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监控技术及课程设计答案

14.远动技术是与之间实现、、、和技术的总称。

参考答案：

远动技术是调度端（控制中心、调度所）与执行端（被控端）之间实现遥控、遥信、遥测、遥调和遥视技术的总称。

15.远动系统一般由、和三大部分组成。

参考答案：

远动系统一般由控制主站/调度端、通信系统/通信信道和远方终端装置RTU/执行端三大部分组成。

16.

一般将、和硬件的结合称为电力系统能量管理系统EMS。

参考答案：

一般将SCADA（远动系统）、PAS（电力系统应用软件）和硬件的结合称为电力系统能量管理系统EMS。

17.解释SCADA系统和EMS系统。

参考答案：

SCADA系统：

以微型机为主构成、完成常规“四遥”功能为目标的监视控制和数据采集系统。

简称微机远动系统。

EMS系统：

在SCADA系统中发展了电力系统高级应用软件PAS，分析调度型的调度自动化系统，称为能量管理系统EMS。

18.电力系统远动系统的主要作用和功能是什么？

参考答案：

一是合理调度所属各发电厂的出力，制定运行方式，从而保证电力系统的正常运行，安全经济的向用户提供满足质量要求的电能；二是在电力系统发生故障时，迅速排除故障，尽快恢复电力系统的正常运行。

调度中心必须随时了解发电厂及变电所的实时运行参数及状态，分析收到的实时数据，做出决策，在对发电厂以及变电所下达命令，实现对系统运行方式的调度。

19.采用电压变送器测量110kV侧电压值，A/D转换的转换精度为14位，最大值为110kV,今测得A/D值为030AFH，计算其原电压值？

参考答案：

首先将所测值转换为十进制值：

030AFH——11000010101111B——12463D

最大值03FFFH=16383D,代表直流110kV电压

则16383：

12463＝110kV：

x

X＝83.67kV

14.

开放式系统互连参考模型（OSI）分层结构有、、

、、、、。

参考答案：

开放式系统互连参考模型（OSI）分层结构有应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

15.按照信息传输的方向，以及能否双向进行，通信方式可以分为、和。

参考答案：

按照信息传输的方向，以及能否双向进行，通信方式可以分为单工通信、半双工通信和全双工通信。

16.按照网络中计算机之间的几何连接形式，可以把网络分为、、、等。

参考答案：

按照网络中计算机之间的几何连接形式，可以把网络分为星形网络、树形网络、总线形网络、环形网络等。

17.为什么在微机监控系统中主要设备要采用冗余备用方式？

参考答案：

所谓冗余，是指一设备或系统与另一设备或系统的基本功能完全相同,它们不管其中一个运行还是故障,另一个都可以执行要求的功能。

对微机系统中的主要设备采用冗余配置，使得设备故障后备用设备可立刻投入，减少故障时间，提高系统可靠性

18.比较串并结构与并串结构两种冗余备用方式可靠性的优劣。

参考答案：

串并结构多个功能模块串联完成一定的功能，将这多个模块并联进行的冗余备份，并串结构是对每个功能模块进行冗余备份再串联完成一定的功能。

并串结构的可靠性要高于串并结构。

并串结构中的并联子系统中各单元互为备用，某单元故障并不影响子系统。

但它的结构更复杂，成本也高；串并结构有一定的冗余，结构相对简单。

19.

在编码理论中，任意两码字间称为该两码字之间的，简称码距。

参考答案：

在编码理论中，任意两码字间对应位取值不同的个数称为该两码字之间的汉明距离，简称码距。

20.

微机监控系统的主要性能指标有、容量及功能、、

。

参考答案：

微机监控系统的主要性能指标有可靠性、容量及功能、实时性、抗干扰能力。

21.一个（n，k）码的最小码距指的是什么，它与该（n，k）码的检纠错能力有何关系？

参考答案：

最小码距：

所有码字中（许用码组），任意两码字间距离的最小值称该码的最小码距d0。

一个（n,k）码检最小码距与检纠错能力的关系：

若只要求能发现e个错误，则要求：

d0≥（e+1）

若只要求能纠正t个错误，则要求：

d0≥（2t+1）

若要求能发现e个错误，同时纠正t个错误，则要求：

d0≥（t+e+1）

22.

