自动化工作简报2

自动化工作简报在自动化工作中，一部分最重要的系统.就是远动系统.通过自动化的学习和工作中，总结规约是非常的重要的，通过自己总结，学习到以下规约内容。一、 我国问答式远动规约1、 规约中的有关定义：报文：polling方式中，无论是主站向子站发送命令，还是子站向主站回送的数据，都称为报文。类型与类别：类型指数据的不同分类。数据的类型分为模拟量、状态量、状态变化量、时标量等。类别指数据或信息依其不同扫描周期划分为0，1，2,3,4,5,6,7类。2、 报文的格式：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。3、 报文分类：按功能分四大类：查询命令，送参数命令，控制命令和专用命令。4、 主站与子站间的问答过程二、 我国电力行业标准DL/T634—1997规约中规定了SCADA系统中主站和子站之间的问答方式进行数据传输的帧格式、链路层的传输规则、服务原语、应用数据结构、应用数据编码、应用功能和报文格式。1、 帧格式：标准帧格式有两种：可变帧长帧格式和固定帧长帧格式。2、 报文传输规则：由主站触发的传输服务中，报文的传输分为：发送/无回答传输服务、发送确认传输服务及请求/响应传输服务。3、 帧格式的接收校验无论可变帧长帧格式还是固定帧长帧格式，主站和子站之间异步通信的字符格式都是：一位起始位、一位停止位、一位偶校验位。每个字符8位数据位，接受时对每个字符的启动位、停止位和偶校验位要进行校验。4、 报文格式举例当主站需要对远动终端进行复位操作时，主站向子站发送复位远动终端报文。子站接收到此报文后，以激活确认帧回答，子站即开始对本站进行初始化。二：远动信息的信道编译码1，最小距离与码的检错、纠错能力码字的相似成都可以用码距的大小进行判断。两个同样长度的码字之间，对应码位上不相同码元的数目，称为这两个码字之间的汉明距离，简称码距。在一种码的所有码字集合中，任意两个码字之间的码距并非都相等。我们把所有可能的码字对之间的最小值，称为这个码字集合的最小距离，记为dmn。码字的另一个重要参数是它的汉明重量，简称重量。它定义为码字中非零码元的个数，用W表示。在二进制情况下，它就是码字中“1”码元的个数。能纠正的码字中的错误个数tV _- （3—1）2能检出的码字中的错误个数Il<d.-1 （3—2）2,信道编码的代数基础鼠伽罗华域及域上多项式F为非空集合，在F中定义加法和乘法两种代数运算，满足交换律、结合律、分配率。如果域F中元素的个数无限，称F为无限域；元素的个数有限，称F为有限域，也叫伽罗华域。具有两个元素0和1的非空集合，对于模2加法运算和模2乘法运算是一个有限域，称为两元域。记作GF（2）.模2加法运算规则：1©1=0 0©0=00©1=11©0=1101=1000=0001=0100=0域上多项式f。=a xn-i+an一2 n一2xn一2+ +ax+a(3—3)巾二元域上的多项式运算例如，二进制信息序列或码字1110111，可以用二元域上的多项式

