總線技術的礦井監(jiān)測系統(tǒng)設計

1引言

礦產(chǎn)資源是社會發(fā)展的重要物質基礎，礦業(yè)是開采礦產(chǎn)資源的行業(yè)，是國民經(jīng)濟的一個

重要組成部分，在經(jīng)濟建設和人民生活中有著十分重要的意義。煤炭工業(yè)的智能化、信息化、

安全化水平對我國能源行業(yè)有著深遠的影響。

經(jīng)過半個世紀的努力，我國煤炭工業(yè)己經(jīng)建立了比較完整的，并有一部分現(xiàn)代化水平的

工業(yè)體系。但是，煤炭工業(yè)現(xiàn)代化建設總體上看還是粗放的，還處于較低水平，特別是井下

采煤安全制約著國內(nèi)煤炭工業(yè)健康發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，我國煤炭今年產(chǎn)量預計將達到31.1億噸，

居世界首位。但目前我國煤礦事故死亡人數(shù)，遠遠超過世界其它產(chǎn)煤國家，每年事故死亡近

萬人，安全生產(chǎn)形勢仍相當嚴峻。全國煤礦事故頻發(fā)，由此可看出煤礦安全技術改造的重要

性和緊迫性。在這其中，瓦斯災害和煤礦透水是造成煤礦事故的主要元兇，是煤礦安全生產(chǎn)

的大敵。要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展就必須走新型工業(yè)化道路。大力發(fā)展煤炭工業(yè)信息化，使煤炭生

產(chǎn)管理、市場營銷、安全監(jiān)測等環(huán)節(jié)大大提高是實現(xiàn)新型工業(yè)化道路的重要途徑。

我國的煤炭工業(yè)由于長期受舊體制的影響，除少數(shù)煤礦企業(yè)外，科技實力普遍不高，存在很多安全生

產(chǎn)隱患。在煤礦監(jiān)控領域，只有部分重點大中型煤礦裝配了以計算機為中心的集散型監(jiān)控系統(tǒng)，更多的是

簡單的模擬系統(tǒng)，且這些系統(tǒng)由幾十個廠家提供，各個系統(tǒng)之間不能兼容。因此，建立煤礦井下安全監(jiān)測

系統(tǒng)，形成煤礦井上/下可靠、高效的安全預警機制和管理決策信息通道尤為重要。

2緒論

2.1課題研究背景和意義

礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)能夠為各級生產(chǎn)指揮者和業(yè)務部門提供環(huán)境安全參數(shù)動態(tài)信息，通過

對被測參數(shù)的比較和分析，為預防災害事故提供技術數(shù)據(jù)，便于提前采取防范措施；通過對

被測參數(shù)實時有效的控制，及時實現(xiàn)自動報警、斷電和閉鎖，便于防止事故的發(fā)生或擴大叫

國外20世紀六七十年代發(fā)展起來的煤礦監(jiān)控監(jiān)測技術，近年來在我國也有了飛速的發(fā)

展，各種煤礦監(jiān)測系統(tǒng)及其配套產(chǎn)品應運而生。目前我國煤礦中使用的各類監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)多

達三十幾種，新的監(jiān)控系統(tǒng)還在不斷加入⑵。

由于現(xiàn)有廠家的監(jiān)控系統(tǒng)幾乎都采用各自專用的通信協(xié)議，很難找到兩個相互兼容的系

統(tǒng)。目前，信息傳輸系統(tǒng)的兼容性已成為各礦井進一步補充系統(tǒng)功能的制約因素，主要表現(xiàn)

在用戶一旦裝備了某廠家的系統(tǒng)后，在監(jiān)控系統(tǒng)的軟件、硬件（如分站）的補充及服務等方

面，就別無選擇地依賴于這個廠家。有些礦井在系統(tǒng)存在嚴重問題和得不到技術服務的條件

下，不得不廢棄原有系統(tǒng)而選擇其他系統(tǒng)。因此，通信協(xié)議不規(guī)范造成了設備重復購置、系

統(tǒng)補充受制于人和不能隨意進行軟硬件升級改造的后果。限制了競爭和安全監(jiān)控系統(tǒng)市場的

有序競爭局面的形成，造成了部分廠家的壟斷⑶。

傳統(tǒng)的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)信息傳輸廣泛采用的是RS232或RS485通信方式，這種傳輸總線技

術在信息傳輸方面存在許多無法克服的缺點，主要表現(xiàn)在：口⑹

監(jiān)控系統(tǒng)種類雖然多，但均為主從式結構，網(wǎng)絡上只能有1個主節(jié)點，無法構成多主冗

余系統(tǒng)，當主節(jié)點出現(xiàn)故障后，系統(tǒng)將無法運行；

1）由于缺乏統(tǒng)一的規(guī)范和通信協(xié)議，所以系統(tǒng)是封閉的；

2）波特率較低，傳輸距離短，實時性滿足不了。

近年來，現(xiàn)場總線技術的出現(xiàn)使得建設基于網(wǎng)絡的開放性煤礦監(jiān)控系統(tǒng)成為可能。CAN

總線的許多優(yōu)點正好能克服以上幾個缺點，較適用于煤礦監(jiān)控系統(tǒng)"加。

我國的煤炭工業(yè)由于長期受舊體制的影響，除少數(shù)煤礦企業(yè)外，科技實力普遍不高，存

在很多安全生產(chǎn)隱患。在煤礦監(jiān)控領域，只有部分重點大中型煤礦裝配了以計算機為中心的

集散型監(jiān)控系統(tǒng)，更多的是簡單的模擬系統(tǒng)，且這些系統(tǒng)由幾十個廠家提供，各個系統(tǒng)之間

不能兼容。因此，建立煤礦井下安全監(jiān)測系統(tǒng)，形成煤礦井上/下可靠、高效的安全預警機制

和管理決策信息通道尤為重要。

2.2國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述

目前，國內(nèi)已經(jīng)擁有一些比較成熟的安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，比如淄博瑞安特公司的KJ76煤

礦安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)，江蘇常州三恒公司的KJ69煤礦安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)用來監(jiān)

