趋势曲线的时间轴与量程设置

趋势曲线的时间轴与量程设置

趋势曲线是电气自动化监控系统中观察数据变化最直观的工具。配置不当会导致波形挤压成一条线、数值超出显示范围或刷新速度过慢。通过精准设置时间轴（X轴）和量程（Y轴），可以确保操作员在第一时间捕捉到关键异常。

第一阶段：配置时间轴（X轴）

时间轴决定了数据在屏幕上的流动速度和可视窗口的大小。设置的核心在于平衡“采样频率”与“显示时长”。

1. 确定采样周期。
   根据 检查 信号的物理特性决定采集频率。对于变化缓慢的温度信号，设置 2s 或更长；对于变化极快的转速或电流波动，设置 100ms 或 200ms。记住：采样过密会增加系统负担，过疏会丢失波形细节。

2. 计算显示总时长。
   确定操作员需要回溯多长时间的历史数据。如果需要查看最近 10 分钟的趋势，且采样周期为 1s，则缓冲区深度至少需要 $10 \times 60 = 600$ 个点。

3. 输入时间基准参数。
   在组态软件的曲线属性面板中，找到 Time Base 或 Time Span 选项，输入计算出的总时长（如 10m 或 600s）。

第二阶段：配置量程（Y轴）

量程设置决定了波形的垂直高度和分辨率。正确的量程应让波形在显示区域内上下波动，留有适当裕量。

1. 查阅传感器量程。
   打开现场仪表的规格书，确认其输出信号对应的物理量范围。例如，某压力变送器量程为 0 至 1.6 MPa。

2. 设定上限值。
   在 Y 轴设置项中，输入最大刻度值。建议 设置 为传感器量程的 110% 至 120%。对于上述压力变送器，输入 2.0 MPa，防止峰值切顶。

3. 设定下限值。
   通常 设置 为传感器量程的 0% 或略低于正常工作最小值。如果信号始终在 1.2 MPa 左右波动，为了放大微小变化，可将下限 设为 1.0 MPa，上限 设为 1.5 MPa。

4. 锁定自动量程。
   取消勾选 Auto Scale（自动缩放）选项。自动量程会导致正常波动时波形忽大忽小，干扰视觉判断。必须使用固定量程以保持基准线稳定。

第三阶段：参数配置示例

以下是一个典型的趋势曲线配置文件片段（JSON 格式），展示了如何将上述逻辑转化为代码参数。

{
  "trend_config": {
    "id": "TRD_01",
    "description": "主电机电流趋势",
    "x_axis": {
      "sample_period_ms": 500,
      "display_buffer_size": 3600,
      "time_label_format": "HH:mm:ss"
    },
    "y_axis": {
      "min_value": 0.0,
      "max_value": 50.0,
      "unit": "A",
      "auto_scale": false
    }
  }
}

执行以下步骤应用配置：

1. 修改 sample_period_ms 为 500（即 0.5 秒采集一次）。
2. 调整 display_buffer_size 为 3600，表示屏幕上显示最近 30 分钟的数据（$3600 \times 0.5s = 1800s$）。
3. 固定 max_value 为 50.0 安培，确保额定电流为 20A 的电机在启动瞬间（可能达到 40A）仍能完整显示。

第四阶段：数值归一化计算

当需要将采集到的原始 raw 值（如 4-20mA 或 0-10V）转换为工程单位显示在曲线上时，使用以下线性变换公式：

$$ Y_{display} = \frac{(Raw - Raw_{min}) \times (Eng_{max} - Eng_{min})}{(Raw_{max} - Raw_{min})} + Eng_{min} $$

其中：

• $Y_{display}$：曲线最终显示的数值。
• $Raw$：采集到的原始整数值。
• $Raw_{max}, Raw_{min}$：模数转换模块的数字量上下限（如 27648 和 0）。
• $Eng_{max}, Eng_{min}$：设定的工程量上下限（如 100.0 和 0.0）。

第五阶段：配置流程逻辑

为了确保不遗漏任何设置环节，请遵循以下逻辑流程进行检查。