MODBUS轉(zhuǎn)PROFIBUS網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)數(shù)字礦山的數(shù)據(jù)采集

精品文檔-下載后可編輯MODBUS轉(zhuǎn)PROFIBUS網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)數(shù)字礦山的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與通信技術(shù)的突破性進(jìn)展以及煤礦安全監(jiān)控技術(shù)的成熟，煤礦井下供電已經(jīng)開(kāi)始在越來(lái)越廣的范圍內(nèi)開(kāi)發(fā)應(yīng)用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，使之成為安全、高效生產(chǎn)的有力保障。計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是一款遠(yuǎn)程控制軟件，有時(shí)可以當(dāng)木馬程序來(lái)用。近幾年來(lái)，中國(guó)殺毒軟件廠商都將灰鴿子，冰河等列為每年電腦病毒榜之首。在熊貓燒香作者被逮捕后，灰鴿子病毒又重回中國(guó)殺毒軟件廠商列出的電腦病毒榜榜首。遠(yuǎn)程系統(tǒng)控制可以在網(wǎng)絡(luò)上由一臺(tái)電腦（主控端Remote/客戶端）遠(yuǎn)距離去控制另一臺(tái)電腦（被控端Host/服務(wù)器端）的技術(shù)，這里的遠(yuǎn)程不是字面意思的遠(yuǎn)距離，一般指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制遠(yuǎn)端電腦，不過(guò)，大多數(shù)時(shí)候我們所說(shuō)的遠(yuǎn)程控制往往指在局域網(wǎng)中的遠(yuǎn)程控制而言。當(dāng)操作者使用主控端電腦控制被控端電腦時(shí)，就如同坐在被控端電腦的屏幕前一樣，可以啟動(dòng)被控端電腦的應(yīng)用程序，可以使用或竊取被控端電腦的文件資料，甚至可以利用被控端電腦的外部打印設(shè)備（打印機(jī)）和通信設(shè)備（調(diào)制解調(diào)器或者專線等）來(lái)進(jìn)行打印和訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)，就像你利用遙控器遙控電視的音量、變換頻道或者開(kāi)關(guān)電視機(jī)一樣。不過(guò)，有一個(gè)概念需要明確，那就是主控端電腦只是將鍵盤(pán)和鼠標(biāo)的指令傳送給遠(yuǎn)程電腦，同時(shí)將被控端電腦的屏幕畫(huà)面通過(guò)通信線路回傳過(guò)來(lái)。也就是說(shuō)，我們控制被控端電腦進(jìn)行操作似乎是在眼前的電腦上進(jìn)行的，實(shí)質(zhì)是在遠(yuǎn)程的電腦中實(shí)現(xiàn)的，不論打開(kāi)文件，還是上網(wǎng)瀏覽、等都是存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程的被控端電腦中的。

全礦井突然停電會(huì)使主要通風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)，煤礦井下無(wú)風(fēng)造成瓦斯積聚，隨便送電，很可能引起瓦斯爆炸；停電使水泵必能及時(shí)排水，時(shí)間長(zhǎng)了，可能造成淹井事故；有封閉火區(qū)的礦井，全礦停電后，可能出現(xiàn)CO和瓦斯外泄，造成中毒或窒息事故等。

系統(tǒng)構(gòu)成

煤礦井下電網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)加現(xiàn)場(chǎng)總線模式，主干信道是光纖以太環(huán)網(wǎng)到各變電所，通過(guò)交換機(jī)以及PROFIBUS總線轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)將各電力分站現(xiàn)場(chǎng)總線接入系統(tǒng)。系統(tǒng)共有四個(gè)部分組成：

高壓防爆開(kāi)關(guān)的綜合保護(hù)，一臺(tái)高壓防爆開(kāi)關(guān)裝設(shè)一臺(tái)綜合保護(hù)器。

測(cè)控分站，變電所及工作面的測(cè)控分站。

地面礦調(diào)度中心的監(jiān)控主站。

礦領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)機(jī)電管理部門(mén)監(jiān)測(cè)監(jiān)控機(jī)。

