJ/T 188等设备及终端的标准及规约。
规约具备易扩展性，采用规约库方式，接入新的规约不影响系统的正常运行。
通道支持串口、拨号、GPRS、CDMA、以太网等通讯通道。
支持实时采集、自动周期采集（定时采集），自动抄表方案可配置（1分钟～24小时）。
支持数据传输正确性检验，异常数据自动标识。
系统需支持断点续传功能。
能自动保存最后一包有效数据所对应的日期时间，如果出现故障，恢复后（或下一次自动采集时）能自动从上次传输的断点处开始续传数据，保证数据传输的高效性并且不会丢失任何数据。
支持并行处理，能同时对多个设备进行数据采集。
能实现采集任务在多台前置机间的自动分配、实时均衡，也可以实现手动分配。
采集数据、重要参数数据、运行状态参数等需采用内存共享机制，以提高运行效率。
2、数据处理原始数据校验采集的报文数据经过解析后，得到原始数据，原始数据先做合法性及完备性检验，如计量装置负数表码、计量装置表码倒走、瞬时量码值超阈值、满码的情况。
针对以上几种情况，系统要求能给出报警，并进行相应处理。
数据综合统计、分析能耗数据的综合统计、分析需要实现以下功能：各建筑分类能耗数据小时、日、月、年等时间段内的统计、计算。
各建筑分项能耗数据小时、日、月、年等时间段内的统计、计算。
各建筑分层能耗数据小时、日、月、年等时间段内的统计、计算。
各建筑单位面积平均能耗计算。
各部门、各科室的能耗计算。
各建筑人均能耗计算。
不同建筑类型的能耗指标最大、最小、平均值计算。
各建筑能耗标煤转换计算和统计。
3、数据查询与展示要求能方便实现客户端查询和各级管理人员的动态WEB查询，查询界面能适应各级管理人员的要求能够支持灵活的条件组合查询和对比分析，各类统计分析的数据可灵活采用棒图、饼图、折线图、曲线图等多种图表方式直观的展示，展示信息均可下载、EXCEL输出及手工、定时打印功能。
电网监控与调度自动化题库及答案
第一章概述1.简述电网监控与调度自动化系统的基本结构答：电网监控与调度自动化系统按其功能可分为四个子系统：（1）信息采集和命令执行子系统；（2）信息传输子系统；（3）信息的收集、处理和控制子系统；（4）人机联系子系统。
2.简述电力调度系统的目标及其应用的主要技术手段答：电网监控与调度自动化系统的目标：保障电力系统安全稳定、优质高效、经济环保地持续运行。
对应的技术手段是在监控系统的基础上的自动发电控制AGC和经济调度控制EDC技术第二章交流数据采集与处理1. 简述交流数据采集技术方案的基本原理答：对交流量瞬时值直接采样，通过A/D变换将模拟量变为数字量，由微机对这些数字量进行运算，获得被测电压、电流、有功、无功功率和电能量值。
2. 简述微机变送器的工作过程答：变送器的输入信号经过相应的TV、TA变成0~5V交流电压信号，这些信号输入到多路模拟电子开关MPX，CPU经并行接口芯片，将当前需要采样的某路信号地址送到MPX，MPX立即将选定的模拟电压输出到采样保持器。
采样保持器按确定的采样时序信号采集该信号，A/D转换器将采样保持器输出的模拟电压转换成数字量，并经与非门向CPU发出转换结束信号,CPU中断当前工作，经并行接口电路读得A/D转换输出数据。
CPU再次发出选择下一路采样的地址信号到MPX，CPU对已采集的数据进行处理，并计算出线路上的各种电气量值。
3. 简述标度变换的意义与基本原理（求用四位十进制数显示满量程为140KV电压的标度变换系数K）答：标度变换的意义：电力系统中各种参数有不同的量纲和数值范围，如V与kV，A 与kA。
这些信号经过各种变换器转化为A/D转换器能接受的信号范围，经A/D转换为标幺值形态的数字量，但无法表明该测量值的大小。
为了显示、打印、报警及向调度传送，必须把这些数字量转换成具有不同量纲的数值，这就是标度变换。
第三章远动终端RTU1.简述RTU的种类、功能与基本结构答：种类：TTU、RTU、FTU功能：1）远方功能：遥测、遥控、遥信、遥调、电力系统统一时钟、转发，适合多种规约的数据远传；2）当地功能：CRT显示、汉子报表打印、本机键盘、显示器、远方终端的自检与自调功能。
试验数据采集.
