第1章 微机远动技术概述 1
本章学习目标 1
1.1 远动技术的概念 1
1.1.1 “四遥”功能的定义 1
1.1.2 远动系统的分类 2
1.2 远动技术的发展 3
1.3 计算机远动技术的应用 4
1.3.1 计算机远动技术在电力系统中的应用 4
1.3.2 计算机远动技术在城镇供水系统中的应用 4
1.3.3 计算机远动技术在通信网中应用 5
1.3.4 计算机远动技术在铁道电气化中的应用 5
1.4 计算机远动系统的模式 6
1.4.1 计算机远动系统的基本组成 6
1.4.2 计算机远动系统的运行方式 7
1.5 对计算机远动系统的要求 7
习题 9
第2章 远动信息与编码的基本理论 10
本章学习目标 10
2.1 数据传输系统的组成 10
2.1.1 电力调度自动化系统的基本组成 10
2.1.2 数据传输系统的构成 11
2.2 信息量及数字信号传输要求 13
2.3 错误图样及差错控制方式 15
2.4 抗干扰编码的基本概念及理论 17
2.4.1 数字远动系统模型 17
2.4.2 抗干扰编码的基本原理 19
2.5 常用检错码 21
2.6 线性分组码 23
2.6.1 基本概念 23
2.6.2 监督矩阵H和生成矩阵G 24
2.6.3 伴随式(校正子)S 26
2.7 循环码 27
2.7.1 循环码的基本概念和特点 28
2.7.2 循环码的编码 29
习题 30
第3章 调度端 32
本章学习目标 32
3.1 调度端功能 32
3.2 调度端的硬件结构 33
3.2.1 调度端结构 33
3.2.2 调度端系统配置 35
3.3 微机远动工作模式 36
3.3.1 程序启动及允许响应迟延 36
3.3.2 工作模式 36
3.4 系统软件介绍 37
3.4.1 系统软件 37
3.4.2 支持软件 38
3.4.3 应用软件 38
3.4.4 实时多任务操作系统 38
3.5 微机远动数据库系统 41
3.5.1 数据库简介 41
3.5.2 微机远动系统的数据模型 43
3.5.3 远动数据结构 44
3.5.4 远动的码制 44
3.5.5 远动数据库的结构 44
3.5.6 微机远动系统的数据库设计 46
3.5.7 微机远动系统的数据库生成 47
3.5.8 数据库的调用 48
3.5.9 数据库管理系统的职能 48
3.6 信息收集系统 49
3.6.1 信息收集系统的功能 49
3.6.2 收集系统的主要模块 49
3.6.3 信息收集软件 49
3.7 人-机联系系统 50
3.7.1 模拟屏 50
3.7.2 监控画面的种类 52
3.7.3 监控画面的生成 52
3.7.4 画面的调用方式 54
3.7.5 大画面的显示方法 55
3.8 调度端远动系统维护 55
3.8.1 日常维护 55
3.8.2 硬件维护 55
3.8.3 软件维护 56
习题 56
第4章 远动终端(RTU) 57
本章学习目标 57
4.1 RTU的主要功能 57
4.2 RTU的硬件构成 59
4.2.1 RTU的硬件构成方法 59
4.2.2 STD总线工业控制机简介 60
4.3 RTU分类 61
4.4 RTU软件 62
4.4.1 现场控制站的软件结构 63
4.4.2 现场控制站的数据结构 63
4.4.3 现场控制站的输入输出软件 64
4.4.4 RTU软件设计 66
4.5 遥信量的采集与处理 71
4.5.1 数字量输入/输出的几个基本问题 71
4.5.2 开关量数据处理 76
4.5.3 变电所中状态量采集 78
4.5.4 遥信采集中的开关信号防误采集措施 81
4.6 遥测量的采集与处理 81
4.6.1 实例：高精度模拟量采集OEM模板介绍 81
4.6.2 模拟量的处理 87
4.7 遥控操作输出 89
4.7.1 遥控操作过程 89
4.7.2 遥控输出的开关驱动电路 89
4.7.3 遥调操作过程 91
4.7.4 调度端命令种类 91
4.7.5 应用举例 92
