1、Diao du zi dong hua pei xun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)

2、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)、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)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)3、傳輸系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)4、前置系統(tǒng)、前置系統(tǒng)5、后臺(tái)系統(tǒng)、后臺(tái)系統(tǒng)1、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的組成、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的組成 電力系統(tǒng) 數(shù) 據(jù)采 集和 控制 執(zhí)行 子系統(tǒng) 信息傳輸子系統(tǒng) 信息處理子系統(tǒng) 人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng) 主站端系統(tǒng) 廠站端系統(tǒng) 2、變電站自動(dòng)化基本含義、變電站自動(dòng)化基本含義變電站自動(dòng)化定義：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變電站二次設(shè)備按功能分為四大模塊: : 繼

3、電保護(hù)及自動(dòng)裝置繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置; ; 儀器儀表及測(cè)量控制儀器儀表及測(cè)量控制; ; 遠(yuǎn)動(dòng)遠(yuǎn)動(dòng); ; 當(dāng)?shù)乇O(jiān)控。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)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)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。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。 基本概念基本概念 五遙：遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)五遙：遙信、

4、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)系統(tǒng)技術(shù)遙信：遠(yuǎn)方監(jiān)視電氣開關(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；遙信：遠(yuǎn)方監(jiān)視電氣開關(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；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：Potential Transformer

5、電壓互感器電壓互感器 CT: Current Transformer 電流互感器電流互感器 SCADA: Supervisory Control and Data Acquisition 監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集監(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: Sequence of events 事件順序事件順序COS: Changing of Signal 信號(hào)變位信號(hào)變位RTU: Remote Terminal Unit 遠(yuǎn)程終端設(shè)備遠(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)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)度調(diào)度、

6、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)保證電能符合標(biāo)準(zhǔn)：波形、頻率和電壓三項(xiàng)指標(biāo)EMS：Energy Management System能量管理系統(tǒng)，主能量管理系統(tǒng)，主要針對(duì)發(fā)電和輸電系統(tǒng)要針對(duì)發(fā)電和輸電系統(tǒng)MIS：Management Information System 管理信息系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)基本概念基本概念五防：五防：帶負(fù)荷拉合隔離開關(guān)帶負(fù)荷拉合隔離開關(guān)帶地線合隔離開關(guān)帶地線合隔離開關(guān)帶電掛接地線帶電掛接地線誤拉合斷路器誤拉合斷路器誤入帶電隔離間誤入帶電隔離間一次設(shè)備：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)備稱為一次發(fā)電廠和變配電所中直接

7、與生產(chǎn)和輸變電能有關(guān)的設(shè)備稱為一次設(shè)備，由一次設(shè)備連接成的系統(tǒng)稱為一次系統(tǒng)。設(shè)備，由一次設(shè)備連接成的系統(tǒng)稱為一次系統(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。，電抗器，移相電容器，避雷器，輸配電線路等。基本概念基本概念2、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)二次設(shè)備：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，稱為二次設(shè)備。護(hù)作用的輔助設(shè)備，稱為二次設(shè)備。由二次設(shè)備連接成的回路稱為二次回路。由二次設(shè)備連接成的回路

8、稱為二次回路。二次設(shè)備包括：二次設(shè)備包括： 各種繼電器，信號(hào)裝臵，測(cè)量?jī)x表，控制開關(guān)，控制各種繼電器，信號(hào)裝臵，測(cè)量?jī)x表，控制開關(guān)，控制電纜，操作電源和小母線等。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)一10/100M 以太 網(wǎng)(單網(wǎng)或 雙網(wǎng)）監(jiān)控工作站GPSCANbus總線NSD200測(cè)控裝置第三方智能設(shè)備對(duì)時(shí)總線NSC2

9、00通信控制單元（遠(yuǎn)動(dòng)工作站）NSR600R保護(hù)測(cè)控裝置RS232/422/485M ODEM路由器調(diào)度NSC200通信控制單元（遠(yuǎn)動(dòng)工作站）NSR201保護(hù)裝置10/100M 以太 網(wǎng)(單網(wǎng)或 雙網(wǎng)）監(jiān)控工作站GPSCANbus總線NSD200測(cè)控裝置第三方智能設(shè)備對(duì)時(shí)總線NSC200通信控制單元（遠(yuǎn)動(dòng)工作站）NSR600R保護(hù)測(cè)控裝置RS232/422/485M ODEM路由器調(diào)度調(diào)度NSC200通信控制單元（遠(yuǎn)動(dòng)工作站）NSR201保護(hù)裝置變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)二變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)二站站控控層層100MB網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)服務(wù)器A雙雙10/100M以以太太網(wǎng)網(wǎng)公用接口裝置GPS工

