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Diaoduzidonghuapeixun調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)培訓(xùn)教程電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化:利用計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)動(dòng)、通信等技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化功能的綜合系統(tǒng)。主要功能構(gòu)成分為:1、電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(SCADA系統(tǒng)):電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控以及數(shù)據(jù)通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化的基礎(chǔ)和前提;2、電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與調(diào)度、電力市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)與可靠行、發(fā)電廠運(yùn)營(yíng)決策支持等;3、變電站綜合自動(dòng)化。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)一般又分為廠站端和主站端。主站端主要安裝于調(diào)度側(cè),廠站端,顧名思義,安裝于各發(fā)電廠及變電站,安裝于變電站的又稱(chēng)為變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)一般含有、SCADA、AGC(自動(dòng)發(fā)電控制)、PAS(高級(jí)軟件應(yīng)用)、DTS(調(diào)度仿真)等。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)介調(diào)度自動(dòng)化

制作課程的主要內(nèi)容調(diào)度自動(dòng)化

制作1、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)2、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)3、傳輸系統(tǒng)4、前置系統(tǒng)5、后臺(tái)系統(tǒng)1、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的組成2、變電站自動(dòng)化基本含義變電站自動(dòng)化定義:

變電站二次設(shè)備按功能分為四大模塊:①繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置;②儀器儀表及測(cè)量控制;③遠(yuǎn)動(dòng);④當(dāng)?shù)乇O(jiān)控。變電站自動(dòng)化是將變電站的二次設(shè)備經(jīng)過(guò)功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì),利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制、保護(hù)、并與上級(jí)調(diào)度通信的綜合性自動(dòng)化功能。

基本概念五遙:遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)遙測(cè):得利用電子技術(shù)遠(yuǎn)方測(cè)量中顯示諸如電流、電壓、功率、壓力、溫度等模擬量的系統(tǒng)技術(shù)遙信:遠(yuǎn)方監(jiān)視電氣開(kāi)關(guān)和設(shè)備、機(jī)械設(shè)備的工作狀態(tài)和運(yùn)轉(zhuǎn)情況狀態(tài)等;遙控:遠(yuǎn)方控制或保護(hù)電氣設(shè)備及電氣機(jī)械化的分合起停等工作狀態(tài)等;遙調(diào):遠(yuǎn)方設(shè)定及調(diào)整所控設(shè)備的工作參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)等;PT:PotentialTransformer電壓互感器CT:CurrentTransformer電流互感器SCADA:SupervisoryControlandDataAcquisition監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集2、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化

制作SOE:Sequenceofevents事件順序COS:ChangingofSignal信號(hào)變位RTU:RemoteTerminalUnit遠(yuǎn)程終端設(shè)備電力系統(tǒng)分級(jí):國(guó)家級(jí)調(diào)度、大區(qū)級(jí)電網(wǎng)調(diào)度、省級(jí)電網(wǎng)調(diào)度、地區(qū)級(jí)調(diào)度和縣級(jí)電網(wǎng)調(diào)度保證電能符合標(biāo)準(zhǔn):波形、頻率和電壓三項(xiàng)指標(biāo)EMS:EnergyManagementSystem能量管理系統(tǒng),主要針對(duì)發(fā)電和輸電系統(tǒng)MIS:ManagementInformationSystem管理信息系統(tǒng)基本概念五防:帶負(fù)荷拉合隔離開(kāi)關(guān)帶地線合隔離開(kāi)關(guān)帶電掛接地線誤拉合斷路器誤入帶電隔離間一次設(shè)備:發(fā)電廠和變配電所中直接與生產(chǎn)和輸變電能有關(guān)的設(shè)備稱(chēng)為一次設(shè)備,由一次設(shè)備連接成的系統(tǒng)稱(chēng)為一次系統(tǒng)。

一次設(shè)備包括:發(fā)動(dòng)機(jī),變壓器,斷路器,隔離刀閘,母線,互感器,電抗器,移相電容器,避雷器,輸配電線路等?;靖拍?、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)二次設(shè)備:對(duì)一次電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視,測(cè)量,操縱,控制和起保護(hù)作用的輔助設(shè)備,稱(chēng)為二次設(shè)備。由二次設(shè)備連接成的回路稱(chēng)為二次回路。二次設(shè)備包括:各種繼電器,信號(hào)裝臵,測(cè)量?jī)x表,控制開(kāi)關(guān),控制電纜,操作電源和小母線等。二次系統(tǒng)的任務(wù)是反映一次系統(tǒng)的工作狀態(tài),控制一次系統(tǒng)并在一次系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí),能使事故部分退出工作。基本概念2、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)一變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)二測(cè)控裝置

在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中,測(cè)控裝置的主要功能是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中所有需要監(jiān)控的信息進(jìn)行采集和控制,并能將相關(guān)信息通過(guò)不同的通信方式送往總控或后臺(tái)。由于裝置與設(shè)備直接相連,所以在裝置的軟件及硬件設(shè)計(jì)上都要考慮到對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)能力。采用統(tǒng)一的軟硬件平臺(tái)和模塊化設(shè)計(jì),軟硬件兼容性好,便于調(diào)試和維護(hù);帶有保護(hù)和測(cè)控功能;采用三個(gè)CPU分擔(dān)任務(wù),以保證保護(hù)、測(cè)控、運(yùn)行的速度,三個(gè)CPU進(jìn)行自檢、互檢,檢測(cè)完備,保證了可靠性;采用獨(dú)立的CPU負(fù)責(zé)開(kāi)放出口正電源,保證保護(hù)動(dòng)作的正確可靠;負(fù)責(zé)開(kāi)放出口正電源的CPU采用獨(dú)立的AD采樣回路,防止保護(hù)的AD采樣回路出錯(cuò),導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng);跳閘邏輯可靈活組態(tài);接地選線采用綜合判據(jù),并增加零序補(bǔ)償電流判據(jù),提高了選線的正確性;具有故障錄波和故障測(cè)距;可進(jìn)行高達(dá)30次的諧波分析;保護(hù)測(cè)控裝置通訊采用統(tǒng)一編碼設(shè)計(jì),具有良好的伸縮性和擴(kuò)展性,可采用CAN網(wǎng)、RS485、光纖、以太網(wǎng)等介質(zhì),以單網(wǎng)、雙網(wǎng)、三網(wǎng)方式與監(jiān)控系統(tǒng)通訊,通訊速度快、可靠性高。另配有RS232通訊口,便于調(diào)試、整定和維護(hù);采用硬件實(shí)時(shí)時(shí)鐘,掉電后仍連續(xù)計(jì)時(shí)??刹捎肎PS差分、開(kāi)入、通訊對(duì)時(shí);可以本地或遠(yuǎn)方整定,共有16套定值;具有本地或遠(yuǎn)方操作功能,帶有遙控功能;裝置可接打印機(jī),進(jìn)行本地漢字打印;采用漢字液晶顯示,便于當(dāng)?shù)仫@示維護(hù);信號(hào)燈采用磁保持繼電器,掉電保持,便于分析事故;菜單中帶有開(kāi)出試驗(yàn)和閉環(huán)試驗(yàn)選項(xiàng),便于調(diào)試、檢驗(yàn)和傳動(dòng);采用整面板、背插式6U機(jī)箱,抗干擾能力強(qiáng),通過(guò)4級(jí)嚴(yán)酷測(cè)試;可以分散安裝,也可以集中組屏。保護(hù)測(cè)控裝置網(wǎng)絡(luò)總線模式串行總線:RS232、RS422、RS485

現(xiàn)場(chǎng)總線:Canbus、Lonworks、F-NET、PROFIBUS

以太網(wǎng)(Ethernet)

