1、MT中华人民共和国煤炭行业标准MT/T XXXX-2009矿用现场总线Field-bus for a coal mine（送审稿）2009-XX-XX发布 2009-XX-XX 实施国家安全生产监督管理总局 发布ICS 73.100.99D 98备案号MT/T XXXX-2009I目 次 前言 .II1 范围 .12 规范性引用文件 .13 术语和定义 .24 技术要求 .24.1 一般要求 .24.2 环境条件 .34.3 供电电源 .34.4 电气性能 .44.5 工作稳定性 .74.6 抗干扰性能 .74.7 可靠性 .74.8 防爆性能 .74.9 矿用一般型性能 .75 试验方法 .
2、75.1 环境条件 .75.2 电源条件 .75.3 试验仪器和设备 .85.4 受试系统的要求 .85.5 受试系统的连接 .85.6 性能试验 .105.7 工作稳定性试验 .115.8 抗干扰性能试验 .115.9 可靠性试验 .115.10 防爆性能检验 .115.11 矿用一般型性能检验 .116 检验规则 .116.1 检验分类 .116.2 出厂检验 .116.3 型式检验 .12附录 A（规范性附录） 试验仪器和设备的特性要求 .13MT/T XXXX-2009II前 言本标准的附录 A 为规范性附录。本标准由中国煤炭工业协会提出。本标准由煤炭行业煤矿专用设备标准化技术委员会归
3、口。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。MT/T XXXX-20091矿用现场总线1 范围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
4、版本适用于本标准。GB/T 2887 电子计算机场地通用规范GB 3836.1 爆炸性气体环境用电气设备 第 1 部分：通用要求（GB 3836.1-2000，eqv IEC 60079-0:1998）GB 3836.2 爆炸性气体环境用电气设备 第 2 部分：隔爆型“d” （GB 3836.2-2000，eqv IEC 60079-1:1990）GB 3836.3 爆炸性气体环境用电气设备 第 3 部分：增安型“e” （GB 3836.3-2000，eqv IEC 60079-7:1990）GB 3836.4 爆炸性气体环境用电气设备 第 4 部分：本质安全型“i” （GB 3836.4-2
5、000，eqv IEC 60079-11:1999）GB/T 5080.1-1986 设备可靠性试验 总要求（idt IEC 60605-1:1978）GB/T 5080.7 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/T 5080.7-1986，idt IEC 60605-7:1978）GB/T 10111 随机数的产生及其在产品质量抽样检验中的应用程序GB/T 12173 矿用一般型电气设备GB/T 17626.3-2006 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验（IEC 61000-4-3:2002，IDT）GB/T 17626.4-2008
6、 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 61000-4-4:2004，IDT）GB/T 17626.5-2008 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验（IEC 61000-4-5:2005，IDT）GB/T 18858.3 低压开关设备和控制设备 控制器-设备接口（CDI） 第 3 部分：DeviceNet（IEC 62026-3-2008 IDT）GB/T 20540.3 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/T 20540-2006， IEC 61158-3 type 3:
7、2003 MOD）MT 210-1990 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法MT/T 772-1998 煤矿监控系统主要性能测试方法ISO 11898-1 道路车辆.控制面网络(CAN).第 1 部分:数据链接层和物理信号ISO 11898-2 道路车辆.控制器局域网（CAN）.第 2 部分:高速媒体访问单元ISO 11898-3 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MT/T XXXX-20092ISO 11898-4 道路车辆.控制面网络（CAN）.第 4 部分:时间触发通信ISO 11898-5 道路车辆.控制器局域网络(CAN).第 5 部分
8、:小功率型高速媒体访问单元ISO/IEC 14908-1 通信协议ISO/IEC 14908-2 电力线信号技术ISO/IEC 14908-3 双绞线信号技术ISO/IEC 14908-4 IP 兼容性IEC 61158-2 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IEC 61158-300 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IEC 61158-400 工业通信网络 现场总线规范 第 400 部分：数据链路层协议规范IEC 61158-500 工业通信网络 现场总线规范 第 500 部分：应用层服务定义IEC 61158-600 工业通信网络
9、 现场总线规范 第 600 部分：应用层协议规范IEC 61784-1 工业通信网络协议集 第 1 部分：现场总线协议集IEC 61784-3 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IEC 61784-4 工业网络中信息安全通信行规IEC 61784-5 工业控制系统中通信网络安装行规ANSI/EIA 709.1 控制联网和家庭控制网络标准CiA 102 物理层规范CiA 301 应用层和通信规范CiA 303 电缆和连接器引脚规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1 矿用现场总线 field-bus for coal mine用于煤矿的工业现场总线。
