基于DSP的农网自动化远动装置研制

论文摘要

远动终端RTU(Remote Teminal Unit)是电力系统自动化的基础设备,它为电力系统的安全运行发挥着重要的作用。随着我国经济的发展,农村电网自动化改造正在全面推开,在农网自动化改造过程中迫切需要一款性能先进,价格低廉的远动装置。本文分析了国内外电力系统厂站自动化装置的研究和发展现状,针对电力系统的现有电力部门的需求,同时参考电力系统自动化发展的趋势,设计并实现了一种面向农网自动化改造具较高性价比的基于DSP平台的远动测控装置。装置在设计上避免了传统单片机的弱点,充分利用当今快速发展的DSP技术和ARM技术。该装置测控部分采用的DSP芯片是摩托罗拉公司最新推出的MC56F8346。通信管理部分采用ARM芯片是AT91R40008。在装置的通讯设计上,除采用目前电力系统应用较为广泛的CAN总线外,还采用了以太网通信方式。装置的硬件和软件设计均采用模块化设计思想,各功能模块可根据现场要求配置,组态灵活。在装置的结构和软硬件设计方面,还采用了多种抗干扰措施,大大提高了装置的可靠性。该装置具有测量精度高、数据刷新快、抗干扰性能好、适应性强以及性价比高等特点。具有一定的经济及理论价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 RTU的基本功能
• 1.2 电力系统远动技术发展及现状分析
• 1.3 当前产品存在的问题及研制新产品的意义
• 1.3.1 现有远动装置的局限性
• 1.3.2 DSP技术在电力系统自动化装置中的应用
• 1.3.3 以太网在电力系统自动化装置中的应用
• 1.4 本文的主要工作和安排
• 2 整体方案设计及DSP技术的应用
• 2.1 本装置的功能
• 2.2 本装置的设计原则
• 2.3 DSP硬件平台设计
• 2.3.1 DSP芯片的基本结构与特点
• 2.3.2 本装置DSP芯片选择的依据
• 2.3.3 MC56F8346芯片的主要特性及开发环境
• 3 装置硬件设计
• 3.1 硬件电路总体设计
• 3.2 CPU电路设计
• 3.3 遥测模拟数据采集及预处理电路设计
• 3.4 开入开出模块设计
• 3.4.1 开关量输入模块
• 3.4.2 开关量输出模块
• 3.5 人机接口设计
• 3.5.1 基于ARM的人机交换板电路设计
• 3.5.2 AT91R40008型ARM芯片介绍
• 3.6 通讯系统设计
• 3.6.1 CAN总线通讯设计
• 3.6.2 以太网接口设计
• 4 装置软件设计
• 4.1 软件方案概述
• 4.2 交流采样算法实现
• 4.2.1 交流采样算法概述
• 4.2.2 交流采样算法实现
• 4.2.3 交流采样程序设计
• 4.3 开入开出程序设计
• 4.3.1 开关量采集程序设计
• 4.3.2 开关量输出程序设计
• 4.4 CAN通讯功能实现
• 4.4.1 CAN协议分析
• 4.4.2 CAN2.0B通讯规约介绍
• 4.5 人机界面通信规约实现
• 5 远动装置的抗干扰研究及措施
• 5.1 干扰源
• 5.2 远动装置电磁干扰的种类和来源
• 5.3 本装置的抗干扰措施
• 5.3.1 硬件抗干扰措施
• 5.3.2 软件抗干扰
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献