6.2
计算机数据采集系统
计算机数据采集系统主要由多路模拟开关(MUX)、采样 保持器（SHA)、模数转换器(A/D)等组成，如图6-1所示。
图 6-1
微型计算机化的数据采集系统
一、多路模拟开关(MUX)
在工程测试中，经常会遇到多路数据采集的问题，如果 每一路都单独采用各自的输入回路，即每一路都采用放大、 采样/保持和A/D等环节，不仅成本会成倍增加，还会导致系 统体积庞大以至于从结构上无法实现,如128路信号的采集。 因此，除少数特殊情况外，常采用公共的采样保持及A/D转 换电路，而要实现这种设计，就需采用多路模拟开关。
输入 信号 前向 通道 DSP 芯片 输出 信号 后向 通道 存储 器 通讯 及人机 接口 DSP 系统 译码 与时 序控 制
数字
I/O
总线
图6-4 典型的DSP系统
大多数DSP系统还有通信(串行通信、并行通信)、人机接
口等部分。系统还可通过COMPACT PCI，PCI，ISA，VXI
等总线插在计算机上工作，或通过 3xbus 总线等组成紧凑型 的控制系统，甚至还可以通过现场总线将整个系统作为整个 现场系统中的一个节点。 必须指出 ， 上面给出的 DSP 系统是一个相对完备的 DSP 系统，但并不是所有的 DSP 系统都必须具有上述系统上 的所有部件。如频谱分析中输出的不是连续的波形而是离散
富而优良的软件和硬件资源以数字方式处理大量信息的器件。
器无论是在结构上、速度上、精度上还是指令集上都具有通
用单片机无法比拟的优势，特别是数据处理量较大时，优势 更突出。DSP芯片的使用使数据采集系统的实时处理能力进 一步提高。目前DSP处理器主要有16位定点和32位(或24位) 浮点DSP。DSP功能很适合汽车试验中数据采集与控制。
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2.“量化误差”和“精度”是同一个概念的两种说法，
它们之间没有区别。其次，“分辨率”和“量化误差”
的概念虽然有联系，但并不相同。
“分辨率”是指转换器对输人的模拟量或输出的数
字量之分辨能力，是对转换量变化敏感程度的描述。转
换器的分辨率通常用位数来表示，如 8位、10位、12位
等。 对于 n位转换器，其实际分辨率为模拟量满量程
4
接
多
采样保持器
V/I
通道1
PC
口
路ห้องสมุดไป่ตู้
总
电
D/A
开
线
路
关
采样保持器
V/I
通道n
图 2-1 (b)共享D/A结构
特点:1.多路输出通道共用一个D/A转换器 2.每一路通道都配有一个采样保持放大器 3.D/A转换器只起数字到模拟信号的转换作用 4.采样保持器实现模拟信号保持功能 5.节省D/A转换器,但电路复杂,精度差,可靠低.占用主机时间
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2.2 后向通道D/A转换器接口
(1)D/A转换器的工作原理 (2)D/A转换器的性能指标 (3)典型芯片DAC0832及其应用
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2.2.1 D/A转换器工作原理(了解)
现以4位D/A转换器为例说明其工作原理,如图所示.
D3
位切换 开关
1
0
BS3
数字量输入
D2
D1
1
0
BS2
1
0
BS1
D0 IOUT
5.功耗：一般CMOS工艺的芯片功耗较低,对于电池供 电的手持系统对功耗要求比较高的场合一定要注意功耗指 标.
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6.封装(FOOTPRINT)：常见的封装是DIP,现在表面 安装工艺的发展使得表贴型SOP封装的应用越来越多.
7.满幅度输出(Rail-to Rail) 新近业界出现的新概念,最 先应用于运算放大器领域,指输出电压的幅度可达输入电压 范围.在DA中一般是指输出信号范围可达到电源电压范围.
VOUT
(Dn1
2n1
Dn2
2n2
D1
21
D0
20 )
VREF 2n
B
VREF 2n
❖ 结论：由上述推导可见,输出电压除了与输入的二进制数有关,还与
运算放大器的反馈电阻Rfb以及基准电压VREF有关.
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2.2.2 D/A转换器的性能指标
D/A转换器性能指标是衡量芯片质量的重要参数,也 是选用D/A芯片型号的依据.主要性能指标有：
的 1/2N。
“精度”是由转换器转换分辨率所造成的误差，或
者说是真实值与转换值之间的误差。
精度与系统中所测量控制的信号范围有关，但估
算时要考虑到其他因素，转换器位数应该比总精度要
求的最低分辩率高一位。
8
3.输出类型：数字接口方式 接口有并行/串行之分,串行又 有SPI,I2C等多种不同标准.
不带输入数据锁存器的D/A转换器,CPU必须通过锁存器 与D/A转换器传送数据.
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(4)转换时间--是描述D/A转换速度快慢的一个参数,指 从输入数字量变化到输出模拟量达到终值误差1/2LSB 时所需的时间.显然,稳定时间越大,转换速度越低.对于输 出是电流的D/A转换器来说,稳定时间是很快的,约几微 秒,而输出是电压的D/A转换器,其稳定时间主要取决于 运算放大器的响应时间. (5)量程/输出范围：一般为0-5V
(1)分辨率 (2)转换精度 (3)偏移量误差 (4)稳定时间
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(1)分辨率Resolution: D/A转换器能分辨的最小输出模拟增量,即当输入数字发生
单位数码变化时所对应输出模拟量的变化量,它取决于能转换的 二进制位数,数字量位数越多,分辨率也就越高.其分辨率与二进制 位数n呈下列关系：分辨率=满刻度值/(2n-1)=VREF/2n
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ILE: Input Latch Enable (active high). The ILE in combination with CS enables WR1. 输入允许锁存信号,输入 线,高电平有效.