控煤礦生產(chǎn)過程中的物流運轉狀況和危險區(qū)域敏感數(shù)據(jù)信息，屬于傳統(tǒng)的一般安全監(jiān)控系統(tǒng),

只是簡單的把井下傳感器檢測到的瓦斯?jié)舛取L速等信息上傳到井上調(diào)度室的主機備案、顯

示和查詢。而包括下井人員跟蹤檢測在內(nèi)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)還是空白。我們了解到目前已經(jīng)有

些單位正在開發(fā)獨立運行的下井人員跟蹤檢測系統(tǒng)，有的已經(jīng)做出了初步的產(chǎn)品，如濟寧電

真空器件廠的KJ151煤礦井下人員定位系統(tǒng)等，但是目前都還沒有通過相關認證和鑒定，基

本上都處于試驗階段。國外幾年前就有澳大利亞的公司開發(fā)出了功能強大的下井人員跟蹤監(jiān)

控系統(tǒng)，曾經(jīng)在我國煤礦系統(tǒng)推廣。但是由于這套系統(tǒng)成本過高、維護相對困難、不適合我

國國情等各方面原因，最終以失敗而收場，沒有推廣出一套系統(tǒng)。

2.3課題研究內(nèi)容及主要工作

本課題研究的基于現(xiàn)場總線技術的礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)由地面主機和井下若干固定監(jiān)測節(jié)

點及設備、手持移動檢測節(jié)點組成。

采用檢測和傳輸方式構成二級集散式微機監(jiān)測系統(tǒng)，對井下的瓦斯（甲烷）、一氧化碳、

二氧化碳、溫度、風速、積水倉水位等參數(shù)全方位監(jiān)測，人員自動跟蹤定位，實時檢測顯示

動態(tài)目標的身份、位置及分布狀況。平時用于優(yōu)化生產(chǎn)指揮，一旦遇到事故，可依次作出正

確、快速的營救決策，指揮抗災。

課題主要完成的工作如下：

1）通過全面研究國內(nèi)外現(xiàn)有的礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，設計一種基于CAN總線技術的新型礦

井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，論述系統(tǒng)功能，給出系統(tǒng)結構圖和具體實現(xiàn)方法。

2）完成CAN總線主從分段網(wǎng)絡的結構及電氣部分的硬件設計。

3）針對建立的礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)模型，設計相應的CAN總線數(shù)據(jù)幀格式。為解決多個工

作人員同時工作，避免同時于監(jiān)測主機通信時產(chǎn)生競爭，設計點對點越區(qū)切換協(xié)議。

4）根據(jù)本監(jiān)測系統(tǒng)模型及硬件要求，對系統(tǒng)軟件進行設計。完成收、發(fā)模塊軟件，區(qū)域

識別模塊、單片機接口程序及上位機軟件的設計。對數(shù)據(jù)的檢錯單元的抗干擾性能也進行分

析、設計。

5）完成一套基于CAN總線監(jiān)測系統(tǒng)的實驗室組裝，利用檢測儀、監(jiān)控主機、收發(fā)模塊對

本課題所設計的監(jiān)測系統(tǒng)進行模擬與測試，通過測試結果，表明該監(jiān)測系統(tǒng)準確度高，使用

方便，具有良好的應用前景。

2.4系統(tǒng)的主要功能

本課題所設計的基于CAN總線技術的礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要能實現(xiàn)以下幾大功能：

1）實時監(jiān)測礦井中有害氣體的濃度、溫度、風速、積水倉水位等數(shù)據(jù)

將紅外多氣體檢測儀采集的甲烷、一氧化碳、二氧化碳濃度，溫度檢測儀檢測的溫度、

風速檢測儀檢測的風速、水位檢測儀檢測的積水倉水位等數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)幀封裝后經(jīng)過井下CAN

總線網(wǎng)絡傳輸，最終傳送至監(jiān)控主機PC的操作平臺。計算機將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，并進一步判

斷是否處于安全范圍內(nèi)，若超過規(guī)定閾值則自動報警。

2）重要設備查詢和井下人員考勤功能

監(jiān)測節(jié)點將接收到的信息實時傳送至監(jiān)控主機，監(jiān)控主機可實時檢測井下人員及重要設

備的分布情況。通過操作平臺軟件可以查詢各個工作節(jié)點所在具體位置并根據(jù)需要迅速進行

人員及設備的調(diào)配。同時，利用保存在PC機中的數(shù)據(jù)也可實現(xiàn)工作人員的考勤功能。

3）安全保障功能

丟失報警：工作人員工作超過規(guī)定時間，或者超過規(guī)定位置，將自動報警并在操作平臺

上提供相關人員名單。

救護搜尋：礦難現(xiàn)場被困人員進行搜尋和定位，便于開展救護工作。

4）信息聯(lián)網(wǎng)功能

作為整個煤礦的信息網(wǎng)的一部分，可以提供功能完善的數(shù)據(jù)庫，隨時調(diào)用該煤礦在一段

時間內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)以及相關人員和設備的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以利于科學研究和對人員設備等進行管

理。

3基于CAN總線技術的礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)結構設計

3.1系統(tǒng)通信網(wǎng)絡的選定

系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡應該具有如下特點：

1）系統(tǒng)能夠可靠工作，成本盡量低；

2）系統(tǒng)各個模塊功能應相對獨立，減少相互之間的耦合，防止一個節(jié)點的錯誤影響整個

系統(tǒng)的正常工作；

3）該系統(tǒng)應該具有一定的實時性和可擴展性。對于煤礦監(jiān)控系統(tǒng)而言，最關鍵的是要保

證通信的實時性和可靠性。

3.1.1幾種常用通信方式的比較

在測控網(wǎng)絡中，設備控制層常用的通信技術有RS-232、RS-485、現(xiàn)場總線等。隨著工業(yè)

以太網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，測控網(wǎng)絡的設備控制層將有可能采用工業(yè)以太網(wǎng)技術來實現(xiàn)。由于

