远动监控技术课程设计(DOC)
远动课设(何晨龙)
电力系统监控技术课程设计题目：牵引供电系统的遥信数据采集系统班级：电气072班姓名：何晨龙学号：200708820指导教师：王思华设计时间：2011年3月30日目录1远动系统的概述 (1)1.1远动系统的概念 (1)1.2远动系统配置基本模式 (1)2电力远动系统功能分析 (2)2.1遥测、遥信、遥控功能 (2)2.2线路故障检测 (2)2.3主站、子站功能 (3)2.4远动信道的选择 (3)3铁路电力系统的构成 (4)3.1车站监控系统 (4)3.2变、配电所监控系统 (4)3.3通讯通道 (4)4牵引供电开闭所自动化遥信设计 (5)4.1牵引供电开闭所电气主接线 (5)4.2开闭所终端原理 (5)4.3遥信对象的采集 (6)5通信规约配置及规约解释 (8)5.1通信规约的有关定义 (8)5.2报文的格式 (8)5.3报文分类 (9)6远动信息的信道编码 (11)6.1抗干扰码的基本原理 (11)6.2线性分组码、H AMMING码、循环码的联系与区别 (11)6.3循环码的编译码原理 (11)6.4铁路远动干扰分析 (13)6.4.1主要干扰源 (13)6.4.2抗干扰措施 (13)7单片机数据采集硬件设计 (14)7.116位最小系统电路设计 (14)7.2模拟量采集电路 (15)7.3开关量采集电路 (16)8 数据采集软件设计 (16)设计结论 (17)参考文献 (18)附录 (19)1远动系统的概述1.1远动系统的概念远动系统是指对广阔地区的生产过程进行监视和控制的系统，他包括对必需的过程信息的采集、处理、传输和显示、执行等全部的设备与功能。
构成远动系统的设备包括厂站端远动装置，调度端远动装置和远动信道。
远动系统的核心是SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统，即数据采集与监视控制系统。
在电力系统中，远动系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。
《远动监控技术》 学习指南
学习指南《远动监控技术》是一门综合性的、理论和实践并重的科学。
由于本课程具有较强的应用性、实践性，涉及的知识面比较广，且随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展，有内容更新快的特点。
因此，本课程以基本概念、基本理论为基础，把握前沿科学的进展，把基础理论知识与先进科学技术有机结合。
重点内容有：（1）基本概念—五遥、远程监控、调度端、被控端、网络结构、网络协议、抗干扰、数据采集等；（2）远程控制与测量—单控的基本原理与操作、程遥的实现，遥测的交流采集原理，控制与测量接口；（3）系统网络结构与网络协议—系统的网络拓扑结构、调度端的网络结构，远动通信的规约与标准化；（4）系统可靠性—系统的可靠性要求，硬件和软件的抗干扰设计，抗干扰编码等。
本课程的难点及解决办法本课程的综合性和应用性较强，涉及计算机技术、通信与网络技术、自动控制原理、传感器与测量技术等多门课程的知识点，同时又涉及电气化铁路远程监控的特殊问题，与工程实际结合紧密。
因此对学生和任课教师的知识结构都提出了较高的要求。
如何在控制的学时内有效高质量的组织教学、理论与实践有机结合、提高学生的学习兴趣是本课程的难点。
解决办法：（1）改进课堂教学模式与内容：采用“课程应用背景→课程发展历程→引出课程基本概念及所需基础→专业知识的引入→实践中应用提高”的启发式式课堂教学模式，并将最新研究成果、前沿动态等深入浅出的及时融入课堂教学。
（2）及时将科研成果转化为实践教学平台：课程组及时将科研成果与研制开发出的、现场实际使用的设备转化为实验教学平台，使学生在掌握远动系统的基本构成及原理的基础上，可提前熟悉现场应用的先进设备，将理论教学与实践教学、课堂教学与课外科技实践密切结合。
在此平台上，积极开展个性化实验和创新性实验，以加强理论分析与实际结合，培养学生将所学理论和工程实际问题相结合以及解决和分析问题的能力。
（3）引入新教学手段：充分利用多媒体课件等现代化教学手段、灵活多样的教学方法，加深学生对远动监控系统的整体结构、基本原理、远程控制、远程测量和组态方法带来的控制效果的理解，提高学生的学习兴趣。
兰交大2012年电力系统监控技术课程设计(远动)
电力系统监控技术课程设计报告题目：牵引供电系统的遥信数据采集系统班级：电气084姓名：学号：指导教师：任丽苗设计时间：2012-3-101 设计原始资料1.1 具体题目说明牵引供电系统遥信数据采集系统，设计内容：(1) 计算机绘制被控站（RTU端：变电所）通用系统结构框图,绘出各种数据点的采集通道，控制输出通道，网络通信通道的示意图。
(2) 设计一个具体的MCS－51单片机数据采集最小系统（开关量输入数据，路数为16路），具体到芯片管脚的连线。
(3) 选用问答式传输规约，以16路开关量为例，编写上传调度中心的遥信数据报文的帧结构。
(4) 计算机绘制相应的遥信数据采集程序流程图，编写遥信数据采集程序。
1.2 要完成的内容针对附录A所示的牵引供电系统进行遥信数据采集系统的设计。
遥信信息是二元状态量，即是说对于每一个遥信对象而言它有两种工作状态，两种工作状态为“非”的关系。
