网络远动终端的研究

论文摘要

电力系统是一个生产设备及生产部门多，且分散在相距甚远的广阔地区的大型工业生产系统。2002年实行厂、网分开，进一步增加了电力系统管理的复杂性。为了保证系统的正常工作，构成系统的各部分必须在统一的电力调度综合自动化系统协调下工作。为了使调度工作既满足实时性好，又保证可靠性高，必须有一个非常先进的、高度综合的自动化系统。近年来，随着计算机技术、数字通讯、网络技术及卫星定位技术的飞速发展，特别是我国电力系统内网的建设和发展，传统的电力调度自动化系统正向着网络化的方向演变。传统的远动系统正逐步被集网络通信、控制、测量和保护信号于一体的网络化远动系统所代替。本文介绍了最基层单位的变电站在远动技术、网络技术和嵌入式技术方面的最新发展，结合长白公司的电力设备远程监控系统对新的网络化远动终端发展趋势进行了研究。通过对国内外目前最新的变电站综合自动化方案的比较，确定了本课题的研究方向，即采用QNX嵌入式技术和现场总线技术相结合的通信控制系统，实现远动终端的网络化。文章首先简要介绍了Ethernet技术、嵌入式技术和CAN总线技术，然后论述了系统硬件的结构和元器件的选择，软件的总体设计思想和具体流程，以及本系统的通信规约和帧结构，从而完整的阐述了网络远动终端的实现。在掌握电力系统大量规约的基础上，结合Ethernet技术和CANopen总线技术，使得研究成果具有较强的实际生产、应用意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题的意义
• 1.3 本文主要内容
• 1.4 本文主要工作
• 2 网络化远动终端技术
• 2.1 变电站的工作模式
• 2.1.1 变电站内部通信
• 2.1.2 变电站与主站的通信
• 2.2 嵌入式系统
• 2.2.1 嵌入式系统的典型特征
• 2.2.2 嵌入式操作系统应具有的典型特征
• 2.2.3 典型的嵌入式系统开发模式
• 2.3 Ethernet技术
• 2.3.1 以太网技术原理
• 2.3.2 以太网协议
• 2.3.3 以太网的连接
• 2.3.4 以太网的特点
• 2.4 CAN应用层协议CANopen
• 2.4.1 CANopen协议结构
• 2.4.2 CANopen通信对象
• 2.4.3 CANopen设置开发过程中的注意事项
• 3 网络远动终端E10的硬件设计
• 3.1 电源模块
• 3.2 主控模件
• 3.2.1 PC104模板
• 3.2.2 SCE模板
• 3.2.3 RST模板
• 3.2.4 LED显示
• 3.3 四路光隔模件
• 3.4 RS232模件
• 3.5 MODEM调制解调模件
• 3.6 GPS模件
• 3.7 网络远动终端E10的特点
• 4 网络远动终端E10的软件设计
• 4.1 软件平台和开发环境介绍
• 4.2 E10系统软件设计
• 4.2.1 系统设计思路
• 4.2.2 系统模块关系
• 4.2.3 系统主要工作过程
• 4.2.4 系统数据结构设计
• 4.2.5 系统软件设计
• 4.3 系统中实时数据库设计
• 4.3.1 实时数据库的设计
• 4.3.2 实时数据库的快速检索
• 4.4 系统远动规约选择
• 5 网络远动规约IEC60870-5-104的实现
• 5.1 IEC60870-5-104规约简介
• 5.2 IEC60870-5-104规约的实施
• 5.2.1 应用规约数据单元的结构
• 5.2.2 用启/停进行传输控制
• 5.2.3 应用规约数据单元的发送和接收序号的维护
• 5.2.4 主站传来的控制信息的公共接口
• 5.2.5 M报文的公用接口
• 5.2.6 IEC-60870-5-104的实施过程
• 5.3 网络编程socket
• 5.3.1 流式套接字
• 5.3.2 数据文报套接字
• 5.3.3 网络套接字编程
• 5.4 链路管理
• 5.5 IEC60870-5-104规约程序实现
• 5.6 调试试验
• 6 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