【正文】 《煤礦安全規(guī)程》 （2020）? 《智能調(diào)度室裝備規(guī)范》? 《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備本質(zhì)安全型電路和電氣設(shè)備要求》? 《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備通用要求》? 《礦用一般型電氣設(shè)備》GB1217390? 《煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求》MT20990? 《工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ11587? 《企業(yè)供配電系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測方法》GB/T166641996? 《通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB5005593? 《礦山電力設(shè)計(jì)規(guī)范》GB5007094 劃設(shè)計(jì)目標(biāo)? 《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50215—2020? 《煤炭洗選工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50359—2020? 《煤礦安全裝備基本要求》? 《煤炭工業(yè)調(diào)度信息化建設(shè)總體規(guī)劃綱要》 （試行）? 《煤炭調(diào)度信息化裝備技術(shù)規(guī)范》 （試行）? 《計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)規(guī)范》GB 8566? 《電子計(jì)算機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》? 《電子計(jì)算機(jī)場地通用規(guī)范》GB/T 2887－2020? 《煤炭工業(yè)信息化“十一五”發(fā)展規(guī)劃》? 《MT/T10062020 礦用信號轉(zhuǎn)換器》? 《MT/T10072020 礦用信息傳輸接口》? 《～51998 光纖總規(guī)范》……2 工業(yè)以太網(wǎng)所謂工業(yè)以太網(wǎng)，是指技術(shù)上與商用以太網(wǎng)(即 標(biāo)準(zhǔn))兼容，但在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，在材質(zhì)的選用、產(chǎn)品的強(qiáng)度、適用性以及實(shí)時(shí)性等方面能滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要。與包括現(xiàn)場總線在內(nèi)的其它網(wǎng)絡(luò)相比，以太網(wǎng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1） 應(yīng)用廣泛以太網(wǎng)是目前應(yīng)用最為廣泛的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，受到廣泛的技術(shù)支持。2） 成本低廉由于以太網(wǎng)的應(yīng)用最為廣泛，因此受到硬件開發(fā)與生產(chǎn)廠商的高度重視與廣泛支持，有多種硬件產(chǎn)品供用戶選擇。另外以太網(wǎng)可以滿足對帶寬的更高要求。并且，在這信息瞬息萬變的時(shí)代，企業(yè)的生存與發(fā)展將很大程度上依賴于一個(gè)快速而有效的通信管理網(wǎng)絡(luò)，信息技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展將更加迅速，也更加成熟，由此保證了以太網(wǎng)技術(shù)不斷地持續(xù)向前發(fā)展。通過以上分析可以看到，以太網(wǎng)在技術(shù)、速度和價(jià)格等許多方面都有著其它網(wǎng)絡(luò)無可比擬的優(yōu)勢，隨著以太網(wǎng)性能的提高和解決以太網(wǎng)實(shí)時(shí)性問題的技術(shù)不斷推出，將以太網(wǎng)應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場將是工業(yè)控制領(lǐng)域的必然選擇。3 煤礦以太網(wǎng)絡(luò)平臺 概況綜合自動化網(wǎng)絡(luò)平臺主要作用是為礦區(qū)提供一個(gè)安全可靠、容量大、功能強(qiáng)、便于維護(hù)、穩(wěn)定可靠的傳輸網(wǎng)，以保證各種業(yè)務(wù)的穩(wěn)定傳輸；包括建立滿足礦區(qū)數(shù)據(jù)及流媒體業(yè)務(wù)需求的數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)，建立滿足礦區(qū)生產(chǎn)、生活的圖像業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，為礦區(qū)的安全生產(chǎn)提供可靠有效的通信保證。? 安全性：包括企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)資料的完整性安全和網(wǎng)絡(luò)安全，系統(tǒng)要具有抗侵入、容錯和容災(zāi)的能力。? 投資保護(hù)：在保證系統(tǒng)能夠安全、可靠運(yùn)行的前提下，最大限度地降低系統(tǒng)造價(jià)，保護(hù)原有的計(jì)算機(jī)設(shè)備投資。工業(yè)以太網(wǎng)（Ether）和現(xiàn)場總線技術(shù)給煤礦監(jiān)測監(jiān)視監(jiān)控技術(shù)的跳躍或發(fā)展帶來了極好的機(jī)遇，也為礦井多媒體綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)項(xiàng)目開發(fā)成功提供了技術(shù)基礎(chǔ)?，F(xiàn)場總線技術(shù)及其協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)現(xiàn)場總線最初的目的是用數(shù)字儀表內(nèi)部具有的數(shù)字信號替代4～20mA 等模擬信號，實(shí)現(xiàn)控制室與現(xiàn)場之間的信息傳輸。