摘要：文章针对煤矿井下自动控制系统中工控机不能直接应用于井下这一问题，提出了一种较为通用的解决方法，即将不具备防爆性能的工控机置于井上，利用J31型矿用环网接入器所提供的传输通道及其具备的防爆隔离性能，实现了工控机对井下设备的监测控制。
关键词：煤矿；防爆；工控机；工业以太网；接入器；通信接口；KJJ31
0 引言
    煤矿自动化要解决的一个重要问题是井下设备的防爆问题。煤矿自动化系统中使用的工控机设备属不防爆设备，不能直接用于煤矿井下，这给煤矿井下自动化系统的设计带来了很大的困难。本文介绍一种采用KJJ31型矿用环网接入器解决上述困难的方法。
1 环网接入器主要技术参数及功能
    KJJ31型矿用环网接入器是煤炭科学研究总院常州自动化研究所研制推出的数据交换传送设备，为具备以太网或RS485通信接口的设备提供井下传输通道。该接入器防爆型式为矿用隔爆兼本质安全型，适用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境。KJJ31型矿用环网接人器组成框图如图1所示。

 KJJ3I型矿用环网接入器主要技术参数：
    （1）供电电源为AC127、220、380、660V四种交流电中的任意一种，允许电压波动范围为75～115％。此为井下取电提供了极大的方便。
    （2）提供2个冗余光纤以太网口与其它环网接入器连接，组成冗余以太环网；提供6个传输通信口，其中2个通信口为本质安全型以太网电接口，4个通信口可根据实际要求配置为本质安全型以太网电接口或本质安全型RS485通信接口或RS232通信接口。
    （3）内设备用电池，交流停电时，自动切换至电池供电，并保证工作时间不小于2h。
2 环网接入器在煤矿井下的应用
    利用KJJ31型矿用环网接入器所提供的传输接口及其具备的防爆隔离性能，将不具备防爆性能的工控机置于井上任意的有网络接口的地方，即可实现工控机对井下设备的监测控制。
    下文以KJJ31型矿用环网接入器在钱家营矿业分公司的具体应用为例，说明该接入器在煤矿井下的应用。
    目前，钱家营矿业分公司有3个井下自动化系统应用到了KJJ31型矿用环网接入器，它们是一600水平暗立井绞车自动控制系统、-850变电站自动控制系统和-850水泵自动控制系统。其中暗立井绞车自动控制系统的传输接口是本质安全型RS232串口，其它两个系统的传输接口是本质安全型以太网电接口。该3个自动化系统中的工控机均放置于井上，利用KJJ31型矿用环网接入器提供的传输通道，对井下设备实施监测控制。具体实施方法：
    （1）将2台KJJ31型矿用环网接入器放置于井下一600水平和一850水平，将光缆从井上通过副井井筒布放到一600水平的暗立井绞车和一 850水平的水泵房，并接入到2台KJJ31型矿用环网接入器的2个冗余光纤以太网口，2台KJJ31型矿用环网接入器即成了局域网络中的网络交换设备。
    （2）一850变电站自动控制系统和一850水泵自动控制系统自身带有以太网模块，只要对每个系统中的以太网模块设定好固定的IP地址，井上的工控机就可通过KJJ31型矿用环网接入器与之建立网络通信。
    （3）一600水平暗立井绞车自动控制系统因没有以太网模块，所以只能通过本质安全型RS232串口接入KJJ31型矿用环网接入器。首先将暗立井绞车自动控制系统的RS232串口加1个RS232转RS485的转换器，再用电缆将转换器与KJJ31型矿用环网接入器的本质安全型RS485串口对接。在井上给任意一台联网的工控机安装KJJ31型矿用环网接入器的驱动程序，该驱动程序可将以太网／
    RS485转换单元的RS485接口映射为该工控机的1个虚拟C0M口。工控机通过该虚拟C0M口即可实现对挂接在以太网／RS485转换单元的串口设备的监测控制，也即工控机与暗立井绞车自动控制系统建立起了串行通信。
    上述3个井下自动控制系统通过KJJ31型矿用环网接人器与井上工控机建立好通信通道后，进而可对这3个井下自动控制系统进行联网，从而可在任意一台联网的微机上监测控制该3个井下自动控制系统。应用KJJ31型矿用环网接入器，不仅井下自动化系统原有的功能无需更改，而且进一步扩展了井下自动化系统的功能。
3 结语 
    本文针对煤矿井下自动控制系统中工控机不能直接应用于井下这一问题提出了一种较为通用的解决方法，即将不具备防爆性能的工控机置于井上，利用 KJJ31型矿用环网接入器所提供的传输通道及其具备的防爆隔离性能，实现工控机对井下设备的监测控制。该方法对煤矿井下自动控制系统的井下工业以太环网技术的推广应用意义重大。
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