基于PROFIBUS的煤矿监控数据采集分站的设计.pdf

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1、Vo1．18。NO．7第18卷第7期中国矿业2009年7月CHINAMININGMAGAZINEJuly2009基于PROFIBUS的煤矿监控数据采集分站的设计刘传玺(山东科技大学，山东泰安271021)摘要：本文介绍了一种用PROFIBUS现场总线在煤矿中进行数据传输的新型方法。本系统采用SPC3和65ALS1176设计了井下智能分站，并用STEP7进行组态。该系统与传统系统相比具有通信可靠、抗干扰性能好，传输距离远等特点。关键词：PROFIBUS总线；监控数据采集；智能分站中图分类号：TP274‘．1文献标识码：A文章编号：1004—4051(2009)O7一O111一O

2、3ThedesignofmonitordataacquisitionsystembasedonPROFIBUSfieldbusinthecoalmineIIUChuan-xi(ShandongUniversityofScioenceandTechnology，Tai’an271021，China)Abstract：ThispaperintroducesanewmethodwhichusesPROFIBUSfieldbustOtransferdatainthemine，thissystemdesignstheintelligentsubstationusedSPC3and65A

3、LSl176；usesSTEP7toconfigurethenetwork．．Theadvantagesofthesystemaredependabledata—transfer，goodanti—jamming，longtransferdistancecontrastwiththetraditionalsystem．Keywords：PROFIBUSbus；thedataacquisition；intelligentsubstation煤矿井下监控系统一般采用传感器一分站一地整个煤矿安全监控系统设计分为三个结构：中面的三级结构。分站收集传感器信号，并按某种约心站，井下监控分

4、站，传感器。中心站负责接收、定的传输协议和地面系统通信。由于煤矿井下每个存储和显示从井下监控分站传来的各种井下生产环监测点的监测种类众多，且分布不均匀，有的测点境安全监控数据，并通过各个井下分站发送各种配模拟量多，有的测点开关量多，为使分站能适应不置命令和对现场设备的控制命令(如配置传感器参同的测点，分站具有多路采集通道且最好是不区分数、报警参数、控制参数等，配置完成后，把井下模拟量通道和开关量通道。分站和地面的通信协议分站纳入监控网)。传感器负责收集各种现场环境对整个监控系统性能好坏起着至关重要的作用，目安全监控数据和设备运行状态数据。井下分站负责前各种系统采用的FSK或R

5、S485通信协议，存在把传感器采集到的各种数据通过通信介质传输到中着很大的不足，如通信速率低、主从通信巡检周期心站，然后接收中心站的控制命令，完成对现场设长、实时性差等，尤其不能满足监控分站之间彼此备的控制，以及声光报警等。采用PROFIBUS控能够相互通信的要求。工业测控领域的PROFI—制器总线进行井下智能节点的设计有以下优点：①BUS总线通信协议支持多主站，实时性强，可靠最多可用127个节点，而RS一485最多可带32个节性高、传输速率高，传输距离远，经过电气防爆方点，这就为多处安置传感器设备提供了可能。②面的改造，能够很好地满足矿井监控系统对监控分PROFIBUS的物

6、理层符合EIARs一485标准(也称站的要求。为H2)，在原有的RS一485通信基础上改造也较容1系统总体结构设计易。③PROFIBUS总线具有诊断功能和保护功能，传输可靠性高。④当一个节点由于粉尘或其他原因收稿黯期：2009—03—25不能正常工作时，能自动关闭输出功能，而不影响作者简介：刘传玺，(1962-)，男，山东东平人，现任山东科技大学机电工程系副教授，硕士生导师，长期从事测试技术领域的教学其他节点的操作。⑤PROFIBUS总线中当一个节与研究工作。点采集到的数据异常，达到危险值时，能够自动关112中国矿业第18卷闭采集通道，并切断电源，同时以广播的形式通知2井下监

7、控分站智能节点的硬件设计其他的节点分站(tg址127是广播地址)，提示附在分站硬件设计时，采用模块化的设计方法。近工作人员赶快撤离。因此我们可以看出，基于设计对象包含PROFIBUS总线接口部分、CPU、PROFIBUS总线的煤矿数据采集系统的可靠性和复位芯片、总线地址译码部分和I／o接口部分及数实时性在一定程度上得到保证。图1是系统的结构据采集部分。该系统采用Philips公司的图。P87C51RD2，PROFIBUS通信控制器采用西门子在中心站和井下控制分站之间采用西门子公司公司的SPC3和65AL