10、程師工作站操作員工作站間間隔隔層層服務(wù)器BWEB服務(wù)器五防工作站遠(yuǎn)動(dòng)工作站路由器保護(hù)信息網(wǎng)保護(hù)信息子站高壓1#繼電器小室NSD500測(cè)控裝置NSD500測(cè)控裝置保護(hù)管理機(jī)保護(hù)裝置高壓2#繼電器小室保護(hù)測(cè)控裝置保護(hù)管理機(jī)NSD500測(cè)控裝置NSD500測(cè)控裝置保護(hù)裝置保護(hù)管理機(jī)對(duì)時(shí)總線MODEM調(diào)度站站控控層層100MB網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)服務(wù)器A雙雙10/100M以以太太網(wǎng)網(wǎng)公用接口裝置GPS工程師工作站操作員工作站間間隔隔層層服務(wù)器BWEB服務(wù)器五防工作站遠(yuǎn)動(dòng)工作站路由器保護(hù)信息網(wǎng)保護(hù)信息子站高壓1#繼電器小室NSD500測(cè)控裝置NSD500測(cè)控裝置保護(hù)管理機(jī)保護(hù)裝置高壓2#繼電器小室保護(hù)測(cè)控裝置保護(hù)

11、管理機(jī)NSD500測(cè)控裝置NSD500測(cè)控裝置保護(hù)裝置保護(hù)管理機(jī)對(duì)時(shí)總線MODEM調(diào)度調(diào)度測(cè)控裝置測(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。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

12、于調(diào)試和維護(hù)；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；帶有保護(hù)和測(cè)控功能；采用三個(gè)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)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)行自進(jìn)行自檢、互檢，檢測(cè)完備檢、互檢，檢測(cè)完備,保證了可靠性；保證了可靠性；采用獨(dú)立采用獨(dú)立的的CPU負(fù)責(zé)開放出口正電源，保證保護(hù)動(dòng)作的正確可靠；負(fù)責(zé)開放出口正電源，保證保護(hù)動(dòng)作的正確可靠；負(fù)責(zé)開放出口正電源的負(fù)責(zé)開放出口正電源的CPU采用獨(dú)立的采用獨(dú)立的AD采樣回路，防止保護(hù)的采樣回路，防止保護(hù)的AD采樣回采樣回路出錯(cuò)，導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)；路出錯(cuò)，導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)；跳

13、閘邏輯可靈活組態(tài)；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；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；具有故障錄波和故障測(cè)距；可進(jìn)行高達(dá)可進(jìn)行高達(dá)30次的諧波分析；次的諧波分析；保護(hù)測(cè)控裝置保護(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)、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、可靠性高。另配有

14、RS232通訊口，便于調(diào)試、整定和維護(hù)；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)。可采用采用硬件實(shí)時(shí)時(shí)鐘，掉電后仍連續(xù)計(jì)時(shí)。可采用GPS差分、開入、通訊對(duì)時(shí)；差分、開入、通訊對(duì)時(shí)；可以本地或遠(yuǎn)方整定，共有可以本地或遠(yuǎn)方整定，共有16套定值；套定值；具有本地或遠(yuǎn)方操作功能，帶有遙控功能；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；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)；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；信號(hào)燈采用磁保持繼電器，掉電保持，便于分析事故；菜單中帶有開出試

15、驗(yàn)和閉環(huán)試驗(yàn)選項(xiàng)，便于調(diào)試、檢驗(yàn)和傳動(dòng)；菜單中帶有開出試驗(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、背插式采用整面板、背插式6U機(jī)箱，抗干擾能力強(qiáng)，通過(guò)機(jī)箱，抗干擾能力強(qiáng)，通過(guò)4級(jí)嚴(yán)酷測(cè)試；級(jí)嚴(yán)酷測(cè)試；可以分散安裝，也可以集中組屏。可以分散安裝，也可以集中組屏。保護(hù)測(cè)控裝置保護(hù)測(cè)控裝置網(wǎng)絡(luò)總線模式網(wǎng)絡(luò)總線模式串行總線：串行總線：RS232、RS422、RS485 現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線 ：Canbus、Lonworks、F-NET、PROFIBUS 以太網(wǎng)（以太網(wǎng)（Ethernet） 介質(zhì)：雙絞線、光纖介質(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

