基于总线技术的矿井模拟自动化系统的研究与设计(2)

来源:网络(转载) 作者:刘金桂 发表于:2011-07-01 09:20  点击:
【关健词】总线技术;矿井模拟自动化;控制系统
1)工业现场总线 工业现场总线是一种专门用于工业监测与控制的网络,是计算机技术、信息技术和控制技术在工业企业管理工业中的有机结合。工业网络具有确定性、集成性、安全性、限制性、可靠性和实时性的特点。而现

  1)工业现场总线
  工业现场总线是一种专门用于工业监测与控制的网络,是计算机技术、信息技术和控制技术在工业企业管理工业中的有机结合。工业网络具有确定性、集成性、安全性、限制性、可靠性和实时性的特点。而现场总线技术在体系结构上成功地实现了串行连接,它一举客服了并行连接的许多不足,在技术上成功地解决了开发竞争和设备兼容两大难题,实现了现场设备的高度智能化、互换性和控制功能的彻底分散化。  本系统现场总线选用PROFIBUS。PROFIBUS是世界上应用最成功的现场总线之一。系统选用S7-315 2DP作为总线的主站,HMI和仪表等作为系统的2类主站和从站。通过标准的PROFIBUS-DP电缆与分散的现场设备进行通信,从而实现整个网络的管理和控制。其网络结构如图4所示。
  2)工业以太网
  所谓的工业以太网就是基于以太网技术和TCP/IP技术开发出来的一种工业通信网络。本系统上位机采用SIEMENS以太网交换机,提供全双工支持,支持100Mbit/s的快速以太网,满足IEEE802.1p的规范,实现信息、视频等大容量信息交换。另外,有些现场系统不具备以太网通讯能力,需要在各种工业现场总线与TCP/IP协议之间的进行转换。
  3.1.2 网络结构的确定
  工业以太网络的结构目前主要有星型网络、树型网络、单环冗余、双环冗余、总线型等。通过分析,采用单环型结构组建工业控制以太网。综合自动化控制网络系统包括井下网络和井上网络两部分,均为环型工业以太网,保证系统的高可靠性。环型以太网为1000M工业以太网,作为工业以太网的主干网,主干网络节点提供多种形式的接口方式,方便地面与井下各个子系统的接入,同时方便井上下的工业网络的扩展与升级。工业以太网要求实现数据、视频、音频合一。服务器、操作站及单环网与交换机均采用千兆口连接,整个综合自动化层达到千兆网水平[6]。
  网络传输系统应采用规范化、开放式综合布线方式。环网交换机节点间采用单模光纤传输方式,各网络节点机房内采用超五类屏蔽或非屏蔽双绞线布线,井下网络原则上全部采用单模光纤作为传输介质。
  在矿井自动化化系统设计中,采用了三层网络架构。通过工业以太网、PROFBIUS-DP以及设备应用层的RS-485等工业总线技术,采用STEP7、WINCC、C++等语言,实现了矿井在“采、掘、运、风、水、电、安全”等生产环节全面实现信息化,并将煤炭生产、管理的各个环节,纳入到一个统一的网络平台,实现工业企业的ERP管理[7]。
  3.2 WEB对外发布平台设计
  WEB发布软件平台基于ASP技术进行架构,通过授权远端的访问权限,实现InterNET的远程发布。系统通过一台WEB服务器和一个核心交换机来进行网络发布,实现同局域网内电脑通IE浏览器进入到系统平台,了解系统数据和情况,实现的功能:局域网内Internet网络访问平台。
  整个系统主要包括系统应用、系统维护、地面电力监控、井下电力远程监控、井下皮带运输集中控制、安全监控系统等模块[8]。
  4 结论与展望
  该文通过对矿井自动化系统的分析,采用模拟平台,设计了井下生产系统和井上监控系统,建立对全矿井监测、控制和分析的、管理一体化的、基于网络的大型开放式分布控制系统,形成全矿井生产各环节的过程控制自动化、生产综合调度指挥和业务运转网络化,满足了矿井综合自动化模拟系统的需求。本系统在设计过程中,存在一些不足,增加子系统的操作功能和人机交互功能以及井下人员定位系统等。
  参考文献:
  [1] 张永红.煤矿安全监测监控系统的研究[J].煤矿机械,2004,4:30-32.
  [2] 周莉,冯严冰.信息融合在矿井监控系统数据处理中的应用研究[J].煤炭工程,2007(11):123-125.
  [3] 阂晓勇,雷玉勇.网络技术在煤矿安全监测监控中的应用[J].矿山机械,2005,33(4),71-72.
  [4] 陆铮, 汪丛笑.工业以太网在全矿井综合自动化系统中的应用[J].工矿自动化,2006(3):31-33
  [5] 甲贝贝.煤矿综合自动化系统中信息实时发布技术的研究[J].工矿自动化,2007(1):41-44.
  [6] 袁小平.工矿企业监控系统中存储与查询系统的研究[J].工矿自动化, 2007(2):1-3.
  [7] 赵小虎,张申,谭得健. 基于矿山综合自动化的网络结构分析[J].工矿自动化,2007(2):15-18.
  [8] 于仲安,李慧斌.工业控制网络和信息网络的集成技术[J].工矿自动化,2008(1):76-79.
 

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