電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控課程設(shè)計(jì)

1、電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目： 牽引供電系統(tǒng)的遙信數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)班級(jí)：電氣072班姓名： 羊 毅 學(xué)號(hào)： 200708843 指導(dǎo)教師： 王 思 華設(shè)計(jì)時(shí)間： 2011年3月27日 評(píng)語(yǔ)：成績(jī)目錄1設(shè)計(jì)原始資料- 1 -1.1設(shè)計(jì)題目- 1 -1.2要完成的內(nèi)容- 1 -2分析要設(shè)計(jì)的課題內(nèi)容- 2 -2.1設(shè)計(jì)規(guī)程牽引供電遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定- 2 -2.1.1遠(yuǎn)動(dòng)控制對(duì)象- 2 -2.1.2遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)功能- 3 -2.1.3遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成- 3 -2.1.4遠(yuǎn)動(dòng)通道及其要求- 4 -2.2牽引供電遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)- 4 -2.2.1主站、子站的功能需求- 4 -2.2.2遠(yuǎn)動(dòng)信道和系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2、的選擇- 5 -3設(shè)計(jì)內(nèi)容- 6 -3.1 rtu端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖- 6 -3.2 遙信量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 6 -3.3 信道編譯- 8 -3.3.1幀結(jié)構(gòu)- 8 -3.3.2信息字結(jié)構(gòu)- 9 -3.3.3 幀的組織方式- 10 -3.3.4 循環(huán)碼編碼- 11 -3.4 遙信信息采集程序設(shè)計(jì)- 11 -4結(jié)論- 14 -參考文獻(xiàn)- 15 - 電氣工程系監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)原始資料1.1設(shè)計(jì)題目針對(duì)圖1提供的分區(qū)所進(jìn)行遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)，本課程主要針對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)模塊中的遙信數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖1 at分區(qū)所主接線1.2要完成的內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容：1)計(jì)算機(jī)繪制被控站（rtu端：分區(qū)亭）通用系統(tǒng)結(jié)

3、構(gòu)框圖（a4）。要求：繪出各種數(shù)據(jù)點(diǎn)的采集通道（如：模擬量輸入、開關(guān)量輸入、脈沖累計(jì)量輸入），控制輸出通道（模擬量輸出、開關(guān)量輸出、脈寬調(diào)制輸出），網(wǎng)絡(luò)通信通道的示意圖。2)設(shè)計(jì)一個(gè)具體的mcs51單片機(jī)數(shù)據(jù)采集最小系統(tǒng)（開關(guān)量輸入數(shù)據(jù)，路數(shù)為16路），a4紙，手工繪制（或?qū)Ｓ密浖rotel等），具體到芯片管腳的連線3)選用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳輸模式，以16路開關(guān)量為例，編寫出相應(yīng)的線性系統(tǒng)循環(huán)碼4)計(jì)算機(jī)繪制（a4紙）相應(yīng)的遙信數(shù)據(jù)采集程序流程圖，編寫遙信數(shù)據(jù)采集程序。2分析要設(shè)計(jì)的課題內(nèi)容2.1設(shè)計(jì)規(guī)程牽引供電遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定(1) 牽引供電遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)構(gòu)成、遠(yuǎn)動(dòng)對(duì)象、功能要求，應(yīng)

4、根據(jù)牽引供電系統(tǒng)的特點(diǎn)、電氣化鐵路運(yùn)營(yíng)的要求和鐵路通信系統(tǒng)可能提供的通道條件確定。(2) 牽引供電遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)控制站的設(shè)計(jì)，應(yīng)確定控制站的位置、控制站西設(shè)備配置方案、各種設(shè)備的功能、型式和要求，遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)容量、遠(yuǎn)動(dòng)昕昕記錄格式和入機(jī)界面形式要求等。(3) 牽引供電遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)被控制站的設(shè)計(jì)，應(yīng)確定遠(yuǎn)動(dòng)終端設(shè)備的位置、設(shè)備的類型、容量、功能、型式和要求。其房屋要求應(yīng)與牽引變電所主控室相一致。(4) 牽引供電遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)通道的設(shè)計(jì)要求。應(yīng)包括通道的結(jié)構(gòu)形成，主/備通道的配置方式、遠(yuǎn)動(dòng)信息傳輸通道的接口形式和通道的性能要求等。2.1.1遠(yuǎn)動(dòng)控制對(duì)象遠(yuǎn)動(dòng)對(duì)象應(yīng)包括遙控對(duì)象、遙信對(duì)象和遙測(cè)對(duì)象三部分。遙控對(duì)象應(yīng)包括下