介質(zhì):雙絞線、光纖測(cè)控裝置原理數(shù)字量的輸入/輸出模擬量的輸入/輸出數(shù)字量的輸入輸出數(shù)字量信息類(lèi)型數(shù)據(jù)信息狀態(tài)信息控制信息數(shù)字量輸入/輸出的抗干擾措施光電隔離繼電器隔離繼電器隔離與光電耦合器雙重隔離模擬量的輸入/輸出A/D轉(zhuǎn)換通道的組成傳感器(Transducer)量程放大器(ScalingAmplifier)低通濾波器(Low-PassFilter)多路開(kāi)關(guān)(Multiplexer)采樣-保持電路(Sample&Hold)模擬量的基本構(gòu)成

傳感器1傳感器2傳感器3放大放大放大低通濾波低通濾波低通濾波多路開(kāi)關(guān)采樣保持A/D微機(jī)D/A模擬控制現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)1現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)2現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)3A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)分辨率精度轉(zhuǎn)換時(shí)間電源靈敏度量程輸出邏輯電平工作溫度范圍模擬量輸入的隔離措施變送器法飛躍電容法數(shù)字信號(hào)處理數(shù)字信號(hào)處理輸入模擬信號(hào)波形(b)取樣量化信號(hào)(c)數(shù)字?jǐn)?shù)碼(d)輸入信號(hào)序列(e)輸出信號(hào)序列(f)輸出模擬信號(hào)幾種有影響的現(xiàn)場(chǎng)總線CAN(ControlerAreaNetwork)LonWorks基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(FF,F(xiàn)oundationFieldbus)PROFIBUSCAN總線其總線規(guī)范已被ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織制訂為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)CAN協(xié)議模型結(jié)構(gòu)取OSI底層的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層多主方式工作。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上任一節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息,而不分主從非破壞性總線仲裁技術(shù)。負(fù)載嚴(yán)重的情況下也不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓無(wú)需專(zhuān)門(mén)的“調(diào)度”。通過(guò)報(bào)文濾波即可實(shí)現(xiàn)多種方式傳送和接收數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)信息分成不同的優(yōu)先級(jí),可滿(mǎn)足不同的實(shí)時(shí)要求通信速率最高可達(dá)1Mbps(最長(zhǎng)40m或1km)直接傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km(5kbps以下)可掛接設(shè)備數(shù)最多為110個(gè)傳輸介質(zhì)為雙絞線、同軸電纜或光纖短幀結(jié)構(gòu),傳輸時(shí)間短,受干擾概率低,具有極好的檢錯(cuò)效果每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其它檢錯(cuò)措施嚴(yán)重錯(cuò)誤下的自動(dòng)關(guān)閉輸出功能LonWorks采用OSI模型的全部七層通訊協(xié)議神經(jīng)元芯片(Neuron)使用改進(jìn)的CSMA/CD介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議(帶預(yù)測(cè)的P-堅(jiān)持)通信速率300bps~1.5Mbps直接通信距離可達(dá)2700m(78kbps,雙絞線)傳輸介質(zhì)支持雙絞線、同軸電纜、光纖、射頻、紅外線、電力線等多種通信介質(zhì)基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線以O(shè)SI模型為基礎(chǔ),取物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層為其通信模型的相應(yīng)層次,并在應(yīng)用層上增加了用戶(hù)層分兩種通信速度低速H1,32.25kbps,距離1900m(可加中繼器延長(zhǎng))高速H2,1Mbps和2.5Mbps,距離分別為750m和500m傳輸介質(zhì)可為雙絞線、光纜和無(wú)線發(fā)射PROFIBUS分為PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS和PROFIBUS-PA采用OSI模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層,F(xiàn)MS還采用了應(yīng)用層傳輸速率為9.6kbps~12Mbps,最大傳輸距離在12Mbps時(shí)為100m,1.5Mbps時(shí)為400m,可用中繼器延長(zhǎng)至10km傳輸介質(zhì)可以是雙絞線,也可以是光纜最多掛接127個(gè)站點(diǎn)集中式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)典型配置變電站自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)形式集中式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)

分層分布式結(jié)構(gòu)集中組屏

變電站自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)形式分散分布式與集中相結(jié)合

變電站自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)形式3、傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締?wèn)題收發(fā)如何同步?如何保證數(shù)據(jù)信息正確?存在干擾差錯(cuò)時(shí),如何校驗(yàn)和控制?如何提高信道效率,實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用?….通信系統(tǒng)基礎(chǔ)信息源發(fā)送設(shè)備信道接收設(shè)備受信者躁聲源mg(t)g’(t)m’s(t)s’(t)通信系統(tǒng)基本模型模擬消息:狀態(tài)連續(xù)變化的消息,如強(qiáng)弱變化的語(yǔ)音數(shù)字消息:消息狀態(tài)量是離散的,如文字信號(hào)是消息的一種載體:模擬信號(hào):表達(dá)消息的信號(hào)對(duì)應(yīng)的表征量是取連續(xù)值數(shù)字信號(hào):表達(dá)消息的信號(hào)對(duì)應(yīng)的表征量是取離散值模擬通信系統(tǒng):傳遞模擬信號(hào)的通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng):傳遞數(shù)字信號(hào)的通信系統(tǒng)信道躁聲源調(diào)制器信道編碼器信源編碼器信息源解調(diào)器信源譯碼器信道譯碼器受息者數(shù)字通信系統(tǒng)模型編碼器譯碼器信源編碼器:將信息源送出的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為符合要求的數(shù)碼系列信道編碼器:給數(shù)碼系列按一定規(guī)則加入監(jiān)督碼(校驗(yàn)碼)調(diào)制解調(diào)器:信道編碼器出來(lái)的是二進(jìn)制脈沖信號(hào)信道高頻信號(hào)信道:信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)妮d體,如:電纜、架空線、光纖、微波空間等信源譯碼器:信道編碼器的逆過(guò)程,除去監(jiān)督碼獲得發(fā)送側(cè)的二進(jìn)制數(shù)字序列信道譯碼器:將二進(jìn)制信號(hào)恢復(fù)到模擬信號(hào)波特率與比特率碼元:數(shù)據(jù)通信中,傳送的是一個(gè)個(gè)離散脈沖信號(hào),故把每個(gè)信號(hào)脈沖稱(chēng)為一碼元。碼制:每一碼元能代表幾種狀態(tài),稱(chēng)幾元碼制誤碼率:數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸后,發(fā)生錯(cuò)誤的碼元數(shù)與總傳輸碼元數(shù)之比111100E143400E1/3E2/3E二元碼制四元碼制波特率(Bd,Baud):每秒傳送的碼元數(shù),適用于所有碼制,是消息傳遞速率比特率(Bit):每秒傳送的信息量,是信息傳遞速率信息量I的定義:I=loga(1/P)P是消息所表示的事件出現(xiàn)的概率,一般a=2.N元碼制:每一個(gè)消息所表示的事件可能有N種不同的狀態(tài),P=1/N.I=log2N2元碼制:P=1/2.I=log22=1,所以信息速率和碼元速率數(shù)值上相等數(shù)字式遠(yuǎn)動(dòng)信息的傳輸過(guò)程遙測(cè)編碼器交流采樣遙信編碼器開(kāi)關(guān)量信道編碼器并串變換調(diào)制器信道解調(diào)器串并變換譯碼器計(jì)算機(jī)干擾遙控執(zhí)行遙調(diào)執(zhí)行譯碼器串并變換解制器信道調(diào)制器并串變換編碼器遙控\遙調(diào)干擾RTU前置機(jī)通信工作方式發(fā)端信道收端單工:?jiǎn)畏较騻鬏敯l(fā)端信道半雙工:可不同時(shí)上下行雙向傳輸收端收端發(fā)端發(fā)端信道雙工:可同時(shí)上下行雙向傳輸收端收端發(fā)端信道串/并--轉(zhuǎn)換原理發(fā)送緩沖區(qū)發(fā)送數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)接收數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)鐘接收時(shí)鐘1111100011111000發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)鐘接收時(shí)鐘接收數(shù)據(jù)串--并轉(zhuǎn)換移位寄存器并--串轉(zhuǎn)換移位寄存器數(shù)碼傳輸?shù)耐疆惒絺鬏敺绞剑ㄆ鹬雇剑?..10起始位奇偶校驗(yàn)P1111停止位7位數(shù)據(jù)第n位字符起始位0第n+1位字符空閑位實(shí)質(zhì)上是在傳送一個(gè)字符的時(shí)間內(nèi)收發(fā)兩端保持同步,其他時(shí)間可以是異步。效率低異步傳輸方式傳送一個(gè)8位字符數(shù)碼傳輸?shù)耐綌?shù)據(jù)時(shí)鐘起始位8161616123456123456起始位數(shù)據(jù)時(shí)鐘異步數(shù)據(jù)接收原理接收時(shí)鐘頻率太高正確接收的條件:在整個(gè)數(shù)據(jù)單元中,時(shí)鐘累積誤差不超過(guò)半個(gè)碼元長(zhǎng)度數(shù)碼傳輸?shù)耐酵酵ㄐ诺奶攸c(diǎn)是收發(fā)端的時(shí)鐘嚴(yán)格一致,使得接收時(shí)鐘與接收碼元間無(wú)誤差積累問(wèn)題,可以省略附加碼元,提高傳輸效率。

