工业网络在矿井信息化建设中的应用范文

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《矿业装备杂志》2014年第八期

一、综合工业网络的应用

随着互联网技术的发展、以太网传输速率的提高和以太网交换技术的发展，推动了以太网技术在工业控制领域中的应用，结合工业应用的特点形成了工业以太网技术，工业以太网技术具有应用开发基础广泛、通信速率高、成本低廉、资源共享能力强、可持续发展潜力大等优势。实践证明，适合矿井信息化建设需要。

1传输带宽

目前工业以太网主要有百兆工业以太网和千兆工业以太网两类；百兆工业以太网主要应用于控制系统联网，千兆工业以太网的技术也已成熟并有应用。根据南屯煤矿综合信息传输要求，综合传输网络不仅传输监测和控制信息，还要传输工业视频信息和语音信息，各数据源带宽如下：（1）监控数据对于实际矿井生产，综合加权子系统数量、子系统分站或单元数量、测点数量、每测点平均字节数、数据刷新次数、以太网数据包开销和扩容裕度等，监控数据带宽按上表合计数值10倍计算，为12Mbps。（2）视频数据对于摄像监视的视频数据，以H.264视频标准下的CIF格式（分辨率352×240）在25帧/秒的帧速下进行传输，一路视频数据传输带宽大约500kbps。根据矿井实际监视点并考虑视频监控对于无人值守的重要意义，以150路考虑带宽75Mbps。（3）音频数据每一路话音根据语音编码不同带宽不同，G711带宽约为100Kbit/s，G729带宽约为40Kbit/s，G723带宽约为25Kbit/s，语音数据对于带宽要求不高。

2网络结构

工业以太网的组网可以采用星型、树型或环形等结构。由于矿井生产各子系统分布于工业广场的地面和井下，各子系统的设备位置分散，采用星型、树型等组网路由复杂，铺设、维护线缆复杂，而环形网络结构可靠性高，所以采用环形组网结构。采用环形网络结构能够迅速对故障节点进行定位，大大提高整个网络的易维性。南屯煤矿综合工业网络采用赫斯曼的工业以太网交换机设备进行组网，赫斯曼独有的HiPER-Ring冗余技术，能够确保链路出现单点故障时，网络能够在50ms的时间内自愈。南屯煤矿综合工业网络的地面网络节点有调度室、35kV变电所、机电楼机房（2个节点）、副井提升机房、选煤厂、中央风井、压风机房、白马河风井（通过光缆接入井下环网）共8个机房，在调度室机房部署两台性能较高的骨干交换机与其他地面网络节点组成环网结构。南屯煤矿综合工业网络的井下网络节点有-432变电所、十三采变电所、十一采变电所、六采变电所、-440变电所、九采三分区变电所、-670变电所、九采区域变电所、九采东翼胶带、混合井变电所、中央泵房、-537泵房变电所、七采西部变电所共13个节点，在-432变电所和中央泵房部署两台性能较高的交换机与其他9个井下网络节点组成井下环网结构，-537变电所、七采西部变电所、白马河风井作为井下环网分支节点接入井下环网。地面环网和井下环网通过调度室两台性高性能骨干交换机分别与井下-432变电所和中央泵房的两台高性能交换机相连接，形成地面环网和井下环网的耦合通讯。南屯煤矿的生产信息通过调度室交换机接入兖矿集团监控数据网，实现生产信息化和企业管理信息化的融合，实现局矿两级信息共享。

3相关节点

根据南屯煤矿各网络节点的实际情况和赫斯曼交换机的配置、参数，在调度室配置两台具有路由功能的MS4128交换机MS4128-L3P，在井下-430变电所、-350变电所配置两台二层MS4128交换机MS4128-L2P，在南屯煤矿综合工业以太骨干环网的其他网络节点配置交换机RS30-1602，在综合工业环网的分支节点配置交换机RS30-0802，用于接入各自动化子系统。

二、应用效果

南屯煤矿综合工业网络运行近一年来，光纤传输稳定，矿井上下各交换机、模块运行良好，并实现井下环形双回路闭环与地面调度指挥中心组合，为安全生产各子系统的接入进行安全稳定传输，在矿井综合信息化建设过程中发挥了重要作用，为矿山生产做出了贡献。

作者：李茂龙单位：兖矿集团公司