電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計牽引變電所的遙測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

1、目錄目錄 1 題目分析.1 1.1 題目.1 1.2 分析.1 2 遙測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配置的基本模式.2 3 單片機遙測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).3 4 線性系統(tǒng)循環(huán)碼.4 5 遙測數(shù)據(jù)采集.5 5.1 遙測數(shù)據(jù)采集程序流程圖.5 5.2 遙測數(shù)據(jù)采集程序.5 心得體會.8 參 考 文 獻.8 蘭州交通大學(xué)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動課程設(shè)計 1 1 1 題目分析題目分析 1.1 題目題目 牽引變電所（如圖 1）的遙測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 設(shè)計內(nèi)容 1）計算機繪制控站（rtu 端）通用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。要求繪制出各種數(shù)據(jù) 點的采集通道，控制輸出通道，網(wǎng)絡(luò)通信通道的示意圖； 2）設(shè)計一個具體的 cms-51 單片機數(shù)據(jù)采集最小系統(tǒng)，具體

2、到芯片管腳的 連線； 3）選用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳輸模式，結(jié)合題目實際，以部分采集數(shù)據(jù)為例，編寫 出相應(yīng)的線性系統(tǒng)循環(huán)碼； 4）計算機繪制相應(yīng)的遙測數(shù)據(jù)采集程序流程圖，編寫遙測數(shù)據(jù)采集程序。 1.2 分析分析 遠(yuǎn)動的遙測、遙信、遙控和遙調(diào)功能，通過傳送遠(yuǎn)動信息實現(xiàn)。遠(yuǎn)動信息 包括遙測信息、遙信信息、遙控信息和遙調(diào)信息。 遙測信息傳送發(fā)電廠、變電所的各種運行參數(shù)。它分為電量和非電量兩類。 電量包括母線電壓、系統(tǒng)頻率、流過電力設(shè)備（發(fā)電機、變壓器）及輸電線的 有功功率、無功功率和電流。非電量包括發(fā)電機機內(nèi)溫度以及水電廠的水庫水 位等。這些量都是隨時間作連續(xù)變化的模擬量。對電流、電壓和功率變量，通 常利用互

3、感器和變送器把要測量的交流強電信號變成 05v 或 010ma 的直流 信號后送入遠(yuǎn)動裝置。也可以把實測的交流信號變換成幅值較小的交流信號后， 由遠(yuǎn)動裝置直接對其進行交流采樣。電能量的測量采用脈沖輸入方式，由計數(shù) 器對脈沖計數(shù)實現(xiàn)測量或把脈沖作為特殊的遙信信息用軟件計數(shù)實現(xiàn)測量。對 于非電量，只能借助其他傳感設(shè)備（如溫度傳感器、水位傳感器） ，將它轉(zhuǎn)換成 規(guī)定范圍內(nèi)的直流信號或數(shù)字量后送入遠(yuǎn)動裝置。 遙測信息從發(fā)電廠、變電所向調(diào)度中心傳送，也可以從下級調(diào)度中心向上 級調(diào)度中心轉(zhuǎn)發(fā)，通常稱它為上行信息。 蘭州交通大學(xué)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動課程設(shè)計 2 圖 1 采用雙 t 接線的單線三相牽引變電所 2 2

4、遙測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配置的基本模式遙測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配置的基本模式 牽引變電所輸入量為電流、電壓、功率及變壓器里面的溫度。遙測數(shù)據(jù)采 集系統(tǒng)配置的基本模式如圖 2 所示。通信信道的示意圖如圖 3 所示。遙測量的 轉(zhuǎn)換過程如圖 4 所示。 蘭州交通大學(xué)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動課程設(shè)計 3 遙測crt顯示 打印 譯碼 送模擬屏 送主計算機 解調(diào) 信道 調(diào)制編碼 模/數(shù) 轉(zhuǎn)換 模 擬 多 路 開 關(guān) 電流變送器 電壓變送器 功率變送器 i u i u 電 量 輸 入 同步 返送校核 傳感器 變壓 器溫 度輸 入 上 行 信 息 上行 信息 圖 2 遙測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配置的基本模式 信 息 源 信 源 編 碼 信 道 編

5、 碼 調(diào) 制 信道 解 調(diào) 信 道 譯 碼 信 源 譯 碼 受 信 者 smc 干擾 rm*s* 圖 3 通信信道的示意圖 互感器變送器 傳感器 多 路 模 擬 開 關(guān) 數(shù) / 模 轉(zhuǎn) 換 數(shù) 字 量 電量 非電量 模 擬 量 . . . . . . . . . 圖 4 遙測量的轉(zhuǎn)換過程 3 3 單片機遙測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)單片機遙測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 遙測信息是表征系統(tǒng)運行狀況的連續(xù)變化量,分為電量和非電量兩種。不管 是電量還是非電量最終都要轉(zhuǎn)化為弱電直流模擬信號。這些弱電直流模擬信號 蘭州交通大學(xué)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動課程設(shè)計 4 受多路開關(guān)控制分時接入模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，經(jīng) a/d 轉(zhuǎn)換電路后轉(zhuǎn)換成一組二進制 代

6、碼。這族二進制代碼與轉(zhuǎn)換的模擬量之間構(gòu)成線性一一對應(yīng)關(guān)系。 為了進一步了解遙測量采集的各個環(huán)節(jié)，這里畫出 16 路遙測量采集的實用 電路，見附錄 a 所示。 4 4 線性系統(tǒng)循環(huán)碼線性系統(tǒng)循環(huán)碼 遠(yuǎn)動信息的傳輸可以采用循環(huán)傳輸模式或問答傳輸模式。在本題中采用循 環(huán)傳輸模式。 循環(huán)數(shù)字傳輸模式也稱 cdt 方式。在這種傳輸模式中，廠站端將要發(fā)送的 遠(yuǎn)動信息按規(guī)約的規(guī)定組成各種幀，再編排幀的順序，一幀一幀地循環(huán)向調(diào)度 端傳送。信息的傳送是周期性的、周而復(fù)始的，發(fā)端不顧及收端的需要，也不 要求收端給予回答。這種傳輸模式對信道質(zhì)量的要求較底，因為任何一個被干 擾的信息可望在下一循環(huán)中得到它的正確值。