X6+X5+X4+X2+X+1来等效的表示。例如：fQ=X6+X3+X+1 g(X)=X5+X4+X2f(X)+g(X)=(6+X3+X+1)+(5+X4+X2)码字为111111设f(x)=X6+X3+X+1g(x)=Xf(X)•g(X)=X7+X4+X2+X码字为10010110三，奇偶校验码1，、奇偶校验码设码字c=cc...cc，其中c...c为信息码元，c为校验码元。当码n-1n-2 10 n-1 1 0字中“1”码元的个数恒为偶数时，则满足c+c+・.・+c+c=0这种码称为偶校验码。"如果码字中“1”码元的个数恒为奇数，则满足c+c+・.・+c+c=1这种码称为奇校验码。"奇偶校验码在计算机中应用较多，奇偶校验码的检错能力较差。,2、水平垂直奇偶校验码水平垂直奇偶校验码是水平和垂直两个方向的奇偶校验码，这种码具有较强的检错能力。四，循环码的编译码原理ccccc]=tccccc]=tmmm543210 1 1 0mm100 110010011，都可以生成也对1的码孚c(3ccccc(3ccccc。方程中543210543210对任意一级组信息m的矩阵G=10G=100110010011001101称为线性分组码的生成矩阵。2、循环码的编译码原理如果一个(n,k)线性分组码，它的2k个码字中的任何一个码字的任意次循环移位，得到的仍然是这个线性分组码中的码字，这个线性分组码称为循环码。循环码特性：、在一个(n，k)循环码中，有一个并且只有一个n-k次的码多项式g(x)，即g(x)=Xn-k+g Xn-k-1+...+gX+1、(n，k)循环码的生成多项式g(x)是xn+1的一个因式，即Xn+1=g(X^G)、若g(x)是一个n-k次多项式，且是xn+1的因式，则g(x)生成一个(n，k)循环码。3、缩短循环码一般来讲，任何一个给定的(n，k)系统循环码的2k个码字中，一定存在2k-n(1〈^个前门位为零的码字。如果删去这2kf个码字中前面n位零，可以得到2k-n个长为(n-n)的码字，由它们构成的(n-n，k-n)线性系统码，称为原(n，k)系统循环码的缩短循环码。缩短循环码已不是循环码。五，循环码的检错及纠错能力1、伴随式计算及纠错设发端发送的码字是c(x)=cXn-1+cXn-2+...+cX+c接收到的码字是"'n2 1R(x)=rXn-1+rXn-2+...+rx+c接收的码字R(x)ig(x)，有R(x)=pQg(x)+sG)(3——5)s(x)称为接收码R(x)的伴随式。S(x)为零时表明无干扰，若S(x)不为零时表明发送码字在信道中受到干扰。设受干扰的错误图样E(x)=eXn-1+eXn-2+...+eX+e

(3—6)R(x)=c(x)+E(x)(3—6)R(x)/g(¥)=&)/g(x)+E(x)/g(x)发送码字c(x)—定是g(x)的倍式，假设商为q(x)。再设E(x)除以g(x)的商为p,(x)余式为sf(x),便可以得出下式R(x)=1^。+pO]gG)+sO (3^7)比较式(3—5)和(3—7)可以看出，接收码字^又)的伴随式、狂)等于错误图样E(x)除以生成多项式g(x)所得的余式sV)。可见伴随式中包含有叠加在发送码字上的错误图样的信息，所以不公可以利用伴随式进行检错，还可以用伴随式完成一定范围内的纠错。2、循环码的检错能力循环码检错的方法是计算接收码字的伴随式是否为零，且接收码字的伴随式等于错误图样除以生成式项式所得的余式。循环码对突发干扰的检错能力：、由n-k次多项式g(x)生成的循环码，能检测出所有突发长度为n-k或小于n-k(即bWn-k)的突发错误。由于EG)=xiB(x)，只要g(x)除不尽£(米)，就能检出此突发错误。由循环码的特性可知，g(x)没有x的因子，所以只有g(x)能除尽B(x)时才能除尽E(x)。但由于bWn-k，使g(x)的次数比B(x)的次数高，显然g(x)除不尽B(x),必然也就除不尽E(x)。、由n-k次多项式g(x)生成的循环码，当突发错误的突发长度b>n-k时，检测不出的突发错误占同样长度的可能的突发错误总数的百分比为2-(n-k) 当b-1>n-k2-(n-k-1) 当b-1=n-k第五节系统循环码的编译码电路3、除法电路： 除式g(x)为n-k次多项式的除法电路被除式-gn-kT商3-1