当ILE和CS*同时有效时,8位输入寄存器端为高电平“1”,此 时寄存器的输出端Q跟随输入端D的电平变化；反之,当端为低电 平“0”时,原D端输入数据被锁存于Q端,在此期间D端电平的变化 不影响Q端.
XFER*: Transfer control signal (active low). The XFER will enable WR2. 传送控制信号,输入线, 低电平有效.
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DI0-DI7: Digital Inputs. DI7 is the most significant bit (MSB). DI0 is the least significant bit (LSB) 数据输入线,其中DI7为最高有效位 MSB,DI0为最低有效位LSB ,
1
0
BS0
IRfb Rfb
-
VOUT
A
+
运算放大器
2R
2R
2R
2R
2R
I3
I2
I1
I0
基准
电压
R
R
R
VREF
R--2R电 阻 网 络
图 3-2 D/A 转 换 器 原 理 框 图
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假设D3 D2 D1 D0为1111,则开关BS3.BS2.BS1.BS0全部与“1” 端相连.根据电路基础理论,有：
Iout1: DAC Current Output 1. Iout1 is a maximum for a digital code of all 1’s in the DAC register, and is zero for all 0’s in DAC register. DAC电流输出端1,一般作为运算放大器差动输入信号之一. Iout2: DAC Current Output 2. IOUT2 is a constant minus(减) Iout1 , or Iout1+ Iout2 = constant (I full scale for a fixed reference voltage). DAC电流输出端2,一般作为运算放大器另一个差动输入信号.
复习:无三态输出功能的A/D转换器,应当通过三态缓冲器 与CPU传送数据.
NOTE:DA器件输出的模拟信号有电压和电流两种.
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4.基准电压： 有内/外基准和单/双基准之分.
D/A转换中,参考电压源是唯一影响输出结果的模拟参 量.目前大多数参考电压源均由带温度补偿的齐纳二极管构 成.近年来又出现了一种新颖的精密参考电压源——能隙恒 压源.
2
2.0 引言
1.模拟量输出通道的任务-----把计算机处理后的数字量信 号转换成模拟量电压或电流信号,去驱动相应的执行器, 从而达到控制的目的;
2.模拟量输出通道(称为D/A通道或AO通道)构成----- 一 般是由接口电路.数/模转换器(简称D/A或DAC)和电压/ 电流变换器等;
3.模拟量输出通道基本构成--多D/A结构(图2-1(a))和共 享D/A结构(图中2-1(b))
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2.1 DA转换技术注意事项
1.速度和精度
一.如何正确选择DA器件 ?
2.数字接口
二.如何应用DA器件 ?
3.输出类型 4.基准电压
5.功耗
6.封装
7.满幅度输出
8.价格
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1. “转换速度”这一指标仅适用于A/D转换器,D/A转 换器可以忽略不计转换时间.速度应根据输出信号的最 高频率确定,保证转换器的转换时间要高于系统要求的 输出频率.
IOUT
(D3
23
D2
22
D1
21
D0
20)
VREF 24 R
14
考虑到放大器反相端为虚地,故：
I Rfb I OUT
选取Rfb =R,可以得到：
VOUT
IRF Rf
(D3 23
D2 22
D1 21
D0
20
)
VREF 24
对于n位D/A转换器,它的输出电压VOUT与输入二进制数 B(Dn-1～D0)的关系式可写成：
第二章 数据采集技术(后向通道)及
功率接口技术
2.0 引言 2.1 DA转换技术 2.2 后向通道D/A转换器接口
2.2.1 D/A转换器工作原理 2.2.2 D/A转换器的性能指标 2.2.3 典型芯片-DAC0832 2.3 输出方式
2.3.1 电压输出方式 2.3.2 电流输出方式
1
2.4 后向通道的功率接口 2.4.1 MCS-51的输出驱动能力及其外围集成数字驱动电路 2.4.2 外围集成数字驱动电路 2.4.3 MCS-51的开关型功率接口 MCS-51与光电耦合器-光耦的接口 继电器驱动电路 MCS-51与晶闸管的接口 固态继电器驱动电路
有时就用位数来表示分辨率
(2)偏移量误差--是指输入数字量时,输出模拟量对于零的偏移值.
此误差可通过D/A转换器的外接VREF和电位器加以调整.
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(3)转换精度--是指转换后所得的实际值和理论值的接近程度,它 和分辨率是两个不同的概念.
例 如 , 满 量 程 时 的 理 论 输 出 值 为 10V, 实 际 输 出 值 是 在 9.99V～10.01V之间,其转换精度为±10mV.对于分辨率很高的 D/A转换器并不一定具有很高的精度.
I3
VREF 2R
23
VREF 24 R
I1
I2 2
21
VREF 24 R
I2
I3 2
22
VREF 24 R
由于开关BS3～BS0的状态是受要转换的二进制数 D3 D2 D1 D0 控制的,并不一定全是“1”.因此,可以得到通式：