基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線在工控網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用new

1、工業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程研究報(bào)告基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線在工控網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用姓名： X X 學(xué)院： 電氣與電子工程學(xué)院 班級(jí)： 09自動(dòng)化3 學(xué)號(hào)： XXXXXXXXXX 郵箱：XX時(shí)間： 2012年6月5日 基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線在工控網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用摘要由于以太網(wǎng)具有應(yīng)用廣泛、價(jià)格低廉、通信速率高、軟硬件產(chǎn)品豐富、應(yīng)用支持技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，目前它已經(jīng)在工業(yè)企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的資源管理層、執(zhí)行制造層得到了廣泛應(yīng)用，并呈現(xiàn)向下延伸直接應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的趨勢(shì)。加上現(xiàn)場(chǎng)總線在工控網(wǎng)絡(luò)中的便捷性、統(tǒng)一性，從目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線在制造執(zhí)行層已得到廣泛應(yīng)用，并成為

2、事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。未來(lái)工業(yè)以太網(wǎng)將在工業(yè)企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的互連和信息集成中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。關(guān)鍵字：現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)、工控網(wǎng)絡(luò)目錄摘要1現(xiàn)場(chǎng)總線概述21.1什么是現(xiàn)場(chǎng)總線21.2現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的優(yōu)越性21.3現(xiàn)場(chǎng)總線的不足31.4現(xiàn)場(chǎng)總線發(fā)展趨勢(shì)32工控網(wǎng)絡(luò)42.1什么是工控網(wǎng)絡(luò)42.2工控網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)場(chǎng)總線與以太網(wǎng)的結(jié)合42.3基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線已成為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向43.基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線在工控網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用（以煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)為例）63.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介63.2 基于工業(yè)以太網(wǎng)加現(xiàn)場(chǎng)總線的電力監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成64 電力監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能85 結(jié)語(yǔ)84發(fā)展愿景9基于以太網(wǎng)

3、的現(xiàn)場(chǎng)總線在工控網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用1現(xiàn)場(chǎng)總線概述1.1什么是現(xiàn)場(chǎng)總線它是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，是自動(dòng)化領(lǐng)域中底層數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的全數(shù)字、雙向、多站的通信系統(tǒng)。主要解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問(wèn)題。主要用于制造業(yè)、流程工業(yè)、交通、樓宇、電力等方面的自動(dòng)化系統(tǒng)中。1.2現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的優(yōu)越性現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)使工業(yè)過(guò)程控制發(fā)生了很大變化，它具有如下優(yōu)越性：（l）現(xiàn)場(chǎng)總線使得智能變送器中安裝的微處理器能夠直接與數(shù)字控制系統(tǒng)通信，而不要IO轉(zhuǎn)換，節(jié)約了費(fèi)用；（2）現(xiàn)場(chǎng)總線可以取代每個(gè)傳感器到控制器

4、的單獨(dú)布線，減少了連線費(fèi)用；（3）現(xiàn)場(chǎng)總線可以將一些先進(jìn)功能，如線性化、工程量轉(zhuǎn)換以及報(bào)警處理等賦予現(xiàn)場(chǎng)總線儀表，提高了現(xiàn)場(chǎng)儀表的精度和可靠性；（4）現(xiàn)場(chǎng)總線可提供控制裝置與傳感器、執(zhí)行器之間的雙向通信，方便了操作員與被控設(shè)備之間的交互；（5）現(xiàn)場(chǎng)總線使得專門根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)總線開(kāi)發(fā)的現(xiàn)場(chǎng)儀表的使用成為可能，并將最終取代單變量模擬儀表，減少了儀表的購(gòu)置、安裝與維修費(fèi)用；（6）現(xiàn)場(chǎng)總線的開(kāi)放性將使用戶有可能對(duì)備儀表廠商的產(chǎn)品任意進(jìn)行選擇，井組成系統(tǒng)，而不必考慮接口是否匹配。1.3現(xiàn)場(chǎng)總線的不足圖1 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖現(xiàn)場(chǎng)總線有其突出的優(yōu)點(diǎn)，但也有其明顯的不足之處，主要表現(xiàn)在以下兩點(diǎn)（l）現(xiàn)場(chǎng)總線沒(méi)有