5、列內(nèi)容：(1) 牽引變電所開閉所、分區(qū)所、自耦變壓器所內(nèi)27.5kv及以上電壓等級(jí)的斷路器、負(fù)荷開關(guān)及改變運(yùn)行方式的電動(dòng)隔離開關(guān)；(2) 接觸網(wǎng)線路的負(fù)荷開關(guān)和電動(dòng)隔離開關(guān)；(3) 有載調(diào)壓變壓器抽頭位置的調(diào)節(jié)開關(guān)；(4) 二次回路中必要的起動(dòng)和復(fù)歸開關(guān)（按鈕）；(5) 自動(dòng)裝置、成組控制裝置的投切開關(guān)（按鈕）。遙信對(duì)象應(yīng)包括下列內(nèi)容：(1) 遙控對(duì)象的位置信號(hào)；(2) 所內(nèi)事故總信號(hào)和預(yù)告總信號(hào)；(3) 牽引變壓器的各類故障信號(hào)；(4) 動(dòng)力變壓器的各類故障信號(hào)；(5) 饋電線的各類故障信號(hào)；(6) 自動(dòng)裝置的運(yùn)行位置和動(dòng)作信號(hào)；(7) 電容補(bǔ)償裝置故障信號(hào)；(8) 自耦變壓器的故障信號(hào)；(

6、9) 液壓、氣壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)信號(hào)；(10) 控制回路和電壓互感器二次回路斷線信號(hào)；(11) 交、直流系統(tǒng)故障信號(hào)；(12) 變電所進(jìn)線電壓有壓（失壓）信號(hào)；(13) 無人所的大門打開信號(hào)；(14) 控制方式；遙測(cè)對(duì)象應(yīng)包括下列內(nèi)容：(1) 牽引變電所進(jìn)線電壓；(2) 27.5kv（2*27.5kv）的母線電壓；(3) 分區(qū)所接觸網(wǎng)末端電壓；(4) 牽引變壓器的電流、有功功率、有供電度、無功電度和溫度；(5) 饋電線電流（含變電所、開閉所、分區(qū)所）；(6) 饋電線故障點(diǎn)參數(shù)；(7) 無人所的電容補(bǔ)償裝置電流；(8) 無人所的交、直電流系統(tǒng)必須監(jiān)測(cè)的電量。2.1.2遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)功能遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的功能

7、包括基本功能和選配功能?；竟δ軕?yīng)包括下列內(nèi)容：(1) 實(shí)現(xiàn)對(duì)3.2.2遙控對(duì)象的遙控。遙控種類分單個(gè)對(duì)象的控制和多個(gè)對(duì)象組成的程序控制；(2) 實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引供電系統(tǒng)供電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)視和故障報(bào)警；(3) 實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引供電系統(tǒng)中主要運(yùn)行參數(shù)的遙測(cè)；(4) 實(shí)現(xiàn)饋電線故障點(diǎn)參數(shù)的傳送、計(jì)算和故障地點(diǎn)的標(biāo)記；(5) 實(shí)現(xiàn)漢化的屏幕畫面顯示、模擬盤顯示及運(yùn)行個(gè)故障記錄信息的打印；(6) 實(shí)現(xiàn)電度量統(tǒng)計(jì)等的日?qǐng)?bào)月報(bào)指標(biāo)打印；(7) 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自檢功能；(8) 以友好的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)維護(hù)功能；(9) 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)主/備通道的切換功能；選配功能應(yīng)包括下列內(nèi)容：(1) 遙測(cè)量的圖形顯示功能；(2) 各種帶條件