RS-232在實際工作中已經(jīng)使用較少，不再作討論。下面主要對當前比較流行的現(xiàn)場總線技術

與工業(yè)以太網(wǎng)進行比較，選擇適合在礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)中使用的通信技術i⑷。

1）RS-485通信方式的優(yōu)缺點

RS-485采用差分方式來傳輸數(shù)據(jù)，有效地抑制了共模干擾，提高了可靠性與通信距離。

RS-485拓撲結構為總線型，但僅實現(xiàn)了物理層協(xié)議，對于鏈路層沒有定義，缺乏總線仲裁、

錯誤校驗，可靠性措施等諸多網(wǎng)絡功能。采用RS-485組建的網(wǎng)絡中只能有一個主節(jié)點，其余

均為從節(jié)點。這種主從結構的網(wǎng)絡無法構成多主結構或冗余結構的系統(tǒng)，一旦主節(jié)點出現(xiàn)故

障，整個系統(tǒng)將處于癱瘓狀態(tài)，因而對主節(jié)點的可靠性要求很高。另外，網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)通信方

式為響應型，任何一次數(shù)據(jù)傳輸都是主節(jié)點首先發(fā)出命令，從節(jié)點接到命令后，以相應的方

式傳給主節(jié)點。這使得網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)傳輸速率降低很多，并且使主節(jié)點控制器非常繁忙。

2）工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線

a）通信帶寬

以太網(wǎng)的通信速率較高，其標準帶寬為10Mbps,現(xiàn)在又流行100Mbps以及千兆的快速以

太網(wǎng)。而一般的現(xiàn)場總線都沒有超過12Mbps,表3T列出常用的幾種現(xiàn)場總線的最大帶寬?。

表3-1幾種現(xiàn)場總線的最大帶寬（單位：bps）

Tab.3-1severalfieldbuslargestbandwidth（BPS）unit:

現(xiàn)場總線PROFIBUSFFLonworksHARTCAN

最大帶寬12M2.5M1.5M1.2MIM

從帶寬角度講，以太網(wǎng)較現(xiàn)場總線有一定的優(yōu)勢。但是，在一般的工業(yè)控制現(xiàn)場，對通

信速率的要求并不是很高，現(xiàn)場總線的通信速率可以滿足要求。

b）傳輸短報文時帶寬利用率

在實際的工業(yè)現(xiàn)場，一般站點之間的通信以交換短報文（由幾個字節(jié)組成）為主。以太

網(wǎng)的MAC（MediumAccessControl,媒體訪問控制）子層中，采用CSMA/CD（CarrierSense

MultipleAccesswithCollisionDetection,帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問）協(xié)議。當

一個站點發(fā)送短幀時，有可能第一個尚未到達電纜的最遠端就己經(jīng)完成發(fā)送，于是造成沖突

發(fā)生卻檢測不到的現(xiàn)象，導致通信無法正常進行。為了避免產(chǎn)生這種現(xiàn)象，必須對最短幀長

度進行限制。IEEE802.3協(xié)議中規(guī)定,對于長度為2500m,擁有4個中繼器的10Mbps網(wǎng)絡,

其最短幀長為72字節(jié)隨著網(wǎng)絡速度的提高，其最小幀長度必須增大，或者減小最大電纜

長度。采用現(xiàn)場總線技術，可以使幀長度減小。以CAN2.0為例，其最短數(shù)據(jù)幀僅有44位，

最長數(shù)據(jù)幀的長度為108位［⑶。

從以上比較可以看出，采用以太網(wǎng)來傳輸短報文，造成了很大的帶寬浪費。使其用于傳

輸有用信息的速率大打折扣。

c）實時性

在工業(yè)現(xiàn)場，數(shù)據(jù)必須在確定的時間內(nèi)到達目的站點。對于信道的訪問，以太網(wǎng)采用

CSMA/CD協(xié)議，這種協(xié)議不能確保報文何時到達目的站點。在一些對時間敏感的應用場合，

報文的延遲將會造成嚴重后果。而現(xiàn)場總線技術的傳輸是確定性的，可以預知報文何時到達

目的站點［⑷。

d）對工業(yè)現(xiàn)場的適應性

以太網(wǎng)在總線上沒有電源，連接器脆弱。與大多數(shù)現(xiàn)場總線相比，以太網(wǎng)更容易受電磁

干擾以及射頻干擾。

e）現(xiàn)場設備的支持

目前，支持以太網(wǎng)的現(xiàn)場設備有限，少量支持以太網(wǎng)的設備價格昂貴，導致整個工程的

成本過高。而對于現(xiàn)場總線技術而言，支持的廠家較多，現(xiàn)場設備選擇的余地較大，另外，

價格比較低廉。

從上述比較可以看出，現(xiàn)場總線技術有諸多優(yōu)點，另外，現(xiàn)場總線技術也是今后自動化

領域技術發(fā)展的方向。因此，在系統(tǒng)網(wǎng)絡構架設計中擬采用現(xiàn)場總線作為現(xiàn)場設備控制層的

通信總線。

3.1.2現(xiàn)場總線概述

現(xiàn)場總線是過程控制理論中的熱門話題，也是相關領域的技術熱點，受到了世界范圍內(nèi)

的廣泛關注。在討論現(xiàn)場總線之前我們不妨先回憶一下過程控制領域的發(fā)展過程以及現(xiàn)場總

線的產(chǎn)生背景。

隨著科學技術的快速發(fā)展，過程控制領域在過去的兩個世紀里發(fā)生了巨大的變革。150

多年前出現(xiàn)的基于5、13Psi的氣動信號標準（PCS,PneumaticControlSystem氣動控制系

統(tǒng)），標志著控制理論初步形成，但此時尚未有控制室的概念：20世紀50年代,隨著基于0^10mA

或4~20mA的電流模擬信號的模擬過程控制體系被提出并得到廣泛的應用，標志了電氣自動控

制時代的到來，三大控制論（經(jīng)典控制理論現(xiàn)代控制理論大系統(tǒng)控制理論）的確立奠定了現(xiàn)