某监控系统采用生成多项式为g（x）=x3+x+1的（7，4）循环码作为抗干扰编码。

（1）若发送端欲发送的信息序列为（1010），即信息多项式为（x3+x），求经编码后的码多项式及对应的码字。

（2）若接收端收到的码字为R1=（1011110），判断接收到的该码字是否正确。

参考答案：

（1）信息码字为M（x）=x3+x，则x3M（x）=x6+x4，

x3M（x）/（x3+x+1）=x3+1余x+1，

于是得码字多项式C（x）=x3M（x）+R（x）=x6+x4+x+1，码字为（1010011）

（2）若接收端收到的码字为R1=（1011110），对应多项式为x6+x4+x3+x2+x

x6+x4+x3+x2+x/（x3+x+1）=x3余x2+x

余式x2+x不等于0，所以接收码字不正确。

23.

已知（15，10）循环码的生成多项式g（x）=x5+x4+x2+1，若信息序列M=1000100100。

求：

（1）信息序列M对应的M（x）？

（2）求余式R（x）？

（3）求M对应的码字C？

（4）若接收码字为R=100110110100011判断接收到的该码字是否正确，为什么？

参考答案：

（1）M（x）=x9+x5+x2

（2）R（x）=x4+x2+x1

　　（3）M对应的码字C=100010010010110

（4）不正确，因为不能整除生成多项式

24.试将信息元组M=1000100100用g（x）=x5+x4+x2+1编成（15，10）循环码。

参考答案：

信息码字为M（x）=x9+x5+x2，则x5M（x）=x14+x10+x7，

x5M（x）/（x5+x4+x2+1）=x9+x8+x7+x3+x2+x余x4+x2+x，

于是得码字多项式C（x）=x5M（x）+R（x）=x14+x10+x7+x4+x2+x，码字为（100010010010110）

25.