5、單一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)各類現(xiàn)場(chǎng)總線制定了各自不同的體系結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)。而經(jīng)14年的紛爭(zhēng)， 2000年初8種現(xiàn)場(chǎng)總線成為IEC現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)子集。這一結(jié)果令人失望，也違背了制定世界上單一現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的初衷。盡管基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線試圖推出中立和公正、防止任何技術(shù)壟斷、廣泛性的體系結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)，但至今仍有一些標(biāo)準(zhǔn)未能取得一致通過(guò)，并且遲遲未見(jiàn)產(chǎn)品問(wèn)世?，F(xiàn)場(chǎng)總線真正實(shí)現(xiàn)開(kāi)放性任重而道遠(yuǎn)。在這種情況下，多種現(xiàn)場(chǎng)總線并存，共存于一個(gè)系統(tǒng)已成為客觀事實(shí)。（2）現(xiàn)場(chǎng)總線的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)困難，開(kāi)放性有一定的局限性FF， Lon Works， CAN等現(xiàn)場(chǎng)總線均有自己的協(xié)議，要構(gòu)成一個(gè)控制系統(tǒng)，必須采用相應(yīng)的開(kāi)發(fā)工具、平臺(tái)、軟件包。這

6、需要較昂貴的代價(jià)，往往只有開(kāi)發(fā)商、研究機(jī)構(gòu)才能有這類開(kāi)發(fā)工具，一般用戶則無(wú)能為力。這說(shuō)明現(xiàn)場(chǎng)總線的開(kāi)放性仍有一定的局限性。許多技術(shù)人員正致力于現(xiàn)場(chǎng)總線圖形化節(jié)點(diǎn)軟件開(kāi)發(fā)工具的研究工作。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)總線由于以上不足而停滯不前時(shí)，人們開(kāi)始尋找新的出路，以太網(wǎng)進(jìn)入了人們的視線。1.4現(xiàn)場(chǎng)總線發(fā)展趨勢(shì)從現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)本身來(lái)分析，它有兩個(gè)明顯的發(fā)展趨勢(shì)： 一是尋求統(tǒng)一的現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 二是Industrial Ethernet走向工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) 統(tǒng)一、開(kāi)放的TCP/IP Ethernet是20多年來(lái)發(fā)展最成功的網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ，過(guò)去一直認(rèn)為，Ethernet是為IT領(lǐng)域應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的，它與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)性、環(huán)境適應(yīng)性、

7、總線饋電等許多方面的要求存在差距，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域只能得到有限應(yīng)用。事實(shí)上，這些問(wèn)題正在迅速得到解決，國(guó)內(nèi)對(duì)EPA技術(shù)（Ethernet for Process Automation）也取得了很大的進(jìn)展。 隨著FF HSE的成功開(kāi)發(fā)以及PROFInet的推廣應(yīng)用，可以預(yù)見(jiàn)Ethernet技術(shù)將會(huì)十分迅速地進(jìn)入工業(yè)控制系統(tǒng)的各級(jí)網(wǎng)絡(luò)。2工控網(wǎng)絡(luò)2.1什么是工控網(wǎng)絡(luò)工控指的是工業(yè)自動(dòng)化控制,主要利用電子電氣、機(jī)械、軟件組合實(shí)現(xiàn)。即是工業(yè)控制（Factory control），或者是工廠自動(dòng)化控制（Factory Automation control）。主要是指使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，微電子技術(shù)，電氣手段，

8、使工廠的生產(chǎn)和制造過(guò)程更加自動(dòng)化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。2.2工控網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)場(chǎng)總線與以太網(wǎng)的結(jié)合2.3基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線已成為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向以以太網(wǎng)為代表的COTS(commercial offthe shelf) 信息網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)卻以其協(xié)議簡(jiǎn)單、完全開(kāi)放、穩(wěn)定性和可靠性好而獲得了全球的技術(shù)支持。與現(xiàn)場(chǎng)總線相比,以太網(wǎng)具有以下優(yōu)點(diǎn):（1） 應(yīng)用廣泛Ethernet 的應(yīng)用開(kāi)發(fā),如Java ,Visual C以太網(wǎng)是目前應(yīng)用最為廣泛的計(jì)算機(jī)網(wǎng)技術(shù),受到廣泛的技術(shù)支持。幾乎所有的編程語(yǔ)言都支持+ + 及Visual Basic等。這些編程語(yǔ)言由于廣泛使用,并受到軟件開(kāi)發(fā)商的

