電力系統(tǒng)遠動_正文

1、 第一章第一章 概述概述 現(xiàn)代大型工業(yè)生產系統(tǒng)，比如電力系統(tǒng)、石油系統(tǒng)、鐵路系統(tǒng)等，組成大型工業(yè)生產系統(tǒng)的生產設備及生產部門多，且分散在相距甚遠的廣闊地區(qū)。為了保證系統(tǒng)的正常工作，構成系統(tǒng)的各部分必須在一個調度機構的統(tǒng)一指揮下協(xié)調工作。為此，調度機構要隨時了解系統(tǒng)各部分在生產過程中的實際情況，并在此基礎上作出對生產過程進行指揮的策略。為了使調度工作既滿足實時性好，又保證可靠性高，必須借助遠動技術實現(xiàn)調度管理。 遠動技術是一門綜合性的應用技術，它的基本原理包括數(shù)據(jù)傳輸原理、編碼理論、信號轉換技術原理、計算機原理等。遠動技術是調度管理和現(xiàn)代科技的產物，因此它隨著科學技術，特別是計算機技術的迅猛發(fā)展

2、而不斷更新?lián)Q代。第一節(jié)電力系統(tǒng)遠動的功能第一節(jié)電力系統(tǒng)遠動的功能 遠動（telecontrol）:利用遠程通信技術進行信息傳輸,實現(xiàn)對遠方運行設備的監(jiān)視和控制。 四遙： 遙測即遠程測量（telemetering）:應用遠程通信技術，傳輸被測變量的值。 遙信（teleindication；telesignalization) :對諸如告警情況、開關位置或閥門位置這樣的狀態(tài)信息的遠程監(jiān)視。 遙控即遠程命令（telecommand）：應用遠程通信技術，使運行設備的狀態(tài)產生變化。 遙調即遠程調節(jié)（teleadjusting）：對具有兩個以上狀態(tài)的運行設備進行控制的遠程命令。電力系統(tǒng)構成電力系統(tǒng)構成發(fā)電

3、廠：變電所：輸配電線路：用電設備：發(fā)電輸電用電配電國家調度大區(qū)網(wǎng)調省級調度地區(qū)調度等電力系統(tǒng)幾級調度機構第二節(jié)第二節(jié) 遠動信息及傳輸模式遠動信息及傳輸模式一、遠動信息內容一、遠動信息內容 遙測：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。信號轉換信號轉換電流電壓功率等交流信號遠動裝置互感器變送器05V、010mA直流信號交流信號小交流信號交流采樣遠動裝置電量脈沖 信號計數(shù)器數(shù)字量遠動裝置非電量 信號溫

4、度水位等傳感器直流信號或數(shù)字信號遠動裝置 遙信：發(fā)電廠、變電所中斷路器和隔離開關的合閘或分閘狀態(tài)。遙信信息所涉及的對象只有兩個狀態(tài)，用“0”或“1” 表示。遙信通常由運行設備的輔助接點提供。 發(fā)電廠變電所下級調度中心遙測、遙信、事件順序記錄、系統(tǒng)對時中的返送報文、遙控返校信息等上級調度中心上行信息上行信息 遙控信息：傳送改變運行設備狀態(tài)的命令。如發(fā)電機組的啟停、斷路器的分合、并聯(lián)電容器和電抗器的投切等。 電力系統(tǒng)對遙控信息的可靠性要求很高，為了提高控制的正確性，防止誤動作，在遙控命令下達后必須進行返送校核。當返送命令校核無誤之后，才能發(fā)出執(zhí)行命令。 遙調信息：傳送改變運行設備參數(shù)的命令，如改變

5、發(fā)電廠有功出力和勵磁電流的設定值，改變變壓器分接頭的位置等。上級調度中心遙控、遙調、設置時鐘、召喚時鐘、設置時鐘校正值、對遠動裝置的復歸命令、廣播命令等發(fā)電廠變電所下級調度中心下行信息下行信息 下行信息通常由調度員人工操作發(fā)出命令，也可以自動啟動發(fā)出命令，即所謂的閉環(huán)控制。例如為了保持系統(tǒng)頻率在規(guī)定范圍內，并維持聯(lián)絡線上的電能交換，調節(jié)發(fā)電機出力的自動發(fā)電控制（AGC）功能，就是閉環(huán)控制的例子。二、二、遠動信息的傳輸模式信息傳輸模式 循環(huán)傳輸模式CDT 問答傳輸模式POLLING CDT傳輸模式：廠站端將要發(fā)送的遠動信息按規(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)向調度端傳送。信息的

6、傳送是周期性的、周而復始的，發(fā)端不顧及收端的需要，也不要求收端給以回答。這種傳輸模式對信道質量的要求較低，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。三、三、遠動信息的編碼 編碼：按有關規(guī)約的規(guī)定，把遠動信息變換成各 種信息字或各種報文。編碼工作由遠動裝置完成。 采用循環(huán)傳輸模式時，遠動信息的編碼要遵守循環(huán)傳輸規(guī)約的規(guī)定。我國原電力部頒發(fā)的循環(huán)式傳輸規(guī)約的信息字格式見圖1-1。 遠動信息字都由48位二進制數(shù)構成。 其中前8位是功能碼，區(qū)分不同信息內容。 信息碼是信息內容，包括四遙信息。 最后8位是校驗碼，采用CRC校驗。 校驗碼的生成規(guī)則：在信息字的前40位（功能碼和信息碼）后面添

7、加8個零，再模二除以生成多項式g(x)=x8+x2+x+1，將所得余式取非之后，作為8位校驗碼。校驗碼是用于檢錯和糾錯的部分，提高信息字在傳輸過程中抗信道干擾的能力。 問答式傳輸規(guī)約中的報文（Message） 格式見 圖2-1。 報文頭：34個字節(jié)，指出進行問答的RTU的地址、報文所屬的類型、報文中數(shù)據(jù)區(qū)的字節(jié)數(shù)。 數(shù)據(jù)區(qū)：傳送的信息內容。 校驗碼：用報文頭和數(shù)據(jù)區(qū)的字節(jié)運算得到?？梢允瞧媾夹ｒ灤a，也可以是CRC校驗碼。 問答式與循環(huán)式傳輸規(guī)約最明顯的差別是，問答式傳輸規(guī)約中，不同類型的報文，報文的總長度不同，且報文長度的變化總是按字節(jié)增減。四、常用遠動信道 傳輸遠動信號的通道稱為遠動信道。

8、信道質量的好壞直接影響信號傳輸?shù)目煽啃?。專用有線信道復用電力線載波信道微波信道光纖信道無線電信道衛(wèi)星通信常用遠動信道廠站端遠動裝置調度端遠動裝置主站（master station）控制站（controlling station），前置機（front-end processor子站（slave station ）受控站（controlled station遠動終端裝置RTU （Remote Terminal Unit）第三節(jié)第三節(jié) 遠動系統(tǒng)遠動系統(tǒng)一、遠動系統(tǒng)（一、遠動系統(tǒng)（telecontrol system）遠動信道 前置機：接收RTU送來的實時信息，經(jīng)譯碼后還原出被測量的實際值和被監(jiān)視對象

