【正文】 關(guān)量信號(hào)的每一位上，如斷路器的分、合兩種工作狀態(tài)，可用0、1表示。下面介紹開(kāi)關(guān)量輸入及輸出電路的幾個(gè)主要問(wèn)題。 （一）濾波消抖電路與信號(hào)調(diào)節(jié)電路開(kāi)關(guān)量作為輸入信號(hào)，長(zhǎng)線及空間產(chǎn)生干擾信號(hào)，可能會(huì)使?fàn)顟B(tài)發(fā)生錯(cuò)誤。為此，需增加濾波消除噪聲電路。（二）電隔離技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)量與邏輯電路之間要采用電隔離技術(shù)。主要是因?yàn)椋孩偈沟蛪狠斎腚娐放c大功率的電源隔離；②外部現(xiàn)場(chǎng)器件與傳輸線同數(shù)字電路隔離，以免計(jì)算機(jī)受損；③限制地回路電流與地線的錯(cuò)接而帶來(lái)的干擾；④多個(gè)輸入電路之間的隔離。常用方法有以下兩種。光電隔離信號(hào)調(diào)節(jié)消抖濾波 總線CPU門(mén)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)輸入1光電隔離信號(hào)調(diào)節(jié)消抖濾波邏輯控制光電隔離信號(hào)調(diào)節(jié)消抖濾波門(mén)信號(hào)輸入n光電隔離消抖濾波信號(hào)調(diào)節(jié)地址譯碼 開(kāi)關(guān)量輸入電路配置圖 1）光電隔離光電藕合器作為開(kāi)關(guān)量輸入計(jì)算機(jī)的隔離器件，其簡(jiǎn)單接線原理圖。當(dāng)輸入信號(hào)時(shí)，開(kāi)關(guān)S閉合，二級(jí)管道通，發(fā)出光束，使光敏二極管飽和導(dǎo)通，于是輸出端U0變現(xiàn)一定電位。兩種接線方式，輸出電平不同，在實(shí)際電路設(shè)計(jì)時(shí)，可以靈活選用。光電耦合器件中，信息的傳遞介質(zhì)為光，輸入和輸出是電信號(hào)，信息的傳遞和轉(zhuǎn)換的過(guò)程在密閉環(huán)境下進(jìn)行，沒(méi)有電的直接聯(lián)系，不受電磁信號(hào)的干擾，隔離效果比較好。2）繼電器隔離發(fā)電廠、變電站現(xiàn)場(chǎng)的斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、繼電器的輔助觸點(diǎn)和主變壓器分接頭開(kāi)關(guān)位置等開(kāi)關(guān)信號(hào)，輸入至微機(jī)系統(tǒng)時(shí)，通過(guò)繼電器隔離。利用現(xiàn)場(chǎng)斷路器或隔離開(kāi)關(guān)的輔助觸點(diǎn)接通，去啟動(dòng)小信號(hào)繼電器然后由觸點(diǎn)輸入至微機(jī)系統(tǒng)，可起到很好的隔離作用。輸入至微機(jī)系統(tǒng)的繼電器觸點(diǎn)，可采用與微機(jī)系統(tǒng)輸入接口板配合的弱電電源。（三）驅(qū)動(dòng)控制與端口地址譯碼問(wèn)題微處理器在進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，為正確地進(jìn)行數(shù)據(jù)的I/O傳送，必須解決總線的隔離和驅(qū)動(dòng)問(wèn)題。通?？偩€上連接著多個(gè)數(shù)據(jù)源設(shè)備（向總線輸入數(shù)據(jù)）和多個(gè)數(shù)據(jù)負(fù)荷設(shè)備（向總線輸出設(shè)備）。但是，在任一時(shí)刻只能進(jìn)行一個(gè)源和一個(gè)負(fù)荷 之間的數(shù)據(jù)傳送，此時(shí)要求所有其他設(shè)備在電性能上與總線隔離，這就是總線隔離問(wèn)題。由于微處理器功率有限，每個(gè)I/O引腳的驅(qū)動(dòng)能力有限。因此，往往采用緩沖器/驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)負(fù)荷。間隔層單元中都有開(kāi)關(guān)量輸入DI模塊，用于完成開(kāi)關(guān)量的采集。為了防止信號(hào)干擾，在二次回路的節(jié)電信息輸入時(shí)要采取隔離措施，常用光電耦合器實(shí)現(xiàn)內(nèi)外的電氣隔離。，開(kāi)關(guān)量節(jié)點(diǎn)串聯(lián)在輸入電路中，T型RC設(shè)置構(gòu)成低通濾波器，用來(lái)濾除高頻干擾。電阻同時(shí)還有限流作用，使發(fā)光二極管的電流限制在毫安級(jí)。兩個(gè)二極管起到保護(hù)光耦的作用。在這個(gè)電路中，+24V和+5v是兩個(gè)獨(dú)立的電源且不共地，使光耦真正被隔離開(kāi)來(lái)。現(xiàn)以斷路器狀態(tài)為例說(shuō)明開(kāi)關(guān)量輸入電路的工作原理。