牽引供電系統(tǒng)遙信數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)

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1、個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用存檔資料成績(jī)：I華東交通大學(xué)理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)所屬課程名稱(chēng)遠(yuǎn)動(dòng)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)分 院 電信分院專(zhuān)業(yè)班級(jí)09 級(jí)電力1班學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師2018年1月3日1 / 16個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用華東交通大學(xué)理工學(xué)院課程設(shè)計(jì) 論文）任務(wù)書(shū)專(zhuān) 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)電力1班姓名一、課程設(shè)計(jì) 論文）題目牽引供電系統(tǒng)的遙信數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工、課程設(shè)計(jì) 論文）工作：自2018年12月24日起至2018年1月3日止。 三、課程設(shè)計(jì) 論文）的內(nèi)容要求：遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的核心是 SCADA系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。在電力系統(tǒng)中，遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用最為

2、廣泛，技術(shù)發(fā)展也最為成熟。針對(duì)開(kāi)閉所主接線電路圖，進(jìn)行遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出牽引供電系統(tǒng)的遙信數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。要求： （1計(jì)算機(jī)繪制開(kāi)閉所通用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；（2設(shè)計(jì)一個(gè)具體的 MCS 51單片機(jī)數(shù)據(jù)采集最小系統(tǒng)、開(kāi)關(guān)量輸入數(shù)據(jù)、路數(shù)為 16路、開(kāi)關(guān)量輸入數(shù)據(jù)類(lèi)型為各斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的狀態(tài)信息；（3選用問(wèn)答式傳輸規(guī)約，以 16路開(kāi)關(guān)量為例，編寫(xiě)上傳調(diào)度中心的遙信數(shù)據(jù)報(bào)文的幀結(jié)構(gòu)；（4計(jì)算機(jī)繪制相應(yīng)的遙信數(shù)據(jù)采集程序流程圖 b5E2RGbCAP個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用學(xué)生簽名：2018 年1月3日課程設(shè)計(jì) 論文）評(píng)閱意見(jiàn)評(píng)閱人 職稱(chēng) 講師2018年1月3日序號(hào)項(xiàng)目等級(jí)優(yōu)秀良好中等及格不及格1課

3、程設(shè)計(jì)態(tài)度評(píng)價(jià)2出勤情況評(píng)價(jià)3任務(wù)難度評(píng)價(jià)4工作量飽滿(mǎn)評(píng)價(jià)5設(shè)計(jì)中創(chuàng)新性評(píng)價(jià)6論文書(shū)寫(xiě)規(guī)范化評(píng)價(jià)7綜合應(yīng)用能力評(píng)價(jià)綜合評(píng)定等級(jí)目錄第1章課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 5第2章程序設(shè)計(jì)目的6第3章程序?qū)崿F(xiàn)思路 12第4章程序清單 或正文）173 / 16個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用第5章課程設(shè)計(jì)心得 18第6章 參考文194 / 16個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用第1章課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的核心是SCAD原統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。在電力 系統(tǒng)中，遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛，技術(shù)發(fā)展也最為成熟。針對(duì)開(kāi)閉所主接 線電路圖，進(jìn)行遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出牽引供電系統(tǒng)的遙信數(shù)據(jù)采 集系統(tǒng)。plEanqFDPw要求

4、：(1計(jì)算機(jī)繪制開(kāi)閉所通用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；(2設(shè)計(jì)一個(gè)具體的MCS- 51單片機(jī)數(shù)據(jù)采集最小系統(tǒng)，開(kāi)關(guān)量輸入 數(shù)據(jù)，品&數(shù)為16路，開(kāi)關(guān)量輸入數(shù)據(jù)類(lèi)型為各斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的狀態(tài) 信息；DXDiTa9E3d(3選用問(wèn)答式傳輸規(guī)約，以16路開(kāi)關(guān)量為例，編寫(xiě)上傳調(diào)度中心 的遙信數(shù)據(jù)報(bào)文的幀結(jié)構(gòu)；(4計(jì)算機(jī)繪制相應(yīng)的遙信數(shù)據(jù)采集程序流程圖。第2章程序設(shè)計(jì)目的在一個(gè)現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)中，為了能正確和及時(shí)地掌握每時(shí)每刻都在 變化著的電力系統(tǒng)運(yùn)行情況，控制和協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式，處理影響 整個(gè)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的事故和異常情況，保證電力系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn) 行，必須具備一個(gè)完善的電力系統(tǒng)信息收集和執(zhí)行系統(tǒng)，將分散

