基于以太网的煤矿供电自动化系统.docx

1、 摘 要能源是国民经济的支柱产业，能源技术始终是推动经济发展、促进社会进步的关键因素之一。在我国能源消费结构中，煤炭消费量占76%左右，煤炭行业在社会发展中占有极其重要的地位，关系着国家经济发展的命脉，要振兴煤炭工业，重要的一条是依靠现代科学技术和提高现代化管理水平。煤矿供电系统是依据我国煤炭企业生产供电的特点及其管理方式而精心设计的远程分布式监测、监控系统。实现煤矿供电系统的自动化控制，可以使煤矿安全经济生产得到有效和合理的保障。该课题的开发平台是 Visual Studio 6.0，选用的编程语言是 Visual Basic，数据库是SQL Server 2008。本系统采用103规约利用

2、以太网实现自动化分站通信，实现了煤矿供电的“三遥”功能，提供了遥测数据实时显示、历史数据查询和打印等功能，还能够满足用户执行权限的操作，基本上符合煤矿供电自动化的要求。论文从系统的需求分析、可行性分析、各种通信协议的分析、系统的设计以及其它相关功能模块实现等方面对该系统的完成过程进行了详细的阐述。 关键词：自动化系统； 工业以太网； TCP/IP协议； 客户端/服务器ABSTRACTEnergy is a pillar industry of the national economy, energy technology has always been one of the key facto

3、rs that promote economic development and social progress. In Chinas energy consumption structure, coal consumption accounted for about 76% of the coal industry occupies an extremely important position in social development, relations with the lifeline of the countrys economic development, to revive

4、the coal industry, the important one is to rely on modern science and technology and improve modern management level. Coal supply system is based on the characteristics of distributed monitoring and management of Chinas coal production and supply of well-designed monitoring system. Coal supply syste

5、m to achieve automatic control, can make effective economic production of coal mine safety and reasonable protection.The topic is the development platform Visual Studio 6.0, the choice of programming language is Visual Basic, the database is SQL Server 2008. The system uses 103 automated using Ether

6、net communication protocol to achieve a coal-powered three remote feature that provides real-time display of telemetry data, historical data query and print functions, but also to meet the operational user execute permission, basically in line with coal-powered automation requirements.Papers from th

7、e system requirements analysis, feasibility analysis, analysis of various aspects of communication protocols, system design, and other related functions, such as the completion of the process module system were elaborated.Keywords: automation systems; industrial Ethernet; TCP / IP protocol; client /

8、 server目 录1 前言11.1课题背景11.2国内外煤矿发展状况及前景11.3课题的研究意义22 开发环境及技术介绍32.1关于Visual Basic6.0的简要概述32.1.1Visual Basic6.0的发展32.1.2Visual Basic6.0的介绍32.1.3Visual Basic6.0的特点32.1.4SQL Server2008数据库的概述42.2 C/S模式框架42.2.1 C/S模式的概述42.2.2 TCP/IP协议的通信机制42.2.3 UDP与TCP协议的比较52.3 IEC60870-5-103通信规约的简介52.3.1IEC60870-5-103通信规

9、约的层次结构52.3.2IEC60870-5-103通信规约的报文格式62.3.3IEC60870-5-103通信规约的应用83 系统总体设计103.1煤矿供电系统概述103.2系统需求分析123.3监控系统拓扑结构123.4系统可行性分析144 系统详细设计154.1数据库设计154.1.1数据库表设计154.2安全保密设计164.3操作及通信流程164.3.1基于以太网的103规约数据通信流程164.3.2遥控操作184.3.3遥测操作194.3.4遥信操作214.3.5身份验证234.3.6数据操作244.4界面设计244.4.1服务器和客户端工作流程244.4.2身份验证界面264.4

10、.3遥控操作界面264.4.4数据查询界面264.4.5系统总界面285 结论与展望305.1结论305.2展望30参考文献31附录32翻译部分36英文原文36中文译文46致 谢52 中国矿业大学2014届本科生毕业设计（论文） 第66页 1 前言1.1课题背景煤炭是我国的主要能源，在我国的生产和生活中扮演着非常重要的角色，随着自动化技术的发展，自动化系统随之应运而生。采用技术先进的自动化系统是解决煤矿供电问题的根本途径，它不仅能够集中监测监控电气设备的工作状况，而且具有及时预报和自动处理故障的功能。根据先进的煤矿自动化产品的特点，我国煤矿自动化控制系统也存在一些问题，近几年来，自动化系统在不

