1 工程簡(jiǎn)介
    隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )化、信息化概念向自動(dòng)化領(lǐng)域的不斷滲透，礦井監控自動(dòng)化控制理念和技術(shù)也在不斷發(fā)展。在監控工程控制系統中，采用基于工業(yè)以太網(wǎng)的集成式全分布控制系統，具有高度的分散性、實(shí)時(shí)性、可靠性、開(kāi)放性和互操作性的特點(diǎn)，同時(shí)也可以做到數據、語(yǔ)音和視頻“三網(wǎng)合一”的系統。

    整個(gè)礦井監控處理自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )監控區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度系統、地面消防系統、主井提升系統、副井提升系統、地面監視系統、瓦斯監控系統、主井通風(fēng)系統及辦公等方面的控制聯(lián)網(wǎng)。井下控制部分是以調度中心為主控的，其他分控系統包括： 井下排水、井下運輸、人員監控、井下視頻監控系統、井下輔助系統、井下變電。 井上網(wǎng)絡(luò )系統采用100M或者1000M光纖冗余工業(yè)環(huán)網(wǎng)系統將各個(gè)控制部分連接起來(lái)，可以通過(guò)路由和放火墻與公網(wǎng)連接。井下的調度中心采用兩臺KIEN 9001（19英寸機架型交換機，24個(gè)RJ45口，2個(gè)多模冗余光口）與采面控制系統的工業(yè)交換機KIEN 6000-2S組成的100M工業(yè)光纖冗余環(huán)網(wǎng)，根據具體需要可以組成一個(gè)或多個(gè)光纖冗余環(huán)。并通過(guò)井下光纜與井上的網(wǎng)絡(luò )系統良好結合。本方案所有工業(yè)網(wǎng)絡(luò )交換機個(gè)光纖環(huán)網(wǎng)共同匯集到指揮中心的交換機上。然后通過(guò)服務(wù)器進(jìn)行管理。

    如果在系統工作時(shí)交換機的連接介質(zhì)發(fā)生故障，環(huán)形結構將在小于300ms時(shí)間內切換網(wǎng)絡(luò )工作拓撲結構。不影響整個(gè)系統的工作，從而保證了系統的可靠性。而且在同樣的冗余度下，冗余環(huán)網(wǎng)結構不僅減少了風(fēng)險的集中，更降低了實(shí)現成本?？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據安全傳輸。

    2.2．1  冗余環(huán)網(wǎng)工作原理
    工業(yè)冗余環(huán)網(wǎng)的設計是為了實(shí)現在惡劣環(huán)境下，數據傳輸的穩定性、可靠性和實(shí)時(shí)性。

    1． 物理連接上成環(huán)型
    2． 工作時(shí)整個(gè)網(wǎng)絡(luò )成鏈狀結構，有一段是不傳輸數據，只傳輸硬件間的數據流，用來(lái)相互通知各自的狀態(tài)給其他設備。環(huán)上的每一個(gè)設備都知道并隨時(shí)通知其他設備自己的狀態(tài)。
    3． 一旦有一段網(wǎng)絡(luò )發(fā)生故障，臨近交換機會(huì )馬上通知其他交換機，極短的時(shí)間內這一信息就會(huì )傳遍全網(wǎng)。
    4． 作為“根”的交換機就會(huì )實(shí)行切換，就是原來(lái)沒(méi)有數據通過(guò)的那段鏈路馬上進(jìn)行數據傳輸。整個(gè)切換時(shí)間為300毫秒。整個(gè)網(wǎng)絡(luò )還是呈鏈狀工作狀態(tài)，實(shí)現冗余。
    5． 當損壞的網(wǎng)絡(luò )修復后，網(wǎng)絡(luò )恢復到初始工作狀態(tài)。
    6． 東土電信的工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品溫度滿(mǎn)足 -35℃~~75℃
    7． 環(huán)境相對濕度：10%~~~95%（無(wú)凝露）
    8． IP30防護等級，鋁制外殼，無(wú)風(fēng)扇設計。
    9． 電磁兼容符合的標準：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 )基礎和長(cháng)期的經(jīng)驗知識，以及目前所有流行的操作系統和應用也都與以太網(wǎng)兼容；其二，以太網(wǎng)性能價(jià)格比好，初始成本和運營(yíng)成本均較低；另外，以太網(wǎng)的擴展性好，容易安裝開(kāi)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)數據流。目前以太網(wǎng)從共享媒質(zhì)轉向全雙工LAN交換后，在相當程度上實(shí)現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(huì )，同時(shí)使以太網(wǎng)的傳輸距離也大大地得到擴展。

    近來(lái)，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(jiǎn)單的解決方案，只需要最少量的規劃、設計和測試工作，應用多年，為用戶(hù)所熟悉，業(yè)務(wù)指配時(shí)間可以減少到幾個(gè)小時(shí)或幾天；其次，以太網(wǎng)是標準技術(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(wú)關(guān)的承載技術(shù)，可以透明地與銅線(xiàn)對、電纜和各種光纖等不同傳輸媒體接口，避免了重新布線(xiàn)的成本。從結構上看，以太網(wǎng)正以前所未有的端到端解決方案面目出現，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 )的復雜性。同時(shí)，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，由于同樣的系統可以應用在網(wǎng)絡(luò )的各個(gè)層面上，因此，網(wǎng)絡(luò )管理可以大大簡(jiǎn)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)。

    1 設備特點(diǎn)
    采用工業(yè)級元器件和專(zhuān)門(mén)設計，確保產(chǎn)品的高可靠性。
    可在極端的溫度范圍內穩定工作，能適應工業(yè)現場(chǎng)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(hù)的使用。
    上聯(lián)冗余的10/100Mbit/s雙絞線(xiàn)端口，利用上聯(lián)冗余接口，可以組成自愈環(huán)網(wǎng)。提高系統可靠性。
    具有先進(jìn)的解環(huán)自愈功能，當環(huán)網(wǎng)中某處出現故障時(shí)，通訊數據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(shí)間小于300ms。
    支持電口自動(dòng)協(xié)商功能，無(wú)需配置，可自動(dòng)與對端電口設置保持一致。
    具有基于WEB的KIEN網(wǎng)管系統，功能強大，方便管理和維護。
    支持虛擬網(wǎng)絡(luò )（VLAN）標準來(lái)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構設計，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(diǎn)，我們如果在光纜鋪設允許的情況下，組建自愈環(huán)網(wǎng)，不僅節約了設備資金成本，而且最大限度的發(fā)揮了設備的網(wǎng)絡(luò )高可靠性?xún)?yōu)勢。