9、的實際狀態(tài)，顯示在CRT上和調度模擬屏上，也可以打印輸出。前置機也可以向RTU發(fā)送遙控和遙調信息。 RTU：將電量變送器送來的05V直流電壓完成A/D轉換，得到與被測量對應的二進制數(shù)值；由脈沖采集電路對脈沖輸入進行計數(shù)，得到與脈沖量對應的計數(shù)值；把狀態(tài)量的輸入狀態(tài)轉換成邏輯電平“0”或“1”。再將上述各種數(shù)字信息按規(guī)約編碼成遙測和遙信信息字，向前置機傳送。還可以接收前置機送來的遙控和遙調信息，經(jīng)返送校核正確后（對遙控）輸出執(zhí)行。 前置機和RTU在接收對方信息時,必須保證與對方同步工作，因此收發(fā)信息雙方都有同步措施。 遠動系統(tǒng)中的前置機和RTU是的配置方式如圖。RTUnRTU11n臺RTU 二、

10、遠動系統(tǒng)配置的基本模式 遠動配置（telecontrol configuration）是指主站與若干子站以及連接這些站的傳輸鏈路的組合體。常用的遠動配置有下面一些類型。1. 點對點配置（point-to-point configuration）主站與子站之間通過專用的傳輸鏈路相連接的一種配置，見圖1-4（a）。2. 多路點對點配置（multiple point-to-point configuration）主站通過各自鏈路與多個子站相連的一種配置，主站與各子站可同時交換數(shù)據(jù)，見圖1-4（b）。3. 多點星形配置（multipoint-star configuration） 主站與多個子站相連接

11、的一種配置。只許一個子站傳輸數(shù)據(jù)到主站；主站可與一個或多個子站傳輸數(shù)據(jù)，也可向全部子站同時傳輸報文,見圖1-4（c）4. 多點共線配置（multi-partyline configuration） 主站通過一公共鏈路與多子站相連的一種配置。只許一個子站傳輸數(shù)據(jù)到主站；主站可選擇一個或多個子站傳輸數(shù)據(jù)，也可向全部子站同時傳輸全局性報文，見圖1-4（d）。 5. 多點環(huán)形配置（multipoint-ring configuration） 所有站之間的通信鏈路成環(huán)狀, 主站可以通過兩條不同的路徑與 每一子站通信，見圖1-4（e）。 以上五種配置，多點共線可以節(jié)省通信鏈路，但遠動信息的傳輸只能采用問答

12、傳輸模式。多點環(huán)形配置使主站和子站之間有兩條通信鏈路，可以提高傳輸?shù)目煽啃浴?對不同結構的電網(wǎng)，可以根據(jù)實際情況，在各個局部選擇不同的遠動配置，由多種遠動配置的組合，比如多點星形和多點共線，構成一個混合配置的完善的遠動系統(tǒng)。第四節(jié)第四節(jié) 調度自動化系統(tǒng)調度自動化系統(tǒng)一、調度自動化系統(tǒng)的功能 調度自動化系統(tǒng)由遠動子系統(tǒng)、計算機子系統(tǒng)和人機聯(lián)系子系統(tǒng)組成，見圖1-5。 遠動子系統(tǒng)負責收集各發(fā)電廠、變電所的各種信息，將其傳送到調度中心，完成對信息的預處理。同時也可將調度中心的控制命令傳送到發(fā)電廠或變電所。計算機子系統(tǒng)是對遠動子系統(tǒng)收集到的基礎數(shù)局作進一步加工處理、分析、計算，為調度人員監(jiān)視、分析系統(tǒng)

13、運行狀態(tài)以及對系統(tǒng)運行進行控制提供依據(jù)。 人機聯(lián)系子系統(tǒng)包括屏幕顯示器、打印機、鍵盤、鼠標、調度模擬屏等設備，用于向調度人員顯示和輸出信息，也可以輸入調度人員的控制命令。 SCADA系統(tǒng)：數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制。（包括自動發(fā)電控制AGC和經(jīng)濟調度EDC功能。） EMS系統(tǒng)：SCADA系統(tǒng)+PAS（網(wǎng)絡拓撲、狀態(tài)估計、負荷預測、在線潮流、安全分析）+ 在線調度員培訓模擬（DTS）SCADASCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）EMSEMS（Energy Management System）調度自動化系統(tǒng)二、調度自動化系統(tǒng)的分層控制國家調度國家

14、調度（與各大區(qū)電網(wǎng)控制中心相連，協(xié)調、確定大區(qū)網(wǎng)間的聯(lián)絡線潮流和運行方式，監(jiān)視、統(tǒng)計和分析全國電網(wǎng)運行情況）大區(qū)網(wǎng)調大區(qū)網(wǎng)調（按統(tǒng)一調度，分級管理原則，負責超高壓網(wǎng)的安全運行，并按規(guī)定的發(fā)用電計劃及監(jiān)控原則進行管理）省級調度省級調度（負責省網(wǎng)的安全運行，并按規(guī)定的發(fā)電計劃及監(jiān)控原則進行管理，負責與相鄰省網(wǎng)的聯(lián)絡線控制）地區(qū)調度地區(qū)調度（一般采用若干個集控站將周圍站點信息匯集、處理后送地區(qū)調度的方式）縣級調度縣級調度（縣級電網(wǎng)調度所可以分為超大型、大型、中型、小型四個等級來配置）調度機構的五級分層控制 三、調度自動化系統(tǒng)基本指標 SCADA系統(tǒng)的基本指標包括以下內容： 測量的綜合誤差及遙測合格率

15、；遙信正確率，遙控遙調正確率，站間事件順序記錄分辨率；屏幕顯示分辨率；信道的傳輸速率，頻譜，工作方式，通信規(guī)約，誤碼率；信息容量；站內事件順序記錄分辨率；A/D轉換誤差；系統(tǒng)響應時間，如開關變位時間、遙測全系統(tǒng)掃描時間、畫面響應時間、遙控遙調命令響應時間等；系統(tǒng)可用率及平均無故障運行時間；地區(qū)負荷總加完成率；直接調度的變電所遠動裝置安裝投運率；不停電電源可維持供電的時間等。第二章 遠動信息傳輸規(guī)約第一節(jié) 遠動信息傳輸系統(tǒng)一、數(shù)字通信系統(tǒng)模型 傳輸數(shù)字信號的通信系統(tǒng)，稱為數(shù)字通信系統(tǒng)。遠動系統(tǒng)中傳送的各種遠動信息，在進入遠動信道之前已經(jīng)由遠動裝置將它們全部變成二進制的數(shù)字信號，所以傳輸遠動信息的

