配网自动化信息工程研究.docx
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1、配网自动化信息工程研究 1概述 目前,配网自动化的发展已较为成熟,各类配网自动化产品也种类繁多,但针对通信规约及通信信息的员工配网自动化培训系统缺少。本文设计了一个配网自动化信息工程实验系统,系统能模拟配网主站SCADA及数据库的功能;能完全实现FTU的三遥功能,能在FTU及配网主站展示通信报文信息;FTU的独特设计之处有大屏幕显示菜单并操作。 2实验系统简介 本文设计的配网自动化信息工程实验系统用单相220V交流电模拟10kV配电网,设计的配网自动化信息工程实验系统主要包括配网主站与FTU(FeederTerminalUnit)两个部分,配网主站与FTU可以按104规约进行通信,其结构如图1
2、所示。配网自动化模拟主站在PC机上采用C+Builder软件仿真设计,充分利用其C+语法结构的特点与友好的图形界面,设计出了配网仿真线路与良好的人机交互界面,实现了遥测、遥信、遥控、对时、SOE时间顺序记录等功能。配网终端FTU装置是本次设计的重点,主要采用STM32F407开发板设计,具有信息采集、继电保护、人机交互、命令执行等功能。 3实验系统设计介绍 3.1配网主站功能仿真。配网主站设计遵循“一体化”的设计原则,设计的配网SCADA系统主要包括:人机交互模块、通信服务模块、数据处理模块、数据库管理模块,其系统模块如图2所示。人机交互模块负责为操作员提供可视化的操作界面,主要包括:配网节点
3、运行信息显示、104报文内容显示、功能按钮实现。通信服务模块负责建立网络连接、提供外部数据源,主要包括:网络管理、接收与发送数据缓冲区创建。通信功能是通过SOCKET控件实现的,配网自动化主站作为数据请求方,在TCP连接中为客户端,在C+Builder中调用ClientSocket控件即可实现。数据处理模块负责管理数据,主要包括:信号判别、标度变换、命令生成等等,信号判别是对开关分合状态的判断,方法为:判断相应标志位,其中:“0”表示开关断开、“1”表示开关闭合;标度变换的内容是将接收到的电压电流值还原为工程一次值。数据库管理模块主要负责数据库创建、数据存储、数据查询。数据库采用SQLServ
4、er软件设计,C+Builder软件通过ADO相关控件对数据库进行访问与操作。3.2FTU软硬件设计。FTU的设计基于STM32F4开发板,其硬件模块如图3所示,开发板搭载了电源模块电路、JTAG接口电路、复位电路、A/D转换电路、通信接口电路、LCD液晶显示电路,此外通过开发板外部的扩展IO口设计了开关量输入/出电路。FTU的软件系统是基于UCOS-III操作系统设计的,该操作系统的多任务管理有利于软件系统的模块化设计,故FTU软件系统也按模块进行设计。其任务模块如图4所示,包括人机交互模块、通信任务模块、遥控量输出、遥信量采集、遥测量采集、实时时钟区,其中人机交互模块由Emwin图形显示与
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