通信系統(tǒng)的使用原理和以太網(wǎng)通信的系統(tǒng)保護工作

摘 要：改革開放以來，我國的經(jīng)濟達到迅速恢復(fù)和最大程度上的發(fā)展，各項基礎(chǔ)工程建設(shè)在黨和國家的大力支持和推動下，不斷發(fā)展和完善，西氣東輸，南水北調(diào)，南方電網(wǎng)等一系列大型工程的建設(shè)都在有序進行，而且取得了舉世矚目的關(guān)注。電力系統(tǒng)中計算機相關(guān)技術(shù)和知識的引入和應(yīng)用就是一個典型代表。我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，人們生活水平不斷提高，對電量的需求和使用也隨之增加，電力系統(tǒng)面臨巨大的生產(chǎn)壓力，電力成為一種供不應(yīng)求的產(chǎn)品，而且單純的提高價格并不能從根本上解決問題。文章立足于基本的電力知識，結(jié)合現(xiàn)實情況探討了電力行業(yè)發(fā)展趨勢，并提出有效的建議，希望為以后改行業(yè)的發(fā)展做出一些自己的貢獻。

關(guān)鍵詞：電力行業(yè)；科技投入；通信系統(tǒng)；作用

前言

我們都知道，無論是普通百姓還是工廠企業(yè)使用的電壓或者電量都不是按照其需要的大小直接輸送的，而是由相關(guān)的變電站和系統(tǒng)根據(jù)實際需要轉(zhuǎn)化而來的，變電站的重要性可見一斑，在科技迅速發(fā)展的今天，先進技術(shù)的投入和大量使用已經(jīng)成為電力行業(yè)持續(xù)發(fā)展的必須條件。信息化和網(wǎng)絡(luò)化是電力行業(yè)未來發(fā)展的方向和趨勢。但是，科技的投入不是一件簡單應(yīng)用、方便操作的事情，這對相關(guān)通信系統(tǒng)的要求很高，例如，在簡單和復(fù)雜地區(qū)和程序中，應(yīng)該使用并行還是串行線路來傳送電壓和電量，應(yīng)該怎樣通過網(wǎng)絡(luò)操作整個系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，怎樣安全的向邊遠地區(qū)傳送其需要的電量來維持正常的生活和工作，這些問題都需要我們意義考慮和解決，保證整個行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，保證社會生活穩(wěn)定和諧。通信軟件的組成不是固定不變的，要根據(jù)實際情況來增減輔助設(shè)備，保證資金使用科學(xué)性、合理性。

1 簡述變電站

1.1 含義

變電站簡單說來就是改變輸送電壓大小的場所，它的主要目的是把發(fā)電廠生產(chǎn)出來的電壓和電量按照實際需求輸送到不同的地區(qū)來滿足當?shù)氐某掷m(xù)發(fā)展，在輸送過程中，為了保證電壓的穩(wěn)定，減少損失，增強安全性，我們必須把電壓適度升高，變成高電壓的狀態(tài)，到了目的地以后，再根據(jù)實際需求來降低電壓，目前我國生活中正常電壓是220伏，就可以保證居民的正常生活以及用電的安全性。

1.2 變電站的主要構(gòu)成

變電站的主要設(shè)備包括：控制電壓的開關(guān)、電線、主線、斷路器和電壓、電流感應(yīng)器以及變壓器等相關(guān)設(shè)備。變電站的規(guī)模有大有小，根據(jù)當?shù)仉娏啃枰徒?jīng)濟發(fā)展狀況來設(shè)置和建造，變電站主要功能是把這些設(shè)備有序組合起來，利用開關(guān)的作用來調(diào)整電壓大小，它是輸送電壓不可缺少的設(shè)備和站點。

1.3 簡述工作原理

第一，電線是變電器的主要構(gòu)成成分，按照其纏繞指數(shù)我們可以分為不同變壓器，分為雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器。電壓高低與電線纏繞數(shù)量相關(guān)。另外，變壓器按其作用可分為升壓變壓器和降壓變壓器。前者用于電力系統(tǒng)送端變電站，后者用于受端變電站。第二，開關(guān)的功能：開關(guān)的種類也很多而且作用很重要，主要有斷路器、隔離開關(guān)、負荷開關(guān)等設(shè)備。斷路器在電力系統(tǒng)正常運行情況下用來合上和斷開電路；故障時在繼電保護裝置控制下自動把故障設(shè)備和線路斷開，還可以有自動重合閘功能。隔離開關(guān)的主要作用是在設(shè)備或線路檢修時隔離電壓，以保證安全。它不能斷開負荷電流和短路電流，應(yīng)與斷路器配合使用。在停電時應(yīng)先拉斷路器后拉隔離開關(guān)，送電時應(yīng)先合隔離開關(guān)后合斷路器。如果誤操作將引起設(shè)備損壞和人身傷亡。

