基于工业以太网的矿井网络平台的研究

摘要

矿井中各类监控系统各自独立布线、数据信息无法共享、接口标准及传输协议互不统一的工作现状在客观上造成了矿井前期投入成本尤其是布线成本过高、传输效率低下、维护难度较大和重复建设等问题,严重阻碍了煤矿企业安全生产、高效生产、集约生产的工作目标。这就需要研究更适合当前生产形式的矿井网络平台架构方案以统一各类监控系统的接入和传输,实现各类监控数据信息统一网络传输,实现“三网合一”。
　　 本文在对现有矿井监控传输网络的信息源和网络架构研究的基础上,综合考虑矿井下环境的特殊性,提出了一种基于工业以太网技术的B/S架构网络平台架构方案,并对涉及到的核心设备和服务器端给出具体的硬件设计方案和软件配置方案。
　　 硬件设计主要围绕能够将传感器数据、语音数据和视频数据实现“三网合一”传输的矿用光端机展开,分别设计了传感器数据处理模块、音频数据处理模块、视频数据处理模块、系统数字复分接模块以及隔爆本安电源。经MUXPLUSSⅡ软件仿真,实现了三类数据信息的时分复用传输。
　　 软件设计主要围绕上位机端的服务器配置方案展开。论述了数据库设计方案,给出了OPC DA服务器端和OPC DA浏览器客户端核心组件代码。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 课题国内外发展现状

1.3 课题研究目的及意义

1.4 主要研究内容及论文架构

第2章 矿井网络平台的总体架构

2.1 工业以太网结构

2.2 传统矿井网络的架构

2.3 基于工业以太网的矿井网络平台整体架构

2.4 矿井网络平台的设备层架构

第3章 矿井网络平台控制层硬件设计

3.1 矿用数字光端机总体工作架构

3.1.1 光发送机端工作原理

3.1.2 光接收机端工作原理

3.2 传感器数据处理模块

3.3 音频数据处理模块框组

3.3.1 光发送机端音频数据处理模块

3.3.2 光接收机端音频数据处理模块

3.4 视频数据处理模块

3.4.1 光发送机端视频数据处理模块

3.4.2 光接收机端视频数据处理模块

3.5 系统数字复分接模块

3.6 电源设计

第4章 矿用数字光端机系统数字复分接模块设计

4.1 复分接技术和复接方式简介

4.1.1 复分接技术

4.1.2 复接方式

4.2 正向数据发送模块与接收模块的工作原理及设计

4.2.1 正向数据复分接过程

4.2.2 正向数据的二次复接和一次分接的编译码过程

4.2.3 正向数据的二次复接和一次分接的电路设计

4.3 反向数据发送模块与接收模块的工作原理及设计

4.3.1 反向数据复分接过程

4.3.2 反向数据传输再(恢复)同步方式

4.3.3 反向数据的二次复接和一次分接的电路设计

第5章 矿井网络平台信息层软件设计

5.1 矿井网络平台的异构数据集成

5.2 矿井网络平台的数据交互

5.2.1 数据库访问方式

5.2.2 文件交换方式

5.2.3 动态数据交换

5.2.4 Winsock技术

5.2.5 OPC技术

5.2.6 矿井网络平台的数据集成方案

5.3 矿井网络平台的数据库设计

5.3.1 OPC DA服务器端程序的实现

5.3.2 OPC DA客户端程序的实现

5.3.3 基于OPC技术的矿井网络平台

第6章 报文传输过程仿真

6.1 发送机端报文的传输过程

6.2 接收机端报文的传输过程

结论

致谢

参考文献

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