开关量的采集与处理

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开关量的隔离与抗干扰
当利用光电耦合器作为开关量输入计算机的隔离器件时，其原理接线如图 所示。开关S合下时，二极管导通，发出光来，使光敏三极管饱和导通，于 是输出Uo1或Uo2便有电位的变化。图（a）中，S打开时Uo1输出电平与Uc 相同；当S合下时，输出Uo1为低电平。
图（b）的情况相反，S打开时，输出低电平；S合下时，输出Uo2为高电平 （即等于Uc）。两种接线方式，输出电平不同，可以灵活选用。实际设计 电路时，A端接电源Ud正极。B端接Ud的负极（GND1），而发光二极管输出 端电源Uc，其接地端为GND2。必须注意GND1和GND2不能共地。
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开关量的隔离与抗干扰
（1）光电隔离
利用光电耦合器可以实现现场开关量与计算机总线之间 的完全隔离。光电耦合器由发光二极管和光敏三极管组 成，集成在一个芯片内，发光二极管和光敏三极管之间 是绝缘的，其间分布电容极少，一般为0.5~1pF，而绝缘 电阻又非常大，通常在10^10~10^13Ω之间，使可能带有 电磁干扰的外部接线回路和微机的电路部分之间无电联 系，可大大削弱干扰。在光电耦合器里，信息传送介质 为光，但输入和输出都是电信号，由于信息的传送和转 换的过程都是在不透光的密闭环境下进行的，既不会受 电磁信号的干扰，也不会受外界光的影响，因此光电耦 合器可实现计算机和现场的光电隔离，去掉它们之间公 共地线的电气联系，隔离效果比较好，现场侧的电磁干 扰很难通过它到达计算机的总线上。
1开关量的隔离
1)隔离的作用
隔离的主要作用是：是低压输入电路与大功率的 电源隔离；外部现场器件与传输线同数字电路 隔离，以免计算机受损；限制地回路电流与接 地线的错接而带来的干扰；多个输入电路之间 的隔离。
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开关量的隔离与抗干扰
2)开关量的隔离方法
常用的开关量的隔离方法主要有以下几种。 （1）光电隔离 （2）继电器隔离 （3）继电器和光电耦合器双重隔离
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开关量的隔离与抗干扰
（2）继电器隔离
对于变电所现场的断路器、隔离开关、继电器的辅助触点和主变压器分接 开关位置等开关信号，输入至计算机时，也可通过继电器隔离。采用中间 继电器做隔离器件时，若继电器长期带电会影响继电器寿命。为了提高继 电器寿命，可以利用继电器保持电压低于启动电压的特点，在动作线圈上 串接一定的电阻。平时，利用继电器本身的动断触点将它短接。当继电器 动作后动触点断开，将电阻串入，这样就实现了降压保持的目的。
利用现场断路器、隔离开关的辅助触点S1、S2接通，去启动继电器K1、K2， 然后由K1、K2的触点K1-1、K2-1等输入至计算机，这样做可以起到很好的隔 离作用，输入至计算机的继电器触点，可采用与计算机输入接口板配合的 弱点电源。
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开关量的隔离与抗干扰
（3）继电器和光电耦合器双重隔离
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开关量的隔离与抗干扰
2抗干扰
开关量采集的抗干扰有硬件和软件两种措施。硬 件措施称为去抖动电路，是为了排除开关操作时 产生的抖动。去抖动有多种形式。最常用的是采 用双稳态触发电路。利用其正反馈作用使状态迅 速翻转达到去抖动的目的。
软件抗干扰的措施主要是适当增加延时，以躲开 触点抖动的影响
开关量的采集与处理
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开关量的采集与处理
牵引变电所中的开关量主要有断路器、隔离开关的状态， 继电器和按钮开关触点的通断等。在远动遥控、遥控信 息处理过程中，这些开关量的采集与处理是非常主要的。 这里主要介绍对开关量采集与处理中的有关隔离、抗干 扰和采集等问题。
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开关量的隔离与抗干扰
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为了提高抗干扰能力，同时又能消除抖动，在线路比较 长、干扰比较严重的场合，还可以同时采用继电器和光 电耦合器双重隔离，以加强隔离效果，即将现场开关辅 助触点先经过继电器隔离，继电器的辅助触点再经过光 电耦合器隔离，然后再输入至计算机。这样的双重隔离 对提高抗干扰能力和消除开关动作时的抖动具有很好的 效果。