2 以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的軟件設(shè)施

2.1 網(wǎng)絡(luò)通信的現(xiàn)狀

當今社會是一個信息化社會，隨著計算機在各個領(lǐng)域的發(fā)展和普及，各個年齡層次的人們已經(jīng)能夠掌握基本的計算機技術(shù)，因此，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)在現(xiàn)實生活和工作中應(yīng)用十分廣泛，例如，時間較久的QQ軟件，MSN聊天系統(tǒng)加上先進流行的微信等設(shè)施，科技實施在改變?nèi)藗兊纳睿覀兌忌钤谝粋€地球村，人們可以隨時了解到世界各地的信息。截至到目前為止，我國的計算機通信設(shè)施發(fā)展比較成熟，而且歷史較久的QQ軟件占據(jù)市場大部分份額，我國經(jīng)濟現(xiàn)在正在處于高速發(fā)展的階段，中央將信息化的發(fā)展作為今后經(jīng)濟增長的主要促進因素，網(wǎng)絡(luò)通訊軟件屬于信息產(chǎn)業(yè)，因此在未來將獲得更好的發(fā)展。隨著計算機的應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)普及，對計算機技術(shù)的研究將會更加深入，如當前出現(xiàn)的人工智能和嵌入式等方面，網(wǎng)絡(luò)通訊也必將是以后研究的重點。

2.2 通信功能的軟件實現(xiàn)

2.2.1 串行通信的軟件設(shè)計

UART的驅(qū)動程序設(shè)計：對于通用異步接收發(fā)送器（UART）TL16C752的驅(qū)動程序設(shè)計，就是對與DSP芯片通信相關(guān)的內(nèi)部寄存器進行操作，下面就簡要介紹一下相關(guān)的寄存器的情況與設(shè)置。線路控制寄存器（LCR）：線路控制寄存器（LCR） 存放串口傳送的二進制位串數(shù)據(jù)格式，LCR 是一個8位的寄存器。波特率因子寄存器（DLLDLH）：兩個8位的波特率因子寄存器構(gòu)成一個16位的波特率因子寄存器。在TL16C752的內(nèi)部具有波特率發(fā)生器， 產(chǎn)生發(fā)送數(shù)據(jù)的時鐘信號。FIFO控制寄存器（FCR）：

這個寄存器用來設(shè)置FIFO的允許/禁止、清除FIFO、設(shè)置接收FIFO的觸發(fā)級別和選擇DMA模式。

2.2.2 通信的軟件設(shè)計

除了發(fā)送接收程序段在定時器中斷中執(zhí)行以保證穩(wěn)定的通訊速率外，保護軟件通訊模塊的大部分工作在主程序初始化后的死循環(huán)中進行。使用了串口芯片的FIFO功能以提高通訊的速度。

2.2.3 數(shù)據(jù)的收發(fā)

通過對地址及數(shù)據(jù)口的讀寫來完成以太網(wǎng)幀的接收與發(fā)送。要接收或發(fā)送數(shù)據(jù)包就必須讀寫網(wǎng)絡(luò)控制卡RTL8019AS內(nèi)部的16KB的RAM，必須通過DMA進行讀和寫，網(wǎng)絡(luò)接口通過2個DMA操作來完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。即本地DMA完成RTL8019A S與其內(nèi)部FIFO隊列之間的數(shù)據(jù)傳送，遠程DMA完成RTL8019A

S與CPU之間的數(shù)據(jù)傳送。

2.2.4 數(shù)據(jù)包的發(fā)送

數(shù)據(jù)包的接收大體包括三個步驟：數(shù)據(jù)包的封裝，通過遠程DMA將數(shù)據(jù)包送到數(shù)據(jù)發(fā)送緩存區(qū)，通過RTL8019AS的本地DMA將數(shù)據(jù)送入FIFO進行發(fā)送。下面講述發(fā)送的具體操作：（1）數(shù)據(jù)包在發(fā)送前按規(guī)定的格式封裝好，在封裝時我們采用的是一個標準的IEEE802.3以太網(wǎng)物理傳輸幀格式。（2）把按以太網(wǎng)幀格式封裝好的數(shù)據(jù)包通過遠程DMA寫入RTL8019AS的數(shù)據(jù)發(fā)送緩存區(qū)。具體操作是首先主機設(shè)置好遠端DMA開始地址（RSAR0，1）和遠端DMA數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)（RBCR0，1），并在CR中設(shè)置為“寫數(shù)據(jù)”，就可以從遠端DMA口寄存器里把數(shù)據(jù)寫入芯片RAM。（3）啟動本地DMA將緩存區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。即待發(fā)送的數(shù)據(jù)包存入芯片RAM后，給出發(fā)送緩沖區(qū)首地址和數(shù)據(jù)包長度（寫入TPSR、TBCR0，1），然后啟動發(fā)送命令（CR=0x3E）即可實現(xiàn)8019AS發(fā)送功能。8019AS芯片會自動按以太網(wǎng)協(xié)議完成發(fā)送并將結(jié)果寫入狀態(tài)寄存器。

3 結(jié)束語

本文介紹了微機保護的一種通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)采用以太網(wǎng)通信與串行通信相結(jié)合的方式構(gòu)成。文章設(shè)計了通信系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、編寫了驅(qū)動程序與功能軟件。設(shè)計的通信系統(tǒng)不僅可以滿足以太網(wǎng)組網(wǎng)的要求，也可以兼容傳統(tǒng)的串行通信要求，將大大地促進電廠和變電站綜合自動化的進程的通信系統(tǒng)對于提高電力系統(tǒng)綜合自動化水平具有重要的現(xiàn)實意義。

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