電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)課件

電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)課件

1電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)課件

1第一章緒論第二章遠(yuǎn)動(dòng)信息的信源編碼第三章電量變送器第四章遠(yuǎn)動(dòng)信息的傳輸?shù)谖逭逻h(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)第六章電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)2第一章緒論2精品資料3精品資料3你怎么稱呼老師？如果老師最后沒(méi)有總結(jié)一節(jié)課的重點(diǎn)的難點(diǎn)，你是否會(huì)認(rèn)為老師的教學(xué)方法需要改進(jìn)？你所經(jīng)歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽(yáng)曬，也不怕那風(fēng)雨狂，只怕先生罵我笨，沒(méi)有學(xué)問(wèn)無(wú)顏見(jiàn)爹娘……”“太陽(yáng)當(dāng)空照，花兒對(duì)我笑，小鳥(niǎo)說(shuō)早早早……”44第一章緒論第一節(jié)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)的功能第二節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)信息和傳輸模式第三節(jié)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)第四節(jié)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)5第一章緒論第一節(jié)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)的功能51.1電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)的功能遙測(cè)即遠(yuǎn)程測(cè)量：應(yīng)用遠(yuǎn)程通信技術(shù)，傳輸被測(cè)變量的值。遙信即遠(yuǎn)程指示；遠(yuǎn)程信號(hào)：對(duì)諸如告警情況、開(kāi)關(guān)位置或閥門(mén)位置這樣的狀態(tài)信息的遠(yuǎn)程監(jiān)視。遙控即遠(yuǎn)程命令：應(yīng)用遠(yuǎn)程通信技術(shù)，使運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)產(chǎn)生變化。遙調(diào)即遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)：對(duì)具有兩個(gè)以上狀態(tài)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行控制的遠(yuǎn)程命令。61.1電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)的功能遙測(cè)即遠(yuǎn)程測(cè)量：應(yīng)用遠(yuǎn)程通信技1.2遠(yuǎn)動(dòng)信息及傳輸模式遠(yuǎn)動(dòng)信息：遙測(cè)信息、遙信信息、遙控信息、遙調(diào)信息。遠(yuǎn)動(dòng)信息傳輸模式：循環(huán)數(shù)字傳輸模式（CDT方式）、問(wèn)答傳輸模式（polling方式）常用遠(yuǎn)動(dòng)信道：專用有線信道、復(fù)用電力線載波信道、微波信道、光纖信道、無(wú)線電信道等。71.2遠(yuǎn)動(dòng)信息及傳輸模式遠(yuǎn)動(dòng)信息：遙測(cè)信息、遙信信息、遙控信1.3遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

81.3遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖8遙控命令編碼遙調(diào)命令編碼輸入打印送模擬屏送主計(jì)算機(jī)前置機(jī)部分

電流變送器i電壓變送器uiu電量輸入傳感器非電量輸入脈沖計(jì)數(shù)模擬多路開(kāi)關(guān)脈沖量輸入數(shù)字多路開(kāi)關(guān)狀態(tài)量輸入傳感器非電量輸入模\數(shù)轉(zhuǎn)換遙控執(zhí)行遙調(diào)執(zhí)行終端裝置部分譯碼同步返送校核解調(diào)編碼調(diào)制信道譯碼調(diào)制同步下行信息下行信息上行信息上行信息遙測(cè)、遙信CRT顯示功率變送器調(diào)制9遙控命令編碼遙調(diào)命令編碼輸入打印送模擬屏送主計(jì)算機(jī)前置機(jī)部分遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)配置的基本模式

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)配置，如圖a多路點(diǎn)對(duì)點(diǎn)配置，如圖b多點(diǎn)星形配置，如圖c多點(diǎn)共線配置，如圖d多點(diǎn)環(huán)行配置，如圖e圖a圖b圖c圖d圖e10遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)配置的基本模式圖a圖b圖c圖d圖e101.4調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)度模擬屏顯示器、打印機(jī)、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)主計(jì)算機(jī)前置機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)終端1-N遠(yuǎn)動(dòng)信道人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)子系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)組成111.4調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)度模擬屏顯示器、打印機(jī)、主計(jì)算機(jī)前置機(jī)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)分層控制國(guó)家調(diào)度其調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)為EMS系統(tǒng)；大區(qū)網(wǎng)調(diào)其調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)也為EMS系統(tǒng)；省級(jí)調(diào)度地區(qū)調(diào)度其調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)一般為SCADA系統(tǒng);縣級(jí)調(diào)度12調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)分層控制12第二章遠(yuǎn)動(dòng)信息的信源編碼第一節(jié)遙信信息的采集和處理第二節(jié)遙測(cè)量的采集第三節(jié)遙測(cè)信息的處理第四節(jié)脈沖量的采集和處理第五節(jié)遙控和遙調(diào)13第二章遠(yuǎn)動(dòng)信息的信源編碼第一節(jié)遙信信息的采集和處理132.1遙信信息的采集和處理遙信對(duì)象狀態(tài)的采集

遙信信息是二元狀態(tài)量，通常由電力設(shè)備的輔助接點(diǎn)提供，輔助接點(diǎn)的開(kāi)合直接反映出該設(shè)備的工作狀態(tài)。下面將介紹兩類觸點(diǎn)信號(hào)的例子：

142.1遙信信息的采集和處理遙信對(duì)象狀態(tài)的采集14圖2-1是斷路器動(dòng)作機(jī)構(gòu)原理圖。當(dāng)合閘線圈YC通電，斷路器閉合，輔助觸點(diǎn)QF斷開(kāi)；當(dāng)跳閘線圈YT通電，斷路器斷開(kāi)，QF常閉觸點(diǎn)閉合。YCYTQF圖2-115圖2-1是斷路器動(dòng)作機(jī)構(gòu)YCYTQF圖2-115

圖2-2是斷路器事故跳閘音響回路的一部分。斷路器在合閘位置時(shí)，SA投入合閘后位置，SA的1-3，23-21兩對(duì)觸點(diǎn)閉合，而QF常閉觸點(diǎn)在斷開(kāi)位置。若此時(shí)斷路器跳閘，則QF觸點(diǎn)閉合，接通回路的正、負(fù)電源，使信號(hào)脈沖繼電器1KSM的觸點(diǎn)閉合，接通音響報(bào)警回路。

+KMSYM1KSMSA-KM-XMQF1KSM1KM1KM圖2-2有源HAR16圖2-2是斷路器事故跳+KMSYM1KSM

上面介紹的是單觸點(diǎn)遙信。目前在遙信對(duì)象狀態(tài)的采集方面也有采用雙觸點(diǎn)遙信的處理方法，即一個(gè)遙信量由兩個(gè)狀態(tài)量表示，一個(gè)來(lái)自開(kāi)關(guān)的合閘接點(diǎn)，另一個(gè)來(lái)自跳閘接點(diǎn).不論無(wú)源還是有源觸點(diǎn)，由于他們來(lái)自強(qiáng)電系統(tǒng)，直接進(jìn)入遠(yuǎn)動(dòng)裝置將會(huì)干擾甚至損壞遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備，因此必須加入信號(hào)隔離措施。下面介紹2種隔離措施：17上面介紹的是單觸點(diǎn)遙信。目前在遙信對(duì)象狀態(tài)的采集方

圖2-3采用繼電器隔離，當(dāng)斷路器在斷開(kāi)時(shí)，其輔助觸點(diǎn)QF閉合使繼電器K動(dòng)作，其動(dòng)合觸點(diǎn)K閉合,輸出的遙信信息YX為低電平’0’狀態(tài)。反之，斷路器閉合時(shí)，QF斷開(kāi)，使K釋放,產(chǎn)生高電平’1’狀態(tài)的YX。

