牵引供电系统遥信数据采集系统 课程设计报告书

个人资料整理 仅限学习使用存档资料成绩：I华东交通大学理工学院课程设计报告书所属课程名称远动技术课程设计题 目牵引供电系统的遥信数据采集系统分 院 电信分院专业班级09 级电力1班学 号学生姓名指导教师2018年1月3日1 / 16个人资料整理 仅限学习使用华东交通大学理工学院课程设计 论文）任务书专 业 电气工程及其自动化 班 级电力1班姓名一、课程设计 论文）题目牵引供电系统的遥信数据采集系统工、课程设计 论文）工作：自2018年12月24日起至2018年1月3日止。 三、课程设计 论文）的内容要求：远动系统的核心是 SCADA系统，即数据采集与监视控制系统。在电力系统中，远动系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。针对开闭所主接线电路图，进行远动系统模块的设计，设计出牵引供电系统的遥信数据采集系统。要求： （1计算机绘制开闭所通用系统结构框图；（2设计一个具体的 MCS 51单片机数据采集最小系统、开关量输入数据、路数为 16路、开关量输入数据类型为各断路器、隔离开关的状态信息；（3选用问答式传输规约，以 16路开关量为例，编写上传调度中心的遥信数据报文的帧结构；（4计算机绘制相应的遥信数据采集程序流程图 b5E2RGbCAP个人资料整理 仅限学习使用学生签名：2018 年1月3日课程设计 论文）评阅意见评阅人 职称 讲师2018年1月3日序号项目等级优秀良好中等及格不及格1课程设计态度评价2出勤情况评价3任务难度评价4工作量饱满评价5设计中创新性评价6论文书写规范化评价7综合应用能力评价综合评定等级目录第1章课程设计内容及要求 5第2章程序设计目的6第3章程序实现思路 12第4章程序清单 或正文）173 / 16个人资料整理 仅限学习使用第5章课程设计心得 18第6章 参考文194 / 16个人资料整理 仅限学习使用第1章课程设计内容及要求远动系统的核心是SCAD原统，即数据采集与监视控制系统。在电力 系统中，远动系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。针对开闭所主接 线电路图，进行远动系统模块的设计，设计出牵引供电系统的遥信数据采 集系统。plEanqFDPw要求：(1计算机绘制开闭所通用系统结构框图；(2设计一个具体的MCS- 51单片机数据采集最小系统，开关量输入 数据，品&数为16路，开关量输入数据类型为各断路器、隔离开关的状态 信息；DXDiTa9E3d(3选用问答式传输规约，以16路开关量为例，编写上传调度中心 的遥信数据报文的帧结构；(4计算机绘制相应的遥信数据采集程序流程图。第2章程序设计目的在一个现代化的电力系统中，为了能正确和及时地掌握每时每刻都在 变化着的电力系统运行情况，控制和协调电力系统的运行方式，处理影响 整个电力系统正常运行的事故和异常情况，保证电力系统的安全和经济运 行，必须具备一个完善的电力系统信息收集和执行系统，将分散在几十公 里、几百公里以至上千公里以外的各发电厂和变电所的大量表征电力系统 运行状态的信息，迅速、正确、可靠地送到调度控制中心，同时将控制中 心的控制和调节命令传送到各发电厂和变电所，实现对电力系统的自动监 视和控制。RTCrpUDGiT个人资料整理 仅限学习使用第3章程序实现思路3.1 各开关原件及数据采集点编号3.1.1 各开关兀件编号如图3.1所示，对纽结型开闭所主接线电路中的开关元件进行编号5PCzVD7HxA其中QS1QS10为隔离开关编号，QF1QF6为断路器编号去变电所十A 二二七 一二工55kV去分区所图3.1 各开关元件编号图3.1.2 数据采集点定义根据图3.1中各开关元件的编号，对需要进行数据采集的开关元件 进行十六制定义，数据定义如表 3.1所示。6 / 16个人资料整理 仅限学习使用00H01H02H03H04H05H06H07H开关QSiQS2QS3QS4QS5QS6QS7QS8编R08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH开关QS9QS10QF1QF2QF3QF4QF5QF63.2 被控站通用系统开闭所自动化终端装置由系统电源、功能插件、接口插件或接口端子 板、蓄电池等组成。止匕外，还可以根据用户实际需要配置各种通信单元等 扩展设备，开闭所自动化终端概要图见图 3.2,功能插件包括主控插件、 交流采样插件、遥信采集插件、遥控插件。接口插件包括交流采样接口插 件、端子板、遥控输出接口插件、遥信采集接口插件。开闭所自动化终端 装置各功能插件中，主控插件、系统电源模块属于基本插件，其余功能插 件遥信采集插件、遥控输出插件、交流采样插件和通信插件为选配插件， 可以根据用户需要灵活配置，接口插件应根据功能插件的配置进行相应选DC 24/5 V_=0=_报警输出遥控输出交采输入遥信输入1_ %r*DCW4W输出J 系2逑源J 报文的格式本规约中的报文可分为三种报文格式：主站向子站询问的报文格式， 子站向主站回答确认或否定确认的报文格式，主站向子站或子站向主站传 送数据的报文格式。0YujCfmUCw主站向子站询问的报文格式见图 4.1（a,我们称它为报文格式1。报 文的第一个字节为子站地址 i,可以取00HFFH。