16、傳輸系統(tǒng)屬數(shù)字通信系統(tǒng)。圖2-1是數(shù)字通信系統(tǒng)模型。下面結合遠動信息中遙測信息和遙信信息的傳送加以說明。 信息源的作用是把消息轉換成連續(xù)變化的模擬信號或是離散的數(shù)字信號輸出。 信源編碼對信息源發(fā)出的模擬信號完成模/數(shù)轉換，得到它所對應的數(shù)字信號。 信道編碼的作用是按一定規(guī)則，在信息序列中添加冗余碼元，將信息序列變成較原來更長的二進制數(shù)字序列，即碼字。通過信道編碼提高了信息序列的抗干擾能力，信道編碼也稱差錯控制編碼。 調制的作用是將用數(shù)字序列表示的碼字變換成適合于在信道中傳輸?shù)男盘栃问?，送入信道。電力系統(tǒng)遠動中，常采用數(shù)字調頻或數(shù)字調相的方法，將碼字中的”0”或“1”碼元，變成兩種同頻率或兩種不

17、同相位的正弦交流信號。 信道是傳輸信號的通道。 解調是把從信道接收到的兩種不同頻率或兩種不同相位的正弦交流信號，還原成數(shù)字序列，即碼字。 信道譯碼是根據(jù)信道編碼規(guī)則，對接收碼字進行譯碼校驗，達到檢出或糾正接收碼字中錯誤碼元的目的。 信源譯碼是根據(jù)信源編碼規(guī)則，變接收信息序列為信息源輸出的對應估值，并送給受信者予以顯示或打印等。 信道中的干擾總是存在的。 隨機干擾：干擾對碼字中某個碼元的影響是獨立的，與前后碼元無關。 突發(fā)干擾：如果干擾一旦發(fā)生，便同時引起碼字中前后某些碼元的錯誤，使錯誤之間具有相關性。二、通信方式 當通信在點與點之間進行時，按照信息傳輸?shù)姆较?，以及是否能雙向進行，通信方式可分為

18、單工通信、半雙工通信及全雙工通信三種。見圖2-2。 單工通信單工通信：指信息的傳輸始終是一個方向，不能進行與此相反方向的傳輸。單工通信線路一般采用二線制。 半雙工通信半雙工通信：指信息可以在兩個方向上傳輸，但某一時刻只限于一個方向，不能同時進行雙向傳輸。半雙工通信采用二線制線路。 全雙工通信全雙工通信：指信息可以同時作雙向傳輸。全雙工通信線路一般采用四線制，若采用頻率分割法可用二線制線路。 SCADA系統(tǒng)中遠動信息的通信方式應當采用全雙工通信方式或半雙工通信方式。三、數(shù)字通信系統(tǒng)的質量 通信系統(tǒng)的質量指標主要是信號傳輸?shù)挠行院托盘杺鬏數(shù)目啃浴?有效性：有效性：在給定的信道內能夠傳輸信息內容的

19、多少。用傳輸速率來衡量。 可靠性可靠性：在給定的信道內接收到信息的準確程度。用差錯率來衡量。 傳輸速率可用碼元傳輸速率或信息傳輸速率表示。 碼元傳輸速率碼元傳輸速率：每秒鐘傳送碼元的數(shù)目，單位為波特。 波特波特Bt：定寬度離散時間信號碼元或數(shù)字信號的調制率單位或傳輸率單位。 比特率比特率：信息傳輸速率。為每秒鐘傳送的信息量，單位為比特/秒（bit/s）。 數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸可靠性用差錯率來衡量。差錯率有兩種表述方法：誤碼率及誤信率（又稱誤比特率）。 誤碼率：誤碼率：錯誤接收的碼元數(shù)與傳送的總碼元數(shù)之比。用Pe表示。 誤比特率：誤比特率：錯誤接收的信息量與傳送信息總量之比。用Peb表示。 SCAD

20、A系統(tǒng)中，信號的傳輸速率用碼元傳輸速率來表示，可以取300、600、1200Bd。差錯率用誤碼率表示，要求在信噪比為17Bd時，滿足誤碼率不大于10-5。第二節(jié)、串行通信及傳輸控制規(guī)程一、異步通信串行通信最基本的通信方式：異步通信和同步通信。異步通信的字符格式見圖2-3圖中信號的傳送次序為從右至左。 異步通信按字符傳送，每個字符以起始位開始，以停止位結束。起始位占一位，取邏輯“0”，停止位可以是一位“一位半或兩位，取邏輯”1”。數(shù)據(jù)位可以選擇5、6、7或8位組成；需要奇偶校驗位時，可選擇一位奇校驗位或一位偶校驗位或無奇偶校驗。 字符傳送時，可以一個字符緊接著一個字符傳送，也可以用任意數(shù)目的空閑

21、位（邏輯“1”）延續(xù)兩字符之間的間隔。 異步通信中每個字符的起始位都起到對該字符的位同步作用，使頻率的漂移不會積累。但由于每個字符需多占用23位開銷，使異步通信的傳輸效率降低。 異步通信時，收發(fā)雙方必須設置相同的字符格式。二、同步通信 同步通信的格式見圖2-4，圖中信號的傳送次序為從右至左。同步通信以同步字符作為傳送開始，字符與字符之間不允許有空隙，當線路空閑或沒有字符可發(fā)時，發(fā)送同步字符。同步字符可以選擇單同步字符，也可以選擇雙同步字符。數(shù)據(jù)由若干個字符組成。每個字符可以選擇一位奇校驗位或一位偶校驗位或無奇偶校驗位。 同步通信時，收發(fā)雙方必須設置相同的同步字符，另外收發(fā)雙方必須保證有同步的時

22、鐘，由它們分別控制信號的發(fā)送和接收。三、傳輸控制規(guī)程 傳輸控制規(guī)程分為兩大類：面向字符的傳輸控制規(guī)程和面向比特的傳輸控制規(guī)程。異步通信的傳輸控制是面向字符的；同步通信的傳輸控制可以面向字符，也可以面向比特。 這些傳輸控制規(guī)程可用于點對點式的連接方式或多點式連接方式。在計算機網(wǎng)絡中，傳輸控制規(guī)程屬于鏈路級和物理級通信協(xié)議。 同步通信的傳輸控制規(guī)程有三種：面向字符的雙同步通信協(xié)議（BSC）、面向比特的同步數(shù)鏈路控制協(xié)議（SDLC）和面向比特的高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議（HDLC）。第三節(jié)、遠動信息的循環(huán)式傳輸規(guī)約 遠動信息傳輸?shù)膸Y構、信息字結構和傳輸規(guī)則等各種約定，應遵照部頒的循環(huán)式傳輸規(guī)約，也稱為循

