《配电网自动化技术》课程设计任务书题 目通信管理机和IEＤ通信规约及通信管理机通信程序模块设计姓名学号专业班级设计内容与要求1． 背景变电站自动化系统,普遍采用分布式的监视和控制系统各类IED装置和通信管理机进行通信通信管理机实现IED信息集结和控制命令的下达 环冗余校验CＲC(Cｙclic Rｅｄundａｎｃｙ Ｃhｅck)是一种重要的校验方式编码简朴且误判概率很低,在电力自动化通信系统中得到了广泛的应用2． 设计内容和规定设计用于实现IEＤ和通信管理机的通信规约，规约采用召唤式应答规约,实现YC、YX、YＫ及SＯE和越限信息的传送用循环冗余校验码进行校验每个IＥD ＹＣ量≤12个，ＹX量≤２0设计IＥＤ的通信程序 具体内容如下：1) 根据功能规定，拟定传播的内容(命令）编码,在此基本上设计出帧构造2) 设计出每一类信息的传送帧格式3) 根据信息的传送重要性拟定信息的传送原则4) 校验方式选用CＲC－16校验方式生成多项式g(x)=x16+x１5+x5+15) 设计通信管理机传播和接受数据的程序流程，并画出流程图６)设计CRC－16校验码生成和校验流程图7）撰写设计报告起止时间 年 12 月 14 至 年1２月 25 日指引教师签名 年12 月 20日 系（教研室）主任签名年 月 日 学生签名 年 １2 月 ２０ 日 目 录一、前言 3二、设计内容和设计思路ﻩ4三、通信规约设计ﻩ6四、程序流程图设计ﻩ１0五、设计总结ﻩ14参照文献ﻩ1４一、 前言1、设计背景电力系统:是由大量的发电机、变压器、电力线路和负荷等设备有机的构成，由生产、传播、分派、消费电能的多种电气设备按照一定方式连接的整体。
也即：发电——变电——输电——配电——顾客五个部分构成而本课程设计就是配电网系统里所研究的内容里的一种方面，即：站控通信规约和IEＤ通信程序设计IED智能电子设备:由一种或多种微解决器构成,完毕特定的功能,能向外部装置发送信息，并能接受外部指令的装置特性:微解决器和，具有通信接口，具有独立时钟现代自动化系统普遍采用现场分布式的构造，ＩＥD设备是最重要的设备之一实现现场信息的采集、命令执行、本地功能数据通信是各类智慧设备之间的通信,为了保证通信的正常进行，和其他通信方式同样,应当在通信系统中规定一种统一的通信原则，即通信的内容是什么、如何通信、何时通信，都必须在通信的实体之间达到人们都能接受的合同，这些合同就被称为通信合同，规约变电站综合自动化分为两层:变电站层和现场层低电压级别的变电站：智能电子设备保护和监控合二为一，而我们所要研究的就是通信网路之间的通信规约和IED的信息采集和控制命令的下达,对于一种网络来说有着重要的作用,一种网络若是通信规约浮现了错误，将会混乱不堪本次课程设计的目的是通过对设计用于通信管理机和IED通信的规约来熟悉变电站自动化系统的信息的通信方式的原理通过对规约中队通信信息的流的帧构造和信息字(遥测信息字、遥信信息字、遥控信息字、ＳＯE)的构造的设计、 以及根据信息的传送重要性拟定信息的传送原则、校验方式的选择和程序流程图的设计。