11、断更新，能够检测到更多的供电设备和周围环境信息，煤矿机电产品的功能有了一定的提高，而且性能也越发优越。煤矿综合自动化系统在我国发展十分迅猛，国内外不少企业也十分关注，相当一部分企业还和我国共同为建设煤矿综合自动化而努力，网络平台也被逐步地应用到一些矿井中。但是，目前国内尚没有一个矿井完整、全面地实现矿井综合自动化控制系统，几乎所有的系统都共用一个网络平台，可以说研究和解决煤矿综合自动化系统建设存在的诸多问题成为了一种必然。煤矿未来发展的方向是信息化、产业化、网络化，过程是非常漫长的，需要不断提升和深化，因此建立一个具有统一网络平台和完整的自动化系统是我国煤矿自动化系统发展的趋势。随着计算机网络

12、技术、自动化技术和通信技术的飞速发展，煤矿自动化产品在很多领域得到了广泛的应用，它为矿山的信息化奠定了坚实的基础，也为矿山提供了良好的后备保障。从采煤工作面、掘进工作面、辅助运输,到矿井提升及供电、排水等系统，均具有监测监控和保护措施，使得煤矿机电一体化设备的功能有了大幅度的提高。今后在供电自动化建设上，应充分考虑信息系统的要求，将各个系统有机地融为一体，由此可见，研究煤矿供电自动化系统是十分必要的。1.2国内外煤矿发展状况及前景21世纪是一个网络和信息相结合的时代，现如今的煤矿自动化控制技术越来越体现出了智能化、信息化、网络化和多学科成果相结合的特点。我国煤矿自动化控制技术在20世纪末得到迅

13、猛发展和提高，机电一体化技术基本运用在了煤矿的每一个环节,但仍旧比较落后，有待进一步的研究。因此，高度关注和发展我国煤矿自动化事业、信息化水平是非常有用的，这需要我们每个人付诸努力去研究，让煤炭事业更好更快的发展。国外煤矿监控技术是 20 世纪 60 年代开始发展起来的，现如今已有四代产品。法国 CCT63/40 煤矿环境监测系统最具代表性，主要监测瓦斯、一氧化碳、风速和温度等，形成了 CMC-1 系统，第一代监测系统便这样诞生了；第二代采用信道频分制技术，电缆芯数用的会很少，主要传输方式采用音频；第三代最具代表性的是MINOS 煤矿监控系统，几乎可以满足各种环境的监控，在许多国家都有出售和推

14、广；随着计算机、集成电路、数字通讯等技术的迅猛发展，国内外各种监控系统在技术上不断提高，由此产生了第四代产品，具有代表性的是DAN6400 监控系统，加上传感技术的逐渐更新，为提高煤矿监测监控系统整体技术作出了极大的贡献，兼容能力非常强，可以称得上是新一代的开放式系统。国内多数煤矿的子系统大多处于相互独立的状态，进而出现了整体可靠性差、安全性差、维护量大及维护困难、信息不能互联等状况，难以从系统整体的角度对煤矿自动化进行统一管理和控制，多数矿山信息化建设应用在不同的领域，各种网络系统难以实现资源共享，供电系统各自为政，互为信息化孤岛状态，无法统一管理，统一调度，统一监控，严重影响了生产力水平的提高。由于煤矿供电系统的监控设备基本上采用分散的继电器保护装置，而且缺乏故障自诊断能力和遥控手段，因此无法对生产设备的供电进行实时监控、调度和集中管理，不利于煤矿供电系统安全稳定地运行。煤矿综合自动化控制系统在国内外煤矿上应用非常广泛。这个系统有许多功能：都会考虑到网络信道的冗余，确保网络通路的安全，减少故障发生的频率；系统在集中控制中心能及时、准确地采集各个子系统的生产和安全参数，并以一定的方式表现出来，让人们更容易理解，同时可以根据调度的要求起、停设备；当一个系统的子系统或附属系统中的元器件发生故障时，几乎不会影响其它系统的通讯和整个网络的传输性能；采用开放式的TCP/