電力分站中需要解決的一個(gè)問(wèn)題是將不帶有PROFIBUS接口的綜合保護(hù)器接入到PROFIBUS總線系統(tǒng)中。在PROFIBUS,是一種國(guó)際化。開(kāi)放式。不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。PROFIBUS傳送速度可在9.6kbaud~12Mbaud范圍內(nèi)選擇且當(dāng)總線系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，所有連接到總線上的裝置應(yīng)該被設(shè)成相同的速度。廣泛適用于制造業(yè)自動(dòng)化、流程工業(yè)自動(dòng)化和樓宇、交通電力等其他領(lǐng)域自動(dòng)化。PROFIBUS是一種用于工廠自動(dòng)化車間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)?？蓪?shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層到車間級(jí)監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動(dòng)化和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化提供了可行的解決方案。PROFIBUS是過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線的縮寫(xiě)，于1989年正式成為現(xiàn)場(chǎng)總線的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。目前在多種自動(dòng)化的領(lǐng)域中占據(jù)主導(dǎo)地位，全世界的設(shè)備節(jié)點(diǎn)數(shù)已經(jīng)超過(guò)2000萬(wàn)。它由三個(gè)兼容部分組成，即PROFIBUS-DP（DecentralizedPeriphery）。PROFIBUS-PA（ProcessAutomation）。PROFIBUS-FMS（FieldbusMessageSpecification）。主要使用主-從方式，通常周期性地與傳動(dòng)裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。應(yīng)用北京微硬創(chuàng)新科技有限公司的MODBUS轉(zhuǎn)PROFIBUS網(wǎng)關(guān)和RS485轉(zhuǎn)PROFIBUS網(wǎng)橋，將天津天礦的綜合保護(hù)器接入到PROFIBUS總線中，系統(tǒng)示意圖如下：

測(cè)控分站與地面監(jiān)控主站之間用光纖相連，構(gòu)成雙環(huán)自愈的光纖以太網(wǎng)，該光纖以太網(wǎng)留有多個(gè)備用的以太網(wǎng)口，以便于作其它業(yè)務(wù)通道，變電所的視頻、音頻系統(tǒng)等，也可接入該以太網(wǎng)系統(tǒng)。礦調(diào)度中心的監(jiān)控主站與礦領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)機(jī)電管理部門(mén)監(jiān)測(cè)監(jiān)控機(jī)之間通過(guò)現(xiàn)有的光纖相連。

技術(shù)特點(diǎn)

本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)在地面調(diào)度中心顯示和記錄各個(gè)變電所6kv部分的所有數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下變電所的遙測(cè)、遙控、遙信和遙調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)變電所的無(wú)人值守，大幅度提高礦井供電的安全性和可靠性，搭建煤礦安全生產(chǎn)信息自動(dòng)化平臺(tái)，以此提高煤礦的綜合信息自動(dòng)化水平。系統(tǒng)特點(diǎn)如下：

（1）具有較強(qiáng)的抗干擾能力。當(dāng)系統(tǒng)某節(jié)點(diǎn)發(fā)生嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)，具有自動(dòng)關(guān)閉該節(jié)點(diǎn)輸出的功能，切斷該節(jié)點(diǎn)與總線的聯(lián)系，使總線上的其它節(jié)點(diǎn)及通信不受影響。

（2）系統(tǒng)具有分時(shí)電度記錄功能，便于用電管理。

（3）在地面實(shí)現(xiàn)井下供電系統(tǒng)的所有電氣量的監(jiān)測(cè)，信號(hào)量的監(jiān)視，開(kāi)關(guān)分合控制操作，定值設(shè)定等，可實(shí)現(xiàn)變電所的無(wú)人值班。

（4）性能優(yōu)越的失壓保護(hù)，能夠區(qū)分電壓波動(dòng)和母線失壓，并在全站停電的情況下，失壓保護(hù)準(zhǔn)確及時(shí)跳開(kāi)開(kāi)關(guān)，徹底避免以往由于電壓閃動(dòng)而造成的井下大面積停電的煩惱。

（5）保護(hù)裝置數(shù)字化，保護(hù)動(dòng)作精度高、動(dòng)作快，可靠性高，