5、在幾十公 里、幾百公里以至上千公里以外的各發(fā)電廠和變電所的大量表征電力系統(tǒng) 運(yùn)行狀態(tài)的信息，迅速、正確、可靠地送到調(diào)度控制中心，同時(shí)將控制中 心的控制和調(diào)節(jié)命令傳送到各發(fā)電廠和變電所，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān) 視和控制。RTCrpUDGiT個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用第3章程序?qū)崿F(xiàn)思路3.1 各開(kāi)關(guān)原件及數(shù)據(jù)采集點(diǎn)編號(hào)3.1.1 各開(kāi)關(guān)兀件編號(hào)如圖3.1所示，對(duì)紐結(jié)型開(kāi)閉所主接線電路中的開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行編號(hào)5PCzVD7HxA其中QS1QS10為隔離開(kāi)關(guān)編號(hào)，QF1QF6為斷路器編號(hào)去變電所十A 二二七 一二工55kV去分區(qū)所圖3.1 各開(kāi)關(guān)元件編號(hào)圖3.1.2 數(shù)據(jù)采集點(diǎn)定義根據(jù)圖3.1中各開(kāi)關(guān)元件

6、的編號(hào)，對(duì)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的開(kāi)關(guān)元件 進(jìn)行十六制定義，數(shù)據(jù)定義如表 3.1所示。6 / 16個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用00H01H02H03H04H05H06H07H開(kāi)關(guān)QSiQS2QS3QS4QS5QS6QS7QS8編R08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH開(kāi)關(guān)QS9QS10QF1QF2QF3QF4QF5QF63.2 被控站通用系統(tǒng)開(kāi)閉所自動(dòng)化終端裝置由系統(tǒng)電源、功能插件、接口插件或接口端子 板、蓄電池等組成。止匕外，還可以根據(jù)用戶(hù)實(shí)際需要配置各種通信單元等 擴(kuò)展設(shè)備，開(kāi)閉所自動(dòng)化終端概要圖見(jiàn)圖 3.2,功能插件包括主控插件、 交流采樣插件、遙信采集插件、遙控插件。接口插件包括交流

7、采樣接口插 件、端子板、遙控輸出接口插件、遙信采集接口插件。開(kāi)閉所自動(dòng)化終端 裝置各功能插件中，主控插件、系統(tǒng)電源模塊屬于基本插件，其余功能插 件遙信采集插件、遙控輸出插件、交流采樣插件和通信插件為選配插件， 可以根據(jù)用戶(hù)需要靈活配置，接口插件應(yīng)根據(jù)功能插件的配置進(jìn)行相應(yīng)選DC 24/5 V_=0=_報(bào)警輸出遙控輸出交采輸入遙信輸入1_ %r*DCW4W輸出J 系2逑源J 報(bào)文的格式本規(guī)約中的報(bào)文可分為三種報(bào)文格式：主站向子站詢(xún)問(wèn)的報(bào)文格式， 子站向主站回答確認(rèn)或否定確認(rèn)的報(bào)文格式，主站向子站或子站向主站傳 送數(shù)據(jù)的報(bào)文格式。0YujCfmUCw主站向子站詢(xún)問(wèn)的報(bào)文格式見(jiàn)圖 4.1（a,我們稱(chēng)

8、它為報(bào)文格式1。報(bào) 文的第一個(gè)字節(jié)為子站地址 i,可以取00HFFH。當(dāng)RTU地址取FFH 時(shí)，該報(bào)文為廣播命令，他是面向全部子站設(shè)備的操作命令，所有子站都 要接受收，第二個(gè)報(bào)文類(lèi)型可以取 05H和1AH。當(dāng)報(bào)文類(lèi)型代碼為05H 時(shí)，該報(bào)文為類(lèi)別詢(xún)問(wèn)報(bào)文；為1AH時(shí)，該報(bào)文為重復(fù)詢(xún)問(wèn)報(bào)文。類(lèi)別詢(xún)問(wèn)報(bào)文的數(shù)據(jù)區(qū)為一個(gè)字節(jié)，稱(chēng)詢(xún)問(wèn)類(lèi)別，它的 8位與8種類(lèi)別對(duì) 應(yīng)，。當(dāng)主站希望收集某幾個(gè)類(lèi)別的變化數(shù)據(jù)時(shí)，就將詢(xún)問(wèn)類(lèi)別的某幾位 置1；如果詢(xún)問(wèn)第8類(lèi)別的數(shù)據(jù)，就將詢(xún)問(wèn)類(lèi)別字節(jié)置成全“0：重復(fù)詢(xún)問(wèn)報(bào)文的數(shù)據(jù)區(qū)為兩個(gè)字節(jié)，稱(chēng)重復(fù)詢(xún)問(wèn)類(lèi)別標(biāo)志和詢(xún)問(wèn)類(lèi)別標(biāo)志。當(dāng)主 站發(fā)出的類(lèi)別詢(xún)問(wèn)報(bào)文沒(méi)有收到子站的正確回答時(shí)，