9、高度重視,具有很好的發(fā)展前景。因此,如果采用以太網(wǎng)作為現(xiàn)場(chǎng)總線,可以保證多種開(kāi)發(fā)工具、開(kāi)發(fā)環(huán)境供選擇。（2） 成本低廉由于以太網(wǎng)的應(yīng)用最為廣泛,因此受到硬件開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)廠商的高度重視與廣泛支持,有多種硬件產(chǎn)品供用戶選擇。而且由于應(yīng)用廣泛,硬件價(jià)格也相對(duì)低廉。目前以太網(wǎng)網(wǎng)卡的價(jià)格只有Profibus ,FF 等現(xiàn)場(chǎng)總線的十分之一,并且隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展,其價(jià)格還會(huì)進(jìn)一步下降。（3） 通信速率高數(shù)據(jù)傳輸率很高。以太網(wǎng)支持的數(shù)據(jù)傳輸速率包括 10MbS，100MbPS和 IGfoS，比目前任何一種現(xiàn)場(chǎng)總線都快；以太網(wǎng)從扁平的總線共享模式發(fā)展到結(jié)構(gòu)化的交換模式后，任意終端之間的通信通過(guò)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)透明

10、的轉(zhuǎn)發(fā)，由于每個(gè)端口都是獨(dú)立的沖突域（Collision Domain），不存在信道共享引起的競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題，系統(tǒng)的通信容量成倍增加。相同通信量的條件下，通信速率的提高意味著網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的減輕，而網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的減輕則意味著提高確定性。（4） 軟硬件資源豐富 由于以太網(wǎng)已應(yīng)用多年,人們對(duì)以太網(wǎng)的設(shè)計(jì)、應(yīng)用等方面有很多的經(jīng)驗(yàn),對(duì)其技術(shù)也十分熟悉。大量的軟件資源和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可以顯著降低系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和培訓(xùn)費(fèi)用,從而可以顯著降低系統(tǒng)的整體成本,并大大加快系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和推廣速度。（5） 可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ笥捎谝蕴W(wǎng)的廣泛應(yīng)用,使它的發(fā)展一直受到廣泛的重視和吸引大量的技術(shù)投入。并且,在這信息瞬息萬(wàn)變的時(shí)代,企業(yè)的生存與發(fā)展將很大

11、程度上依賴于一個(gè)快速而有效的通信管理網(wǎng)絡(luò),信息技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展將更加迅速,也更加成熟,由此保證了以太網(wǎng)技術(shù)不斷地持續(xù)向前發(fā)展。（6） 易于與Internet 連接,能實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的信息無(wú)縫集成（7） Web技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，將實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程設(shè)備管理、遠(yuǎn)程軟件維護(hù)和遠(yuǎn)程設(shè)備診斷。（8） 以太網(wǎng)支持多種傳輸介質(zhì)，包括同軸電纜、雙絞線、光纜、無(wú)線等，使用戶可根據(jù)帶寬、距離、價(jià)格等因素作多種選擇。以太網(wǎng)支持總線型和星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可擴(kuò)展性強(qiáng)，同時(shí)可采用多種冗余連接方式，提高網(wǎng)絡(luò)的性能。因此,工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng),就可以避免其發(fā)展游離于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技的發(fā)展主流之

12、外,從而使工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)互相促進(jìn),共同發(fā)展,并保證技術(shù)上的可持續(xù)發(fā)展,在技術(shù)升級(jí)方面無(wú)需單獨(dú)的研究投入。誠(chéng)然,以太網(wǎng)由于采用了CSMA/ CD 介質(zhì)訪問(wèn)控制機(jī)制,各個(gè)節(jié)點(diǎn)采用BEB(binary exponential back2off) 算法處理沖突,具有排隊(duì)延遲不確定的缺陷,無(wú)法保證確定的排隊(duì)延遲和通信響應(yīng)確定性,使之無(wú)法在工業(yè)控制中得到有效的使用。3.基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線在工控網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用（以煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)為例）3.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介煤礦供電質(zhì)量對(duì)礦井安全和正常生產(chǎn)有著直接影響，隨著采煤機(jī)械化程度的提高，煤礦供配電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和合理性顯得更為重要。完善的電力監(jiān)控系統(tǒng)可以有效地保證

13、井下電網(wǎng)的安全運(yùn)行，并能實(shí)現(xiàn)供電的“移峰填谷”，給煤礦帶來(lái)巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。電子信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，使工業(yè)以太網(wǎng)+現(xiàn)場(chǎng)總線的控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得到廣泛應(yīng)用。本文基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，充分利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和先進(jìn)的通信、控制方式，建立一套技術(shù)先進(jìn)、功能完整、管理簡(jiǎn)便的煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)較傳統(tǒng)的集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)性能大大增強(qiáng)，功能更為完善。系統(tǒng)采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，主干網(wǎng)絡(luò)采用光纖傳輸，在物理和邏輯上考慮到網(wǎng)絡(luò)信道的冗余，確保網(wǎng)絡(luò)通路的安全。系統(tǒng)采用嵌入式計(jì)算機(jī)，對(duì)井下用電設(shè)備的電力參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、處理，同時(shí)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制操作。本系統(tǒng)的

