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配电网自动化技术课程设计.doc
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《配电网自动化技术》
课程设计任务书
题 目
站控通信规约和通信管理机通信程序设计
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,拟定传输的内容(命令)编码,在此基础上设计出
帧结构。
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)=x
16
+x
15
+x
5
+1
5) 用查表法实现 CRC-16 校验码生成和校验。
6) 设计主机规约传输和接受的程序流程,并画出流程图。
7) 设计 CRC 校验子程序流程。
8) 撰写设计报告。
起止时间
2023 年 12 月 20 至 2023 年 12 月 26 日
指导教师署名
年 月 日
系(教研室)主任署
名
年 月 日
学生署名
年 月 日
目 录
一、意义及设计背景.....................................................................................................................................3
二、设计目的.................................................................................................................................................3
三、设计内容和规定.....................................................................................................................................3
四、设计内容分析.........................................................................................................................................4
五、设计原理.................................................................................................................................................4
1、召唤式应答规约...............................................................................................................................4
2、越限...................................................................................................................................................4
3、遥测...................................................................................................................................................5
4、遥信...................................................................................................................................................5
5、遥控...................................................................................................................................................5
6、SOE ...................................................................................................................................................5
7、通信帧的格式...................................................................................................................................5
8、循环码校验.......................................................................................................................................6
六、具体设计.................................................................................................................................................7
1、功能码...............................................................................................................................................7
2、下行报文帧结构设计,即主站对子站的命令。...........................................................................8
3、上行报文帧结构设计,即子站对主站的响应。...........................................................................9
4、全报文数据结构的设计................................................................................................................ 12
5、信息的传送原则.............................................................................................................................12
6、查表法.............................................................................................................................................13
7、CRC 表的产生................................................................................................................................15
8、IED 通信传输和接受的流程图 .....................................................................................................16
七、设计总结...............................................................................................................................................17
参考文献:...................................................................................................................................................18
一、设计背景
在配电网自动化系统中,数据通信是一个极为重要的环节。数据通信既也许是在一
个厂站内进行,也也许是在厂站之间进行,还可以是在远达数千公里的厂站与调度中心
之间进行。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
信管理机不断进行通信,使通信管理机实现现场信息的集结和控制命令的下达,使 IED
装置实现现场信息的上传。在数据通信系统中,为保证这种数据通信的正常有序进行,
双方必须遵守一些共同的约定,这些约定就是通信规约。因此,通信规约是数据通信的
基础。在我国配电网自动化系统中,通信规约一般可以分为循环传送式通信规约、召唤
式应答通信规约、对等式通信规约。由于召唤式通信规约可节省信道,数据传输速度高,
通道适应性强,因此得到了广泛的应用。
由于信息在传输过程中会受到不同限度的干扰,干扰将会使信息犯错,出现信息的
失真,接受端将收到错误的信息。因此,必须在传送的信号上加上抗干扰编码,即运用
信道编码器实现差错控制。差错控制的目的是要发现传输过程中出现的错码,进而加以
修正。循环冗余校验 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。
二、设计目的
配电网自动化技术是集计算机技术、现代数据通信技术和电力系统运营控制理论为
一体的自动化系统,其中的数据通信技术是保证配电自动化系统实行的关键。配电网自
动化系统一般分为三层:第一层为现场 IED 设备层,第二层为配电子站即通信管理机,
第三层为主站层。本次课程设计为设计变电站自动化系统中通信管理机与现场各类 IED
设备的通信,采用的是召唤式应答通信规约,在此基础上设计帧结构。因此,通过本次
课程设计可以使我们明白配电网自动化系统中通信的实现原理,为以后开展配电网自动
化有关工作具有重要指导意义。
本次配电网课程设计的目的有以下几点:
1、加深对配电网自动化课程中基本概念和计算方法的掌握和理解。
2、掌握信息传送帧结构的设计。
3、理解掌握循环码监督码的计算方法,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、了解主机规约传输和接受的程序流程,并画出流程图。
三、设计内容和规定
1、根据功能规定,拟定传输的内容(命令)编码,在此基础上设计出帧结构。
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)=x
16
+x
15
+x
5
+1
5、用查表法实现 CRC-16 校验码生成和校验。
6、设计主机规约传输和接受的程序流程,并画出流程图。
7、设计 CRC 校验子程序流程。
8、编写程序
9、撰写设计报告。
四、设计内容分析
1、根据题目规定,IED 和通信管理机之间的通信时通过 RS485 总线或 CAN 总线进行串行
通信。
2、IED 和通信管理机之间进行通信时采用的通信规约是召唤式应答规约。
3、需要设计遥测帧结构、遥信帧结构、遥控帧结构、事件顺序记录(SOE)帧结构以及
越限信息的帧结构。
4、校验方式为 CRC—16,用查表法实现校验码生成和实现,需要设计校验子程序的流程
图。
5、根据信息传送的重要性区别拟定出信息的传送原则。
6、设计主机规约传输和接受的流程图。
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