代控制的基礎，設立控制室、控制功能分離的模式也一直沿用至今；20世紀70年代，隨著

數(shù)字計算機的介入，產(chǎn)生了“集中控制''的中央控制計算機系統(tǒng)，而信號傳輸系統(tǒng)大部分是依

然沿用4~20mA的模擬信號，不久人們也發(fā)現(xiàn)了伴隨著“集中控制”，該系統(tǒng)存在著易失控、

可靠性低的缺點，并很快將其發(fā)展為分布式控制系統(tǒng)（DCS,DistributedControlSystem

分布式控制系統(tǒng)）；微處理器的普遍應用和計算機可靠性的提高，使分布式控制系統(tǒng)得到了廣

泛的應用，由多臺計算機和一些智能儀表以及智能部件實現(xiàn)的分布式控制是其最主要的特征，

而數(shù)字傳輸信號也在逐步取代模擬傳輸信號。隨著微處理器的快速發(fā)展和廣泛的應用，數(shù)字

通信網(wǎng)絡延伸到工業(yè)過程現(xiàn)場成為可能，產(chǎn)生了以微處理器為核心，使用集成電路代替常規(guī)

電子線路，實施信息采集、顯示、處理、傳輸以及優(yōu)化控制等功能的智能設備。設備之間彼

此通信、控制，在精度、可操作性以及可靠性、可維護性等都有更高的要求。由此，導致了

現(xiàn)場總線的產(chǎn)生比朝g。

信息技術的飛速發(fā)展引起了自動化領域的深刻變革，逐步形成了網(wǎng)絡化的、全開放的自

動控制體系結構，而現(xiàn)場總線就是這場深刻變革中的核心技術?？偩€就是傳輸信息的公共通

道。什么是現(xiàn)場總線?經(jīng)典的定義是：應用在生產(chǎn)現(xiàn)場、在微機化測量控制設備之間實現(xiàn)的雙

向串行數(shù)字通信系統(tǒng)；也可以定義為開放式、數(shù)字化、多點通信技術，可被廣泛應用于制造

業(yè)、流程工業(yè)、樓宇管理、交通管理等自動化系統(tǒng)中?，F(xiàn)場總線技術將專用微處理器植入傳

統(tǒng)的測量控制儀表，使它們具有了數(shù)字計算和數(shù)字通信能力，成為能獨立承擔某些控制、通

信任務的網(wǎng)絡節(jié)點。這些節(jié)點之間通過普通雙絞線等多種傳輸介質進行信息傳輸，并與計算

機等節(jié)點連接成網(wǎng)絡系統(tǒng)，利用標準的通信協(xié)議，在位于生產(chǎn)控制現(xiàn)場的多個微機化自控設

備之間，以及現(xiàn)場儀表與用作監(jiān)控、管理的遠程計算機之間，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息共享，并

形成適應實際需要的各種自動控制系統(tǒng)。簡而言之，現(xiàn)場總線把單個分散的測量控制設備變

成網(wǎng)絡節(jié)點，共同完成自控任務的網(wǎng)絡系統(tǒng)與控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線給自動化領域帶來了巨大

的變化，如同計算機網(wǎng)絡和Internet給單臺計算機用戶帶來的巨大變化。如果說計算機網(wǎng)絡

把人類引入到信息時代，那么現(xiàn)場總線則將自控系統(tǒng)與設備加入到信息網(wǎng)絡的行列，成為企

業(yè)信息網(wǎng)絡基礎設施的一部分，使企業(yè)信息傳輸?shù)母采w范圍一直延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場。因此，現(xiàn)

場總線技術的出現(xiàn)標志著自動化新時代的開端,聞。

3.1.3現(xiàn)場總線標準

由于現(xiàn)場總線是工廠自動化領域的開放互聯(lián)系統(tǒng)，它一經(jīng)出現(xiàn)，就得到了工業(yè)界的廣泛

使用，各個自動化廠商也推出了自己的現(xiàn)場總線。目前在全球范圍內(nèi)有著幾十種不同的現(xiàn)場

總線標準，其中得到廣泛應用的幾種典型的現(xiàn)場總線有：德國西門子公司的Profibus,美國

Rockwell自動化公司的DeviceNet,ControlNet,現(xiàn)場總線基金會的FF,德國Bosch公司的

CAN以及美國Echelon公司的LONWorks等。由于不同行業(yè)，不同的應用場所需求各異，加上

要考慮已有各種現(xiàn)場總線產(chǎn)品的投資效益和各公司的商業(yè)利益，在今后的一段時間內(nèi)，在現(xiàn)

場總線應用領域仍然會保持現(xiàn)在這種多種現(xiàn)場總線標準共存、同一生產(chǎn)現(xiàn)場有幾種異構網(wǎng)絡

互聯(lián)通訊的局面。但發(fā)展共同遵從的統(tǒng)一的標準規(guī)范，真正形成開放互聯(lián)系統(tǒng)，是現(xiàn)在總線

技術發(fā)展的大勢所趨。自1988年開始，國際電工委員會IEC/SC65C/wG6與美國儀表學會SP50

委員會本著協(xié)商一致的原則聯(lián)合制定工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線國際標準。標準制定初期，由

于世界各國工業(yè)自動化儀表公司的系列芯片、軟件技術和開發(fā)工具等各不相同，在關鍵技術

內(nèi)容上存在很大分歧，所以標準制定的進程非常緩慢。

按照國際電工委員會IEC/SC65c的定義，安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)

的自動控制裝置之間的數(shù)字式、串行和多點通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場總線。根據(jù)使用場合和