10、3.2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 and forward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 lower speed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 min，从而将实际长度较长，而电气相对长度较短的传输线（Lmin）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MT/T XXXX-200934.1.1 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
11、 IEC 61784-3 的要求，总线信息安全应符合 IEC 61784-4 的要求，总线安装应符合 IEC 61784-5 的要求。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 IEC 61158-2 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 IEC 61158-300 和 IEC 61158-400 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 IEC 61158-500 和 IEC 61158-600 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。4.1.4 CAN应具有如下技术特征：a) 网络体系应符合 ISO 11898-1、IS
12、O 11898-2、ISO 11898-3、ISO 11898-4、ISO 11898-5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/T 18858.3 等标准的要求；2) 采用 CANopen 协议的系统，物理层规范应符合 CiA 102 的要求，应用层和通信规范应符合 CiA 301 的要求，电缆和连接器引脚应符合 CiA 303 等规范的要求。4.1.5 LonWorks 应具有如下技术特征：a) 网络体系应符合 ISO/IEC 14908-1、ISO/IEC 14908-2、ISO/IEC 14908-3、ISO
13、/IEC 14908-4、ANSI/EIA 709.1 等标准的要求； b) 接口宜采用变压器耦合方式，也可采用直接驱动、RS-485方式。4.1.6 Profibus：网络体系应符合 GB/T 20540.3 等标准的要求。4.1.7 FF：网络体系应符合 IEC 61784-1 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：1530；b) 相对湿度：40%70%；c) 温度变化率：小于 10/h，且不得结露；d) 大气压力：80 kPa106 kPa；
14、e) GB/T 2887 规定的尘埃、照明、噪声、电磁场干扰和接地条件。4.2.2 除有关标准另有规定外，矿用现场总线中用于煤矿井下的设备应在下列条件下正常工作：a) 环境温度：040；b) 平均相对湿度：不大于 95%（25） ；c) 大气压力：80 kPa106 kPa；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：a) 额定电压：380 V/220 V，允许偏差10%10%；b) 谐波：不大于 5%；MT/T XXXX-20094c) 频率：50 Hz，允许偏差5%。4.3.2 井下设备交流电源：a) 额定电压：127
15、 V/380 V/660 V/1 140 V,允许偏差：专用于井底车场、主运输巷：20%10%；其他井下产品：25%10%；b) 谐波：不大于 10%；c) 频率：50 Hz，允许偏差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） 。图 1 多主工作方式图 2 无主工作方
16、式图 3 主从工作方式从节点设备 从节点设备 从节点设备主节点设备 主节点设备无主节点设备 无主节点设备无主节点设备 无主节点设备 无主节点设备主节点设备从节点设备 从节点设备 从节点设备MT/T XXXX-20095图 4 多层连接4.4.5 传输速率由相关标准规定，宜在 1.2 kbps、2.4 kbps、4.8 kbps、5 kbps、5.4 kbps、9.6 kbps、10 kbps、19.2 kbps、20 kbps、31.25 kbps、34 kbps、78 kbps、125 kbps、1.25 Mbps 等中选取。4.4.6 误码率应不大于 10-8。4.4.7 巡检周期巡检周期
17、应不大于 30 s，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 10 km，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 2 km。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。节点设备 节点设备节点设备 节点设备 节点设备节点设备 节点设备 节点设备C网 段 A网 段 B网 段 网 桥 或 智能 监 控 站 节 点 AL 节 点 A1 节 点 BM 节 点 B1 节 点 C1 节 点 CN MT/
18、T XXXX-20096图 5 分段法节点 C节点 N转发节点 M 转发节点 B 节点 M2节点 M1节点 ML 节点 BK节点 A节点 B1节点 B2图 6 转发节点法4.4.9 节点容量最大节点容量宜在 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 电 路 节 点 设 备 传 输 电 路 其 它 电 路 节 点 设 备