數(shù)碼傳輸?shù)耐轿煌?/p>

l濾波法 遠(yuǎn)動(dòng)中采用單極性不歸0信號(hào)。接收到的信號(hào)首先經(jīng)過(guò)放大限幅環(huán)節(jié)形成數(shù)字方波,然后經(jīng)微分、整流環(huán)節(jié)形成尖脈沖信號(hào),由窄帶濾波器提取基頻信號(hào),最后經(jīng)移相電路產(chǎn)生位同步脈沖。電路簡(jiǎn)單,但當(dāng)信號(hào)中有連續(xù)的0或1時(shí),由于碼元波形無(wú)變化,可能造成位同步中斷。

l鎖相法在接收端利用鑒相器,比較接收到的碼元與本地產(chǎn)生的位同步的相位。若二者不一致,則鑒相器產(chǎn)生一個(gè)調(diào)制脈沖去調(diào)制本地位同步信號(hào)的相位,直到與接收碼元的相位一致為止。

幀同步

數(shù)碼傳輸?shù)耐绞瞻l(fā)兩端始終保持同步。在無(wú)信息傳送時(shí),通道上仍需連續(xù)傳送同步碼(3個(gè)EB90)同步碼

...數(shù)據(jù)碼同步碼

...校驗(yàn)碼遠(yuǎn)動(dòng)通信配置的基本類(lèi)型

電力系統(tǒng)傳輸信道

電力系統(tǒng)傳輸信道阻波器高壓耦合電容結(jié)合濾波器載波機(jī)電力載波原理框圖電力線載波是遠(yuǎn)動(dòng)與載波電話復(fù)用信道。通常規(guī)定載波電話占用0.3~2.5kHz的音頻段,遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)占用2.7~3.4kHz的上音頻段。

兩級(jí)調(diào)制:40~500kHz

電力載波通信電力系統(tǒng)傳輸信道光纖信道電力系統(tǒng)傳輸信道微波通信我國(guó)采用20GHz作為電力系統(tǒng)的主干線,8GHz作為分支頻段。微波信道機(jī)中繼機(jī)微波信道機(jī)微波信道機(jī)載波終端機(jī)微波信道機(jī)載波終端機(jī)微波通信電力系統(tǒng)傳輸信道衛(wèi)星通信衛(wèi)星通道的頻段為上行5925~6425MHz,下行為3700~4200MHz。

散射通信通信距離長(zhǎng),可達(dá)200~300km,可跨越山地,但是需要經(jīng)過(guò)其他通信方式轉(zhuǎn)接到調(diào)度中心。該方式適合地域廣大的山區(qū)。

短波通信檢修通信的良好方式。它比較適合傳輸話音信號(hào)多路復(fù)用技術(shù)使遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)在一個(gè)信道上傳輸多路信號(hào)的技術(shù)叫多路復(fù)用技術(shù)。頻分多路制把各路信號(hào)安排在不同互不重疊的頻段內(nèi),在一個(gè)信道上傳輸稱(chēng)為頻分多路調(diào)制(FrequencyDivisionMultiplexer)。

時(shí)分多路制

時(shí)分多路是在一個(gè)信道上按時(shí)間順序傳輸多路信號(hào)。這時(shí)各路信號(hào)應(yīng)是離散的脈沖信號(hào)。

調(diào)制和解調(diào)基帶信號(hào)

數(shù)據(jù)終端設(shè)備送出的原始數(shù)據(jù)信號(hào)一般是頻率很低的信號(hào),其能量或功率集中在0頻率附近,并具有一定的頻率范圍,這樣的信號(hào)稱(chēng)為基帶信號(hào)。基帶傳輸直接傳輸基帶信號(hào)稱(chēng)為基帶傳輸。調(diào)制遠(yuǎn)距離傳輸不能直接傳輸基帶數(shù)據(jù),需要使用頻帶較窄的正弦波作為載波,用基帶信號(hào)對(duì)載波的某些參量進(jìn)行控制,使這些參量隨基帶信號(hào)變化,該過(guò)程稱(chēng)為調(diào)制。

調(diào)制和解調(diào)二進(jìn)制信息通過(guò)調(diào)制加到交流高頻信號(hào)上再傳輸接收端將含有信息的交流信號(hào)解調(diào),還原信息一、移幅鍵控ASK(AmplitudeShiftKeying)Sc(t)G(t)S

(t)乘法器帶通濾波器S

(t)G(t)Sc(t)=Umsinwct二、移頻鍵控FSK(FrequencyShiftKeying)調(diào)制和解調(diào)G(t)S(t)f1f2f1S1(t)S2(t)f1f2控制門(mén)1控制門(mén)2反相器G(t)相加器FSK信號(hào)三、調(diào)相鍵控PSK(PhaseShiftKeying)調(diào)制和解調(diào)G(t)S(t)PSKDPSK01011(1)絕對(duì)移相鍵控(2)相對(duì)移相鍵控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)牟铄e(cuò)控制技術(shù)(2)檢錯(cuò)重發(fā)發(fā)送端發(fā)送能夠檢出誤碼的碼字,接收端根據(jù)碼字的編碼特征進(jìn)行檢錯(cuò)。若判斷為有錯(cuò),則通過(guò)反饋信道要求重傳,直到無(wú)錯(cuò)誤為止。(1)循環(huán)傳送檢錯(cuò)法

同一信息源的信息周期性循環(huán)傳送。發(fā)送端把信息經(jīng)抗干擾編碼后送入信道發(fā)送。接收端判斷有無(wú)錯(cuò)碼,若無(wú),則使用此數(shù)據(jù),否則拋棄。(3)前向糾錯(cuò)法發(fā)送端將信息經(jīng)糾錯(cuò)編碼發(fā)出。接收端接收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行糾錯(cuò)譯碼。(4)混合糾錯(cuò)前向糾錯(cuò)與自動(dòng)要求重傳的結(jié)合數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟铄e(cuò)控制技術(shù)抗干擾編碼不可檢測(cè)和辨識(shí):0-開(kāi);1-合可檢測(cè)和不可辨識(shí):00-開(kāi);11-合可檢測(cè)和可辨識(shí):000-開(kāi);111-合多種編碼方法1、奇偶校驗(yàn):奇偶指碼組中“1”的個(gè)數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)1011001(1)1011001(0)2、水平一致校驗(yàn):3、水平垂直一致校驗(yàn):常用檢錯(cuò)碼11100110001110100110101000011101100010000100110011101110110110001水平校驗(yàn)碼元垂直校驗(yàn)碼元(L行)小組(m列)①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩線性分組碼分組碼

