原创《现场总线下煤矿供电自动化系统分析》：本论文为您写现场总线毕业论文范文和职称论文提供相关论文参考文献，可免费下载。
摘 要：由于计算机技术、通信技术和信息技术的不断进步, 煤矿的信息化和自动化水平得以大幅度提高.煤矿供电系统的发展趋势就是自动化, 其不断的升级和完善可以使相关人员及时发现煤矿供电系统故障,大幅减少无计划停电次数,也使煤矿安全生产得到了保障,因此现今煤矿企业大多采用现场总线的供电系统.文章简单介绍了煤矿实行供电自动化的必然性,简要介绍了现场总线技术,并对现场技术下的供电系统构成作了简要分析.
关键词：现场总线；煤矿供电；自动化
中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）9-0079-01
煤矿的供电系统几经发展变革,但现在较多采用的是在现场总线基础上的Profibus网络、嵌入式系统、智能测控设备和工业控制下的基于计算机技术的煤矿供电自动化系统.该系统向煤矿供电是自动化的,没有人值班,由机器和设备进行全自动管理和控制,可以较少值班以及维护人员的使用量,这使得系统的供电效率大幅提高,也减小了人员对于系统的维护量,使供电更加安全、稳定和可靠.
煤矿供电监控系统是煤矿供电系统的重要组成部分之一,监控系统的设备都是分散独立的,基本上采用传统继保装置.这些设备有着复杂的结构,维护量大,故障记录不准确,监控的参数不全,可靠性不高.另外,由于缺乏遥控手段,也不能自我诊断故障,因此无法对生产设备的供电情况进行配置,也不能对其进行及时有效的监控,更加难以集中管理,对煤矿供电系统的安全稳定运行形成了潜在的威胁.
1 必要性
在煤矿经常发生瓦斯积聚和采掘工作面瓦斯超限的事故,而其主要原因是有时会发生无故的停电、开关的损坏、局扇的损坏、电缆发生故障以及供电系统的不稳定,这些都会造成局部的停电；煤矿现有的供电设备很落后,没有及时更换,所以会经常出现无故跳电,但是有些故障较隐蔽又难以发现,再加上停电送电不及时,这些都会使瓦斯超过其限度,随时可能诱发恶性事故.煤矿井下供电系统较为落后,所有的元件都是单个的,并没有形成一个系统,比较先进的系统还只是停留在开关单一元件的微机保护.煤矿供配电系统不同于其他的供电系统,三大供电区域是环环相扣的,要使整个供电系统能够正常工作,三大环节必须同时可靠、稳定、安全的运行.因此,煤矿供电自动化系统的一项重要内容是供电设备监控系统；井下电网在保护控制和事故预警等方面的技术还相当落后.高开保护器不精确,功能没有多样化,实现上下级变电所保护配合困难.煤矿井下在电力保护方面,普遍存在由于电压不稳定导致大面积停电、越级跳闸、不能实现有效的漏电保护、保护机制拒绝或误启动、故障无法迅速定位等现象,只能靠二次故障进行故障定位；在传统供电系统下存在井下电工违章带电作业,在作业过程中很可能产生电火花,而电火花一旦产生,就会点燃煤矿瓦斯,造成重大事故.
2 现场总线
现场总线的出现引起了控制领域的一场革命.未来的控制系统的控制或者调节功能将移向现场,FCS（现场控制系统）将会取代传统的DCS,所以控制系统将是彻底分散的.现场总线国际标准的制定进展缓慢且有一定困难,原因在于近多年来,许多公司都争相提出了自己的现场总线,不过这也使现场总线技术有了长足的进步,同时也使情况特殊的煤矿井下选用现场总线技术时有较大余地,可以在众多的现存标准中选取最适合煤矿使用的标准.煤矿供电运用开放的标准,使用智能化的和自动化的设备是未来发展的必然趋势.
