摘要：文章針對煤礦井下自動控制系統(tǒng)中工控機不能直接應(yīng)用于井下這一問題，提出了一種較為通用的解決方法，即將不具備防爆性能的工控機置于井上，利用J31型礦用環(huán)網(wǎng)接入器所提供的傳輸通道及其具備的防爆隔離性能，實現(xiàn)了工控機對井下設(shè)備的監(jiān)測控制。
關(guān)鍵詞：煤礦；防爆；工控機；工業(yè)以太網(wǎng)；接入器；通信接口；KJJ31
0 引言
煤礦自動化要解決的一個重要問題是井下設(shè)備的防爆問題。煤礦自動化系統(tǒng)中使用的工控機設(shè)備屬不防爆設(shè)備，不能直接用于煤礦井下，這給煤礦井下自動化系統(tǒng)的設(shè)計帶來了很大的困難。本文介紹一種采用KJJ31型礦用環(huán)網(wǎng)接入器解決上述困難的方法。
1 環(huán)網(wǎng)接入器主要技術(shù)參數(shù)及功能
KJJ31型礦用環(huán)網(wǎng)接入器是煤炭科學(xué)研究總院常州自動化研究所研制推出的數(shù)據(jù)交換傳送設(shè)備，為具備以太網(wǎng)或RS485通信接口的設(shè)備提供井下傳輸通道。該接入器防爆型式為礦用隔爆兼本質(zhì)安全型，適用于有瓦斯、煤塵爆炸危險的環(huán)境。KJJ31型礦用環(huán)網(wǎng)接人器組成框圖如圖1所示。
KJJ3I型礦用環(huán)網(wǎng)接入器主要技術(shù)參數(shù)：
（1）供電電源為AC127、220、380、660V四種交流電中的任意一種，允許電壓波動范圍為75～115％。此為井下取電提供了極大的方便。
（2）提供2個冗余光纖以太網(wǎng)口與其它環(huán)網(wǎng)接入器連接，組成冗余以太環(huán)網(wǎng)；提供6個傳輸通信口，其中2個通信口為本質(zhì)安全型以太網(wǎng)電接口，4個通信口可根據(jù)實際要求配置為本質(zhì)安全型以太網(wǎng)電接口或本質(zhì)安全型RS485通信接口或RS232通信接口。
（3）內(nèi)設(shè)備用電池，交流停電時，自動切換至電池供電，并保證工作時間不小于2h。
2 環(huán)網(wǎng)接入器在煤礦井下的應(yīng)用
利用KJJ31型礦用環(huán)網(wǎng)接入器所提供的傳輸接口及其具備的防爆隔離性能，將不具備防爆性能的工控機置于井上任意的有網(wǎng)絡(luò)接口的地方，即可實現(xiàn)工控機對井下設(shè)備的監(jiān)測控制。
下文以KJJ31型礦用環(huán)網(wǎng)接入器在錢家營礦業(yè)分公司的具體應(yīng)用為例，說明該接入器在煤礦井下的應(yīng)用。
目前，錢家營礦業(yè)分公司有3個井下自動化系統(tǒng)應(yīng)用到了KJJ31型礦用環(huán)網(wǎng)接入器，它們是一600水平暗立井絞車自動控制系統(tǒng)、-850變電站自動控制系統(tǒng)和-850水泵自動控制系統(tǒng)。其中暗立井絞車自動控制系統(tǒng)的傳輸接口是本質(zhì)安全型RS232串口，其它兩個系統(tǒng)的傳輸接口是本質(zhì)安全型以太網(wǎng)電接口。該3個自動化系統(tǒng)中的工控機均放置于井上，利用KJJ31型礦用環(huán)網(wǎng)接入器提供的傳輸通道，對井下設(shè)備實施監(jiān)測控制。具體實施方法：
（1）將2臺KJJ31型礦用環(huán)網(wǎng)接入器放置于井下一600水平和一850水平，將光纜從井上通過副井井筒布放到一600水平的暗立井絞車和一 850水平的水泵房，并接入到2臺KJJ31型礦用環(huán)網(wǎng)接入器的2個冗余光纖以太網(wǎng)口，2臺KJJ31型礦用環(huán)網(wǎng)接入器即成了局域網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。
（2）一850變電站自動控制系統(tǒng)和一850水泵自動控制系統(tǒng)自身帶有以太網(wǎng)模塊，只要對每個系統(tǒng)中的以太網(wǎng)模塊設(shè)定好固定的IP地址，井上的工控機就可通過KJJ31型礦用環(huán)網(wǎng)接入器與之建立網(wǎng)絡(luò)通信。
（3）一600水平暗立井絞車自動控制系統(tǒng)因沒有以太網(wǎng)模塊，所以只能通過本質(zhì)安全型RS232串口接入KJJ31型礦用環(huán)網(wǎng)接入器。首先將暗立井絞車自動控制系統(tǒng)的RS232串口加1個RS232轉(zhuǎn)RS485的轉(zhuǎn)換器，再用電纜將轉(zhuǎn)換器與KJJ31型礦用環(huán)網(wǎng)接入器的本質(zhì)安全型RS485串口對接。在井上給任意一臺聯(lián)網(wǎng)的工控機安裝KJJ31型礦用環(huán)網(wǎng)接入器的驅(qū)動程序，該驅(qū)動程序可將以太網(wǎng)／
RS485轉(zhuǎn)換單元的RS485接口映射為該工控機的1個虛擬C0M口。工控機通過該虛擬C0M口即可實現(xiàn)對掛接在以太網(wǎng)／RS485轉(zhuǎn)換單元的串口設(shè)備的監(jiān)測控制，也即工控機與暗立井絞車自動控制系統(tǒng)建立起了串行通信。
上述3個井下自動控制系統(tǒng)通過KJJ31型礦用環(huán)網(wǎng)接人器與井上工控機建立好通信通道后，進而可對這3個井下自動控制系統(tǒng)進行聯(lián)網(wǎng)，從而可在任意一臺聯(lián)網(wǎng)的微機上監(jiān)測控制該3個井下自動控制系統(tǒng)。應(yīng)用KJJ31型礦用環(huán)網(wǎng)接入器，不僅井下自動化系統(tǒng)原有的功能無需更改，而且進一步擴展了井下自動化系統(tǒng)的功能。
3 結(jié)語
本文針對煤礦井下自動控制系統(tǒng)中工控機不能直接應(yīng)用于井下這一問題提出了一種較為通用的解決方法，即將不具備防爆性能的工控機置于井上，利用 KJJ31型礦用環(huán)網(wǎng)接入器所提供的傳輸通道及其具備的防爆隔離性能，實現(xiàn)工控機對井下設(shè)備的監(jiān)測控制。該方法對煤礦井下自動控制系統(tǒng)的井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)的推廣應(yīng)用意義重大。
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