本文關(guān)鍵詞：地鐵變電所自動(dòng)化系統(tǒng)通信管理機(jī)的研制

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【摘要】：隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快,地鐵建設(shè)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的強(qiáng)力助推劑。電力監(jiān)控系統(tǒng)(PSCADA)作為地鐵系統(tǒng)中承擔(dān)供電監(jiān)控任務(wù)的重要子系統(tǒng),為整個(gè)地鐵的安全運(yùn)行提供保障。為實(shí)現(xiàn)PSCADA系統(tǒng)通信一體化,近年國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)頒布了IEC61850標(biāo)準(zhǔn)。雖然目前很多地鐵設(shè)備廠家開(kāi)始對(duì)采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的新型智能設(shè)備進(jìn)行研究,但是從設(shè)備的研制到實(shí)際投入運(yùn)行,再到完全替代傳統(tǒng)智能設(shè)備是一個(gè)相當(dāng)漫長(zhǎng)的過(guò)程。在這過(guò)程中可能出現(xiàn)采用傳統(tǒng)規(guī)約和采用IEC61850規(guī)約的智能設(shè)備接入同一PSCADA系統(tǒng)的局面,造成PSCADA系統(tǒng)通信不兼容。針對(duì)這種問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)了安裝在地鐵變電所自動(dòng)化系統(tǒng)站控層的通信管理機(jī),作為變電所和遠(yuǎn)方調(diào)度中心之間的信息樞紐中心實(shí)現(xiàn)不同規(guī)約設(shè)備的數(shù)據(jù)交換和信息共享。首先,通過(guò)對(duì)通信管理機(jī)應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行分析,確定通信管理機(jī)的系統(tǒng)功能和硬件參數(shù)。選用“嵌入式核心主板+應(yīng)用底板”的分布式架構(gòu)方式設(shè)計(jì)基于ARM的嵌入式通信管理機(jī)硬件系統(tǒng)。然后,選用IEC104遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約、ModBus規(guī)約、IEC103規(guī)約和IEC61850規(guī)約作為本文通信管理機(jī)的規(guī)約轉(zhuǎn)換模型,對(duì)規(guī)約數(shù)據(jù)映射關(guān)系進(jìn)行分析。并且運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言,在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下,采用模塊化和多線(xiàn)程軟件編程方法,對(duì)規(guī)約處理程序進(jìn)行開(kāi)發(fā)。該程序作為通信管理機(jī)的核心程序,主要負(fù)責(zé)對(duì)不同規(guī)約的通信報(bào)文進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)換。同時(shí),本文還開(kāi)發(fā)了系統(tǒng)管理程序作為通信管理機(jī)的輔助程序,該程序主要完成對(duì)規(guī)約處理程序運(yùn)行狀態(tài)的管理和系統(tǒng)時(shí)間的校對(duì)兩個(gè)任務(wù),保證通信管理機(jī)能夠正常運(yùn)行。最后,本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)變電所自動(dòng)化系統(tǒng)中裝置連接情況搭建了模擬測(cè)試平臺(tái),對(duì)通信管理機(jī)系統(tǒng)的整體功能進(jìn)行測(cè)試。驗(yàn)證該通信管理機(jī)作為變電所自動(dòng)化系統(tǒng)信息樞紐中心的作用,成功解決了傳統(tǒng)規(guī)約設(shè)備和IEC61850規(guī)約設(shè)備同時(shí)接入地鐵PSCADA系統(tǒng)的問(wèn)題。
【關(guān)鍵詞】：變電所自動(dòng)化 通信管理機(jī) 嵌入式Linux IEC61850 規(guī)約轉(zhuǎn)換
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U231.8;U224.9
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 研究背景和意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 變電所自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展歷程13-14
• 1.2.2 規(guī)約轉(zhuǎn)換方法研究現(xiàn)狀14
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)外通信管理裝置及規(guī)約轉(zhuǎn)換軟件現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文主要工作15-17
• 第2章 地鐵通信管理機(jī)功能分析和硬件設(shè)計(jì)17-27
• 2.1 地鐵通信管理機(jī)功能分析17-19
• 2.1.1 應(yīng)用環(huán)境分析17-18
• 2.1.2 通信管理機(jī)總體功能18-19
• 2.2 通信管理機(jī)硬件方案選型19-22
• 2.2.1 系統(tǒng)架構(gòu)選型19-21
• 2.2.2 嵌入式微處理器選型21-22
• 2.2.3 硬件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方案選型22
• 2.3 基于ARM的通信管理機(jī)硬件設(shè)計(jì)22-26
• 2.3.1 嵌入式核心主板22-23
• 2.3.2 串口電路23-24
• 2.3.3 以太網(wǎng)接口電路24-25
• 2.3.4 電源電路25
• 2.3.5 看門(mén)狗電路25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 通信模型建立和規(guī)約映射關(guān)系分析27-40
• 3.1 地鐵變電所自動(dòng)化系統(tǒng)通信模型27-28
• 3.2 地鐵變電所自動(dòng)化系統(tǒng)常用通信規(guī)約分析28-35
• 3.2.1 IEC60870-5-104遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)28-30
• 3.2.2 變電所傳統(tǒng)規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)30-32
• 3.2.3 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)32-35
• 3.3 規(guī)約映射關(guān)系研究35-39
• 3.3.1 變電所傳統(tǒng)規(guī)約與IEC104規(guī)約映射研究35-37
• 3.3.2 IEC61850與IEC104規(guī)約映射研究37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 通信管理機(jī)的軟件設(shè)計(jì)40-60
• 4.1 軟件總體設(shè)計(jì)40-46
• 4.1.1 操作系統(tǒng)平臺(tái)和開(kāi)發(fā)語(yǔ)言選擇40
• 4.1.2 軟件功能設(shè)計(jì)40-41
• 4.1.3 軟件總體框架41-42
• 4.1.4 系統(tǒng)啟動(dòng)42-43
• 4.1.5 系統(tǒng)管理程序43-44
• 4.1.6 規(guī)約處理程序44-46
• 4.2 接口通信模塊設(shè)計(jì)46-48
• 4.2.1 串口通信47-48
• 4.2.2 Socket通信48
• 4.3 數(shù)據(jù)庫(kù)模塊設(shè)計(jì)48-53
• 4.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)功能分析48-49
• 4.3.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)49-53
• 4.3.3 歷史數(shù)據(jù)庫(kù)53
• 4.4 報(bào)文解析編碼模塊設(shè)計(jì)53-59
• 4.4.1 IEC104遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約處理線(xiàn)程54-56
• 4.4.2 傳統(tǒng)規(guī)約處理線(xiàn)程56-57
• 4.4.3 IEC61850處理線(xiàn)程57-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第5章 通信管理機(jī)的測(cè)試60-76
• 5.1 裝置測(cè)試方案60-63
• 5.1.1 測(cè)試平臺(tái)的搭建60-61
• 5.1.2 功能測(cè)試流程61-62
• 5.1.3 程序移植62-63
• 5.2 系統(tǒng)測(cè)試63-75
• 5.2.1 系統(tǒng)性能測(cè)試63-64
• 5.2.2 通信管理機(jī)同調(diào)度中心通信測(cè)試64-66
• 5.2.3 通信管理機(jī)同ModBus從機(jī)通信測(cè)試66-69
• 5.2.4 通信管理機(jī)同IEC103從機(jī)通信測(cè)試69-70
• 5.2.5 通信管理機(jī)同IEC61850服務(wù)器通信測(cè)試70-75
• 5.3 測(cè)試結(jié)論75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 結(jié)論與展望76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及科研情況81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：520569