16、量信息類型數(shù)字量信息類型數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)信息狀態(tài)信息狀態(tài)信息控制信息控制信息數(shù)字量輸入數(shù)字量輸入/輸出的抗干擾措施輸出的抗干擾措施光電隔離光電隔離繼電器隔離繼電器隔離繼電器隔離與繼電器隔離與光電耦合器光電耦合器雙重隔離雙重隔離模擬量的輸入/輸出A/D轉(zhuǎn)換通道的組成轉(zhuǎn)換通道的組成傳感器（傳感器（Transducer）量程放大器（量程放大器（Scaling Amplifier）低通濾波器（低通濾波器（Low-Pass Filter）多路開關(guān)（多路開關(guān)（Multiplexer）采樣采樣-保持電路（保持電路（Sample & Hold）模擬量的基本構(gòu)成 傳感傳感器器1傳感傳感器器2傳感傳感器器3放

17、大放大放大放大放大放大低通低通濾波濾波低通低通濾波濾波低通低通濾波濾波多多路路開開關(guān)關(guān)采采樣樣保保持持A/D微微機(jī)機(jī)D/A模擬模擬控制控制現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)信號(hào)1現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)信號(hào)2現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)信號(hào)3A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)分辨率分辨率精度精度轉(zhuǎn)換時(shí)間轉(zhuǎn)換時(shí)間電源靈敏度電源靈敏度量程量程輸出邏輯電平輸出邏輯電平工作溫度范圍工作溫度范圍模擬量輸入的隔離措施模擬量輸入的隔離措施變送器變送器法法飛躍電容法飛躍電容法數(shù)字信號(hào)處理數(shù)字信號(hào)處理前置取樣濾波器A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字信號(hào)處理器D/A轉(zhuǎn)換和濾波器Xa（t）X（n）Y（n）Ya（t）數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的簡(jiǎn)單方框圖數(shù)字信號(hào)處理數(shù)字信號(hào)處理Xa(t)T2T3T7T

18、6T5T4T8TOtX (n)T2T3T7T6T5T4T8TOt量量 化化 取取 樣樣T2T3T7T6T5T4T8TOtY (n)T2T3T7T6T5T4T8TOt二二 進(jìn)進(jìn) 制制 數(shù)數(shù)T2T3T7T6T5T4T8TOtYa(t)T2T3T7T6T5T4T8TOt000001010100111110100001000(a)(b)(c)(d)(e)(f)(a)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（Controler Area Network）LonWorks基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線（基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線（FF，

19、Foundation Fieldbus）PROFIBUSCAN總線其總線規(guī)范已被其總線規(guī)范已被ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織制訂為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)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)需專門的無(wú)需專門的“調(diào)度調(diào)度”。通過(guò)報(bào)文濾波即可實(shí)現(xiàn)多種方

20、式傳送和接收數(shù)據(jù)。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)，可滿足不同的實(shí)時(shí)要求節(jié)點(diǎn)信息分成不同的優(yōu)先級(jí)，可滿足不同的實(shí)時(shí)要求通信速率最高可達(dá)通信速率最高可達(dá) 1Mbps（最長(zhǎng)（最長(zhǎng)40m或或1km）直接傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)直接傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá) 10km（5kbps以下以下）可掛接設(shè)備數(shù)最多為可掛接設(shè)備數(shù)最多為110個(gè)個(gè)傳輸介質(zhì)為雙絞線、同軸電纜或光纖傳輸介質(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)效果每幀信息都有每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其它檢錯(cuò)措施校驗(yàn)及其它檢錯(cuò)措施嚴(yán)重錯(cuò)誤下的自動(dòng)關(guān)

21、閉輸出功能嚴(yán)重錯(cuò)誤下的自動(dòng)關(guān)閉輸出功能LonWorks采用采用OSI模型的全部七層通訊協(xié)議模型的全部七層通訊協(xié)議神經(jīng)元芯片（神經(jīng)元芯片（Neuron）使用改進(jìn)的使用改進(jìn)的CSMA/CD介質(zhì)訪問控制協(xié)議（帶預(yù)測(cè)的介質(zhì)訪問控制協(xié)議（帶預(yù)測(cè)的P-堅(jiān)持）堅(jiān)持）通信速率通信速率 300bps 1.5Mbps直接通信距離可達(dá)直接通信距離可達(dá)2700m（78kbps，雙絞線）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)等多種通信介質(zhì)基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線以以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，

22、并模型為基礎(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)用層上增加了用戶層在應(yīng)用層上增加了用戶層分兩種通信速度分兩種通信速度低速低速H1，32.25kbps，距離距離1900m（可加中繼器延長(zhǎng)）可加中繼器延長(zhǎng)）高速高速H2，1Mbps和和 2.5Mbps，距離分別為距離分別為750m和和500m傳輸介質(zhì)可為雙絞線、光纜和無(wú)線發(fā)射傳輸介質(zhì)可為雙絞線、光纜和無(wú)線發(fā)射PROFIBUS分為分為PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS 和和 PROFIBUS-PA采用采用OSI模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層，模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層，F(xiàn)MS還采用了應(yīng)用層還采用了應(yīng)用層傳輸速率為傳輸速率