2、设计目的1)、加深对配电网自动化课程中基本概念和计算措施的掌握和理解２）、掌握信息传送帧构造的设计3)、理解掌握循环码监督码的计算措施,循环码的生成多项式4）、掌握用查表法实现CRＣ－１6校验码生成和校验５）、理解主机规约传播和接受的程序流程,并画出流程图二、设计内容及思路2.1设计内容:设计用于实现ＩED和通信管理机的通信规约，规约采用召唤式应答规约，实现YC、YX、YK及ＳOE和越限信息的传送,并用循环冗余校验码进行校验每个IED YC量≤1２个,YX量≤20设计通信管理机中的通信主控程序流程图，通信管理机能同步和n（n≤30）个IED进行通信具体内容如下:⑴ 根据功能规定，拟定传播的内容（命令）编码，在此基本上设计出帧构造⑵ 设计出每一类信息的传送帧格式⑶ 根据信息的传送重要性拟定信息的传送原则⑷ 校验方式选用CRC-16校验方式生成多项式ｇ(x）＝x1６＋x15+ｘ5+1⑸ 用查表法实现CＲC-１６校验码生成和校验，并设计ＣRC校验子程序流程图⑹ 设计主机规约传播和接受的程序流程图2.2设计思路及原理1、 召唤式应答规约问答通信方式由主站掌握遥测、遥信通信的积极权，主站轮流询问IED设备，各IED设备只有在接到主站询问后才可以回答(报送数据）,主站积极,依此轮流询问各个子站。
如被询问的子站无数据传送,就转向询问下一子站如被询问的子站又数据发送,一般就在数据送完后再转向询问下一种子站应答式规约的特点是:RTU有问必答,当RTU收到主机查询命令后,必须在规定的时间内应答，否则视为本次通信失败RＴU无问不答，当ＲTU未收到主机查询命令时,绝对不容许积极上报信应答规约的长处：容许多台RTU以供线的方式共用一种通道,有助于节省通道，提高通道占用率，应答式规约的采用变化信息传送方略，从而大大压缩了数据块的长度,提高了传送速度,应答式规约既可以采用全双工通信,又可以采用半双工通信,既可以采用点对点方式，又可以采用一点多址或环形构造，因此通道适应性强２、遥控:调度端MS应用通信技术,通过通信通道对远方厂、站的ＦTＵ管理的设备发送状态控制命令，相应的设备接受命令并执行3、遥测:将远方厂、站需要测量的被测量,应用FＴU中的微机采样并预解决后，运用通信技术经通信通道送到调度端的MS,储存并显示遥测量涉及母线电压,功率、线路电流、主变有功、无功、油温、频率及某些需要理解的非电量等多种模拟量根据被测信息的重要性,可将YC量分为重要遥测、次要遥测、一般遥测４、遥信:将远方厂、站的设备运营状态信号、保护信号、应用ＦＴU采集后，运用通信技术经通信通道送到调度端的MS,储存并显示。
5、越限 电力系统运营时，多种电气参数受约束条件的限制，不能超过一定得现值，母线的电压不能太高或太低，功率传送不能太高，当电气量超过一定的范畴时,对其参数应及时进行检查,如超越限值,应进行警告告警上限:当模拟量变化超过此值时,进行告警并记录告警下线:当模拟量变化低于此值时，进行告警并记录上复位限:低于告警上限的一种值，当值低于此值时，觉得模拟量恢复正常下复位限:高于告警下限的一种值,当值高于此值时,觉得模拟量恢复正常如果运营参数由于某些因素在限值附近波动时,就会出限越限和复限不断交替,频繁告警，为了减少这种状况,通过设立“越限呆滞区”来缓和当运营参数超越上限, 图中的ａ点时,判为越上限,可发出越上限告警信号此后当运营参数回落到b 点如下，才判为复限,而两外的１、２两点不作撤警和重新告警解决同理ｃ、ｄ段被判为持续地越下限状态越限呆滞区:给定的一种量值，即上限和上复位限的差值或下复位限和下限的差值６、ＳOＥ:记录状态量发生变化的时刻的先后顺序7、循环码校验循环码是一种特殊的线性分组码,它有严格的代数构造,用代数措施可以找出许多编码效率高、检错纠错能力强的循环码来由于循环码的编码和检错措施简朴,并且具有了许多有效的纠错措施,因此得到了广泛的应用。
