小型水电开关站监控终端的设计

论文摘要

水电资源是清洁无污染的可再生的绿色能源。我国水电资源尤其是中小水电资源蕴藏丰富。随着国民经济的高速发展，对电力的需求越来越高，在大型水电站得到充分利用之后，已建和在建的中小型水电站数量众多，为提高其技术和管理水平，研制水电站计算机监控装置势在必行。本文分析了现有水电监控系统的发展现状，主要介绍了水电监控终端的功能，利用先进的数字信号处理技术来设计实现水电监控终端。它主要以美国德州仪器公司（TI）生产的浮点DSP TMS320F28335为核心处理单元；选用Maxim公司最新推出的8通道、16位、同步采样模数转换器MAX11046对模拟信号进行交流采样；采用快速傅里叶变换FFT算法完成对采样数据的分析、处理和计算；支持串口、以太网通讯接口，以完成水电监控终端与主站系统之间或终端与其他各种通信传输设备之间要进行数据交互，完成通信转发功能。本文根据某水电站为背景对监控终端的实现进行了详细的介绍，首先提出了监控终端的系统总体设计，包括硬件构成和软件构成，具体给出了监控终端的硬件构成图和软件流程图。介绍了以太网通信的硬件电路设计以及实现以太网通信的软件设计；详细介绍了IEC60870-5-104规约的软件设计，包括规约设计思路和程序设计流程。最后介绍了与组态王配合组成监控系统的实验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 水电站监控系统国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本课题的背景及内容
• 第二章 水电站监控终端的总体设计方案
• 2.1 小型水电站监控终端的结构
• 2.1.1 我国小型水电站的特点
• 2.1.2 小型水电站监控终端的设计原则
• 2.2 小型水电站监控系统的组成结构
• 2.3 本章小结
• 第三章 小型水电站监控终端的设计
• 3.1 小型水电站监控终端的功能
• 3.2 水电站监控终端的硬件结构及特点
• 3.2.1 水电站电气信息监控数量统计
• 3.2.2 水电站监控终端的硬件结构设计
• 3.2.3 水电站监控终端的软件设计
• 3.4 水电监控终端功能模块
• 3.4.1 TMS320F28335 介绍及特点
• 3.4.2 看门狗及断电复位模块
• 3.4.3 数据采集和处理模块
• 3.4.5 以太网通讯模块
• 3.5 本章小结
• 第四章 IEC60870-5-104 规约
• 4.1 IEC60870-5-104 规约简介
• 4.1.1 参考模型结构
• 4.1.2 IEC60870-5-104 规约数据单元结构
• 4.1.3 防止报文丢失和报文重复传送
• 4.2 IEC60870-5-104 规约软件设计
• 4.2.1 IEC60870-5-104 规约的数据结构
• 4.2.2 IEC60870-5-104 规约程序设计流程
• 4.3 本章小结
• 第五章 上位机设计
• 5.1 组态王参数配置和通信过程
• 5.1.1 组态王参数配置
• 5.1.2 数据变量的定义
• 5.1.3 通信过程
• 5.2 监控画面制作
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文