1 工程簡介 隨著網(wǎng)絡(luò)化、信息化概念向自動化領(lǐng)域的不斷滲透，礦井監(jiān)控自動化控制理念和技術(shù)也在不斷發(fā)展。在監(jiān)控工程控制系統(tǒng)中，采用基于工業(yè)以太網(wǎng)的集成式全分布控制系統(tǒng)，具有高度的分散性、實時性、可靠性、開放性和互操作性的特點，同時也可以做到數(shù)據(jù)、語音和視頻“三網(wǎng)合一”的系統(tǒng)。 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 整個礦井監(jiān)控處理自動化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控區(qū)域分為井上控制部分和井下控制部分，井上控制部分主要是對地面電力調(diào)度系統(tǒng)、地面消防系統(tǒng)、主井提升系統(tǒng)、副井提升系統(tǒng)、地面監(jiān)視系統(tǒng)、瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)、主井通風(fēng)系統(tǒng)及辦公等方面的控制聯(lián)網(wǎng)。井下控制部分是以調(diào)度中心為主控的，其他分控系統(tǒng)包括： 井下排水、井下運輸、人員監(jiān)控、井下視頻監(jiān)控系統(tǒng)、井下輔助系統(tǒng)、井下變電。 井上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用100M或者1000M光纖冗余工業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)將各個控制部分連接起來，可以通過路由和放火墻與公網(wǎng)連接。井下的調(diào)度中心采用兩臺KIEN 9001（19英寸機架型交換機，24個RJ45口，2個多模冗余光口）與采面控制系統(tǒng)的工業(yè)交換機KIEN 6000-2S組成的100M工業(yè)光纖冗余環(huán)網(wǎng)，根據(jù)具體需要可以組成一個或多個光纖冗余環(huán)。并通過井下光纜與井上的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)良好結(jié)合。本方案所有工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機個光纖環(huán)網(wǎng)共同匯集到指揮中心的交換機上。然后通過服務(wù)器進行管理。如圖所示； 如果在系統(tǒng)工作時交換機的連接介質(zhì)發(fā)生故障，環(huán)形結(jié)構(gòu)將在小于300ms時間內(nèi)切換網(wǎng)絡(luò)工作拓撲結(jié)構(gòu)。不影響整個系統(tǒng)的工作，從而保證了系統(tǒng)的可靠性。而且在同樣的冗余度下，冗余環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)不僅減少了風(fēng)險的集中，更降低了實現(xiàn)成本?？梢造`活的與其他網(wǎng)絡(luò)交換機接入。良好的安全特性能夠保證數(shù)據(jù)安全傳輸。 2.2．1 冗余環(huán)網(wǎng)工作原理 工業(yè)冗余環(huán)網(wǎng)的設(shè)計是為了實現(xiàn)在惡劣環(huán)境下，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、可靠性和實時性。 1． 物理連接上成環(huán)型 2． 工作時整個網(wǎng)絡(luò)成鏈狀結(jié)構(gòu)，有一段是不傳輸數(shù)據(jù)，只傳輸硬件間的數(shù)據(jù)流，用來相互通知各自的狀態(tài)給其他設(shè)備。環(huán)上的每一個設(shè)備都知道并隨時通知其他設(shè)備自己的狀態(tài)。 3． 一旦有一段網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，臨近交換機會馬上通知其他交換機，極短的時間內(nèi)這一信息就會傳遍全網(wǎng)。 4． 作為“根”的交換機就會實行切換，就是原來沒有數(shù)據(jù)通過的那段鏈路馬上進行數(shù)據(jù)傳輸。整個切換時間為300毫秒。整個網(wǎng)絡(luò)還是呈鏈狀工作狀態(tài)，實現(xiàn)冗余。 5． 當(dāng)損壞的網(wǎng)絡(luò)修復(fù)后，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)到初始工作狀態(tài)。 6． 東土電信的工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品溫度滿足 -35℃~~75℃ 7． 