用途不同，現(xiàn)場總線又分為H1低速現(xiàn)場總線和H2高速現(xiàn)場總線。IEC/SC65c最初定義H1總

線為用于制造或過程區(qū)域的、通過兩根傳輸線向現(xiàn)場裝置供電的低速串行總線，H2總線為無

需解決兩線制供電，用于裝置間傳送信息的高速串行總線。H1和H2總線相輔相成，構成了

完整的工業(yè)自動化系統(tǒng)信息通信網(wǎng)絡。

IEC61158用于工業(yè)控制系統(tǒng)的現(xiàn)場總線國際標準于2000年初終于獲得通過，現(xiàn)場總線

之爭隨之退潮，IEC/SC65C/wG6現(xiàn)場總線標準委員會到此也完成了歷史使命。為了進一步完

善IEC61158標準，IEC/SC65c成立了MT9現(xiàn)場總線修訂小組，繼續(xù)這方面的工作。MT9工作

組在原來8種類型現(xiàn)場總線的基礎上不斷完善擴充，于2001年8月制定出由10種類型現(xiàn)場

總線組成的第三版現(xiàn)場總線標準,它們是：TypelTS61158現(xiàn)場總線、Type2ControiNet和

Ethernet/IP現(xiàn)場總線、Type3Profibus現(xiàn)場總線、Type4P-NET現(xiàn)場總線、Type5FFHSE

現(xiàn)場總線、Type6Swift-Net現(xiàn)場總線、Type7WorldFIP現(xiàn)場總線、Type8INTERBUS現(xiàn)場總

線、Type9FFHI現(xiàn)場總線以及TypelOPROFlnet現(xiàn)場總線，該標準于2003年4月成為正式

國際標準。10種類型現(xiàn)場總線采用完全不同的通信協(xié)議。但對EthernetTCP/IP工業(yè)以太網(wǎng)

技術用于H2高速現(xiàn)場總線基本達成共識，Ethernet/IP,FFHSE和PROFlnet工業(yè)以太網(wǎng)技

術事實上已成為國際標準?，F(xiàn)場總線發(fā)展迅速，現(xiàn)處于群雄并起、百家爭鳴的階段。目前已

開發(fā)出有40多種現(xiàn)場總線標準，如，Interbus,Bithus,DeviceNet,Modbus,Arcnet,P-Net,

FIP,ISP等，其中最具影響力的有5種,分別是FF,Profibus,HART,CAN和Lon-Works"⑼。

3.1.4五種現(xiàn)場總線比較

主要比較五種影響力較大的現(xiàn)場總線："2"

1）FF（FoundationFieldbus,基金會現(xiàn)場總線）

成立于1994年的現(xiàn)場總線基金會（FoundationFieldbus,FF）,致力于開發(fā)國際上統(tǒng)一

的現(xiàn)場總線協(xié)議。FF的體系結構參照ISO/OSI模型的第1、2、7層協(xié)議，即物理層、數(shù)據(jù)鏈

路層和應用層，另外增加了用戶層。FF提供兩種物理標準：H1和H2。H1為用于過程控制的

低速總線，速率為31.25kbps,傳輸距離為200m,400m、1200m和1900m四種。H2的傳輸速

率可為1Mbps和2.5Mbps兩種，其通信距離分別為750m和500m。物理傳輸介質可支持雙絞

線、同軸電纜和光纖，協(xié)議符合IEC1158-2標準。

2）Profibus（ProcessFieldbus）

作為德國國家標準和歐洲國家標準的現(xiàn)場總線標準，該項技術是由西門子公司為主的十

幾家德國公司、研究所共同推出的。為在中國推廣應用Profibus工業(yè)現(xiàn)場總線標準，Profibus

中國用戶協(xié)會于1997年1月成立。Profibus的網(wǎng)絡協(xié)議以iso/osi參考模型為基礎，對第3?

6層進行了簡化。Profibus協(xié)議的第一部分是物理層和鏈路層協(xié)議。物理層采用RS-485標準

通信規(guī)范，傳輸介質為雙絞線；Profibus鏈路層又稱FDL,它采用混合介質存取方式，即主

站間按令牌方式，主站和從站間按主從方式工作。Profibus協(xié)議的第二部分是應用層協(xié)議

（FMS）,第三部分為DP協(xié)議，它們都使用相同的底層協(xié)議，用于不同的應用領域；FMS（應

用層協(xié)議）定義了應用層（第7層）的內(nèi)容。由于Profibus沒有第3?6層，所以這幾層的

必要功能在一個稱為“底層接口”（LLI）的模塊中完成，由LLI將這些功能映射到FMS中。

Profibus協(xié)議的第三部分是Profibus的DP協(xié)議，用于傳感器和執(zhí)行器級的高速數(shù)據(jù)傳輸。

它以Profibus-FDL（鏈路層）為基礎，根據(jù)其所需要達到的目標對通信功能加以擴充。因為

兩者使用相同的物理介質，DP和FMS可混合工作。Profibus協(xié)議的第四部分是Profibus的

PA協(xié)議，適用于對安全性要求較高的場合。Profibus產(chǎn)品有三類：FMS用于主站之間的通信;

DP用于制造行業(yè)從站之間的通信；PA用于過程行業(yè)從站之間的通信。

3）HART：（HighwayAddressableRemoteTransducer,可尋址遠程傳感器數(shù)據(jù)通路）

HART：由美國Rosemount公司1989年推出，主要應用于智能變送器。HART：為一過渡性

標準，它通過在4?20mA電源信號線上疊加不同頻率的正弦波（2200Hz表示“0”，1200Hz

表示“1”）來傳送數(shù)字信號，從而保證了數(shù)字系統(tǒng)和傳統(tǒng)模擬系統(tǒng)的兼容性，預計其生命周

期為最近20年。

4）CAN（ControllerAreaNetwork,控制局域網(wǎng)絡）最早由德國BOSCH公司推出，用于

汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信。CAN結構模型取IS0/0S1模型的第1、2、7層協(xié)

議，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應用層。通信速率最高可達1Mbps,通信距離最遠可達10km。

物理傳輸介質可支持雙絞線，最多可掛接設備110個。介質訪問方式為非破壞性位仲裁方式,

適用于實時性要求很高的小型網(wǎng)絡，且開發(fā)工具廉價。Motorala.Intel.Philips均生產(chǎn)獨

立的CAN芯片和帶有CAN接口的80c51芯片。CAN型總線產(chǎn)品有AB公司的DeviceNet、臺灣

研華的ADAM數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品等。CAN在我國的應用較早，我國華控技術公司基于CAN協(xié)議開發(fā)