圖2-4采用光電耦合器，短路器斷開(kāi)時(shí)，QF閉和使發(fā)光二極管發(fā)光，光敏三極管導(dǎo)通，集電極輸出低電平’0’狀態(tài)。當(dāng)短路器閉合時(shí)，QF斷開(kāi)使發(fā)光二極管中無(wú)電流通過(guò)，光敏三極管截止，集電極輸出高電平’1’狀態(tài)。QFKK+U圖2-3YX+5V+UYX+5VQF圖2-418圖2-3采用繼電器隔離，當(dāng)斷QFKK+U

如圖2-5下面介紹一適用于有源和無(wú)源接點(diǎn)的實(shí)用遙信取樣電路：當(dāng)遙信信源連通(短路)時(shí)，輸出YX為高電平；當(dāng)遙信信源懸空或帶有直流正電壓時(shí)，YX為低電平。+5VYX+-遙信信源+U圖2-519如圖2-5下面介紹一適用于有源和無(wú)源接點(diǎn)的實(shí)用遙信取遙信狀態(tài)的輸入電路

經(jīng)過(guò)上述信號(hào)處理后，遠(yuǎn)動(dòng)裝置內(nèi)的遙信信息為符合TTL電平的’0’、’1’狀態(tài)信號(hào)，但仍然是散亂的，必須通過(guò)遙信狀態(tài)的輸入電路有效組織。接收遙信量的輸入電路可以采用三態(tài)門(mén)芯片、并行接口芯片和數(shù)字多路開(kāi)關(guān)芯片三類接口芯片實(shí)現(xiàn)。這三類芯片，圖2-6、2-7、2-8各給出了一例子，我們將依次介紹作。20遙信狀態(tài)的輸入電路201Y12Y11Y42Y41A12A11A42A42G1G輸出輸入選通用SN74LS244采集遙信量圖2-6211Y12Y11Y42Y41A12A11A42A42G1G輸出CSA1

A0RDWR所選端口傳送方向0

0001PA口PA口數(shù)據(jù)總線00101PB口

PB口數(shù)據(jù)總線0

1001PC口

PC口數(shù)據(jù)總線0

X

XXXX

XD0D7PA0PA7PB0PB7PC0PC7數(shù)據(jù)總線讀信號(hào)RDWRA0A1CS口選擇寫(xiě)信號(hào)選通8255PA口PB口PC口輸入用Intel8255采集遙信量Intel8255數(shù)據(jù)讀取控制圖2-722CSA1A0RDWR所選端選通S100000000數(shù)據(jù)選擇ABCX01010101X00110011X00001111輸出YW0D0D1D2D3D4D5D6D71D0D1D2D3D4D5D6D7SN74151功能表SN74151YWABCSD0輸入D7輸出輸出選擇選通用SN74151采集遙信量圖2-823選通S10圖2-9為采用1片SN74LS244和8片SN74151實(shí)現(xiàn)64路遙信量輸入的例子．8片SN74151共接64路遙信量，其輸出分別至SN74LS244的8個(gè)輸入端，SN74LS244的輸出端至Intel8031CPU的數(shù)據(jù)總線上。SN74151的數(shù)據(jù)選擇由Intel8031的P2.7產(chǎn)生。這樣在74LS244的8路輸入的基礎(chǔ)上,連接8片SN74151實(shí)現(xiàn)64路輸入量的擴(kuò)展。24圖2-9為采用1片SN74LS244和8片SN74151P0.0P0.1

、、、P0.6

P0.7

8031

P2.7

P1.2P1.1P1.0

ABCYSSN74151D7、、、D02Y41Y4、、、2Y11Y1SN74LS2442A41A4、、、2A11A11G2G648637582571用數(shù)字量多路開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)遙測(cè)量輸入的擴(kuò)展圖2-925ABCY2Y41Y4系統(tǒng)對(duì)遙信采集有一分辨率指標(biāo)，即對(duì)同一遙信量前后２次掃查時(shí)間間隔。根據(jù)分辨率可以設(shè)定遙信掃查的時(shí)間間隔，一般將遙信掃查置于時(shí)鐘中斷服務(wù)程序中，每一個(gè)等時(shí)間間隔，都要對(duì)全部的遙信量進(jìn)行一次掃查，這樣構(gòu)成的掃查模式為定時(shí)掃查模式。P0.0-P0.78031ALERDWRP2.7INT0數(shù)據(jù)口8255A0A1A口

B口RDWRCS74LS373YX８路遙信量采集電路

遙信信息在采集和處理上有兩種模式:定時(shí)掃查和變位觸發(fā)。下面我們用定時(shí)掃查模式進(jìn)行說(shuō)明。電路如圖2-10。圖2-10126系統(tǒng)對(duì)遙信采集P0.0-P0.7數(shù)據(jù)口

連續(xù)N次讀遙信狀態(tài)量并比較是否相等是一種軟件去抖的方法，可保證遙信量的準(zhǔn)確性。如果不等，則應(yīng)返回再次讀數(shù)，如果這一過(guò)程反復(fù)M次仍不能結(jié)束，則說(shuō)明遙信信源出故障，這時(shí)應(yīng)進(jìn)行遙信出錯(cuò)處理。在遙信正確讀取后，應(yīng)與前次遙信狀態(tài)進(jìn)行比較，判斷有無(wú)變化，如果有變位，記下變位時(shí)刻，置變位標(biāo)志。子程序入口連續(xù)Ｎ次讀8255A口的數(shù)據(jù)N次數(shù)據(jù)是否相等?與上次遙信狀態(tài)是否相同?返回計(jì)數(shù)值加1不等的次數(shù)等于M?置遙信量變位標(biāo)志讀變位時(shí)間遙信出錯(cuò)處理YYNNNY遙信定時(shí)掃查子程序框圖圖2-11定時(shí)掃查的程序框圖如圖2-11。27連續(xù)N次讀遙信子程序入口連續(xù)Ｎ次讀8255N次數(shù)據(jù)是變位觸發(fā)模式在實(shí)時(shí)掃查模式的基礎(chǔ)上稍加修改則可實(shí)現(xiàn)28變位觸發(fā)模式在實(shí)時(shí)掃查模式的基礎(chǔ)上稍加修改則可實(shí)現(xiàn)28中斷服務(wù)程序框圖核心部分內(nèi)容從A口讀遙信狀態(tài)提出變位遙信取變位時(shí)刻向B口輸出遙信狀態(tài)29中斷服務(wù)程序框圖核心部分內(nèi)容從A口讀遙信狀態(tài)提出變位遙信取變提高遙信信息可靠性措施

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中遙信采集的可靠性和準(zhǔn)確性的要求極高，要求在硬件和軟件兩個(gè)環(huán)節(jié)加以充分的保證。硬件方面，保證強(qiáng)電系統(tǒng)和弱電系統(tǒng)的信號(hào)隔離，通常采用繼電器隔離和光電耦合器隔離。軟件方面，不能以一次瞬間的狀態(tài)來(lái)表示遙信狀態(tài)，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)。另外，遙信的防抖和消噪處理也可用軟件方法實(shí)現(xiàn)。事件順序記錄

事件，指運(yùn)行設(shè)備的變化。事件順序記錄，指開(kāi)關(guān)或繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)，按動(dòng)作的事件先后順序進(jìn)行記錄。事件分辨率，指正確區(qū)分事件發(fā)生順序的最小時(shí)間間隔。30提高遙信信息可靠性措施302.2遙測(cè)量的采集

