1、題 目： 遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的現(xiàn)狀與發(fā)展專(zhuān) 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 陳愛(ài)軍 指導(dǎo)教師： 高 波 學(xué)習(xí)中心： 懷化學(xué)習(xí)中心 西 南 交 通 大 學(xué) 網(wǎng) 絡(luò) 教 育 學(xué) 院2011年 9月 19 日院系 西南交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 年級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 陳愛(ài)軍 學(xué)習(xí)中心 懷化學(xué)習(xí)中心 指導(dǎo)教師 高波 題目 遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的現(xiàn)狀與發(fā)展 指導(dǎo)教師評(píng) 語(yǔ) 是否同意答辯 過(guò)程分(滿(mǎn)分20) 指導(dǎo)教師 (簽章) 評(píng) 閱 人評(píng) 語(yǔ) 評(píng) 閱 人 (簽章)成 績(jī) 答辯組組長(zhǎng) (簽章) 年 月 日 畢 業(yè) 論 文 任 務(wù) 書(shū)班 級(jí) 2009級(jí)14班 學(xué)

2、生姓名 陳愛(ài)軍 學(xué) 號(hào) 開(kāi)題日期： 2011 年 6 月 20 日 完成日期： 2011 年 9 月 20 日題 目 遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的現(xiàn)狀與發(fā)展 1、 本論文的目的、意義 本論文旨在研究電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的原理及其實(shí)現(xiàn)，遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)度端設(shè)計(jì)，遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)應(yīng)用中的防電磁干擾問(wèn)題，遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用及未來(lái)發(fā)展方向。 遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)中起著關(guān)鍵性的作用，電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化建設(shè)已經(jīng)成為趨勢(shì)，遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)也必將得到更加廣泛和深入的應(yīng)用，這吸引著更多技術(shù)人員加入到遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的研究中來(lái)。 2、 學(xué)生應(yīng)完成的任務(wù) 閱讀相關(guān)的資料，進(jìn)行論文總體設(shè)計(jì)，完成相關(guān)設(shè)計(jì)圖和相關(guān)實(shí)驗(yàn)，最終完成論文的寫(xiě)作。

3、 3、 論文各部分內(nèi)容及時(shí)間分配：（共 12 周）第一部分熟悉課題，收集整理相關(guān)資料 ( 1 周) 第二部分系統(tǒng)分析與總體設(shè)計(jì) ( 2 周) 第三部分實(shí)地了解本單位遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備及應(yīng)用情況 ( 3 周) 第四部分詳細(xì)設(shè)計(jì) ( 3 周) 第五部分畢業(yè)論文文檔編寫(xiě)整理 ( 2 周) 評(píng)閱或答辯 ( 1 周)4、 參考文獻(xiàn) 詳見(jiàn)論文參考文獻(xiàn) 備 注 指導(dǎo)教師： 年 月 日審 批 人： 年 月 日目 錄摘要1第1章 緒論11.1 遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的概念11.2 微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的意義2第2章 微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的原理42.1 微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的組成42.2 計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的基本組成62.3 遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的分類(lèi)7第3章 調(diào)度端結(jié)構(gòu)

4、的設(shè)計(jì)93.1 調(diào)度端功能93.2 調(diào)度端硬件的設(shè)計(jì)93.3 調(diào)度端軟件的設(shè)計(jì)113.4 系統(tǒng)抗干擾的設(shè)計(jì)123.5 變電站抗電磁干擾的設(shè)計(jì)143.6 故障自動(dòng)檢測(cè)程序15第4章 遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題及未來(lái)發(fā)展方向194.1 存在問(wèn)題194.2發(fā)展方向21結(jié)論24致謝25參考文獻(xiàn)26摘 要遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)是調(diào)度端（監(jiān)控主站）與各執(zhí)行端（被控端）之間實(shí)現(xiàn)遙控、遙調(diào)、遙測(cè)、遙信技術(shù)的總稱(chēng)。遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)主要由調(diào)度端、執(zhí)行端、通信信道組成，在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文主要設(shè)計(jì)了調(diào)度端的結(jié)構(gòu)（硬件和軟件的設(shè)計(jì)），系統(tǒng)中的抗干擾措施，系統(tǒng)存在的問(wèn)題以及解決措施等內(nèi)容。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)已經(jīng)形成一門(mén)獨(dú)立的

5、學(xué)科。由于生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化程度日益提高，人們不斷謀求對(duì)生產(chǎn)過(guò)程，特別是對(duì)處于分散狀態(tài)的生產(chǎn)過(guò)程的集中監(jiān)視、控制和統(tǒng)計(jì)管理。為適應(yīng)上述目的，遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)在電力系統(tǒng)、綜合自動(dòng)控制理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)的基礎(chǔ)上迅速發(fā)展起來(lái)。 關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)；調(diào)度端；抗干擾；執(zhí)行端第1章 緒 論1.1 遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的概念遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)(Telecontrol System，有時(shí)也稱(chēng)為RemoteControl System)在基本設(shè)想方面，在應(yīng)用場(chǎng)合和完成其特定的任務(wù)方面都有著繁多的種類(lèi)，各自有著不同的特征。有的可能是一個(gè)很簡(jiǎn)單的單一對(duì)象控制；有的可能是一個(gè)很大的綜合系統(tǒng)。不管怎樣，遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)具有遠(yuǎn)距離的在人(或者機(jī)器)和機(jī)

6、器之間交換信息的機(jī)能。為了保證供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，調(diào)度所必須及時(shí)地掌握系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況。所以，從調(diào)度工作出發(fā)，一方面需要收集信息，要求變電所將斷路器的位置信號(hào)、事故信號(hào)及主要運(yùn)行參數(shù)等能迅速、正確、可靠地反映給調(diào)度所；另一方面，調(diào)度所切實(shí)了解到系統(tǒng)的運(yùn)行情況并進(jìn)行判斷處理后，應(yīng)對(duì)變電所(包括分區(qū)亭和開(kāi)閉所等)下達(dá)命令，去直接操作某些設(shè)備或調(diào)整某些參量，或去完成實(shí)時(shí)控制的任務(wù)。為了完成變電所與調(diào)度所之間遠(yuǎn)距離信息的實(shí)時(shí)自動(dòng)傳輸，必須應(yīng)用遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)，采用遠(yuǎn)動(dòng)裝置。簡(jiǎn)單地說(shuō)，遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)即是調(diào)度所與各被控端(包括變電所等)之間實(shí)現(xiàn)遙控、遙測(cè)、遙信和遙調(diào)技術(shù)的總稱(chēng)。由遠(yuǎn)動(dòng)裝置在調(diào)度所和變電所之間