23、為 9.6kbps 12Mbps，最大傳輸距離在最大傳輸距離在12Mbps時(shí)為時(shí)為100m，1.5Mbps時(shí)為時(shí)為400m，可用中繼器延長(zhǎng)至可用中繼器延長(zhǎng)至10km傳輸介質(zhì)可以是雙絞線，也可以是光纜傳輸介質(zhì)可以是雙絞線，也可以是光纜最多掛接最多掛接127個(gè)站點(diǎn)個(gè)站點(diǎn)集中式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)典型配置集中式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)典型配置 工作站 主控機(jī) 中心處理器 GPS 時(shí)鐘 遙控、遙調(diào)裝置 遙測(cè)、遙信采集裝置 安全自動(dòng)裝置 故障錄波裝置 VQC 繼電保護(hù)裝置 保護(hù)單元 1 保護(hù)單元 1 保護(hù)單元 n 調(diào)制解調(diào)器 光端機(jī) 調(diào)度中心 通信 通道 網(wǎng)絡(luò) 變電站自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)形式變電站自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)形式集中式變電

24、站自動(dòng)化系統(tǒng)集中式變電站自動(dòng)化系統(tǒng) 當(dāng)?shù)乇O(jiān)控計(jì)算機(jī) MODEM 調(diào)度中心 微機(jī)保護(hù)裝置 輸入接口 主變保護(hù) TA TV 線路保護(hù) TA TV 電容器保護(hù) TA TV 一次設(shè)備狀態(tài)量 保護(hù)動(dòng)作信號(hào)輸出 輸出接口 輸入接口 輸出接口 模擬量輸入 開關(guān)量輸入 脈沖量輸入 監(jiān)控動(dòng)作信號(hào)輸出 分層分布式結(jié)構(gòu)集中組屏分層分布式結(jié)構(gòu)集中組屏 當(dāng)?shù)乇O(jiān)控主機(jī) 1-2 個(gè)主處理機(jī)（前置機(jī)） MODEM 調(diào)度中心 測(cè)控單元1 測(cè)控單元N 輸電線保護(hù)單元 變壓器保護(hù)單元 電容器保護(hù)單元 自動(dòng)裝置單元 間隔層 站控層 管理層 變電站自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)形式變電站自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)形式分散分布式與集中相結(jié)合分散分布式與集中相結(jié)合 主控

25、機(jī) 電能管理機(jī) 保護(hù)管理機(jī) 線路開關(guān)柜 1 保護(hù)與測(cè)控單元 TV TA 狀態(tài)信號(hào) 出口回路 線路開關(guān)柜 N 保護(hù)與測(cè)控單元 TV TA 狀態(tài)信號(hào) 出口回路 主變保護(hù)屏 保護(hù)與測(cè)控單元 TV TA 狀態(tài)信號(hào) 出口回路 主變保護(hù)屏 保護(hù)與測(cè)控單元 TV TA 狀態(tài)信號(hào) 出口回路 電壓無(wú)功控制 備用電源自投 智能電能表 智能電能表 調(diào)度中心或集控中心 當(dāng)?shù)卣{(diào)試或監(jiān)控 現(xiàn)場(chǎng)總線或以太網(wǎng) 變電站自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)形式變電站自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)形式3、傳輸系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締栴}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)通信系統(tǒng)基礎(chǔ)信息源發(fā)

26、送設(shè)備信道接收設(shè)備受信者躁聲源mg(t)g(t)ms(t)s(t)通信系統(tǒng)基本模型通信系統(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

27、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)波特率與比特率波特率與比特率碼元碼元：數(shù)據(jù)通信中：數(shù)據(jù)通信中,傳送的是一個(gè)個(gè)離散脈沖信號(hào)傳送的是一個(gè)個(gè)離散脈沖信號(hào),故把每個(gè)信號(hào)脈沖稱為一碼元。故把每個(gè)信號(hào)脈沖稱為一碼元。碼制碼制：每一碼元能代表幾種狀態(tài)，稱幾元碼制：每一碼元能代表幾種狀態(tài)，稱幾元碼制誤碼率誤碼率：數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸后：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)之比發(fā)生錯(cuò)誤的碼元數(shù)與總傳輸碼元數(shù)之比1

28、11100E14 3400E1/3E2/3E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

29、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)端信道串串/并并-轉(zhuǎn)換原理轉(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1 11 11 00 01 11 11 00 0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綌?shù)碼傳輸?shù)耐疆惒絺鬏敺绞剑ㄆ鹬雇剑┊惒絺鬏敺绞剑ㄆ鹬雇剑? . . 10起始位奇偶校驗(yàn)P1 1 1 1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