了SDS智能分布式系統(tǒng)。

5）LonWorks（LocalOperatingNetwork,局部操作網(wǎng)絡）

由美國Echelon公司1991年推出，主要應用于樓宇自動化、工業(yè)自動化和電力行業(yè)等。

LonWorks網(wǎng)絡中設備的通信是米用一種稱為LonTalk的網(wǎng)絡標準語言實現(xiàn)的。LonTalk協(xié)議

由各種允許網(wǎng)絡上不同設備彼此間智能通信的底層協(xié)議組成。LonTalk采用全部7層協(xié)議，

介質訪問方式為P-PCSMA（預測P-堅持載波監(jiān)聽多路復用），采用網(wǎng)絡邏輯地址尋址方式，

優(yōu)先權機制保證了通信的實時性，安全機制采用證實方式，其最大傳輸速率為1.5Mbps,傳

距離為2700m,傳輸介質可以是雙絞線、光纜、射頻、紅外線和電力線等，因此能構建大型

網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。由Echelon公司推出的Neuron神經(jīng)元芯片實質為網(wǎng)絡型微控制器，封裝了

LonTalk協(xié)議在Neuron芯片中，內(nèi)含3個8位微處理器，分別負責介質訪問控制、網(wǎng)絡處理

和應用處理。該芯片強大的網(wǎng)絡通信處理功能配以面向對象的網(wǎng)絡通信方式，大大降低了開

發(fā)人員在構造應用網(wǎng)絡通信方面所需花費的時間和費用，而可將精力集中在所擅長的應用層

進行控制策略的編制，因此業(yè)內(nèi)許多專家認為LonWorks總線是一種很有希望的現(xiàn)場總線。基

于LonWorks的總線產(chǎn)品有美國Action公司的Flexnet&Flexlink等。

3.1.5通信網(wǎng)絡的選定

選擇一種現(xiàn)場總線，需要從成本、可靠性、通信速率等多個方面考慮。在成本上，Lonworks

與Profibus比較高。在通信速率上，HART較低，不能滿足礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的需求。而FF

實現(xiàn)比較復雜，并且能夠兼容礦井常用設備的數(shù)量有限。CAN總線兼容Modbus協(xié)議，能夠很

好的與現(xiàn)存的RS-232、RS-485網(wǎng)絡及支持RS-232、RS-485協(xié)議的儀器儀表進行通信，所以，

CAN是比較適中的一種現(xiàn)場總線囪。

3.2CAN總線簡介

CAN,全稱為"ControllerAreaNetwork”,即控制器局域網(wǎng)，是國際上應用最廣泛的

現(xiàn)場總線之一。最初，CAN被設計作為汽車環(huán)境的微控制通信，在車載各電子控制裝置ECU

之間交換信息，形成汽車電子控制網(wǎng)絡。1993年，CAN就已經(jīng)在汽車工業(yè)、航空工業(yè)、工業(yè)

控制、安全防護等領域得到了廣泛的應用。CAN是一種串行通信總線，基本設計規(guī)范要求有

高的位速率，高抗電磁干擾性，而且能夠檢測出產(chǎn)生的任何錯誤。當信號傳輸距離達到10km

時，CAN仍可提供高達5kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。它具有以下特性：

1）國際標準的工業(yè)級現(xiàn)場總線，傳輸可靠，實時性高。

2）傳輸距離遠（無中繼最遠10km）,傳輸速率快（最高1Mbps）。

3）單條總線最多可接110個節(jié)點，并可方便擴充節(jié)點數(shù)。

4）總線上各節(jié)點的地位平等，不分主從，突發(fā)數(shù)據(jù)可實時傳輸。

5）非破壞總線仲裁技術，可多節(jié)點同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，總線利用率高。

6）出錯的CAN節(jié)點會自動關閉并切斷和總線的聯(lián)系，不影響和總線的通信。

7）報文為短幀結構并有硬件CRC校驗，受干擾概率小，數(shù)據(jù)出錯率極低。

8）對未成功發(fā)送的報文，硬件有自動重發(fā)功能，傳輸可靠性很高。

9）具有硬件地址濾波功能，可簡化軟件的協(xié)議編制。

10）通信介質可用普通雙絞線、同軸電纜或光纖等。

11）CANBUS總線系統(tǒng)結構簡單，性價比極高。

3.3射頻無線數(shù)據(jù)傳輸技術簡介

射頻識別（RadioFrequencyIdentification,以下簡稱RFID）1231,技術是從20世紀

90年代興起的一項自動識別技術。它利用無線射頻方式進行非接觸通信，以達到短距離無線

數(shù)據(jù)通信的目的。

典型的射頻識別系統(tǒng)主要包括射頻識別標簽和射頻信息解讀設備以及對采集到的射頻信

息進行綜合處理的單片機管理控制部分。

射頻識別標簽：㈤也稱射頻卡，由射頻收發(fā)模塊、控制模塊、外圍藕合元件及天線組成,

每個標簽具有唯一的識別碼，附著在待識別的物體上標示目標對象。

射頻信息解讀設備：也稱讀卡器，用以產(chǎn)生發(fā)射無線電射頻信號并接收由電子標簽發(fā)射

回的無線電射頻信號，經(jīng)處理后獲取標簽數(shù)據(jù)信息，從而達到自動識別的目的。閱讀器除具

有射頻卡的功能外還必須留有接口方便與計算機管理系統(tǒng)進行通信。

工作原理：射頻識別技術的原理大致和將收音機的頻率調(diào)成和電臺的發(fā)射頻率一致來進

行收音一樣。首先將解讀器的無線電波發(fā)射頻率與標簽的接收頻率調(diào)成一致；然后解讀器向

標簽發(fā)出電磁波信號讀取標簽芯片中的數(shù)據(jù)信息，同時通過標簽返回的電磁波將信息帶回解

讀器（這時是模擬信號），之后解讀器對這個電磁波進行解調(diào)，校驗，將模擬信號轉換成數(shù)字

信號通過接口傳給計算機。

3.4礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)結構及工作原理

3.4.1礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)結構

整個煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是由地面中心站、網(wǎng)關節(jié)點站、分支中繼器、井下監(jiān)控分站和各