4.7.6 遥控操作过程举例 92
4.8 环境温度和湿度对RTU的影响及解决措施 94
4.9 RTU模板的日常维护及注意事项 95
4.9.1 RTU系统出错处理 95
4.9.2 RTU模块检查与处理 95
习题 96
第5章 远动通信原理和信道 97
本章学习目标 97
5.1 电力系统分层调度控制及通信发展趋势 97
5.1.1 电力系统分层调度控制方式 97
5.1.2 通信发展趋势 99
5.2 通信原理概述 100
5.2.1 调制解调技术 100
5.2.2 同步技术 101
5.3 数字幅度调制与解调 102
5.3.1 2ASK信号的产生方法 102
5.3.2 2ASK信号的解调 103
5.4 数字频率调制与解调 105
5.5 数字相位调制与解调 107
5.6 位同步 108
5.7 载波同步 109
5.8 群同步(帧同步) 109
5.8.1 帧同步脉冲配置 109
5.8.2 帧同步捕捉 110
5.8.3 帧同步保护 113
5.9 信道概况 114
5.9.1 信道类型 115
5.9.2 信道干扰 116
5.10 有线通信线路 117
5.10.1 通信线的传输特性 117
5.10.2 干扰电平和允许电平 120
5.10.3 干扰电平和发送、接收电平的规定 122
5.10.4 接收端设备与信道的连接 123
5.11 光纤信道 123
5.11.1 光纤信道的组成 124
5.11.2 光纤的传输特性 124
5.11.3 光源 127
5.11.4 光探测器 128
5.11.5 中继距离 128
5.12 多路复用技术 129
5.12.1 频分制信道 129
5.12.2 时分制信道 131
5.13 串行通信接口：EIA RS232C 133
5.13.1 概述 133
5.13.2 信号分类及功能 134
习题 136
第6章 微机远动通信规约 137
本章学习目标 137
6.1 微机远动常用规约的特点 137
6.1.1 问答式规约 137
6.1.2 循环式规约 138
6.1.3 对等方式规约 139
6.2 远动中信息的帧格式 140
6.3 微机远动的循环式远动规约简介 140
6.4 问答式远动规约介绍 144
6.4.1 总则 144
6.4.2 由主站至RTU的几种报文类型及格式简介 147
6.4.3 RTU至主站的几种报文类型及格式简介 155
6.4.4 模块数据格式 158
习题 159
第7章 遥测量的测量 160
木章学习目标 160
7.1 直流采样和交流采样 160
7.1.1 直流采样 160
7.1.2 采用变送器的直流采样系统存在如下问题 160
7.1.3 交流采样 161
7.2 变送器 161
7.2.1 BS系列电量变送器(仪)介绍 162
7.2.2 交流电流、电压变送器 163
7.2.3 功率变送器 165
7.3 电度量采集 168
7.4 A/D和D/A转换器 169
7.4.1 A/D转换器 170
7.4.2 模拟量输出通道的结构形式 174
7.4.3 D/A转换器 176
7.4.4 D/A转换器的接口技术 179
7.5 遥测量的标度变换 179
7.6 电量的计算 180
习题 181
第8章 微机监控与综合自动化 182
本章学习目标 182
8.1 传统监控系统工作模式及其存在的问题 182
8.1.1 变电所信息流与传统监控系统工作模式 182
8.1.2 现有监控系统存在的问题与缺陷 184
8.2 微机监控与综合自动化系统概述 184
8.2.1 微机监控与综合自动化发展简史 184
8.2.2 微机监控与综合自动化系统基本构成及其特点 185
8.2.3 微机监控与综合自动化系统类型 187
8.3 模拟量输入、输出通道 188
8.3.1 模拟量输入通道的一般构成与基本要求 188
8.3.2 应用模/数转换器的采样方式 190