假設(shè)斷路器處于分閘狀態(tài)，其開(kāi)關(guān)量節(jié)點(diǎn)閉合，+24V電源經(jīng)過(guò)RC網(wǎng)絡(luò)后輸入至光耦，光耦中的發(fā)光二極管發(fā)光，光敏三級(jí)管截止，輸出端輸出高電平“1”，從而完成了開(kāi)關(guān)量的采集。 脈沖量輸入電路現(xiàn)在電能計(jì)算的常用方法是電能脈沖計(jì)量法，即使電能表轉(zhuǎn)盤(pán)每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈便輸出一個(gè)或兩個(gè)脈沖，用輸出的脈沖數(shù)代替轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，并將脈沖量通過(guò)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)后輸入微機(jī)系統(tǒng)，由CPU進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算。轉(zhuǎn)盤(pán)式脈沖電能表發(fā)送的脈沖數(shù)與轉(zhuǎn)盤(pán)所轉(zhuǎn)的圈數(shù)即電能量成正比。將脈沖量數(shù)累計(jì)，再乘以系統(tǒng)就得到相應(yīng)的點(diǎn)能量。為了對(duì)脈沖數(shù)進(jìn)行累計(jì)，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中設(shè)有計(jì)數(shù)器，每收到一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)值加一。在對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，要對(duì)脈沖質(zhì)量進(jìn)行檢查。正常情況下的脈沖有一定的寬度，如收到的脈沖過(guò)窄，寬度不合要求，一般式干擾脈沖，應(yīng)予以舍棄。（a）中，①、②處采樣脈沖連續(xù)監(jiān)測(cè)為低電平，③、④處采樣為脈沖連續(xù)檢測(cè)為高電平，對(duì)于正常脈沖，定時(shí)取樣連續(xù)測(cè)得脈沖為高電平的次數(shù)≥2，就確定為有效脈沖，計(jì)數(shù)器加1。 開(kāi)關(guān)量輸入電路（b）中，①、②處連續(xù)采樣為低電平，但③、④處的采樣值不同，因而認(rèn)為輸入的足尖峰干擾，不是有效的脈沖，計(jì)數(shù)器不予以計(jì)數(shù)。輸入脈沖 采樣信號(hào)① ② ③ ④ ① ② ③ ④ (a) (b) 脈沖質(zhì)量檢查在綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，電能脈沖的到來(lái)時(shí)隨機(jī)的，計(jì)數(shù)器可能隨時(shí)要計(jì)數(shù)。讀取計(jì)數(shù)器的累積指時(shí)不應(yīng)妨礙正常的計(jì)數(shù)工作，因而一般采用兩套計(jì)數(shù)器。主計(jì)數(shù)器對(duì)輸入的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)；副計(jì)數(shù)器平時(shí)雖主計(jì)數(shù)器更新，兩者的數(shù)據(jù)保持一致。在收到統(tǒng)一讀數(shù)的“電能凍結(jié)”命令時(shí)，副計(jì)數(shù)器就停止更新，保持當(dāng)時(shí)的數(shù)據(jù)不變，而主計(jì)數(shù)器仍照常計(jì)數(shù)。因此數(shù)據(jù)可從副計(jì)數(shù)器讀取，反映的是“凍結(jié)”時(shí)的數(shù)據(jù)。等“解凍”命令到達(dá)時(shí)，副計(jì)數(shù)器又重新計(jì)數(shù)，保持與主計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)一致。5 結(jié)論本設(shè)計(jì)針對(duì)小型變電站進(jìn)行變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求主要完成以下幾方面的工作是：了解變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)；闡述變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成方式；對(duì)比幾種綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，采用采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。