远动课设

1题目及设计内容1.1题目：设计完成对双T结线的单线三相牵引变电所现场数据采集及监控，其主接线图如图1所示的牵引供电系统的遥测数据和遥信数据采集系统。图1-1简化的单母线分段带旁路母线接线的单线三相中心牵引变电所1.2设计内容：(1)数据采集；(2)规约编码（CDT规约）；(3)信号调制；(4)信道传输。2数据采集远程监控技术课程设计报告12.1遥信采集2.1.1硬件系统设计远动系统中传送的各种远动信息，在进入远动信道之前已经由远动装置将它们全部转化成二进制的数字信号，所以传输远动信息的传输系统属数字通信系统，如图2-1是数字通信模型。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smcRm*s*干扰图2-1是数字通信模型本设计采用光电耦合隔离如图2-2所示。QF+U+5VYX图2-2光电耦合隔离遥信取样电路如图2-3。图中当遥信信源连通（短路）时，输出YX为高电平；当遥信信源悬空或带有直流正电压时，YX为低电平。远程监控技术课程设计报告2YX+5V+U遥信信源+-图2-3遥信取样电路8路遥信量采集电路如图2-4。‘P0.0～P0.78031ALEDRRWP2.774LS373数据口8255A0A1DRRW174LS688Q口P口QPINT0CSA口B口YX88882图2-48路遥信量采集电路2.1.2采样结果采样结果如表2-1所示。表2-1采样结果开关编号QS6QS2QS10QF2QF6QS11QS12QF8现场状态闭合断开断开闭合闭合闭合断开闭合地址分配00H01H02H03H04H05H06H07H采样结果1001011010101001远程监控技术课程设计报告32.2遥测采集2.2.1硬件系统设计(1)由于电力系统的电量均为强电信号，因此这些量必须先经过电压互感器和电流互感器，再经过相应的变送器，转换成弱电信号。这些弱电直流模拟信号受多路开关控制分时接入A/D转换电路，经A/D转换电路后转换成一组二进制代码。这组二进制代码与转换的模拟量之间构成线性一一对应关系。遥测量的转换过程如图2-5。电量27.5KV多路模拟开关电压互感器电压变送器采样保持器模/数转换器数字量图2-5遥测量的转换过程八路遥测量的采集电路如图2-6所示。1kΩ0.1uFIN0~7UDDUCCGNDIN8~15OUTENA0~3+5V+15V-15V+15VPR124kΩ1kΩAD7506LF398Cs1000pF-15V100Ω100ΩREFINREFOUTBIPOFF10UINCSAGNDAOAGNDR/CSTSDB0~7DB8~11UCCUEEUCE12/8AB0~3S/HAD574A图2-68路遥测采集电路(2)A/D转换器的选择：模数转换器选用转换精度为8位的逐位比较式A/D转换器AD0809A，输入电压为0~5V。主机将运算结果通过并行输出端口输出二进制数据，再经过A/D转换器转换成相应的模拟量信号，再经功率放大器后驱动执行机构，以达到预定的控制要求，模拟量输出通道如图2-7所示。远程监控技术课程设计报告4CPU并行输出端口D/A转换线性功率放大器执行机构二进制数控制电压驱动功率图2-7模拟量输出通道2.2.2采样结果假如采集TV2的电压为26kV，则对其编码过程如下：电压互感器二次侧输出值为a,则有：1005.2726a可得a=94.5V电压变送器输出值为b,则有：51005.94b可得b=4.725VA/D转换后的值为c：c125725.48可得c=270将270转换成十六进制为：270=100001110B=10EH，即A/D输出值为：10EH。3远动信息的采集3.1信息组织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。循环式远动规约的帧结构如图3-1所示同步字控制字信息字1信息字2……信息字n图3-1循环式远动规约的帧结构(1)同步字标明一帧的开始，它取固定的48位二进制数。为了保证同步字在信道中的传输顺序为三组EB90H，写入串行口的同步字为三组D709(2)控制字由6个字节组成，它们是控制字节，帧类别，信息字数n，源站址，目标站址和校验码。如图3-2控制字和控制字节的组成。远程监控技术课程设计报告5控制字节帧类别信息字数n源站址校验码目的站址ELSD0001图3-2控制字和控制字节的组成(3)信息字由6个字节组成，如图3-3，其中第一个字节是功能码字节，第2~5字节是信息数据字节，第6个字节是效验码。功能码信息数据校验码图3-3信息字结构3.1.1遥信帧假设主站站址为00H，子站站址为01H，遥信帧的编码如下：EB90EB90EB9071F4010001CBF196A90000F93.1.2遥测帧EB90EB90EB9071C2010001C17F010E0000314信道编码采用两段查表法进行编码：设m=0111000111110100000000010000000000000001，g(x)=8x+2x+x+1，用软件表Ⅰ生成一个（48，40）系统循环码码字。将m分成信息段1M=01110001，2M=11110100，3M=00000001，4M=00000000，远程监控技术课程设计报告65M=00000001。利用两段查表法查出1M对应的中间余数1r=01010000。计算'2M=2M+1r=10100100，并查出'2M对应的中间余数2r=01110101；计算'3M=3M+2r=01110100，并查出'3M对应的中间余数3r=01001011；计算'4M=4M+3r=01001011，并查出'4M对应的中间余数4r=11110110；计算'5M=5M+4r=11110111，并查出'5M对应的中间余数5r=11001011。编出的码字是:c=0111000111110100000000010000000000000001110010115r=11001011B=CBH则遥信控制字的校验码为：CB；同理可得遥信信息字校验码为F9；遥测控制字校验码为C1；遥测信息字校验码为31。5调制二进制移频键控信号分为相位不连续的2FSK和相位连续的2FSK信号。前者用移频键控法产生，后者用直接移频法产生。图5-1为二进制移频键控（2FSK）的调制原理图。可变分频器晶振分频器低通滤波器放大器阻抗匹配变压器阻抗匹配变压器输出I输出II图5-12FSK的调制原理图6结论远程监控技术课程设计报告7本次课程设计中，用一个A/D转换器对多路输入的直流模拟电压，分时地进行了模拟量到数字量的转换，然后对远动信息组织规约及主站、子站地址进行了分析，接着采用循环数字传输模式运用软件表Ⅰ对信息字进行编码，最后进行了程序流程图的绘制和分析，初始化后，先将通道号置0，选通对应的模拟量，置采样/保持器为跟随状态，为使A/D转换过程中输入信号不变，因此信号保持是必要的。然后启动A/D转换，本题中A/D转换采用中断方式进行数据转换，监视A/D转换是否结束，待A/D转换结束后，取A/D转换的结果数据。参考文献[1]柳永智,刘晓川编.电力系统远动[M].北京:中国电力出版社,2006.[2]钱清泉主编.电气化铁道微机监控技术[M].北京:中国铁道出版社,2000.[3]TB11017-98,铁路电力牵引供电远动系统技术规范[S].铁道出版社,2000.[4]李华,王思明,张金敏编.单片机原理及应用[M].兰州:兰州大学出版社,2001.