工业以太网在矿井综合自动化生产中的研究与应用

摘要

本文在分析国内外煤矿安全监测监视监控系统及煤矿井下宽带通信系统的研究现状的基础上，提出了矿井综合自动化网络系统的实施设计方案及基本要求，对此类数字网络系统的结构模型及其关键技术进行了深入的研究，并对矿井数字网络通信方式及煤矿井下宽带通信系统进行了讨论研究，提出了工业以太网是矿井综合自动化网的最佳网络选择。结合煤矿井下/上信源的特征，提出矿井综合自动化网选用RSVP(资源预留)协议，将基于延迟带宽受限的组播路成功应用于矿井综合自动化网络。本文进行了矿井本安型视频数字化技术的研究，并且得到了成功的应用，为矿井综合自动化网络带宽的合理使用提供了重要的理论依据。 本文主要内容： 1、在分析国内外煤矿安全生产监测监视监控系统现状的基础上，讨论了煤矿井下宽带通信系统的研究现状，提出了构建矿井综合自动化网络系统需要解决的关键技术。 2、提出矿井综合自动化网络系统是利用光纤通信技术建立井上/下的符合防爆电气要求的100Mbps高速网络平台，利用该高速网络平台同时传输井下的：图像、语音、监测监控信息，同时利用该高速网络平台传输协议的开放性，可以为现有各种监测监控系统提供友好的接入接口，为煤矿综合自动化提供信息高速公路。 3、提出矿井综合自动化网络系统的总体设计原则、系统功能及系统的结构模型。 4、分析了矿井综合业务数字网络(MISDN)与地面综合业务数字网(ISDN)的主要区别，指出了煤矿井下综合业务数字网络(MISDN)的主要特点，确定“矿井综合自动化网”选用100Mbps的工业以太网。 5、分析煤矿井下通信网络的拓扑结构。根据煤矿实际，提出了矿井综合自动化网采用光纤/同轴电缆混合接入网FHAN的网络结构。

目录

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摘要

第一章绪论

1.1项目背景

1. 2论文主要工作

1.3论文的主要结构

1.4本章小结

第二章煤矿安全生产监测监控系统的相关背景

2.1煤矿安全生产监测监控系统介绍

2.1.1国内煤矿安全生产监测监控系统的发展进程

2.1.2国内煤矿安全生产监测监控系统的发展趋势

2.1.3数字视频监控技术在煤矿生产中的发展

2.1.4煤矿其它监测监控及自动化系统

2.2煤矿安全生产监测监控网络传输系统介绍

2.3煤矿井下宽带通信系统介绍

2.3.1漏泄通信综合传输系统

2.3.2 KJ95煤矿综合监控系统

2.3.3神华集团神东公司大柳塔矿综合自动化系统

2.3.4煤矿井下通信监控网络的发展的弊端

2.4本章小结

第三章矿井综合自动化网络系统的概述

3.1矿井综合自动化网络系统的主要特点

3.2矿井综合自动化网络通信的基本特征

3.3矿井综合自动网络通信——现场总线技术

3.3.1现场总线技术及其协议标准

3.3.2矿井对现场总线标准的基本要求

3.4矿井综合自动网络通信——工业以太网技术

3.4.1以太网在工业控制领域应用的发展趋势

3.4.2以太网技术的缺点和交换技术的产生

3.4.3当前工业以太网技术的发展

3.4.4工业以太网是矿井多媒体综合业务网络系统的最佳选择

3.5矿用工业以太网应用的设计

3.5.1矿用工业以太网概述

3.5.2矿用工业以太网技术的优点

3.5.3矿用工业以太网的功能

3.5.4矿用工业以太网的传输介质

3.5.5矿用工业以太网的数据交换技术

3.5.6矿用工业以太网的自动发送/自动协商功能

3.5.7构建矿井综合自动化网络(暨矿用工业以太网)系统的目的和意义

3.6本章小结

第四章矿井综合自动化网络系统的设计

4.1系统总体设计要求

4.2系统基本要求

4.2.1矿用综合自动化系统的技术特征

4.2.2矿井综合自动化系统的构成

4.2.3矿用综合自动化系统的电气防爆要求

4.3井工开采技术介绍与通信线路的布置分析

4.4系统网络结构

4.5系统传输协议

4.5.1多播方式的选择

4.5.2 RSVP协议

4.6矿井综合自动化网络的Qos保证

4.7系统的组成及功能

4.7.1矿用工业以太网的组成

4.7.2矿用综合自动化系统的功能

4.8本章小结

第五章矿井综合自动化网络系统的应用

5.1矿井综合自动化网络(工业以太网)系统(KJ82)

5.1.1地面监控主站的设计

5.1.2地面监控主站(KJZ9)基本工作原理

5.1.3地面监控主站系统框图见图5.1所示

5.1.4地面监控主站KJZ9的主要功能

5.1.5地面监控主站KJZ9的技术参数

5.1.6矿用隔爆兼本安型网络交换机

5.1.7矿用本安型网络智能分站

5.2矿井综合自动化网络系统中的图像压缩传输中的应用

5.3矿井综合自动化网在煤矿智能综合调度系统中的应用

5.4本章小结

第六章总结与展望

参考文献

附录

致谢