8、的自動(dòng)控制功能；(3) 實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)的接口和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；(4) 實(shí)現(xiàn)供電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的查詢及運(yùn)行參數(shù)的統(tǒng)計(jì)；(5) 模擬培訓(xùn)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)度管理人員的操作培訓(xùn)；(6) 牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行故障的智能處理功能。2.1.3遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成(1) 遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)包括控制站、被控制站及通道三部分?？刂普緫?yīng)設(shè)在牽引供電調(diào)度所內(nèi)。被控制站應(yīng)設(shè)在牽引變電所開閉所、分區(qū)所、自耦變壓器是及“v?！笨刂普緝?nèi)。(2) 遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)果方式應(yīng)采用一對(duì)n的集中監(jiān)控方式，即一個(gè)控制站監(jiān)控n個(gè)被控制站的方式。(3) 對(duì)于較大的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，遠(yuǎn)動(dòng)信息的通路應(yīng)分群，群路的劃分應(yīng)以保證系統(tǒng)的響應(yīng)速度、設(shè)備的群內(nèi)允許容量及通信線路分群走向的條件為原

9、則。(4) 位于鐵路局分界或鐵路分局的被控制站應(yīng)分別實(shí)現(xiàn)與兩個(gè)鐵路分局遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)控制站的數(shù)據(jù)通信。應(yīng)設(shè)置兩套遠(yuǎn)動(dòng)終端或一套一機(jī)兩調(diào)的遠(yuǎn)動(dòng)終端。(5) 在供電段內(nèi)可設(shè)置牽引供電遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)復(fù)式設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)其管轄內(nèi)牽引過供電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視。2.1.4遠(yuǎn)動(dòng)通道及其要求(1) 遠(yuǎn)動(dòng)通道應(yīng)采用鐵路通信網(wǎng)中的專用數(shù)據(jù)通道。遠(yuǎn)動(dòng)通道的形式，可根據(jù)被控制站分布情況和系統(tǒng)技術(shù)要求，選擇鏈型、環(huán)型或混合型通道。(2) 通道工作方式有半雙工和雙工方式。應(yīng)采用半雙工的工作方式。(3) 遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸速率應(yīng)不低于1200baud。(4) 遠(yuǎn)動(dòng)通道的接口方式，可選擇數(shù)字音頻信號(hào)接口和數(shù)字基帶信號(hào)接口。對(duì)于數(shù)字音頻信號(hào)接口時(shí)，

10、遠(yuǎn)動(dòng)裝置的發(fā)送電平不應(yīng)大于0dbm，接收電平不應(yīng)小于-40dbm，與高頻載波裝置接口電平應(yīng)為-13dbm。對(duì)調(diào)制解調(diào)器的誤碼率，在信噪比為17db的情況下，不應(yīng)大于。(5) 使用電纜音頻實(shí)回線通道時(shí)，要求在測(cè)量頻率為800hz下，交流對(duì)地不平衡衰耗、近端串音衰耗、遠(yuǎn)端串音防衛(wèi)度及環(huán)阻值應(yīng)符合鐵路通信的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定。(6) 在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)通道的技術(shù)要求配置相應(yīng)的通道接口方式，并向通信設(shè)計(jì)部門提出對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)通道的構(gòu)成、數(shù)量和質(zhì)量要求。2.2牽引供電遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)2.2.1主站、子站的功能需求安裝在主站的裝置稱為前置機(jī)。前置機(jī)是緩沖和處理輸入或輸出數(shù)據(jù)的處理機(jī)，它接收遠(yuǎn)動(dòng)終端裝

11、置(rtu)送來的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)動(dòng)信息，經(jīng)過譯碼后還原出被測(cè)量的實(shí)際大小值，和被監(jiān)視對(duì)象的實(shí)際狀態(tài)，顯示在調(diào)度室的crt上和調(diào)度模擬屏上，也可以按要求打印輸出。這些信息還要向主計(jì)算機(jī)傳送。另外調(diào)度員通過鍵盤或鼠標(biāo)操作，可以向前置機(jī)輸入遙控命令和遙調(diào)命令，前置機(jī)按規(guī)約組裝出遙控信息字和遙調(diào)信息字向rtu傳送。安裝在子站的裝置稱為遠(yuǎn)動(dòng)終端裝置(rtu)。rtu對(duì)各種電量變送器送來的05v直流電壓分時(shí)完成a/d轉(zhuǎn)換，得到與被測(cè)量對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)值；并由脈沖采集電路對(duì)脈沖輸入進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到與脈沖量對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值；還把狀態(tài)量的輸入狀態(tài)轉(zhuǎn)換成邏輯電平“0”或“1”。再將上述各種數(shù)字信息按規(guī)約編碼成遙測(cè)信息字和遙信信息

