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现场总线技术在煤矿供电监控系统中的应用 　　[摘 要]文章首先简述了现场总线技术简介及技术特点，然后分析了电网监控系统工作原理与结构，最后重点探讨了现场总线技术在煤矿监控系统中的应用。 　　[关键词]现场总线；煤矿；监控系统 　　中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0086-01 　　一、前言 　　现场总线技术具有可靠性高、设计独特、性能卓越等优势，因此可以解决煤矿传统监控系统存在的诸多问题，现场总线技术大大提高了煤矿的自动化、数字化水平。因此，现场总线技术在煤矿供电监控系统中具有重要的意义。 　　二、现场总线技术特点 　　1、现场总线的技术特点 　　（一）、系统的开放性 　　开放系统是指通信协议公开，各不同厂家的设备之间可进行互连并实现信息交换，现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。这里的开放是指对相关标准的一致性、公开性、强调对标准的共识与遵从。 　　（二）、互可操作性与互用性 　　互可操作性，是指实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通，可实行点对点、一点对多点的数字通信。 　　（三）、对现场环境的适应性 　　工作在现场设备前端，作为工厂网络底层的现场总线，是专为现场环境工作而设计的，它可支持双绞线、同轴电缆、光缆、红外线等，具有较强的抗干扰能力，并可满足安全防爆要求。 　　2、现场总线的优点 　　由于现场总线的以上特点，特别是现场总线系统结构的简化，使控制系统从设计、安装、投运到正常生产运行及检修维护，都体现出优越性。具体体现在：节省硬件数量与投资；节省安装费用；节约维护开销；用户具有高度的系统集成主动权；提高了系统的准确性与可靠性。 　　三、电网监控系统工作原理与结构 　　1、工作原理 　　在本监控系统进行初次运行的时候，要先定义计算机一共连接了多少台分站，这个定义是根据系统连接的分站及每个分站所连接的智能采集器来完成的，定义的主要内容包括：每台分站连接了几个智能采集器，每台分站和采集器的地址编号是多少。为了保证计算机能够检测到相关数据，实际连接的各设备必须与计算机的定义相符合。待分站和智能采集器的定义完成之后，需要进行“初始化”操作，然后就进入了实时监控状态。此时，计算机后台系统依次将从各分站及智能采集器收集到的有关配电开关装置中的功率、电压、开和状态与电流等信息传送到主计算机并在主系统上进行显示。同时，工作人员可以根据需要对任一配电开关等进行分合闸等操作。 　　2、监控系统的硬件构成与设计 　　（一）、系统的通信接口设计 　　本系统采用比较适用于现场、技术先进，并且性能相对较好的现场总线CANBUS。此技术是上世纪80年代德国BOSCH公司开发的，当时是为了解决现代工业中的控制与测试仪器间数据交换问题而开发的，是一种已广泛应用于多个领域的串行数据通信协议。它的技术特点主要包括：对等的网络结构，每一帧信息都有检验措施，采用非破坏性总线仲裁技术，较低的通信误码率，通信距离长、速率高，通信介质除了双绞线以外，还以使用光纤。 　　（二）、分站设计 　　分站在整个系统中具有承上启下的作用，它可以有效缩短系统巡测周期，提高系统数据采集速度，进而有效提升系统整体性能，并且，分站可以脱离主机进行独立运转。本系统中的分站选用双单片机，其中单片机Ⅰ主要作用是控制智能采集器，单片机Ⅱ的主要作用是与店面计算机进行通信。两个单片机之间通过一双口RAM数据处理器进行信息的交换与传递，彼此之间相互独立运行工作。这个RAM数据处理器的主要作用是可以实现两只单片机在对其进行同步读写操作，但是不允许对同时对统一存储单元进行同步写操作，如果想实现这一操作，可以通过链接两根握手先来实现。 　　（三）、智能采集器设计 　　智能采集器的功能作用除了在高压配电开关内部进行系统需要的电压、真空开关开合状态、电流和有功功率等参数信息的采集之外，还同时需要对地面计算机发出的分合闸、复位等命令进行执行操作。该系统中有功功率、电流和电压传感器选用的都是0-5V的模拟输出方式，电流和电压传感器的输入范围分别是交流0-5A和交流0-100V，三相三线制是有功功率传感器的输入方式。其中A/D转换器采用新型串行数据输出和11路0-5V输入，12位分辨率的模数转换器TLC2543。转换较快、精度相对高，并且操作简单方便是此芯片的特点。 　　四、现场总线技术在煤矿监控系统中的应用 　　1、系统设计思想 　　在煤矿监控系统中应用现场总线技术，体现出开放性、可互换性、可互操作性、高度分散性的特点，与煤矿企业的现场工作情况更为相符。智能接口公开通信协议，以提高系统的兼容性与可扩展性，实现与国内外不同厂家不同型号监控设备之间的互联，实现信息互换，在选择传感器