23、環(huán)式遠動規(guī)約。一、幀結構 循環(huán)式遠動規(guī)約DL451-1991的幀結構見圖2-6。每幀遠動信息都以同步字開頭，并有控制字，除少數(shù)幀外均應有信息字。信息字的數(shù)量依實際需要設定，因此幀的長度是可變的。但同步字、控制字和信息字都由48位二進制數(shù)組成，字長不變。 同步字標明一幀的開始，它取固定的48位二進制數(shù)。 控制字由6個字節(jié)組成，它們是控制字節(jié)、幀類別、信息字數(shù)n、源站址、目的站址和校驗碼字節(jié)，見圖2-7。 二、信息字結構：每個信息字由6個字節(jié)組成，見圖2-8。其中第一個字節(jié)是功能碼字節(jié)，第25個字節(jié)是信息數(shù)據(jù)字節(jié)，第6字節(jié)是校驗碼。 信息字有上行和下行，并有遙測信息字和遙信信息字。其字格式如圖2-

24、9，2-10。三、幀的組織方式 在循環(huán)式遠動規(guī)約中，遠動信息按其重要性和實時性要求，分為五種不同的幀：A、B、C、D（D1和D2）和E幀。這些幀在循環(huán)時間上有不同要求，所以應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)先級排列順序和傳送時間要求如下：子站收到主站的召喚子站時鐘命令后，在上行信息中優(yōu)先插入兩個返送信息字，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內送到主站；遙控、升降命令的返送校核信息，以信息字為單位插入傳送，連送三遍；重要遙測量安排在A幀傳送，循環(huán)時間不大于3s；次要遙測量安排在B幀傳送，循環(huán)時間一般不

25、大于6s；一般遙測量安排在C幀傳送，循環(huán)時間一般不大于20s； 遙信狀態(tài)信息安排在D1幀定時傳送；電能脈沖計數(shù)值安排在D2幀定時傳送；事件順序記錄（SOE）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量，同一事件順序記錄應分別在三個E幀內重復傳送三次。 下行命令的優(yōu)先級排列如下：召喚子站時鐘、設置子站時鐘校正值、設置子站時鐘；遙控選擇、執(zhí)行、撤消命令；升降選擇、執(zhí)行、撤消命令；設定命令；廣播命令、復歸命令。 下行命令是按需要傳送，非循環(huán)傳送。 當不發(fā)下行命令時，應連續(xù)發(fā)送同步碼。 在滿足規(guī)定的循環(huán)時間前提下，幀

26、系列可以根據(jù)要求任意組織。下圖為E幀、變位遙信、遙控返校插入傳送的示圖四、幀結構的簡化 在國產的遠動裝置中，一種較簡單的循環(huán)式遠動規(guī)約也常使用，這種規(guī)約對幀結構作了簡化處理，它的幀結構如圖2-14所示。和部頒的循環(huán)式遠動規(guī)約見圖2-6比較可以看出，這種幀結構中取消了控制字，增加了慢變化字。 除上述區(qū)別外，這種規(guī)約的同步字、信息字結構、校驗碼生成規(guī)則都滿足部頒規(guī)約。第四節(jié)、遠動信息的問答式傳輸規(guī)約 報文：POLLING方式中，無論是主站向子站發(fā)送的命令，還是子站向主站回送的數(shù)據(jù)，都稱為報文。每個報文含有一個完整的意義，但不同的報文長度不一定相同。 類型與類別：類型指數(shù)據(jù)的不同分類。數(shù)據(jù)的類型分為

27、模擬量、狀態(tài)量、狀態(tài)變化量、時標量等。 類別指數(shù)據(jù)或信息依其不同掃描周期劃分為07類。對各種類型的數(shù)據(jù)要分別指定屬于某一類別，任一類別的掃描周期可由外面輸入定義。時標量定義為類別8。報文的格式 本規(guī)約中的報文，可分為三種報文格式： 主站向子站詢問的報文；子站向主站回答確認或否定確認的報文；主站向子站或子站向主站傳送數(shù)據(jù)的報文。主站向子站詢問的報文格式見圖2-15。 第一字節(jié)為子站地址，取00H-FEH。當取FEH時，該詢問報文為廣播命令。第二字節(jié)報文類型可以取05H和1AH。當報文類型代碼為05H時,該報文為類別詢問報文； 為1AH時,該報文為重復詢問報文。子站向主站回答確認或否定確認的報文格

28、式見圖2-18。傳送數(shù)據(jù)的報文格式見圖2-19。 第一字節(jié)為子站地址，取00H-FEH。第二字節(jié)報文類型取06H時，為確認報文：子站正確收到主站的命令；取15H時為否定確認報文。第三字節(jié)類別標志字節(jié)的07位。 與數(shù)據(jù)類別相對應。 第一字節(jié)為子站地址。第二字節(jié)低6位作為報文類型的代碼；第三字節(jié)為報文中數(shù)據(jù)區(qū)的字節(jié)數(shù)。 報文的校驗碼為兩個字節(jié)。主站與子站間的問答過程：見下圖第三章、遠動信息的信道編譯碼第一節(jié)、抗干擾編碼的基本原理 信道編碼是對信源編碼得到的信息序列按照某種規(guī)律添加一定的校驗碼元，由信息序列和校驗碼元構成一個有抗干擾能力的碼字。添加校驗碼元的規(guī)律或規(guī)則不同，就形成不同的編碼方法。遠動

29、信息的信道編碼方法大多采用奇偶校驗和循環(huán)冗余校驗CRC。一、最小距離與碼的檢錯、糾錯能力 碼的最小距離是衡量這種碼抗干擾能力的重要參數(shù)。對最小距離為dmin的碼,它能 糾正的碼字中的錯誤個數(shù)t 和能檢出的碼字中的錯誤個 數(shù)l滿足關系：二、信道編碼的代數(shù)基礎 1、伽羅華域及域上多項式 2、二元域上的多項式運算 第二節(jié)、奇偶校驗碼一、奇偶校驗碼 奇偶校驗碼是一個（n,n-1）分組碼。它的編碼規(guī)則是在n-1位信息元后面,添加一位奇校驗或偶校驗的校驗碼元,使每個碼字中“1”碼元的個數(shù)恒為奇數(shù)或偶數(shù)。 奇偶校驗碼的檢錯能力較差。當接收碼字錯奇數(shù)個碼元時，奇偶校驗只能檢測出碼字有錯，而不能確定是哪幾位碼元

30、的錯誤。若接收碼字中出現(xiàn)偶數(shù)個錯誤，則使奇偶校驗碼失去檢錯能力。但奇偶校驗碼的編碼效率很高二、水平垂直奇偶校驗碼 水平垂直奇偶校驗碼是水平和垂直兩個方向的奇偶校驗碼，也稱縱橫奇偶校驗碼。三、水平垂直奇偶校驗碼 水平垂直奇偶校驗碼是水平和垂直兩個方向的奇偶校驗碼，也稱縱橫奇偶校驗碼。 第三節(jié)、循環(huán)碼的編譯碼原理一、線性分組碼 當分組碼滿足每個碼字中的每一位校驗碼元，都是本碼字中某些位信息碼元的線性模2和時，這個分組碼為線性分組碼。線性分組碼的編碼可以用生成矩陣G實現(xiàn)。二、循環(huán)碼的編譯碼原理 循環(huán)碼是線性分組碼的一個重要子類，因此循環(huán)碼可以像線性分組碼一樣，用生成矩陣實現(xiàn)編碼。但由于循環(huán)碼的一些重

