安全监控原理及应用第5章ppt课件.ppt

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1、第五章矿井监控系统通用要求第一节信息传输要求第二节性能要求第三节软件要求第四节矿井安全监控系统7/30/2021第一节信息传输要求矿井监控系统中，信息传输要求是硬件通用、软件兼容、信道共享、信息共享的基础，对促进矿井监控产品标准化、提高产品质量具有重要作用。矿井监控信息传输要求中对矿井监控系统的传输介质、网络结构、工作方式、连接方式、传输方向、复用方式、信号、同步方式、调制方式、传输速率、误码率、传输处理误差、最大巡检周期、最大传输距离、最大节点容量等进行了规定。7/30/2021(1)传输介质煤矿井下的特殊环境制约了井下无线通信的发展，故除移动设备的监控外，一般都采用价格低廉、又便于安

2、装维护的双绞线矿用电缆，也有的采用大容量的光缆，以适应多媒体综合监控的需要。因此，矿井监控系统的传输介质可以是电缆、光缆等传输介质。顶板垮落、机械碰撞、人为破坏等，会造成电缆和光缆断缆，其中光缆难以接续，特别是光纤的熔接防爆问题目前还没有解决。因此，除矿井监视系统外，矿井监控系统一般都采用双绞线矿用电缆。采用双环冗余结构的光缆，可用于断缆概率小，瓦斯不易积聚的大巷。7/30/2021(2)网络结构一般工业监控系统电缆敷设的自由度较大，可根据设备、电缆沟、电杆的位置选择星形、环形、树形、总线形等结构。矿井监控系统的传输电缆必须沿巷道敷设，挂在巷道壁上。矿井巷道为分支结构，并且长度可达数千米

3、，为便于安装维护，节约传输电缆，降低系统成本，宜采用树形网络结构。也可采用环形、总线形、星形或其他网络结构。7/30/2021(3)工作方式现有矿井监控系统均为主从工作方式。主从工作方式与无主工作方式相比，具有抗故障能力差等缺点。但是，考虑到环境安全、轨道运输，胶带运输等单方面集中监控的需要，矿井监控系统宜采用多主或无主工作方式；也可采用主从等其他工作方式。7/30/2021(4)连接方式为满足环境安全、轨道运输、胶带运输等就地监控的需要，矿井监控系统的连接方式宜灵活多样，既可以采用单层连接，又可以采用多层连接。7/30/2021(5)传输方向采用单向传输仅适用于监测系统；采用全双工传输

4、使用传输通道较多。因此，矿井监控系统宜采用半双工传输，也可采用全双工传输。7/30/2021(6)复用方式常用的复用方式有频分制、时分制、码分制和混合方式。在矿井监控的特殊条件下，三种复用方式的比较如表所示。通过比较不难看出：频分制各项指标均不如时分制和码分制；码分制虽在信道自适应分配方面优于时分制，但在模拟量与开关量共同传输和设备复杂性方面劣于时分制。因此，矿井监控系统宜采用时分制复用方式，但也可采用频分制、码分制等复用方式。三种复用方式的比较7/30/2021(7)信号数字信号同模拟信号相比具有以下特点：①抗干扰能力强；②传输中的差错可以控制、传输质量高；③可以传递各种消息，灵活通用

5、；④便于计算机存储、处理、传输；⑤便于本质安全防爆隔离等。因此，宜采用数字信号传输，这包括由分站至主站之间，由传感器及执行机构至分站之间。在现有多数系统中，传感器及执行机构到分站间的传输仍采用频率型和电流型等模拟信号，但由于有的传感器及执行机构已采用单片机，进行数字信号传输已十分方便，并且不会过多增加成本。因此，传感器及执行机构到分站问的传输也宜采用数字信号。7/30/2021(8)同步方式串行传输与并行传输相比，具有使用传输通道少、适宜远距离传输等优点。矿井监控的监控点分散，每一分站、传感器(或执行机构)每次需发送或接收的数据(或状态)较少，且信号变化较慢，宜采用适宜低速、小容量、设备

6、简单的串行异步传输方式。现有矿井监控系统大多数采用性能价格比较高的MCS—5l系列单片机及其兼容系列，这些单片机均提供了串行异步传输方式。因此，矿井监控系统宜采用串行异步传输方式，但也可采用串行同步传输方式。7/30/2021(9)调制方式基带传输与频带传输相比，具有设备简单、成本低、便于本质安全防爆、便于树状系统使用(传输频带在低频段)等优点；调频和调相具有抗干扰能力强的优点。因此，矿井监控系统宜采用基带、调频和调相传输。7/30/2021什么是数字基带传输原始信号所固有的基本频带称为基带。未经调制等频率变换处理的原始数据信号称为基带信号。在数据通信中直接传输基带信号的方式称为基带传输

7、。计算机、电传机等数字设备输出的二进制序列代码，PCM(脉冲调制）输出的码组等等都是数字基带信号。由于数字基带信号往往包含丰富的低频分量，甚至直流分量，因此适合于在具有低通特性的有线信道中近距离直接传输，我们称之为数字基带传输。用来传输数字基带信号的通信系统称为数字基带传输系统。7/30/2021二进制数字幅度调制调制信号为二进制数字信号时，这种调制称为二进制数字调制。在二进制数字调制中，载波的幅度、频率或相位只有两种变化状态。一般