遙測(cè)信息是表征系統(tǒng)運(yùn)行狀況的連續(xù)變化量，分電量和非電量。電量指一次系統(tǒng)中母線電壓支路電流、支路有功無(wú)功等。非電量指發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的溫度、水庫(kù)的水位等。模數(shù)轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的方法很多，以逐位比較式作介紹，見(jiàn)圖2-12。312.2遙測(cè)量的采集遙測(cè)信息是表征系統(tǒng)運(yùn)行狀況的連續(xù)變D/A轉(zhuǎn)換電路-+逐次逼近邏輯寄存器SAR三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器邏輯控制與定時(shí)電路START自動(dòng)脈沖Ui模擬輸入U(xiǎn)o電壓比較器留碼/去碼UR參考電壓數(shù)據(jù)輸出EOC轉(zhuǎn)換結(jié)束逐位比較式A/D轉(zhuǎn)換原理圖圖2-1132D/A轉(zhuǎn)換電路-+逐次逼近邏輯三態(tài)輸出邏輯控制與STARTUD/A轉(zhuǎn)換電路的作用是輸出由n個(gè)呈二進(jìn)制關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)電壓的組合疊加電壓。UO=URdj*2-j其中dj=‘1’或’0’，d1為最高位，dn為最低位。D/A轉(zhuǎn)換的滿量程為Umax=UR(1-2-n)。因此對(duì)于任何一個(gè)0~Umax伏的直流電壓Ui，都可以用一組n個(gè)二進(jìn)制碼d1~dn表示，其表示誤差不大于1LSB（UR*2-n）伏。逐位比較式A/D轉(zhuǎn)換電路工作過(guò)程：首先啟動(dòng)脈沖使轉(zhuǎn)換器開(kāi)始工作。寄存器SAR全部清零，UO輸出為0。然后定時(shí)電路控制逐位比較的節(jié)拍，由高位到低位一位一位進(jìn)行。第一位比較：置d1=‘1’，這時(shí)D/A轉(zhuǎn)換電路輸出為UO=UR*2-1，電壓比較器比較輸入電壓Ui與Uo的大小。若Ui≥Uo則作為留碼處理，保留d1=‘1’；若Ui＜Uo，則做去碼處理，使d1=‘0’。第二位比較：置d2=‘1’，這時(shí)D/A轉(zhuǎn)換電路輸出Uo=d1UR*2-1+UR*2-2，電壓比較器比較Ui與Uo的大小，根據(jù)比較結(jié)果決定第二位d2是留碼還是去碼。依次類推，此過(guò)程一直到第n位比較結(jié)束。最后可以在一定誤差范圍內(nèi)達(dá)到Ui=Uo，這時(shí)輸出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)EOC，且輸出的n位二進(jìn)制有效數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)正是A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字量。33D/A轉(zhuǎn)換電路的作用是輸出由n個(gè)呈二進(jìn)制關(guān)系的標(biāo)

以一個(gè)8位A/D轉(zhuǎn)換器為例加以說(shuō)明。設(shè)A/D轉(zhuǎn)換的滿量程為5V，輸入電壓Ui為4.5V，轉(zhuǎn)換過(guò)程見(jiàn)下表。步驟d1d2d3d4d5d6d7d8標(biāo)準(zhǔn)電壓數(shù)值D/A輸出Uo

比較判決1100000002.51282.5留碼2110000001.251923.75留碼3111000000.6252244.375留碼4111100000.31252404.6825去碼5111010000.156252324.53125去碼6111001000.0781252284.453125留碼7111001100.03906252304.4921875留碼8111001110.019531252314.51171875去碼結(jié)束111001102304.4921875

表中看出，D/A轉(zhuǎn)換最后輸出電壓Uo與待轉(zhuǎn)換的直流模擬電壓Ui之間存在一定偏差，但偏差不大于一個(gè)量化單位LSB。

34以一個(gè)8位A/D轉(zhuǎn)換器為例加以說(shuō)明。設(shè)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片介紹

AD574A為12位逐位比較式A/D轉(zhuǎn)換器，采用28腳雙列直插式陶瓷封裝。引腳圖如圖2-13。

1282

273

26

4

25524623722821920101911181217131614

15

AD574A+5VULOGIC數(shù)據(jù)輸出方式控制12/8片選信號(hào)CS轉(zhuǎn)換字長(zhǎng)控制AO讀/轉(zhuǎn)換R/C片使能信號(hào)CE+15VUCC10V檔輸入10UIN10V參考輸出REFOUT模擬地AGND參考輸入REFIN-15VUEE雙極性偏置BIPOFF20V檔輸入10UINSTS狀態(tài)標(biāo)志DB11（MSB）DB10DB9DB8DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0（LSB）DGND數(shù)字地?cái)?shù)字輸出圖2-1335模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片介紹+5VULOGIC數(shù)據(jù)輸出

AD574A有兩個(gè)模擬量輸入引腳10UIN和20UIN都可置成單極性和雙極性輸入方式，因此其模擬量輸入量程有四檔：0~+10V，0~+20V，-5~+5V和-10~+10V。A/D轉(zhuǎn)換中零漂調(diào)整和增益調(diào)整是通過(guò)引腳BIPOFF和REFIN外接可調(diào)電位器來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖2-14，其中RP1為零漂調(diào)整，RP2為增益調(diào)整。AD574A10REFIN8REFOUT12

BIPOFF13

10UIN1420UINAD574A10REFIN8REFOUT12

BIPOFF13

10UIN1420UINRP2100RP1100-5~+5V-10~+10VRP2100100k100k

-15V+15V0~10V0~20VAD574A的量程設(shè)置單極性輸入雙極性輸入圖2-1436AD574A有兩個(gè)模擬量輸入引腳10U

進(jìn)行零漂調(diào)整和增益調(diào)整時(shí)，應(yīng)先確定模擬輸入量是單極性還是雙極性，然后按下表給出的輸入模擬量與輸出代碼的關(guān)系進(jìn)行調(diào)整。單極性雙極性說(shuō)明0~10V0~20V二進(jìn)制-5~+5V-10~+10V偏移二進(jìn)制碼9.997619.9951V0FFFH4.9976V9.9951V0FFFH正滿刻度減1LSB000000800H-5V-10V0000H負(fù)滿刻度2.44mV4.88mV2.44mV4.88mV1LSB的值A(chǔ)D574A的輸入模擬量與輸出代碼的關(guān)系37進(jìn)行零漂調(diào)整和增益調(diào)整時(shí)，應(yīng)先確定模擬輸入量是單極性AD574A的邏輯控制真值表CECSR/C12/8A0工作狀態(tài)0××××禁止工作×1×××禁止工作100×0啟動(dòng)12位轉(zhuǎn)換100×1啟動(dòng)8位轉(zhuǎn)換101接1腳（+5V）×12位并行輸出有效101接15腳（0V）0高8位并行輸出有效101接15腳（0V）1低4位加上尾隨4個(gè)0有效只有CE=1、CS=0同時(shí)滿足時(shí)，AD574A才能進(jìn)入工作狀態(tài)。R/C=0啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)，R/C=1可進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取。如果R/C輸入控制信號(hào)為寬度不小于0.35微秒的負(fù)脈沖，則啟動(dòng)一次A/D轉(zhuǎn)換，若寬度超過(guò)25微秒，則將兩次啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。12/8和A0用于實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換字長(zhǎng)和數(shù)據(jù)輸出格式的控制。當(dāng)R/C=0時(shí)，若A0=0，則按完整12位A/D轉(zhuǎn)換方式啟動(dòng)；若A0=1，則按8位轉(zhuǎn)換方式啟動(dòng)。12/8=1時(shí)，為12位并行輸出；12/8=0時(shí)，為8位雙字節(jié)輸出，此刻A0=0時(shí)輸出高8位，A0=1時(shí)輸出低4位，并以4個(gè)0補(bǔ)足尾隨的4位。由于12/8腳與TTL電平不兼容，故應(yīng)在印刷版上布線硬件接至+5V或0V。STS為A/D轉(zhuǎn)換狀態(tài)標(biāo)志，STS=1表示AD574A正處于A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中，STS=0表示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束。此輸出信號(hào)可接至CPU的中斷源或輸入端接口。38AD574A的邏輯控制真值表CECSR/C12/8A0工模擬遙測(cè)量輸入的接口電路

