基于Ethernet网关的光纤网络监控系统的设计及应用

本文主要介绍了基于Ethernet网关的光纤网络监控系统的设计及应用。系统硬件结构中包括电子皮带秤仪表、Ethernet通讯网关和上位机PC,其通过Modbus、光纤总线和以太网之间互联交换信息。在软件方面,基于Modbus协议对上位组态软件Ifix5.1和Ethernet通信网关的进行配置和设计,实现了现场仪表信息采集的网络化及其安全监控。

基于EtherNet/IP的采煤机智能化远程监控系统

随着煤矿开采智能化、网络化的快速发展,大数据的信息处理需求对网络的信息传输速度和实时性有很高的要求。为满足煤矿井下智能化工作面的采煤机远程维护的需求,设计了基于EtherNet/IP协议的采煤机智能化远程监控系统。经实际应用表明,该系统能实时监测采煤机运行状况,具有远程维护和趋势报表分析功能,可满足综采工作面智能开采的需求。

多接口融合光纤总线光网络终端设计

光网络终端(network terminal,NT)是光纤数据总线中的数据传输与处理终端,是光纤总线的重要组成部分。介绍了一种集成通用异步收发传输(universal asynchronous receiver&transmitter,UART)、控制器域网(controller area network,CAN)、以太网、高速串行计算机扩展总线(peripheral component interconnect express,PCIE)等多种接口的NT。这种NT以现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)为硬件基础,通过设计各接口对应知识产权模块(intellectual property core,IP核),以及基于FPGA平台设计不同接口数据格式转换逻辑模块,完成了符合光纤数据总线要求的NT设计。以该方法设计的NT可以低延时处理在光纤数据总线上UART、CAN、以太网、PCIE等接口的数据。最后,通过与国内外相似总线产品和标准比对,表明该种NT组成的光纤数据总线可以有效解决不同类型接口之间数据传输的问题。

基于FPGA+DSP的光纤数据传输电路设计

随着信息传输技术的推陈出新和航天技术的更新迭代,系统内数据总量越来越大,带宽需求和速度要求越来越高。这对传输效率提出了更高的要求,传统传输方式已不满足高速数据传输要求的现状。而光纤传输凭借大容量、宽频带、抗干扰强等优势,使光纤数据传输电路成为重点研究课题之一。光纤数据传输电路属于外系统等效器项目的硬件平台,文中依据项目设计要求、电路试验需求和数据传输的研究现状,设计一种基于FPGA+DSP的光纤数据传输电路,符合FC⁃AE⁃1553光纤总线标准。各类模拟信号通过多模光纤、光接口转换器和光电模块向测量设备接收和发送信号,数据处理通过FPGA与DSP间异步通信EMIF总线进行实时交互。搭建电路测试平台对光纤数据传输电路各功能进行验证,实现外系统等效器的光信号传输和处理测试。结果表明:所设计电路工作稳定,向测量设备传输光信号满足2.5 Gb/s速率,没有出现漏采、漏传、重复采集、重复传输的现象。

电力信息通信网络的应用分析

阐述电力信息通信网络的特点,智能电网电力信息通信网络的方式,包括光纤以太网通信、无线移动通信,探讨电力信息通信网络的运营,构建配电通信网和用户接入网的网络架构。

防越级跳闸系统通信中断功能自愈研究

防越级跳闸系统得到越来越广泛的应用,实现了系统无死区选择性快速动作,为供电系统的可靠性和安全性提供有力保障,但是防越级跳闸系统依赖于通信网络,当通信网络出现异常时,会影响防越级跳闸系统的功能,针对防越级跳闸系统通信网络出现异常时,设计了一种防越级跳闸系统通信中断功能自愈方法,根据线路阻抗判断故障点,提高了供电可靠性。