12、字，向前置機(jī)傳送。rtu還可以接收前置機(jī)送來的遙控信息字和遙調(diào)信息字，經(jīng)譯碼后還原出遙控對(duì)象號(hào)和控制狀態(tài)，遙調(diào)對(duì)象號(hào)和設(shè)定值，經(jīng)返送校核正確后輸出執(zhí)行。前置機(jī)和rtu在接收對(duì)方信息時(shí)，必須保證與對(duì)方同步工作，因此收發(fā)信息雙方都有同步措施。2.2.2遠(yuǎn)動(dòng)信道和系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇我國(guó)常用的遠(yuǎn)動(dòng)信道有專用有線信道、復(fù)用電力線載波信道、微波信道、光纖信道、無線電信道等。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，本設(shè)計(jì)中遠(yuǎn)動(dòng)信道選擇采用鐵路通信網(wǎng)中的專用數(shù)據(jù)信道。信道工作方式有半雙工和全雙工方式，本設(shè)計(jì)采用半雙工的工作方式。遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用多點(diǎn)共線配置如圖2.1。主站通過一條公共鏈路與多個(gè)子站相連的一種配置。任何時(shí)刻只允許一個(gè)

13、子站傳輸數(shù)據(jù)到主站；主戰(zhàn)可選擇一個(gè)或多個(gè)子站傳輸數(shù)據(jù)，也可向全部子站同時(shí)傳輸全局性報(bào)文。主站子站圖2.1 多點(diǎn)共線配置3設(shè)計(jì)內(nèi)容3.1 rtu端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)是指廣闊地區(qū)的生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)視和控制的系統(tǒng)，它包括對(duì)必需的過程信息的采集、處理、傳輸和顯示、執(zhí)行等全部的設(shè)備與功能。構(gòu)成遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)備包括廠站端遠(yuǎn)動(dòng)裝置，調(diào)度端遠(yuǎn)動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)信道。圖3.1是遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中rtu端功能結(jié)構(gòu)圖。電流變送器電量輸入iui、u模擬多路開關(guān)傳感器非電量輸入脈沖計(jì)數(shù)脈沖量輸入傳感器非電量輸入模/數(shù)轉(zhuǎn)換編碼調(diào)制信道上行信道數(shù)字多路開關(guān)狀態(tài)量輸入電壓變送器功率變送器遙控執(zhí)行遙調(diào)執(zhí)行下行信道解調(diào)譯碼同步圖3.1 子站系統(tǒng)

14、結(jié)構(gòu)圖3.2 遙信量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)遙信信息是二元狀態(tài)量，即是說對(duì)于每一個(gè)要信對(duì)象而言它有兩種狀態(tài)，兩種狀態(tài)為“非”的關(guān)系。因此一個(gè)要信對(duì)象正好可以對(duì)應(yīng)與計(jì)算機(jī)中二進(jìn)制碼的一位，“0”狀態(tài)和“1”狀態(tài)。電力系統(tǒng)中，遙信信息可以表示設(shè)備的啟停、斷路器的投切、隔離開關(guān)的開合、告警信號(hào)的有無、保護(hù)動(dòng)作與否等。遙信信息通常由電力設(shè)備的輔助接點(diǎn)提供，輔助接點(diǎn)的開合直接反映出該設(shè)備的工作狀態(tài)。提供給遠(yuǎn)動(dòng)裝置的輔助接點(diǎn)大多為無源接點(diǎn)，即空接點(diǎn)，這種接點(diǎn)無論實(shí)在“開”狀態(tài)還是“合”狀態(tài)下，接點(diǎn)兩端均無電位差。斷路器和隔離開關(guān)提供的就是這一類輔助接點(diǎn)。另一類輔助接點(diǎn)則是有源接點(diǎn)，有源接點(diǎn)在“開”狀態(tài)時(shí)兩端有一個(gè)

