基于EtherCAT的煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的研究.pdf

1、煤礦井下供電系統(tǒng)采用縱向、干線式結(jié)構(gòu)，且配電級數(shù)較多；又因饋電的電纜線路短，井下供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，容易出現(xiàn)越級跳閘現(xiàn)象，導(dǎo)致局部或者大范圍停電事故的發(fā)生，給煤礦井下的生產(chǎn)造成了很大的安全隱患。針對這一狀況，對目前井下電力監(jiān)控系統(tǒng)深入分析可知，通訊網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時性是制約井下電力監(jiān)控系統(tǒng)性能的重要因素。EtherCAT通訊技術(shù)具有可靠性高、實(shí)時性好、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活等優(yōu)點(diǎn)，為煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展提供了新的方向。研究基于EtherCAT通

2、訊的井下電力監(jiān)控系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)室條件下，分析構(gòu)建的測試系統(tǒng)性能，對其在煤礦井下的推廣應(yīng)用具有重要意義。
　　首先，利用EtherCAT技術(shù)搭建基于EtherCAT通訊的井下電力監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)由一個主站和多個從站構(gòu)成，采用可靠性理論分析研究井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；利用小波去噪理論對從站采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行算法研究；主站根據(jù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，構(gòu)建防越級跳閘故障判別矩陣，以實(shí)現(xiàn)防越級跳閘功能。
　　其次，對基于TwinCAT的監(jiān)控主站

3、進(jìn)行設(shè)計，主站由工業(yè)PC及運(yùn)行在其上的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件構(gòu)成，其中監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件設(shè)計包括以TwinCAT為核心的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)、雙數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及基于組態(tài)工具的監(jiān)控交互系統(tǒng)設(shè)計。然后，對基于PLC控制器的從站進(jìn)行設(shè)計，從站硬件設(shè)計包括中央處理與控制模塊、EtherCAT數(shù)據(jù)通訊模塊、輸入輸出模塊等的選型；從站軟件設(shè)計主要包括從站數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計和從站與主站通訊接口程序設(shè)計。最后，在實(shí)驗(yàn)室條件下，搭建了實(shí)驗(yàn)測試平臺。試驗(yàn)結(jié)果證明，搭