镇城底矿工业以太环网技术方案

2014-11-19胡定龙

电子技术与软件工程 2014年20期

胡定龙

摘要煤炭是我国的主要能源之一，工业生产和人民生活都离不开煤炭资源，我国经济的持续健康发展缺不了煤炭工业。利用信息技术改造传统的煤炭工业，建设自动化、信息化、数字化的矿山，从而提高矿井生产效率、保障生产安全、增强管理水平。

【关键词】煤矿信息技术监测监控计算机工业以太环网

1 镇城底矿现状

镇城底矿是一个生产炼焦煤的大型矿井，矿区总面积22.8平方公里，属于山西焦煤西山煤电集团公司。井下分为760和820两个水平巷道，目前主要生产工作面集中在760水平巷道内，矿井最初年设计生产能力150万吨，现核定生产能力190万吨，井下760水平有一条主轨道巷和两个主皮带巷，共10个工作面。

如今矿井监测技术飞速发展，越来越多的监测、监控系统应用在矿井及地面厂房等生产场所，在矿井的安全生产中发挥着重要作用。各种系统所包含的大量数据信息需要传输到各个生产部门，这就需要建设一个具有高高带宽、高速率、可靠性的传输平台；建设覆盖全矿井的数据传输平台。根据目前的实际需求和今后维护升级的需要，设计了以工业以太网交换机构成的千兆工业以太环网。

2 矿工业以太环网网络拓扑结构设计

由于矿井环境恶劣，光缆比电缆抗干扰性要强，所以采用光缆作为工业以太环网主干传输介质。而环网冗余则需通过一个环状的网络拓扑结构来实现网络冗余，从而保证网络单点在出现故障时，通信依然能够正常。

由于井下特殊地理条件的限制，不易真正实现环网拓扑结构。要覆盖井下全部主要巷道，通过一个环网将所有接入点交换机相连，光缆的路径在多条巷道中将会重复，如果进出巷道的光缆都在同一巷道中，当巷道某处出现问题时将会造成网络出现两个断点，造成设备的数据不能上传到地面数据中心，无法保障环网的冗余性。为了保证环网的冗余性，环网中交换机的连接光缆一个巷道进，从另一巷道出，避免进出巷道的光缆位于同一巷道中的情况。

镇城底矿工业环网从现有实际考虑，计划从调度机房开始到主井井口和副井井口，再从主井井口入井；井下光缆分两路架设，一路沿轨道大巷，另一路沿皮带大巷；最终从副井井口再返回到调度机房。地面重要生产场所采用节点的形式接入环网，井下760大巷从井底配线室出发，一路沿立井底、低硫变电所、南下组、南2、东大巷口、下组煤变电所再到820变电所一路最终返回副井井口；光缆实现了一个巷道进，从另一巷道出；从而保证井下环网的网络冗余。井下另一水平大巷820大巷，由于开采年代较长，剩余可采量较少，剩余开采周期比较短，且只有两个环网节点；本着节能降耗的原则，对760大巷拟采用一条光缆光纤复用的方法，构建一个数据环网或是一个井下分支节点。

3 系统技术要求

（1）整个工业以太环网采用工业级设备，要求在井下高温、高湿等恶劣环境下能够稳定运行。

（2）整体网络的传输速率高、带宽大、传输远；具有抗干扰和雷击能力。为数据、视频和语音三网合一提供了足够的网络带宽。

（3）网络网管软件可以对环网中的网络设备进行实时监控，当出现故障能够实时报警。

（4）整个网络同时兼容单模、多模光纤以及超五类双绞线传输介质；能够与局域网办公管理信息系统相连，实现信息的共享。

（5）井下使用交换机必须经过防爆认证，具有MA标识；要求配备UPS电源，在市电停电以后，能够运行止少2小时以上。

4 网络管理软件

环网建成以后，对环网的管理包括故障管理、配置管理、性能管理以及安全管理。

（1）故障管理是网管软件的基本功能，当环网出现异常时的相应操作。当环网运行中出现故障，能够根据网管软件中的记录信息确定出原因和故障位置，从而采取对应措施来修复，来保障网络的正常运行。环网的故障管理包括故障检测、修复和隔离等。

（2）配置管理就是能够对网络设备进行设定、数据收集、状态监测和配置管理。配置管理的数据包括环网中设备的容量及属性。要求软件可以设置系统的参数；初始化和关闭系统；随着环网中设备接入的变化，可以同步修改相应配置。

（3）性能管理是通过收集和统计环网的运行数据，对环网的运行状况和通信效率等进行分析。要求网管软件能够综合分析出各种因素对环网的影响，并根据相关的数据对环网进行配置和调整。

（4）环网安全管理的主要内容包括：授权管理、加密管理、访问控制管理、审计检查跟踪和事件处理等。