被除式-gn-kT商3-14、系统循环码的译码电路：g(x)=x3+x+1的译码除法电路被除数m(x

)5、系统循环码的编码电路：g(x)=x3+x+1的编码除法电路m(x

)第六节系统循环码的编译码算法a、软件表算法I实现方法：设k位信息序列m=m^]m^2...m^m0的步骤是：(1)、把k位信息序列m分成长度为n-k位的p个信息段，记为m=MM2...M。、在第[个信息段M1后面添加n-k个零，然后除以生成多项式g(x)#余数弓。再将余数r1与第二个信息段M2模2加得M2。、在M2后面添加n-k个零，然后除以生成多项式g(x)得答余数r2，将r2与三个信息段M3模2加得M"、对M；按步骤(3)进行得M"如此下去直到对M'按步骤(3)进行得到rp,它就是信息序列m编码应得的余数。这时信息序列m对应的码字是c=MM...Mr6、软件表算法1"设信息序列m=mk]mk2…m^m0,欲对其进行编码，软件表算法II的步骤是:(1)、把信息序列m分成长度为(n-k)/2位的p个信息段，记为m=MM...M、在第一个信息段M1后面添加n-k个零，然后除以生成多项式g(x),得中间余数r「再将n-k位中间余数r1分成两段，前半段(n-k)/2位是高位段，记为r1H，后半段的(n-k)/2位是低位段，记为r1L。、将r1H与第二个信息段M2模2加，得M2。在M2后面添加n-k个零,然后除以生成多项式甘狂)，得中间余数弓，再将n-k位中间余数r2分成两段，前半段的(n-k)/2位记为r2H，后半段的(n-k)/2位记为r2L。、将r2H和r2L与第三个信息段M3模2加，得M；=r2丑+如+M3。在M；

后面添加n-k个零，然后除以生成多项式甘^),得中间余数乌，再将n-k位中间余数r3分为两段，前半段(n-k)/2位记为r3H，后半段的(n-k)/2位记为r3L。(5)、对M^后面的信息段M「M；...Mp重复步骤(4)，直到求出M：=rp1加+y2#+Mp。在M:后面添加n-k个零，然后除以生成多项式g(x)，得中间余数七，再将n-k位中间余数rp分为两段，前半段的(n-k)/2位为rpH，后半希的(赫)/2位记为"将％与rg)L模2加得rH=rpH+r(p-1)L，令「LpL。则rH和rL分别是信息序列m的余式r的高(n-k)/2位和低(n-k)/2位。记为r=rHrL。7、两段查表法利用软件表算法I、11实现系统循环码的编译码时，必须事先在内存中建立一个中间余数表，或称软件表，这种方法是以内存窨的支出换取运算速度的提高。如果把得法中划分的信息段再进行处理，其方法是把一个信息段分解成两个信息段的模2和，并且使分解后得到的两个信息段各有一半的位数取零，其中一个高半段取零，另一个低半段取零。然后对分解后得到的信息段建立中间余数表，便可以进一步减少余数表所占内存的数量。M=M^+Ml六，远动信息的CRC校验1、 生成多项式我国部颁循环式远动规约规定，每帧远动信息中的控制字和信息字都采用CRC校验，并先用生成多项式gG)=x8+x2+X+1生成(48,40)循环码，其陪集码为FFH。我国部颁问答式远动规约中的报文，有校验码为16位的报文和校验码为8位的报文。16位校验码的报文采用CRC校验，生成多项式是g(x)=x16+x15+x2+1，它是ISO制定的HDLC标准CRC校验码。8位校验码的报文中，校验码由7位CRC校验码和一位奇偶校验码组成。7位CRC校验码的生成多项式g。)二x7+x6+x+12、 循环传输规约的CRC校验循环式传输规约采用(48,40)缩短循环码。它满足n-k比较小的信息位是校验位的整数倍两个条件，因此采用上一节介绍的软件表算法I进行编译码。首先生成中间余数表，即软件表，再进行编译码运算。3、 我国问答式远动规约的CRC校验16位校验码的报文格式，报文由一个RTU地址字节、一个报文类型字节、