分組碼是對(duì)長(zhǎng)度為k的信息組,按一定的規(guī)則增加r位監(jiān)督位,組成長(zhǎng)度為n=k+r的序列,記做(n,k)碼。分組碼中,碼字中1的個(gè)數(shù)稱(chēng)為碼重。同一分組碼中任意2個(gè)碼字對(duì)應(yīng)位上數(shù)字符號(hào)不同的位數(shù)稱(chēng)為碼距。一個(gè)分組碼中碼字之間的最小距離叫做最小碼距dmin。1000000001110101110101001110574545線性分組碼糾錯(cuò)原理若dmin≥l+1,這種碼能檢出l個(gè)差錯(cuò):l≤dmin-1若dmin≥t+1,這種碼能糾正t個(gè)差錯(cuò):最大似然譯碼原則:若接收到禁用碼,就將它與各許用碼比,與之碼距最小的就是其出錯(cuò)前的碼字10000000011101011101010011100011000線性分組碼線性分組碼:(n,k)碼組(碼字):n=k+r,k信息碼長(zhǎng)度,r監(jiān)督碼長(zhǎng)度.

監(jiān)督碼由一組線性方程式算出,信息碼和監(jiān)督碼的關(guān)系成線性關(guān)系例子:(7,3)分組碼的7位用C6,C5,C4,C3,C2,C1,C0表示.校驗(yàn)碼C4,C3,C2,C1,C0的計(jì)算公式:

C3=1*C6+0*C5+1*C4C2=1*C6+1*C5+1*C4C2=1*1+1*0+1*1=0C1=1*C6+1*C5+0*C4C0=0*C6+1*C5+1*C4信息組校驗(yàn)位碼字0000000000000000111010011101010011101001110111010011101010011101001110101001110100111101001110100111101001110100循環(huán)碼循環(huán)碼是線性分組碼的一種。任一循環(huán)碼字循環(huán)一位仍為循環(huán)碼的一碼字循環(huán)碼的校驗(yàn)位計(jì)算方法:(n,k)循環(huán)碼的信息組k位,校驗(yàn)位有r=n-k位:例:M=(101)(1)M(x)=1*X2+0*X1+1*X0=X2+1(2)M(X)*Xr=(X2+1)X4=X6+X4(3)G(X)是Xn+1=X7+1的一個(gè)多項(xiàng)式為4階:X7+1=(X+1)(X3+X+1)(X3+X2+1) G(X)=(X+1)(X3+X+1)=X4+X3+X2+1或(X+1)

(X3+X2+1)=X4+X2+X+1(4)R(X)=(M(X)*Xr)%G(X)=1*X3+1*X2+0*X1+0*X0(5)F(X)=(101,1100)(1)信息多項(xiàng)式:M(X)=A1Xk-1+A2Xk-2+…+Ak-1X1+AkX0(2)求(n,k)循環(huán)碼的生成多項(xiàng)式G(X)。G(X)由式Xn+1進(jìn)行因式分解得出。G(X)為r=n-k階多項(xiàng)式。(3)M(X)*Xr/G(X)的余式為R(X),由R(X)可得校驗(yàn)位(4)F(X)=M(X)*Xr+R(X)可得發(fā)送碼字。通信協(xié)議ISO參考模型傳輸介質(zhì)應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層-RS232C(串口通信)(1)機(jī)械特性采用DB25連接器。一般DTE采用25針結(jié)構(gòu),DCE采用25孔結(jié)構(gòu)。(2)電氣特性a、對(duì)電壓源的要求:當(dāng)電阻在3kΩ~7kΩ之間時(shí),輸出電壓為±(5V~15V)之間。電源輸出阻抗應(yīng)大于300Ω。b、對(duì)終端的要求:終端負(fù)載的輸入阻抗在3kΩ~7kΩ之間。c、對(duì)邏輯電平的規(guī)定:采用負(fù)邏輯。數(shù)據(jù)0及控制線的接通狀態(tài)為+5V~+15V,數(shù)字1及控制線的斷開(kāi)狀態(tài)為-5V~-15V。噪聲容限±(3~5V)。d、接口信息速率:<20kbpse、最大傳輸距離:15mf、采用非平衡接口電路。使用2根地線:1根是機(jī)殼地,1根是信號(hào)地。標(biāo)準(zhǔn)要求2根地線相互獨(dú)立,相互間應(yīng)具有100Ω的絕緣阻抗。

串行通信

串行通信的物理實(shí)現(xiàn) 一般的串行通信端口(RS232):9針DB91:數(shù)據(jù)載波檢測(cè)(DCD)2:接收(RXD)3:發(fā)送(TXD)4:數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備(DTR)5:地(GND)6:數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好(DSR)7:請(qǐng)求發(fā)送(RTS)8:清除發(fā)送(CTS)9:振鈴指示(DELL)串行通信

25針串口DB258:數(shù)據(jù)載波檢測(cè)(DCD)3:接收(RXD)2:發(fā)送(TXD)20:數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備(DTR)7:地(GND)6:數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好(DSR)4:請(qǐng)求發(fā)送(RTS)5:清除發(fā)送(CTS)22:振鈴指示(DELL)遠(yuǎn)動(dòng)通訊規(guī)約CDT(CyclicDigitalTransmit):循環(huán)數(shù)字傳送方式以廠站為主動(dòng)方,循環(huán)不斷地向調(diào)度端發(fā)送遙信、遙測(cè)、變位等數(shù)據(jù)。要求發(fā)送端與接收端始終保持嚴(yán)格同步,信息按照預(yù)先約定好的順序依次循環(huán)發(fā)送。Polling:?jiǎn)柎鹗街髡菊莆胀ㄐ诺闹鲃?dòng)權(quán),子站按主站的要求發(fā)送數(shù)據(jù)。IEC101,IEC102,IEC103:分布式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議……(1)循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)通信協(xié)議CDT(CyclicDigitalTransmit),時(shí)鐘嚴(yán)格同步同步字控制字信息字1…信息字n同步字…同步字:3組EB90H碼,48位控制字:說(shuō)明本幀的類(lèi)別、信息字節(jié)的長(zhǎng)度、傳送的源地址、目的地址等。信息字?jǐn)y帶具體的遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)。幀中可以沒(méi)有信息字。每種字都是6個(gè)字節(jié)48位(2)循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)通信協(xié)議控制字節(jié)校驗(yàn)碼幀類(lèi)別幀長(zhǎng)源站地址目的地址控制字幀結(jié)構(gòu)EL控制字節(jié)SD0010E:擴(kuò)展位,E=0是本協(xié)議定義的幀類(lèi)別,E=1幀類(lèi)別可以另外定義L:幀長(zhǎng)定義,L=1表示有信息字;上行信息:S=1:源站地址有內(nèi)容,源站地址代表子站號(hào);D=1:目的站代表主站號(hào)下行信息:S=1:源站地址有內(nèi)容,源站地址代表主站號(hào);D=1:目的站代表子站號(hào)D=0:代表廣播令校驗(yàn)碼:

CRC校驗(yàn)根據(jù)前40位生成后8位,生成多項(xiàng)式:G(X)=X8+X2+X+1控制字內(nèi)容(3)循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)通信協(xié)議代碼上行E=0下行E=061H重要遙測(cè)(A幀)遙控選擇C2H次要遙測(cè)(B幀)遙控執(zhí)行B3H一般遙測(cè)(C幀)遙控撤銷(xiāo)F4H遙信狀態(tài)(D1幀)升降選擇85H電能脈沖計(jì)數(shù)值(D2幀)升降選擇26H事件順序紀(jì)錄(E幀)升降撤銷(xiāo)幀類(lèi)別碼定義57H設(shè)定命令7AH設(shè)置時(shí)鐘0BH設(shè)置時(shí)鐘校正值4CH召喚子站時(shí)鐘3DH復(fù)歸命令9EH廣播命令(4)循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)通信協(xié)議功能碼校驗(yàn)碼信息數(shù)據(jù)b7b0信息字通用格式以遙測(cè)字為例:功能碼b7b0b15b14××b11….b8b7b0b15b14××b11….b8校驗(yàn)碼遙測(cè)i遙測(cè)i+1每一遙測(cè)信息字包含2個(gè)遙測(cè)字一個(gè)遙測(cè)字占用2個(gè)字節(jié),12位。其中b11是符號(hào)位,b15表示數(shù)據(jù)無(wú)效,b14表示數(shù)據(jù)溢出。(4)循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)通信協(xié)議幀的傳送方式

(1)固定循環(huán)傳送(2)幀插入傳送(3)信息字隨機(jī)插入傳送對(duì)于傳送對(duì)時(shí)的子站時(shí)鐘返校信息、變位信息、遙控、升降命令返校信息,采用隨機(jī)插入傳送。變位、遙控、升降的返校應(yīng)連續(xù)傳3遍,且必須在同一幀內(nèi)、不許跨幀,若本幀不夠,就改到下一幀。子站時(shí)鐘返校只傳一遍。問(wèn)答式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約報(bào)文格式

主站->子站子站->主站RTU地址報(bào)文類(lèi)型數(shù)據(jù)長(zhǎng)度N數(shù)據(jù)……校驗(yàn)碼校驗(yàn)碼RTU地址ER報(bào)文類(lèi)型數(shù)據(jù)長(zhǎng)度N類(lèi)別標(biāo)志數(shù)據(jù)……校驗(yàn)碼校驗(yàn)碼RTU地址:目的站地址。FFH作為廣播地址報(bào)文類(lèi)型說(shuō)明報(bào)文的內(nèi)容、類(lèi)型。E:=1表示有事件記錄=0無(wú)事件記錄R:=1表示自檢出錯(cuò)=0表示工作正常對(duì)重要報(bào)文采用16位校驗(yàn)碼,一般報(bào)文采用8位校驗(yàn)碼,確認(rèn)報(bào)文與否認(rèn)報(bào)文不帶校驗(yàn)碼。問(wèn)答式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約主站功能報(bào)文類(lèi)型代碼說(shuō)明初始化參數(shù)設(shè)置設(shè)置模塊工作方式與參數(shù)03H規(guī)定模塊類(lèi)別、掃描速度、死區(qū)范圍死區(qū)范圍04H設(shè)置死區(qū)范圍掃描周期11H設(shè)置每種模塊的掃描周期濾波系數(shù)13H設(shè)置濾波系數(shù)設(shè)置時(shí)鐘0CH查詢(xún)類(lèi)類(lèi)別詢(xún)問(wèn)05H要求子站傳輸某種類(lèi)別的數(shù)據(jù)重復(fù)詢(xún)問(wèn)1AH主站未能收到子站的正確回應(yīng)類(lèi)別更新0BH強(qiáng)制刷新數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳送0DH要求子站發(fā)送指定地址的數(shù)據(jù)召喚事件記錄(時(shí)標(biāo))0FH問(wèn)答式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約主站功能報(bào)文類(lèi)型代碼說(shuō)明管理控制類(lèi)復(fù)位RTURESET01H啟動(dòng)RTU掃描08H停止RTU掃描07H啟動(dòng)I/O模塊掃描0AH停止I/O模塊掃描09H其他電源合閘確認(rèn)12H帶返校遙控CTL1EH遙控操作時(shí)首先發(fā)送,子站回送返校后再發(fā)遙控執(zhí)行命令診斷報(bào)文DIA0EH診斷信道可靠性的報(bào)文問(wèn)答式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約子站功能

報(bào)文類(lèi)型代碼說(shuō)明肯定確認(rèn)ACK06H已正確收到主站的命令或本站數(shù)據(jù)無(wú)變化否定確認(rèn)NAK15H未能正確收到主站的命令回答類(lèi)別詢(xún)問(wèn)DATCAT1BH對(duì)ENQ的回應(yīng)回答數(shù)據(jù)召喚DATREP1CH對(duì)DATREQ的回應(yīng)電源合閘PWRUP16H子站剛上電后對(duì)主站的所有命令應(yīng)答,直到主站發(fā)送PWRACK或RESET報(bào)文時(shí)標(biāo)出現(xiàn)17H送SOE事件順序記錄模塊狀態(tài)變化18H診斷報(bào)文回送DIAG0EH回送診斷信道可靠性的報(bào)文問(wèn)答式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約(1)子站上電后收到主站報(bào)文,發(fā)送(電源合閘)(2)主站發(fā)送(電源合閘確認(rèn))應(yīng)答,主站回復(fù)ACK(3)主站發(fā)送設(shè)置時(shí)鐘,掃描周期,死區(qū)范圍,濾波系數(shù),設(shè)置模塊工作方式與參數(shù)等報(bào)文為子站建立工作方式(4)主站發(fā)送啟動(dòng)RTU掃描和啟動(dòng)I/O模塊掃描啟動(dòng)子站掃描(5)主站發(fā)送類(lèi)別詢(xún)問(wèn)查詢(xún)數(shù)據(jù),子站以回答類(lèi)別詢(xún)問(wèn)應(yīng)答。若數(shù)據(jù)無(wú)變化,以ACK應(yīng)答。(6)若有時(shí)標(biāo)量出現(xiàn),主站發(fā)送召喚事件記錄,子站以時(shí)標(biāo)出現(xiàn)報(bào)文應(yīng)答。(7)主站可發(fā)送數(shù)據(jù)傳送要求刷新數(shù)據(jù),子站以回答數(shù)據(jù)召喚應(yīng)答。通信過(guò)程遙控的一般過(guò)程遙控命令遙控令返校遙控令執(zhí)行(撤銷(xiāo))執(zhí)行主站子站遙控命令傳輸過(guò)程調(diào)度實(shí)時(shí)網(wǎng)中的主要的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

SDH(N×2M)SDH(155M)SPDnetSPTnet實(shí)時(shí)控制在線生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)管理電力綜合信息實(shí)時(shí)VPN非實(shí)時(shí)VPN調(diào)度VPN信息VPN語(yǔ)音視頻VPNIP語(yǔ)音視頻SDH/PDH傳輸網(wǎng)調(diào)度專(zhuān)網(wǎng)SPDnet電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)SPTnet電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)關(guān)系

4、前置系統(tǒng)1多數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)接入與RTU通信每個(gè)RTU可能有 兩個(gè)互為備用的通道兩臺(tái)前置機(jī)需要同時(shí)接收數(shù)據(jù)主前置機(jī)發(fā)送命令2通信模式是“多對(duì)多”的模式 兩臺(tái)前置機(jī),多個(gè)RTU,多個(gè)通道一、前置系統(tǒng)概述-1一、前置系統(tǒng)概述-2上行數(shù)據(jù)的流程

RTU發(fā)送數(shù)據(jù),調(diào)度中心接收數(shù)據(jù)上行數(shù)據(jù)的目標(biāo)

在a、b通道中進(jìn)行擇優(yōu)——通道切換

A、B前置機(jī)同時(shí)接收一、前置系統(tǒng)概述-3下行數(shù)據(jù)的流程 調(diào)度中心發(fā)送數(shù)據(jù),RTU接收數(shù)據(jù)下行數(shù)據(jù)的目標(biāo)