為了進(jìn)一步了解遙測(cè)量采集的各環(huán)節(jié)，這里給出32路遙測(cè)量采集的實(shí)用電路。該電路主要包括三部分：CPU、譯碼、程序/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，如圖2-15(a)；多路模擬開(kāi)關(guān)、采樣/保持、A/D轉(zhuǎn)換，如圖2-15(b)；以及光電隔離，如圖2-15(c).XTAL18031P2XTAL1

P0UCCALEPSENRSTWRRDUSSINT0EAP1.0P1.112MHZ1200KSTS’R/C’S/H’74LS13874LS373LE

CE2764OECE6264OEWE

≥174LS245E

74LS245E

74LS273CLK

≥1≥130pF

30pF

+5+22uFD0~4D0~3D0~7DB0~7’DB8~11’AB0~4’A0~12A0~120A13~15

A8~15D0~7A0~7D0~7D0~7圖2-15(a)計(jì)算與存儲(chǔ)A039模擬遙測(cè)量輸入的接口電路XTAL1AD7506IN0~15UDDOUTA0~3UEEENGNDAD7506IN0~15UDDOUTA0~3UEEENGNDAD574AR/CREFINSTSREFOUT

BIPOFF

DB0~11

UCCUEE10UINULOGICCSDGNDCEAO12/8

AGND

LF398-+15V+15V-15V-15V1K0.1uF×32YC0~31-5~+5V24K

RP11KRP3100RP2100YC0~15YC-16~31AB4+15V-15VS/HCS1000pF+15V-15V+5VR/CSTSDB0~11圖2-15(b)模擬量采集510

2kSTSDB0~11+5V+5VSTS’DB0~11’2k510R/CS/HAB0~4R/C’S/H’AB0~4’+5V+5V圖2-15(c)光電隔離AB0~340AD7506AD7506AD574ALF398-+15V+1輸入到遠(yuǎn)動(dòng)裝置的32路遙測(cè)量均是經(jīng)變送器輸出-5~+5V的直流電壓信號(hào)，各路信號(hào)再經(jīng)RC低通濾波進(jìn)入模擬多路開(kāi)關(guān)的輸入端。AD7506為16選1的模擬多路開(kāi)關(guān)，用兩片AD7506實(shí)現(xiàn)32路模擬輸入量的選擇。如圖2-15(b)，AD7506的16路輸入量的選通地址由地址線信號(hào)AB0~3提供，由于其芯片使能信號(hào)EN高電平有效，因此用AB4反相信號(hào)控制前16路，AB4控制后16路，這樣AB0~4可選擇32路選擇量。兩片AD7506的輸出端OUT連接在一起送采樣/保持器LF398的輸入端。采樣/保持器需外接一采樣電容CS和調(diào)零電路，調(diào)節(jié)RP1可實(shí)現(xiàn)調(diào)零工作。S/H信號(hào)可用來(lái)控制LF398應(yīng)處的狀態(tài)。當(dāng)S/H=1時(shí)，LF398處于采樣狀態(tài)，即輸出信號(hào)與輸入信號(hào)接通，CS充電；當(dāng)S/H=0時(shí)，LF398處于保持狀態(tài)，斷開(kāi)輸入信號(hào)，輸出信號(hào)由CS的電壓決定。根據(jù)輸入信號(hào)變化范圍，AD574A設(shè)置成雙極性輸入-5~+5V的量程，RP2和RP3實(shí)現(xiàn)零漂和增益的調(diào)整。圖2-15(b)中AD574A接成獨(dú)立工作方式，R/C接收一個(gè)負(fù)脈沖即啟動(dòng)一次A/D轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后輸出的12位偏移二進(jìn)制碼數(shù)據(jù)從DB0~11輸出，A/D轉(zhuǎn)換的工作狀態(tài)由STS輸出信號(hào)表示。STS=1表示正在轉(zhuǎn)換中，STS=0表示轉(zhuǎn)換已結(jié)束，可讀數(shù)。此信號(hào)作為8031的一個(gè)中斷源接至INT0。41輸入到遠(yuǎn)動(dòng)裝置的32路遙測(cè)量均是經(jīng)變送器輸出-5CPU選用8031，晶振12MHZ。2764為8字節(jié)EPROM，6264為8K字節(jié)RAM，74LS138產(chǎn)生選通信號(hào)，為芯片分配地址空間，2764的地址為000H~1FFFH，6264為2000H~3FFFH，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)的低8位DB0~7的地址為4000H，高4位為4001H，32路輸入量的選通地址為6000H，8031的P1.0腳提供AD574A的啟動(dòng)信號(hào)R/C，P1.1提供LF398的采樣/保持信號(hào)，INT0接AD574A的轉(zhuǎn)換狀態(tài)信號(hào)，為提高系統(tǒng)的抗干擾能力，將模擬電路中的單片機(jī)系統(tǒng)交換的數(shù)字信號(hào)用光電隔離器隔離。在這個(gè)電路中，A/D轉(zhuǎn)換的是可采用查詢方式，也可采用中斷方式。查詢方式是判斷INT0腳電平的高低來(lái)決定何時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換、何時(shí)讀數(shù)；中斷方式則是先啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)束后STS的下降沿觸發(fā)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，在中斷服務(wù)程序中讀數(shù)，或再啟動(dòng)一次轉(zhuǎn)換。注意：在設(shè)置8031的外部中斷時(shí)，應(yīng)置為邊沿觸發(fā)而不是電平觸發(fā)。否則中斷響應(yīng)后中斷源仍無(wú)法消除。

