电力系统监控技术课程设计--牵引变电所的遥测数据采集系统.doc

目录目录 1 题目分析1 1.1 题目1 1.2 分析1 2 遥测数据采集系统配置的基本模式2 3 单片机遥测数据采集系统3 4 线性系统循环码4 5 遥测数据采集5 5.1 遥测数据采集程序流程图5 5.2 遥测数据采集程序5 心得体会8 参 考 文 献8 兰州交通大学电力系统远动课程设计 1 1 1 题目分析题目分析 1.1 题目题目 牵引变电所（如图 1）的遥测数据采集系统 设计内容 1）计算机绘制控站（rtu 端）通用系统结构框图。要求绘制出各种数据 点的采集通道，控制输出通道，网络通信通道的示意图； 2）设计一个具体的 cms-51 单片机数据采集最小系统，具体到芯片管脚的 连线； 3）选用适当的数据传输模式，结合题目实际，以部分采集数据为例，编写 出相应的线性系统循环码； 4）计算机绘制相应的遥测数据采集程序流程图，编写遥测数据采集程序。 1.2 分析分析 远动的遥测、遥信、遥控和遥调功能，通过传送远动信息实现。远动信息 包括遥测信息、遥信信息、遥控信息和遥调信息。 遥测信息传送发电厂、变电所的各种运行参数。它分为电量和非电量两类。 电量包括母线电压、系统频率、流过电力设备（发电机、变压器）及输电线的 有功功率、无功功率和电流。非电量包括发电机机内温度以及水电厂的水库水 位等。这些量都是随时间作连续变化的模拟量。对电流、电压和功率变量，通 常利用互感器和变送器把要测量的交流强电信号变成 05v 或 010ma 的直流 信号后送入远动装置。也可以把实测的交流信号变换成幅值较小的交流信号后， 由远动装置直接对其进行交流采样。电能量的测量采用脉冲输入方式，由计数 器对脉冲计数实现测量或把脉冲作为特殊的遥信信息用软件计数实现测量。对 于非电量，只能借助其他传感设备（如温度传感器、水位传感器） ，将它转换成 规定范围内的直流信号或数字量后送入远动装置。 遥测信息从发电厂、变电所向调度中心传送，也可以从下级调度中心向上 级调度中心转发，通常称它为上行信息。 兰州交通大学电力系统远动课程设计 2 图 1 采用双 t 接线的单线三相牵引变电所 2 2 遥测数据采集系统配置的基本模式遥测数据采集系统配置的基本模式 牵引变电所输入量为电流、电压、功率及变压器里面的温度。遥测数据采 集系统配置的基本模式如图 2 所示。通信信道的示意图如图 3 所示。遥测量的 转换过程如图 4 所示。 兰州交通大学电力系统远动课程设计 3 遥测crt显示 打印 译码 送模拟屏 送主计算机 解调 信道 调制编码 模/数 转换 模 拟 多 路 开 关 电流变送器 电压变送器 功率变送器 i u i u 电 量 输 入 同步 返送校核 传感器 变压 器温 度输 入 上 行 信 息 上行 信息 图 2 遥测数据采集系统配置的基本模式 信 息 源 信 源 编 码 信 道 编 码 调 制 信道 解 调 信 道 译 码 信 源 译 码 受 信 者 smc 干扰 rm*s* 图 3 通信信道的示意图 互感器变送器 传感器 多 路 模 拟 开 关 数 / 模 转 换 数 字 量 电量 非电量 模 拟 量 . . . . . . . . . 图 4 遥测量的转换过程 3 3 单片机遥测数据采集系统单片机遥测数据采集系统 遥测信息是表征系统运行状况的连续变化量,分为电量和非电量两种。不管 是电量还是非电量最终都要转化为弱电直流模拟信号。这些弱电直流模拟信号 兰州交通大学电力系统远动课程设计 4 受多路开关控制分时接入模/数转换电路，经 a/d 转换电路后转换成一组二进制 代码。这族二进制代码与转换的模拟量之间构成线性一一对应关系。 为了进一步了解遥测量采集的各个环节，这里画出 16 路遥测量采集的实用 电路，见附录 a 所示。 4 4 线性系统循环码线性系统循环码 远动信息的传输可以采用循环传输模式或问答传输模式。在本题中采用循 环传输模式。 循环数字传输模式也称 cdt 方式。在这种传输模式中，厂站端将要发送的 远动信息按规约的规定组成各种帧，再编排帧的顺序，一帧一帧地循环向调度 端传送。信息的传送是周期性的、周而复始的，发端不顾及收端的需要，也不 要求收端给予回答。这种传输模式对信道质量的要求较底，因为任何一个被干 扰的信息可望在下一循环中得到它的正确值。 我们采用软件表对信息字进行编码。 设 m=0100101100000011101000010000110101100001，g(x) =+1，用软件表生成一个（48，40）系统循环码码字。 