30、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)異步傳輸方式傳送一個(gè)8位字符位字符數(shù)碼傳輸?shù)耐綌?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綌?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，使得接同步通信的特點(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)誤差積累問題，可以省略附收時(shí)鐘與接收碼元間無(wú)誤差積累問題，可以省略附加碼元，提高傳輸效率。加碼元，提高傳輸效率。 數(shù)碼傳輸?shù)耐綌?shù)碼傳輸?shù)耐轿煌轿煌?l l濾波法濾

31、波法 遠(yuǎn)動(dòng)中采用單極性不歸遠(yuǎn)動(dòng)中采用單極性不歸0 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)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)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，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 0或或1 1時(shí)，時(shí)，由于碼元波形無(wú)變化，可能造成位同步中斷。由于碼元波形無(wú)變化，可能造成位同步中斷。 l l鎖相法鎖相法 在接收端利用鑒相器，比較接收到的碼元與本地產(chǎn)生的位同在接收端利用鑒相器，比較接

32、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。地位同步信號(hào)的相位，直到與接收碼元的相位一致為止。 l幀同步 數(shù)碼傳輸?shù)耐綌?shù)碼傳輸?shù)耐?收發(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)通信配置的基本類型遠(yuǎn)動(dòng)通信配置的基本類型 主站RTU點(diǎn)對(duì)點(diǎn)主站多路點(diǎn)對(duì)點(diǎn)主站多點(diǎn)星形主站多點(diǎn)共線主站多點(diǎn)環(huán)形電力系統(tǒng)傳輸信道電力系統(tǒng)傳輸信道 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

33、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0.30.32.52.5kHzkHz的的音頻段，遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)占用音頻段，遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)占用2.72.73.43.4kHzkHz的上音頻段。的上音頻段。 兩級(jí)調(diào)制：兩級(jí)調(diào)制：4040500500kHzkHz 電力載波通信電力系統(tǒng)傳輸信道電力系統(tǒng)傳輸信道光纖信道光纖信道電力系統(tǒng)傳輸信道電力系統(tǒng)傳輸信道微波通信微波通信我國(guó)采用我國(guó)采用20GHz作為電力系統(tǒng)的主干線，作為電力系統(tǒng)的主干線，8GHz作為分作為分支頻段。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

34、端機(jī)微波信道機(jī)載波終端機(jī)微波通信電力系統(tǒng)傳輸信道電力系統(tǒng)傳輸信道衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信衛(wèi)星通道的頻段為上行衛(wèi)星通道的頻段為上行59256425MHz，下行為，下行為37004200MHz。 散射通信散射通信通信距離長(zhǎng)，可達(dá)通信距離長(zhǎng)，可達(dá)200300km，可跨越山地，但是需要經(jīng)過(guò)其他通信，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)。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)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)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)使遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)在一個(gè)信道上傳

35、輸多路信號(hào)的技術(shù)叫多路復(fù)用技術(shù)。叫多路復(fù)用技術(shù)。頻分多路制頻分多路制 把各路信號(hào)安排在不同互不重疊的頻段內(nèi)，在一個(gè)信道上傳輸稱為頻分多路調(diào)制(Frequency Division Multiplexer)。 時(shí)分多路制時(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)調(diào)制和解調(diào)基帶信號(hào)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)稱為基帶信號(hào)。基帶傳輸直接傳輸基帶信號(hào)稱為基帶傳輸直接傳輸基帶信號(hào)稱為基帶傳輸 。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

36、弦波作為載波，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)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)程稱為調(diào)制。程稱為調(diào)制。 調(diào)制和解調(diào)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( Amplitude Shift Keying)Sc(t)G(t)S (t)0,( )sin,mcS tUw t代表字元“0”代表字元“1”乘法器帶通濾波器S

37、 (t)G(t)Sc(t)=Umsinwct二、移頻鍵控FSK( Frequency Shift Keying)調(diào)制和解調(diào)調(diào)制和解調(diào)G(t)S(t)f1f2f1S1(t)S2(t)cos,( )cos,mmUw tS tUw t12代表字元“1”代表字元“0”f1f2控制門1控制門2反相器G(t)相加器FSK信號(hào)三、調(diào)相鍵控PSK( Phase Shift Keying)調(diào)制和解調(diào)調(diào)制和解調(diào)G(t)S(t)PSKDPSKsin,( )sin(),mcmcUw tS tUwt代表字元“1”代表字元“0”01011（1）絕對(duì)移相鍵控,0 代表字元“0”代表字元“1”（2）相對(duì)移相鍵控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)牟铄e(cuò)

38、控制技術(shù)數(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。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）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。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

