《基于以太网的煤矿井下电力监控系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于以太网的煤矿井下电力监控系统（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、华东理工大学 硕士 学 位 论 文第 工 页基于以太网的煤矿井下电力监控系统摘要随着网 络和计算机技术的发展，自 动测控系统逐渐趋于网 络化，以 T C P / I P 为协议栈的l o m / l o o m 以太网通信成为最近几年来比 较流行的网络通信技术， 广泛 运用于自 动化控制领域。本文围绕微机控制技术和以 太网 通信技术， 展开了两方面的研究和应用。 一 方面是对煤矿井下电力系统保护作了 研究， 形成了电力系统终端保护装置; 另外一方面是利用组态软件技术和嵌入式系统， 依靠计算机强大的数据分析、 处理技 术，编程实现网络化的井下电力监控系统。本论文成功实现了高压防爆开关的开发， 实
2、现了 基于W i n C E 嵌入式操作系统 的网络监控系统开发，并实现了基于 A R M 技术的R S 4 8 5 和以 太网网关的软硬件开 发。 整套系统通过煤炭工业部常州通讯监控产品质量监督检验中心的全部安标委托检验，并在矿井得到成功应用。本文在嵌入式系统应用研究领域和煤矿电力自 动化领域， 有较高的实践和研究价值， 对于以太网在工业中的应用会有所启发， 所设计的网络监控系统具有低 成本、体积小、功耗低、功能全等特点。 关键字:电力系统;监控系统;以太网;嵌入式系统第 1 1 页华东 理工大学硕士 学 位 论 文C o a l Mi n e E l e c t r i c P o w e
3、 r S u p e r v i s o ry S y s t e m B a s e d o n E t h e r n e tAb s t r a c tA lo n g w it h t h e n e t w o r k a n d t h e c o m p u t e r t e c h n o l o g y d e v e l o p m e n t , t h e a u t o m a t ic a l l y s u r v e y a n d c o n t r o l s y s t e m t e n d t o g r a d u a l l y b a s e
4、d o n e t h e r n e t , t h e l O M / 1 0 0 M e t h e r n e t c o m m u n i c a t io n n e t w o r k b e c o m e s t h e p o p u l a r n e t w o r k f o r s e v e r a l y e a r s , i t w a s w i d e l y u t i l i z e d i n t h e a u t o m a t e d c o n t r o l d o m a i nT h i s p a p e r r e v o l
5、v e s t h e m i c r o c o m p u t e r c o n t r o l t e c h n o l o g y a n d t h e e t h e r n e t c o m m u n i c a t i o n t e c h n o l o g y , h a s l a u n c h e d t w o a s p e c t s r e s e a r c h a n d t h e a p p l i c a t i o n . O n t h e o n e h a n d it h a s d o n e t h e r e s e a r
6、 c h o n t h e e le c t r i c a l p o w e r s y s t e m p r o t e c t io n f o r c o a l m i n e , a n d it h a s f o r m e d t h e e l e c t r i c a l p o w e r s y s t e m p r o t e c t i v e d e v i c e , o n t h e o t h e r h a n d it h a s u s e d t h e c o n f ig u r a t i o n s o ft w a r e t
7、 e c h n o l o g y a n d E m b e d d e d t e c h n o l o g y , d e p e n d e d o n t h e c o m p u t e r f o r m i d a b l e d a t a a n a ly s i s , t h e p r o c e s s i n g t e c h n o lo g y , r e a li z a t io n t h e m i n e e l e c t r i c p o w e r s u p e r v i s o ry s y s t e m .T h e p a
8、 p e r h a s s u c c e s s r e a l i z e d t h e o m n i - d i r e c t i o n a l l y m i n e e l e c t r i c a l p o w e r s y s t e m， c o n t a i n s t h e e n t i r e s e r i e s fr o m h i g h t o l o w v o l t a g e p r o t e c t i o n , i t h a s r e a l i z e d m o n it o r a n d c o n t r o