大型载人航天器载荷数据传输系统设计

针对大型载人航天器舱内/舱外试验载荷多、试验数据量大、数据传输要求高的特点,提出基于光纤以太网技术的载荷数据传输系统设计方法,分为骨干传输层和汇聚接入层,采用双环+树形的网络拓扑结构,配置千兆、万兆以太网光纤接口,通过光缆与各试验载荷相连,为大型载人航天器舱内/舱外各类试验载荷提供高速数据传输和下行通道服务。经过在轨飞行应用,表明基于光纤以太网的载荷数据传输系统设计方法合理、可行,为大型载人航天器持续滚动开展较大规模的空间科学实验与技术试验提供了有力保证。

广电FTTH建设方案探讨

随着光纤通信技术的突飞猛进和广大用户的宽带视频业务需求日益增长,电信运营商通过大力推广光纤到户(Fibre To The Home,FTTH)接入网拓展高速宽带和交互式网络电视(Internet Protocol Television,IPTV)业务,对广电网络造成了极大的冲击。为了应对这个局面,近几年广电运营商在接入网建设领域一方面保留传统的数字视频广播(Digital Video Broadcast,DVB)网络,另一方面全力建设FTTH,力求实现与电信运营商全面的、差异化竞争。基于此,介绍广电FTTH网络的系统架构、组网方案以及网络设计要点,供广电网络从业人员参考。

基于串并收发器技术的照射制导2.5 Gbit/s光电系统

针对当前照射制导设备数据传输能力存在的问题,文章提出了一种基于串并收发器技术、传输速率为2.5 Gbit/s的光电通信系统设计。该设计以串并收发器为核心,采用光纤传输与现场可编程门阵列(FPGA)软件结合的方式对网络报文控制数据、状态采样数据和同步时序信号等不同速率和接口形式的数据进行组帧和解帧处理,最终实现了高速光电系统的通信。测试结果表明,该系统大幅提升了阵面数据信息的传输和处理速率,同时降低了传统阵面与地面通信系统的硬件设备数量和繁杂度,突破了阵面与地面间的传输距离限制。

环境与设备监控系统组网方案分析

在地铁的智能化运营过程中,环境与设备监控系统(BAS)发挥着举足轻重的作用,例如对车站各类设备进行自动、全面、有效地监控,收集和处理相关数据和信息,并维护信息档案和相关设备,以及对各种系统和设备进行有效控制,以此保障地铁安全有序运行。而PLC组网的结构作为地铁BAS系统中非常重要的一部分,其优劣对轨道交通系统的稳定性与可靠性有直接的影响,同时也影响着地铁建设投资的经济效益。介绍了环境与设备监控系统的构成和主要功能以及主要设计原则,并重点对组网方案进行了论述。当前在地铁实际的运用中常用的组网方案有双总线组网方案和光纤自愈以太网环网方案两种,通过对这两种组网方案在地铁运行的案例说明、总线特性的比较、优劣势分析以及当前地铁的实际运用情况,得出光纤自愈以太网环网凭借着网络架构灵活、通信速率高、兼容性好的优势,逐渐成为市场的主流。

大功率工业整流系统能效在线监测系统及其远程校准算法

基于光纤以太网通信设计了大功率整流系统能效在线监测系统,并提出了相应的多通道并行远程校准算法。监测系统由监测终端层、光纤以太网通信层、主站监测层3个部分构成,可以通过前置机软件设定,灵活地实现多通道在线校准功能和正常测量功能的切换。对监测系统的通道采样延时进行测试,结果表明通道1与其他通道之间的延时为16~22 ns,符合同步性能要求。实验验证结果表明,经所提算法校准后的测量相对误差范围由0.7%~1.3%降至0.1%~0.4%。工程实例验证了所提非线性自校准算法的精确性及实用性,设计的能效监测系统可以有效实现工业整流系统各供电装备与系统的能效测量。

基于光纤以太网通信的大功率工业整流系统多点测量与能效分析

针对大功率工业整流系统各部件损耗及效率无法核算的现状,提出了一种基于光纤以太网通信的大功率整流系统多点测量与能效分析方法。以基于感应滤波技术的大功率工业整流系统能效分析系统为例,对能效分析系统的整体设计方案、同步测量机理以及能效分析算法进行了详细的阐述,给出了一种基于傅里叶变换的数据压缩与重构算法及直流大电流间接反演算法,并通过仿真和实验验证了算法的正确性和工程实用性。工程实例表明该能效分析方法可以有效实现工业整流系统各供电装备与系统的效率核算,实现整流变压器及整流器的损耗与效率分析,从而为提高装备效率及系统节能提供必要的依据。