31、要特性，使循環(huán)碼的編碼和譯碼用一個生成多項式便可以實現(xiàn)。 循環(huán)碼分為非系統(tǒng)循環(huán)碼和系統(tǒng)循環(huán)碼。 實現(xiàn)非系統(tǒng)循環(huán)碼的編碼只要根據(jù)碼長n和信息位k選定生成多項式g(x)，再完成m(x)g(x)的乘法運算,便得到信息多項式m(x)對應的循環(huán)碼的碼多項式c(x)。 (n,k)系統(tǒng)循環(huán)碼的編碼過程是：首先把信息多項式m(x)乘以xn-k，得到xn-km(x)；然后以生成多項式g(x)去除xn-km(x)，如果商為q(x)，余式為r(x)，則xn-km(x)=q(x)g(x)+r(x)；最后用r(x)模2加xn-km(x)，便得到所需的系統(tǒng)循環(huán)碼碼字c(x)=xn-km(x)+r(x)。三、縮短循環(huán)碼 任

32、何一個給定的（n,k）系統(tǒng)循環(huán)碼的2k個碼字中，一定存在2k-j（jn-k時，檢測不出的突發(fā)錯誤占同樣長度的可能的突發(fā)錯誤總數(shù)的百分比為 2-(n-k) 當b-1n-k 2-(n-k-1) 當b-1=n-k 第五節(jié) 系統(tǒng)循環(huán)碼的編譯碼電路一、除法電路 系統(tǒng)循環(huán)碼的編碼是將信息多項式m(x)乘以xn-k，再除以生成多項g(x)，把所得余式r(x)與xn-km(x)模2加，便得到碼字c(x)=xn-km(x)+r(x)。譯碼時用接收碼字去除以生成多項式g(x)，判余式是否為零。由此可見，無論編碼還是譯碼，都要進行多項式的除法運算，求余式。 多項式的除法運算，可以用反饋移位寄存器實現(xiàn)。當除式g(x)

33、為n-k次多項式時，完成除法運算的電路見圖3-3，稱為除法電路。只要除式g(x)被確定，與它對應的除法電路也唯一地被確定。二、系統(tǒng)循環(huán)碼的譯碼電路 按照圖3-3，當g(x)=x3+x+1時可以構成圖3-4所示的除法電路。這種除法電路的被除數(shù)從移位寄存器的低端輸入，所以稱它為低端輸入除法電路。被除數(shù)為1111111，它在低端輸入除法電路中的運算過程如表3-5所示。 當被除數(shù)是n位二進制數(shù)時，低端輸入除法電路要經(jīng)過n次移位運算得到最后余數(shù)。如果接收端按生成多項式g(x)構成低端輸入除法電路，并把從信道中接收的碼字按接收節(jié)拍逐位送入除法電路，那么當n位碼元接收完后，除法電路中寄存器狀態(tài)便是接收碼字除

34、以生成多項式之后的余式，即伴隨式。這時，低端輸入除法電路完成了譯碼運算。三、系統(tǒng)循環(huán)碼的編碼電路 圖3-5為g(x)=x3+x+1對應的高端輸入除法電路，它仍由生成多項式g(x)唯一地確定。 如果被除數(shù)為信息序列1111，即m(x)=x3+x2+x+1，當信息序列送入該除法電路時，除法電路的運算過程如表3-7所示。這時電路經(jīng)過四次移位運算得到余式111。 用高端輸入除法電路完成編碼運算時，只需將k位信息碼元在向信道發(fā)送的同時，也送入除法電路，當k位信息位發(fā)送結束時，k次運算同時完成，在除法電路中便得到信息位對應的余數(shù)。再把信息的余數(shù)緊跟信息位發(fā)向信道，就保證了一個碼字中的n位碼元向信道發(fā)送是不

35、間斷的。第六節(jié) 系統(tǒng)循環(huán)碼的編譯碼算法 在計算機系統(tǒng)中，而直接用程序來完成編碼和譯碼的除法運算，稱為軟件表算法。一、軟件表算法I 設k位信息序列m=mk-1mk-2m1m0，軟件表算法I的步驟是：（1）把k位信息序列m分成長度為n-k位的p信息段，記為m=M1M2Mp。（2）在第一個信息段M1 后面添加n-k個零，然后除以生成多項式g(x)得余數(shù)r1。再將余數(shù)r1與第二個信息段M2 模2加得M2 。（3）在M2 后面添加n-k個零，然后除以生成多項式g(x)得余數(shù)r2，將與第三個信息段M3 模2加得M3 。（4）對M3 按步驟（3）進行得M4，如此下去直到對Mp 按步驟（3）進行得到rp，它就

36、是信息序列m編碼應得的余數(shù)。這時信息序列m對應的碼字是c=M1M2Mp rp 。 軟件表算法I把xn-km(x)/g(x)的除法運算變成了分段進行的除法運算。.并且每一段運算都是在n-k位二進制序列后面添加n-k個零，再除以生成多項式g(x)求余數(shù)。因此可以事先完成這2n-k個被除數(shù)除以生成多項式的除法運算，并把計算出的2n-k個余數(shù)稱為中間余數(shù)存在內存中，建立一個中間余數(shù)表。便可以找到該信息段對應的中間余數(shù)。軟件表算法I一般用在n-k比較小的情況。二、 軟件表算法II 設信息序列m=mk-1mk-2m1m0 ，軟件表算法II的步驟是：（1）把信息序列m分成長度為(n-k)/2位的p信息段，記

37、為m=M1M2Mp。（2）在第一個信息段M1 后面添加n-k個零，然后除以生成多項式g(x)得中間余數(shù)r1。再將n-k位中間余數(shù)r1分成兩段，前半段的(n-k)/2位是高位段，記為r1H，后半段的(n-k)/2位是低位段，記為r1L。（3）將r1H與第二個信息段M2 模2加，得M2。在M2 后面添加n-k個零，然后除以生成多項式g(x)，得中間余數(shù)r3，再將n-k位中間余數(shù) 分成兩段，前半段的(n-k)/2位記為r3H，后半段的(n-k)/2位記為r3L。（4）將r2H和r1L與第三個信息段M3 模2加，得M3= r2H+r1L +M3 。在M3 后面添加n-k個零，然后除以生成多項式g(x)

38、，得中間余數(shù)r3，再將n-k位中間余數(shù)分為兩段，前半段的(n-k)/2位記為r3H，后半段的(n-k)/2位記為r3L 。（5）對M3后面的信息段M4，M5.Mp重復步驟（4）,直到求出Mp=r(p-1)H+r(p-2)L+Mp。在Mp后面添加n-k個零，然后除以生成多項式g(x)，得中間余數(shù)rp，再將n-k位中間余數(shù)rp分為兩段，前半段的(n-k)/2位記為rpH，后半段的(n-k)/2位記為rpL 。將rpH與r(p-1)L模2加得rH= rpH+r(p-1)L ,令rl=rpL，則rH和rL分別是信息序列m的余式r的高(n-k)/2位和低(n-k)/2位。記為 r=rHrL 。 對軟件表