7、充當(dāng)傳送各種信息的橋梁。其示意圖如圖l-1所示。采用遠(yuǎn)動(dòng)裝置對(duì)于監(jiān)視和控制系統(tǒng)的運(yùn)行是一個(gè)十分有利的工具。它是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)度和進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)調(diào)度綜合自動(dòng)化的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)裝置的主要功能是遙控、遙調(diào)、遙測(cè)和遙信。調(diào)度所牽引變電所牽引變電所YK，YTYK，YTYK，YTYX，YCYX，YCYX，YC圖1-1 電氣化鐵道遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)YK-遙控；YX-遙信;YC-遙測(cè)；YT-遙調(diào)總之，遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)已經(jīng)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)及國(guó)防部門(mén)所需要。盡管它的歷史不長(zhǎng)，但發(fā)展速度很快。最早使用的遠(yuǎn)動(dòng)裝置是有接點(diǎn)式裝置，它的主要元器件是繼電器。隨著新型電子器件的出現(xiàn)，以晶體管為主要元件的無(wú)接點(diǎn)式遠(yuǎn)動(dòng)裝置相繼出現(xiàn)。隨之而來(lái)的是由集成

8、元件構(gòu)成的全集成電路裝置的誕生，上述各型裝置都屬于布線(xiàn)邏輯裝置，它們按預(yù)定的要求進(jìn)至設(shè)計(jì)，使構(gòu)成裝置的各部分邏輯電路按固定的時(shí)間顧序工作，以完成預(yù)定的功能。這些裝置屬于硬件式的裝置，不能隨意進(jìn)行功能的擴(kuò)展。為了提高裝置的靈活性和可擴(kuò)性，以適應(yīng)多種用戶(hù)的不同需要，人們又研制出了軟件化的遠(yuǎn)動(dòng)裝置。如初期的微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置，以及目前廣泛使用的微型計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置(簡(jiǎn)稱(chēng)微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng))等。軟件化的遠(yuǎn)動(dòng)裝置和布線(xiàn)邏輯遠(yuǎn)動(dòng)裝置的主要區(qū)別如圖1-2所示。布線(xiàn)邏輯遠(yuǎn)動(dòng)裝置的邏輯電路中有一套時(shí)序電路，由它控制其余邏輯電路按時(shí)序工作，從而使輸入的待處理信息(如遙信對(duì)象的狀態(tài)量、要發(fā)送的遙控命令等)變成處理好的信息(如遙信信號(hào)

9、、遙控指令等)。由于這種裝置處理工作全部在邏輯電路中自動(dòng)進(jìn)行，要改變處理要求必須重新進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。而軟件化遠(yuǎn)動(dòng)裝置除硬件外，還包括軟件部分。整個(gè)裝置的工作由輸入的軟件加工程序控制。當(dāng)需要改變處理要求時(shí)，只需對(duì)程序進(jìn)行修訂。即使需要增加硬件，由于各部分電路是通過(guò)總線(xiàn)相互連結(jié)，擴(kuò)展也很方便。因此軟件化遠(yuǎn)動(dòng)裝置更具有靈活性和可擴(kuò)性。隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及，軟件化遠(yuǎn)動(dòng)裝置中以微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。從硬件設(shè)計(jì)上進(jìn)行劃分，微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：片級(jí)設(shè)計(jì)；板級(jí)或模塊級(jí)設(shè)計(jì)；系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)。片級(jí)設(shè)計(jì)是指用戶(hù)根據(jù)自己的要求選用不同類(lèi)的微處理器片、存貯器片、輸入輸出片等聯(lián)成自己的系統(tǒng)。板級(jí)或模塊

10、級(jí)設(shè)計(jì)則是直接采用單板機(jī)或軟硬件結(jié)合的多功能集成模塊構(gòu)成用戶(hù)系統(tǒng)。系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)是直接使用具有完整的硬件和軟件結(jié)構(gòu)的微型機(jī)系統(tǒng)，適當(dāng)配置一些接口電路，即可更方便地構(gòu)成一個(gè)滿(mǎn)足用戶(hù)要求的系統(tǒng)。顯而易見(jiàn)，隨著徽型計(jì)算機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置硬件的設(shè)計(jì)越趨簡(jiǎn)單。處理好的信息待處理信息布線(xiàn)邏輯電路加工程序計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)待處理信息處理好的信息(a)(b)圖1-2 硬件遠(yuǎn)動(dòng)裝置和軟件化遠(yuǎn)動(dòng)裝置的區(qū)別1.2 微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的意義遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的主要模塊：一是集中監(jiān)視，提高安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。正常狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)合理的系統(tǒng)運(yùn)行方式。事故時(shí)，及時(shí)了解事故發(fā)生和范圍，加快事故處理；二是集中控制，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。調(diào)度人員借助遠(yuǎn)動(dòng)

11、裝置進(jìn)行遙控或遙調(diào)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化或少人化，并提高運(yùn)行操作質(zhì)量，改善運(yùn)行人員的勞動(dòng)條件。電力系統(tǒng)采用遠(yuǎn)動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視和控制，可以保證供電質(zhì)量，提高可靠性和減少維修費(fèi)用。其經(jīng)濟(jì)效益是很明顯的，因而在一些技術(shù)先進(jìn)國(guó)家的牽引供電設(shè)備中廣泛采用遠(yuǎn)動(dòng)裝置。此外，列車(chē)運(yùn)行、石油開(kāi)采、煤田、農(nóng)田灌溉、給排水系統(tǒng)、大工廠(chǎng)及聯(lián)合企業(yè)、氣象宇航原子能的應(yīng)用以及軍事目標(biāo)的控制等，或是由于控制對(duì)象遠(yuǎn)離控制點(diǎn)，或是由于被控對(duì)象有危險(xiǎn)不宜接近，均需采用遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)。而且，隨著技術(shù)的發(fā)展，需采用遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的領(lǐng)域和場(chǎng)合更加日益廣泛?？傊h(yuǎn)動(dòng)技術(shù)已經(jīng)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)及國(guó)防部門(mén)所需要。盡管它的歷史不長(zhǎng)，但發(fā)展速度很快。第2章 微機(jī)

12、遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的原理2.1 微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的組成以微型機(jī)為主構(gòu)成、以完成常規(guī)“四遙”功能為目標(biāo)的監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)為微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，即SCADA系統(tǒng)(Supervisory Control and DataAcquisition System)。這種遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的被控端簡(jiǎn)稱(chēng)為遠(yuǎn)方終端，即RTU(Remote Terminal Unit)。由于計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度越來(lái)越快、功能越來(lái)越強(qiáng)，使得微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)除了完成常規(guī)的“四遙”功能外，還可完成許多其它的數(shù)據(jù)處理和管理功能，如根據(jù)需要，編制各種不同的圖形、報(bào)表，可提供復(fù)示終端，可與其它系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)等功能，還可提供操作人員的在線(xiàn)培訓(xùn)、防誤操作以及輔助決策等功能。因

