KJJ31型礦用環網接入器在煤礦井下的應用

0引言

煤礦自動化要解決的一個重要問題是井下設備的防爆問題。煤礦自動化系統中使用的工控機設備屬不防爆設備，不能直接用于煤礦井下，這給煤礦井下自動化系統的設計帶來了很大的困難。本文介紹一種采用KJJ31型礦用環網接入器解決上述困難的方法。

1環網接入器主要技術參數及功能

KJJ31型礦用環網接入器是煤炭科學研究總院常州自動化研究所研制推出的數據交換傳送設備，為具備以太網或RS485通信接口的設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安全型，適用于有瓦斯、煤塵爆炸危險的環境。KJJ31型礦用環網接人器組成框圖如圖1所示。



KJJ3I型礦用環網接入器主要技術參數：

（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個冗余光纖以太網口與其它環網接入器連接，組成冗余以太環網；提供6個傳輸通信口，其中2個通信口為本質安全型以太網電接口，4個通信口可根據實際要求配置為本質安全型以太網電接口或本質安全型RS485通信接口或RS232通信接口。

（3）內設備用電池，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環網接入器在煤礦井下的應用

利用KJJ31型礦用環網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絡接口的地方，即可實現工控機對井下設備的監測控制。

下文以KJJ31型礦用環網接入器在錢家營礦業分公司的具體應用為例，說明該接入器在煤礦井下的應用。

目前，錢家營礦業分公司有3個井下自動化系統應用到了KJJ31型礦用環網接入器，它們是一600水平暗立井絞車自動控制系統、-850變電站自動控制系統和-850水泵自動控制系統。其中暗立井絞車自動控制系統的傳輸接口是本質安全型RS232串口，其它兩個系統的傳輸接口是本質安全型以太網電接口。該3個自動化系統中的工控機均放置于井上，利用KJJ31型礦用環網接入器提供的傳輸通道，對井下設備實施監測控制。具體實施方法：

（1）將2臺KJJ31型礦用環網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型礦用環網接入器的2個冗余光纖以太網口，2臺KJJ31型礦用環網接入器即成了局域網絡中的網絡交換設備。

（2）一850變電站自動控制系統和一850水泵自動控制系統自身帶有以太網模塊，只要對每個系統中的以太網模塊設定好固定的IP地址，井上的工控機就可通過KJJ31型礦用環網接入器與之建立網絡通信。

（3）一600水平暗立井絞車自動控制系統因沒有以太網模塊，所以只能通過本質安全型RS232串口接入KJJ31型礦用環網接入器。首先將暗立井絞車自動控制系統的RS232串口加1個RS232轉RS485的轉換器，再用電纜將轉換器與KJJ31型礦用環網接入器的本質安全型RS485串口對接。在井上給任意一臺聯網的工控機安裝KJJ31型礦用環網接入器的驅動程序，該驅動程序可將以太網／

RS485轉換單元的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口即可實現對掛接在以太網／RS485轉換單元的串口設備的監測控制，也即工控機與暗立井絞車自動控制系統建立起了串行通信。

上述3個井下自動控制系統通過KJJ31型礦用環網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進行聯網，從而可在任意一臺聯網的微機上監測控制該3個井下自動控制系統。應用KJJ31型礦用環網接入器，不僅井下自動化系統原有的功能無需更改，而且進一步擴展了井下自動化系統的功能。

3結語

本文針對煤礦井下自動控制系統中工控機不能直接應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型礦用環網接入器所提供的傳輸通道及其具備的防爆隔離性能，實現工控機對井下設備的監測控制。該方法對煤礦井下自動控制系統的井下工業以太環網技術的推廣應用意義重大。

參考文獻：
[1]王錦標．計算機控制系統[M]．北京：清華大學出版社，2004．
[2]陳曾漢．工業PC及測控系統[M]．北京：機械工業出版社，2004．
[3]張興國，朱龍彪，劉明．PIC在NH型捏合機控制系統改造中的應用[J]．自動化技術與應用，2004（II）．
[4]李星，朱曉芳，李艷慧．PLC在電牽引采煤機電控系統中的應用[J]．工礦自動化，2004（5）．