文中較為詳細(xì)的闡述了集中式、分層分布式和分散式系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及適合何種變電站。通過(guò)對(duì)比使用分層分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，詳細(xì)的介紹了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)各部分的功能。無(wú)功補(bǔ)償、備用電源自投入裝置、繼電保護(hù)等都是變電站自動(dòng)化的基礎(chǔ)，在系統(tǒng)中起著非常的作用，文中也作了介紹，闡述了其在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的功能。數(shù)據(jù)的收集與傳輸在綜合自動(dòng)化中顯得尤為重要，報(bào)告中介紹了數(shù)據(jù)收集的部分電路。報(bào)告中，只作了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和功能介紹。6 總結(jié)與體會(huì)本次設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)比集中式、分層分布式及分散式三種結(jié)構(gòu)形式，采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：了解變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)；闡述變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的三種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)及使用范圍。由于在平時(shí)學(xué)習(xí)中對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的了解很少，所以在設(shè)計(jì)初期感覺(jué)很吃力。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，在閱讀了一些變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的相關(guān)報(bào)刊和書(shū)籍之后對(duì)其也有了初步的了解。設(shè)計(jì)初期每周，袁老師會(huì)給我們提出一些問(wèn)題，叫我們下去自己查閱資料解決，下次見(jiàn)面答疑的時(shí)候讓我們自己講解老師所提問(wèn)題的答案。我覺(jué)得在一過(guò)程中，我們?cè)谥R(shí)的綜合運(yùn)用、新知識(shí)的學(xué)習(xí)以及解決工程問(wèn)題上學(xué)到了很多東西。變電站綜合自動(dòng)化是集自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等高科技技術(shù)在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。就目前而言，我也只能對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行部分設(shè)計(jì)，報(bào)告中肯定存在很多問(wèn)題。報(bào)告中詳細(xì)闡述了采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，我覺(jué)得應(yīng)該在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上應(yīng)該能繼續(xù)完善，采用集中式和分層分布式結(jié)合進(jìn)行設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，結(jié)合集中式和分層分布式在結(jié)構(gòu)和功能上的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)性能應(yīng)該能進(jìn)一步提升。7謝辭 感謝袁余春老師在設(shè)計(jì)過(guò)程中的指導(dǎo)，在您的指導(dǎo)下，順利完成了對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告。感謝設(shè)計(jì)過(guò)程中給予幫助的同學(xué)們，在你們的幫助和關(guān)心下順利的完成了報(bào)告。再次衷心的感謝袁老師和同學(xué)們給予的幫助和關(guān)心。8參考文獻(xiàn)[1] 黃益莊．變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2005年[2] 李均華．變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的選型[J]．