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杜儿坪矿工业以太环网

关键词:

海得

工业以太网

择要:跟着矿井监测技巧的赓续成长,有越来越多的监测系统安装于井下和地面临盆场所,对矿井的安然临盆起侧紧张的感化。各系统大年夜量的信息必要传输到矿各个调整部门,要扶植一个高靠得住性、高带宽、高速度的传输平台;实现数据、语音和视频同网传输,即“三网合一”的传输平台;扶植覆盖全矿井的传输平台。根据实际利用需乞降往后掩护进级的事情必要,设计了以赫斯曼环网互换机构成的千兆工业以太环网。

1、杜儿坪矿概述

杜儿坪矿井田面积63.1平方公里,1956年建矿,附属山西焦煤西山煤电集团公司。井下巷道分为两个水平,现临盆事情面整个在1010水平巷道内,属斜井矿,现临盆核定能力500万吨/年, 井下1010水平有一条主巷和三条大年夜巷,每条大年夜巷有一个采煤区;因为矿井开采光阴长,井下巷道延伸长;地面各临盆单位散播对照散,间隔矿办公场所较远。1010水平井下巷道散播示意图如下:

‍‍图1 1010水平巷道散播示意图‍‍

跟着矿井监测技巧的赓续成长,有越来越多的监测系统安装于井下和地面临盆场所,对矿井的安然临盆起侧紧张的感化。各系统大年夜量的信息必要传输到矿各个调整部门,要扶植一个高靠得住性、高带宽、高速度的传输平台;实现数据、语音和视频同网传输,即“三网合一”的传输平台;扶植覆盖全矿井的传输平台。根据实际利用需乞降往后掩护进级的事情必要,设计了以赫斯曼环网互换机构成的千兆工业以太环网。

2、矿工业以太环网线路规划

煤矿井下情况恶劣,光缆的抗滋扰性好于电缆,工业以太环网主干传输介质整个用光缆。而环网冗余是经由过程建立一个环状的拓扑布局来实现收集冗余,包管在收集单点故障时,通信依然正常。

因为井下特殊情况前提的限定要真正实现环网的拓扑布局异常艰苦。要覆盖井下所有大年夜巷,经由过程一个环网把所有接入点的互换机连接,光缆的路径在多条巷道中重复呈现,收支巷道的光缆整个位于同一巷道中,当巷道某处误事出事时会造成环网呈现两个断点,造成部分设备的数据不能上传到地面调整中间,低落了环网的冗余性。为确保环网的冗余性,环网中所有互换机连接的光缆实现一个巷道进,从另一巷道出,削减收支巷道的光缆整个位于同一巷道中的环境。井下设计成两个环网,这样还可以将全部井下的信息量分配到了两个自力的环网中上传至地面中间,可以有效低落每个环网中的带宽占用率节制。

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斟酌到矿井地面各紧张临盆场所散播较广,且还有散播在偏远山上的,并且地面临盆单位性子和井下的不合,还有地面数据、视频、语音系统的实时流量和峰值环境,抉择地面工业场所零丁设计成一个环网。全矿井环网拓扑图如下:‍‍

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图2 环网拓扑

本次杜儿坪矿千兆工业以太环网共扶植成3个环网,分手为地面工业场所千兆环网、南大年夜巷至北一大年夜巷千兆环网、北大年夜巷至北二大年夜巷千兆环网。

根据井下巷道散播图(图1)所示,两个环网的光缆路径设计如下:

环网1的路径:光缆由地面中间计心情房经由过程主井口下井,经南大年夜巷、团结巷、北一大年夜巷,由副井口上至地面中间计心情房;

环网2的路径:光缆由地面中间计心情房经由过程主井口下井,经中央变电所、北二大年夜巷、暗斜井,由暗斜井到上水平巷道,经由过程西平峒至地面中间计心情房。

地面环网的路径:由地面中间计心情房到选矸车间、煤运公司、排矸公司、污水处置惩罚厂、新华变电所、北石沟变电所、主运输皮带至地面中间计心情房,中部变电所和南峪二号井因为地域分散不能入环网,以星型拓扑分手接地面中间计心情房。