39、發(fā)出。接收端接收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行糾錯(cuò)譯碼。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)混合糾錯(cuò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟铄e(cuò)控制技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟铄e(cuò)控制技術(shù)抗干擾編碼抗干擾編碼不可檢測(cè)和辨識(shí)： 0開； 1合可檢測(cè)和不可辨識(shí)： 00開； 11合可檢測(cè)和可辨識(shí)： 000開；111合多種編碼方法1、奇偶校驗(yàn)：、奇偶校驗(yàn)：奇偶指碼組中奇偶指碼組中“1”的個(gè)數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)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)：、水平一致校驗(yàn)：3、水平垂直一致校驗(yàn)：、水平垂直一致校驗(yàn)：常用檢錯(cuò)碼常用檢錯(cuò)碼 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0

40、0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1水平校驗(yàn)碼元垂直校驗(yàn)碼元（L行）小組（m列） 線性分組碼線性分組碼分組碼分組碼 分組碼是對(duì)長(zhǎng)度為分組碼是對(duì)長(zhǎng)度為k的信息組，按一定的規(guī)則增加的信息組，按一定的規(guī)則增加r位監(jiān)督位，組位監(jiān)督位，組成長(zhǎng)度為成長(zhǎng)度為nkr的序列，記做的序列，記做(n, k)碼。碼。 分組碼中，碼字中分組碼中，碼字中1的個(gè)數(shù)稱為碼重。的個(gè)數(shù)稱為碼重。 同一分組碼中任意同一分組碼中任意2個(gè)碼字對(duì)應(yīng)位上數(shù)字符號(hào)不同的位數(shù)稱為碼距個(gè)碼

41、字對(duì)應(yīng)位上數(shù)字符號(hào)不同的位數(shù)稱為碼距。 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線性分組碼線性分組碼糾錯(cuò)原理糾錯(cuò)原理若dminl1，這種碼能檢出l個(gè)差錯(cuò)：ldmin1若dmint1，這種碼能糾正t個(gè)差錯(cuò)：21mindt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線性分組碼線性分組碼: (n,k)碼組碼組(碼字碼字):n=k+r,k信息碼長(zhǎng)度信

42、息碼長(zhǎng)度,r監(jiān)督碼長(zhǎng)度監(jiān)督碼長(zhǎng)度. 監(jiān)督碼由一組線性方程式算出監(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)系信息碼和監(jiān)督碼的關(guān)系成線性關(guān)系例子例子:(7,3)分組碼的分組碼的7位用位用C6,C5,C4,C3,C2,C1,C0表示表示.校驗(yàn)碼校驗(yàn)碼C4,C3,C2,C1,C0的計(jì)算公式的計(jì)算公式: C3=1*C6+0*C5+1*C4 C2=1*C6+1*C5+1*C4 C2=1*1+1*0+1*1=0 C1=1*C6+1*C5+0*C4 C0=0*C6+1*C5+1*C4信息組 校驗(yàn)位 碼字 000 0000 0000000 001 1101 0011101 010 0111 010

43、0111 011 1010 0111010 100 1110 1001110 101 0011 1010011 110 1001 1101001 111 0100 1110100循環(huán)碼循環(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)算方法循環(huán)碼的校驗(yàn)位計(jì)算方法:(n,k)循環(huán)碼的信息組循環(huán)碼的信息組k位位,校驗(yàn)位有校驗(yàn)位有r=n-k位位: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

44、= 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

45、)=M(X) *Xr+R(X)可得發(fā)送碼字。通信協(xié)議通信協(xié)議ISO 參考模型參考模型傳輸介質(zhì)應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會(huì)話層會(huì)話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會(huì)話層會(huì)話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層物理層物理層- RS232C(串口通信串口通信)(1)機(jī)械特性機(jī)械特性采用采用DB25連接器。一般連接器。一般DTE采用采用25針結(jié)構(gòu)，針結(jié)構(gòu)，DCE采用采用25孔結(jié)構(gòu)。孔結(jié)構(gòu)。(2)電氣特性電氣特性a、對(duì)電壓源的要求：當(dāng)電阻在、對(duì)電壓源的要求：當(dāng)電阻在3k7 k之間時(shí)，輸出電壓

46、為之間時(shí)，輸出電壓為（5V15V）之間。電源）之間。電源輸出阻抗應(yīng)大于輸出阻抗應(yīng)大于300。b、對(duì)終端的要求：終端負(fù)載的輸入阻抗在、對(duì)終端的要求：終端負(fù)載的輸入阻抗在3k7 k之間。之間。c、對(duì)邏輯電平的規(guī)定：采用負(fù)邏輯。數(shù)據(jù)、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)為及控制線的接通狀態(tài)為5V15V，數(shù)字，數(shù)字1及及控制線的斷開狀態(tài)為控制線的斷開狀態(tài)為5V15V。噪聲容限。噪聲容限(35V)。d、接口信息速率：、接口信息速率：子站子站子站子站主站主站RTU地址報(bào)文類型數(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)文類型數(shù)據(jù)長(zhǎng)度N類別標(biāo)志數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼校驗(yàn)碼RTU地址：目的站地址。地址：目