設(shè)在主程序初始化程序中已將8031外部中斷INT0置為邊沿觸發(fā)，內(nèi)部寄存器30H中已存放遙測(cè)量選通地址（00H~1FH），并初始化為00H，同時(shí)啟動(dòng)一次A/D轉(zhuǎn)換，觸發(fā)中斷。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存入6264中，地址為2000H~203FH。A/D轉(zhuǎn)換中斷服務(wù)程序如下：42CPU選用8031，晶振12MHZ。2764為8字ADC：PUSHPSW；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)PUSHACCPUSHDPLPUSHDPHSETBRS0；選寄存器組3SETBRS1MOVDPTR，#4000HMOVXA，@DPTR；取A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的低8位MOVR0，AINCDPTRMOVXA，@DPTR；取A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的高4位ANLA，#0FH；屏蔽高字節(jié)高4位MOVR1，AMOVDPH，#20H；計(jì)算存數(shù)地址MOVA，30HADDA，30HMOVDPL，AMOVA，R0MOV@DPTR，A；存低8位數(shù)據(jù)INCDPTRMOVA，R1MOVX@DPTR，A；存高4位數(shù)據(jù)MOVA，30H；計(jì)算下一路遙測(cè)量地址INCAANLA，#1FHMOV30H，AMOVDPTR，#6000HMOV@DPTR，A；選通模擬多路開(kāi)關(guān)STEBP1.1；采樣NOP；延時(shí)……NOPCLRP1.1；保持CLRP1.0；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換NOPNOPSETBP1.0POPDPH；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)POPDPLPOPACCPOPPSWRETI；中斷返回43ADC：PUSHPSW遙測(cè)量的采集數(shù)字化的遙測(cè)量采集上面講述的遙測(cè)量采集其輸入量均為直流模擬電壓信號(hào)，還有數(shù)字信號(hào)沒(méi)有介紹。這類信號(hào)主要來(lái)源為一些指示儀表設(shè)備，這些設(shè)備將待測(cè)量經(jīng)過(guò)內(nèi)部電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。這類遙測(cè)量稱為數(shù)字化的遙測(cè)量。數(shù)字化的遙測(cè)量采集電路類似于遙信采集電路，利用并行口或三態(tài)門(mén)直接對(duì)數(shù)字化的遙測(cè)量進(jìn)行讀數(shù)。但不同于遙信量中每一位只代表一個(gè)遙信對(duì)象的狀態(tài)，一個(gè)數(shù)字化遙測(cè)量由多個(gè)BCD碼表示。另外，遙測(cè)量輸出多為空觸點(diǎn)，需外接輔助電源產(chǎn)生電信號(hào)。數(shù)字化遙測(cè)量輸出可能直接是電平信號(hào)，此時(shí)不能接輔助電源，可串一電阻驅(qū)動(dòng)光電耦合器的發(fā)光二極管。44遙測(cè)量的采集數(shù)字化的遙測(cè)量采集442.3遙測(cè)信息的處理數(shù)字濾波輸入到遙測(cè)量采集系統(tǒng)的模擬直流電壓都是來(lái)自各類變送器和傳感器，這些有用的信號(hào)中?；祀s有各種頻率的干擾信號(hào)。因此遙測(cè)量采集的輸入端通常加人RC低通濾波器來(lái)抑制某些干擾信號(hào)。但RC濾波器不易實(shí)現(xiàn)對(duì)低頻干擾信號(hào)的抑制，所以數(shù)字濾波器被引入來(lái)彌補(bǔ)不足。數(shù)字濾波就是在計(jì)算機(jī)中用一定的計(jì)算方法對(duì)輸入信號(hào)的量化數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，減少干擾在有用信號(hào)中的比重，提高信號(hào)的真實(shí)性。這是一種軟件方法，對(duì)數(shù)字濾波算法的選擇，濾波系數(shù)的調(diào)整有很大靈活性。下面我們將介紹幾種常見(jiàn)濾波方法。一階遞歸濾波濾波公式Y(jié)K=XK+A（YK-1-XK）式中XK——新采樣的數(shù)據(jù)YK-1——前一次的濾波輸出YK——這一次的濾波輸出A——濾波系數(shù)452.3遙測(cè)信息的處理數(shù)字濾波45濾波系數(shù)A=式中T——采樣周期——數(shù)字濾波器時(shí)間常數(shù)，為達(dá)到最佳的濾波效果，值的選取應(yīng)根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)而定，不斷改變其值，使低頻周期性噪聲減至最低或全部消除，這時(shí)的值為系統(tǒng)的最佳濾波系數(shù)。此濾波公式是一迭代公式，其初值為Y0=X0，A的取值范圍為0≤A＜1，A的值決定了濾波輸出是重視本次采樣還是重視以前的采樣，當(dāng)A=0時(shí)不進(jìn)行濾波用公式做濾波處理會(huì)造成輸出與輸入信號(hào)間的相位滯后，故稱一階滯后濾波。限幅濾波法對(duì)于緩慢變化的量，如溫度、水位等，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定出兩次采樣輸入信號(hào)幅值可能出現(xiàn)的最大偏差△Y，通過(guò)程序判斷確定本次濾波輸出。判斷依據(jù)如下：若︱XK-YK-1︱≤△Y，則YK=XK；若︱XK-YK-1︱＞△Y，則YK=YK-1。此法對(duì)濾去脈沖性干擾十分有效。算術(shù)平均濾波法將N個(gè)采樣值相加，然后取其算術(shù)平均值作為本次濾波輸出值，計(jì)算公式如下：46濾波系數(shù)A=式中YK——第K次濾波輸出值

Xi——第i次采樣值N——采樣次數(shù)此法可有效消除隨機(jī)誤差，對(duì)周期性等振幅干擾也有較明顯的濾波效果。遞推平均濾波法：在存儲(chǔ)器中開(kāi)辟一能存儲(chǔ)N個(gè)數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，該緩沖區(qū)采用先進(jìn)先出的方法刷新數(shù)據(jù)，使緩沖區(qū)中存放的始終是最新的N個(gè)數(shù)據(jù)，再采用算數(shù)平均法計(jì)算，即式中YK——第K次濾波輸出值Xk-i——從第k次向前遞推i次的采樣值N——遞推平均項(xiàng)數(shù)采樣過(guò)程中，往往遇到尖脈沖干擾，這種干擾常使個(gè)別采樣數(shù)據(jù)遠(yuǎn)離真實(shí)值。如果直接用上式計(jì)算就會(huì)將失真數(shù)據(jù)帶入濾波輸出結(jié)果中。因此在求平均值前，先剔除最大值和最小值，再對(duì)余下N-2數(shù)據(jù)求平均，這樣既濾去了脈沖干擾，又濾去了隨機(jī)干擾。這樣對(duì)上式做一定修改，就可得到防脈沖干擾遞推平均濾波方法。47

中位值濾波法將N個(gè)采樣數(shù)據(jù)按大小順序排列，取其中間的值作為濾波輸出值。死區(qū)計(jì)算遠(yuǎn)動(dòng)裝置中遙測(cè)量的采集工作總是不斷的循環(huán)進(jìn)行，并需要將遙測(cè)數(shù)據(jù)上送至調(diào)度中心。這些遙測(cè)量并不是隨時(shí)都在變化，而大多數(shù)遙測(cè)量在某一時(shí)間內(nèi)變化是緩慢的。如果將這些微小的變化不停送往調(diào)度中心，會(huì)增加各環(huán)節(jié)的負(fù)擔(dān)，同時(shí)對(duì)調(diào)度運(yùn)行人員觀測(cè)運(yùn)行狀態(tài)也無(wú)益。如果在遙測(cè)量處理中加入死區(qū)計(jì)算，則可有效解決上述問(wèn)題。死區(qū)計(jì)算是對(duì)連續(xù)變化的模擬量規(guī)定一腳小的變化范圍。當(dāng)模擬量在這個(gè)規(guī)定的范圍內(nèi)變化時(shí)，認(rèn)為該模擬量沒(méi)有變化，這個(gè)期間的模擬量的值用原值表示，這個(gè)規(guī)定的范圍稱為死區(qū)。圖2-16給出死區(qū)計(jì)算示意圖

48中位值濾波法48t0時(shí)刻，u=u0；設(shè)死區(qū)為2△u，當(dāng)|u1-u0|<△u時(shí)，認(rèn)為u值不變；t0~t1時(shí)間內(nèi)，u=u0；t1時(shí)刻，|u1-u0|＞△u，以此刻值u1代替原值u0，