9、l s y s t e m b a s e d o n Wi n C E , a n d r e a li z e d t h e g a t e w a y s o ft w a r e a n d h a r d w a r e d e v e l o p m e n t b e t w e e n R S 4 8 5 a n d t h e e t h e r n e t b a s e d o n A R M t e c h n i c a l . T h e e n t ir e s y s t e m c o m p l e t e l y e x a m in a t i o n
10、 t h r o u g h t h e C h a n g z h o u c o m m u n i c a t i o n m o n i t o r i n g p r o d u c t q u a l i ty s u r v e i l l a n c e t e s t c e n t e r , a n d o b t a i n s t h e s u c c e s s f u l a p p l ic a t i o n i n t h e m i n e .T h i s p a p e r h a s t h e h i g h p r a c t i c e a
11、n d r e s e a r c h v a lu e i n E m b e d d e d s y s t e m a p p l i e d r e s e a r c h d o m a i n a n d t h e c o a l m i n e e l e c t r ic p o w e r a u t o m a t i o n d o m a i n , it c a n i n s p i r a t i o n r e g a r d t h e e t h e r n e t a p p l i c a t i o n i n i n d u s t ry， i t
12、 d e s ig n s t h e n e t w o r k m o ni t o r a n d c o n t r o l s y s t e m t h a t h a s t h e l o w c o s t , s m a l l v o l u m e , lo w p o w e r u s e d , f u l l f u n c t i o n c h a r a c t e r i s t i c . K e y w o r d s : E l e c t r i c a l p o w e r s y s t e m ; S u p e r v i s o ry
13、 s y s t e m ; E t h e r n e t -, E m b e d d e d s y s t e m作者声明我郑重声明:本人格守学术道德， 崇尚严谨学风。 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的结果。 除文中明确注明和引用的内容外， 本论文不包含任何他人已经发表或撰写过的内容。 论文为本人亲自 撰写，并对所写内容负责。论文作者签名知 砍年 )月 ! Y 日华东理工大学 硕士学位论文第 飞 页第一章绪论1 . 1 研究煤矿电力监控系统的意义工矿企业是我国电力的主要用户， 据统计其总用电量约占全国总发电量的7 0 。 工 矿供配电系统是电力系统的一
14、个重要组成部分，是联系大型电网和工矿用电设备的 桥 梁。 随着煤矿现代化程度的不断提高和井下供电 距离的增加， 对煤矿供配电系统可靠性、 安全性和连续性的要求越来越高，以P C 和P L C 为代表的计算机技术己 在我国煤炭行业得 到广泛的应用。目 前煤矿供电系统计算机应用主要体现在井上变电所的微机保护、 微机 管理、 微机检测等方面，并取得了较好的应用效果。 然而，由于煤矿井下供电系统不同 与井上供电系统， 煤矿井下供电系统网络结构复杂， 工作环境恶劣， 负荷波动大， 工作 很不稳定， 影响供电系统正常运行的不确定因素比较多，因此对井下供电系统实施监控就十分重要了。煤矿井下采区变电所提供的服
15、务对象为采煤、 通风、 掘进、 运输、 排水等重要生产 环节， 供电负荷工作场所地质条件复杂， 存在瓦斯煤尘积聚、滴水冒顶事故等事件会使 电气设备绝缘强度逐渐降低，容易出现漏电 及单相接地故障。这类故障若不及时排除， 电网各相线会运行在线电压下， 长期运行将导致绝缘击穿， 甚至发生两相或三相短路事 故。 发生故障时产生的电弧能量会引起瓦斯、 煤尘爆炸， 直接危及人身安全和矿井生产。由于矿井下需要监控的区域广、监控点分散、监控的对象种类繁多，因而需要花费大量 的人力、 物力和财力进行设备的维护， 维护人员不足、维护手段落后己成为管理中的薄 弱环节。由于这类事件的发生几率较小， 而且具有随机性和不
16、确定性， 传统的监控系统 方法不能在线监测现场所有的设备运行状态， 及时进行故障诊断，提前将故障排除， 而 是等到设备瘫痪后才进行故障诊断， 为此将增加维修的难度， 有可能此设备由于没有及 时抢修而报废， 设备停止运行会影响整个生产线的工作， 而且大部分事故是由于这些隐患而发生的，为此我们必须寻找新的解决方案。针对以上问题和现状， 本课题提出了利用计算机检测和可编程技术研制了一套适用 于全矿井的高、 低压配电系统的集中 监控系统。 该课题的 研究和实施， 可实 现井下中央 变电所、 采区变电所的集中管理和无人值守， 对于提高供电系统的可靠性和经济运行指标，促进采区供电系统管理的科学化、现代化，有着非常重要的现实意义。1 . 2 煤矿电力监控系统的发展国外一些工业发达国家， 如美国、日 本、 德国、 瑞士等，早在7 0 年代末8 0 年代初就 开始了 变电所综合自 动化这一课题的研究工作， 并很快引起了学术界的关注， 国际供电 会议、 国际电力系统保护进展会议、国际电力系统控制运行与管理发展会议等， 都组织 有关专家对该项技术发展过程中的若干问题进行了深入的研究与探讨， 使该项技术随着