15、直流電壓，是由系統(tǒng)蓄電池提供的110v或220v直流電壓。根據(jù)題目給的原始資料，可以確定本課題遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的遙信對(duì)象是斷路器和隔離開關(guān)。經(jīng)過信號(hào)處理后，遠(yuǎn)動(dòng)裝置內(nèi)的遙信信息為符號(hào)ttl電平的“0”、“1”狀態(tài)信號(hào)。每一遙信對(duì)象映射到計(jì)算機(jī)中正好是二進(jìn)制代碼的一位。大量散亂的遙信對(duì)象必須通過遙信狀態(tài)的輸入電路的有效組織，才能便于計(jì)算機(jī)處理。接收遙信量的輸入電路可以采用三態(tài)門芯片、并行接口芯片和數(shù)字多路開關(guān)芯片三類接口芯片實(shí)現(xiàn)。這里采用的是三態(tài)門芯片。如圖3.2所示。12345678910111213141516圖3.2 用三態(tài)門芯片實(shí)現(xiàn)遙信量輸入3.3 信道編譯信道是遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，由于信道

16、中存在各種干擾，使遠(yuǎn)動(dòng)信息在信道中傳輸時(shí)，會(huì)因受到干擾而發(fā)生差錯(cuò)，從而降低遠(yuǎn)動(dòng)信息的可靠性。為了使要傳送的信息有較好的抗干擾能力，在信息進(jìn)入信道之前通過信道編碼對(duì)它加以改造，得到碼字。使碼字的內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有一定的規(guī)律性和相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)甚至糾正錯(cuò)誤，達(dá)到恢復(fù)原來信息的目地，這就是信道編碼的基本思想。信道編碼亦稱抗干擾編碼。信道編碼的一般方法是對(duì)信源編碼得到的信息序列，按照某種規(guī)律，添加一定的效驗(yàn)碼元，由信息序列和效驗(yàn)碼元構(gòu)成一個(gè)有抗干擾能力的碼字。添加效驗(yàn)碼元的規(guī)律或規(guī)則不同，就形成不同的編碼方法。遠(yuǎn)動(dòng)信息的信道編碼方法大多采用奇偶效驗(yàn)和循環(huán)冗余效驗(yàn)crc。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中采用的是循環(huán)冗余效驗(yàn)crc。因

17、為遠(yuǎn)動(dòng)信息的傳輸采用循環(huán)傳輸模式，所以信息喜歡書的幀結(jié)構(gòu)、信息字結(jié)構(gòu)和傳輸規(guī)則等各種約定，應(yīng)遵照部頒的循環(huán)式傳輸規(guī)約，也成為循環(huán)式規(guī)約。3.3.1幀結(jié)構(gòu)按1991年11月部頒的循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約dl451-1991要求，遠(yuǎn)動(dòng)信息的幀結(jié)構(gòu)見圖3.3.1。每幀遠(yuǎn)動(dòng)信息都是以同步字開頭，并有控制字，除少數(shù)幀外均應(yīng)有信息字。信息字的數(shù)量依實(shí)際需要設(shè)定，因此幀的長(zhǎng)度是不變的。但同步字、控制字和信息字都由48為二進(jìn)制數(shù)組成，字長(zhǎng)不變。同步字控制字信息字1信息字2信息字n圖3.3.1循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約的幀結(jié)構(gòu)同步字表明一幀的開始，它取固定的48位二進(jìn)制數(shù)。為了保證同步字在通道中的傳送順序?yàn)槿Meb90h(11101

18、01110010000)，寫入串行口的同步字為三組d709h(1101011100001001)?？刂谱趾托畔⒆又械桨?為效驗(yàn)碼，構(gòu)成(48，40)碼組，生成多項(xiàng)式，陪集碼為ffh?？刂谱钟?個(gè)字節(jié)組成，他們是控制字節(jié)、幀類別、信息字?jǐn)?shù)n、源地址、目的站址和效驗(yàn)碼字節(jié)，見圖3.3.2。其中第2-5字節(jié)用來說明這一幀信息屬于什么類別的幀、包含多少個(gè)信息字、發(fā)送信息的原站址號(hào)和接受信息的目的站址號(hào)?？刂谱止?jié)幀類別信息字?jǐn)?shù)源站址目的站址效驗(yàn)碼e l s d 0 0 0 1圖3.3.2 控制字和控制字節(jié)的組成控制字的第一個(gè)字節(jié)即控制字節(jié)的8位，后4位固定取0001，前4位分別為擴(kuò)展位e，幀長(zhǎng)定義位