u=u0，再以u(píng)1為中心再設(shè)死區(qū)，到t2時(shí)刻u值越死區(qū)，用t2時(shí)刻值u0代u1；t0~t2這段時(shí)間，u不斷變化,采用死區(qū)計(jì)算后，可用兩個(gè)值u0和u1來(lái)表征這一變化過(guò)程。t0t1t2tu0u1u圖2-16死區(qū)計(jì)算示意圖在死區(qū)計(jì)算中，死區(qū)的大小選擇應(yīng)當(dāng)合理。取得過(guò)小，不能減輕處理負(fù)擔(dān)；取值過(guò)大，則易疏漏掉一些重要變化信息。越限比較遠(yuǎn)動(dòng)裝置不單是對(duì)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集，還需對(duì)這些量作輔助分析。從電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性以及對(duì)電能質(zhì)量的要求等方面考慮，許多運(yùn)行參數(shù)必須在一定的范圍內(nèi)變化，即必須滿足不等式約束條件。一旦發(fā)現(xiàn)某一量不滿足約束條件，一方面對(duì)這一量置越限標(biāo)志，另一方面要發(fā)出信號(hào)，這一功能稱越限比較。49t0時(shí)刻，u=u0；t0t1t2tu0u1u圖2-16死越限比較功能常在調(diào)度端。每一個(gè)遙測(cè)量都要設(shè)定其對(duì)應(yīng)的上限值和下限值，這些限值應(yīng)存放在掉電保護(hù)單元，同時(shí)還應(yīng)能夠修改。遙測(cè)數(shù)據(jù)的每一次刷新，都要做比較工作，并把比較結(jié)果存起來(lái)。比較結(jié)果分：不越限、越上限和越下限，都用越限標(biāo)志的不同狀態(tài)表示。比較任務(wù)用計(jì)算機(jī)的比較指令可以方便實(shí)現(xiàn)。標(biāo)度變換和二十轉(zhuǎn)換標(biāo)度變換標(biāo)度變換又稱乘系數(shù)，是將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的無(wú)量綱數(shù)字量還原成有量綱的實(shí)際值的換算方法。假設(shè)在眾多的遙測(cè)量中有一個(gè)線電壓UAC和一個(gè)線電流量IA，UAC的額定值為220kVAC，IA的最大值為400AAC。這些一次信號(hào)必須經(jīng)過(guò)互感器變成二次信號(hào)，選電壓互感器的額定比值KTV為220kVAC：100VAC，電流互感器額定比值KTA為400AAC：5AAC。這些二次信號(hào)還必須經(jīng)過(guò)變送器才能輸入到A/D轉(zhuǎn)換器。選電壓變送器的額定比值KBU為100VAC：5VDC，電流變送器的額定比值KBI為5AAC：5VDC。A/D轉(zhuǎn)換器的輸入量程為-5~+5V。若是12位的A/D轉(zhuǎn)換器，則5V的輸入模擬量轉(zhuǎn)換后數(shù)字量為07FFH（2047），即A/D轉(zhuǎn)換器的額定比值KAD為5V：2047。在上述條件下，如果轉(zhuǎn)換后對(duì)應(yīng)數(shù)字量為DU，IA對(duì)應(yīng)為DI，則轉(zhuǎn)換關(guān)系為：50越限比較功能常在調(diào)度端。每一個(gè)遙測(cè)量都要設(shè)定其對(duì)UAC=KU*DUIA=KI*DIKU=KTV*KBU*KAD

KI=KTA*KBI*KAD這里，KU、KI就是遙測(cè)量的轉(zhuǎn)換系數(shù)。二—十轉(zhuǎn)換標(biāo)度變換后的數(shù)據(jù)已經(jīng)代表了遙測(cè)量的實(shí)際值，但此數(shù)據(jù)是以二進(jìn)制數(shù)表示的。在某些場(chǎng)合還需轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，這就需要進(jìn)行二—十轉(zhuǎn)換。對(duì)整數(shù)的二—十轉(zhuǎn)換應(yīng)先確定二進(jìn)制數(shù)可能對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)的最高位數(shù)，用待轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù)不斷減去1000，并對(duì)減的次數(shù)計(jì)數(shù)。至不夠減時(shí)，則記數(shù)值為千位數(shù)，余數(shù)再不斷減去100，并對(duì)減的次數(shù)計(jì)數(shù)。如此類推可得，十位和個(gè)位數(shù)。也可用除法指令，通過(guò)除法指令，通過(guò)除法運(yùn)算得到二—十。對(duì)小數(shù)的二—十轉(zhuǎn)換則采用“乘10取整”法。將二進(jìn)制小數(shù)乘10，得到的整數(shù)部分為十進(jìn)制小數(shù)小數(shù)點(diǎn)后的第一位，再將余下的小數(shù)乘以10，如此下去得到第二、三、四位等等。標(biāo)度變換和二—十轉(zhuǎn)換的處理工作可以在RTU中完成，也可移到調(diào)度端完成。51UAC=KU*DU事故追憶

電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中隨時(shí)可能發(fā)生事故，因此在電力系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，希望把事故發(fā)生前后一段時(shí)間內(nèi)遙測(cè)數(shù)據(jù)的變化情況保存下來(lái)，為今后的事故分析提供原始數(shù)據(jù)，這就是事故追憶功能。要實(shí)現(xiàn)事故追憶功能，就必須在內(nèi)存中開(kāi)辟足夠大的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，緩沖區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)采用先進(jìn)先出的方式刷新。緩沖區(qū)的大小應(yīng)根據(jù)事故追憶對(duì)事故前后需記錄的時(shí)間長(zhǎng)度、一幀信息的數(shù)據(jù)量以及數(shù)據(jù)的刷新周期而定。當(dāng)事故發(fā)生時(shí)的那幀信息移至緩沖區(qū)中部時(shí)，將整個(gè)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)保存下來(lái)，作為事后分析使用。事故追憶功能應(yīng)該是在發(fā)生事故時(shí)啟動(dòng)。事故的發(fā)生往往會(huì)引起一系列遙信變位，因此，可以以遙信變位來(lái)啟動(dòng)事故追憶。但遙信變位不意味著事故的發(fā)生，所以可以用變電所的事故總告警保護(hù)信號(hào)啟動(dòng)事故追憶，對(duì)于省級(jí)和網(wǎng)級(jí)調(diào)度也可采用靜穩(wěn)定分析和動(dòng)穩(wěn)定分析的結(jié)果啟動(dòng)事故追憶。52事故追憶522.4脈沖量的采集和處理遠(yuǎn)動(dòng)裝置除了對(duì)遙信量和遙測(cè)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)外，還需對(duì)電能量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。脈沖量的采集

脈沖電能表發(fā)出的脈沖是經(jīng)光電隔離采用集電極開(kāi)路形式輸出，因此信號(hào)的提取需外加電源。下面給出脈沖量電路的兩種方式。+5V+U+5V雙絞線脈沖電度表脈沖量輸入脈沖量輸入圖2-17(a)圖2-17(b)圖(a)是利用脈沖電能表內(nèi)部提供的光電耦合實(shí)現(xiàn)信號(hào)隔離.。圖(b)則在脈沖量輸入電路中增加了一級(jí)光電隔離。+U可以是5V,12V或24V,這樣就進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。采用雙絞線也是為了增強(qiáng)抗干擾能力。532.4脈沖量的采集和處理遠(yuǎn)動(dòng)裝置除了對(duì)遙信量和遙測(cè)脈沖量采集常采用兩種方法：硬件記數(shù)法和軟件記數(shù)法。1.硬件記數(shù)法硬件記數(shù)法是利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖量記數(shù)。以8253為例進(jìn)行說(shuō)明。引腳圖如圖2-18。1805324223322421520619718817916101511141213UccWRRDCSA1A0CLK2OUT2GATE2CLK1GATE1OUT1D7D6D5D4D3D2D1D0CLK0OUT0GATE0GND8253片內(nèi)有3路獨(dú)立的十六位二進(jìn)制或二-十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器，記數(shù)速率范圍小于2MHz，所有操作方式均是可編程的。如圖，D0~D7為數(shù)據(jù)總線,CLK0、CLK1、CLK2分別是計(jì)數(shù)器0、1、2的時(shí)鐘輸入GATE0、GATE1、GATE2為計(jì)數(shù)器0、1、2的控制輸入，OUT0、OUT1、OUT2為計(jì)數(shù)器0、1、2的輸出，RD為讀操作信號(hào)，WR為寫(xiě)操作信號(hào)，CS為片選信號(hào)，Ucc接+5V電源，GND接地。圖2-188253芯片的引腳定義54脈沖量采集常采用兩種方法：硬件記數(shù)法和軟件記數(shù)法。8053控制字定義如下：D7SC1D6SC0D5RL1D4RL0D3M2D2M100：選擇計(jì)數(shù)器001：選擇計(jì)數(shù)器110：選擇計(jì)數(shù)器211：非法00：計(jì)數(shù)器封鎖操作01：只讀/寫(xiě)高字節(jié)10：只讀/寫(xiě)低字節(jié)11：先讀/寫(xiě)低字節(jié)后讀/寫(xiě)高字節(jié)000：方式0，計(jì)數(shù)結(jié)束中斷方式001：方式1，可編程單穩(wěn)方式010：方式2，頻率發(fā)生器方式011：方式3，方波發(fā)生器方式100：方式4，軟件觸發(fā)選通方式101：方式5，軟件觸發(fā)選通方式0：十六位二進(jìn)制計(jì)數(shù)1：四位BCD碼計(jì)數(shù)