四川電力技術(shù)，2006（10）[3] 龔強(qiáng)．地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2005[4] 張繼雄．變電站自動(dòng)化系統(tǒng)選型中應(yīng)該注意的問(wèn)題[J]．內(nèi)蒙古電力技術(shù)，[5] 楊奇遜．變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J]．電力系統(tǒng)自動(dòng)化，1995[6] 賀仁睦．變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控主站的系統(tǒng)資源平衡[J]．電網(wǎng)技術(shù)，1999[7] 楊立新．變電站自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]．上海：鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院上海分院，2000[8] 李志清．淺談變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)[J]．福建：福建省廈門(mén)電業(yè)局，2001[9] ．大型變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能優(yōu)化的研究[J]．四川大學(xué) 電氣信息學(xué)院，2000年9月[10] 衛(wèi)轉(zhuǎn)榮．基于OPC的變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng) [J]．西安工業(yè)大學(xué)，2003年3月[11] 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附錄譯文：補(bǔ)救策略整合成的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)摘要該DepAuDE架構(gòu)提供中間件集成到分布式自動(dòng)化應(yīng)用的嵌入式容錯(cuò)支持。它允許錯(cuò)誤的復(fù)蘇將在復(fù)蘇戰(zhàn)略，即表示的，輕量級(jí)的代碼片段從應(yīng)用程序代碼分開(kāi)。在運(yùn)行時(shí)，中間件編排它們的執(zhí)行。對(duì)不同的恢復(fù)腳本集成到本文報(bào)告一個(gè)分布式的運(yùn)行時(shí)應(yīng)用到主變電站自動(dòng)化嵌入式系統(tǒng)環(huán)境。一個(gè)儀表自動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)環(huán)境允許應(yīng)用程序是一個(gè)異構(gòu)平臺(tái)上部署幾個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。雖然中間件檢測(cè)到錯(cuò)誤，并選擇正確的恢復(fù)要執(zhí)行的腳本，應(yīng)用程序的功能是通過(guò)系統(tǒng)重新配置或保持優(yōu)美的退化。來(lái)自增值的靈活性，而無(wú)需修改應(yīng)用程序的重大修改，以恢復(fù)策略，而容忍在專用的硬件解決方案相同的物理故障。1 簡(jiǎn)介工業(yè)分布式嵌入式系統(tǒng)，如在控制和電氣自動(dòng)化中使用的能源，基礎(chǔ)設(shè)施上現(xiàn)成的，現(xiàn)成的組件和協(xié)議依賴，以確保成本效益的開(kāi)發(fā)。作為一個(gè)特定的應(yīng)用程序可以部署在不同的硬件指標(biāo)（與不同的傳感器和驅(qū)動(dòng)器連接套），并在不同的環(huán)境（與電磁干擾（EMI）），例如不同層次，靈活性是需要同時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶?shí)例的應(yīng)用功能并作出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，以對(duì)信息和通信基礎(chǔ)設(shè)施上運(yùn)行應(yīng)用程序的干擾。例如，系統(tǒng)重新配置和恢復(fù)可能會(huì)有所不同，這取決于I / O設(shè)備連接到了分布式控制的不同部分。更一般地，適應(yīng)性需要修改容錯(cuò)策略對(duì)環(huán)境而定。該DepAuDE架構(gòu)部署的中間件模塊，以提供開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)的分布式硬件容錯(cuò)和脫離recoverystrategy，即功能性的行為，行動(dòng)時(shí)要執(zhí)行一套anerror檢測(cè)。