基于ethercat的煤矿井下电力监控系统的研究

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1、全日制硕士学位论文基于EtherCAT的煤矿井下电力监控系统的研究ResearchofcoalmineundergroundpowermonitoringsystembasedonEtherCAT申请人姓名：赵宏卫指导教师：王玉梅学位类别：工学硕士专业名称：电气工程研究方向：电力系统及其自动化河南理工大学电气工程与自动化学院二○一六年六月河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文狨于ＥｔｈｅｒＣＡＴ的煤矿井下电力监控系统研究成果。论文中除了的研究，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的撰写特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体己经公开发

2、表或过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均己在论文中作了明确的声明并表示了谢意。一本人愿意承担因本学位论文引发的切相关责任。学位论文作者签名：７〇以年〖月河南理工大学学位论文使用授权声明本学位论文作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文留和向有关部门、机构或单位送交论文的复印件和的规定，即：学校有权保电子版，允许论文被査阅和借阅，允许将本学位论文的全部或部分内容编入方式公布论文内容，并可以采用有关数据库进行检索和传播，允许釆用任何。、扎？编、出版本学位论文影印、缩印、扫描或其他手段保存保密的学位论文在解密后适用本授权。

3、３、ｆｅ？兄导师签名：７彻学位论文作者签名：年曰年６月曰ｉ月沙Ａ中图分类号：TM773密级：公开UDC：621.3单位代码：10460基于EtherCAT的煤矿井下电力监控系统的研究ResearchofcoalmineundergroundpowermonitoringsystembasedonEtherCAT申请人姓名赵宏卫学位类别工学硕士专业名称电气工程研究方向电力系统及其自动化导师王玉梅职称教授提交日期2016年6月5日答辩日期2016年6月7日河南理工大学致谢时光流转，三年研究生学习生涯接近尾声。回首这三年，我感触良多，对于那些曾经帮助过我的同学和老师，我将在此致以由

4、衷的感谢。首先我要感谢我的导师王玉梅教授，我的论文是在王老师的悉心指导下完成的。从论文的开题到论文的撰写完成，王老师无一不倾注大量的心血。在做课题的过程中，遇到不懂的地方，王老师都会耐心的给我讲解。她知识渊博，工作严谨负责，对学生比较严格，但是在生活中又给予我们无微不至的关怀，让我深受感动。作为王老师学生的这三年时间，我获益匪浅。我还要感谢课题组的孙抗副教授和王磊副教授，他们对于我的学习和工作也给予了莫大的帮助。我要感谢实验室的同学，三年时间里，我们一起学习，一起玩耍，我们同甘苦，共患难，我们是一群志同道合的挚友。我感谢我的同门，感谢他们在论文撰写过程中对我的帮助。我要感谢与我生活了三年的室

5、友，他们包容的缺点，给我营造了良好的作息环境。我要感谢我的父母亲人，他们在物质和精神上给我提供了无微不至的关怀。每当我感到无助时，他们都给我一个可以依靠的肩膀，他们是我坚实的后盾。我要感谢我亲爱的母校河南理工大学，感谢电气工程与自动化学院三年来对我的培育，为我提供了浓厚的学术氛围和良好的学习环境。最后我要感谢各位评审专家，多谢你们对我论文的指导。摘要煤矿井下供电系统采用纵向、干线式结构，且配电级数较多；又因馈电的电缆线路短，井下供电系统发生短路故障时，容易出现越级跳闸现象，导致局部或者大范围停电事故的发生，给煤矿井下的生产造成了很大的安全隐患。针对这一状况，对目前井下电力监控系统深入分析可知

6、，通讯网络的实时性是制约井下电力监控系统性能的重要因素。EtherCAT通讯技术具有可靠性高、实时性好、拓扑结构灵活等优点，为煤矿井下电力监控系统的发展提供了新的方向。研究基于EtherCAT通讯的井下电力监控系统，在实验室条件下，分析构建的测试系统性能，对其在煤矿井下的推广应用具有重要意义。首先，利用EtherCAT技术搭建基于EtherCAT通讯的井下电力监控系统，该系统由一个主站和多个从站构成，采用可靠性理论分析研究井下电力监控系统的网架结构；利用小波去噪理论对从站采样数据进行算法研究；主站根据系统网络拓扑结构，构建防越级跳闸故障判别矩阵，以实现防越级跳闸功能。其次，对基于TwinCA

7、T的监控主站进行设计，主站由工业PC及运行在其上的监控系统应用软件构成，其中监控系统应用软件设计包括以TwinCAT为核心的数据通讯系统、双数据库的数据处理系统以及基于组态工具的监控交互系统设计。然后，对基于PLC控制器的从站进行设计，从站硬件设计包括中央处理与控制模块、EtherCAT数据通讯模块、输入输出模块等的选型；从站软件设计主要包括从站数据处理程序设计和从站与主站通讯接口程序设计。最后，在实验室条件