基于RT-Thread的变电站远动机联网分路器设计

发布时间：2020-10-21 21:22

　　 在电力系统中,远动控制技术主要用于实现电力调度系统中调度主站对变电站的监控,以保证电力系统稳定可靠的运行。同时,为增强对站端监控的可靠性,一般会建立多个调度主站对同一变电站进行监控,并且各个调度主站通过不同的数据传输通道与变电站通信,以增强电力调度系统的可靠性和稳定性。现根据电力调度自动化系统提出的升级改造需求,要求将一些还未接入地调和备调系统的站点通过调度数据网接入,并要能在多个调度主站实时的对变电站进行监控。但一些变电站中正在使用的远动机没有网络接口且没有足够的串口接口,从而无法通过调度数据网接入到新的地调和备调系统,完成多调度系统一体化的改造要求,若更换所有变电站远动机,所需成本较高,且工作量大。对此,本文通过对需要改造的变电站所采用的远动通信规约和新的地调备调系统的接入方式进行研究,针对变电站远动机接口数量和种类不足的问题,自主设计了一种远动机联网分路器。其作为多调度主站与变电站远动机之间的一个通信控制装置,具有网络接口和足够的串口接口,并在其中实现了一种一对多通信控制方法,可以让远动机通过单个串口与多个调度主站通信,使得在多个调度主站端能够实时的对变电站进行监测与调度。从而在不更换变电站远动机的情况下,实现电力调度系统多调度主站系统一体化的改造目标。联网分路器的设计包括硬件设计和软件设计,硬件电路设计以高性能ARM微控制器LPC1768为控制核心,以串口和网络通信接口电路为基础,以指示电路和复位按键电路为辅,构成了完整的联网分路器硬件电路。联网分路器的软件功能是基于嵌入式RT-Thread操作系统实现的,由通信、一对多通信控制、配置、指示以及按键复位五大功能模块组成。通信功能功能的实现可以让变电站远动机通过调度数据网接入到新的调度系统。此外,为了能让远动机通过单串口与多调度主站之间进行正常通信,在分路器中实现了一对多通信控制功能,该功能由分路机制、自动封锁屏蔽机制和智能识别切换机制之间的相互协作来完成。配置功能则可以对分路器的网络和串口参数以及工作模式进行配置,使其能用于不同变电站中,从而大大增强了其通用性。最后,在联网分路器中实现了指示和复位功能,使其具有很强的实用性。
【学位单位】：海南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN915.05;TM63
【部分图文】：

根据以上功能需求分析，大致可以将远动机联网分路器划分为以下五个模块：??（１）通信模块；（２）?—对多通信控制模块；（３）配置模块；（４）指示模块，（５）??按键复位模块，联网分路器整体功能组成结构如图２所示。其中通信模块与一对多??通信控制模块作为整个分路器的核心模块，指示模块、配置模块、复位模块则为辅??助模块，同时在具体的使用过程中这五个结构模块之间是相互协作互为补充的，由??此构成一个完整的远动机联网分路器。在文章的后续章节中，将会具体阐述各功能??模块的实现方法与工作原理。??串口通信模块?｜网络通信模块??——???复?通信功能?指指＾丁指??位?一对多通信控制功能?示?涵１?莫块??—指示控制功能?一？模???块?复位功能?块?咖良财匕???二??不模块??ｔ??配置串口??图２联网分路器整体功能结构??Ｆｉｇ．２?Ｏｖｅｒａｌｌ?ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ?ｓｐｌｉｔｔｅｒ??８??

调度主站发送的下行命令主要有召唤链路状态命令、复位远方链路命令、双点??遥控、单点遥控、总召唤命令、执行命令、遥调命令、对时命令等（沈祥，２０１７；??王昕等，２０１６）。１０１主站与从站通信流程如图１４所示。??联网分路器在接收完一帧下行命令后，会调用一对多通信控制中的智能识别切??换功能，以识别调度主站发送下来的命令类型，并根据命令类型进行下行通道切换??或自动回复等相关处理。??１７??

Ｆｉｇ．?１７?Ｍａｓｔｅｒ?ｍｏｄｕｌｅ?（ｌｅｆｔ）?ａｎｄ?ｅｘｐａｎｓｉｏｎ?ｍｏｄｕｌｅ?（ｒｉｇｈｔ）?ｐｈｙｓｉｃａｌ?设计??系统结构??分路器软件功能是基于嵌入式ＲＴ－Ｔｈｒｅａｄ操作系统实现的，ｅａｄ的介绍，可以知道ＲＴ－Ｔｈｒｅａｄ是一种支持多线程的实网分路器数据传输和处理的实时性，并且其具有丰富的组关组件中的一些功能时，直接在操作系统中启用组件，可开发周期，使开发效率更高。软件系统结构可以大致分为三系统层以及应用层，如图１８所不。??
【参考文献】

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本文编号：2850619