只接收主前置機(jī)的數(shù)據(jù)——前置機(jī)切換 向a、b通道同時(shí)發(fā)送一、前置系統(tǒng)概述-4雙機(jī)雙通道下的四種運(yùn)行方式一、前置系統(tǒng)概述-5雙機(jī)單通道下的簡(jiǎn)化方式一、前置系統(tǒng)概述-6前置系統(tǒng)需要完成的功能

調(diào)制解調(diào)雙通道切換雙機(jī)切換多串口接入串行通信(RS232)二、串行通信-1計(jì)算機(jī)的串行通信端口(RS232)使用串行通信的典型設(shè)備:MODEM二、串行通信-2串行通信的物理實(shí)現(xiàn) 一般的串行通信端口(RS232):9針DB91:數(shù)據(jù)載波檢測(cè)(DCD)2:接收(RXD)3:發(fā)送(TXD)4:數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備(DTR)5:地(GND)6:數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好(DSR)7:請(qǐng)求發(fā)送(RTS)8:清除發(fā)送(CTS)9:振鈴指示(DELL)二、串行通信-325針串口DB258:數(shù)據(jù)載波檢測(cè)(DCD)3:接收(RXD)2:發(fā)送(TXD)20:數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備(DTR)7:地(GND)6:數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好(DSR)4:請(qǐng)求發(fā)送(RTS)5:清除發(fā)送(CTS)22:振鈴指示(DELL)特殊設(shè)備:如GPS等,端口定義非標(biāo)準(zhǔn) 以現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品手冊(cè)為準(zhǔn)二、串行通信-4串口線連接——三線法DB25-DB25DB9-DB9DB9-DB25嚴(yán)禁帶電拔插頭,至少一端斷開(kāi)二、串行通信-5RJ45頭12345678

IIIIIIII

4、7:地

5.:Modem發(fā)送數(shù)據(jù)(TXD)

6.:Modem接收數(shù)據(jù)(RXD)或

4、7:地

2.:Modem發(fā)送數(shù)據(jù)(TXD)

3.:Modem接收數(shù)據(jù)(RXD)無(wú)標(biāo)準(zhǔn),以MODEM說(shuō)明書(shū)為準(zhǔn)原則:收發(fā)相連、地相連二、串行通信-6基本概念碼元碼制數(shù)碼率(波特率)每秒傳送的碼元數(shù)信息傳輸速率:每秒傳輸?shù)男畔⒘浚ū忍芈剩?對(duì)于二元碼制波特率=比特率二、串行通信-7數(shù)據(jù)同步 數(shù)據(jù)同步的意義:接收雙方時(shí)鐘一致,同時(shí)發(fā)收。保證收發(fā)一致。1110101110010000……二、串行通信-8異步通信:

無(wú)信號(hào)時(shí)為高電平(1狀態(tài))起始位為低電平(0狀態(tài))數(shù)據(jù)位后根校驗(yàn)位(也可以沒(méi)有)停止位為高電平(1狀態(tài))停止位后可以有若干空閑位,高電平(1狀態(tài))停止/空閑位后的電平下降(0)標(biāo)志下一個(gè)字符的開(kāi)始二、串行通信-9波特率每邏輯位對(duì)應(yīng)的電平持續(xù)時(shí)間起始位邏輯01位數(shù)據(jù)位邏輯0或15位、6位、7位、8位校驗(yàn)位邏輯0或11位或無(wú)停止位邏輯11位,1.5位或2位空閑位邏輯1任意數(shù)量串口通信參數(shù)二、串行通信-10例如:傳送8位數(shù)據(jù)45H(0100,0101B),奇校驗(yàn),1個(gè)停止位

異步通信的速率:若9600bps,每字符8位,1起始,1停止,無(wú)奇偶,則實(shí)際每字符傳送10位,則960字符/秒。三、通道板-1通道板——MODEM板電源電源電源電源正面背面12345678

IIIIIIII三、通道板-2數(shù)字調(diào)制與解調(diào)數(shù)據(jù)終端設(shè)備送出的原始數(shù)據(jù)信號(hào)(RS232:0/1)一般是頻率很低的信號(hào),其能量或功率集中在0頻率附近,并具有一定的頻率范圍,這樣的信號(hào)稱(chēng)為基帶信號(hào)。直接傳輸基帶信號(hào)稱(chēng)為基帶傳輸。但是遠(yuǎn)距離傳輸不能直接傳輸基帶數(shù)據(jù),需要使用頻帶較窄的正弦波作為載波,用基帶信號(hào)對(duì)載波的某些參量進(jìn)行控制,使這些參量隨基帶信號(hào)變化,該過(guò)程稱(chēng)為調(diào)制。1110101110010000……三、通道板-3調(diào)制的幾種類(lèi)型正弦波有幅度、頻率、相位三個(gè)參數(shù),可以構(gòu)成調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相三種基本調(diào)制形式。數(shù)字調(diào)制分為線性調(diào)制和非線性調(diào)制。線性調(diào)制中、調(diào)制后信號(hào)與基帶信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)相同,只是搬移了頻率位置,沒(méi)有新的頻率成分出現(xiàn),振幅鍵控屬于線性調(diào)制。非線性調(diào)制則有新的頻率成分出現(xiàn)。頻移鍵控、相移鍵控屬于非線性調(diào)制。三、通道板-4振幅鍵控ASK振幅鍵控用載波的不同幅值表示表示二進(jìn)制的0或1。比如用幅值0表示0,某一恒定幅值表示1。原理簡(jiǎn)單,但易受干擾。移相鍵控PSK移相鍵控以載波信號(hào)的相位偏移表示二進(jìn)制數(shù)。如0控制發(fā)出與已發(fā)出信號(hào)群相位相同的信號(hào)群表示,1控制發(fā)出與已發(fā)出信號(hào)群相位相反的信號(hào)群表示。在高速M(fèi)ODEM中,常使用90o,45o方式表示0和1。三、通道板-5移頻鍵控FSK發(fā)送端產(chǎn)生中心頻率f0,頻偏為f的兩個(gè)載波頻率f1=f0+f,f2=f0-f,分別代表數(shù)字0和1。CCITTV.23規(guī)定低于600波特,中心頻率1500Hz,頻偏±200Hz;低于1200波特,中心頻率1700Hz,頻偏為±400Hz。用于電力線載波和微波通道的MODEM通常使用FSK。三、通道板-6通道板的技術(shù)參數(shù)頻率(Hz) 波特率 同/異步 正/反碼 發(fā)信電平 3000±150300

2865±200 600 2880±200 1200 同步 正碼 +10dBm 1700±400 2400 異步 反碼 -10dBm

1700±500 … 1500±200 1500±300 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)的參數(shù)——板上跳線/撥碼開(kāi)關(guān)頻率、波特率(常用參數(shù),必調(diào))同異步(現(xiàn)在多為異步,同步很少見(jiàn))發(fā)信電平(接收正常,發(fā)送不正常時(shí)需要考慮)三、通道板-7通道板現(xiàn)場(chǎng)接線RJ45(以手冊(cè)為準(zhǔn))12345678

IIIIIIII

4、7:地

5.:發(fā)送數(shù)據(jù)(TXD)

6.:接收數(shù)據(jù)(RXD)

3、4:模擬信號(hào)發(fā)送

5、6.:模擬信號(hào)接收四、切換柜-1切換換柜的主要功能 完成雙機(jī)切換和雙通道切換四、切換柜-2切換柜的組成方式切換柜中安裝多塊切換卡,每塊切換卡負(fù)責(zé)完成一個(gè)RTU(雙通道)的切換 切換柜具有單獨(dú)的通信口,接收前置機(jī)的命令電源電源電源電源四、切換柜-3雙通道切換方式