13、此，具有這些擴(kuò)展功能的微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，我們稱(chēng)之為微機(jī)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)(Dispatching Automation System)，也簡(jiǎn)稱(chēng)為微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(SupervisoryControl System)。最簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)包括三個(gè)部分：命令(遠(yuǎn)動(dòng)信息)的產(chǎn)生、命令的傳送以及命令的接收。遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)送端設(shè)備就是命令的產(chǎn)生部分，遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的接收端設(shè)備就是命令的接收部分，而命令的傳送部分就是遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的信道。從結(jié)構(gòu)上講，遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)與一般自動(dòng)化系統(tǒng)之間最大的區(qū)別就在于信道的存在。由于遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中存在著信道，那么被傳達(dá)的命令也應(yīng)該被轉(zhuǎn)換成適合于在信道中傳送的最好形式。這種形式往往與一般自動(dòng)化系統(tǒng)中命令的形式有很大

14、區(qū)別，因此在遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中就需要一些特殊的轉(zhuǎn)換設(shè)備來(lái)轉(zhuǎn)換命令。由于距離較遠(yuǎn)，再加上信道的存在，遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上就存在著一定的弱點(diǎn)，即易受外來(lái)的干擾，降低了命令的準(zhǔn)確性和整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)所需傳送的命令愈多、系統(tǒng)愈復(fù)雜時(shí)，信道的結(jié)構(gòu)也就愈復(fù)雜，這個(gè)弱點(diǎn)也就愈突出，并且信道的成本也愈高。因此，需要有一系列的措施來(lái)保證系統(tǒng)的正常、可靠和經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是千變?nèi)f化的，但基本原理是類(lèi)似的。圖2-1給出了遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)原理框圖。下行信道 遠(yuǎn)動(dòng)裝置控制端 傳輸系統(tǒng) 遠(yuǎn)動(dòng)裝置被控端YXYC變送器A/DYKYT執(zhí)行上行信道YKYT編碼，YCYX譯碼YKYT輸入YCYX指示抗干擾編譯碼調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器抗干擾

15、編譯碼YKYT譯碼，YCYX編碼圖2-1 遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)原理框圖我們把進(jìn)行控制的一側(cè)稱(chēng)為控制端(調(diào)度端，即Cc)，把被控制的一側(cè)稱(chēng)為被控端(執(zhí)行端，即RTU)。這兩端由信道連接起來(lái)，從控制端向被控端發(fā)送的數(shù)據(jù)稱(chēng)“下行”數(shù)據(jù)；反之，從被控端向控制端發(fā)送的數(shù)據(jù)稱(chēng)“上行”數(shù)據(jù)。設(shè)在調(diào)度所的控制端要將遙控、遙調(diào)命令送到被控端去執(zhí)行，遙控或遙調(diào)命令經(jīng)編碼編成數(shù)字信號(hào)。在遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中傳送的信號(hào)，在傳輸過(guò)程中會(huì)受到各種干擾，可能使信號(hào)發(fā)生差錯(cuò)。為提高傳輸?shù)目煽啃?，?duì)遙控、遙調(diào)的數(shù)字信息要進(jìn)行抗干擾編碼，以減小由于干擾而引起的差錯(cuò)。由于數(shù)字脈沖信號(hào)一般不適宜直接傳輸，例如利用電話(huà)線(xiàn)路作為信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ罆r(shí)，線(xiàn)路的電感、

16、電容會(huì)使脈沖信號(hào)產(chǎn)生很大的衰減和變形，所以要用通信設(shè)備部分的調(diào)制器把數(shù)字脈沖信號(hào)變成適合于傳輸?shù)男盘?hào)，如變成正弦信號(hào)傳輸。這樣，控制端就把經(jīng)過(guò)調(diào)制后的遙控、遙調(diào)信號(hào)發(fā)送出去，送到被控端接收。接收端首先用通信設(shè)備中的解調(diào)器把正弦信號(hào)還原成原來(lái)的數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)抗干擾譯碼進(jìn)行檢錯(cuò)，檢查信號(hào)在傳輸過(guò)程中是否因干擾的影響而發(fā)生錯(cuò)碼。檢查出錯(cuò)誤的碼組就拒絕執(zhí)行，正確時(shí)則遙控、遙調(diào)譯碼后分別執(zhí)行。對(duì)遙測(cè)、遙信，被控端則是發(fā)送端，而控制端則是接收端。被控端要將遙測(cè)、遙信量送到控制中心去顯示或記錄。遙測(cè)量是電量或非電量，經(jīng)過(guò)變送器后，通常變成05V的直流模擬電壓，輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器。模數(shù)轉(zhuǎn)換器將輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成

17、數(shù)字量，進(jìn)行遙測(cè)、遙信編碼。而遙信是開(kāi)關(guān)量，可以直接編碼。再進(jìn)行抗干擾編碼后，經(jīng)調(diào)制后發(fā)送出去，送到控制中心接收端經(jīng)解調(diào)和抗干擾譯碼進(jìn)行檢查，檢查出錯(cuò)的碼組就放棄不用，正確的碼組則分別去顯示或指示。由于距離遠(yuǎn)而使通信部分的投資費(fèi)用增大，而控制中心和變電所等被控端之間需要傳送的信息又較多，為了使同一信道傳送更多的信息，充分發(fā)揮信道的作用，就需要采用多次復(fù)用的辦法。目前有按頻率和時(shí)間劃分的兩種制式，簡(jiǎn)稱(chēng)為頻分制和時(shí)分制。在頻分制中，各種遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)是用不同頻率的信號(hào)來(lái)傳送的，例如用頻率f1、f2、fn分別代表以種不同的信號(hào)，這些同頻率信號(hào)可以在同一信道中同時(shí)傳送。為了使傳送的各種遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)互不干擾，在發(fā)

