工業(yè)網絡在礦井信息化建設中的應用范文
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《礦業(yè)裝備雜志》2014年第八期
隨著互聯網技術的發(fā)展、以太網傳輸速率的提高和以太網交換技術的發(fā)展，推動了以太網技術在工業(yè)控制領域中的應用，結合工業(yè)應用的特點形成了工業(yè)以太網技術，工業(yè)以太網技術具有應用開發(fā)基礎廣泛、通信速率高、成本低廉、資源共享能力強、可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ蟮葍?yōu)勢。實踐證明，適合礦井信息化建設需要。
1傳輸帶寬
目前工業(yè)以太網主要有百兆工業(yè)以太網和千兆工業(yè)以太網兩類；百兆工業(yè)以太網主要應用于控制系統聯網，千兆工業(yè)以太網的技術也已成熟并有應用。根據南屯煤礦綜合信息傳輸要求，綜合傳輸網絡不僅傳輸監(jiān)測和控制信息，還要傳輸工業(yè)視頻信息和語音信息，各數據源帶寬如下：（1）監(jiān)控數據對于實際礦井生產，綜合加權子系統數量、子系統分站或單元數量、測點數量、每測點平均字節(jié)數、數據刷新次數、以太網數據包開銷和擴容裕度等，監(jiān)控數據帶寬按上表合計數值10倍計算，為12Mbps。（2）視頻數據對于攝像監(jiān)視的視頻數據，以H.264視頻標準下的CIF格式（分辨率352×240）在25幀/秒的幀速下進行傳輸，一路視頻數據傳輸帶寬大約500kbps。根據礦井實際監(jiān)視點并考慮視頻監(jiān)控對于無人值守的重要意義，以150路考慮帶寬75Mbps。（3）音頻數據每一路話音根據語音編碼不同帶寬不同，G711帶寬約為100Kbit/s，G729帶寬約為40Kbit/s，G723帶寬約為25Kbit/s，語音數據對于帶寬要求不高。
2網絡結構
工業(yè)以太網的組網可以采用星型、樹型或環(huán)形等結構。由于礦井生產各子系統分布于工業(yè)廣場的地面和井下，各子系統的設備位置分散，采用星型、樹型等組網路由復雜，鋪設、維護線纜復雜，而環(huán)形網絡結構可靠性高，所以采用環(huán)形組網結構。采用環(huán)形網絡結構能夠迅速對故障節(jié)點進行定位，大大提高整個網絡的易維性。南屯煤礦綜合工業(yè)網絡采用赫斯曼的工業(yè)以太網交換機設備進行組網，赫斯曼獨有的HiPER-Ring冗余技術，能夠確保鏈路出現單點故障時，網絡能夠在50ms的時間內自愈。南屯煤礦綜合工業(yè)網絡的地面網絡節(jié)點有調度室、35kV變電所、機電樓機房（2個節(jié)點）、副井提升機房、選煤廠、中央風井、壓風機房、白馬河風井（通過光纜接入井下環(huán)網）共8個機房，在調度室機房部署兩臺性能較高的骨干交換機與其他地面網絡節(jié)點組成環(huán)網結構。南屯煤礦綜合工業(yè)網絡的井下網絡節(jié)點有-432變電所、十三采變電所、十一采變電所、六采變電所、-440變電所、九采三分區(qū)變電所、-670變電所、九采區(qū)域變電所、九采東翼膠帶、混合井變電所、中央泵房、-537泵房變電所、七采西部變電所共13個節(jié)點，在-432變電所和中央泵房部署兩臺性能較高的交換機與其他9個井下網絡節(jié)點組成井下環(huán)網結構，-537變電所、七采西部變電所、白馬河風井作為井下環(huán)網分支節(jié)點接入井下環(huán)網。地面環(huán)網和井下環(huán)網通過調度室兩臺性高性能骨干交換機分別與井下-432變電所和中央泵房的兩臺高性能交換機相連接，形成地面環(huán)網和井下環(huán)網的耦合通訊。南屯煤礦的生產信息通過調度室交換機接入兗礦集團監(jiān)控數據網，實現生產信息化和企業(yè)管理信息化的融合，實現局礦兩級信息共享。
3相關節(jié)點
根據南屯煤礦各網絡節(jié)點的實際情況和赫斯曼交換機的配置、參數，在調度室配置兩臺具有路由功能的MS4128交換機MS4128-L3P，在井下-430變電所、-350變電所配置兩臺二層MS4128交換機MS4128-L2P，在南屯煤礦綜合工業(yè)以太骨干環(huán)網的其他網絡節(jié)點配置交換機RS30-1602，在綜合工業(yè)環(huán)網的分支節(jié)點配置交換機RS30-0802，用于接入各自動化子系統。
二、應用效果
南屯煤礦綜合工業(yè)網絡運行近一年來，光纖傳輸穩(wěn)定，礦井上下各交換機、模塊運行良好，并實現井下環(huán)形雙回路閉環(huán)與地面調度指揮中心組合，為安全生產各子系統的接入進行安全穩(wěn)定傳輸，在礦井綜合信息化建設過程中發(fā)揮了重要作用，為礦山生產做出了貢獻。
作者：李茂龍單位：兗礦集團公司