利用8253進(jìn)行脈沖量采集通常選擇工作方式0。對(duì)預(yù)置數(shù)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減為0時(shí)，輸出端OUT變?yōu)楦唠娖?，向CPU發(fā)出中斷申請(qǐng)；CPU響應(yīng)中斷，向計(jì)數(shù)器裝入新的計(jì)數(shù)值，輸出端OUT變?yōu)榈碗娖?，在?jì)數(shù)期間OUT一直保持低電平。圖2-19給出了8031與8253的接口電路。P2.7ALE8031P0RDWRP1.0P1.1P1.2INT074LS373CSA0A1UCCGATE2D0~7GATE1RDGATE0WROUT0CLK0OUT1CLK1OUT2CLK2+5V脈沖量輸入≥1828圖2-19D1D0M0BCD55

中斷入口保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)P1.0=1?P1.1=1?P1.2=1?恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)中斷返回計(jì)數(shù)器0裝數(shù)計(jì)數(shù)單元0加1計(jì)數(shù)器1裝數(shù)記數(shù)單元1加1計(jì)數(shù)器2裝數(shù)記數(shù)單元2加1N如圖2-19，當(dāng)P1.0=1時(shí)，表明計(jì)數(shù)器0已計(jì)數(shù)結(jié)束，需再裝計(jì)數(shù)值，并對(duì)記數(shù)單元0加1，計(jì)數(shù)器0重新裝數(shù)。同樣P1.1、P1.2為1時(shí)，對(duì)計(jì)數(shù)器1、2也要作相應(yīng)處理。用8253實(shí)現(xiàn)脈沖量采集，采用中斷方式，軟件占用CPU時(shí)間少，特別適合單CPU裝置；但是占用硬件資源大，一片8253只能處理三路脈沖量輸入，每個(gè)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)結(jié)束中斷信號(hào)或直接占用及擴(kuò)展中斷源，或是經(jīng)或非后接入中斷，再由CPU提供輸入口，可讀記數(shù)結(jié)束中斷信號(hào)狀態(tài)。NNYYY圖2-19脈沖量采集中斷服務(wù)程序56中斷入口保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)P1.0=1?P1.1=1?P1.2=1?恢2.軟件計(jì)數(shù)法脈沖量脈寬一般大于10ms，如果采用類似于遙信變位判別的方法，可以用軟件測(cè)出脈沖量的正跳變，每一個(gè)正跳變，脈沖數(shù)加1。只要正跳變判別周期小于脈沖量的最小脈寬，則可正確計(jì)數(shù)。脈沖量軟件計(jì)數(shù)法程序框圖如圖2-20。圖中是對(duì)8路脈沖量進(jìn)行處理，NEW單元中存放的是8路脈沖量的當(dāng)前態(tài)，LAST單元存放的是8路脈沖量的上次狀態(tài)，前后兩次狀態(tài)的異或存放在XOR單元。XOR單元中為1的位表明對(duì)應(yīng)的脈沖量狀態(tài)改變了，如果對(duì)應(yīng)脈沖量的當(dāng)前狀態(tài)為1，則表明該脈沖量剛發(fā)生了正跳變，脈沖量的計(jì)數(shù)單元加1。

入口對(duì)當(dāng)前脈沖量狀態(tài)存入NEW單元NEW與上一次脈沖量狀態(tài)LAST異或存入XOR單元NEWLASTN=0XOR單元第N位=1？NEW單元第N位=1？第N路脈沖量計(jì)數(shù)器單元加1NEW右移一位XOR右移一位N+1NN=8？出口NNNY圖2-20572.軟件計(jì)數(shù)法入口對(duì)當(dāng)前脈沖量狀態(tài)NEW與上一次脈沖量狀態(tài)L脈沖量的處理遠(yuǎn)動(dòng)裝置對(duì)脈沖量電能量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后，還需將計(jì)數(shù)值發(fā)送到主站，計(jì)數(shù)值長(zhǎng)度為24進(jìn)制數(shù)。主站在讀取各RTU的電能量時(shí)，希望各能量為同一時(shí)刻的值，為保證在主站查詢各RTU的電能量以及RTU上送電能量時(shí)，電能脈沖計(jì)數(shù)值不變，且是同一時(shí)刻的值。在讀取之前主站向RTU發(fā)送電能凍結(jié)命令，RTU受到凍結(jié)命令后，立即將脈沖計(jì)數(shù)單元的數(shù)據(jù)取出并存入某一緩沖區(qū)，作為主站讀數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)，主站查詢完成后，再發(fā)送解凍命令，電能量查詢過(guò)程結(jié)束。處理電能量的凍結(jié)、讀數(shù)、解凍方面，需依照相應(yīng)規(guī)約完成。主站從RTU讀到的電能量只是代表脈沖計(jì)數(shù)值，而要獲得實(shí)際的電能值，必須做相應(yīng)轉(zhuǎn)換。實(shí)際電能值S與脈沖計(jì)數(shù)值N的關(guān)系如下：S=KTV*KTA*KW*N其中KTV——電壓互感器變比KTA——電流互感器變比KW——電能量脈沖比（一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)二次側(cè)的電能值）58脈沖量的處理582.5遙控和遙調(diào)遙控1.遙控輸出接口電路遙控輸出通常以繼電器觸點(diǎn)方式提供。繼電器一方面起到隔離作用，另一方面可以直接接入控制回路。若提供的繼電器觸點(diǎn)容量不夠時(shí)，還可以再接一中間繼電器。圖2-21為8路遙控輸出接口電路。