18、送端和接收端都設(shè)有通帶頻率濾波器。在時(shí)分制中，待傳的遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)是按規(guī)定的時(shí)間先后順序，依次在信道中逐個(gè)傳送。例如有一個(gè)斷路器位置狀態(tài)信號(hào)需要傳送，可以先送第一個(gè)斷路器位置狀態(tài)信號(hào)，再依次送第二個(gè)。第三個(gè)等等。如上所述，遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)是將供電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、命令從一端傳送到另一端去控制執(zhí)行、顯示或記錄。2.2 計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的基本組成計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的主要任務(wù)是對(duì)物體和各種過(guò)程實(shí)時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)控與調(diào)度。圖2-2 遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的組成由現(xiàn)場(chǎng)信息轉(zhuǎn)換與控制機(jī)構(gòu)、遠(yuǎn)動(dòng)終端RTU、通信信道、調(diào)度端四大部分組成。1.現(xiàn)場(chǎng)信息轉(zhuǎn)換與控制機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)信息轉(zhuǎn)換包括需要測(cè)量對(duì)象信息的轉(zhuǎn)換與放大和被控對(duì)象的執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分

19、。遠(yuǎn)動(dòng)終端只能采集和接收符合要求的電信號(hào)，而測(cè)量對(duì)象則往往還有非電信號(hào)的物理量，如壓力、水速、溫度等。因此，由傳感器將非電信號(hào)的量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并經(jīng)放大和加工處理后，變?yōu)檫h(yuǎn)程終端接收的電信號(hào)。對(duì)于有些就是電信號(hào)的物理量，如電力系統(tǒng)電壓、電流、功率、電度等參數(shù)的測(cè)量，因其幅度大小不標(biāo)準(zhǔn)，需要經(jīng)適當(dāng)變換，使之滿(mǎn)足RTU的要求，轉(zhuǎn)換后電信號(hào)有的是其值隨時(shí)間變化而連續(xù)變化的模擬量，有的是數(shù)值離散化的脈沖量，而有的是表示開(kāi)關(guān)狀態(tài)的開(kāi)關(guān)量。2.遠(yuǎn)動(dòng)終端遠(yuǎn)動(dòng)是位于遠(yuǎn)距離調(diào)度端對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)和控制的裝置。它接收和處理現(xiàn)場(chǎng)信息經(jīng)轉(zhuǎn)換后送來(lái)的模擬量、脈沖量和開(kāi)關(guān)量：為每一空置執(zhí)行機(jī)構(gòu)回路提供繼電器的1-2對(duì)常開(kāi)或

20、常閉節(jié)點(diǎn)；為每一調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)回路提供繼電器的1-2對(duì)常閉節(jié)點(diǎn)；為每一調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)回路輸出控制信號(hào)，輸出信號(hào)為可調(diào)直流電壓、可調(diào)脈沖或可調(diào)脈沖寬度有三種形式中的任一種。隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在RTU中采用多CPU的分布式處理技術(shù)，使各功能模塊化，有利于提高RTU的各項(xiàng)性能指標(biāo)。3.通信信道在計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中用于傳送遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的通信信道稱(chēng)之遠(yuǎn)動(dòng)信道。遠(yuǎn)動(dòng)信道的質(zhì)量是確保計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)可靠 運(yùn)行的重要前提，計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)度端與各遠(yuǎn)動(dòng)終端RTU通常構(gòu)成1：N的集散監(jiān)控與調(diào)度，通信信道則擔(dān)負(fù)調(diào)度端與各遠(yuǎn)動(dòng)終端RTU間數(shù)據(jù)傳送的重任。在一個(gè)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中，調(diào)度端和各遠(yuǎn)動(dòng)終端的質(zhì)量再好，如果信道不過(guò)

21、關(guān)，這樣的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)則毫無(wú)用處。4.調(diào)度端計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)最主要的人-機(jī)界面部分的主要調(diào)度操作都在調(diào)度端實(shí)現(xiàn)，各遠(yuǎn)動(dòng)終端和子監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)采集到的有關(guān)數(shù)據(jù)都要定時(shí)或不定時(shí)在調(diào)度端予以匯總。根據(jù)調(diào)度端的設(shè)備配置，可分為單機(jī)調(diào)度端、多機(jī)調(diào)度端、雙機(jī)備用調(diào)度端和網(wǎng)絡(luò)調(diào)度端。調(diào)度端YKYTYCYX執(zhí)行端遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)如圖2-3，在圖中，調(diào)度端是遙控、遙調(diào)信息的發(fā)送端，而執(zhí)行端是這兩種信息地接收端，我們把遙控、遙調(diào)信息稱(chēng)之為“下行”信息。反過(guò)來(lái)，執(zhí)行端是遙測(cè)、遙信信息的發(fā)送端。而調(diào)度端是這兩種信息地接收端，我們把遙測(cè)、遙信信息稱(chēng)之為“上行”信息。 圖2-3 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基本構(gòu)成 2.3 遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的分類(lèi)動(dòng)技術(shù)的

22、傳送方式分為兩大類(lèi)，即循環(huán)數(shù)字傳送方式(稱(chēng)CDT方式)和查詢(xún)傳送方式(稱(chēng)Polling方式)。循環(huán)傳送方式是以被控端的遠(yuǎn)動(dòng)裝置為主，周期性地采集數(shù)據(jù)，并且周期性地以循環(huán)的方式向調(diào)度端發(fā)送數(shù)據(jù)，即由被控端傳送遙測(cè)、遙信量給調(diào)度端。查詢(xún)傳送方式是以調(diào)度端為主。由調(diào)度端發(fā)出查詢(xún)命令，被控端按發(fā)來(lái)的命令而工作，被查詢(xún)的站向調(diào)度靖?jìng)魉蛿?shù)據(jù)或狀態(tài)信息。遠(yuǎn)動(dòng)裝置按工作方式分類(lèi)，可分為(1：1)工作方式，(1：N)工作方式及(M：N)工作方式。(1：1)工作方式是指在被控端裝一臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)裝置。在調(diào)度端對(duì)應(yīng)地也裝一臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)裝置；(1：N)工作方式是指調(diào)度端一臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)裝置對(duì)應(yīng)著各被控端的N臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)裝置；(M：N)工作方式是

23、指調(diào)度端M臺(tái)裝置對(duì)應(yīng)被控站N臺(tái)裝置。此外，根據(jù)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)所采用的信道、被控對(duì)象和所用元件的不同，也可以有不同的分類(lèi)方法。例如根據(jù)傳送信號(hào)是利用有線(xiàn)信道還是無(wú)線(xiàn)信道，可分為有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)；根據(jù)信道數(shù)目是隨著控制對(duì)象數(shù)目而增加還是與被控對(duì)象數(shù)目的多少無(wú)關(guān)，可分為少信道和多信道遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)；根據(jù)被控對(duì)象是分散還是集中、是固定還是活動(dòng)、是在鐵路沿線(xiàn)那樣鏈?zhǔn)椒植歼€是以控制端為中心向四周輻射式分布，就分別稱(chēng)為分散型或集中型遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、固定目標(biāo)或活動(dòng)目標(biāo)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、鏈?zhǔn)交蜉椛涫竭h(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)等。也可以根據(jù)裝置采用的元件是有接點(diǎn)還是無(wú)接點(diǎn)，而分為有接點(diǎn)和無(wú)接點(diǎn)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)；按遠(yuǎn)動(dòng)功能是用硬件實(shí)現(xiàn)還是靠軟件實(shí)現(xiàn)，而分為布線(xiàn)邏輯