7、我們采用軟件表對信息字進行編碼。 設(shè) m=0100101100000011101000010000110101100001，g(x) =+1，用軟件表生成一個（48，40）系統(tǒng)循環(huán)碼碼字。 8 x 2 xx 將 m 分成信息段=01001011，=00000011，=10100001， 1 m 2 m 3 m =000011011，=01100001。 4 m 5 m 在預(yù)先建立的軟件表中，查出對應(yīng)的中間余數(shù)=11110110。 1 m 1 r 計算=+=00000011+11110110=11110101，并查出對應(yīng)的中間余 2 m 2 m 1 r 2 m 數(shù)=11000101。 2 r 計

8、算=+=10100001+11000101=01100100，并查出對應(yīng)的中間余 3 m 3 m 2 r 3 m 數(shù)=00111011。 3 r 計算=+=00001101+00111011=00110110，并查出對應(yīng)的中間余 4 m 4 m 3 r 4 m 數(shù)=10100110。 4 r 計算=+=01100001+10100110=11000111，并查出對應(yīng)的中間余 5 m 5 m 4 r 5 m 蘭州交通大學(xué)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動課程設(shè)計 5 數(shù)=01011011。 5 r 編出的碼子是 c=010010110000001110100001000011010110000101011011 5

9、5 遙測數(shù)據(jù)采集遙測數(shù)據(jù)采集 5.1 遙測數(shù)據(jù)采集程序流程圖遙測數(shù)據(jù)采集程序流程圖 遙測信息的采集流程圖 7 所示： 5.2 遙測數(shù)據(jù)采集程序遙測數(shù)據(jù)采集程序 cpu 選用 8031，將來 8031 的外部中斷置為邊沿觸發(fā)，8031 內(nèi)部寄存 int0 _ 器件 30h 中存放遙測量選通地址（00h1fh） ，并初始化為佳 00h，同時啟動 一次 a/d 轉(zhuǎn)換，觸發(fā)中斷。a/d 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)存入 6264 中，地址為避免 2000h203fh，低字節(jié)在前，高字節(jié)在后。a/d 轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)的低 8 位 db07 的地址。 上電/復(fù)位 初始化 i=0 選通通道i s/h跟隨 延時 s/h保持 啟動a

10、/d轉(zhuǎn)換 a/d轉(zhuǎn) 換結(jié)束? 取a/d結(jié)果 存a/d結(jié)果 i i+1 i=n? 數(shù)字濾波器 n n 圖 7 遙測信息的采集流程圖 蘭州交通大學(xué)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動課程設(shè)計 6 為方便用 4000h，高 4 位為 4001h。其程序如下： org 0030h main： setb it1 mov r2，#16h adc： push psw；保護現(xiàn)場 push acc push dpl push dph setb rs0；選寄存器組 3 setb rs1 mov dptr，#4000h movx a，dptr；取 a/d 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的低 8 位 mov r0，a inc dprt movx a，dprt ；

11、取 a/d 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的高 4 位 anl a，#0fh ； 屏蔽高位字節(jié)的高四位 mov r1，a mov dph，#20h；計算存數(shù)地址 mov a，30h add a，30h mov dpl，a mov a，r0 movx dptr，a；存低 8 位數(shù)據(jù) inc dptr mov a，r1 movx dptr，a；存高 4 位數(shù)據(jù) mov a，30h；計算下一路遙測量地址 inc a anl a，#efh mov 30h，a 蘭州交通大學(xué)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動課程設(shè)計 7 mov dptr，#6000h mov dptr，a；選通模擬多路開關(guān) setb p1.1；采樣 nop ；延時 nop clr

12、 p1.1；保持 clr p1.0；啟動 a/d 轉(zhuǎn)換 nop nop setb p1.0 pop dph；恢復(fù)現(xiàn)場 pop dpl pop acc pop psw reti；中斷返回 djnz r2，adc ljnz main 心得體會心得體會 通過這次遠(yuǎn)動的課程設(shè)計，我的收獲很大。首先從分析設(shè)計資料到理論推 算到最后得出結(jié)果，我不但對所學(xué)過的遠(yuǎn)動的專業(yè)知識有了更加全面的掌握， 而且極大的鍛煉了我獨立思考獨立解決問題的能力。其次通過全補償鏈形懸掛 安裝曲線的繪制，使得我計算機的掌握也更加的深刻，尤其是 word 和 cad。 以前我對電腦的掌握能力很弱，了解的也少之又少，但是通過做課程設(shè)計，我 認(rèn)識到作為一個大學(xué)生應(yīng)該把電腦作為自己得心應(yīng)手的工具，好好學(xué)習(xí)它的各 種應(yīng)用軟件，課程設(shè)計的格式要求很嚴(yán)格，通過對格式的一次次的修改，我也 學(xué)會了中許多有用的工具。最后我要感謝我身邊的同學(xué)，在做課程設(shè)計的過程 中，我遇到了很多的問題，是他們不厭其煩的幫我解決問題，這也使我認(rèn)識到 自身的不足，也讓我明白三人行必有我?guī)煹牡览?。總之，我希望在以后的學(xué)習(xí) 蘭州交通大學(xué)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動課程設(shè)計 8 過程中要不恥下。問，要有一個良好的學(xué)習(xí)