39、算法II也可以事先分別對長度為(n-k)/2位的所有二進制序列，其后添n-k個零，再除以生成多項式求中間余數(shù)，并在內存中建立一個中間余數(shù)表。以后對任何長度為k位的信息編碼，都可以通過查表和模2加運算完成。三、兩段查表法 如果把算法中劃分的信息段再進行處理，把一個信息段分解成兩個信息段的模2和，并且使分解后得到的兩個信息段各有一半的位數(shù)取零，其中一個高半段取零，另一個低半段取零。然后對分解后得到的信息段建立中間余數(shù)表，便可以進一步減少余數(shù)表所占內存的數(shù)量。 兩段查表法減少了中間余數(shù)表占用的內存空間，但計算一個信息段的余數(shù)要進行兩次查表和一次模2加運算。第七節(jié) 遠動信息的CRC校驗一、生成多項式

40、我國部頒循環(huán)式遠動規(guī)約規(guī)定，每幀遠動信息中的控制字和信息字都采用CRC校驗，并選用生成多項式g(x)=x8+x2+x+1生成(48,40)循環(huán)碼，其陪集碼為FFH。 我國部頒問答式遠動規(guī)約中的報文，有校驗碼為16位的報文和校驗碼為8位的報文。16位校驗碼的報文采用CRC校驗，生成多項式是g(x)=x16+x15+x2+x+1，它是ISO制定的HDLC標準CRC校驗碼。8位校驗碼的報文中，校驗碼由7位CRC校驗碼和一位奇偶校驗碼組成。7位CRC校驗碼的生成多項式g(x)=x7+x6+x+1。二、 循環(huán)傳輸規(guī)約的CRC校驗 生成軟件表的程序框圖見圖3-6。 發(fā)端用軟件表算法I編碼時，要將40位信息

41、分為5個八位的信息段。 按照程序框圖圖3-7設計出編碼程序。 編碼程序在發(fā)送端使用，對接收端應該將接收到的48位碼元分成6個8位長的字節(jié)，對前面5個字節(jié)（信息位）先按編碼程序處理計算出r5，對r5 取非得r5 ，然后將r5與接收到的第六個字節(jié)異或，如果異或結果為零，認為接收碼字正確；否則表示發(fā)送碼字在信道中受到干擾 。三、我國問答式遠動規(guī)約的CRC校驗1. 16位校驗碼的報文校驗 16位校驗碼的報文格式，見圖2-19。16位校驗碼的編碼程序框圖見圖3-9。2. 8位校驗碼的報文校驗 把8位校驗碼的重復詢問報文用圖3-10表示，其中 表示校驗碼字節(jié)。 校驗碼字節(jié)的最高位由報文中其余字節(jié)的最高位進

42、行模2加產生，剩余7位是CRC校驗碼，生成多項式g(x)=x7+x6+x+1。第四章 遠動信息的時序及同步第一節(jié) 遠動信息的時序 遠動信息的發(fā)送時間順序和接收時間順序，可以用位、字節(jié)、碼字來表征。一、遠動信息的位 微機遠動裝置中，串行接口電路向信道發(fā)送或從信道接收的一位數(shù)據(jù)就是遠動信息的一個碼元，也稱為一位。每秒鐘向信道發(fā)送或從信道接收的碼元數(shù)，稱為碼元傳輸速率或波特率。 總之，微機遠動裝置中遠動信息的碼元傳輸速率由串行接口電路的發(fā)送時鐘和接收時鐘進行控制。同步通信時，串行接口電路發(fā)送/接收時鐘頻率等于遠動信息的碼元傳輸速率，即波特率。異步通信時，發(fā)送/接收時鐘頻率和遠動信息的波特率之間有一個

43、系數(shù)關系。二、字節(jié)和碼字 遠動裝置發(fā)送遠動信息時，CPU每次通過數(shù)據(jù)總線并行地向串行接口電路輸出一個字節(jié)，串行接口電路再一位一位地向信道串行輸出。接收遠動信息時，串行接口電路從信道一位一位地串行接收，當收滿一個字節(jié)后CPU通過數(shù)據(jù)總線并行地從串行接口電路讀入一個字節(jié)。 發(fā)送端設有發(fā)送字節(jié)計數(shù)器，接收端有接收字節(jié)計數(shù)器，在接收和發(fā)送遠動信息的過程中，收發(fā)兩端還必須對碼字個數(shù)進行計數(shù)。三 、同步的必要性 遠動裝置的同步，就是要保證收發(fā)兩端碼字計數(shù)器和字節(jié)計數(shù)器的計數(shù)值一致，并使接收時鐘的相位與發(fā)送時鐘的相位差不超過允許值。這樣才能保證接收端對接收信息識別的正確性。 實現(xiàn)同步的方法有幀同步和位同步兩

44、種。第二節(jié) 幀 同 步一、幀同步（frame synchronization） 如果發(fā)送端在每幀發(fā)送信息字之前，先發(fā)送同步碼字，即每幀以同步碼字開頭，標明一幀的開始。接收端從接收信息中檢測到正確的同步碼字后，將接收端的碼字計數(shù)器和字節(jié)計數(shù)器置成與發(fā)送端相同的計數(shù)狀態(tài)，這種同步方式叫幀同步。幀同步中的同步字取一組特定的不變的字符。二、同步字的檢測 接收端對同步字的檢測分為兩種情況。一種是接收端正確接收完一幀信息后，在下一幀的同步字應該出現(xiàn)的時間間隔內尋找同步字，這叫慣性同步狀態(tài)。另一種是收發(fā)兩端處于失步狀態(tài)，比如接收端剛開機工作，這時接收端必須從接收信息中首先尋找出同步字才能進入對后續(xù)碼字的接收

45、，這種工作狀態(tài)叫搜索同步狀態(tài)。圖4-4是同步字檢出原理框圖。第三節(jié) 位 同 步 位同步是指收發(fā)兩端的位相位一致，就是要使發(fā)送端串行接口電路的發(fā)送時鐘和接收端串行接口電路的接收時鐘始終保持相位一致。一、數(shù)字鎖相原理 發(fā)送端發(fā)送時鐘的周期等于一位碼元的時間寬度，因此接收端收到的數(shù)字信息中含有發(fā)送端發(fā)送時鐘的相位信息。接收端可以在接收信息的過程中!以接收到的信息相位為基準，不斷調整收端接收時鐘的相位，減小收發(fā)兩端的位相差，從而不至于出現(xiàn)因位相差的積累而失步的現(xiàn)象。這就是用數(shù)字鎖相實現(xiàn)位同步的原理。 圖4-5是接收端完成位同步的數(shù)字鎖相電路原理框圖。 ua是收端接收到的經(jīng)解調后的信息序列， ua出現(xiàn)變