這種架構(gòu)已經(jīng)整合在一個(gè)小學(xué)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)審計(jì)科創(chuàng)新emonstrator），即在電力分配ubstation嵌入式硬件和軟件，高oltage連接線（高壓）到中等電壓（MV）的多ansformers線。這些公益廣告需要保護(hù)，控制，監(jiān)測(cè)和監(jiān)督能力。它是在能源領(lǐng)域的可靠性性的需要許多應(yīng)用之代表。該aults系統(tǒng)中電磁干擾的主要來(lái)源是造成y的過(guò)程本身（開(kāi)幕式和高壓/中壓witchgear）在注重盡管為lectromagnetic兼容性設(shè)計(jì)閉幕。軟件和硬件aults在自動(dòng)化系統(tǒng)必須加以考慮的。這會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的溝通，執(zhí)行和內(nèi)存子系統(tǒng)。在正在進(jìn)行的重建電在歐洲的基礎(chǔ)設(shè)施，公用事業(yè)公司正在取代由商業(yè)性，相互聯(lián)系的專用硬件平臺(tái)為基礎(chǔ)的容錯(cuò)解決方案。這種趨勢(shì)是出于對(duì)更多的功能不斷增長(zhǎng)的需求：新的，專用（硬件為基礎(chǔ)的）解決方案被認(rèn)為過(guò)于昂貴和不夠靈活，無(wú)法跟上的開(kāi)放電力市場(chǎng)的發(fā)展不斷變化的需求上升。達(dá)到所要求的可靠性，利用在分布式平臺(tái)硬件冗余，軟件實(shí)施的在中間件層的容錯(cuò)解決方案相結(jié)合。雖然softwarebased容錯(cuò)可能低于基于硬件的解決方案覆蓋面，這是不考慮抑制，因?yàn)槲锢恚姎猓琻onprogrammable）在植物保護(hù)上繼續(xù)采取行動(dòng)，作為最后的手段，作為保障非覆蓋的故障。此外，高品質(zhì)的軟件工程和廣泛的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試仍然很重要，以避免設(shè)計(jì)缺陷，可能妨礙引進(jìn)關(guān)鍵任務(wù)服務(wù)。本文介紹了整合與開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序的水產(chǎn)摘要本DepAuDE軟件運(yùn)行環(huán)境的分布式體系結(jié)構(gòu)的經(jīng)驗(yàn)，它是一個(gè)新的嵌入式控制系統(tǒng)的主變電站的原型。據(jù)這里提出的方法，為分配任務(wù)的支持組件，以檢測(cè)到的錯(cuò)誤反應(yīng)和容錯(cuò)策略的可維護(hù)性是使用配置和恢復(fù)語(yǔ)言阿里爾，一對(duì)DepAuDE架構(gòu)的關(guān)鍵組成部分來(lái)完成。第2節(jié)描述了DepAuDE方法及其基本假設(shè)的關(guān)鍵因素，而第3節(jié)介紹了審計(jì)科的應(yīng)用和實(shí)例的DepAuDE建筑內(nèi)。第4節(jié)最后提出了定性評(píng)價(jià)的經(jīng)驗(yàn)。2 DepAuDE方法作者DepAuDE方法的關(guān)鍵組成部分是Ariel，配置和恢復(fù)語(yǔ)言，用來(lái)配置中間件架構(gòu)（例如不同的元素分配職能，任務(wù)和節(jié)點(diǎn)。設(shè)置參數(shù)），并表示恢復(fù)戰(zhàn)略 即描述診斷，遏制和恢復(fù)操作時(shí)執(zhí)行錯(cuò)誤檢測(cè)。因此，它可以啟動(dòng)一個(gè)備用的任務(wù)，重新設(shè)置一個(gè)節(jié)點(diǎn)或鏈路，移動(dòng)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的任務(wù)，以產(chǎn)生同步信號(hào)重構(gòu)等沙龍表示如警戒錯(cuò)誤恢復(fù)THEN動(dòng)作[的ELSE行動(dòng)的條件]聲明。警衛(wèi)隊(duì)是一個(gè)布爾表達(dá)式的查詢結(jié)果到骨干數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)時(shí)的（否則）關(guān)鍵字標(biāo)志著一個(gè)容錯(cuò)行動(dòng)清單開(kāi)始執(zhí)行時(shí)，后衛(wèi)是真（假評(píng)估）。三個(gè)軟件模塊集建立了中間件架構(gòu)。1）基本服務(wù)層（BSL）簽署，提供了一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）的任務(wù)處理和進(jìn)程間通信接口。旁邊的庫(kù)函數(shù)，它由兩個(gè)任務(wù)：NodeController（啟動(dòng)和停止任務(wù)）和Soc