用于实验室远程操作的数据采集器开发

摘要

变电站自动化工程中的继电保护信息处理为高度和生产管理现代化服务，其中继电保护运行信息具有一定的实时性要求，它对变电站数据采集服务器提出了更高的性能要求。在先进的测控系统中，不仅希望设备能够单独进行测试，还希望它们之间能够互相通信，构成测试系统，甚至是测试网络，实现信息共享，以便对众多的被测信号进行对比、综合和自动分析、从而得出准确的判断，这是电力行业本身给测试设备提出的要求。应用嵌入式技术，建立嵌入式智能信息和数据服务器是一种较好的解决方案。变电站作为输送和分配电能的枢纽，在电力系统中起着重要的作用。电气运行参数的监测、本地和远方控制、继电保护、与其他控制系统通信对电力系统的安全运行至关重要。
　　本论文结合220KV变电站继电保护实验室改造，研究设计了一套数据采集系统。使用F320微控制器为检测和保护系统的核心，该处理器具有丰富的资源，例如SPI接口、I2C接口、USB控制器及16KB闪存。考虑到电力系统数据采集的特点选择AD7665，使用SPI串行接口完成系统的电参数高速高精度数据采集，采用所设计的数据采集器使用16位分辨率，采集速率达570KS/S，采用锁相环技术，可以适用于实验室和电力工业现场使用。
　　为了满足日益增长的通讯要求和智能化电力系统管理，系统采用AN312-M以太网控制器，符合IEEE802.3协议，实现了10Mbps以太网通讯，使用TCP/IP协议可以通过网络对数据采集器进行控制，实时性好、快速、可靠性高，满足实验室和电力工业现场使用。
　　论文针对变电站继电保护设计了高速数据采集程序、数据处理程序，结合AN312-M设计了以太网通讯程序。结合实验室的改造，调试完成了继电保护设备与变压器保护一次设备的互联与通信。
　　根据本方案设计的数据采集系统，经过调试、运行，达到了设计要求，该终端具有电力数据采集、数据统计与分析、处理功能强，实时性好，以及适合于多种通信方式的特点，便于监测系统组网实现电力系统自动控制。

目录

用于实验室远程操作的数据采集器开发

RESEARCH OF DATA ACQUISITIONFOR LAB REMOTE OPERATION

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 课题背景与意义

1.2 继电保护技术及国内外现状及发展趋势

1.3 主要研究内容

第2章 数据采集系统的总体设计

2.1 数据采集系统需求分析

2.2 数据采集系统的总体设计

2.3 核心功能的实施要点

2.4 本章小结

第3章 数据采集器模块的设计

3.1 A/D 转换器核心电路的设计

3.2 数据采集模块的控制及其固件程序设计

3.3 本章小结

第4章 网络通讯及以太网接口模块的设计

4.1 TCP/IP 网络协议基本原理

4.2 AN312-M 网络模块硬件及其固件设计

4.3 基于CP2200 新型网络电路设计

4.4 本章小结

第5章 数据采集系统在继电保护实验室改造中的应用

5.1 系统组建

5.2 工程应用

5.3 本章小结

结 论

参考文献

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致 谢

个人简历