8.3.3 并行处理系统的VFC模拟量信号离散化与数字化(V-F电压-频率转换) 191
8.3.4 模拟量输出通道一般构成 192
8.4 开关量输入、输出通道与输入方式 193
8.4.1 开关量、脉冲量输入通道的基本构成 193
8.4.2 开关量信号输入方式及其工作原理 195
8.4.3 开关量输出通道 197
8.5 变电所综合自动化系统举例 198
8.5.1 牵引变电所综合自动化系统典型结构形式与电路 198
8.5.2 牵引变电所综合自动化系统主要功能及其实现 200
8.5.3 系统硬件结构设计若干关键技术问题 203
8.6 综合系统软件设计 205
8.6.1 模拟量输入信号扫描处理与算法 205
8.6.2 开关量监视(扫查)与处理判断 207
8.6.3 开关设备控制与监视 210
8.6.4 应用软件系统组成及其基本设计方法概述 211
习题 213
第9章 微机远动系统的抗干扰措施 214
本章学习目标 214
9.1 硬件抗干扰措施概述 214
9.2 软件的抗干扰设计 216
9.3 故障自动检测程序 217
9.4 远动装置的故障检测及诊断 222
9.5 数据滤波程序 225
9.5.1 数字滤波的优点 225
9.5.2 数字滤波器 225
9.6 变电站内的电磁兼容 228
9.6.1 电磁兼容定义 228
9.6.2 变电站内电磁干扰产生的原因及其特点 229
9.7 变电站抗电磁干扰的措施 232
9.7.1 抑制干扰源的影响 233
9.7.2 接地和减少共阻抗耦合 234
9.7.3 隔离措施 237
9.7.4 滤波 238
9.7.5 计算机供电电源的抗干扰措施 239
习题 240
第10章 远动技术在铁路运输调度中的应用 241
本章学习目标 241
10.1 系统的网络结构与通信制式 242
10.1.1 系统网络结构 242
10.1.2 通信制式 245
10.2 线路控制方式 245
10.3 铁路信号远程控制系统中具体采用的几种线路控制方法 246
习题 248
第11章 系统设计 250
本章学习目标 250
11.1 系统设计的任务与要求 250
11.1.1 系统设计前的准备工作 250
11.1.2 系统设计的任务与要求 251
11.2 系统设计 251
11.2.1 系统信息发送方式 251
11.2.2 系统容量与传输速度 252
11.2.3 电码结构 255
11.2.4 可靠性设计 256
11.3 中心控制机的系统设计 257
11.3.1 中心控制机的功能分析与流程 257
11.3.2 铁路信号遥控系统中心控制机分析 258
11.4 控制机的几种结构形式分析 262
11.4.1 以单一计算机或微型机作为中心控制机的结构与任务划分 262
11.4.2 多微处理器系统结构的中心控制机 264
11.5 中心控制机系统的可靠性 266
11.5.1 概述 266
11.5.2 中心控制机的主、备机转换举例 266
11.6 区域机 269
11.6.1 区域机在系统中的功能 270
11.6.2 区域机的结构 270
11.6.3 区域机功能的扩展 271
习题 273
第12章 远动系统的基本环节的设计和应用举例 274
本章学习目标 274
12.1 基本环节的分类和作用 274
12.2 时钟脉冲发生器和时间划分开关 276
12.2.1 时钟脉冲发生器 276
12.2.2 时间划分开关 278
12.3 编码电路 279
12.3.1 信源编码器 279
12.3.2 信道编码器 282
12.4 译码电路 286
12.4.1 单脉冲电码的译码电路 286
12.4.2 多脉冲电码的译码电路 288
12.5 同步形成电路 289
12.6 调频式调度集中总机 292
12.6.1 总机的任务 292
12.6.2 总机的结构 294
12.6.3 命令编制 295
12.6.4 呼叫电码的编制 300
12.6.5 调频式调度集中的分机 303
习题 306