14、建立，可對(duì)地面及井下電力系統(tǒng)中設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)監(jiān)控，將設(shè)備使用累計(jì)數(shù)據(jù)如電度報(bào)警等信息通過(guò)報(bào)表、圖形等方式輸出，為設(shè)備的合理和安全使用提供依據(jù)；能變電室所各高、低壓開(kāi)關(guān)的電力參數(shù)進(jìn)行采集、測(cè)量與控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)的遙信、遙測(cè)、遙調(diào)、遙控與遙視，提高井下變電所的自動(dòng)化程度。3.2 基于工業(yè)以太網(wǎng)加現(xiàn)場(chǎng)總線的電力監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成根據(jù)系統(tǒng)功能需要，本系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)加現(xiàn)場(chǎng)總線的結(jié)構(gòu)模式，由監(jiān)控計(jì)算機(jī)、變電所監(jiān)控站、綜合保護(hù)單元等組成，采用三層結(jié)構(gòu)，第一層為監(jiān)控計(jì)算機(jī)，第二層為電力監(jiān)控站，第三層為智能隔爆高壓開(kāi)關(guān)。系統(tǒng)主干信道是光纖以太環(huán)網(wǎng)到各變電所，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的數(shù)據(jù)接口將變電所開(kāi)關(guān)數(shù)

15、據(jù)接入主傳輸系統(tǒng)；在變電所內(nèi)安裝電力監(jiān)控站，采用現(xiàn)場(chǎng)總線RS一485方式采集變電所開(kāi)關(guān)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)就地集中數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和設(shè)備控制的功能，主站對(duì)采集到的信息進(jìn)行處理，集中上傳到系統(tǒng)主機(jī)。系統(tǒng)后臺(tái)將來(lái)可以網(wǎng)絡(luò)方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺V井綜合自動(dòng)化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。井下變電所內(nèi)開(kāi)關(guān)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)通過(guò)綜合保護(hù)單元采集并輸出，電力監(jiān)控站和開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)單元之間采用RS一485(隔爆設(shè)備信號(hào)輸出通過(guò)安全隔離器作本安隔離處理)，變電所的電力參數(shù)數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)傳輸?shù)诫娏ΡO(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)圖1 煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖3.21 系統(tǒng)后臺(tái)電力監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)配置兩臺(tái)電力監(jiān)控計(jì)算

16、機(jī)，一臺(tái)主機(jī)，一臺(tái)備用機(jī)，采用雙機(jī)熱備用方式，充分保證系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠主機(jī)正常工作時(shí)，監(jiān)控主機(jī)和備用機(jī)之間能進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，若監(jiān)控主機(jī)工作異常時(shí)，備用機(jī)立即執(zhí)行主機(jī)功能向各個(gè)變電所發(fā)送讀取數(shù)據(jù)指令，并提示用戶當(dāng)前的故障信息。系統(tǒng)信息可通過(guò)OPC接口接入全礦井自動(dòng)化系統(tǒng)或通過(guò)web在局域網(wǎng)發(fā)布。3.22 地面變電所地面35kV變電所高壓柜采用微機(jī)保護(hù)，對(duì)本條線路的電力數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和計(jì)算，并上傳數(shù)據(jù)；設(shè)置一臺(tái)KJF88礦用一般型電力監(jiān)控站，與微機(jī)保護(hù)進(jìn)行通信，能將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)就地顯示并上傳給監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)，可實(shí)現(xiàn)32路出線同時(shí)監(jiān)測(cè)。KJF88型電力監(jiān)控主站以嵌入式工控機(jī)為核心部件，基于windows操作

17、系統(tǒng)，有超強(qiáng)的數(shù)據(jù)采集和豐富的圖形處理功能，具有極高的可靠性和穩(wěn)定性。主站內(nèi)配有嵌入式視頻服務(wù)器，可接人兩路視頻輸入，將其轉(zhuǎn)換為MPEG4格式通過(guò)以太網(wǎng)上傳，配合數(shù)據(jù)監(jiān)控可實(shí)現(xiàn)變電所的無(wú)人職守。主站具有多種接口方式：以太網(wǎng)光接口、以太網(wǎng)本安電接口、本安RS一485接口，使聯(lián)網(wǎng)和設(shè)備接人更加靈活方便。3.23 屏幕顯示系統(tǒng)通過(guò)大屏幕投影拼接系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)觀看與監(jiān)控調(diào)度有關(guān)的各種信息，包括GIS電子地圖、實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控信號(hào)、各種管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)、各種歷史數(shù)據(jù)圖像以及電腦、電視、實(shí)物投影儀、DVD等信號(hào)源的信息和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息等多種信息，可隨時(shí)對(duì)各種現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)和各類計(jì)算機(jī)圖文信號(hào)進(jìn)行多畫面顯示和分析，及