求取如下表所示码组的最小重量、最小码距。

110001

111100

100011

101000

000011

110111

100100

101011

001011

110011

若某码组最小码距为7，求：

（1）能发现几个错误？

（2）能纠正几个错误？

（3）若要求能发现e个错误，同时纠正t个错误，e、t分别为多少？

参考答案：

该表格最小重量为2，最小码距为1。

若某码组最小码距为7，

（1）最多能发现6个错误

（2）最多能纠正3个错误

（3）e+t≤dmin-1，则有e+t≤6

14.调度端由哪些设备构成？

各完成什么功能？

你想象中调度端是什么样子？

参考答案：

调度端由服务器，WEB服务器，调度员工作站，维护工作站，分析员工作站,通信前置机及打印机，模拟屏（大屏幕显示器）等外设组成，其结构图如下图所示。

服务器：

网络服务、数据处理、设备监管、定时服务、进程监管

调度员工作站：

网络通信、上行实时信息处理、操作管理

通信前置机：

网络通信、查询RTU、上下行信息转发、信道监视

维护工作站：

用于生成、维护、修改、管理系统的实时数据库、历史数据库及用户画面，并定义、修改系统运行参数等

模拟屏：

系统状态同步显示

打印机：

打印报表或记录等

不停电电源UPS系统：

保证在停电状保持运行30分钟（60分钟）

GPS系统：

保证调度端与执行端及的一致性，便于故障分析和判断

15.简述调度端软件的结构、功能。

参考答案：

远动系统调度软件是指对在调度端系统运行的所有程序总称，一般分为系统软件、应用软件和数据库软件。

结构图如下图所示：

系统软件：

计算机中所使用的操作系统，面向计算机本身，不针对特定用户，具有一般性。

支持软件：

开发支持环境和数据库管理系统（DBMS）。

应用软件：

在远动监控系统中特指为实现调度自动化功能设计的应用程序，面向用户，具有针对性。

实现五遥、数据报表统计、记录事件分析等调度自动化管理各项功能。

16.被控站置于何处？

由哪些设备构成？

有哪些功能模块？

参考答案：

被控站是置于变电所、开闭所、分区亭用以采集和发送实时运行参数，接收并执行调度中心控制与调节命令的终端设备。

其硬件结构包括：

主处理器CPU，只读存储器ROM，随机存储器RAM，定时器，中断管理及串、并接口和外围电路等。

其功能模板包括：

CPU板，系统支持板，键盘显示板，开关量输入板，A/D板，通信板，控制输出板。

17.什么是事件顺序记录？

什么是事件分辨率？

参考答案：

事件顺序记录是记录变位信号的位置和发生时间，便于对相关事件进行分析；

事件分辨率指能够区分变位信号的最小时间间隔。

18.比较开关量中断采集方式和查询采集方式的异同？

参考答案：

查询方式：

CPU以一定的时间周期对并行I/O接口进行扫描查询。

编程简单。

中断方式：

当开关量发生变化时，接口电路向CPU发出中断请求。

若CPU处于中断允许状态，则在处理完当前命令周期后，即转入中断处理过程。

19.遥控和遥调输出一般经过哪些环节？

有何不同？

参考答案：

遥调输出一般要经过数字并行输出，D/A转换，功率放大，执行机构几个环节。

遥控通过I/O输出使断路器、隔离开关的位置发生改变，遥控是对变电所的断路器、隔离开关等开关量进行“合”与“断”的两种状态的操作，即开关量的输出。

与遥控只输出两种状态不同的是：

遥调需要输出连续变化的信号，即输出模拟量信号。

20.采用电压变送器测量110kV侧电压值，A/D转换的转换精度为14位，最大值为110kV,今测得A/D值为030AFH，计算其原电压值？

参考答案：

首先将所测值转换为十进制值：

030AFH——11000010101111B——12463D

最大值03FFFH=16383D,代表直流110kV电压

则16383：

12463＝110kV：

x

X＝83.67kV

21.

采用电压变送器测量220kV侧进线电压值，A/D转换的转换精度为14位，采样电压为0-5V。

进线电压的最大值为240kV,今测得A/D值为30AFH。

求：

（1）采样得到的电压是多少？

（2）进线电压值是多少？

参考答案：

5/3fffh=x/30aeh写出3fffh对应5V

电压=3.803V

5/240=3.803/x->

进线电压=182.544kV

22.

用8255和AD7536设计一个可采集64路开关量的遥信信号输入接口电路，并给出相应的软件程序框图。

参考答案：

接口电路为：

软件程序框图为：

23.

采用1片SN74LS244和8片SN74151实现64路遥信量输入。

参考答案：

下图为采用1片SN74LS244和8片SN74151实现64路遥信量输入的接线图。

8片SN74151共可接64路遥信量，其输出分别接至SN74LS244的8个输入端，SN74LS244的输出端接至8031CPU的数据总线上。

SN74151的数据选择由8031的P1.0~P1.2控制，SN74LS244的片选信号由8031的P2.7产生。

24.请设计一个远动监控系统的RTU，给出其组成框图，指出每个组成部分的主要功能。

参考答案：

25.

开放式系统互连参考模型（OSI）分层结构有、、

、、、、。

参考答案：

开放式系统互连参考模型（OSI）分层结构有应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

26.什么是调制与解调？

为什么要进行调制与解调？

参考答案：

调制：

用待传输的基带信号去控制高频正弦波或周期性脉冲信号的某个参数，使它按基带信号变化；解调：

从调制的载波信号中将原调制信号复原的过程。

作用（为什么）：

将信号的频谱搬移到我们所希望的频率位置上，以便适合于在信道上传输；实现信道的频分多路复用；改善传输系统的抗干扰性能。

27.同步通信与异步通信的根本区别是什么？

参考答案：

异步通信是“起—止”同步（Start—stopmode）方式通信，即以起始位开始、停止位结束的一个字符内按约定频率进行同步接收。

各字符之间允许有间隙，且两个字符之间的间隔不固定的；在同步通信方式中，不仅同一字符中的相邻两位间的时间间隔要相等，而且字符间的间隔也要求都相等。

异步通信的传输控制是面向字符的，同步通信的传输控制可以面向比特，也可以面向字符。

在计算机网络中，传输控制规程属于链路级和物理级通信协议。

28.什么是基带和频带传输？

为什么要进行频带传输？

参考答案：

直接利用基带信号进行传输的方式称为基带传输；用频带信号进行数据传输称频带传输。

进行频带传输可以加长传输距离，减小传输干扰。

29.

下图为电力线载波通信原理图。

由哪些元件组成，各元件的作用是什么？

参考答案：

1阻波器是一个LC谐振电路，它对高频信号有很大的阻抗，可以阻止高频信号进入高压母线上，限制高频信号对工频波形的影响，同时也减少高频信号的损耗；

2高压耦合电容，3结合滤波器电容，4结合滤波器耦合电容和结合滤波器共同构成高频信号的通路，将高频信号引入电力线上，同时将电力线上的工频高压、大电流与通信设备隔开，保证人身、设备的安全；

5保护间隙

6通信电缆信号传输的通道

7载波机完成对远动信号的调制和解调

30.

5、下图为鉴频法原理框图，简述其工作原理。

参考答案：

采用选频回路将频率的变化转换成幅度的变化，然后象调幅信号一样通过幅度检波而得到基带信号，还原数字信号。

首先对信号在接收带通滤波器限制带外噪声以减少误码率，在限幅器除去信号中的寄生调幅，得到幅度恒定的调幅波，最后在鉴频器作用下将调频信号的频率变化转变为幅度变化，最后通过比较器分离出不同频率代表的信号内容。