8 x 2 xx 将 m 分成信息段=01001011，=00000011，=10100001， 1 m 2 m 3 m =000011011，=01100001。 4 m 5 m 在预先建立的软件表中，查出对应的中间余数=11110110。 1 m 1 r 计算=+=00000011+11110110=11110101，并查出对应的中间余 2 m 2 m 1 r 2 m 数=11000101。 2 r 计算=+=10100001+11000101=01100100，并查出对应的中间余 3 m 3 m 2 r 3 m 数=00111011。 3 r 计算=+=00001101+00111011=00110110，并查出对应的中间余 4 m 4 m 3 r 4 m 数=10100110。 4 r 计算=+=01100001+10100110=11000111，并查出对应的中间余 5 m 5 m 4 r 5 m 兰州交通大学电力系统远动课程设计 5 数=01011011。 5 r 编出的码子是 c=010010110000001110100001000011010110000101011011 5 5 遥测数据采集遥测数据采集 5.1 遥测数据采集程序流程图遥测数据采集程序流程图 遥测信息的采集流程图 7 所示： 5.2 遥测数据采集程序遥测数据采集程序 cpu 选用 8031，将来 8031 的外部中断置为边沿触发，8031 内部寄存 int0 _ 器件 30h 中存放遥测量选通地址（00h1fh） ，并初始化为佳 00h，同时启动 一次 a/d 转换，触发中断。a/d 转换的数据存入 6264 中，地址为避免 2000h203fh，低字节在前，高字节在后。a/d 转换结果数据的低 8 位 db07 的地址。 上电/复位 初始化 i=0 选通通道i s/h跟随 延时 s/h保持 启动a/d转换 a/d转 换结束? 取a/d结果 存a/d结果 i i+1 i=n? 数字滤波器 n n 图 7 遥测信息的采集流程图 兰州交通大学电力系统远动课程设计 6 为方便用 4000h，高 4 位为 4001h。其程序如下： org 0030h main： setb it1 mov r2，#16h adc： push psw；保护现场 push acc push dpl push dph setb rs0；选寄存器组 3 setb rs1 mov dptr，#4000h movx a，dptr；取 a/d 转换数据的低 8 位 mov r0，a inc dprt movx a，dprt ；取 a/d 转换数据的高 4 位 anl a，#0fh ； 屏蔽高位字节的高四位 mov r1，a mov dph，#20h；计算存数地址 mov a，30h add a，30h mov dpl，a mov a，r0 movx dptr，a；存低 8 位数据 inc dptr mov a，r1 movx dptr，a；存高 4 位数据 mov a，30h；计算下一路遥测量地址 inc a anl a，#efh mov 30h，a 兰州交通大学电力系统远动课程设计 7 mov dptr，#6000h mov dptr，a；选通模拟多路开关 setb p1.1；采样 nop ；延时 nop clr p1.1；保持 clr p1.0；启动 a/d 转换 nop nop setb p1.0 pop dph；恢复现场 pop dpl pop acc pop psw reti；中断返回 djnz r2，adc ljnz main 心得体会心得体会 通过这次远动的课程设计，我的收获很大。首先从分析设计资料到理论推 算到最后得出结果，我不但对所学过的远动的专业知识有了更加全面的掌握， 而且极大的锻炼了我独立思考独立解决问题的能力。其次通过全补偿链形悬挂 安装曲线的绘制，使得我计算机的掌握也更加的深刻，尤其是 word 和 cad。 以前我对电脑的掌握能力很弱，了解的也少之又少，但是通过做课程设计，我 认识到作为一个大学生应该把电脑作为自己得心应手的工具，好好学习它的各 种应用软件，课程设计的格式要求很严格，通过对格式的一次次的修改，我也 学会了中许多有用的工具。最后我要感谢我身边的同学，在做课程设计的过程 中，我遇到了很多的问题，是他们不厌其烦的帮我解决问题，这也使我认识到 自身的不足，也让我明白三人行必有我师的道理。总之，我希望在以后的学习 兰州交通大学电力系统远动课程设计 8 过程中要不耻下。问，要有一个良好的学