自動(dòng)切換:根據(jù)雙通道中的信息量,如單位時(shí)間內(nèi)接收到的碼元數(shù)量進(jìn)行選擇,自動(dòng)擇優(yōu)。 自動(dòng)切換僅能判定通道有無(wú)信號(hào)。

命令切換:前置機(jī)根據(jù)需要,向切換柜發(fā)送命令數(shù)據(jù),改變某個(gè)切換板(RTU通道)的運(yùn)行方式。 命令切換能判定通道中信號(hào)的質(zhì)量。例如:主前置機(jī)向切換柜發(fā)送數(shù)據(jù):

EB90EB90EB90550101XX

表示第一個(gè)切換板(01)工作方式為第一種(01)用a通道

EB90EB90EB90550202XX

表示第二個(gè)切換板(02)工作方式為第二種(02)用b通道四、切換柜-4雙機(jī)切換方式

主備前置機(jī)發(fā)生改變時(shí),主前置機(jī)向切換柜發(fā)送命令,所有切換板改變運(yùn)行方式。如: 原來(lái)所有切換板工作方式為1或2,即A為主前置機(jī)。 當(dāng)B切換為主前置機(jī)后,向切換柜發(fā)送命令:

EB90EB90EB905501030204…..

表示第一個(gè)切換板運(yùn)行方式為3,第二個(gè)切換板運(yùn)行方式為4等等。四、切換柜-5僅雙機(jī)切換的情況 不用考慮通道切換,因此所有的通道板僅有兩個(gè)方式前置機(jī)切換時(shí),發(fā)送命令:

EB90EB90EB9055FF02XX FF表示廣播,所有的切換板都切換到02模式不用區(qū)分通道四、切換柜-6最新的技術(shù)方向:

用一塊通道板完成調(diào)制/解調(diào)和切換的全部功能。公用模塊提供與前置機(jī)的命令接口

電源電源電源電源四、切換柜-7通道板流程圖五、串口擴(kuò)展裝置-1通信服務(wù)器 串口設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)五、串口擴(kuò)展裝置-2五、串口擴(kuò)展裝置-3前置機(jī)與串口擴(kuò)展裝置的通信方式 串口擴(kuò)展方式:TCP/IP方式

COM3192.10.10.168:4001 COM4192.10.10.168:4002 COM5 COM6 COM7 …… COM18192.10.10.168:4016

五、串口擴(kuò)展裝置-4總體接線圖5、后臺(tái)系統(tǒng)SCADA:SupervisoryControlAndDataAcquisition-不是一個(gè)全面的控制系統(tǒng),主要是基于管理層面的-位于硬件頂層的軟件系統(tǒng),通過(guò)PLC,RTU等模塊于被控系統(tǒng)聯(lián)系-廣泛應(yīng)用于工業(yè)的過(guò)程控制系統(tǒng)中-運(yùn)行于DOS,VMS,UNIX,NT,LINUX等操作系統(tǒng)之上-是一種軟實(shí)時(shí)的控制系統(tǒng),在電力系統(tǒng)中它是一個(gè)復(fù)雜的計(jì)算機(jī)群SCADA的位置電力系統(tǒng)SCADAActualFixedAccuratesimulation快照狀態(tài)估計(jì)拷貝電力系統(tǒng)AGCAVC在線閉環(huán)控制操作控制在線開(kāi)環(huán)控制電力系統(tǒng)調(diào)度計(jì)劃、模擬和培訓(xùn)離線分析和規(guī)劃培訓(xùn)模式SCADA是調(diào)度的“眼”和“手”數(shù)據(jù)流分類(lèi)控制任務(wù)分類(lèi)SCADA系統(tǒng)平臺(tái)大型調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)配置路由器調(diào)度員工作站報(bào)表工作站運(yùn)方工作站程序員工作站維護(hù)工作站網(wǎng)管工作站數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器數(shù)據(jù)采集服務(wù)器SCADA服務(wù)器數(shù)據(jù)通訊服務(wù)器WEB服務(wù)器DTS服務(wù)器DTS工作站模擬屏GPSGPSMODEMSPDnet安全I(xiàn)I區(qū)安全I(xiàn)II區(qū)SPTnet磁盤(pán)陣列終端服務(wù)器千兆/百兆交換機(jī)服務(wù)器路由器物理隔離高級(jí)應(yīng)用服務(wù)器撥號(hào)服務(wù)器認(rèn)證加密裝置前置系統(tǒng)主要功能:與變電站RTU的數(shù)據(jù)通信單機(jī)系統(tǒng):1-1

實(shí)際系統(tǒng):1-N前置系統(tǒng)——系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)源遠(yuǎn)動(dòng)通信技術(shù)傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)通信技術(shù)

——串行通信未來(lái)的通信方式-網(wǎng)絡(luò)通信采用光纖聯(lián)網(wǎng)技術(shù),連接距離10-100公里基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)動(dòng)傳統(tǒng)的通道切換方式使用通道切換柜通道切換柜中插入多塊通道切換板,所有的主備通道接入切換柜。

2N個(gè)輸入

2N個(gè)輸出現(xiàn)在的通道切換裝置使用智能通道板智能通道板是一種可編程的MODEM板??梢酝ㄟ^(guò)程序控制通道板在輸入的主備雙通道之間自動(dòng)切換。前置機(jī)和通道板之間采用內(nèi)部協(xié)議進(jìn)行通信,可以在線向通道板發(fā)送控制命令。前置系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入技術(shù)

RTU采用串行通信,前置系統(tǒng)需要接入大量的串行信號(hào)

必須提供某種設(shè)備,使前置機(jī)能夠訪問(wèn)多個(gè)RS232串口

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入方式

——采用串口擴(kuò)展設(shè)備

先進(jìn)的數(shù)據(jù)接入方式

——采用通信服務(wù)器

采用通信服務(wù)器接入通信數(shù)據(jù)已成為SCADA系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)采用串口擴(kuò)展設(shè)備接入數(shù)據(jù)串口擴(kuò)展設(shè)備原理——串口擴(kuò)展卡采用串口擴(kuò)展設(shè)備接入數(shù)據(jù)采用通信服務(wù)器接入數(shù)據(jù)通信服務(wù)器標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,將串行設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò),管理員給通信服務(wù)器分配一個(gè)IP地址,通信服務(wù)器自動(dòng)為每個(gè)串口分配一個(gè)端口號(hào)。訪問(wèn)串口->訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議,socket接口對(duì)每個(gè)串口,通信服務(wù)器提供高達(dá)230.4Kbps通信速率前置數(shù)據(jù)采集子網(wǎng)在前置工作站上安裝第三塊網(wǎng)卡。數(shù)據(jù)采集網(wǎng)上連接前置工作站和通信服務(wù)器組主流的服務(wù)器平臺(tái)

PC服務(wù)器

Unix服務(wù)器,Sun/HP主流的服務(wù)器操作系統(tǒng)

Unix Windows2000Server Linux主流的數(shù)據(jù)庫(kù)