18、時(shí)做出判斷和處理，發(fā)布調(diào)度指令，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和集中調(diào)度。3.3 電力監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能3.31 數(shù)據(jù)采集及統(tǒng)計(jì)1)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)采集遙測(cè)量(電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電度等)與遙信量(斷路器刀閘位置、保護(hù)自動(dòng)裝置動(dòng)作信號(hào)等)數(shù)據(jù)。2)進(jìn)行電壓等測(cè)量值的越限判別，系統(tǒng)及線路負(fù)荷率統(tǒng)計(jì)等。3)使用系統(tǒng)報(bào)表工具完成所需日?qǐng)?bào)、月報(bào)或指定時(shí)段的報(bào)表制作、顯示及打印功能。4)利用系統(tǒng)圖形工具制作接線圖、功率總加圖、負(fù)荷曲線圖、保護(hù)配置圖等，用以完成對(duì)井下電網(wǎng)及設(shè)備的監(jiān)視、控制。3.32 自動(dòng)化信息采集及事件順序記錄1)接收監(jiān)控站上傳的運(yùn)行信息及變電所內(nèi)其它變化信息。2)查詢并遠(yuǎn)方整定微機(jī)保護(hù)裝置，記錄保護(hù)

19、裝置動(dòng)作信息及保護(hù)信號(hào)遠(yuǎn)方復(fù)歸。3)記錄繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和斷路器動(dòng)作的時(shí)間，便于事故分析。3.33 控制、調(diào)節(jié)及運(yùn)行報(bào)警功能1)控制、調(diào)節(jié)功能：包括操作人員的身份及權(quán)限檢查、選擇控制或調(diào)節(jié)對(duì)象、遙控和遙調(diào)信息預(yù)發(fā)、終端校核、遙控和遙調(diào)執(zhí)行或撤消、記錄操作過(guò)程等。2)運(yùn)行報(bào)警功能：在系統(tǒng)用戶預(yù)先定義的情況下，對(duì)系統(tǒng)中的故障或不正常狀態(tài)發(fā)出提示報(bào)警信號(hào)，不同類別的信息可以設(shè)定不同的報(bào)警優(yōu)先權(quán)和不同的報(bào)警方式。3.4 結(jié)語(yǔ)綜上所述，基于現(xiàn)場(chǎng)總線的煤礦電力系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)在以下幾個(gè)方面性能優(yōu)越、優(yōu)勢(shì)明顯：1)先進(jìn)性：系統(tǒng)設(shè)計(jì)有多種通訊接口，充分考慮到系統(tǒng)的擴(kuò)展和兼容。2)實(shí)用性：具有監(jiān)控信息收集、處理、

20、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析等功能，實(shí)現(xiàn)煤礦供電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和井下變電所的無(wú)人值守；系統(tǒng)既可以獨(dú)立運(yùn)行也可以采用OPC方式與全礦自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)連接。3)可靠性：在硬件設(shè)計(jì)和選型、軟件環(huán)境和應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)中充分體現(xiàn)系統(tǒng)在特殊環(huán)境下使用的可靠性。4)擴(kuò)展性：預(yù)留軟硬件接口資源，方便以后電力系統(tǒng)的擴(kuò)展。當(dāng)增加變電所監(jiān)控時(shí)，只需增加少量低層設(shè)備，簡(jiǎn)單修改軟件設(shè)置即可，同時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)還可為其它通信系統(tǒng)提供通信通道?？傊?，本系統(tǒng)具有通訊技術(shù)先進(jìn)、功能豐富實(shí)用、性能安全可靠以及可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，必將在煤礦電力系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)方面發(fā)揮重要作用。4發(fā)展愿景隨著IT技術(shù)的發(fā)展,以太網(wǎng)的發(fā)展也取得了本質(zhì)的飛躍,先后產(chǎn)生了高速以太網(wǎng)(100M)和千兆以太網(wǎng)產(chǎn)品和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),10G以太網(wǎng)也在研究之中。針對(duì)以太網(wǎng)的排隊(duì)延遲不確定性,以太網(wǎng)又增加了全雙工通信技術(shù)、交換技術(shù)、信息優(yōu)先級(jí)等來(lái)提高實(shí)時(shí)性,并改進(jìn)了容錯(cuò)技術(shù)。其中交換式以太網(wǎng)避免了交