46、位時，校正脈沖發(fā)生器輸出ub ，它可以代表發(fā)送端的位相位。分頻電路的輸出uc ，是收端串行接口電路的接收時鐘。 為了使兩端的位相差不超過半個碼元，相位比較器完成將ub（它代表發(fā)送端的位相位）和uc （它代表接收端的位相位）進行相位比較。 計數(shù)脈沖控制電路的作用是：根據(jù)相位比較器的比較結果，調整收端分頻電路的分頻系數(shù)。二 、數(shù)字鎖相電路 數(shù)字鎖相電路的功能一是完成對收發(fā)兩端位相位的比較，判斷其超前和滯后狀態(tài)；二是根據(jù)判斷結果，調整接收端分頻電路的分頻系數(shù)，使收端的位，即碼元的寬度變長或變短，從而達到縮小兩端位相差的目的。 圖4-7是用硬件構成的數(shù)字鎖相電路。圖中的兩個JK觸發(fā)器和CD4520加法

47、計數(shù)器構成收端的分頻電路。分頻電路的輸出f6是串行接口電路的接收時鐘。校正脈沖產生電路由圖4-7中的異或門、觸發(fā)器ZX1和ZX2組成。Y1和Y2 和H1完成相位比較和計數(shù)脈沖控制。 圖4-8是用可編程定時器8253構成的數(shù)字鎖相電路。8253的計數(shù)器0作分頻電路；計數(shù)器2、D觸發(fā)器和與門完成相位比較；分頻系數(shù)的調整由軟件實現(xiàn)。三 、通信方式與位同步 以同步通信方式發(fā)送信息時，收端的幀同步措施可以通過對同步字的檢測，將信息序列按字節(jié)劃分開。但在實現(xiàn)幀同步后，按字節(jié)接收的過程中，為了消除發(fā)端的發(fā)送時鐘和收端的接收時鐘之間的頻差所產生的位相差，收端必須同時采用位同步措施。 異步通信用一位起始位表示字

48、符的開始，用停止位表示字符的結束，以此構成一幀信息。由于起始位起到使該字符內各位碼元保持位同步的作用，因此收端不必再采用其它措施實現(xiàn)位同步。第四節(jié) 同步的性能 通過檢測同步字完成幀同步時，由于信道的干擾，可能出現(xiàn)漏同步和假同步。用數(shù)字鎖相電路完成位同步時，存在反校的可能性。一、漏同步和假同步 當同步字在信道中受到干擾，使其中某些碼元發(fā)生變位，致使收端檢測不出同步字，稱為漏同步。當接收到的信息序列中，出現(xiàn)與同步字相同的碼序列時，在對同步字檢測時會把它誤判為同步字，造成假同步。二、位同步的反校 收發(fā)兩端發(fā)送時鐘和接收時鐘的相位差時，數(shù)字鎖相電路在工作過程中，通過相位調整，會使兩者的相位差繼續(xù)增加，

49、直到 2，造成兩端時序錯一位，這種情況稱為反校。 第五章、遠動信息的信源編碼 如何處理遠動信息和命令正是本章所要介紹的內容。 第一節(jié)、遙信信息的采集和處理一、遙信對象狀態(tài)的采集 遙信信息通常由電力設備的輔助接點提供，輔助接點的開合直接反映出該設備的工作狀態(tài)。 無源接點無源接點：即空接點，無論是在(開)狀態(tài)還是(合)狀態(tài)，接點兩端均無電位差。提供給遠動裝置的輔助接點大多為無源接點。斷路器和隔離開關提供的就是這一類輔助接點。 有源接點有源接點：在(開)狀態(tài)時兩端有一個直流電壓，是由系統(tǒng)蓄電池提供的110V或220V直流電壓。一些保護信號提供此類接點。 圖5-1給出了兩類觸點信號的例子。 圖5-1(

50、a)是斷路器動作機構原理圖。 圖5-1(b)是斷路器事故跳閘音響回路的一部分。 不論無源還是有源觸點，由于它們來自強電系統(tǒng)，直接進入遠動裝置將會干擾甚至損壞遠動設備，因此必須加入信號隔離措施。通常采用繼電器和光電耦合器作為遙信信息的隔離器件，如圖5-2所示。圖5-2(a) 采用繼電器隔離，圖5-2(b)采用的光電耦合器隔離。 圖5-3給出一適用于有源和無源接點的實用電路。當遙信信源連通（短路）時，輸出YX為高電平；當遙信信源懸空或帶有直流正電壓時，YX為低電平。 遙信對象采集也有采用雙觸點的處理方法。雙觸點遙信就是一個遙信量由兩個狀態(tài)信號表示，一個來自開關的合閘接點，另一個來自開關的跳閘接點。

51、因此雙觸點遙信需用二進制代碼的兩位來表示?！?0”和“01”為有效代碼，分別表示合閘與跳閘；“00”與“11”為無效代碼。這種處理方法可以提高遙信信源的可靠性和準確性。二、遙信狀態(tài)的輸入電路 經(jīng)過上述信號處理后，遠動裝置內的遙信信息為符合TTL電平的“0”、“1”狀態(tài)信號。每一遙信對象映射到計算機中正好是二進制代碼的一位。大量散亂的遙信對象必須通過遙信狀態(tài)的輸入電路的有效組織，才能便于計算機處理。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)字多路開關芯片三類接口芯片實現(xiàn)。三態(tài)門芯片種類很多，如圖5-4以74LS244為例說明。 并行接口芯片同樣可以實現(xiàn)遙信量的采集，如圖5-5所示，

52、以intel8255可編程I/O接口芯片為例說明。 當遙信量較多時，可采用數(shù)字量多路開關。如圖5-6所示。 用數(shù)字量多路開關可實現(xiàn)遙信量輸入的擴展。圖5-7為采用1片SN74LS244和8片SN74151實現(xiàn)64路遙信量輸入的例子。 遙信信息在采集和處理上有兩種不同的模式：定時掃查和變位觸發(fā)。1、定時掃查模式 圖5-8給出了一個8路遙信量采集的電路圖。將intel8255的A口設置為輸入方式，讀A口的狀態(tài)即可得到8路遙信量的狀態(tài)。 一般將遙信掃查置于實時時鐘中斷服務程序中，每一個等時間間隔，如110ms，都要對全部的遙信量進行一次掃查，這樣構成的掃查模式為定時掃查模式。遙信定時掃查的子程序框圖

