三层网络监控的新型煤矿井下电力安全监控系统研究

天地（常州）自动化股份有限公司 孙晋阳



三层网络监控的新型煤矿井下电力安全监控系统研究

天地（常州）自动化股份有限公司 孙晋阳

【摘要】三层网络监控指的是通过RS-485智能电力装置和CAN总线直接连接到地面监控主机进行通信，同时通过形成第一层监控；通过以太网通信接口连接到Internet上，形成第二层远程监控；通过智能电力装置形成的现场监控，从而形成的三层网络的监控系统，本系统促进了煤矿井下电力安全监控系统的完善。

【关键词】三层网络监控；电力安全监控系统；智能电力装置

目前，煤矿供电网络自动化的监控系统，主要应用于煤矿井上变电所中微机的保护和微机管理的检测。由于井下地形复杂，对供电网络结构的要求较高，又受环境、水文地质条件等因素的制约，影响供电系统运行的因素也较多，影响了井下供电监控系统的稳定性，因此，利用三层网络监控完善井下供电系统实施监控的十分必要。

1 研究三层网络监控对新型煤矿井下电力安全监控系统的意义

为推动煤矿井下电力监控的智能化、信息化和网络化的发展，需要研究由网络控制的新型煤矿井下电力监控系统，也就是三层网络控制实现对新型煤矿井下电力的安全监控。这样使得地面监控中心的工作人员可以对井下的电力设备进行监控，保障井下电力系统运行正常，直观地记录和监测井下电力系统设备的工作状况、工人安全生产情况；也能及时发现事故苗子，防患于未然，同时可以通过以太网实现远程监控，积极实现井下中央变电所、采区变电所的集中管理，解放劳动力，达到无人值守变电所以及采区变电所的效果，对于提高供电系统的可靠性和经济运行有重要意义。

2 三层网络监控下新型煤矿井下电力安全监控系统存在的问题

目前我们所应用的三层网络只要是指：“通过RS-485与智能电力装置进行通信，同时通过CAN总线直接连接到地面监控主机，形成一层监控；通过以太网通信接口连接Intranet上，形成一层远程监控；通过智能电力装置形成的现场监控，形成一层全面监控”，这样的三层监控做到了无死角监控，可是其在新型煤炭井下电力安全监控系统的运行中存在一些问题。

CAN总线是控制器局域网络(Controller Area Network)的简称，是目前国际上应用最广泛的现场总线之一。可是由于CAN总线自身可能存在一些错误，因此在应用过程中可能造成一些损失。这些错误可以通过后期调试进行更正，不过在一定程度上，影响了整个监控系统的进度。

以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准的以太网（10Mbit/s)、快速以太网（100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太网，采用的是CSMA/CD访问控制法，虽然以太网可以采用多种连接介质，包括同轴缆、双绞线和光纤等，可是根据地区的不同，以太网连接的信号也受到外界不同程度的干扰。煤矿井下电力安全监控所应用的以太网虽然可以经过特别处理加密，可是还是有不安全的因素存在，一旦被黑客攻击，将给煤炭电力安全造成较大的损失。

3 系统结构设计方案

本系统的监控主要是针对井下各变电所里的高低压配电开关，是分布密集区，也是需要关注的地方。但是在现实中，变电所之间相距较远，因此利用三层网络实现对新型煤矿井下电力系统的监控应该具有分散性的特点。同时具备检测供电系统运行方式的功能，对于相关的电气参数以及电气设备的工作状态都能做到实时检测。这种系统实现了对新型煤矿所有电力系统最新动态的及时掌握，提高了新型煤炭企业电力监控的管理水平，促进煤矿的安全生产。井下的电力监控系统可以利用计算机管理系统，实现监控总调度与嵌入式监控分站之间的高效传输，采用CAN的高可靠性，达到微机管理系统、嵌入式监控分站、智能电力装置三部分之间的无延时性传输。三个部分中的各个智力装置相互连接，有互相独立，提高了工作效率，即便一个部分出现故障，其他系统也能继续工作。

4 总结

三层网络监控对新型煤矿井下电力安全监控系统的完善有着重要的意义，利用嵌入式监控分站作为中间站，利用智能电力装置，面向现场设备进行实时数据采集，结合地面计算机管理系统，形成了三层网络监控的新型煤矿井下电力安全监控系统。该项监控能够保证，监控系统运行正常、动作可靠、灵敏度高、显示正确无误、各项指标均达到了要求，实现了三级网络整定保护定值和远程监控，提高了煤矿井下电力安全监控系统的实时数据处理能力。

参考文献

[1]伍龙,吴永祥,周孟然.三层网络监控的新型煤矿井下电力安全监控系统研究[J].淮南师范学院学报,2011,5(13).

[2]鲁建飞.基于FPGA和ARM的煤矿电力监控系统设计[D].哈尔滨理工大学，2015,3.

[3]田依鹏.基于工业以太环网和GIS的煤矿安全集成监控系统研究[D].湖南大学,2008,7.