24、式和軟件化遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)；甚至可視其是否有一個(gè)遠(yuǎn)程自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而分為開(kāi)式和閉式遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)等等。第3章 調(diào)度端結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1 調(diào)度端功能由于被控對(duì)象系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)裝置提出了多功能甚至智能化的要求，大規(guī)模集成電路和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，提供了功能強(qiáng)、功耗小、可靠性高和價(jià)格低廉的微處理器和存儲(chǔ)器等各種器件，促進(jìn)了采用由微型計(jì)算機(jī)組成遠(yuǎn)動(dòng)裝置的研究和開(kāi)發(fā)應(yīng)用。微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置主要由軟件來(lái)工作，它的主要功能不是通過(guò)布線(xiàn)邏輯電路，而是對(duì)微型計(jì)算機(jī)編制一定的指令程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其實(shí)質(zhì)就是把原來(lái)功能按空間分布的布線(xiàn)邏輯，轉(zhuǎn)變?yōu)榘压δ馨磿r(shí)間分布的指令流的執(zhí)行過(guò)程。微型計(jì)算機(jī)具有豐富的指令系統(tǒng)、足夠的內(nèi)存容量、較快的運(yùn)

25、算速度等特點(diǎn)，所以構(gòu)成裝置除具有常規(guī)遠(yuǎn)動(dòng)的遙信、遙測(cè)、遙控和遙調(diào)進(jìn)行實(shí)時(shí)信息傳送功能外，還具備數(shù)據(jù)處理、人機(jī)聯(lián)系和當(dāng)?shù)匮不貦z測(cè)等功能。在數(shù)據(jù)處理功能方面可實(shí)現(xiàn)遙信優(yōu)先、事故順序記錄、遙測(cè)標(biāo)度變換、越限判斷、數(shù)字量總加、數(shù)據(jù)精度校核、信息轉(zhuǎn)發(fā)碼格式變換、信道誤字率統(tǒng)計(jì)等。調(diào)度端具體功能如下。1.數(shù)據(jù)收集調(diào)度端收集RTU發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)，如模擬量、數(shù)字量、狀態(tài)量，這些量由調(diào)度端和遙信來(lái)完成，在CRT上顯示有關(guān)數(shù)據(jù)。2.數(shù)據(jù)處理 在調(diào)度端上對(duì)RTU送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、運(yùn)算、判斷、如有功功率、無(wú)功功率、電能量等的總加、越限告警，連續(xù)模擬量輸出記錄如電壓曲線(xiàn)、負(fù)荷曲線(xiàn)等。3.控制與調(diào)節(jié) 實(shí)現(xiàn)人-機(jī)對(duì)話(huà)，形成

26、命令與下發(fā)命令到RTU實(shí)現(xiàn)遙控操作斷路器、系統(tǒng)接地故障查找開(kāi)關(guān)事故變位、事故畫(huà)面優(yōu)先顯示、光聲告警事件順序記錄、事故追憶、調(diào)節(jié)功率因數(shù)以投入備用電容組補(bǔ)償?shù)取?.人機(jī)聯(lián)系 在調(diào)度端收集整理與處理RTU上送數(shù)據(jù)，先是有關(guān)數(shù)據(jù)，變電所一次實(shí)時(shí)接線(xiàn)圖，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示，負(fù)荷曲線(xiàn)顯示，電壓棒形圖，電流棒形圖，修改實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，修改圖形報(bào)表，發(fā)送遙控、遙測(cè)命令校對(duì)命令。在人-機(jī)聯(lián)系的另一方面就是制表打印，定點(diǎn)打印負(fù)荷、電能、日、月運(yùn)行報(bào)表，召喚打印，操作報(bào)表打印，異常及事故打印，畫(huà)面拷貝等。3.2 調(diào)度端硬件的設(shè)計(jì)調(diào)度端遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備是以單機(jī)或多機(jī)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，完成遙控命令的發(fā)送和遙測(cè)遙信數(shù)據(jù)的接收、輸出執(zhí)行

27、等功能。目前主要用微機(jī)構(gòu)成SCADA系列作為主機(jī)，另配上大屏幕彩色顯示器、打印機(jī)、鼠標(biāo)或光筆等外部設(shè)備構(gòu)成。主機(jī)完成大量的數(shù)據(jù)處理、人機(jī)聯(lián)系、畫(huà)面曲線(xiàn)等工作。為減輕主機(jī)的負(fù)擔(dān)，加快運(yùn)算速度，滿(mǎn)足實(shí)時(shí)控制的要求，系統(tǒng)一般還配置前置機(jī)，來(lái)承擔(dān)遠(yuǎn)動(dòng)信息的收集與處理（通信）。1.調(diào)度端結(jié)構(gòu) 遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度端系統(tǒng)放置在調(diào)度所內(nèi)。用以完成設(shè)計(jì)要求的功能和顯示、打印、操作等等。它主要由主處理器、只讀存儲(chǔ)器ROM、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、I/O接口和外設(shè)（打印機(jī)、顯示器、鍵盤(pán)、模擬屏、MODEM）等組成。調(diào)度端結(jié)構(gòu)框圖如圖3-1所示。去信道大屏幕彩色顯示器 鍵盤(pán) 前置機(jī) 調(diào)度主機(jī) 模擬屏 鼠標(biāo)記錄打印機(jī)制表打印

28、機(jī)圖3-1 調(diào)度端結(jié)構(gòu)框圖（1）主機(jī)采用高性能的商用系統(tǒng)微機(jī)或工控機(jī)。主機(jī)硬件配置原理框圖如圖3-2所示。 信道 鍵盤(pán)接口接口接口 遙信 顯示ROM接口接口接口接口接口接口接口接口接口接口接口接口RAM 后臺(tái)計(jì)算機(jī)MODEM 遙測(cè) 顯示CPU圖3-2 微機(jī)構(gòu)成的調(diào)度端遠(yuǎn)動(dòng)裝置框圖（2）大屏幕顯示器大屏幕顯示器主要用來(lái)顯示變電所主接線(xiàn)土，開(kāi)關(guān)的位置狀態(tài)，遙測(cè)采集的數(shù)據(jù)、曲線(xiàn)、棒圖、報(bào)表等。（3）鍵盤(pán)、鼠標(biāo)人-機(jī)聯(lián)系的接口。（4）打印機(jī)用來(lái)打印制表、事件記錄。（5）模擬屏調(diào)度人員最關(guān)心的是供電系統(tǒng)的運(yùn)行方式，在系統(tǒng)模擬屏上遙信輸出直接反映了各斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，還可以在屏上相應(yīng)位置配置遙測(cè)