53、如圖5-9所示。2、變位觸發(fā)模式 在實時掃查模式的基礎上， 增加一些硬件，占用一個CPU的 外部中斷源，則可實現(xiàn)變位觸 發(fā)模式。 遙信變位中斷服務 程序框圖如圖5-10所示。三、提高遙信信息可靠性措施 電網(wǎng)調度自動化對遠動系統(tǒng)中遙信采集的可靠性和準確性的要求極高，要求在硬件和軟件兩個環(huán)節(jié)加以充分的保證。 硬件方面：硬件方面：保證強電系統(tǒng)和弱電系統(tǒng)的信號隔離，通常采用繼電器隔離和光電耦合器隔離。以及YX防抖和消噪處理。 軟件方面：軟件方面：不能以一次讀取的遙信狀態(tài)為準，必須連續(xù)多次讀取狀態(tài)，以其每次讀取均相同的狀態(tài)作為遙信狀態(tài)，這樣才能保證遙信信息的正確性和可靠性。防抖和消噪處理也可以用軟件實現(xiàn)

54、。四、事件順序記錄 事件（event）指的是運行設備狀態(tài)的變化，如開關所處的閉合或斷開狀態(tài)的變化，保護所處的正?；蚋婢癄顟B(tài)的變化。事件順序記錄是指開關或繼電保護動作時，按動作的時間先后順序進行的記錄。 事件分辨率事件分辨率（separating capability,discrimmination）：指能正確區(qū)分事件發(fā)生順序的最小時間間隔。 站內分辨率和站間分辨率：站內分辨率和站間分辨率：是指站內（或站間）發(fā)生的兩個事件能被分辨出來的最小時間間隔。規(guī)約中要求，站內分辨率應小于10ms，系統(tǒng)分辨率應小于20ms。它是事件順序記錄的主要技術指標。 要完成事件順序記錄功能，遠動裝置中必須提供實時時鐘

55、。 實時時鐘由CPU內部或外部的可編程定時/計數(shù)器電路產生的定時中斷請求信號，在定時中斷響應后，執(zhí)行實時時鐘中斷服務程序而形成。 圖5-11給出一實時時鐘中斷服務程序框圖。 為了保證系統(tǒng)分辨率，全系統(tǒng)應該參照同一個時間標準，即必須建立全網(wǎng)的統(tǒng)一時鐘。 方法一：方法一：由主站周期性地向各RTU發(fā)送時鐘命令，各RTU以主站的實時時鐘為標準對本站實時時鐘的各計數(shù)單元進行修正，達到統(tǒng)一時鐘的目的。 圖5-12為主站向RTU發(fā)送校時命令、對時的示意圖。 方法二：方法二：在主站和各RTU處分別裝配標準時鐘信號的接收裝置，接受天文臺發(fā)出的無線電校時信號或GPS（全球定位系統(tǒng)）提供的標準時鐘信號。這種方法能充

56、分保證跨調度區(qū)域的系統(tǒng)分辨率的指標，減去了主站與子站之間的對時通信。 第二節(jié)、遙測量的采集一、模/數(shù)轉換原理 模/數(shù)轉換是遙測量采集的核心部分。實現(xiàn)A/D轉換的方法很多,有逐位比較式、雙積分式、并行比較式以及U/F轉換式等。1、逐位比較式A/D轉換 逐位比較式A/D轉換是把待轉換的直流模擬電壓與一組呈二進制關系的標準電壓一位一位由高至低逐位進行比較，決定每位是去碼（為0）還是留碼（為1），從而實現(xiàn)模擬電壓到二進制數(shù)碼的轉換。它一般由邏輯控制與定時電路、電壓比較器、逐次逼近邏輯寄存器SAR、D/A轉換電路和三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器等組成。圖5-14為逐位比較式A/D轉換原理框圖。值得注意的是：此轉換過

57、程是對某一固定的輸入電壓經(jīng)多次比較后得出轉換結果。如果在轉換過程中輸入出現(xiàn)正常波動或受到干擾，會給轉換結果帶來嚴重誤差。因此在實際應用中需在A/D轉換器前加一采樣/保持器，以保證在A/D轉換期間輸入電壓不發(fā)生變化。2、雙積分式A/D轉換 雙積分式A/D轉換采用的是U/T（電壓/時間）的轉換方式，圖5-15給出它的電路原理框圖。其工作過程分三個階段完成：采樣階段、回積階段和復零階段。3、并行比較式A/D轉換 并行比較式A/D轉換又稱瞬時比較-編碼式A/D轉換，是一種轉換速度最快、轉換原理最直觀的轉換技術。 圖5-17給出了n位并行比較式A/D轉換的原理圖。4、電荷平衡式U/f 轉換 U/f轉換也

58、是模/數(shù)轉換的一種實現(xiàn)方法。圖5-18(a)為電荷平衡式U/f轉換的原理框圖。 圖5-18(b)為電荷平衡式U/f轉換的輸出波形。二、 模/數(shù)轉換芯片介紹1、AD574A2、ICL71093、LMx31三 、模擬遙測量輸入的接口電路 為了進一步了解遙測量采集的各環(huán)節(jié)，這里給出32路遙測量采集的實用電路，如圖5-24所示。該電路主要包括三個部分：CPU、譯碼、程序/數(shù)據(jù)存儲，如圖5-24(a)所示；多路模擬開關、采樣/保持、A/D轉換，如圖5-24(b)所示；以及光電隔離，如圖5-24(c)所示。四、數(shù)字化的遙測量采集 上面講的遙測量采集其輸入量均為直流模擬電壓信號的處理和上送。另外還有一類送入

59、遠動裝置的遙測量不是模擬信號，而是數(shù)字信號。這類信號主要來源為一些指示儀表設備，這些設備將待測量通過內部電路轉換成數(shù)字信號（如BCD碼），數(shù)字值代表了待測量的大小，即為有名值。一方面用于數(shù)碼管顯示，另一方面用并行口輸出提供給遠動裝置或其他裝置使用。這類遙測量稱為數(shù)字化的遙測量。 數(shù)字化的遙測量采集電路類似于遙信采集電路，利用并行口或三態(tài)門直接對數(shù)字化的遙測量進行讀數(shù)。第三節(jié)、遙測信息的處理 A/D轉換后的數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)，或稱為生數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)要提供給調度運行人員用還需要作一系列的處理。一 、數(shù)字濾波 輸入到遙測量采集系統(tǒng)的模擬直流電壓都是來自各類變送器和傳感器，這些有用的信號中常混雜有各種頻率

60、的干擾信號。因此在遙測量采集的輸入端通常加入RC低通濾波器，用以抑制某些干擾信號。RC濾波器易實現(xiàn)對高頻干擾信號的抑制，但欲抑制低頻干擾信號（如頻率為0.01Hz的干擾信號）要求的C值太大，不易實現(xiàn)。而數(shù)字濾波器可以對極低頻率的干擾信號進行濾波，彌補了RC濾波器的不足。 數(shù)字濾波就是在計算機中用一定的計算方法對輸入信號的量化數(shù)據(jù)進行數(shù)學處理，減少干擾在有用信號中的比重，提高信號的真實性。這是一種軟件方法，對濾波算法的選擇、濾波系數(shù)的調整都有極大的靈活性，因此在遙測量的處理上廣泛采用。 在問答式遠動規(guī)約中建議采用一階遞歸濾波，濾波公式如下： Yk= Xk+ A(Yk-1- Xk)式中 Xk -新