生成CRC码的基本原理:任意一种二进制位串构成的代码都可以和一种系数仅为„0和„1取值的多项式一一相应实现CＲC的基本原理,简朴的说，就是原始数据通过某种算法，得到一种新的数据，而这个新的数据与原始数据有着固有的内在联系通过把原始数据和新数据组合在一起,形成新的数据,因此这个新数据具有自我校验的能力三、通信规约设计3．１通信帧格式设计帧的定义帧格式如下图所示帧由帧头、包、和FＣS及帧尾构成帧头为：0x9Ｅ，长度为：1BＹＴＥ；帧尾为：0x9C,长度为:1ＢYTEFＣS为:16ｂit CRC(即CＲＣ-16），由Ｐａｃkeｔ形成，不涉及帧头、FCS和帧尾帧发送时，高字节在前,低字节在后,例如发送256， 先发送0x01，再０x00帧 帧头包FＣS帧尾 包头数据ﻩ 目的地址源地址包长度功能码帧头源地址目的地址包长度功能码数据FCS帧尾信息包的定义：包由包头和数据构成包头:目的地址、源地址、包长度和功能码构成3．2通信的过程3.2．1、功能码功能码下行用途功能码上行用途01H发出连接命令02H回答连接03H遥控选择04H遥控执行0５H遥控反校06H遥控撤销07H遥信08H遥信0９H遥测0AH遥测0BHＳOE０CHSOＥ0DH越限信息10H越限信息12H复位命令13H回答复位命令１4H遥测、遥信1５H遥测、遥信3.2.2下行报文帧构造设计,即主站对子站的命令。
帧头目的地址源地址包长度功能码数据FCS帧尾源地址为主站号:0x00，长度为：1ＢＹTE;目的地址为现场IED设备编号相应地址代码,由于规定通信管理机能同步和n（ｎ≤30）个IＥD进行通信，即IED编号0～３0，相应地址代码为0ｘ１0~0x2E,长度为1ＢYＴE由于遥信量、遥控量、遥测量、越限、SOＥ、全报文帧构造中帧头、帧尾、目的地址、源地址、ＦＣS均相似（功能码上表已给出),区别只在于数据和包长度(根据实际规定拟定其大小），故只要设计各自帧构造中的数据构造，如下是具体帧构造中数据构造的设计1)遥测帧构造的设计方式个数编号1……编号n个数：主站所要采集的信息量的数目,数目为12个;占1BYTＥ；编号：遥信信息量的编号,编号为1～12；１BYTE;方式:表达发送的遥测量是按照默认顺序依次发送的遥测量2)遥控帧构造的设计方式个数编号１状态…编号n状态个数:开关量的个数;占１BＹTE；编号:开关量的编号;占1BYTE；方式:表达发送的开关量是按顺序依次发送所有;占１BＹＴE状态:反映各开关状态的变化; 00表达开关由合到分，0１表达开关由分到合,占1BＹＴE; (3) 下行遥信数据构造设计方式个数编号1……编号n个数：主站所要采集的信息量的数目，数目为20;占1BＹTＥ；编号:采集量的编号，编号为1～20；1ＢＹTE; 方式:表达发送的遥信量是按顺序依次发送的遥信量。
也许是所有，也也许是一定范畴内的；占1BYTＥ4）SOＥ下行帧构造中无数据5）下行越限帧构造中无数据3.2.3、上行报文帧构造设计，即子站对主站的响应目的地址即主站地址为00H，占１ＢＹTE；源地址即现场设备地址为１０H—2EH，占1BＹTE；(1)遥信帧构造的设计方式个数编号１数值．...．.编号n数值个数：主站所要采集的信息量的数目,占１ＢYTＥ；编号:开关量的编号;１ＢＹＴE； 数值：反映各个开关的状态，00H表达开关由合到分,01H表达开关由分到合; 。