矿用GEPON系统的研究与实现

针对煤矿综合自动化系统中数字化工业电视信号、监测监控信息、语音信息的综合传输要求,结合国际电讯接入网技术的发展成果,研制推出了一种新型综合监控主干网络系统——矿用GEPON系统。文章阐述了矿用GEPON系统的基本要求,分析了各种备份GEPON系统的结构特点,提出了一种兼顾成本、性能、施工的矿用GEPON热备自愈环。该系统具有成本低、宽带、可靠、稳定、易于安装维护等特点。

基于光纤以太环网和现场总线的煤矿安全监控系统的应用

随着现代化煤矿企业对安全生产集约化程度的要求不断提高,单独采用屏蔽双绞线单总线传输的煤矿安全监控系统在进行长距离传输时数据的实时性和稳定性都受到了很大的制约,越来越不能满足系统的要求。针对大型煤矿生产的实际情况,提出了适合于现代大型设备实时监测系统的光纤以太环网和现场总线相结合的传输方式。通过此方法,解决了煤矿监控系统与工业以太环网的无缝接入问题以及数据传输的实时性和稳定性,实现了系统的信息互通和资源共享。

基于IEC61850的多功能电能表

基于IEC61850的数字化电能表的设计包括硬件电路设计和软件算法设计。硬件主要由信号处理电路和光纤以太网接口电路组成。信号处理电路是利用TMS320F2812组成信号处理中心,完成大量的电能参量算法运算;合并单元和电能表之间通过光纤通信,光纤以太网接口电路包括光电转换器、以太网媒介转换器和以太网控制器三个电路模块构成。软件由各功能模块按照流程图的模型给出。

基于FPGA的千兆以太网-光口转换器设计与实现

针对变频调制MEMS红外光源测试设备无法与计算机直接通信的现状,设计了一种基于FPGA的千兆以太网-光口转换器。通过FPGA编程实现UDP格式数据包和8B/10B数据编码转换,实时判断DDR3剩余存储空间,实现数据速率自动调整,实现了计算机与测试设备直接通信。经长时间测试,没有出现误码,表明该转换器设计合理、高效。

IEC104协议在变电站系统的应用与测试

针对用于变电站系统以太网通信的IEC60870 5 104协议,介绍其在具体应用方案中的实现细节和设计思想。详细提出IEC60870 5 104协议的测试方法和测试要求。测试范围涵盖IEC60870 5 104协议配置参数测试和功能测试。

基于光纤以太网的矿用低压馈电开关继电保护的研究

从馈电开关在煤矿井下供电系统的重要性入手,针对国内矿用低压馈电开关继电保护装置存在的问题,使用F2812作为处理芯片,同时引入光纤以太网作为通讯媒介。该系统能自动判断短路、过载、过压、欠压和漏电等故障并提供保护,具有通讯接口实现了继保装置和上位机之间的数据传输。经现场实际测试,各项指标均达到设计要求。

基于DM9161EP的嵌入式光纤以太网传输系统设计

针对嵌入式以太网设备在传输距离上受限,不能很好地应用于需要远程网络传输的场景,设计了一种适合长距离网络传输的光纤以太网传输系统,以DM9161EP和STM32F407嵌入式芯片为核心,进行了嵌入式以太网光纤传输的硬件与软件设计。首先给出了系统的总体设计框架,详细分析并设计了供电电路与光纤以太网通讯电路,在硬件基础上根据芯片性能完成了DM9161EP芯片驱动设计,移植应用LWIP协议栈使系统实现了TCP/IP协议功能。最后通过样品进行测试,表明文中设计的以太网传输方案在长距离传输时具有良好的稳定性,具备低延时、低丢包率的特性,十分适合工业领域等需要长距离传输的应用场景使用。