MSSQLServer Oracle Sybase服務(wù)器系統(tǒng)——數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心調(diào)度員工作站——Window2000/XP其他人機(jī)工作站——維護(hù)、PAS分析等WEB發(fā)布服務(wù)器PC服務(wù)器Window2000ServerIIS服務(wù)操作系統(tǒng)(UNIX/LINUX,WindowsNT)和商用數(shù)據(jù)庫(kù)軟件結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)人機(jī)交互系統(tǒng)軟總線(事件/通信服務(wù))API模型建立WEB瀏覽系統(tǒng)安全與用戶(hù)管理拓?fù)浞治黾皠?dòng)態(tài)著色無(wú)功電壓控制…模擬操作統(tǒng)計(jì)計(jì)算告警歷史數(shù)據(jù)保存及查詢(xún)事故追憶遙控、遙調(diào)、對(duì)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件支持軟件應(yīng)用軟件報(bào)表AGCSCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)以關(guān)系庫(kù)為模板的、簡(jiǎn)化了的、基于內(nèi)存的數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)識(shí)名RTU點(diǎn)號(hào)數(shù)值田金2774線.末端有功金家?guī)X6610田金2774線.末端無(wú)功金家?guī)X675.0金西2774線.末端有功金家?guī)X681.0structalg{charszID[32];intnRTU;intnPNT;floatfVal;}alg[MX_ALG]tablealg{charszID[32];intnRTU;intnPNT;floatfVal;}DBA磁盤(pán)文件實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的映像直接物理地址訪問(wèn)方式傳統(tǒng)關(guān)系庫(kù)訪問(wèn)方式SCADA量測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)STATIONDEVICETYPEDEVICEDIGITALANALOGPULSECONTROLREGULATECONTROLDispQuality…Key,Point,..EngineDispQuality…UpperLimit,LowerLimit,…EngineDisp,HourDisp,PreHoyrDisp廠站(變電所,發(fā)電廠)設(shè)備類(lèi)型(變壓器,母線,線路,開(kāi)關(guān)…)設(shè)備(1#變,…)狀態(tài)量(開(kāi)/合,啟/停)是否可控當(dāng)前狀態(tài)質(zhì)量位控制量Key值,點(diǎn)號(hào),….模擬量(MW,MVA,kV,…)工程值當(dāng)前值質(zhì)量位調(diào)節(jié)量上界,下界,….脈沖量工程值當(dāng)前值、小時(shí)電量、前一小時(shí)電量SCADA的基本功能(一)數(shù)據(jù)采集(DataAcquisition)遙控和遙調(diào)操作(Tele-control,Tele-adjust)告警(Alarm)記錄(Logging)事故追憶(PDR,PostDisturbanceReview)事件順序記錄(SOE,SequenceofEventRecording)統(tǒng)計(jì)、計(jì)算(Statistics,Calculation)SCADA的基本功能(二)雙機(jī)切換(Failover)人機(jī)會(huì)話(ManMachineInterface)報(bào)表(Report)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c動(dòng)態(tài)著色(NetworkTopology,DynamicColoring)歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)WEB瀏覽模擬盤(pán)驅(qū)動(dòng)(MimicUpData)系統(tǒng)模型的建立工具SCADA的基本功能-數(shù)據(jù)預(yù)處理遙測(cè)量合理性校驗(yàn)遙測(cè)值變化率合理性校驗(yàn)遙測(cè)值的平滑濾波開(kāi)關(guān)變位可信性校驗(yàn)SCADA的基本功能-信息顯示和報(bào)警質(zhì)量監(jiān)視安全限制監(jiān)視開(kāi)關(guān)狀態(tài)停電監(jiān)視計(jì)劃值執(zhí)行情況設(shè)備狀態(tài)保護(hù)和自動(dòng)裝置的動(dòng)作狀態(tài)基于圖形界面的智能化支撐環(huán)境面向設(shè)備的圖形化、一體化建模歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)SCADA信息顯示的例子-棒圖適合顯示機(jī)組出力,電壓等數(shù)據(jù)SCADA信息顯示的例子-餅圖適合顯示份額數(shù)據(jù),如水電占總出力的份額,某機(jī)組出力占總出力的份額,等SCADA信息顯示的例子-曲線適合顯示某個(gè)量的變化趨勢(shì),如系統(tǒng)負(fù)荷,頻率,電壓等。SCADA的基本功能-遙控和遙調(diào)操作避免誤操作返訊校驗(yàn)畫(huà)面提示操作信息操作結(jié)果顯示智能化防誤操作調(diào)度錄音電話SCADA的基本功能-PDR,SOE記錄系統(tǒng)發(fā)生異常情況和事故發(fā)生的順序作用:事故后分析事故PDR:記錄事故前后一段時(shí)間間隔的重要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。SOE:對(duì)事故時(shí)各種開(kāi)關(guān)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置的狀態(tài)變化信號(hào)按時(shí)間順序排隊(duì)。要求精確的時(shí)鐘同步。EMS/DTS一體化系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖EMS應(yīng)用軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖拓?fù)浞治隹捎^測(cè)性分析網(wǎng)絡(luò)通信SCADADB遙信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)母線模型SE結(jié)果實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)遙測(cè)歷史斷面歷史斷面保存超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)外網(wǎng)等值在線潮流潮流結(jié)果靜態(tài)安全評(píng)定自動(dòng)故障選擇最優(yōu)潮流校正對(duì)策分析在線故障計(jì)算智能化網(wǎng)絡(luò)建模靈敏度分析經(jīng)濟(jì)評(píng)估分析量測(cè)系統(tǒng)分析維護(hù)短路容量掃描靜態(tài)電壓穩(wěn)定暫態(tài)穩(wěn)定分析短期負(fù)荷預(yù)測(cè)開(kāi)停機(jī)計(jì)劃水火電發(fā)電計(jì)劃調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)化組件化原有系統(tǒng)的問(wèn)題1、信息模型私有,無(wú)標(biāo)準(zhǔn);2、訪問(wèn)接口私有,可移植性差;3、協(xié)議私有,互操作性差。因此,如果要實(shí)現(xiàn)信息的集成和共享,則各信息孤島兩兩之間都需要開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的接口結(jié)果導(dǎo)致:1、不同供應(yīng)商的軟件系統(tǒng)間集成困難;2、不同地區(qū)的電力部門(mén)間數(shù)據(jù)交換困難;3、隨著信息系統(tǒng)規(guī)模的增大,甚至同一供應(yīng)商的不同軟件系統(tǒng)間集成也越來(lái)越困難。怎么辦?如何表達(dá)?如何交互?IEC61970-CIMIEC61970-CIS圖形交換草案(ScalableVectorGraphicsBased)國(guó)外研究進(jìn)展

在1990年,美國(guó)電力科學(xué)研究院(EPRI)確立了CCAPI(控制中心應(yīng)用程序接口)項(xiàng)目,EPRICCAPI項(xiàng)目的目標(biāo)是:1、主要目標(biāo)是形成一套導(dǎo)則或規(guī)范,以最小代價(jià)和無(wú)任何代碼改動(dòng)就可以將一個(gè)新應(yīng)用軟件安裝在正在運(yùn)行之中的EMS系統(tǒng)中,就象在臺(tái)式機(jī)上安裝軟件包,或者在計(jì)算機(jī)中加塊內(nèi)存,實(shí)現(xiàn)EMS應(yīng)用軟件的“即插式”應(yīng)用。2、最低目標(biāo)是探討一種方法,以減少目前需要在EMS系統(tǒng)中安裝第三方軟件的工作量。2000年12月,在美國(guó)Orlando,ABB、SIEMENS、ESCA、GEHarris等國(guó)際大公司基于IEC61970的公共信息模型(CIM)進(jìn)行了第一次互操作試驗(yàn)獲得成功;2001年5月,在美國(guó)的LasVegas,ABB、SIEMENS、ESCA、GEHarris等國(guó)際大公司基于IEC61970的公共信息模型(CIM)進(jìn)行了第二次互操作試驗(yàn)獲得成功;2002年6月在美國(guó)進(jìn)行了第三次互操作實(shí)驗(yàn),進(jìn)行了XML文檔的合并,進(jìn)行了潮流計(jì)算。2001年基于CIM的第二次互操作試驗(yàn)圖示

國(guó)內(nèi)研究情況2004年9月14~2004年9月16日在北京國(guó)調(diào)中心舉行了基于CISGDA接口的國(guó)內(nèi)第五次互操作試驗(yàn)?;緦?shí)現(xiàn)了基于XMLCIM模型的交換、合

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