9、主站向子站發(fā)送重復(fù) 詢(xún)問(wèn)報(bào)文。重復(fù)詢(xún)問(wèn)報(bào)文中的重復(fù)詢(xún)問(wèn)類(lèi)別標(biāo)志是原先發(fā)送的類(lèi)別報(bào)文中詢(xún)問(wèn)類(lèi)別字節(jié)的重復(fù)。該報(bào)文中的詢(xún)問(wèn)類(lèi)別標(biāo)志字節(jié)某位為“1；表示原先發(fā)送的類(lèi)別詢(xún)問(wèn)報(bào)文中沒(méi)有詢(xún)問(wèn)的類(lèi)別，這一次需要訪問(wèn)。報(bào)文的校驗(yàn) 碼為一個(gè)字節(jié)。eUts8ZQVRdRTUfe 址RTUfe 址報(bào)文類(lèi)型報(bào)文類(lèi)型數(shù)據(jù)區(qū)（1-2字節(jié)）類(lèi)別標(biāo)志校驗(yàn)碼（a格式1,我們稱(chēng)它為報(bào)文格式2,。這兩種報(bào)文都是三個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)為子站地址，取 00H FEH。第二字節(jié)報(bào)文類(lèi)型取 06H時(shí)，確認(rèn)報(bào)文，它表示子站正確收 到主站命令；取15H時(shí)，為否定確認(rèn)報(bào)文。第三字節(jié)類(lèi)別標(biāo)志字節(jié)的07位，與數(shù)據(jù)類(lèi)別的07位相對(duì)應(yīng)。如果RTU中某一類(lèi)

10、別的數(shù)據(jù)有變化， 在子站向主站的回答報(bào)文中，將報(bào)文標(biāo)志字節(jié)中的對(duì)應(yīng)位置成“1；數(shù)據(jù)無(wú)變化的類(lèi)別，對(duì)應(yīng)位取 “0：這種報(bào)文不帶校驗(yàn)字節(jié)。sQsAEJkW5T傳送數(shù)據(jù)的報(bào)文格式見(jiàn)圖 4.2,我們稱(chēng)它為報(bào)文格式 3。報(bào)文的第一 個(gè)字節(jié)為子站地址，第二字節(jié)的 8位中只用低6位作為報(bào)文類(lèi)型的代碼。 在子站向主站的報(bào)文中，最高位為“ 1蓑示子站的事件順序記錄向主站報(bào)告，次高位為“1蓑示子站的隨機(jī)存儲(chǔ)器出錯(cuò)。第三個(gè)字節(jié)的取值范圍時(shí) 00H FBH。在子站向主站的報(bào)文中，數(shù)據(jù)至少包含一個(gè)類(lèi)別標(biāo)志，它是 數(shù)據(jù)區(qū)的第一個(gè)字節(jié)，類(lèi)別標(biāo)志字的某一位為“ 1時(shí)，表示子站某一類(lèi)別的數(shù)據(jù)有變化，需要向主站報(bào)告，因此數(shù)據(jù)區(qū)長(zhǎng)

11、度N的取值可為01H-FBH。 GMsIasNXkA圖4.2主站向子站傳送數(shù)據(jù)的報(bào)文格式(2)主站和子站的地址子站向主站的回答報(bào)文共有 10條，按功能可分為確認(rèn)報(bào)文、診斷報(bào) 文和傳送報(bào)文，詳細(xì)見(jiàn)表4.1。主站向子站發(fā)送的命令共有 24條，按功能可分為：查詢(xún)命令，送參 數(shù)命令，控制命令和專(zhuān)用命令四大類(lèi)。表 4.2列出了 24種命令的分類(lèi)、 各種命令的名稱(chēng)、報(bào)文類(lèi)型碼和報(bào)文字節(jié)數(shù)。 TIrRGchYzg表4.1子站向主站回答報(bào)文表14 /16個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用報(bào)文分類(lèi)報(bào)文名稱(chēng)報(bào)文類(lèi)型報(bào)文字節(jié)數(shù)確認(rèn)報(bào)文確認(rèn)06H3否定確認(rèn)15H3電源合閘16H6向主站報(bào)告時(shí)標(biāo)數(shù)據(jù)出現(xiàn)17H7模塊狀態(tài)變化18