一个数据区长度字节、N个数据字节和二个校验码字节组成，共N+5个字节。CRC校验的生成式项式是gG)=X16+x15+x2+1。妇上N+4N+4N+4gN+5N+5N+5士一土廿图中aa...a和aa...a 表示校验码字节。7 6 0 7 6 0进行Xn-km(x)/g(X)编码运算时，信息码m从高到低的排列次如下：11 122 2N+3N+3N+3aa...aaa...a...aa...a01 701 7 0 1 7余式为r(x)=rx余式为r(x)=rx15+rx14+...+rx+rx08位校验码的报文在规约中只有两种，一种是类别询问报文，报文固定为四个字节；另一种是重复询问报文，报文固定为五个字节。这两种报文都包含一个RTU地址字节、一个报文类型字节和一个校验码字节。其中55555555aaaaaaaa76543210表示校验码字节。心瑚白51234编码规则是：a=a+a+a+a77777计算得到的余式如果表示为r(x)=rx6+rx5+rx4+rx3+rx2+rx1+rx0TOC\o"1-5"\h\z6 2 4 3 2 1 08位校验码的报文排列a1 a1 a1 a1 a1 a1 a1 a17 6 5 4 3 2 1 0远动信息的时序信息在信道上的传输通常采用多路复用技术，多路复用技术有频分多路制和时分多路制等。在频分多路制中，各路信号的传输频率不同。在时分多路制中，被传输的信号按先后顺序在各自占用的时间间隔中传送。远动信息在远动信道上的传输采用时分多路制。2、 远动信息的位微机远动装置中，远动信息通过串行接口电路发送和接收。串行接口电路向信道发送或从信道接收的一位数据就是远动信息的一个码元，也称为一位。远动装置通过串行接口电路每秒钟向信道发送或从信道接收的码元数，称为码元传输速率或波特率。这时分频电路的分频系数6应满足5=项c8253作分频电路CPUCL-8253CLK1OUT1串行接口电路TXCK6+5微机远动装置中远动信息的码元传输速率由串行接口电路的发送时钟和接收时钟进行控制。同步通信时，串行接口电路发送/接收时钏频率等于远动信息的码元传输速率，即波特率。这时，发送/接收时钟信号的周期等于一位码元的时间宽度。异步通信时，发送/接收时钟频率和远动信息的波特率之间有一个系数关系。3、字节和码字串行接口电路完成并行/串行转换和串行/并行转换。远动装置发送远动信息时，CPU每次通过数据总线并行地向串行接口电路输出一个字节，串行接口电路接收到一个字节后，再一位一位地向信道串行输出。CDT规约中每个码字固字妈48位，划分为6个字节进行发送和接收。因此发送端设有发送字节计数器。同进接收端有接收字节计数器。对polling规约，发送和接收的远动信息以报文格式出现。4、 同步的必要性远动装置的同步，就是要保证收发两端码字计数器和字节计数器的计数值一致，并且使接收时钟的相位与发送时钟的相位差不超过允许值，只有这样，才能保证接收端对接收信息识别的正确性。远动装置中实现同步的方法有帧同步和位同步帧5、 帧同步如果发送端在每帧发送信息字之前，先发送同步码字，即每帧以同步码字开头，标明一帧的开始。接收端从接收信息中检测到正确的同步码字后，将接收端的码字计数器和字节计数器置成与发送端相同的计数状态，这种同步方式叫帧同步。6、 同步字的检测接收端对同步字的检测分为两种情况。一种情况是接收端正确接收完一帧信息后，在下一帧的同步字应该出现的时间间隔内寻找同步字，这种工作状态叫惯性同步状态。另一种情况是收发两端处于失步状态，比如接收端刚开机工作，这时，接收端必须从接收信息中首先寻找出同步字，才能进入对后续码字的接收，这种工作状态叫搜索同步状态。7，位同步是批收发两端的位相位一致，即码元和码元的起止时刻对剂。由于码元的发送和接收分别由发送映和接收端串行接口电路的发送时钟和接收时钟控制，所以位同步就是要使发送端串行接口电路的发送时钟和接收端串行接口电路的接收时钟始终保持相位一致。保证收发两端同步工作，不公需要帧同步，还要有位同步措施。8、数字锁相原理发送端发送时钟的周期等于一位码元的时间宽度，因此接收端收到的数字信息中含有发送端发送时钟的相位信息。接收端可以在接收信息的过程中，以接收到的信息相位为基准，不断调整收端接收时钟的相位，减少收发两端的位相差，从而不至于出现因位相差的积累而失步的现象。这就是用数字锁相实现位同步的原理。它包括校正脉冲发生器、相位比较器、分频电路和计数脉冲控制电路四部分。ua是收端接收到的经解调后的信息序列，它是校正脉冲发生器的输入信号，当ua中的码元从“0”变成“1”或者从“1”变成“0”，即ua出现变位时，会使校正脉冲发生器输出位只可能出现在发送码元的开始或结束时刻，所以u也a只会在发送端位的起始或结束时刻出现，它可以代表发送端的位相位。数字锁相原理框图9、 数字锁相电路数字锁相电路的功能一是完成对收发两端位相位的比较，判断其超前和滞后状态；二是根据判断结果，调整接收端分频电路物分频系数，使收端的位，即码元的宽度变长或变短，从而达到