备用路径:为了包管光链路的冗余性,地面环网和井下环网的光缆互为备用,地面环网所有光缆在北石沟成端,经北石沟通向井下北区变电所的电缆井架设48忒矿用阻燃光缆,在井下北区变电所成端,实现地面与井下光缆的连通。北一大年夜巷和南大年夜巷经团结巷的光缆也在此处成端,井下架设36芯矿用阻燃光缆,单个环用两芯光纤,别的留两芯备用。地面环网可经由过程北区变电所跳接井下环网光缆连接到地面中间计心情房,井下南大年夜巷和北一大年夜巷的环网可经由过程北区变电所跳接到地面环网光缆,实现光链路的不合路径冗余,同时也可以作为往后由单环网向双环网进级的另一链路,这样包管备用光缆路径与应用光缆路径的不合,前进了线路的冗余度。

3、地面中间计心情房设计规划路

3.1设计要求

1)地面中间计心情房是全部环网的节制核心,所有的办事器和系统的数据都将在此汇聚,传向不合的系统,核心设备配两台,互为备份;千兆光纤工业以太环网,冗余自规复光阴小于50MS。

2)临盆信息要经由过程这里与治理信息系统相接,实现环网与办公信息网的连通;因为环网内的各系统关系到井下的安然临盆,安然级别比办公信息网的系统要求高,必须包管环网的安然运行和正常的数据传输。

3)包管优先级高的系统数据优先传输;环网内的系统要实现远控功能,数据旌旗灯号传输要优先于视频和语音旌旗灯号的传输。

4)“三网合一”网内数据量大年夜,核心设备数据处置惩罚能力要高;同时面对赓续增长的数据量,核心互换机的数据处置惩罚能力要能满意矿的长光阴必要。

5)不合类型的数据之间要实现隔离;地面和井下的临盆信息不合,也要实现隔离。运用VLAN技巧将不合的类型的数据进行分隔,将地面和井下信息进行分隔。

VLAN(虚拟局域网)是对连接到的第二层互换机端口的收集用户的逻辑分段,不受收集用户的物理位置限定而根据用户需求进行收集分段。一个VLAN可以在一个互换机或者跨互换机实现。VLAN可以根据收集用户的位置、感化或者根据收集用户所应用的利用法度榜样和协议来进行分组。基于互换机的虚拟局域网能够为局域网办理冲突域、广播域、带宽问题。

3.2中间计心情房规划

1)核心设备规划

环网核心互换机选用两台赫斯曼MACH 4002 24-L3P三层(事情在收集层)互换机,支持VRRP协议,用于实现路由冗余;采纳双机热备要领,实现核心互换机的冗余。

每台核心互换机配一块16个10/100/1000 MBIT/S自适应电口模块,用于和各系统的办事器相连;配一块8个千兆光电复用端口的模块,再配5个千兆单模光纤模块,用于3个环网相联,还有中部变电所和南峪二号井的相联;配M4-S-AC/DC内置电源模块,并配电源机箱及一台M4-P-AC/DC 300W外置电源模块,实现MACH4002互换机的电源冗余,一起接交流电,另一起接UPS电源。

2)VLAN划分规划

全部环网共划分八个VLAN,所有环网互换机的治理IP和互换机上各模块IP整洁个VLAN,各系统办事器IP整洁个VLAN,地面的视频、语音、数据分手划分成三个VLAN,井下的视频、语音、数据分手划分成三个VLAN,除办事器VLAN可以造访各VLAN外,另外各VLAN之间彼此不能造访,不能与办公信息网进行通讯。

矿井全部工业以太环网采纳基于端口要领划分VLAN,视频系统的接入被划分到了每台节点互换机的着末两个端口上,并且规定了小数据包优先传输,包管其它临盆安然监测系统的数据采集和节制敕令的传输。

4、节点规划

各工业场所节点互换机主如果连接场所相近的临盆节制系统,以达到节制和采集各系统设备数据的目的,各系统经由过程RJ45口或RS485口接入环网节点互换机。

地面环网每个节点互换机选用赫斯曼MS4128-L2P卡轨式二层互换机,配一块4端口光电复用的千兆模块,根据现场必要再配不合数量的千兆单模光纤模块,用于和其他MS4128互换机相联或与MACH 4002 互换机相联,配两块有4个10M/100M自适应RJ45电口的模块,另配一块有4个RS485口转RJ45电口的模块,实现RS485设备的接入;配2个RPS80EEC电源模块,实现MS4128-L2P互换机的电源冗余,一电源模块接交流电源,另一电源模块接UPS不间断电源,在交流电断电时,包管环网正常运行4小时。