環(huán)境相對濕度：10%~~~95%（無凝露） 8． IP30防護等級，鋁制外殼，無風(fēng)扇設(shè)計。 9． 電磁兼容符合的標(biāo)準(zhǔn)：EN50082-2 2.2 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢分析 采用以太網(wǎng)作為交換傳輸和接入平臺的優(yōu)勢十分明顯。其一是巨大的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和長期的經(jīng)驗知識，以及目前所有流行的操作系統(tǒng)和應(yīng)用也都與以太網(wǎng)兼容；其二，以太網(wǎng)性能價格比好，初始成本和運營成本均較低；另外，以太網(wǎng)的擴展性好，容易安裝開通，并且可靠性較高。以太網(wǎng)接入采用異步工作方式，很適合于處理IP突發(fā)數(shù)據(jù)流。目前以太網(wǎng)從共享媒質(zhì)轉(zhuǎn)向全雙工LAN交換后，在相當(dāng)程度上實現(xiàn)了計算機間的信息隔離，消除了鏈路帶寬的競爭和潛在的碰撞機會，同時使以太網(wǎng)的傳輸距離也大大地得到擴展。 近來，以太網(wǎng)已逐漸向城域網(wǎng)甚至廣域網(wǎng)擴展。從技術(shù)上看，以太網(wǎng)是一種很簡單的解決方案，只需要最少量的規(guī)劃、設(shè)計和測試工作，應(yīng)用多年，為用戶所熟悉，業(yè)務(wù)指配時間可以減少到幾個小時或幾天；其次，以太網(wǎng)是標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，互換互操作性好，具有廣泛的軟硬件支持，成本低。有人預(yù)測，在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)上，以太網(wǎng)成本可能SDH和ATM的25%和10%；最后，以太網(wǎng)是與媒體無關(guān)的承載技術(shù)，可以透明地與銅線對、電纜和各種光纖等不同傳輸媒體接口，避免了重新布線的成本。從結(jié)構(gòu)上看，以太網(wǎng)正以前所未有的端到端解決方案面目出現(xiàn)，消去了其他解決方案所必不可少的網(wǎng)絡(luò)邊界處的格式變換，減少了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。同時，以太網(wǎng)是具有很好擴展性的解決方案，其速率可以從10Mbits/s、100Mbits/s、1Gbits/s一直擴展到10Gbit/s。從管理上看，由于同樣的系統(tǒng)可以應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)的各個層面上，因此，網(wǎng)絡(luò)管理可以大大簡化。 方案： 綜上所述，我們選用公司的交換工業(yè)以太網(wǎng)交換機KIEN6000-2S和 KIEN 9001，組成工業(yè)級冗余環(huán)網(wǎng)。 KIEN 6000 工業(yè)以太網(wǎng)交換機 1 設(shè)備特點 ◆ 采用工業(yè)級元器件和專門設(shè)計，確保產(chǎn)品的高可靠性。 ◆ 可在極端的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場惡劣的工作環(huán)境。 ◆ 本產(chǎn)品組網(wǎng)十分靈活，可組成超級光纖自愈環(huán)網(wǎng)、超級以太網(wǎng)自愈環(huán)網(wǎng)，方便了用戶的使用。 ◆ 上聯(lián)冗余的10/100Mbit/s雙絞線端口，利用上聯(lián)冗余接口，可以組成自愈環(huán)網(wǎng)。提高系統(tǒng)可靠性。 ◆ 具有先進的解環(huán)自愈功能，當(dāng)環(huán)網(wǎng)中某處出現(xiàn)故障時，通訊數(shù)據(jù)能夠快速切換到備用網(wǎng)絡(luò)上，保證網(wǎng)絡(luò)通訊正常，自愈時間小于300ms。 ◆ 支持電口自動協(xié)商功能，無需配置，可自動與對端電口設(shè)置保持一致。 ◆ 具有基于WEB的KIEN網(wǎng)管系統(tǒng)，功能強大，方便管理和維護。 ◆ 支持虛擬網(wǎng)絡(luò)（VLAN）標(biāo)準(zhǔn)來控制廣播域和網(wǎng)段流量，可以提高網(wǎng)絡(luò)性能、安全性和可管理性。 ◆ 堅固而精致的外形結(jié)構(gòu)設(shè)計，具有一定的防護等級。 產(chǎn)品提供多種安裝方式，如卡軌式、壁掛式等，適用于不同的安裝條件。 以上是產(chǎn)品的基本特點，我們?nèi)绻诠饫|鋪設(shè)允許的情況下，組建自愈環(huán)網(wǎng)，不僅節(jié)約了設(shè)備資金成本，而且最大限度的發(fā)揮了設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)高可靠性優(yōu)勢。