第三章 RTU 远动终端ppt课件.ppt

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1、第三章远方终端——RTU彭显刚2012年9月10日星期一远方终端（远动终端），是电网调度自动化系统的基础设备，也是整个自动化系统的“耳目”和“手脚”。引言——RTU(RemoteTerminalUnit)1.1RTU的任务RTU一般安装于各发电厂、变电站内，具体任务包括：第一节RTU的任务和结构1.数据采集（1）模拟量：采集电网中的P、Q、U、I等运行参数，一般称为遥测量。（2）开关量：如断路器和隔离开关的开合、自动装置或继电保护装置的工作状态，称为遥信量。（3）脉冲量：脉冲电能表的输出脉冲等，称为遥脉量，有时也归入遥测量中。1.1RTU的任务第一节RTU的任务和结构2.

2、数据通信按照预定通信规约的规定，自动循环（或相应调度要求）地向调度端发送所采集的本厂站数据，并接收调度端下达的各种命令。3.执行命令根据接收到的调度命令，完成对指定对象的遥控、遥调操作。4.其他辅助功能人机交互、自检、告警、站内事件顺序记录功能。1.2RTU的典型结构第一节RTU的任务和结构1.RTU的硬件结构现代RTU都是以单板机/单片机为核心的微机系统,如下图单CPU系统结构框图主要组成部分包括：（1）ROM：只读存储器，用来存放RTU的工作程序和某些固定参数，一经烧制即无法改变，掉电也不会影响数据。（2）RAM：随机存储器，用于各种数据的暂存。（3）模入模出：模拟量

3、输入通道和输出通道，通过接口电路与总线相连。（4）开入开出：开关量的输入、输出通道。（5）Modem：RTU数据按通信规约编码后，通过Modem送上通信信道，与调度中心远程通信。对于小的厂、站，采用单CPU结构的RTU即可，对于较大厂站，则可采用下图所示之多CPU结构。多CPU结构的RTU框图最主要区别：除了主CPU模块外，其他主要模块也配备自己的CPU（1）主CPU：统筹全局，一般通过并行或串行总线接口，与各模块CPU进行数据通信，如通过地址总线选择模块、读取数据，设置CPU工作参数等。（2）模入模出、开入开出模块：可根据需要采用普通芯片或单片机。（3）公共总线：CPU

4、之间通信接口，由主CPU控制，通常包括地址总线、数据总线，利用地址总线确定通信对象，利用数据总线传输数据。（4）通信方式：主、从CPU之间的通信方式有两种，即定时扫描和中断触发。优点：配置灵活可扩展，速度快，采集量大。缺点：昂贵、复杂。2.RTU的软件结构（1）软件组成结构数据采集软件：采集模拟量、开关量、数字量和脉冲量等数据。数据处理软件：进行数字滤波、越限判断、BCD码转换等。控制软件：执行收到的遥控、遥调命令。通信软件：根据约定的通信规约，与调度中心（可能有多个）相互通信。人机交互软件：处理键盘、屏显以及打印等操作。其他功能软件：如事件顺序记录、事故追忆、自检及调试

5、等功能。2.RTU的软件结构初始化：加电开机，先使各外设接口和公用RAM初始化。开中断：对于实时性要求较高的任务，如发送、接收、开关动作等，都利用中断方式使其运行最快。中断服务：执如有中断请求，则立刻挂起巡查的任务，并进入相应的中断服务程序处理。例如：“接收满”、“发送空”等中断信息。注意：中断本身有优先级区别，高级别的任务可以中断低级别任务。巡查任务：根据程序约定，一般是定时处理的一些非关键任务，如显示、自检等。第二节模拟量输入输出通道典型结构框图-模拟量输入通道（直流采样）1.滤波及信号处理电力系统运行参数u、i经过PT、CT输出后，经变送器转变为0－5V或4－20m

6、A的直流模拟信号，通过滤波环节接入后续环节作用：消除干扰，提高信噪比，有些情况下还进行电平转换，同时还可起到浪涌电压保护，防止浪涌电压进入通道内部损坏各种芯片元件。方法：采用一级或二级硬件RC低通滤波器。分类：单极性：0－5V，0－10V，0－20V双极性：-2.5V－+2.5V，-5V－+5V，-10V－+10V2.多路开关（MUX）也称为采样切换器，是一种受CPU控制的高速电子切换开关。由于模/数转换的速度很快（一般是µs级），而测量的模拟量信号变化较慢（以电力系统V、I等参数为例，正常时监控系统允许每3s提供一个采样值。），因而完全可以利用一个A/D转换器处理很多路

7、模拟量数据。作用：使得变送器送来的多个模拟信号，可以公用一个A/D转换器，充分利用高速A/D转换的性能。典型芯片：AD7506示意图模拟量引入：从S1,S2,…,S16引入，当其中一路被选中，可从OUT输出。开关选择：用EN，A3，A2，A1，A0，由CPU控制，通过组合出的值（地址、开关编号）来选择输入量：EN：为片选控制。=1时，本芯片被选择；=0时，本芯片被封锁。A3－A0：开关编码号。如0000，则0开关选中，1001，则9开关选中，1011则11开关选中。译码和驱动：解析开关编码，并置相应开关接通。输出：将选中开关号