因此一个遥信对象正好可以对应于计算机中二进制码的一位，“0”状态与“1”状态.在电力系统中，遥信信息可以表示设备的启停、断路器的投切、隔离开关的开合、告警信号的有无、保护动作与否等。
2 硬件设计2.1 各开关元件及数据采集点编号2.1.1 各开关元件编号隔离开关、断路器的编号如附录A所示。
2.1.2 数据采集点定义数据采集主要是个开关量，开关量输入数据类型为各断路器、隔离开关的状态信息。
2.2 被控站通用系统结构2.2.1 数据采集通道（示意图）遥信信息通常由电力设备的辅助接点提供辅助接点的开合直接反映出该设备的工作状态。
提供给远动装置的辅助接点大多为无源接点，即空接点，这种节点无论是在“开”状态还是“合”状态下，接点两端均无电位差。
断路器和隔离开关提供的就是这一类辅助接点。
另一种辅助接点则是有源节点，有源节点在“开”状态时两端有一个直流电压，是由系统蓄电池提供的110V或220V直流电压。
一些保护提供此类接点。
无论有源触点还是无源触点，由于他们来自强电系统，直接进入远动装置将会干扰甚至损坏远东设备，因此必须加入信号隔离措施。
远动监控技术_01
1.1.7 远动监控系统的基本概念
6. 遥调 YT：(Teleadjusting)
调度端直接对被控站某些设备的工作状态和参数的调整。 如变压器电压（抽头）等。
7. SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition
System) 能够完成常规“四遥”功能的监视控制和数据采集系统。 简称远动系统（Telecontrol System，或Remote-Control System）。
3. 遥信 YX：(Telesignal)
将被控站的设备状态信号远距离传送给调度端。如开关 位置信号、报警信号等。
4. 遥测 YC：(Telemetering)
将被控站的某些运行和环境参数传送给调度端。如有功 和无功功率、电度、电压、电流等电气参数，温/湿度、 接触网故障点的距离等非电参数。
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1.2.1 远动系统的组成
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1.2.2 远动系统的工作流程
通信接口 通信接口
控 制 中 心
监视控制 控制程序 改变数据库 参数设置 GPS标准时间信号 模拟量 数字量 累加量 诊断结果
RTU
主站
通信系统
现场设备
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1.2.3 远动系统的原理框图
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1.1.5 远动技术的发展
——从硬件设计上划分
片级设计：用户根据自己的要求选用不同种
类的微处理器片、存储器片、输入输出片等 联成各自的系统。
模块级设计：直接采用单板机或软硬件结合 的多功能集成模块构成用户系统。
系统级设计：直接使用具有完整的硬件和软
远动监控及地下迷流
广州华夏职业学院教案首页广州华夏职业学院教案纸5.4 远动监控及地下迷流一、复习提问城市轨道交通接触网的类型城市轨道交通接触网的供电制式二、讲授新课一、远动监控1、基本概念地铁运行的管理和调度是由控制中心来实现的，其中的电力调度室是地铁供电系统运行的管理和调度部门。
远动技术，通过远动监控设备对各类变电所（室）进行直接的集中监视和控制。
远动监控设备是调度端与各被监控端之间实现遥信、遥测、遥控和遥调功能的设备。
我国地铁牵引供电系统已被规定应优先采用计算机远动监控设备，上海地铁将采用先进的微机远动监控设备来实现地铁供电系统的现代化管理和集中调。
2、远动监控的通道和信息传送方式远动监控系统组成：调度端装置、被监控端装置和通道。
通道是传送远动信息的传输设备，包括：通信线路和调制器、解调器。
远动通道的种类：架空明线、无线通道（高频、微波）、有线电缆和光缆通道。
Eg:北京地铁采用有线电缆通道，上海地铁采用光缆通道。
远动信息传送方式：问答式，循环式。
问答式：是指信息的传送采取查询式问答方式，当主站发出查询命令时，被查询的分站按查询的要求回送以相应信息，既按需传送信息；循环式：是指各分站按扫描周期循环不断的向主站传送信息，既按时传送信息。
在传送周期允许的情况下，也即时间响应要求不高时，大都采用问答式传送方式。
3 •远动监控的系统结构地铁供电远动监控系统一般采用1：N链状式结构，由调度端的主站（MS）对N个变电所的分站（RTU ）实现远动监控。
主站装置结构一般用两台微型计算机（主机）、通信处理机以及其他功能子系统模块组成。
分站装置结构由主机(微处理机)以及其他功能子系统模块来组成。
(二)地下迷流1地下迷流：在直流牵引供电系统中，牵引电流并非全部经过走行轨流回牵引变电所，部分电流会由钢轨流入大地，再由大地流回钢轨或牵引变电所，这种地下杂散电流称为地下迷流。
回流的牵引电流越大，钢轨绝缘程度越差，则地下迷流越大。
地下迷流的影响：地下金属导电体被腐蚀影响地下电气设备的正常工作2 .地下迷流的防护(1)在电力牵引方面①选择较高的直流牵引供电电压，以减少牵引电流和迷流；②缩短牵引变电站间的距离；③采用迷流较小的双边供电方式；④在钢轨间用铜软线焊接，尽可能减小钢轨间接触电阻；⑤增加附加回流线，减少回流线电阻；⑥增加道床的泄漏电阻，提高钢轨对地面的绝缘程度；⑦按规程定期检查轨道绝缘、钢轨接触电阻和进行迷流监测。
