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 3836.4-2000，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 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 3:2003 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

      ISO 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: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 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。

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λmin，从而将实际长度较长，而电气相对长度较短的传输线（L<<λmin）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、ISO 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/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：15℃～30℃；

      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 kPa～106 kPa；

      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：0℃～40℃；

      b) 平均相对湿度：不大于95%（＋25℃）；

      c) 大气压力：80 kPa～106 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%；

      c) 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 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。

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