種傳感器，以及通信介質六部分組成。其中中心站負責接收、存儲和顯示從井下監(jiān)控分站傳

來的各種井下生產(chǎn)環(huán)境安全監(jiān)控數(shù)據(jù)，并通過各個井下分站發(fā)送各種配置命令和對現(xiàn)場設備

的控制命令；網(wǎng)關節(jié)點站實現(xiàn)現(xiàn)場總線協(xié)議和中心站計算機標準接口協(xié)議的相互轉換：分支

中繼器在需要的地方完成通信線路的分支、中繼和介質信號的轉換；傳感器負責收集各種現(xiàn)

場環(huán)境安全監(jiān)控數(shù)據(jù)和設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)；通信介質負責安全監(jiān)控系統(tǒng)各設備的連接和信息

的傳遞。整個監(jiān)控系統(tǒng)分三級結構：中心站一井下分站一傳感器。傳輸介質根據(jù)傳輸距離不

同，可分段采用不同線纜，長距離用光纖不加中繼器，或用電纜加中繼器，短距離則可只用

電纜不加中繼器。如果連接的節(jié)點總數(shù)大于110個，則也需加中繼器，其網(wǎng)絡結構如圖3T

所不。

章

m移動節(jié)點?卜［移動節(jié)點I

圖3-1礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)總體框圖

Fig.3-1mineenvironmentmonitoringsystemofgeneraldiagram

設備層：處于最底層的智能信息處理單元，由監(jiān)測設備、執(zhí)行機構等組成。各種底層的

監(jiān)測設備，通過本安型網(wǎng)絡智能分站或中繼器，實現(xiàn)各種CAN總線數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡標準IP數(shù)據(jù)的

轉換。本設計中，主要檢測儀器為內(nèi)置傳感器的紅外多氣體檢測儀、溫度檢測儀、風速檢測

儀、水位檢測儀，這些檢測儀帶有CAN總線接口，可根據(jù)CAN2.0協(xié)議將檢測值封裝并發(fā)送至

CAN總線，它們可方便的掛接在CAN總線網(wǎng)絡中。

其中，紅外多氣體檢測儀又分為兩種，一種為便攜式紅外氣體檢測儀（移動發(fā)射節(jié)點），

另一種為固定接收節(jié)點。便攜式紅外氣體檢測儀（移動發(fā)射節(jié)點）是基于MEMS紅外感應原理

研制的礦下有害氣體濃度測量報警裝置，具有無線收發(fā)功能，可以由礦工隨身配帶，也可移

動到指定位置安裝。井下固定網(wǎng)絡節(jié)點主要為無線接收節(jié)點，也綁定了無線收發(fā)模塊，它自

身既可以測量周圍環(huán)境有害氣體的濃度，又可以接收移動節(jié)點傳來的氣體濃度及攜帶者的身

份定位信息，再通過CAN總線與地面監(jiān)測主機通信。考慮到無線傳輸及區(qū)域切換的范圍，固

定節(jié)點以相隔一定距離的方式安置于巷道兩幫，移動節(jié)點與固定節(jié)點之間實行點對點通信，

二者共同組成井下“無線收發(fā)單元”。風機、水泵、采煤機、皮帶機的控制、礦壓監(jiān)測儀器等

同樣也可以作為固定節(jié)點掛接在CAN總線上。

控制層：主要由CAN總線網(wǎng)絡及其網(wǎng)絡交換設備組成，負責整個監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度、各控

制站點間的信息聯(lián)系和數(shù)據(jù)處理。是整個礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的核心和聯(lián)系上（信息層）下（設

備層）兩層的紐帶。根據(jù)總線設備分布的特點，控制層又分為兩級，即主干網(wǎng)和子網(wǎng)，為解

決長距離通信的問題，在總線適當?shù)胤皆O置了網(wǎng)絡信號中繼器。

信息層：主要由地面控制主站組成，提供與低層設備的交互界面，通過上位機軟件、網(wǎng)

絡中繼和CAN總線，訪問和控制井下各個檢測儀等監(jiān)測設備，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的收集、存儲、

顯示、報警、處理、分析、報表打印等。一方面支持實時數(shù)據(jù)的傳輸，如瓦斯（甲烷）、一氧

化碳、二氧化碳濃度，溫度，風速，積水倉水位等信號的傳輸，真正實現(xiàn)礦井監(jiān)測數(shù)字網(wǎng)絡

化；另一方面，也支持非實時關鍵數(shù)據(jù)的傳輸，例如監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)下載，現(xiàn)場設備控制程序

上載等。

在進行基于CAN總線技術的礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設計時采用如下措施：通過可靠性設計提

