基于eip协议的综采工作面自动化系统通信平台的研究与前景分析

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1、基于EIP协议的综采工作面自动化系统通信平台的研究与前景分析摘要：综采是我国煤矿最主要的采煤工艺，近几年国内有很多科研院所和自动化公司开展了有关综采工作面的少人化和无人化（自动化综采工作面）的研究，以解决煤矿安全生产的核心课题，解决这一难题的关键是从综采系统的整体角度来思考自动化采煤问题。并且综采工作面是煤矿生产最前沿的工作环节，也是最复杂的工作环节。其设备数量多，设备之间互相制约、相互协调，任何单一设备都无法脱离其它设备而单独完成任务。这都要求综采工作面自动化系统要具备高可靠性、实时性和对综采各设备接入的高度开放性、扩展性。另外随着综采自动化

2、控制系统的发展和智能矿山、数字矿山技术的实现，也都对作为自动化系统各设备互联的“信息高速网络”（通信平台）在实时性、可靠性、数据带宽和通信距离等技术性能有非常高的要求。因此研究一种适用于综采工作面自动化系统的，具有高实时性、高可靠性、高数据带宽和远距离通信能力的通信平台对我国煤炭的安全、高效和绿色生产具有很大意义。关键词：EIP协议；自动化；通信平台中图分类号：TP273.5文献标识码：A文章编号：1674-7712（2014）12-0000-016一、基于EIP协议的综采自动化系统通信平台的研究（一）EIP协议概述EtherNet/IP（Et

3、hernetIndustrialProtocol）技术是包含EtherNet/IP，DeviceNet，ControlNet等多种协议的CIP（通用工业协议）技术与以太网技术的巧妙结合，它基于标准的TCP/IP协议，只是在TCP或UDP报文的数据部分嵌入了CIP封装协议，封装协议的主要任务是定义和规范了如何封装和传输上层协议报文，以及如何管理和利用下层TCP/IP连接，起到承上启下的作用目前，EtherNet/IP己经成为国际标准，在世界上已经得到数以百计的厂商支持，国际上ODVA、CI、IAONA和IEA，也一直在进行EtherNet/IP的

4、技术开发和管理工作。相应开发工具可以从www.odva.org和www.controlnet.org中获得。（二）EtherNet/IP协议通信原理6CIP控制和信息协议是EtherNet/IP的特色，该协议既提供实时的I/O通信功能，又实现数据信息的对等传输功能，其控制模块利用隐形报文来实现实时的I/O通信功能，信息模块则利用显性报文实现非实时状态的信息交换功能。CIP协议的一个非常重要的特点是介质的无关性，即实施CIP应用层协议时与底层介质无关，这使得人们能够在控制系统和I/O设备上随意实施这一开放协议。与源/目的通信模式有很大不同，Eth

5、erNet/IP协议采用的是生产/消费的模式，即允许网络上的节点存取数据时可以同时存取来自同一个源的数据。在新的生产/消费的模式中，数据会被附加上一个属于自身的唯一标识，数据源将把数据一次性发送到网络，节点可以选择性地对这些数据进行读取，这样大大提高了数据的传输效率。（三）EtherNet/IP协议的特点1.Ethernet/IP协议两类报文（1）隐式报文：主要用来传输系统中的实时I/O数据、功能性安全数据和系统动作控制数据等周期实时性数据。采用以太网中的UDP协议，将UDP报文映射到IP多播传送，实现高效I/O交换，有力的支持了生产者/消费者

6、通信模式；（2）显式报文：主要用来传输系统中的配置、诊断、状态等非周期、非实时性的数据。采用以太网中的TCP协议，利用TCP的流量控制和点对点特性能够对特定的节点进行信息获取。（四）EtherNet/IP的优点EtherNet/P的显著优越性在于融合了Ethernet和TCP/IP技术。另外，专门用于工业控制设计的应用层协议CIP也被吸纳到商业以太网中来，提供访问数据和用于控制设备操作的对象集。EtherNet/IP的优越性可归纳如下：6（1）设备间一致性。EtherNet/IP解决了网络设备之间互操作难的问题，这归功于网络设备共同遵守一致的规

7、范，可以相互传送具有明确含义的信息；（2）易集成性。由于EtherNet/IP使用标准的TCP/IP以太网，便于通过Internet对企业进行管理；（3）广泛的支持性。EtherNet/IP应用层采用CIP协议很明显的好处是与ControlNet和DeviceNet使用相同的共享对象库和设备规范，具备了最广泛的支持性；（4）同步和安全技术。前沿同步技术在EtherNet/IP的应用使得同步精度不超过100ns，而尖端安全技术实现了不间断地系统集成，并且能够在同一网络上同时运行安全设备和标准。二、技术展望（一）EIP技术在综采自动化系统中应用前景

8、分析综采工作面是煤矿生产最前沿的工作环节，也是最复杂的工作环节。其设备数量多，设备之间互相制约、相互协调，任何单一设备都无法脱离其它设备而单独完成任务