29、數(shù)字顯示儀表，以指示參數(shù)。事故時(shí)，通過(guò)跳閘斷路器位置的色燈閃光，配合音響告警裝置，事故指示非常直觀。（6）前置機(jī)承擔(dān)遠(yuǎn)動(dòng)信息地收集與處理工作。3.3 調(diào)度端軟件的設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件：指為了便于用戶(hù)使用計(jì)算機(jī)，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)硬件的功能而專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的、對(duì)其他程序進(jìn)行管理、為其他程序提供方便、為其他程序服務(wù)的軟件。系統(tǒng)軟件的主要內(nèi)容： 為用戶(hù)編制、調(diào)試程序提供的手段和工具。 對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行調(diào)度和管理的操作系統(tǒng)。 其他服務(wù)程序。1.操作系統(tǒng)的概念操作系統(tǒng)是微機(jī)最基本的系統(tǒng)軟件，是硬件機(jī)器的第一級(jí)擴(kuò)充，由它來(lái)管理內(nèi)存分配，鍵盤(pán)操作，屏幕顯示，驅(qū)動(dòng)軟盤(pán)等外設(shè)。操作系統(tǒng)分三類(lèi)。（1）批處理系統(tǒng)。在批處理系統(tǒng)中,用戶(hù)一

30、般不直接操作計(jì)算機(jī),而是將作業(yè)遞交給系統(tǒng)管理人員。（2）分時(shí)系統(tǒng)。分時(shí)系統(tǒng)允許多個(gè)用戶(hù)同時(shí)聯(lián)機(jī)與系統(tǒng)進(jìn)行交換通信。（3）實(shí)時(shí)系統(tǒng)。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的一個(gè)主要特點(diǎn)是有嚴(yán)格的時(shí)間限制，每一個(gè)信息的接收，分析處理和發(fā)送過(guò)程必須在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)完成。2.支持軟件對(duì)于遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)主要包括：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和監(jiān)控圖形生成系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)包括建立數(shù)據(jù)庫(kù)、修改數(shù)據(jù)、提取數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。3.應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件包括：數(shù)據(jù)收集軟件、模擬屏接口軟件、同后臺(tái)機(jī)通信的軟件、計(jì)算軟件等。3.4 系統(tǒng)抗干擾的設(shè)計(jì)微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性是由多種因素決定的，其中系統(tǒng)的抗干擾性能是系統(tǒng)可靠性的重要指標(biāo)，抗干擾設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)研制中

31、不可忽視的重要內(nèi)容。工業(yè)生產(chǎn)中干擾竄入系統(tǒng)的主要渠道有三條：（1）空間干擾通過(guò)電磁輻射竄入系統(tǒng)；（2）過(guò)程通道干擾通過(guò)與主機(jī)相連的前向和后向通道或與主機(jī)相連的其他相互通道串入主機(jī)；（3）供電系統(tǒng)的干擾通過(guò)傳輸線(xiàn)竄入系統(tǒng)。一般情況下空間干擾在強(qiáng)度上遠(yuǎn)小于其他兩個(gè)渠道竄入的干擾，而且可通過(guò)良好的屏蔽與正確的接地、高頻濾波等加以解決，故微機(jī)控制系統(tǒng)重要點(diǎn)防止供電系統(tǒng)及過(guò)程通道的干擾。1.供電系統(tǒng)的抗干擾措施為了防止從電源系統(tǒng)竄入干擾，控制系統(tǒng)可采用如圖3-3所示的供電配置。A/D板D/A板CPU板RAM板 交流穩(wěn)壓器 低通濾波器 隔離變壓器1：1非穩(wěn)壓直流整流器 雙T濾波器220V交流+9V+18V

32、18V地穩(wěn)壓塊圖中交流穩(wěn)壓器用來(lái)保證供電的穩(wěn)定性，防止電源系統(tǒng)的過(guò)壓與欠壓；隔離變壓器可采用屏蔽層隔離以減小分布電容，提高抗共模干擾的能力；低通濾波器濾去高頻干擾，改善電源波形。圖3-3 抗干擾的供電配置2.過(guò)程通道干擾及抗干擾措施過(guò)程通道允許傳輸線(xiàn)的長(zhǎng)度與計(jì)算機(jī)的主振頻率有關(guān)，按照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：1MHz的主振頻率，允許信號(hào)傳輸距離為0.5m；當(dāng)頻率升至4MHz時(shí)，允許距離為0.3m。超出這個(gè)范圍，即作長(zhǎng)線(xiàn)處理。因此在過(guò)程通道中長(zhǎng)線(xiàn)傳輸?shù)母蓴_是主要干擾。為了保證長(zhǎng)線(xiàn)傳輸?shù)目煽啃?，主要措施有光電耦合、雙絞線(xiàn)傳輸和阻抗匹配等。3.印刷電路板及電路的抗干擾設(shè)計(jì) （1）關(guān)于地線(xiàn)的處理：（2）電源線(xiàn)的處

33、理： （3）去耦電容的配置： （4）其他： 圖3-4 采用RC電路減少干擾4.軟件的抗干擾措施在微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中，大量的干擾源雖不能造成硬件系統(tǒng)地?fù)p害，但常常使系統(tǒng)不能正常工作，控制失靈，甚至造成重大事故。因此，除硬件上采取必要的抗干擾措施外，軟件抗干擾問(wèn)題的研究越來(lái)越引起人們的重視。（1）干擾對(duì)測(cè)控系統(tǒng)的影響干擾使數(shù)據(jù)采集的誤差加大；干擾侵入微機(jī)控制系統(tǒng)的前向通道，疊加在信號(hào)上，使數(shù)據(jù)采集的誤差加大。當(dāng)通道的傳感器接口是小電壓信號(hào)輸入時(shí)，更為嚴(yán)重，尤其工頻干擾常伴隨信號(hào)輸入。采用硬件手段雖可以濾除，但電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。采用軟件抑制工頻干擾是當(dāng)前串模工頻干擾抑制技術(shù)的一項(xiàng)新技術(shù)。干擾使輸出控制誤差加