19、l，源站址定義位s和目的站址定義位d，見圖3.3.2。前4位用來說明控制字中第2-5字節(jié)。擴(kuò)展位e=0時(shí)，控制字中幀類別字節(jié)的代碼，取本規(guī)約已定義的幀類別。e=1表示幀類別代碼可以根據(jù)需要另行定義，以滿足擴(kuò)展功能的要求。幀長(zhǎng)定義位l=0，表示控制字中信息字?jǐn)?shù)n字節(jié)的內(nèi)容為0，即本幀沒有信息字，信息字的個(gè)數(shù)等于控制字中信息字?jǐn)?shù)n字節(jié)的值。源站址定義位s和目的站址定義位d不能同時(shí)取0，若同時(shí)為0，則控制字中的源站址字節(jié)和目的站址字節(jié)沒有意義。在上行信息中，s=1且d=1時(shí)，表示控制字中源站址字節(jié)的值是信息始發(fā)站的站號(hào)，即子站站號(hào)，目的站址字節(jié)的值代表主站站號(hào)。在下行信息中，s=1且d=1時(shí)，表示源

20、站址字節(jié)的值代表主站站號(hào)，目的站址字節(jié)的值代表信息到達(dá)站的子站站號(hào)；若s=1且d=0表示目的站址字節(jié)內(nèi)容為ffh，此時(shí)是主站發(fā)送廣播命令，所有站同時(shí)接收并執(zhí)行此命令。3.3.2信息字結(jié)構(gòu)每個(gè)信息字由6個(gè)字節(jié)組成，見圖3.3.3。其中第一個(gè)字節(jié)是功能碼字節(jié)，第2-5字節(jié)是信息數(shù)據(jù)字節(jié)，第6字節(jié)是效驗(yàn)碼字節(jié)。功能碼信 息 數(shù) 據(jù)效驗(yàn)碼圖3.3.3 信息字結(jié)構(gòu)功能碼字節(jié)的8位二進(jìn)制數(shù)可以取256種不同的值，對(duì)不同的信息字其功能碼的取值范圍不同。信息字可以分為上行信息字和下行信息字。上行信息字包括遙測(cè)、總加遙測(cè)、電能脈沖計(jì)數(shù)值、事件順序錄、水位、頻率、子站時(shí)鐘返送和子站狀態(tài)信息等。下行信息字包括遙控命

21、令、升降命令、設(shè)定命令、復(fù)歸命令、廣播命令、設(shè)置時(shí)鐘命令和設(shè)置時(shí)鐘校正值命令等。不同的信息字除功能碼取值范圍不相同外，信息字中第2-5字節(jié)哥各位含義不一樣。遙信信息字的格式如圖3.3.4所示。它們的功能碼取值范圍是f0h-ffh，每個(gè)遙信信息字傳送兩個(gè)遙信字。一個(gè)遙信字包含16個(gè)狀態(tài)位，所以遙信的最大容量為512路。當(dāng)遙信信息字中的狀態(tài)位bi=0時(shí)，表示斷路器或隔離開關(guān)狀態(tài)為斷開、繼電保護(hù)未動(dòng)作；bi=1表示斷路器或隔離開關(guān)狀態(tài)為閉合、繼電保護(hù)動(dòng)作。1字節(jié)功能碼f0h-ffh2字節(jié)b7 b03字節(jié)b15 b84字節(jié)b7 b05字節(jié)b15 b86字節(jié)效 驗(yàn) 碼圖3.3.4 遙信信息字格式3.3.

22、3 幀的組織方式在循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約中，遠(yuǎn)動(dòng)信息按其重要性和實(shí)時(shí)性要求，分為五種不同的幀：a、b、c、d幀(d1幀與d2幀)和e幀。這些幀在循環(huán)時(shí)間上有不同要求，所以應(yīng)正確安排各種幀的傳送順序，并控制一幀中信息字的數(shù)量。上行信息的優(yōu)先級(jí)排列順序和傳送時(shí)間要求如下：子站收到主站的召喚子站時(shí)鐘命令后，在上行信息中優(yōu)先插入兩個(gè)返送信息字，即子站時(shí)鐘信息字和等待時(shí)間信息字，插入傳送一遍；變位遙信和子站工作狀態(tài)變化信息，以信息字為單位優(yōu)先插入傳送，連送三遍，并要求在1s內(nèi)送到主站；遙控，升降命令的放松校核信息，以信息字為單位插入傳送，連送三遍；重要遙測(cè)量安排在a幀傳送，循環(huán)時(shí)間不大于3s；次要遙測(cè)量安排在b

