(5.1.4)--模块五-项目1-知识点二.ppt

安全监测监控技术 煤矿安全智能监测监控系统传输网络1.2信息传输网络的分类及特点传输网络煤矿安全监测监控系统中传感器、井下分站和地面中心站之间通过信道联结成的通信网络，主要有以下基本形式。传输网络树形网络结构总体型结构环形网络结构开闭环形网络结构星形网络结构星形（又称发射状）网络结构就是系统中的每一分站（或传感器）通过1根传输电缆与监控中心（或分站）相连。这种结构具有发送和接收设备简单、传输阻抗易于匹配、各分站之间干扰小、抗故障能力强、可靠性高的优点。但是这种结构所需的电缆用量大，当监控容量大、分站多时，系统的造价高，且不便于安装和维护。因此，该网络系统仅用于小容量的煤矿安全监测监控系统。星形网络结构1.2信息传输网络的分类及特点传输网络树形（又称树状）网络结构就是系统中每一分站使用1根传输电缆就近接到系统传输电缆上。采用这种结构的监控系统所用的传输电缆最少。但也存在着传输性能不稳定、不利于本质安全防爆、抗电磁干扰能力差、分站间影响较大的缺点。矿井监测监控系统的传输电缆必须沿巷道敷设，挂在巷道壁上。由于巷道为分支结构，并且分支长度可达数千米，因此，为便于系统安装维护，节约传输电缆，降低系统成本，多采用树形网络结构。树形网络结构传输网络1.2信息传输网络的分类及特点系统中各分站与中心站用一根电缆串在一起，形成一个环。环路结构中中心站不与各分站直接连接，而是环路内的分站（最多16个）中只有一个分站与中心站用电缆连接，该分站再用电缆与另一分站连接，每个分站均有一个传输移位寄存器，各分站的传输移位寄存器由“数据下”这根芯线串联起来，环路中的最后一个分站的“数据下”芯线与“数据上”芯线连接形成环路来传输信息。每一分站内的传输移位寄存器可以连接到环路内，也可被旁路掉。环路可以延伸，也可将分站关闭。中心站需要知道哪一个分站的工作是通过每个分站内的一个识别信号发生器来完成的。环形网络结构传输网络1.2信息传输网络的分类及特点传输网络1.2信息传输网络的分类及特点由于传输电缆设有分支，传输阻抗易于匹配，不存在过电压、过电流、电磁波反射严重等问题，系统抗电磁干扰能力强，利于防爆。由于上一分站的信号仅仅传给下一分站接收，因此，不存在多路分流问题，并且当分站误动作时，不会出现传输线上信号能量叠加问题，也不会因为发送电路漏电流较大而影响系统工作。由于环形系统中的任一分站既是上一分站的接收机，又是下一分站的发送机，分站对接收到的数字信号进行门限判决、整形、放大。因此，在数字传输方式下，抗干扰能力进一步加强。环形系统的致命问题是抗故障能力差，当系统任一处（电缆或分站）发生故障（短路或开路）时，整个系统将无法正常工作。因为故障点之前的分站虽能接收同步信号，但信号不能传至中心站；而在故障点之后的分站，接收不到信号，无法正常工作。环形网络除传输电缆用量居中外，还具有如下特点：开闭环形网络结构是环形网络结构的改进。当只需要集中监测时，可以将中心站与各个分站用电缆串接在一起，而不必形成一个环。当既需要集中监测，又需要集中控制时，就要用一根电缆将中心站与各个分站串接在一起形成一个环，这时开闭环形网络结构从外部看与环形网络结构之间并没有什么区别。开闭环形网络结构与环形网络结构的根本区别在于：前者除能根据前一分站发来的信号同步工作外，还能在没有外部同步信号的条件下，自同步工作；而后者只能在外部同步信号的条件下工作。因此，当采用开闭环网络结构的矿井监控系统中分站或传输电缆发生故障时，故障点以后的分站仍能正常工作，不会造成整个系统瘫痪，抗故障能力强。（1）开闭环形网络结构与环形网络结构的关系传输网络1.2信息传输网络的分类及特点开闭环形网络结构：反向传输法就是在闭环连接后的开闭环形系统中，当分站或传输线发生故障时，故障点以后的各分站仍然能正向发送，而故障点以前的各分站借助于中心站的指令反向发送。因此，当系统发生一处故障时（传输电缆或分站），除发生故障的分站外，其余分站均能将信号传送至中心站。脱离法就是当分站发生故障时，系统通过自检单元，将有故障的分站通过继电器从系统中脱离，从而不影响其他分站的正常工作。脱离法不但能用于开闭环形网络结构，而且能用于一般环形网络结构。（2）进一步增强开闭环形网络性能的方法传输网络1.2信息传输网络的分类及特点开闭环形网络结构保留了环形系统的优点，同时解决了故障点以后各分站的信号传输。但故障点以前各分站的信息仍不能传递，还有待改进。开闭环形网络结构具有环形网络所具有的一切优点，同时克服了环形网络的缺点，抗故障能力强，适用于大、中型矿井监控系统。在实际应用中，经常会把几个不同拓扑结构的子网组合在一起，形成混合型拓扑的更大网络，以适应现代化大型矿井的安全与生产监控要求。（3）对开闭环形网络结构的评价传输网络1.2信息传输网络的分类及特点现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多结点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络，又被称为工业过程控制领域的局域网。现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表，使它们各自都具有了数字计算和数字通信能力，采用双绞线、电缆和光纤等作为通信介质，把多个测量控制仪表连接成网络系统，并按公开，规范的通信协议，在位于现场的多个微机化测量控制设备之间以及现场仪表与远程监控计算机之间，实现数据传输与信息交换，形成各种适应实际需要的自动控制系统。特点：成本较低，稳定性较好，用户增加时，造成线路竞争，通信速率下降。总线型结构传输网络1.2信息传输网络的分类及特点传输网络1.2信息传输网络的分类及特点系统具有开放性和互用性通信协议遵从相同的标准，设备之间可以实现信息交换，用户可按自己的需要，把不同供应商的产品组成开放互联的系统。系统间、设备间可以进行信息交换，不同生产厂家的性能类似的设备可以互换。系统功能自治性系统将传感测量补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，现场设备可以完成自动控制的基本功能，并可以随时诊断设备的运行状况。系统具有分散性现场总线构成的是一种全分散的控制系统结构，简化了系统结构，提高了可靠性。系统具有对环境的适应性现场总线支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现供电和通信，并可以满足安全防爆的要求。谢谢观看！