天地（常州）自動化股份有限公司 孫晉陽

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三層網(wǎng)絡監(jiān)控的新型煤礦井下電力安全監(jiān)控系統(tǒng)研究

天地（常州）自動化股份有限公司 孫晉陽

【摘要】三層網(wǎng)絡監(jiān)控指的是通過RS-485智能電力裝置和CAN總線直接連接到地面監(jiān)控主機進行通信，同時通過形成第一層監(jiān)控；通過以太網(wǎng)通信接口連接到Internet上，形成第二層遠程監(jiān)控；通過智能電力裝置形成的現(xiàn)場監(jiān)控，從而形成的三層網(wǎng)絡的監(jiān)控系統(tǒng)，本系統(tǒng)促進了煤礦井下電力安全監(jiān)控系統(tǒng)的完善。

【關鍵詞】三層網(wǎng)絡監(jiān)控；電力安全監(jiān)控系統(tǒng)；智能電力裝置

目前，煤礦供電網(wǎng)絡自動化的監(jiān)控系統(tǒng)，主要應用于煤礦井上變電所中微機的保護和微機管理的檢測。由于井下地形復雜，對供電網(wǎng)絡結構的要求較高，又受環(huán)境、水文地質(zhì)條件等因素的制約，影響供電系統(tǒng)運行的因素也較多，影響了井下供電監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此，利用三層網(wǎng)絡監(jiān)控完善井下供電系統(tǒng)實施監(jiān)控的十分必要。

1 研究三層網(wǎng)絡監(jiān)控對新型煤礦井下電力安全監(jiān)控系統(tǒng)的意義

為推動煤礦井下電力監(jiān)控的智能化、信息化和網(wǎng)絡化的發(fā)展，需要研究由網(wǎng)絡控制的新型煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)，也就是三層網(wǎng)絡控制實現(xiàn)對新型煤礦井下電力的安全監(jiān)控。這樣使得地面監(jiān)控中心的工作人員可以對井下的電力設備進行監(jiān)控，保障井下電力系統(tǒng)運行正常，直觀地記錄和監(jiān)測井下電力系統(tǒng)設備的工作狀況、工人安全生產(chǎn)情況；也能及時發(fā)現(xiàn)事故苗子，防患于未然，同時可以通過以太網(wǎng)實現(xiàn)遠程監(jiān)控，積極實現(xiàn)井下中央變電所、采區(qū)變電所的集中管理，解放勞動力，達到無人值守變電所以及采區(qū)變電所的效果，對于提高供電系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟運行有重要意義。

2 三層網(wǎng)絡監(jiān)控下新型煤礦井下電力安全監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題

目前我們所應用的三層網(wǎng)絡只要是指：“通過RS-485與智能電力裝置進行通信，同時通過CAN總線直接連接到地面監(jiān)控主機，形成一層監(jiān)控；通過以太網(wǎng)通信接口連接Intranet上，形成一層遠程監(jiān)控；通過智能電力裝置形成的現(xiàn)場監(jiān)控，形成一層全面監(jiān)控”，這樣的三層監(jiān)控做到了無死角監(jiān)控，可是其在新型煤炭井下電力安全監(jiān)控系統(tǒng)的運行中存在一些問題。

CAN總線是控制器局域網(wǎng)絡(Controller Area Network)的簡稱，是目前國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一?？墒怯捎贑AN總線自身可能存在一些錯誤，因此在應用過程中可能造成一些損失。這些錯誤可以通過后期調(diào)試進行更正，不過在一定程度上，影響了整個監(jiān)控系統(tǒng)的進度。

以太網(wǎng)是應用最為廣泛的局域網(wǎng)，包括標準的以太網(wǎng)（10Mbit/s)、快速以太網(wǎng)（100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太網(wǎng)，采用的是CSMA/CD訪問控制法，雖然以太網(wǎng)可以采用多種連接介質(zhì)，包括同軸纜、雙絞線和光纖等，可是根據(jù)地區(qū)的不同，以太網(wǎng)連接的信號也受到外界不同程度的干擾。煤礦井下電力安全監(jiān)控所應用的以太網(wǎng)雖然可以經(jīng)過特別處理加密，可是還是有不安全的因素存在，一旦被黑客攻擊，將給煤炭電力安全造成較大的損失。

3 系統(tǒng)結構設計方案

本系統(tǒng)的監(jiān)控主要是針對井下各變電所里的高低壓配電開關，是分布密集區(qū)，也是需要關注的地方。但是在現(xiàn)實中，變電所之間相距較遠，因此利用三層網(wǎng)絡實現(xiàn)對新型煤礦井下電力系統(tǒng)的監(jiān)控應該具有分散性的特點。同時具備檢測供電系統(tǒng)運行方式的功能，對于相關的電氣參數(shù)以及電氣設備的工作狀態(tài)都能做到實時檢測。這種系統(tǒng)實現(xiàn)了對新型煤礦所有電力系統(tǒng)最新動態(tài)的及時掌握，提高了新型煤炭企業(yè)電力監(jiān)控的管理水平，促進煤礦的安全生產(chǎn)。井下的電力監(jiān)控系統(tǒng)可以利用計算機管理系統(tǒng)，實現(xiàn)監(jiān)控總調(diào)度與嵌入式監(jiān)控分站之間的高效傳輸，采用CAN的高可靠性，達到微機管理系統(tǒng)、嵌入式監(jiān)控分站、智能電力裝置三部分之間的無延時性傳輸。三個部分中的各個智力裝置相互連接，有互相獨立，提高了工作效率，即便一個部分出現(xiàn)故障，其他系統(tǒng)也能繼續(xù)工作。

4 總結

三層網(wǎng)絡監(jiān)控對新型煤礦井下電力安全監(jiān)控系統(tǒng)的完善有著重要的意義，利用嵌入式監(jiān)控分站作為中間站，利用智能電力裝置，面向現(xiàn)場設備進行實時數(shù)據(jù)采集，結合地面計算機管理系統(tǒng)，形成了三層網(wǎng)絡監(jiān)控的新型煤礦井下電力安全監(jiān)控系統(tǒng)。該項監(jiān)控能夠保證，監(jiān)控系統(tǒng)運行正常、動作可靠、靈敏度高、顯示正確無誤、各項指標均達到了要求，實現(xiàn)了三級網(wǎng)絡整定保護定值和遠程監(jiān)控，提高了煤礦井下電力安全監(jiān)控系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)處理能力。

參考文獻

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