P08031

P2.7WRDQ74LS273CLK≥188+5V繼電器中間繼電器一路輸出8+CR圖中，74LS2732為8位D觸發(fā)器，以鎖存遙控輸出信號(hào)的狀態(tài)。為使繼電器能可靠的動(dòng)作，在鎖存器與繼電器之間加入驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)電驅(qū)動(dòng)電路圖2-21+U592.5遙控和遙調(diào)遙控P0DQ≥1路在輸出低電平時(shí)應(yīng)有較大吸收電流。R阻值的選取，應(yīng)能保證繼電器動(dòng)作時(shí)線圈中有較大的電流。當(dāng)然，R值越小，提供的動(dòng)作電流越大，繼電器動(dòng)作越可靠。但驅(qū)動(dòng)電路功耗增加，發(fā)熱加大，電源提供的動(dòng)作電流增大。為解決這一問(wèn)題，可在繼電器與地間加一電容C。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路輸出高點(diǎn)平時(shí)，繼電器線圈中流過(guò)電流很小，不動(dòng)作；當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路輸出為低電平時(shí)，繼電器線圈中流過(guò)的電流，一部分由電源經(jīng)R提供，另一部分經(jīng)C放電提供。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路再次輸出高電平時(shí)，C上電壓迅速提高，充電結(jié)束可保證繼電器線圈中電壓很小，繼電器恢復(fù)常態(tài)。從上面得出，C的加入，一方面減小了驅(qū)動(dòng)電路和電源的功耗，另一方面提高了繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作的可靠性。圖中，遙控輸出為一動(dòng)合觸點(diǎn)。遙控狀態(tài)為‘0’時(shí)，繼電器不動(dòng)作，觸點(diǎn)斷開(kāi)；遙控狀態(tài)為‘1’時(shí)，繼電器動(dòng)作，觸點(diǎn)閉合。2.遙控實(shí)現(xiàn)遙控輸出提供的是空觸點(diǎn)，將這對(duì)空觸點(diǎn)串入某一電路，其作用類似于一個(gè)開(kāi)關(guān)，只是其接通和斷開(kāi)的狀態(tài)受RTU輸出信號(hào)的控制。電力系統(tǒng)中,遙控的主要對(duì)象是斷路器。圖2-22給出斷路器遙控回路簡(jiǎn)圖，圖中略去斷路器手動(dòng)控制回路部分。60路在輸出低電平時(shí)應(yīng)有較大吸收電流。R阻值的選取，應(yīng)能保證繼電+KM，-KM為控制回路電源小母線，+HM，-HM為合閘小母線，1~4FU為熔斷器，QF為斷路器輔助觸點(diǎn)，KM為合閘接觸器，YC為合閘線圈，YT為跳閘線圈，KCB為跳躍閉鎖繼電器，YCB為遙控合閘，YKH為遙控跳閘。假設(shè)短路器處于跳閘狀態(tài)，此時(shí)QF動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，KCB動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，YKH動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)。遠(yuǎn)動(dòng)裝置輸出遙控合閘執(zhí)行信號(hào)‘1’，使YKH線圈動(dòng)作，YKH動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，合閘回路信號(hào)接通，+KM→1FU→YKH→KCB→QF→KM→2FU→-KM。加在KM上的是額定電壓，使得KM起動(dòng)，KM動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，接通短路器合閘回路，完成合閘。1FU+KMQFKCBYKHKM2FU

KCBIYTQFYKT-KM+HM3FUKMYC4FUKM-HM圖2-2261+KM，-KM為控制回路電源小母線，合閘過(guò)程持續(xù)2~3s，等待斷路器已可靠合閘，QF動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，斷開(kāi)合閘線圈回路。廠站端再輸出遙控合閘完成信號(hào)‘0’，YKH不動(dòng)作，YKH動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，遙控合閘過(guò)程結(jié)束。斷路器處于合閘狀態(tài)時(shí)，QF動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。遠(yuǎn)動(dòng)裝置輸出遙控跳閘信號(hào)‘1’，使YTK動(dòng)作，YTK動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，跳閘線圈回路接通+KM→1FU→YKT→KCB→QF→YT→2FU→-KM。(KCB動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi),防止此時(shí)誤合閘操作)YT承受額定電壓,完成跳閘過(guò)程。跳閘后，QF動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)。廠站端遠(yuǎn)動(dòng)裝置再輸出遙控跳閘完成信號(hào)‘0’，使YKT不動(dòng)作，YKT動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，遙控跳閘過(guò)程結(jié)束。62合閘過(guò)程持續(xù)2~3s，等待斷路器已可靠合閘，QF動(dòng)結(jié)合下面將要介紹的遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約中的遙控命令和升降命令，遙控的硬件輸出電路還可以采用更貼切實(shí)際的方法實(shí)現(xiàn)。如下圖,遙控實(shí)現(xiàn)電路。圖2-23(a)中，通過(guò)硬件將遙控?cái)?shù)據(jù)經(jīng)譯碼電路分成3類信號(hào)：對(duì)象信號(hào)（YK1~YK8）、性質(zhì)信號(hào)（HZ、TZ）和執(zhí)行信號(hào)（ZX）。對(duì)這些信號(hào)都有相應(yīng)的繼電器，對(duì)象繼電器KYKi、合閘繼電器KC、跳閘繼電器KTO、執(zhí)行繼電器KCO。這些繼電器的觸點(diǎn)按圖2-23(b)方式連接，就構(gòu)成了一個(gè)遙控對(duì)象的合/跳（升/降）輸出回路。在軟件的配合下，圖中的遙控實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：遙控前的狀態(tài)應(yīng)該是P1.0、P1.1、P1.2置為高電平，P1.3置為低電平。當(dāng)要進(jìn)行遙控操作時(shí)，應(yīng)先置P1.3為‘1’，接通驅(qū)動(dòng)電路的工作電源。接下來(lái)做遙控選擇操作：向74LS273寫(xiě)控制字；控制字的定義為D0~D2表示控制對(duì)象號(hào)的編碼0~7，D3=1、D4=0表示合閘，D3=0、D4=1表示跳閘，D5=0、D6=0表示執(zhí)行；置P1.0=0，選通對(duì)象譯碼器，檢測(cè)性質(zhì)（合、跳）繼電器的觸點(diǎn)狀態(tài)是否與控制要求一致，置P1.1=0，選通性質(zhì)譯碼器，檢測(cè)性質(zhì)繼電器觸點(diǎn)狀態(tài)是否與控制的要求一致，檢測(cè)正確則選通成功。選通成功后，再進(jìn)行遙控執(zhí)行操作，置P1.2=0，選通執(zhí)行譯碼器，檢測(cè)執(zhí)行繼電器的觸點(diǎn)狀態(tài)是否正確。若執(zhí)行成功，延時(shí)時(shí)間為控制出口時(shí)間，然后結(jié)束遙控操作，即P1.0=1、P1.1=1、P1.2=1、P1.3=0。若執(zhí)行不成功，也同樣結(jié)束遙控操作。63結(jié)合下面將要介紹的遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約中的遙控命令和升降命8031

P0.0~P0.7

P2.7WRP1.0P1.1P1.2P1.374LS273Q0Q1DQ2Q3Q4CLKQ5Q6≥174LS138AY0B、C、、E1Y7E274LS139AY1BY2E74LS139ABY0E驅(qū)動(dòng)電路

+UP1.3YK1、、、YK88HZTZZX公共端子KCOKYKi合（升）端子跳（降）端子圖2-23(a)遙控譯碼電路圖2-23(b)繼電器輸出電路KCKTO+U64803174LS273≥174LS13874LS13.遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約中的遙控命令遙控全過(guò)程分四個(gè)步驟完成：第一步，主站向子站發(fā)送遙控選擇命令；第二步，子站向主站返送遙控返校信息；第三步，根據(jù)實(shí)際情況，主站向子站下達(dá)遙控執(zhí)行或撤消命令；第四步，如果是遙控執(zhí)行則改變子站改變遙控輸出狀態(tài)，如果是遙控撤消則遙控狀態(tài)保持不變。遙控命令幀由5個(gè)碼字構(gòu)成。幀結(jié)構(gòu)如圖2-24示。遙控過(guò)程的信息字格式如下圖2-25?？刂谱止?jié)（71H）幀類別（61H選擇）（C2H執(zhí)行）（B3H撤消）信息字?jǐn)?shù)（03H）源站址（××H）目的站址（××H）校驗(yàn)碼b7b0B0字節(jié)B1B2B3B4B5圖2-24遙控命令控制字格式功能碼（E0H）合/分（CCH/33H）開(kāi)關(guān)序號(hào)合/分（重復(fù)）開(kāi)關(guān)序號(hào)（重復(fù)）校驗(yàn)碼b7b0B0字節(jié)B1B2B3B4B5圖2-25(a)遙控選擇（下行）功能碼（E1H）合/分/錯(cuò)（CCH/33H/FFH）開(kāi)關(guān)序號(hào)合/分/錯(cuò)（重復(fù)）開(kāi)關(guān)序號(hào)（重復(fù)）校驗(yàn)碼b7b0B0字節(jié)B1B2B3B4B5圖2-