应采用的标准是,总线不一定直接供电,供电总线和本安特性应支持本安或在经简单的改进后能支持本安；井下网络最好设置为以两级即一级主干网下接一级的现场总线.主干网采用同轴电缆或光纤作为传输 ,应该具备同时输送多条媒体信息的能力,总线的传输距离能达10km以上才能满足规模较小的矿井省去主干网而仅用一级现场总线；矿井的温度和湿度都比较高,很容易受电磁干扰,现场总线距离较长,同时收发器上的共模电压可能较高,所以其设备应具有抗干扰能力和适应恶劣环境的能力；应有开发工具,开发容易,还要有完善的硬软件支持, 在我国市场上易于获得.
3 系统设计
3.1 系统功能
为了更准确高效地控制各个供电系统和设施,系统应具有以下功能：实时显示本地和远方的检测信号；当系统局部发生细小的故障或错误时,系统仍可以有条不紊地运转；当系统的监测值超过设置阈值时,要同时在本地和远地进行报警；系统要自动记录故障发生时间和内容以便日后的系统维护.
3.2 系统主站设计
主站主要由2台工控机、西门子CP5611网卡、UPS电源等组成,其中一台工控机是备用计算机,另一台为工作机.在出现故障时,为了证系统的可靠运行需要立即启用备用计算机.
主站选用Windows 2000 Server操作系统.监控软件使用iFix组态软件设计,用图片和动画形式形象地显示整个供电系统的工况.监控软件和硬件设备之间进行数据通信采用用于过程控制的对象链接和嵌入OPC技术.不同供应厂商的应用程序和设备之间的接口是不同的,曾造成了一定的技术难题,OPC技术就实现了不同接口的标准化,使其相互间更容易地数据交换.它对现场设备的开发任务进行访问,继而以标准接口的形式放到设备生产厂家或第三方,并将该接口以服务器形式透明地提供给工控软件开发人员,而这些人员曾经忙于开发底层的通信模块,现在就只需要专注地开发工控软件的功能,得到了解放.
3.3 系统分站设计
分站硬件设计系统分站由嵌入式计算机系统、光电转换器、通信协议转换器、和一些其他相关设备组成.它主要是对现场监控单元的数据进行不间断地采集,并处理数据格式使之适合网络传输,再通过Profibus DP网络传递给系统主站.在接到主站控制命令的时候,再自动控制指挥相关的现场监控设备进行调试和控制.为保证系统分站的工作状态更加稳定和更加安全,由嵌入式计算机和触摸显示屏组成分站,因为煤矿生产现场的环境十分恶劣,普通工控机根本无法可靠运行.嵌入式计算机使用具有防震防潮结构的低功耗芯片和电子硬盘,因此不管煤矿恶劣的生产环境有多么恶劣,它都能够正常运行.触摸显示屏的显示信号从嵌入式计算机的VGA口输入,控制信号由COM3口输出.程序和多个现场测控单元循环地交换数据是通过COM2口,进行数据通信时是通过ABC网关和COM1口.
4 结 语
传统的煤矿供电系统已经存在过于陈旧等问题,并且造成了瓦斯爆炸等许多安全事故的发生,因此亟需对煤矿的供电系统进行革新,由此煤矿供电系的自动化伴随着计算机技术的进步和网络的大力普及进入了人们的视野,而在现场总线下的煤矿供电系统由于比较智能,可以减轻供电系统的管理负担,使煤炭供电更为安全和可靠,也节省了很多的人力,最重要的是它使得供电的成本大幅地降低了,随着基于现场总线的煤炭自动化系统会大力普及,可以为广大煤矿提供更多的便利.
参考文献：
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[4] 李其源.煤矿井下供电设备监控系统设计及实现[D].成都：电子科技大学,2010.
现场总线论文参考资料：
结论：现场总线下煤矿供电自动化系统分析为适合不知如何写现场总线方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于现场总线有哪些论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。