34、大。在微機(jī)控制系統(tǒng)中，控制狀態(tài)的輸出常常是依據(jù)某些條件狀態(tài)的輸入和條件狀態(tài)的邏輯處理結(jié)果。在這些環(huán)節(jié)中，由于干擾的侵入，會(huì)造成條件狀態(tài)的偏差、失誤，致使輸出控制誤差加大，甚至控制失常。數(shù)據(jù)受干擾發(fā)生變化。通?？刂瞥绦?、表格以及常數(shù)都存于ROM中，但可讀寫(xiě)得RAM及狀態(tài)寄存器在某些干擾的影響下會(huì)發(fā)生變化。根據(jù)干擾竄入的渠道和受干擾的數(shù)據(jù)性質(zhì)不同，系統(tǒng)會(huì)損壞的狀況不同，可能會(huì)造成數(shù)值誤差、控制失靈、部件的工作狀態(tài)改變或程序改變，從而導(dǎo)致系統(tǒng)工作不正常。干擾使程序運(yùn)行失常。如果強(qiáng)干擾造成程序計(jì)數(shù)器PC值發(fā)生變化，就破壞了程序的正常運(yùn)行，再PC值的錯(cuò)誤指引下，程序?qū)l(fā)出一系列毫無(wú)意義的錯(cuò)誤指令，最后進(jìn)

35、入“死循環(huán)”使輸出嚴(yán)重混亂或系統(tǒng)失去控制。（2）提高采樣信號(hào)信噪比的措施 由于加入前向通道上的干擾性質(zhì)及產(chǎn)生后果不同，采用的抗干擾方法也不同，沒(méi)有固定模式。一般說(shuō)來(lái)，為了消除傳感器通道中的干擾信號(hào)，除在硬件上采用有源或無(wú)源RLC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行濾波外，常常運(yùn)用CPU的運(yùn)算、控制功能、進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)值邏輯運(yùn)算，達(dá)到濾波的效果，這就是數(shù)字濾波。（3）軟件冗余措施 對(duì)于條件控制系統(tǒng)，把對(duì)控制條件的一次采樣、處理、控制輸出改為循環(huán)地采樣、處理、控制輸出。這種方法對(duì)于慣性較大的控制系統(tǒng)具有良好的抗偶然性因素干擾的作用。（4）設(shè)置自診斷程序 設(shè)置自診斷程序以保證系統(tǒng)信息存儲(chǔ)、傳輸、運(yùn)算的高可靠性。3.5 變電站抗電

36、磁干擾的設(shè)計(jì)1.變電站內(nèi)電磁干擾產(chǎn)生的原因及其特點(diǎn) （1）電磁干擾源分析目前與電力系統(tǒng)有關(guān)的電磁干擾源有外部干擾和內(nèi)部干擾兩方面。外部干擾源指的是與遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，而是由使用條件和外部環(huán)境因素決定的干擾源。對(duì)變電站的RTU裝置來(lái)說(shuō)，外部干擾源主要有交、直流回路開(kāi)關(guān)操作、擾動(dòng)性負(fù)荷（非線(xiàn)形負(fù)荷、波動(dòng)性負(fù)荷）短路故障、大氣過(guò)電壓（雷電）、靜電、無(wú)線(xiàn)電干擾和核電磁脈沖等，概括表現(xiàn)為如下三類(lèi)：變電站設(shè)備的交流電源及直流電源受低頻振動(dòng)擾動(dòng)；傳導(dǎo)瞬變和高頻干擾；場(chǎng)的干擾。（2）電磁干擾的耦合途徑電磁干擾耦合的途徑可歸納為如下幾種：1 電容性耦合。 2 電感性耦合。 3 共阻抗耦合。4 輻射耦合。 （3

37、）電磁干擾可能造成的后果1 電源回路干擾的后果。 2 模擬量輸入通道干擾的后果。 3 開(kāi)關(guān)量輸入、輸出通道干擾的后果。 4 CPU和數(shù)字電路受干擾的后果。 2.變電站抗電磁干擾的措施（1）屏蔽措施一次設(shè)備與自動(dòng)化系統(tǒng)輸入、輸出的連接采用帶有金屬外皮（屏蔽層）的控制電纜，電纜的屏蔽層兩端接地，對(duì)電場(chǎng)耦合和磁耦合都有顯著的削弱作用。 二次設(shè)備內(nèi)，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的測(cè)量和微機(jī)保護(hù)或自控裝置所采用的各類(lèi)中間互感器的一、二次繞組之間加設(shè)屏蔽層，這樣可起電場(chǎng)屏蔽作用，防止高頻干擾信號(hào)通過(guò)分布電容進(jìn)入自動(dòng)化系統(tǒng)的相應(yīng)部件。機(jī)箱或機(jī)柜的輸入端子上對(duì)地接一耐高壓的小電容，可抑制外部高頻干擾。 執(zhí)行端RTU的機(jī)柜

38、和機(jī)箱采用鐵質(zhì)材料，本身也是一種屏蔽。（2）減少?gòu)?qiáng)電回路的感應(yīng)耦合a) 控制電纜盡可能離開(kāi)高壓母線(xiàn)和暫態(tài)電流的入地點(diǎn)，并盡可能減少平行長(zhǎng)度。 b) 電流互感器回路的A、B、C相線(xiàn)和中性線(xiàn)應(yīng)在同一根電纜內(nèi)，避免出現(xiàn)環(huán)路。c) 電流和電壓互感器的二次交流回路電纜，從高壓設(shè)備引出至監(jiān)控和保護(hù)安裝處時(shí)，應(yīng)盡量靠近接地體，減少進(jìn)入這些回路的高頻瞬變漏磁通。（3）隔離措施 a) 模擬量的隔離b) 開(kāi)關(guān)量輸入、輸出的隔離 c) 其他隔離措施 （4）計(jì)算機(jī)供電電源的抗干擾措施 a) 采用隔離變壓器隔離 b) 采用電源濾波器 c) 采用不間斷電源UPS d) 采用氧化鋅壓敏電阻 3.6 故障自動(dòng)檢測(cè)程序常用的自

39、檢程序如下： 1防止程序運(yùn)行失常的措施（1）監(jiān)視CPU工作的定時(shí)計(jì)數(shù)器。當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)的工作周期確定以后，定時(shí)計(jì)數(shù)器電路就可以按此工作周期判斷系統(tǒng)工作是否正確。（2）設(shè)置軟件陷阱：這種方法的設(shè)計(jì)思想是當(dāng)程序計(jì)數(shù)器失控，使程序跑飛至非程序區(qū)時(shí)，在非程序區(qū)設(shè)置攔截措施，使程序進(jìn)入陷阱，迫使程序進(jìn)入初始狀態(tài)。2RAM、ROM的自檢程序（1）ROM自檢。 如圖3-5（2）RAM自檢程序。如圖3-6檢查ROM最常用的方法是采用校驗(yàn)和法。即在將程序?qū)懭隦OM時(shí)，保留一個(gè)單元（一般是最后一個(gè)單元）不寫(xiě)程序碼而寫(xiě)入校驗(yàn)字，使ROM的每一列（即字節(jié)的各位）具有奇數(shù)（或偶數(shù)個(gè)）1，從而使ROM的校驗(yàn)和為全1（或全0）