远程监控课程设计
远程监控技术课程设计报告
评语：
考勤（10）守纪（10）设计过程（40）设计报告（30）小组答辩（10）总成绩（100）
专业：电气工程及其自动化
班级：电气1203
姓名：
学号：
指导教师：
兰州交通大学自动化与电气工程学院
2015年7月22日
1 设计内容及要求
1.1 具体题目
依据给出的牵引供电的典型控制对象—纽结型开闭所主接线如图 1.1 所示。
要求每位同学设计时对所有开关器件进行编号，一般为8 位二进制编码，模拟量对采集节点进行编号，一般为电流、电压及功率，然后根据各自选择不同的节点进
行设计。
QS5
TV1
TV2
TA6
QS7
QF1 TA8
QF4
TA1
QS1
TA2
TA9
QS2 QS8
TA3 QF2 QF5
TA10
QS3 QS9
TA11
TA4 QF3 QF6
QS4 TA12
TA5 QS10
QS6
TV4
TA7
TV3
图1.1 纽结型开闭所主接线
设计内容包含：8 路遥信量采集和一路功率量和一类常用电参量测量。
数据采集点编号如表 1 所示。
表1 数据采集点编号
数据采集点QS1 QS2 QS8 QS9 QF1 QF2 QF3 QF6
编号01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H
2 硬件系统设计
2.1 遥测量采集系统设计。
远程监控课程设计
远程监控技术课程设计报告专业：电气工程及其自动化班级：电气1203姓名：学号：指导教师：兰州交通大学自动化与电气工程学院2015年7月22日1设计内容及要求1.1具体题目依据给出的牵引供电的典型控制对象—纽结型开闭所主接线如图1.1所示。
要求每位同学设计时对所有开关器件进行编号，一般为8位二进制编码，模拟量对采集节点进行编号，一般为电流、电压及功率，然后根据各自选择不同的节点进行设计。
TV1TV2TV3TV4QS1 QS4QF1QF2QF3QF4QF5QF6QS3QS6QS2QS7QS8QS9QS5QS10TA1TA2TA3TA4TA5TA7TA6TA8TA9TA10TA11TA12图1.1 纽结型开闭所主接线设计内容包含：8路遥信量采集和一路功率量和一类常用电参量测量。
数据采集点编号如表1所示。
数据采集Q Q Q Q Q Q Q Q1H2H3H4H5H6H7H8H 2硬件系统设计2.1遥测量采集系统设计2.1.1采集系统框图设计遥测信息是表征系统运行状况的连续变化量，分为电量和非电量两种。
电量指的是一次系统中母线电压、支路电流、支路有功和无功等，非电量指的是发电机定子和转子的温度、水库的水位等。
不论是电量还是非电量都需要转换成计算机能够处理的弱电信号，如0~5V或-5~+5V的直流模拟电压。
由于电力系统中的电量均为强电信号，因此这些量必须先经过电压互感器TV和电流互感器TA，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模/数(A/D)转换电路，经A/D转换电路后转换成一组二进制代码。
遥测量的转换过程如图2.1所示。
图2.1 遥测量的采集框图2.2遥信量采集系统设计遥信信息是二元状态量，在电力系统中，遥信信息可以表示设备的启停、断路器的投切、隔离开关的开合、告警信号的有无、保护动作与否等(1) 遥信对象状态的采集遥信信息通常由电力设备的辅助接点提供，辅助接点的开合直接反应出该设备的工作状态。
远动监控实验报告
一、实验目的1. 理解远动监控系统的基本原理和组成。
2. 掌握远动监控系统的主要功能及操作方法。
3. 熟悉远动监控系统在实际应用中的数据采集、处理和分析方法。
4. 培养实验操作能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理远动监控系统是一种远程监控和管理的系统，主要用于电力、通信、交通等领域的设备运行状态监控。
其基本原理是利用通信网络，将分散的监控点连接起来，实现对远程设备的实时监控、故障诊断、数据处理等功能。
三、实验仪器与设备1. 远动监控系统实验平台2. 通信设备（如光缆、光纤收发器等）3. 计算机终端4. 相关软件（如监控软件、数据采集软件等）四、实验步骤1. 系统搭建（1）搭建远动监控系统实验平台，包括通信网络、监控设备、服务器等。
（2）配置通信网络，确保监控点与服务器之间的通信正常。
（3）安装并配置监控软件，实现对监控点的实时监控。
2. 数据采集（1）通过监控软件，对监控点进行数据采集，包括设备状态、运行参数、环境参数等。
（2）对采集到的数据进行初步处理，如滤波、去噪等。
3. 数据处理与分析（1）利用数据分析软件，对采集到的数据进行处理和分析。
（2）分析设备运行状态、故障原因等，为设备维护和故障处理提供依据。
4. 故障诊断与处理（1）根据数据分析结果，对设备故障进行诊断。
（2）根据故障原因，制定故障处理方案。
5. 实验总结（1）总结实验过程中遇到的问题及解决方法。
（2）对实验结果进行分析和评价。
五、实验结果与分析1. 数据采集实验过程中，成功采集到监控点的设备状态、运行参数、环境参数等数据。
数据采集过程稳定，通信网络运行正常。
2. 数据处理与分析通过对采集到的数据进行处理和分析，发现设备运行状态良好，未发现明显故障。