47、的站地址。FFH作為廣作為廣播地址播地址報(bào)文類型說(shuō)明報(bào)文的內(nèi)容、類型。報(bào)文類型說(shuō)明報(bào)文的內(nèi)容、類型。E：1表示有事件記錄表示有事件記錄 0無(wú)事件記錄無(wú)事件記錄R：1表示自檢出錯(cuò)表示自檢出錯(cuò) 0表示工作正常表示工作正常對(duì)重要報(bào)文采用對(duì)重要報(bào)文采用16位校驗(yàn)碼，一般報(bào)文采用位校驗(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。位校驗(yàn)碼，確認(rèn)報(bào)文與否認(rèn)報(bào)文不帶校驗(yàn)碼。問答式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約問答式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約主主站站功功能能 報(bào)文類型代碼說(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)

48、置時(shí)鐘0CH查詢類類別詢問05H要求子站傳輸某種類別的數(shù)據(jù)重復(fù)詢問1AH主站未能收到子站的正確回應(yīng)類別更新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問答式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約問答式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約主主站站功功能能 報(bào)文類型代碼說(shuō)明管理控制類復(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)文問答式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約問答式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約子子站站功功能能 報(bào)文類型代碼說(shuō)明肯定確認(rèn)ACK06H已正確收

49、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別詢問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)文問答式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約問答式遠(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)送主站發(fā)送(電源合閘確認(rèn))應(yīng)答，主站回復(fù)應(yīng)答，主站回復(fù)ACK(3)主站發(fā)送主站發(fā)送設(shè)置時(shí)鐘，掃描周期，死區(qū)范圍，濾波系數(shù)，

50、設(shè)置模塊工作方式與參數(shù)等報(bào)文等報(bào)文為子站建立工作方式為子站建立工作方式(4)主站發(fā)送主站發(fā)送啟動(dòng)RTU掃描和和啟動(dòng)I/O模塊掃描啟動(dòng)子站掃描啟動(dòng)子站掃描(5)主站發(fā)送主站發(fā)送類別詢問查詢數(shù)據(jù)，子站以查詢數(shù)據(jù)，子站以回答類別詢問應(yīng)答。若數(shù)據(jù)無(wú)變化，以應(yīng)答。若數(shù)據(jù)無(wú)變化，以ACK應(yīng)答。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。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)送主站可發(fā)送數(shù)據(jù)傳送要求刷新數(shù)據(jù)，子站以要求刷新數(shù)據(jù)，子站以回答數(shù)據(jù)召喚應(yīng)答。應(yīng)答。通信過(guò)程通信過(guò)程遙控的一般過(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）執(zhí)行

51、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)調(diào)度實(shí)時(shí)網(wǎng)中的主要的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 控制中心 廣域網(wǎng) 控制中心 變電站網(wǎng)絡(luò) 間隔設(shè)層 中高壓設(shè)備 過(guò)程總線 IEC 61850 IEC 61970 IEC 60870-101 IEC 60870-102 IEC 60870-104 IEC 60870-6 TASE.1 IEC 60870-6 TASE.2 IEC 60870-103 IEC 61968 (UIB) 變電站主機(jī) 4、前置系統(tǒng)、前置系統(tǒng)1 多數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)接入多數(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 通信模式是通信

52、模式是“多對(duì)多多對(duì)多”的模式的模式兩臺(tái)前置機(jī)，多個(gè)兩臺(tái)前置機(jī)，多個(gè)RTU，多，多個(gè)通道個(gè)通道一、前置系統(tǒng)概述一、前置系統(tǒng)概述 -1一、前置系統(tǒng)概述一、前置系統(tǒng)概述 -2上行數(shù)據(jù)的流程上行數(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)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)上行數(shù)據(jù)的目標(biāo)在在a、b通道中進(jìn)行擇優(yōu)通道中進(jìn)行擇優(yōu)通道切換通道切換 A、B前置機(jī)同時(shí)接收前置機(jī)同時(shí)接收一、前置系統(tǒng)概述一、前置系統(tǒng)概述 -3下行數(shù)據(jù)的流程下行數(shù)據(jù)的流程調(diào)度中心發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)度中心發(fā)送數(shù)據(jù)，RTU接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù) 下行數(shù)據(jù)的目標(biāo)下行數(shù)據(jù)的目標(biāo)只接收主前置機(jī)的數(shù)據(jù)只接收主前置機(jī)的數(shù)據(jù)前置機(jī)切換前置機(jī)切換 向向a、b