井下环网每个节点安装矿用环网接入器,矿用环网接入器是防爆型式为矿用隔爆兼本色安然型,相符井下应用前提。接入器内装赫斯曼MS4128-L2P互换机,互换机所配模块与地面环网互换机所配设备同等;接入器供电电压为AC 127/220/380/660 V,内配有电压转换电路,可以从AC 127/220/380/660 V转换不直流;还配有两块12V铅酸充电电池,还交流供电与电池供电切换电路,可在井下交流停电时自动切换至电池供电,支持断电光阴为2小时以上;并带有电池保护功能,防止电池因过度放电,而不能进行充电。

5、收集治理软件

环网建成后,对全部环网的治理包括故障治理、设置设置设备摆设摆设治理、机能治理和安然治理。

1)故障治理是收集治理的最基础功能,当环网运行呈现非常时的治理操作。一旦环网运行

呈现故障,可以根据网管软件的信息确定其缘故原由和位置,然后采取步伐进行修复,保障收集正常运行。环网故障治理包括故障检测、修复和隔离等内容。对收集故障的检测依附于对收集设备的状态监测。要求网管软件可采集环网中所有互换机设备的状态信息,并且可以及时地发明问题,并经由过程诊断测试来辨别故障缘故原由。

2)设置设置设备摆设摆设治理便是设定、网络、监测和治理收集设备设置设置设备摆设摆设数据,使得收集机能达到最优。设置设置设备摆设摆设治理的数据包括环网设备的容量和属性,以及它们之间的关系。要求网管软件可以设置系统参数、初始化和关闭系统资本;跟着环网中系统接入的变更,可动态改动相关设置设置设备摆设摆设。

3)机能治理主如果经由过程网络和统计环网运行数据,对环网资本的运行状况和通信效率等进行评价。要求网管软件可以综合阐发环网中各类身分影响的结果,并得出环网机能的相关数据,依据相关数据可对环网进行收集设置设置设备摆设摆设调剂。

4)环网安然治理的主要内容包括授权治理、造访节制治理、审计反省跟踪和事故处置惩罚、加密治理等。

赫斯曼INDUSTRIAL HIVISION网管软件可以设置设置设备摆设摆设MACH 4002互换机系列模块和MICE 4128-L2P系列互换机。支持拓扑识别,可自动天生环网拓扑图;有设备状态,链路和连接状态(线缆中断,可用),电源和风扇状态的实时监测,有故障报警和事故日志等功能;还有各互换机机能治理功能,可以实时反映每台互换机的资本应用环境;还有安然治理功能,可实现造访节制治理等功能。

‍‍6、规划实现功能‍‍

1)建成数字化、高速化、智能化、标准化的千兆工业以太环网。

2)建成涵盖杜儿坪矿井地面工业场区,井下南大年夜巷、北一、北二大年夜巷、中央变电所区域统共3个千兆工业环网。

3)系统建成后将实现资本共享、信息互通,前进矿井的自动化水平,发挥综合监控和调整和谐感化。

4)优化收集布局,前进收集机能,前进企业综合信息根基举措措施水平,实现数据、语音、视频同网传输。

5)收集易掩护,可以在地面中间计心情房实时掌握每台互换机第个端口的环境,可以经由过程治理事情站实现地面中间计心情房对各互换机的设置设置设备摆设摆设和掩护。

6)进级方便,可以投入很少的资金对环网进行进级,在不改变环网布局和环网的正常应用的环境下便可以实施进级。

跟着信息技巧的赓续成长,会有越来越多的系统利用到煤矿的安然临盆历程中,这对环网要求越来越高,规划充分斟酌了杜儿坪矿往后一个永劫期内的利用需求,拟订了一个具有先辈性,可行性的规划。盼望环网建成后能为杜儿坪矿的井下地面信息系统供给高速、高带宽信息高速公路。

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