张宏福(煤炭科学研究总院抚顺分院,辽宁抚顺113122)
摘 要:介绍了实现基于现场总线与工业以太网的综合监控系统的一种设计方案;讨论了本设计产生的背景,并给出系统的总体设计,解释了网关的协议转换方法,并对软硬件配置作了简单的介绍。
关键词:现场总线;透明式网关;控制器;系统;协议中图分类号:TD76 文献标识码:B 文章编号:1003-496X(2006)06-0055-02
我国自主研制的安全生产监测监控系统对改善我国煤矿安全生产状况发挥了积极的作用,但随着系统的推广应用和扩展,现有系统已经暴露出了技术上的种种不足,我国煤矿使用的大部分监控系统基本属封闭系统,不同监控系统的相互兼容性已成为煤矿安全监控技术发展的“瓶颈”问题,严重阻碍了煤炭工业的信息化和网络化进程。煤矿使用的多种监测、监控或监视子系统,主要分布在矿山的各个环节,形成了多个“信息孤岛”。为了提高矿山的安全生产管理水平和降低生产成本,迫切需要将这些子系统集成起来。因此急需开展矿井安全生产的综合监测监控及网络化管理技术研究。
1 系统结构
煤矿信息集成平台作为符合煤矿工业环境和生产过程特点需要的各子系统普遍适用的集成监控网络平台,是构成煤矿综合信息化的基础。采取基于现场总线和工业以太网的井下计算机监控平台,通过网关将安全生产监控系统、井下人员定位系统、工业电视监视系统、井下电网监测系统、顶板监测系统等多种井下子系统与信息集成平台实现无缝连接。
通过设计各种接入网关将各种子系统的数据包经过协议转换后变成IP包在网络上传输实现信息的集成。系统的连接示意图如图1所示。
系统总体结构分为3部分:现场测控网络或各种监测监控子系统、嵌入式透明网关、以太网信息管理层。在井下煤矿安全生产自动化监测、监控和管理系统中,直接与管理层相连的主干网络为以太网,而直接与现场设备相连的支路网络为现场总线。现场总线与以太网是采用不同通信协议的两种异构网络。实现二者之间的通信,需要在不同的协议之间进行转换,这样需通过网关来完成。网关又被称为网间协议变换器,用于连接采用不同通信协议的网络,实现网络之间的数据传输。当一组信息要求从一个网段发送到另一个网段时,网关需要完成对该信息的接收、翻译和转发工作。
要实现协议转换,网关必须具备它所要连接的不同网络的协议包。由于TCP/IP协