53、通道同時(shí)發(fā)送通道同時(shí)發(fā)送一、前置系統(tǒng)概述一、前置系統(tǒng)概述 -4雙機(jī)雙通道下的四種運(yùn)行方式雙機(jī)雙通道下的四種運(yùn)行方式一、前置系統(tǒng)概述一、前置系統(tǒng)概述 -5雙機(jī)單通道下的簡(jiǎn)化方式雙機(jī)單通道下的簡(jiǎn)化方式一、前置系統(tǒng)概述一、前置系統(tǒng)概述 -6前置系統(tǒng)需要完成的功能前置系統(tǒng)需要完成的功能 調(diào)制調(diào)制解調(diào)解調(diào) 雙通道切換雙通道切換 雙機(jī)切換雙機(jī)切換 多串口接入多串口接入 串行通信（串行通信（RS232RS232）二、串行通信二、串行通信 -1計(jì)算機(jī)的串行通信端口（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：使用串行通信的典型設(shè)備：MODEM二、串行通信二、串行通信 -2串行通信的物理實(shí)現(xiàn)串行通

54、信的物理實(shí)現(xiàn)一般的串行通信端口一般的串行通信端口 （RS232）：）：9針針 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、串行通信二、串行通信 -325針串口針串口 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：如特殊設(shè)備：如GPS等，端口定義非標(biāo)準(zhǔn)等，

55、端口定義非標(biāo)準(zhǔn) 以現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品手冊(cè)為準(zhǔn)二、串行通信二、串行通信 -4串口線連接串口線連接三線法三線法DB25DB25DB9DB9DB9DB25嚴(yán)禁帶電拔插頭，至少一端斷開嚴(yán)禁帶電拔插頭，至少一端斷開二、串行通信二、串行通信 -5RJ45頭頭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)明書為準(zhǔn)原則：收發(fā)相連、地相連二、串行通信二、串行通信 -6基本概念基本概念 碼元碼制 數(shù)碼率(波特率) 每秒傳送的碼元數(shù) 信

56、息傳輸速率 ：每秒傳輸?shù)男畔⒘?（比特率） 對(duì)于二元碼制 波特率比特率 0 E 2/3E 二元碼制 1 1 1 1 0 1/3E E 1 0 4 3 0 4 四元碼制 二、串行通信二、串行通信 -7數(shù)據(jù)同步數(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。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。保證收發(fā)一致。1110101110010000 0 E 1 1 1 1 0 二、串行通信二、串行通信 -8異步通信異步通信 ：l無(wú)信號(hào)時(shí)為高電平（1狀態(tài)）l起始位為低電平（0狀態(tài)）l數(shù)據(jù)位后根校驗(yàn)位（也可以沒有）l停止位為高電平（1狀態(tài)）l停止位后可以有若干空閑位，高電平（1狀態(tài)）

57、l停止/空閑位后的電平下降（0）標(biāo)志下一個(gè)字符的開始二、串行通信二、串行通信 -9波特率波特率 每邏輯位對(duì)應(yīng)的電平持續(xù)時(shí)間每邏輯位對(duì)應(yīng)的電平持續(xù)時(shí)間起始位起始位 邏輯邏輯0 1位位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位 邏輯邏輯0或或1 5位、位、6位、位、7位、位、8位位校驗(yàn)位校驗(yàn)位 邏輯邏輯0或或1 1位或無(wú)位或無(wú)停止位停止位 邏輯邏輯1 1位，位，1.5位或位或2位位空閑位空閑位 邏輯邏輯1 任意數(shù)量任意數(shù)量串口通信參數(shù)二、串行通信二、串行通信 -10例如：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

58、10位，則960字符/秒。 三、通道板三、通道板-1通道板通道板MODEM板板電源電源電源電源正面背面12345678 IIIIIIII 三、通道板三、通道板-2數(shù)字調(diào)制與解調(diào)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)稱為基帶信號(hào)。 直接傳輸基帶信號(hào)稱為基帶傳輸。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)程稱為調(diào)制。 11101011 10010000 三、通道板三、通道板-3調(diào)制的幾種類型

59、調(diào)制的幾種類型正弦波有幅度、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、通道板三、通道板-4振幅鍵控振幅鍵控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

60、反的信號(hào)群表示。在高速M(fèi)ODEM中，常使用90，45方式表示0和1。 三、通道板三、通道板-5移頻鍵控移頻鍵控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f1f0f，f2f0f，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、通道板三、通道板-6通道板的技術(shù)參數(shù)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3000150 300286520060028802001200 同步正碼 10dB異步