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水电站监控系统对外通讯功能平台的设计与实现

作　者: 宋方儒
导　师: 金跃辉
学　校: 北京邮电大学
专　业: 软件工程
关键词: 水电站监控系统对外通讯功能平台 IEC 60870-5-101远动规约 Modbus规约
分类号: TV736
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 31次
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内容摘要

水电站作为清洁可再生能源,在我国大力提倡节能减排、发展低炭经济背景下投产发电,对满足社会用电需求具有重要意义。水电站发电中最重要的一环是作为水电站发电大脑的“水电站监控系统”。它的一大特点是按“无人值班,少人值守”的原则设计,并且还能实现远地对电站就地进行操控。国电四川深溪沟水电站“水电站监控系统”的开发及应用项目中,涉及对大量不同智能设备的实时监控,需要研发一种可汇总监控各类不同智能设备的实时数据通讯系统,满足现有控制系统无法实现的各类定制开发特殊需求。本人负责开发“水电站监控系统”的对外通讯任务,其通讯任务的主要特点有：设备种类多、分布广泛、通讯规约多、数据种类多,且对工业软件的可靠性要求高,要满足水电站“无人值班、少人值守”的需求。根据这些特点,本次对外通讯任务全新提出并开发设计了“水电站监控系统对外通讯功能平台”。“水电站监控系统对外通讯功能平台”作为按照水电站实际需求开发的功能平台,可以满足不同类型水电站以及其他行业的对外通讯功能。该通讯功能平台可以不依赖于厂家和硬件环境,方便集成第三方的应用程序,并可同时与多个第三方节点建立起通讯,进行数据的采集传输交换。对外通讯功能平台还可以适应分散控制系统的各种特性,并通过建立和优化与其通讯的支撑网络,方便地与异地建立起远程技术支持和服务。该通讯功能平台上运行的自主开发的软件还可对整个平台的稳定性具有良好的支撑,部分自主开发的功能软件还可以使得整个通讯功能平台具备了便捷的扩展性和移植性。此外通讯功能平台的硬件还具备极高的工作可靠性和稳定性、可以适应各种恶劣的工作环境。本文首先从“水电站监控系统”的对外通讯入手,详细介绍了对外通讯任务的特点,并对深溪沟水电站的实际情况进行了现状调研,整理出了对外通讯功能平台的各种需求。然后设计了对外通讯功能平台的整体架构,接下来介绍和分析了对外通讯功能平台与调度系统的通讯和与被控设备的通讯,其中与调度系统的通讯主要采用IEC60870-5一101远动规约和对端软件设备进行通讯,与被控设备的通讯主要采用Modbus规约和对端软件进行通讯,并进一步详细介绍了两种规约在开发中遇到的重点和难点。之后介绍了通讯功能平台在深溪沟水电站中的应用。最后对本项目进行了总结,并展望了通讯功能平台在未来其它领域的应用。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-9
第一章引言  9-12
  1.1 课题背景  9
  1.2 课题任务  9-10
    1.2.1 课题内容  9-10
    1.2.2 本人承担任务  10
  1.3 论文结构  10-12
第二章水电站监控系统对外通讯功能平台方案设计  12-19
  2.1 深溪沟水电站监控系统及对外通讯功能的介绍  12-15
    2.1.1 水电站监控系统的介绍  12-13
    2.1.2 水电站监控系统的网络结构  13-14
    2.1.3 水电站监控系统的对外通讯及对外通讯的特点  14-15
  2.2 水电站监控系统对外通讯功能平台的总体设计  15-18
    2.2.1 通讯功能平台的可行性分析  15-16
    2.2.2 通讯功能平台的设计方案  16-17
    2.2.3 通讯功能平台设计方案的特色和创新点  17-18
  2.3 本章小结  18-19
第三章通讯功能平台与调度系统通讯规约的设计与实现  19-32
  3.1 调度系统通讯及远动规约介绍  19-21
    3.1.1 调度系统通讯介绍  19-20
    3.1.2 IEC 60870-5-101远动规约介绍  20-21
  3.2 与调度系统通讯的特点  21-22
  3.3 软件设计  22-25
    3.3.1 软件功能需求  22
    3.3.2 软件功能模块设计  22-25
  3.4 软件整体功能实现  25
  3.5 软件重点难点实现说明  25-30
    3.5.1 101远动规约通讯功能的实现  25-27
    3.5.2 101远动规约下行命令传输功能的实现  27-29
    3.5.3 101远动规约链路传输的异常过程处理  29-30
  3.6 软件测试  30-31
  3.7 本章小结  31-32
第四章通讯功能平台与被控设备通讯规约的设计与实现  32-47
  4.1 被控设备通讯及Modbus规约介绍  32-36
    4.1.1 被控设备通讯介绍  32-34
    4.1.2 Modbus规约介绍  34-36
  4.2 与被控设备通讯的特点  36
  4.3 软件设计  36-39
    4.3.1 软件功能需求  36-38
    4.3.2 软件功能模块设计  38-39
  4.4 软件整体功能实现  39
  4.5 软件重点难点实现说明  39-46
    4.5.1 数据组包功能的实现  39-41
    4.5.2 CRC校验功能的实现  41-43
    4.5.3 软件自动化的实现  43-46
  4.6 软件测试  46
  4.7 本章小结  46-47
第五章通讯功能平台在水电站的应用  47-51
  5.1 通讯功能平台介绍  47-49
    5.1.1 通讯功能平台功能介绍  47
    5.1.2 通讯功能平台硬件介绍  47-48
    5.1.3 通讯功能平台软件介绍  48-49
  5.2 通讯功能平台特点  49
  5.3 通讯功能平台在水电站的应用  49-50
  5.4 本章小结  50-51
第六章结束语  51-54
  6.1 论文工作总结  51-52
  6.2 问题和展望  52-54
参考文献  54-55
致谢  55

水电站监控系统对外通讯功能平台的设计与实现

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