三層網絡監控的新型煤礦井下電力安全監控系統研究

天地（常州）自動化股份有限公司 孫晉陽

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三層網絡監控的新型煤礦井下電力安全監控系統研究

天地（常州）自動化股份有限公司 孫晉陽

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

【關鍵詞】三層網絡監控；電力安全監控系統；智能電力裝置

目前，煤礦供電網絡自動化的監控系統，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，對供電網絡結構的要求較高，又受環境、水文地質條件等因素的制約，影響供電系統運行的因素也較多，影響了井下供電監控系統的穩定性，因此，利用三層網絡監控完善井下供電系統實施監控的十分必要。

1 研究三層網絡監控對新型煤礦井下電力安全監控系統的意義

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

2 三層網絡監控下新型煤礦井下電力安全監控系統存在的問題

目前我們所應用的三層網絡只要是指：“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控主機，形成一層監控；通過以太網通信接口連接Intranet上，形成一層遠程監控；通過智能電力裝置形成的現場監控，形成一層全面監控”，這樣的三層監控做到了無死角監控，可是其在新型煤炭井下電力安全監控系統的運行中存在一些問題。

CAN總線是控制器局域網絡(Controller Area Network)的簡稱，是目前國際上應用最廣泛的現場總線之一。可是由于CAN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試進行更正，不過在一定程度上，影響了整個監控系統的進度。

以太網是應用最為廣泛的局域網，包括標準的以太網（10Mbit/s)、快速以太網（100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太網，采用的是CSMA/CD訪問控制法，雖然以太網可以采用多種連接介質，包括同軸纜、雙絞線和光纖等，可是根據地區的不同，以太網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控所應用的以太網雖然可以經過特別處理加密，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 系統結構設計方案

本系統的監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，也是需要關注的地方。但是在現實中，變電所之間相距較遠，因此利用三層網絡實現對新型煤礦井下電力系統的監控應該具有分散性的特點。同時具備檢測供電系統運行方式的功能，對于相關的電氣參數以及電氣設備的工作狀態都能做到實時檢測。這種系統實現了對新型煤礦所有電力系統最新動態的及時掌握，提高了新型煤炭企業電力監控的管理水平，促進煤礦的安全生產。井下的電力監控系統可以利用計算機管理系統，實現監控總調度與嵌入式監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、嵌入式監控分站、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，即便一個部分出現故障，其他系統也能繼續工作。

4 總結

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

參考文獻

[1]伍龍,吳永祥,周孟然.三層網絡監控的新型煤礦井下電力安全監控系統研究[J].淮南師范學院學報,2011,5(13).

[2]魯建飛.基于FPGA和ARM的煤礦電力監控系統設計[D].哈爾濱理工大學，2015,3.

[3]田依鵬.基于工業以太環網和GIS的煤礦安全集成監控系統研究[D].湖南大學,2008,7.