3. 故障诊断与处理实验过程中，未出现设备故障，因此未进行故障诊断与处理。
六、实验结论1. 远动监控系统在实际应用中具有较好的实时性和可靠性。
2. 通过数据采集、处理和分析，可以有效实现对设备的远程监控和故障诊断。
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电力系统监控技术课程设计题目：牵引供电系统的遥信数据采集系统班级：电气072班姓名：羊毅学号：200708843指导教师：王思华设计时间：2011年3月27日目录1设计原始资料 .................................................................................................................... - 1 -1.1设计题目 .................................................................................................................. - 1 -1.2要完成的内容 .......................................................................................................... - 1 - 2分析要设计的课题内容 .................................................................................................... - 2 -2.1设计规程牵引供电远动系统设计的一般规定 ...................................................... - 2 -2.1.1远动控制对象 ................................................................................................ - 2 -2.1.2远动系统功能 ................................................................................................ - 3 -2.1.3远动系统构成 ................................................................................................ - 3 -2.1.4远动通道及其要求 ........................................................................................ - 4 -2.2牵引供电远动系统需求设计 .................................................................................. - 4 -2.2.1主站、子站的功能需求 ................................................................................ - 4 -2.2.2远动信道和系统拓扑结构的选择 ................................................................ - 5 - 3设计内容 ............................................................................................................................ - 6 -3.1 RTU端系统结构框图 ............................................................................................. - 6 -3.2 遥信量数据采集系统设计 ..................................................................................... - 6 -3.3 信道编译 ................................................................................................................. - 8 -3.3.1帧结构 ............................................................................................................ - 8 -3.3.2信息字结构 .................................................................................................... - 9 -3.3.3 帧的组织方式 ............................................................................................. - 10 -3.3.4 循环码编码 ................................................................................................. - 11 -3.4 遥信信息采集程序设计 ....................................................................................... - 11 - 4结论 .................................................................................................................................. - 14 - 参考文献 ............................................................................................................................. - 15 -1设计原始资料1.1设计题目针对图1提供的分区所进行远动系统模块的设计，本课程主要针对远动系统模块中的遥信数据采集系统进行设计。
图1 AT分区所主接线1.2要完成的内容设计内容：1)计算机绘制被控站（RTU端：分区亭）通用系统结构框图（A4）。
要求：绘出各种数据点的采集通道（如：模拟量输入、开关量输入、脉冲累计量输入），控制输出通道（模拟量输出、开关量输出、脉宽调制输出），网络通信通道的示意图。
2)设计一个具体的MCS－51单片机数据采集最小系统（开关量输入数据，路数为16路），A4纸，手工绘制（或专用软件protel等），具体到芯片管脚的连线3)选用适当的数据传输模式，以16路开关量为例，编写出相应的线性系统循环码4)计算机绘制（A4纸）相应的遥信数据采集程序流程图，编写遥信数据采集程序。
2分析要设计的课题内容2.1设计规程牵引供电远动系统设计的一般规定(1)牵引供电远动系统设计中的系统构成、远动对象、功能要求，应根据牵引供电系统的特点、电气化铁路运营的要求和铁路通信系统可能提供的通道条件确定。
(2)牵引供电远动系统控制站的设计，应确定控制站的位置、控制站西设备配置方案、各种设备的功能、型式和要求，远动系统容量、远动昕昕记录格式和入机界面形式要求等。
(3)牵引供电远动系统被控制站的设计，应确定远动终端设备的位置、设备的类型、容量、功能、型式和要求。
其房屋要求应与牵引变电所主控室相一致。
(4)牵引供电远动系统通道的设计要求。
应包括通道的结构形成，主/备通道的配置方式、远动信息传输通道的接口形式和通道的性能要求等。
2.1.1远动控制对象远动对象应包括遥控对象、遥信对象和遥测对象三部分。
遥控对象应包括下列内容：(1)牵引变电所开闭所、分区所、自耦变压器所内27.5kV及以上电压等级的断路器、负荷开关及改变运行方式的电动隔离开关；(2)接触网线路的负荷开关和电动隔离开关；(3)有载调压变压器抽头位置的调节开关；(4)二次回路中必要的起动和复归开关（按钮）；(5)自动装置、成组控制装置的投切开关（按钮）。
遥信对象应包括下列内容：(1)遥控对象的位置信号；(2)所内事故总信号和预告总信号；(3)牵引变压器的各类故障信号；(4)动力变压器的各类故障信号；(5)馈电线的各类故障信号；(6)自动装置的运行位置和动作信号；(7)电容补偿装置故障信号；(8)自耦变压器的故障信号；(9)液压、气压操动机构的工作状态信号；(10)控制回路和电压互感器二次回路断线信号；(11)交、直流系统故障信号；(12)变电所进线电压有压（失压）信号；(13)无人所的大门打开信号；(14)控制方式；遥测对象应包括下列内容：(1)牵引变电所进线电压；(2)27.5kV（2*27.5kV）的母线电压；(3)分区所接触网末端电压；(4)牵引变压器的电流、有功功率、有供电度、无功电度和温度；(5)馈电线电流（含变电所、开闭所、分区所）；(6)馈电线故障点参数；(7)无人所的电容补偿装置电流；(8)无人所的交、直电流系统必须监测的电量。
2.1.2远动系统功能远动系统的功能包括基本功能和选配功能。
基本功能应包括下列内容：(1)实现对3.2.2遥控对象的遥控。
遥控种类分单个对象的控制和多个对象组成的程序控制；(2)实现对牵引供电系统供电设备运行状态的实时监视和故障报警；(3)实现对牵引供电系统中主要运行参数的遥测；(4)实现馈电线故障点参数的传送、计算和故障地点的标记；(5)实现汉化的屏幕画面显示、模拟盘显示及运行个故障记录信息的打印；(6)实现电度量统计等的日报月报指标打印；(7)实现系统自检功能；(8)以友好的人机界面实现系统维护功能；(9)实现远动主/备通道的切换功能；选配功能应包括下列内容：(1)遥测量的图形显示功能；(2)各种带条件的自动控制功能；(3)实现与其他系统的接口和数据转发；(4)实现供电设备运行状态的查询及运行参数的统计；(5)模拟培训功能，实现对调度管理人员的操作培训；(6)牵引供电系统运行故障的智能处理功能。