【行业标准】 矿用现场总线

ICS73.100.99
备案号：
中华人民共和国煤炭行业标准
MT/T1130-2011
矿用现场总线
Field-busforacoal mine
2011-04-12发布
2011-09-01实施
国家安全生产监督管理总局发布前言：
规范性引用文件
术语和定义
技术要求..
般要求.
环境条件
供电电源.
电气性能.
工作稳定性
抗干扰性能
可靠性.
防爆性能.
矿用一般型性能
试验方法.
环境条件
电源条件..
试验仪器和设备
受试系统的要求...
受试系统的连接.
工作稳定性试验
抗干扰性能试验
可靠性试验，
防爆性能检验
矿用一般型性能检验.
6检验规则.
检验分类.
出厂检验，
6.3型式检验.
试验仪器和设备的特性要求
附录A（规范性附录）
YKNIKAca
MT/T1130-2011
本标准的附录A为规范性附录。
本标准由中国煤炭工业协会提出。前言
本标准由煤炭行业煤矿专用设备标准化技术委员会归口。MT/T1130-2011
本标准起草单位：中国矿业大学（北京）、煤炭科学研究总院常州自动化研究院、平顶山煤业（集团）有限责任公司。本标准起草人：孙继平、彭霞、田子建、伍云霞、刘晓阳、孙哲星、于励民。I
1范围
矿用现场总线
MT/T1130-2011
本标准规定了矿用现场总线的术语和定义、技术要求、试验方法和检验规则。本标准适用于矿用现场总线（以下简称总线）及其产品。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T2887电子计算机场地通用规范GB3836.1爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求（GB3836.1-2000，eqvIEC60079-0:1998)
GB3836.2爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”（GB3836.2-2000，eqvIEC60079-1:1990)
GB3836.3爆炸性气体环境用电气设备第3部分：增安型“e”（GB3836.3-2000，eqvIEc60079-7:1990)
GB3836.4爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全型i”（GB3836.4-2000，eqvIEC60079-11:1999)
GB/T5080.1-1986设备可靠性试验总要求（idtIEC60605-1:1978）GB/T5080.7设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案（GB/T5080.7-1986，idtIEC60605-7:1978）GB/T10111随机数的产生及其在产品质量抽样检验中的应用程序GB/T12173矿用一般型电气设备
GB/T17626.3-2006
电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验（IEC61000-4-3:2002,IDT)
GB/T17626.4-2008
61000-4-4:2004，IDT)
GB/T17626.5-2008
61000-4-5:2005，IDT)
电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（IEC电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验（IECGB/T18858.3低压开关设备和控制设备控制器-设备接口（CDI）第3部分：DeviceNet（IEC62026-3-2008IDT）
GB/T20540.3测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3：PROFIBUS规范第3部分：数据链路层服务定义（GB/T20540-2006，IEC61158-3type3：2003MOD）MT210-1990煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法MT/T772-1998、煤矿监控系统主要性能测试方法ISO11898-1道路车辆.控制面网络（CAN).第1部分：数据链接层和物理信号ISO11898-2道路车辆.控制器局域网（CAN）.第2部分：高速媒体访问单元ISO11898-3道路车辆.控制器局域网络（CAN).第3部分：低速容错专用媒体接口ISO11898-4道路车辆.控制面网络（CAN），第4部分：时间触发通信YKNIKca
