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微硬創新MODBUS轉PROFIBUS網關在煤礦井下電網監控系統中的應用

(發布日期：2011-2-12 17:00:30) 來源：北京微硬創新科技有限公司

    北京微硬創新科技有限公司www.profibus-dp.com
系統概述
近年來，隨著計算機控制技術與通信技術的突破性進展以及煤礦安全監控技術的成熟，煤礦井下供電已經開始在越來越廣的范圍內開發應用計算機遠程監控系統，使之成為安全、高效生產的有力保障。同時，煤炭管理部門為了加強對煤礦安全生產的監管力度，也要求所屬礦井的安全生產與管理能夠及時監控，實時了解與查詢現場安全監測監控信息。國家發改委、國家安全生產監督管理總局、國家煤礦安全監察局在2005年聯合下發了發該能源【2005】457號文件，文件中第44條要求：對煤礦供電系統進行實時監控。以減少無計劃停電、停風、有效地遏制瓦斯積聚現象，確保煤礦安全生產。
全礦井突然停電會使主要通風機停轉，煤礦井下無風造成瓦斯積聚，隨便送電，很可能引起瓦斯爆炸；停電使水泵必能及時排水，時間長了，可能造成淹井事故；有封閉火區的礦井，全礦停電后，可能出現CO和瓦斯外泄，造成中毒或窒息事故等。
系統構成
煤礦井下電網安全監控系統采用工業以太網加現場總線模式，主干信道是光纖以太環網到各變電所，通過交換機以及PROFIBUS總線轉換網關將各電力分站現場總線接入系統。在變電所內采用分布式的現場總線控制系統，各個開關的綜合保護器通過MODBUS轉PROFIBUS網關和RS485轉PROFIBUS網橋接入到電力分站。系統共有四個部分組成：
1.    高壓防爆開關的綜合保護，一臺高壓防爆開關裝設一臺綜合保護器。
2.    測控分站，變電所及工作面的測控分站。
3.    地面礦調度中心的監控主站。
4.    礦領導及相關機電管理部門監測監控機。
電力分站中需要解決的一個問題是將不帶有PROFIBUS接口的綜合保護器接入到PROFIBUS總線系統中。在雞西某煤礦井下電網安全監控系統的電力分站中，PLC選用西門子S7300系列315-2DP，綜合保護器選用天津天礦的產品。天津天礦的綜合保護器產品不帶有PROFIBUS通訊接口，只有RS485通訊接口，因此不能直接將綜合保護器接入到西門子PLC中。應用北京微硬創新科技有限公司的MODBUS轉PROFIBUS網關和RS485轉PROFIBUS網橋，將天津天礦的綜合保護器接入到PROFIBUS總線中，系統示意圖如下：

測控分站與地面監控主站之間用光纖相連，構成雙環自愈的光纖以太網，該光纖以太網留有多個備用的以太網口，以便于作其它業務通道，變電所的視頻、音頻系統等，也可接入該以太網系統。礦調度中心的監控主站與礦領導及相關機電管理部門監測監控機之間通過現有的光纖相連。
技術特點
本項目實現在地面調度中心顯示和記錄各個變電所6kv部分的所有數據，實現對井下變電所的遙測、遙控、遙信和遙調，從而實現變電所的無人值守，大幅度提高礦井供電的安全性和可靠性，搭建煤礦安全生產信息自動化平臺，以此提高煤礦的綜合信息自動化水平。系統特點如下：
(1) 具有較強的抗干擾能力。當系統某節點發生嚴重錯誤時，具有自動關閉該節點輸出的功能，切斷該節點與總線的聯系，使總線上的其它節點及通信不受影響。
(2) 系統具有分時電度記錄功能，便于用電管理。
(3) 在地面實現井下供電系統的所有電氣量的監測，信號量的監視，開關分合控制操作，定值設定等，可實現變電所的無人值班。
(4) 性能優越的失壓保護，能夠區分電壓波動和母線失壓，并在全站停電的情況下，失壓保護準確及時跳開開關，徹底避免以往由于電壓閃動而造成的井下大面積停電的煩惱。
(5) 保護裝置數字化，保護動作精度高、動作快，可靠性高，徹底免除老式保護動作值漂移，動作靈敏度差造成的保護誤動和越級跳閘。
(6) 精確的事件順序記錄和故障錄波功能，有助于迅速查找故障，大大縮短變電所停電時間及恢復送電時間，徹底避免故障后試合開關再次造成頂級跳上級開關的煩惱。
如有技術問題需要咨詢，可以登錄官方網站www.profibus-dp.com 進行咨詢。

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