23、幀傳送，循環(huán)時(shí)間一般不大于6s；一般遙測(cè)量安排在c幀傳送，循環(huán)時(shí)間一般不大于20s；遙信狀態(tài)信息，包含子站工作狀態(tài)信息，安排在d1幀定時(shí)傳送，定能脈沖計(jì)數(shù)值安排在d2幀定時(shí)傳送；事件順序記錄安排在e幀，以幀插入方式傳送三遍。d1,d2幀傳送的是慢變化量，以幾分鐘至幾十分鐘的周期循環(huán)傳送。e幀傳送的事件順序記錄是隨機(jī)量，同一個(gè)事件順序記錄應(yīng)分別在三個(gè)e幀內(nèi)重復(fù)傳送三次。下行命令的優(yōu)先級(jí)排列如下：召喚子站時(shí)鐘、設(shè)置子站時(shí)鐘校正值、設(shè)置子站時(shí)鐘；遙控選擇、執(zhí)行、撤銷命令；升降選擇、執(zhí)行、撤銷命令；設(shè)定命令；廣播命令；復(fù)歸命令。下行命令是按需要傳送，非循環(huán)傳送。當(dāng)下行通道中不發(fā)命令時(shí)，應(yīng)連續(xù)發(fā)送同步碼

24、。3.3.4 循環(huán)碼編碼 (n,k)系統(tǒng)循環(huán)碼的編碼過程是：首先把信息多項(xiàng)式m(x)乘以，得到；然后以生成多項(xiàng)式去除，如果商為，余式為，則；最后用模2加，便得到所需的系統(tǒng)循環(huán)碼碼字。表3.3 由生成的(7、4)系統(tǒng)循環(huán)媽 信息序列 碼多項(xiàng)式碼字0000000000000001000101100100010110001100111010100010011101010101100011001100010111011101010001001110100110011101010101001110111011000110011000101101110100111101110100111111111113

25、.4 遙信信息采集程序設(shè)計(jì)根據(jù)圖3.2電路的工作原理來設(shè)計(jì)程序的流程圖。其中采用4片74ls244三態(tài)門芯片作為接收16路遙信量的輸入電路。遙信量接至輸入端，輸出端可直接掛在cpu的數(shù)據(jù)總線上，選通信號(hào)由80c31上的p0.0和p0.1提供，當(dāng)選通信號(hào)為低電平時(shí)，輸出狀態(tài)跟蹤輸入狀態(tài)；當(dāng)選通信號(hào)為高電平時(shí)，輸入處于高阻狀態(tài)，輸入狀態(tài)的變化不影響輸出。cpu一次可以直接讀取8個(gè)遙信狀態(tài)量。所以當(dāng)遙信狀態(tài)量為16路時(shí)，需要有片選功能。當(dāng)p0.0為低電平時(shí)，下8路遙信量經(jīng)過總線輸入cpu；當(dāng)p0.1為高電平時(shí)，上8路遙信量輸入cpu。因此采用定時(shí)掃描查詢輸入端的遙信量狀態(tài)，即可完成對(duì)遙信狀態(tài)量的采集

26、。子程序入口連續(xù)n次讀數(shù)據(jù)n次數(shù)據(jù)是否相等？不等的次數(shù)等于m？與上次遙信狀態(tài)是否相同返回遙信出錯(cuò)處理計(jì)數(shù)值加1置遙信變位標(biāo)志讀變位時(shí)間yyynnnp0.0輸出電位p0=18路遙信量p0=916路遙信量p0.0=0p0.0=1圖3.4 采集程序流程圖使用定時(shí)器1以工作方式1以500s為周期分別采集上下8路遙信狀態(tài)量。以下是子程序：mov tmod,#00hmov th1,#0fchmov tl1,#03hmov ie,#00hsetb tr1loop: jbc tf1,loop1 mov a,#ffhmov p1,amov b,p1ajmp looploop1: mov th1,#0fchmov tl1,#03hcpl p0.0ajmp loop4結(jié)論通過這次課程設(shè)計(jì)，我們了解了電力系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)（power system telemechanics ）為電力系統(tǒng)調(diào)度服務(wù)的遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)、控制技術(shù)，即管理和監(jiān)控分布甚廣的眾多廠、所、站和