MT/T1130-2011
ISO11898-5道路车辆.控制器局域网络（CAN).第5部分：小功率型高速媒体访问单元IS0/IEC14908-1通信协议
IS0/IEC14908-2电力线信号技术IS0/IEC14908-3双绞线信号技术IS0/IEC14908-4IP兼容性
IEC61158-2工业通信网络现场总线规范第2部分：物理层规范和服务定义IEC61158-300工业通信网络现场总线规范第300部分：数据链路层服务定义第400部分：数据链路层协议规范IEC61158-400工业通信网络现场总线规范IEC61158-500工业通信网络现场总线规范第500部分：应用层服务定义
IEC61158-600工业通信网络
各现场总线规范
第600部分：应用层协议规范
工业通信网络协议集第1部分：现场总线协议集IEC61784-1免费标准下载网bzxz
IEC61784-3工业通信网络协议集第3部分：现场总线功能安全一般规则和协议定义IEC61784-4
：工业网络中信息安全通信行规IEC61784-5
工业控制系统中通信网络安装行规ANSI/EIA709.1控制联网和家庭控制网络标准CiA 102
CiA301
物理层规范
应用层和通信规范
电缆和连接器引脚规范
CiA303
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
field-bus for coal mine
矿用现场总线
用于煤矿的工业现场总线。
分段法subsection
在分支处采用网桥或智能监控站将整个网络分割成多个网段3.3
转发节点法store andforward
在分支处增加转发节点，使其成为一个树型结构。3.4
降速法lowerspeed
通过降低传输速率，使分支长度L远小于信号电磁波的最小波长入min，从而将实际长度较长，而电气相对长度较短的传输线（L<<入min）按短线处理。3.5
中继法relay
串入中继器延长传输距离。
4技术要求
4.1一般要求
4.1.1矿用现场总线及其产品应符合本标准和国家及行业有关标准的规定，并按照经规定程序批准的图样及文件制造和成套。总线功能安全应符合IEC61784-3的要求，总线信息安2
全应符合IEC61784-4的要求，总线安装应符合IEC61784-5的要求。MT/T1130-2011
4.1.2矿用现场总线的物理层服务定义与协议规范应符合IEC61158-2等有关标准的要求；数据链路层服务定义与协议规范应分别符合IEC61158-300和IEC61158-400等有关标准的要求：应用层报务定义与协议规范应分别符合IEC61158-500和IEC61158-600等有关标准的要求。
4.1.3物理层应采用本质安全防爆传输技术。4.1.4CAN应具有如下技术特征：a）网络体系应符合ISO11898-1、ISO11898-2、ISO11898-3、ISO11898-4、ISO11898-5等标准的要求；
b）采用已有应用层协议的系统应符合下列要求：1）采用DeviceNet协议的系统，应符合GB/T18858.3等标准的要求：2）采用CANopen协议的系统，物理层规范应符合CiA102的要求，应用层和通信规范应符合CiA301的要求，电缆和连接器引脚应符合CiA303等规范的要求。4.1.5LonWorks应具有如下技术特征：网络体系应符合IS0/IEC14908-1、IS0/IEC14908-2、IS0/IEC14908-3、IS0/IECa）
14908-4、ANSI/EIA709.1等标准的要求；接口宜采用变压器耦合方式，也可采用直接驱动、RS-485方式。b）