高現(xiàn)場設備的可靠性；采用智能監(jiān)控站或網(wǎng)橋的分段結構網(wǎng)絡以提高整個監(jiān)測系統(tǒng)的可恢復

性；對現(xiàn)場設備進行在線監(jiān)視和診斷、維護管理，使得本監(jiān)測系統(tǒng)有較高的魯棒性和冗余措

施，可保證突發(fā)事件下能安全可靠運行。

整個系統(tǒng)由兩個部分組成：井上部分和井下部分，如圖3-1所示。

1）井下部分：

井下部分是整個系統(tǒng)的核心，分為兩個部分：移動發(fā)射節(jié)點和固定接收節(jié)點，二者共同

組成井下“無線收發(fā)單元”。

移動發(fā)射節(jié)點為綁定了無線收發(fā)模塊的紅外多氣體檢測儀，可以在工作人員移動過程中

進行實時檢測，并將檢測值和自身的地址碼發(fā)送至固定節(jié)點。

固定接收節(jié)點為綁定了無線收發(fā)模塊的紅外多氣體檢測儀、溫度檢測儀、水位檢測儀（也

可以為其他儀器，如礦壓檢測儀表、頂板離層儀等），不同的是固定接收節(jié)點自身具有CAN總

線數(shù)據(jù)接口，它每間隔特定距離固定安置在巷道兩幫，固定節(jié)點與地面監(jiān)控主機之間采用CAN

總線通訊方式。

無線接收單元的結構如圖3-2所示：

CAN總線

無線收發(fā)模塊

固定節(jié)點A

巷巷

道無線覆蓋區(qū)域道

移動發(fā)射節(jié)點

無線收發(fā)模塊

圖3-2井下無線收發(fā)單元結構圖

Fig.3-2undergroundwirelesstransceiverunitstructure

井下無線收發(fā)單元中的移動節(jié)點和固定節(jié)點相互之間是無線傳輸。無論是移動還是固定,

每個射頻模塊都有自己特殊的地址碼，與其它模塊均不相同。在與固定節(jié)點上的射頻模塊進

行通信時，數(shù)據(jù)幀里就包含這個特殊的地址碼，監(jiān)控主機的軟件平臺已經(jīng)將固定節(jié)點的位置

信息進行了登記和存儲。當上傳的信息包含有與它們進行無線通信的移動節(jié)點的地址碼信息

時，就表明PEIDAI佩帶和安裝該移動節(jié)點的人員及設備很接近該固定節(jié)點，從而判斷出移動

人員的位置，這些位置信息均由系統(tǒng)存入數(shù)據(jù)庫。

2）井上部分

井上部分主要是軟件操作平臺，按照功能劃分為2個子系統(tǒng)：實時監(jiān)控軟件和信息管理

軟件。

實時監(jiān)控軟件是整個礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的基礎，監(jiān)管主機的RS-232接口通過RS-232/CAN

接口適配器與井下CAN總線進行數(shù)據(jù)傳輸。其功能主要為：完成監(jiān)控節(jié)點的信息采集、實時

處理和存儲。從井下上傳的信息不但包括瓦斯（甲烷）、一氧化碳、二氧化碳濃度，溫度，風

速，積水倉水位等數(shù)據(jù)，還包括井下工作人員和設備的位置信息，這些龐大的數(shù)據(jù)量經(jīng)過壓

縮后都被保存在數(shù)據(jù)庫中，是信息聯(lián)網(wǎng)的基礎。管理軟件的主要功能是對移動監(jiān)控點信息的

錄入、修改、查詢和統(tǒng)計。

在本設計研究過程中，使用Windows自帶的“超級終端”程序暫時充當實時監(jiān)控軟件。

3.4.2礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)工作過程

礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的工作過程可分為上行通信和下行控制兩個過程。

上行通信：工作人員使用手持移動節(jié)點在行進過程中檢測環(huán)境參數(shù)，檢測值由無線收發(fā)

模塊發(fā)送至巷道兩幫固定位置安裝的固定接收節(jié)點。

固定節(jié)點始終處于開啟狀態(tài)，固定接收節(jié)點接收到來自手持移動節(jié)點發(fā)送的檢測值后將

其存儲，并由其內(nèi)部單片機將數(shù)據(jù)重新封裝后經(jīng)CAN總線發(fā)送至監(jiān)控主機。在未與手持移動

節(jié)點建立鏈接時，固定節(jié)點可自我檢測周圍環(huán)境參數(shù)，實時將檢測值發(fā)送至監(jiān)控主機。監(jiān)控

主機將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，并將一步判斷是否處于安全范圍內(nèi)，若超過規(guī)定閾值則井上工作平

臺及井下固定節(jié)點同時報警。

下行控制：監(jiān)控主機通過CAN總線將相關控制信息發(fā)給固定節(jié)點，實現(xiàn)對風機、水泵、

采煤機、皮帶機、礦壓監(jiān)測儀器、氣體監(jiān)測儀器等的查詢和開關?；蛘吖潭ü?jié)點將查詢指令

無線傳輸給手持移動節(jié)點，實現(xiàn)人員定位、查詢等下行控制。

4礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)硬件設計

4.1CAN總線結構硬件電路設計

4.1.1CAN總線電氣防爆技術的實現(xiàn)

通過上兩章的介紹，可以看出CAN具有無主或多主方式工作、實時性強、傳輸介質無特

殊要求、節(jié)點數(shù)多、傳輸距離遠、傳輸速率高的優(yōu)點，但由于CAN本身是一種非防爆性質的

現(xiàn)場總線，并且不可能使用同一根電纜連接所有節(jié)點，因此，還必須從電氣防爆、網(wǎng)絡結構

及遠距離通信等方面加以解決。CAN總線的傳輸介質有許多，如光纖、同軸電纜、普通雙絞

線等。而能用于井下傳輸?shù)慕橘|比較少，可用的有光纖、同軸電纜等。本設計考慮到節(jié)約成

本，兼顧安全，采用普通礦用電話4芯電纜，其中2芯電纜用于向節(jié)點設備供電，另外2芯

電纜用于信號傳輸。

通過分析，有兩種技術方案可以解決CAN總線電氣防爆問題，一種為統(tǒng)一供電法，另一

種為隔離供電法闔雨。

1）統(tǒng)一供電法

統(tǒng)一供電法就是節(jié)點設備的工作電源全部由總線統(tǒng)一提供，如圖4T所示。此方法的優(yōu)

點是節(jié)點設備電路簡單，缺點是總線上所接節(jié)點數(shù)量較少。因為煤礦通常使用的ibl本質安

全型電源的輸出功率受到防爆要求的限制，供電電纜的分布參數(shù)和節(jié)點設備中的儲能元件（電

感和電容）進一步限制了電源的輸出功率，由于節(jié)點工作電源和傳輸電源使用同一本安電源

供電，而節(jié)點的工作電流往往比傳輸電流開銷更大，導致了總線上節(jié)點數(shù)量減少。

本

路

安傳輸電

電

源

路

其它電

備

節(jié)點設

電法

統(tǒng)一供

圖4T

law

ower

fiedp

1uni

Fig.4-

一般不

傳感器

而礦用

情況，

互連的

傳感器

將智能

總線

用CAN

備級

在設

合于

法適

供電

統(tǒng)一

。

地供電

站遠

由分

電，需

地供

能就

電法

隔離供

2）

電

，通過

電源

傳輸