基于工业以太网、嵌入式系统的远动工作站设计与实现

论文摘要

随着计算机技术的日益成熟,尤其是计算机网络与嵌入式系统技术的发展,极大地推动了电力系统自动化实现的进程。电网运行水平大大提高,各级调度中心为了及时掌握电网及变电站的运行情况,提高对变电站的可控性,要求变电站自动化系统具有更强的功能,采集更多的信息。无论从数据吞吐量还是通信速率上,变电站自动化系统都面临着新的挑战。目前,国内的变电站自动化系统中通信网络类型各异,采用的通信协议更是多种多样。在涉及到不同厂家的各种设备接口时,需要协调统一的问题很多,不仅导致系统联调复杂,而且给系统的运行、维护带来不便。本文针对变电站自动化系统中通信网络的特点,依托于实际的大型变电站自动化系统开发项目,应用多线程,多任务嵌入式实时操作系统和工业以太网通信技术,提出了一种全新的,基于UDP组播,嵌入式系统的远动工作站解决方案。并从网络结构设计、远动工作站硬件和软件程序设计等几个方面对其进行了详细的阐述。远动工作站是变电站自动化系统中的核心设备,是变电站与远方调度中心之间的连接点。本文分析了远动工作站设备的功能需求,在X86硬件平台和WinCE.NET嵌入式操作系统上对远动工作站的软件体系架构进行了详细设计与主要模块的编程实现。另外,论文灵活应用国际通信标准规约,制定了适用于110KV及以下中小型变电站的内部通信规约。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 变电站综合自动化系统概述
• 1.2 变电站自动化系统的发展
• 1.2.1 国外变电站自动化系统发展概况
• 1.2.2 我国变电站自动化系统发展概况
• 1.2.3 变电站自动化系统的发展方向
• 1.3 变电站自动化系统中的通信规约
• 1.4 问题的提出
• 1.4.1 工业以太网的应用
• 1.4.2 嵌入式系统的应用
• 1.5 本论文的主要工作
• 第2章 远动工作站网络系统设计
• 2.1 网络控制系统
• 2.1.1 网络控制系统的应用现状
• 2.1.2 网络控制系统的发展方向
• 2.2 变电站自动化系统通信网络结构
• 2.2.1 传统集中式网络结构
• 2.2.2 基于工业以太网的分布式网络结构
• 2.3 组播技术的优势与应用
• 2.3.1 变电站通信网络中的数据类型
• 2.3.2 组播的实现及应用优势
• 2.3.3 应用层协议的补充
• 第3章 远动工作站硬件系统设计
• 3.1 远动工作站硬件整体结构
• 3.2 远动工作站主要板卡
• 3.2.1 WAFER-LX800嵌入式主板
• 3.2.2 PC104扩展串口卡
• 3.2.3 PC104扩展以太网卡
• 第4章 远动工作站软件系统设计及实现
• 4.1 嵌入式系统概述
• 4.2 嵌入式的操作系统
• 4.3 Windows CE.NET概述
• 4.4 Windows CE.NET系统定制
• 4.5 Windows CE.NET应用开发
• 4.6 WINCE.NET系统开发基本流程
• 4.6.1 WINCE.NET分层模型
• 4.6.2 WINCE.NET基本开发流程
• 4.7 远动工作站软件程序总体设计
• 4.7.1 程序总体结构
• 4.7.2 远动工作站双机双网逻辑
• 4.8 远动工作站主要功能模块设计
• 4.8.1 人机界面模块
• 4.8.2 数据库模块
• 4.8.3 数据库访问接口
• 4.8.4 远动通信协议模块
• 4.8.5 内部网络通信协议模块
• 4.8.6 看门狗模块
• 4.9 以太网通讯规约JBKLAN设计
• 4.10 远动工作站数据处理实例
• 第5章 远动工作站测试与现场运行
• 5.1 远动工作站性能测试
• 5.2 远动工作站的现场安装
• 5.3 远动工作站的现场调试
• 总结
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目