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《礦業裝備雜志》2014年第八期

一、綜合工業網絡的應用

隨著互聯網技術的發展、以太網傳輸速率的提高和以太網交換技術的發展，推動了以太網技術在工業控制領域中的應用，結合工業應用的特點形成了工業以太網技術，工業以太網技術具有應用開發基礎廣泛、通信速率高、成本低廉、資源共享能力強、可持續發展潛力大等優勢。實踐證明，適合礦井信息化建設需要。

1傳輸帶寬

目前工業以太網主要有百兆工業以太網和千兆工業以太網兩類；百兆工業以太網主要應用于控制系統聯網，千兆工業以太網的技術也已成熟并有應用。根據南屯煤礦綜合信息傳輸要求，綜合傳輸網絡不僅傳輸監測和控制信息，還要傳輸工業視頻信息和語音信息，各數據源帶寬如下：（1）監控數據對于實際礦井生產，綜合加權子系統數量、子系統分站或單元數量、測點數量、每測點平均字節數、數據刷新次數、以太網數據包開銷和擴容裕度等，監控數據帶寬按上表合計數值10倍計算，為12Mbps。（2）視頻數據對于攝像監視的視頻數據，以H.264視頻標準下的CIF格式（分辨率352×240）在25幀/秒的幀速下進行傳輸，一路視頻數據傳輸帶寬大約500kbps。根據礦井實際監視點并考慮視頻監控對于無人值守的重要意義，以150路考慮帶寬75Mbps。（3）音頻數據每一路話音根據語音編碼不同帶寬不同，G711帶寬約為100Kbit/s，G729帶寬約為40Kbit/s，G723帶寬約為25Kbit/s，語音數據對于帶寬要求不高。

2網絡結構

工業以太網的組網可以采用星型、樹型或環形等結構。由于礦井生產各子系統分布于工業廣場的地面和井下，各子系統的設備位置分散，采用星型、樹型等組網路由復雜，鋪設、維護線纜復雜，而環形網絡結構可靠性高，所以采用環形組網結構。采用環形網絡結構能夠迅速對故障節點進行定位，大大提高整個網絡的易維性。南屯煤礦綜合工業網絡采用赫斯曼的工業以太網交換機設備進行組網，赫斯曼獨有的HiPER-Ring冗余技術，能夠確保鏈路出現單點故障時，網絡能夠在50ms的時間內自愈。南屯煤礦綜合工業網絡的地面網絡節點有調度室、35kV變電所、機電樓機房（2個節點）、副井提升機房、選煤廠、中央風井、壓風機房、白馬河風井（通過光纜接入井下環網）共8個機房，在調度室機房部署兩臺性能較高的骨干交換機與其他地面網絡節點組成環網結構。南屯煤礦綜合工業網絡的井下網絡節點有-432變電所、十三采變電所、十一采變電所、六采變電所、-440變電所、九采三分區變電所、-670變電所、九采區域變電所、九采東翼膠帶、混合井變電所、中央泵房、-537泵房變電所、七采西部變電所共13個節點，在-432變電所和中央泵房部署兩臺性能較高的交換機與其他9個井下網絡節點組成井下環網結構，-537變電所、七采西部變電所、白馬河風井作為井下環網分支節點接入井下環網。地面環網和井下環網通過調度室兩臺性高性能骨干交換機分別與井下-432變電所和中央泵房的兩臺高性能交換機相連接，形成地面環網和井下環網的耦合通訊。南屯煤礦的生產信息通過調度室交換機接入兗礦集團監控數據網，實現生產信息化和企業管理信息化的融合，實現局礦兩級信息共享。

3相關節點

根據南屯煤礦各網絡節點的實際情況和赫斯曼交換機的配置、參數，在調度室配置兩臺具有路由功能的MS4128交換機MS4128-L3P，在井下-430變電所、-350變電所配置兩臺二層MS4128交換機MS4128-L2P，在南屯煤礦綜合工業以太骨干環網的其他網絡節點配置交換機RS30-1602，在綜合工業環網的分支節點配置交換機RS30-0802，用于接入各自動化子系統。

二、應用效果

南屯煤礦綜合工業網絡運行近一年來，光纖傳輸穩定，礦井上下各交換機、模塊運行良好，并實現井下環形雙回路閉環與地面調度指揮中心組合，為安全生產各子系統的接入進行安全穩定傳輸，在礦井綜合信息化建設過程中發揮了重要作用，為礦山生產做出了貢獻。

作者：李茂龍單位：兗礦集團公司