4.1.6Profibus：网络体系应符合GB/T20540.3等标准的要求。4.1.7FF：网络体系应符合IEC61784-1等标准的要求，4.1.8入井电缆和带金属导体的光缆在入井口处应具有防雷措施。4.2环境条件
4.2.1矿用现场总线中用于机房、调度室的设备，应能在下列条件下正常工作a)
环境温度：15℃~30℃；
相对湿度：40%70%；
温度变化率：小于10℃/h，且不得结露；d)
大气压力：80kPa~106kPa；
GB/T2887规定的尘埃、照明、噪声、电磁场干扰和接地条件。e）
除有关标准另有规定外，矿用现场总线中用于煤矿并下的设备应在下列条件下正常工作：
环境温度：0℃~40℃；
平均相对湿度：不大于95%（+25℃）；大气压力：80kPa~106kPa；
d）有爆炸性气体混合物，但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀性气体。4.3供电电源
4.3.1地面设备交流电源：
额定电压：380V/220V，允许偏差一10%～+10%b）
谐波：不大于5%；
频率：50Hz，允许偏差±5%。
4.3.2井下设备交流电源：
额定电压：127V/380V/660V/1140V，允许偏差：a
专用于井底车场、主运输巷：一20%～+10%；一其他井下产品：一25%～十10%；b）谐波：不大于10%：
YKNIKca
c）频率：50Hz，允许偏差土5%。4.4电气性能
4.4.1传输介质
传输介质可以是电缆、光缆等。4.4.2网络结构
宜采用树形网络结构，也可采用环形、总线形、星形或其它网络结构。4.4.3工作方式
MT/T1130-2011
宜采用多主（见图1）或无主工作方式（见图2），也可采用主从（见图3）等其它工作方式。
4.4.4连接方式
连接方式宜灵活多样，既可单层连接（见图1、图2和图3），又可多层连接（见图4）。主节点设备
从节点设备
从节点设备
图1多主工作方式
无主节点设备
无主节点设备
从节点设备
无主节点设备
主节点设备
从节点设备
无主节点设备
无主节点设备
无主工作方式
主节点设备
从节点设备
主从工作方式
从节点设备
节点设备
节点设备
4.4.5传输速率
节点设备
节点设备
节点设备
图4多层连接
节点设备
MT/T1130-2011
节点设备
节点设备
由相关标准规定，宜在1.2kbps、2.4kbps、4.8kbps、5kbps、5.4kbps、9.6kbps、10kbps、19.2kbps、20kbps、31.25kbps、34kbps、78kbps、125kbps、1.25Mbps等中选取。
4.4.6误码率
应不大于10″。
4.4.7巡检周期
巡检周期应不大于30S，并应符合监控要求。4.4.8传输距离
4.4.8.1传输距离要求
传输距离应符合下列要求：
a）节点之间的传输距离应不小于10km，允许增加中继节点：b）仅用于局部信息传输的节点之间（如传感器及执行器至分站）距离应不小于2km。4.4.8.2延长传输距离的方法
可采用分段法（见图5）、转发节点法（见图6）、中继法和降速法延长传输距离。A网段
节点A
节点AL
网桥或智
能监控站
C网段
B网段
节点Bi
节点C
节点CN
图5分段法
HYKNKACa-
节点BM
节点A
节点B
4.4.9节点容量
转发节点B
节点Bk
节点C
节点B2
转发节点M
节点Mi
节点ML
图6转发节点法
MT/T1130-2011
节点N
节点M2
最大节点容量宜在8、16、32、64、128等中选取：被中继器等设备分隔成多段的系统，每段的最大节点容量宜在8、16、32、64、128等中选取。4.4.10传输容量
最大传输容量由相关标准规定。4.4.11本安参数与防爆
4.4.11.1本安参数
爆炸性环境中传输的信号应是本质安全的，本安参数由相关标准规定，一般包括最大开路电压、最大输出电流、最大电感和最大电容等。4.4.11.2本安防爆
可采用统一供电法（见图7）、隔离供电法（见图8）、总线供电法和就地供电法对节点进行本安防爆供电。
本安电源
传输电路
其它申路
节点设备
图7统一供电法
传输电路
其它申路
节点设备
本安电源
4.5电源波动适应能力
节点设备
传输电路
隔离电路
其它电路
本安电源
节点设备
传输电路
隔离电路
其它电路
本安电源
图8隔离供电法