12、H可受送數(shù)報(bào)文用數(shù)據(jù)回答主站的類(lèi)別詢(xún)問(wèn)1BH可受用數(shù)據(jù)回答主站的數(shù)據(jù)召喚報(bào)文1CH可受帶缺損指示的數(shù)據(jù)回答1DH可受報(bào)告參數(shù)組號(hào)2FH74.2 ,命令分類(lèi)報(bào)文類(lèi)型報(bào)文字節(jié)數(shù)召喚故障模塊02H5類(lèi)別詢(xún)問(wèn)05H4請(qǐng)求數(shù)據(jù)報(bào)文0DH可受查詢(xún)命令召喚事件記錄數(shù)據(jù)0FH7重復(fù)詢(xún)問(wèn)1AH5查詢(xún)參數(shù)組號(hào)2EH5設(shè)置RTU工作方式03H可受發(fā)送壓縮因子04H13設(shè)置時(shí)鐘0CH11送參數(shù)命令設(shè)置回答數(shù)據(jù)區(qū)最大長(zhǎng)度10H6發(fā)送掃描頻率11H13發(fā)送濾波系數(shù)13H13指定參數(shù)組號(hào)2DH6復(fù)位RTU01H5停止RTU掃描07H5允許RTU掃描08H5控制命令09H可交停止I/O模塊掃描允許I/O模塊掃描0AH可受電源

13、合閘確認(rèn)12H5診斷報(bào)文0EH同步命令14H5專(zhuān)用命令預(yù)同步命令19H9帶反送校核的遙控命令1EH917 /16圖4.3數(shù)據(jù)采集傳遞流程圖第5章課程設(shè)計(jì)心得經(jīng)過(guò)這次對(duì)區(qū)間遙信采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使我進(jìn)一步了解了遙信在鐵路 系統(tǒng)中的重要性，鐵路的電力供應(yīng)與鐵路的行車(chē)和安全密切相關(guān)，是鐵路 運(yùn)輸基層設(shè)施的重要組成部分。列車(chē)速度的提高，各種車(chē)輛安全監(jiān)測(cè)設(shè)備 的投入，對(duì)供電系統(tǒng)的可靠性要求越來(lái)越高。提高供電質(zhì)量，縮小故障影 響范圍，減少停電時(shí)間，是鐵路部門(mén)對(duì)供電段提出的基本要求。根據(jù)遠(yuǎn)動(dòng) 終端的功能要求，建立了完成各種功能的特殊模塊，各功能模塊的功能軟 件各不相同。隨著鐵路貫通線，變配電所綜合自動(dòng)化的不斷

14、建設(shè)和配電自 動(dòng)化系統(tǒng)功能的日臻完善，電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)已成為鐵路供電段向鐵路沿線各 種行車(chē)安全監(jiān)控設(shè)備不斷提供優(yōu)質(zhì)供電不可缺少的工具。通過(guò)本次課程設(shè) 計(jì)，可以得出以下結(jié)論：7EqZcWLZNX(1)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(kāi)合直接 反映出該設(shè)備的工作狀態(tài)；(2)不論是有源還是無(wú)源觸點(diǎn)，必須加入信號(hào)隔離措施，以免強(qiáng)電系 統(tǒng)損壞遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備；(3)在遙信狀態(tài)的采集方面采用雙觸點(diǎn)遙信的處理方法，提高遙信信 源的可靠性和準(zhǔn)確性。變電站自動(dòng)化的任務(wù)是：完成對(duì)變電所電氣量及非電氣量的采集和電 氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)視、控制和調(diào)節(jié)，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所正常運(yùn)行時(shí)的監(jiān)視和 操作，從而保證變電所正常運(yùn)行和安全。lzq7IGf02E第6章參考文獻(xiàn) 資料)1李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M.北京：北京航空航天出版社，1999.2李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ)M.北京：北京航空航天出版社，1994.3陳光東.單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)M.武漢：華中理工大學(xué)出版 社,1999.4黃遵熹.單片機(jī)原理接口與應(yīng)用M.西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社,1997.5柳永智，劉曉川.電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)M.北京：中國(guó)電力出版社，1998.