当RTU地址取FFH 时，该报文为广播命令，他是面向全部子站设备的操作命令，所有子站都 要接受收，第二个报文类型可以取 05H和1AH。当报文类型代码为05H 时，该报文为类别询问报文；为1AH时，该报文为重复询问报文。类别询问报文的数据区为一个字节，称询问类别，它的 8位与8种类别对 应，。当主站希望收集某几个类别的变化数据时，就将询问类别的某几位 置1；如果询问第8类别的数据，就将询问类别字节置成全“0：重复询问报文的数据区为两个字节，称重复询问类别标志和询问类别标志。当主 站发出的类别询问报文没有收到子站的正确回答时，主站向子站发送重复 询问报文。重复询问报文中的重复询问类别标志是原先发送的类别报文中询问类别字节的重复。该报文中的询问类别标志字节某位为“1；表示原先发送的类别询问报文中没有询问的类别，这一次需要访问。报文的校验 码为一个字节。eUts8ZQVRdRTUfe 址RTUfe 址报文类型报文类型数据区（1-2字节）类别标志校验码（a格式1,我们称它为报文格式2,。这两种报文都是三个字节，第一个字节为子站地址，取 00H FEH。第二字节报文类型取 06H时，确认报文，它表示子站正确收 到主站命令；取15H时，为否定确认报文。第三字节类别标志字节的07位，与数据类别的07位相对应。如果RTU中某一类别的数据有变化， 在子站向主站的回答报文中，将报文标志字节中的对应位置成“1；数据无变化的类别，对应位取 “0：这种报文不带校验字节。sQsAEJkW5T传送数据的报文格式见图 4.2,我们称它为报文格式 3。报文的第一 个字节为子站地址，第二字节的 8位中只用低6位作为报文类型的代码。 在子站向主站的报文中，最高位为“ 1蓑示子站的事件顺序记录向主站报告，次高位为“1蓑示子站的随机存储器出错。第三个字节的取值范围时 00H FBH。在子站向主站的报文中，数据至少包含一个类别标志，它是 数据区的第一个字节，类别标志字的某一位为“ 1时，表示子站某一类别的数据有变化，需要向主站报告，因此数据区长度N的取值可为01H-FBH。 GMsIasNXkA图4.2主站向子站传送数据的报文格式(2)主站和子站的地址子站向主站的回答报文共有 10条，按功能可分为确认报文、诊断报 文和传送报文，详细见表4.1。主站向子站发送的命令共有 24条，按功能可分为：查询命令，送参 数命令，控制命令和专用命令四大类。表 4.2列出了 24种命令的分类、 各种命令的名称、报文类型码和报文字节数。 TIrRGchYzg表4.1子站向主站回答报文表14 /16个人资料整理 仅限学习使用报文分类报文名称报文类型报文字节数确认报文确认06H3否定确认15H3电源合闸16H6向主站报告时标数据出现17H7模块状态变化18H可受送数报文用数据回答主站的类别询问1BH可受用数据回答主站的数据召唤报文1CH可受带缺损指示的数据回答1DH可受报告参数组号2FH74.2 ,命令分类报文类型报文字节数召唤故障模块02H5类别询问05H4请求数据报文0DH可受查询命令召唤事件记录数据0FH7重复询问1AH5查询参数组号2EH5设置RTU工作方式03H可受发送压缩因子04H13设置时钟0CH11送参数命令设置回答数据区最大长度10H6发送扫描频率11H13发送滤波系数13H13指定参数组号2DH6复位RTU01H5停止RTU扫描07H5允许RTU扫描08H5控制命令09H可交停止I/O模块扫描允许I/O模块扫描0AH可受电源合闸确认12H5诊断报文0EH同步命令14H5专用命令预同步命令19H9带反送校核的遥控命令1EH917 /16图4.3数据采集传递流程图第5章课程设计心得经过这次对区间遥信采集系统的设计，使我进一步了解了遥信在铁路 系统中的重要性，铁路的电力供应与铁路的行车和安全密切相关，是铁路 运输基层设施的重要组成部分。列车速度的提高，各种车辆安全监测设备 的投入，对供电系统的可靠性要求越来越高。提高供电质量，缩小故障影 响范围，减少停电时间，是铁路部门对供电段提出的基本要求。根据远动 终端的功能要求，建立了完成各种功能的特殊模块，各功能模块的功能软 件各不相同。随着铁路贯通线，变配电所综合自动化的不断建设和配电自 动化系统功能的日臻完善，电力远动系统已成为铁路供电段向铁路沿线各 种行车安全监控设备不断提供优质供电不可缺少的工具。通过本次课程设 计，可以得出以下结论：7EqZcWLZNX(1)遥信信息通常由电力设备的辅助接点提供，辅助接点的开合直接 反映出该设备的工作状态；(2)不论是有源还是无源触点，必须加入信号隔离措施，以免强电系 统损坏远动设备；(3)在遥信状态的采集方面采用双触点遥信的处理方法，提高遥信信 源的可靠性和准确性。变电站自动化的任务是：完成对变电所电气量及非电气量的采集和电 气设备的状态监视、控制和调节，以便实现对变电所正常运行时的监视和 操作，从而保证变电所正常运行和安全。lzq7IGf02E第6章参考文献 资料)1李朝青.单片机原理及接口技术M.北京：北京航空航天出版社，1999.2李广弟.单片机基础M.北京：北京航空航天出版社，1994.3陈光东.单片微型计算机原理与接口技术M.武汉：华中理工大学出版 社,1999.4黄遵熹.单片机原理接口与应用M.西安:西北工业大学出版社,1997.5柳永智，刘晓川.电力系统远动M.北京：中国电力出版社，1998.