40、，如表3.1所示是88ROM，前面7個(gè)單元寫(xiě)入的是程序代碼，最后一字節(jié)寫(xiě)入校驗(yàn)字B，使最后的校驗(yàn)和為全1。校驗(yàn)程序則從ROM的第一個(gè)單元開(kāi)始，按位相加，最后的校驗(yàn)和若與設(shè)置的全1（或全0）相等，則說(shuō)明ROM內(nèi)容正確，否則指示ROM出錯(cuò)。3A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的自檢程序 A/D和D/A轉(zhuǎn)換器在微機(jī)控制系統(tǒng)中占有重要的地位，其轉(zhuǎn)換精度直接影響著系統(tǒng)的控制運(yùn)算精度。因此對(duì)它的檢查，?？醋髡＿\(yùn)行操作的一部分，并周期性的進(jìn)行。 4面板顯示裝置的檢查面板顯示裝置的檢查一般有兩種形式。一種形式是讓面板上的各顯示器的所有字段都發(fā)光，然后再使所有字段都不發(fā)光，以檢查顯示器與其相應(yīng)接口及功放電路是否均處于正常工

41、作狀態(tài)。當(dāng)表明工作正常之后，按下任何一個(gè)按鍵裝置均應(yīng)脫離初始自檢方式，給出某種正常工作的符號(hào)，進(jìn)入其他工作狀態(tài)。另一種形式是顯示某些特征字符（一般是顯示系統(tǒng)的名稱(chēng)或代號(hào)），幾秒鐘自動(dòng)消失，進(jìn)入其他初態(tài)或某種操作狀態(tài)。顯示自檢程序如圖3.7所示。圖3-5 ROM自檢程序流程圖表3-1 8*8ROM圖3-6 RAM自檢程序框圖圖3-7 顯示器自檢程序流程圖5總線(xiàn)及插件自檢總線(xiàn)自檢是檢查經(jīng)過(guò)緩沖器的總線(xiàn)（或稱(chēng)外部總線(xiàn)）。總線(xiàn)檢查的目的是為了檢查信息傳遞是否正確。通常微處理器的總線(xiàn)是通過(guò)緩沖器與各插件及I/O接口器件相連接的。由于總線(xiàn)沒(méi)有記憶能力，檢測(cè)總線(xiàn)時(shí)總要外加相應(yīng)的鎖存器保存總線(xiàn)信息（地址信息和

42、數(shù)據(jù)線(xiàn)上的信息），這樣只要對(duì)相應(yīng)的鎖存器執(zhí)行一條輸出指令，使地址線(xiàn)或數(shù)據(jù)線(xiàn)上的信息保存在鎖存器中，然后再對(duì)該鎖存器進(jìn)行讀入操作，即可將地址線(xiàn)或數(shù)據(jù)線(xiàn)的信息重新讀入CPU。把讀入的信息與原來(lái)輸出的信息相比較，即可判斷外部總線(xiàn)是否出現(xiàn)故障。第4章 遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題及未來(lái)發(fā)展方向4.1 存在問(wèn)題1.遠(yuǎn)動(dòng)通道遠(yuǎn)動(dòng)通道是電氣化鐵道遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中的“咽喉”，其質(zhì)量好壞直接影響整個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的正常工作。湘黔線(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)的通道采用電纜音頻實(shí)回線(xiàn)（有線(xiàn)普通電纜），各采用環(huán)形聯(lián)接，通信主干纜大部分與鐵道線(xiàn)路平行埋設(shè)，根據(jù)電氣化鐵道設(shè)計(jì)手冊(cè)，此時(shí)只考慮牽引負(fù)荷對(duì)通信電纜的磁影響。當(dāng)牽引網(wǎng)（接觸網(wǎng)與鋼軌的回路）流過(guò)交流電時(shí)，將

43、對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)通信線(xiàn)路產(chǎn)生磁感應(yīng)電壓。由于湘黔線(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的RTU采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，對(duì)某個(gè)RTU來(lái)說(shuō)，其受到的感應(yīng)縱電動(dòng)勢(shì)為本牽引變電所供電臂與其它相鄰供電臂產(chǎn)生的綜合影響，為此，根據(jù)廣鐵機(jī)務(wù)分處的要求，供電與電務(wù)部門(mén)技術(shù)人員聯(lián)合在小龍門(mén)牽引變電所進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，在龍火供電臂取流為200A時(shí)，懷化方向通信線(xiàn)路上的感應(yīng)電壓達(dá)36kv（通信線(xiàn)對(duì)牽引變電所主地網(wǎng)，下同），取流為300A時(shí)，感應(yīng)電壓達(dá)42V，因此該所的RTU通信設(shè)備中的通訊板燒壞就不足為奇了。我們還作了雜音電壓的干擾測(cè)試，將調(diào)度端、執(zhí)行端同時(shí)與通道斷開(kāi)，用電平表在RTU端測(cè)得雜音電平達(dá)-2dB(616mV)大大超過(guò)國(guó)際CCITT1960年雜音電壓的暫行標(biāo)準(zhǔn)(2mV)。湘黔線(xiàn)婁大段段幾個(gè)牽引變電所同樣存在相同的問(wèn)題。有的情況更為嚴(yán)重，如巖田鋪?zhàn)冸娝?，由于牽引?fù)荷大，當(dāng)供電臂取流過(guò)當(dāng)時(shí)，普通撥號(hào)電話(huà)會(huì)自動(dòng)跳響。而且，湘黔線(xiàn)婁大段投入SS3B型機(jī)車(chē)，其牽引負(fù)荷更大，接觸網(wǎng)的吸變由于質(zhì)量或檢修問(wèn)題而大量退出運(yùn)行，使得牽引負(fù)荷對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)通信線(xiàn)路的危害更大。婁大段遠(yuǎn)動(dòng)自投運(yùn)以來(lái)，由于此原因造成RTU通訊板大量燒壞。2007年，張懷線(xiàn)電氣化開(kāi)通，遠(yuǎn)動(dòng)通道全部使用光纖，該線(xiàn)路遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行幾年來(lái)一直平穩(wěn)。