MT/T1130-2011
供电电压在规定的允许电压波动范围内变化时，总线系统的电气性能应不低于本标准的要求。
4.6工作稳定性
总线系统应进行工作稳定性试验，通电试验时间不小于7d，电气性能应不低于本标准的要求。
4.7抗干扰性能
4.7.1总线系统应能通过GB/T17626.3-2006规定的、试验等级不低于1级的射频电磁场辐射抗扰度试验，总线系统应能正常工作。4.7.2总线系统应能通过GB/T17626.4-2008规定的、试验等级不低于1级的电快速瞬变脉冲抗扰度试验，总线系统应能正常工作。4.7.3总线系统应能通过GB/T17626.5-2008规定的、试验等级不低于1级的浪涌（冲击）抗扰度试验，总线系统应能正常工作。4.8可靠性
总线系统平均无故障工作时间（MTBF）应不小于800h。4.9防爆性能
防爆型设备应符合GB3836.1～3836.4的规定。其输入输出信号应是本质安全型。4.10矿用一般型性能
矿用一般型设备应符合GB/T12173的规定。5试验方法
5.1环境条件
除环境试验或有关标准中另有规定外，试验应在下列环境条件中进行：a）环境温度：15℃~35℃；
b）相对湿度：45%~75%；
c）大气压力：86kPa～106kPa。5.2电源条件
除非有关标准另有规定，测试用电源应符合以下要求：YKNIKAa
a）交流供电电源：
1）电压：误差应不大于2%；
2）频率：50Hz，其误差应不大于1%；3）谐波失真系数：应不大于5%。b）直流供电电源：
1）电压：误差应不大于2%：
2）周期与随机偏移：△U/U应不大于0.1%。5.3试验仪器和设备
MT/T1130-2011
5.3.1试验仪器和设备的准确度应保证所测性能对准确度的要求，其自身准确度应不大于被测参数1/3倍的充许误差。
5.3.2试验仪器和设备的性能应符合所测性能的特点。5.3.3试验仪器和设备应按照计量法的相关规定进行计量，并检定或校准合格。5.3.4试验仪器和设备的配置应不影响测量结果。5.3.5主要测试仪器和设备的特性要求应符合附录A的规定，5.4受试系统的要求
5.4.1多主工作方式的系统
受试系统至少应具备下列设备：a）主节点设备：出厂检验时，为订货的全部数量；型式检验时，应不少于2台：若有多种型式，每种至少1台；
从节点设备：出厂检验时，为订货的全部数量：型式检验时，应不少于3台：若有6）
多种型式，每种至少1台；
c）构成系统的其它必要设备。
5.4.2无主工作方式的系统
受试系统至少应具备下列设备：a）节点设备：出厂检验时，为订货的全部数量：型式检验时，应不少于4台：若有多种型式，每种至少1台；
构成系统的其它必要设备。
5.4.3主从工作方式的系统
受试系统至少应具备下列设备：a）主节点设备：1台；
从节点设备：出厂检验时，为订货的全部数量；型式检验时，应不少于3台：若有b）
多种型式，每种至少1台；
构成系统的其它必要设备。
5受试系统的连接
5.5.1受试系统使用规定的传输介质按以下要求连接：a）树形系统按图9连接设备，N为参与试验的节点数（实际节点数加模拟节点数）：b）总线形系统按图10连接设备，N为参与试验的节点设备数（实际节点设备数加模拟节点设备数）：
c）环形系统按图11连接设备；
d）星形系统按图12连接设备。
DAU为周期与随机偏移的峰到峰值。2U。为直流供电电压的额定值。8
MT/T1130-2011
图9～图12中，光缆1为最大传输距离的光缆，光衰减器1模拟光缆1：光缆2为最大传输距离1/2倍的光缆，光衰减器2模拟光缆2；电缆1为最大传输距离的电缆，仿真线1模拟电缆1；电缆2为最大传输距离1/2倍的电缆，仿真线2模拟电缆2，5.5.2现场节点及有关试验设备连接见图13。管理节点设备
光缆2(光衰减器2)
或电缆2(仿真线2)
光缆1(光衰减器1)
或电缆1(仿真线1)
管理节点设备
光缆2（光衰减器2）
或电缆2（仿真线2)
图9树形系统设备连接
光缆2(光衰减器2)
或电缆2(仿真线2)
光缆2(光衰减器2)
或电缆2(仿真线2)
光缆2(光衰减器2)
或电缆2(仿真线2)
图10总线形系统设备连接
YKAMIKACa-
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