從 1984 年起由 IEC（國際電工委員會）和 ISA（原美國儀表學(xué)會）開始了制訂國際標(biāo)準(zhǔn)的工作，由于受到大控制廠商相互競爭的影響，國際標(biāo)準(zhǔn)的制訂困難重重，商業(yè)集團(tuán)為了自身的利益給國際標(biāo)準(zhǔn)的投票通過制造阻力，使得國際標(biāo)準(zhǔn)遲遲不能完成。礦井對現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的基本要求 根據(jù)礦井的要求進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)充后用于煤礦則使完全可行的，鑒于礦井的特殊條件，對井下現(xiàn)場總線有一些基本要求；（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。（3）響應(yīng)時(shí)間。（5）抗干擾能力和對惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力。井下設(shè)備級現(xiàn)場總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的選擇現(xiàn)場總線協(xié)議的 OSI（開放系統(tǒng)互連）模型一般層次較少，通常由OSI 七層模型（ISO 7498）的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層 3 層或再加上用戶層 4 層組成，也有層次較多的，如 PNet 和 Lon Works，一種現(xiàn)場總線可以有不同的物理層或應(yīng)用層，網(wǎng)絡(luò)傳輸性能主要取決于它的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，在研究、選擇、制訂礦用現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可以選擇、組合幾種不同的現(xiàn)場總線技術(shù)。它還可以適用于其它的通信標(biāo)準(zhǔn)，如 FTP（file transfer protocol）和 SMTP(simple mail transfer protocol)等。目前不僅在辦公自動化領(lǐng)域內(nèi)，而且在各個(gè)企業(yè)的管理網(wǎng)絡(luò)也都廣泛使用以太網(wǎng)。 以太網(wǎng)在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展趨勢一般來說，現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議比較簡單，通信速率比較低。管理者希望得到更多的實(shí)時(shí)信息，比如生產(chǎn)系統(tǒng)、資源規(guī)劃系統(tǒng)、出勤記錄、勞動報(bào)告、物資跟蹤、維修管理系統(tǒng)、質(zhì)量信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)等。底層網(wǎng)絡(luò)引入以太網(wǎng)不僅使現(xiàn)場層、控制層和管理層在垂直層面方便集成，更能降低不同廠家設(shè)備在水平層面上的集成成本。網(wǎng)絡(luò)每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過競爭來取得信息包的發(fā)送權(quán)。今天，這種局面已經(jīng)得到根本的改觀。有人作過試驗(yàn)表明，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷不超過 36%的情況下，以太網(wǎng)發(fā)生碰撞的可能性極小。其做法是把網(wǎng)絡(luò)用交換器分割成互不相連的幾個(gè)網(wǎng)段，每個(gè)設(shè)備獨(dú)占一個(gè)網(wǎng)段，從而大大降低沖突的可能性。這些都使以太網(wǎng)進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域鋪平了道路。所以，許多現(xiàn)場總線組織也在致力于發(fā)展 IP 和以太網(wǎng)技術(shù)，預(yù)計(jì)當(dāng)前快速發(fā)展的 IT（information technology）技術(shù)也能成為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中的一部分。Windows NT 對以太網(wǎng)驅(qū)動程序的支持，將使其成為工業(yè)控制中最合適的操作系統(tǒng)。幾乎所有的編程語言都支持 Ether 的應(yīng)用開發(fā)，如 Java，Visual C++及 Visual Basic 等。而且由于應(yīng)用廣泛，硬件價(jià)格也相對低廉。（4） 軟硬件資源豐富由于以太網(wǎng)已應(yīng)用多年，人們對以太網(wǎng)的設(shè)計(jì)、應(yīng)用等方面有很多的經(jīng)驗(yàn)，對其技術(shù)也十分熟悉。（6） 易于與 Inter 連接，能實(shí)現(xiàn)辦公自動化網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的信息無縫集成，傳統(tǒng)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)由于在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)不同層次應(yīng)用不同類型的網(wǎng)絡(luò)，它們之間需要安裝網(wǎng)關(guān)對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。目前，工業(yè)以太網(wǎng)在地面上已經(jīng)有實(shí)際應(yīng)用。所以我們認(rèn)為工業(yè)以太網(wǎng)是礦井多媒體綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的最佳選擇。在此基礎(chǔ)上再通過二級、三級接入層交換機(jī)到達(dá)用戶桌面。? 工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)冗余技術(shù)由于很多場合環(huán)境惡劣，存在網(wǎng)絡(luò)意外斷裂的可能較大，而另一方面，出于生產(chǎn)和安全的需要，對網(wǎng)絡(luò)的可靠性要求又很高，所以需要信息傳輸網(wǎng)絡(luò)能夠提供鏈路冗余。? 鏈路聚合技術(shù)鏈路技術(shù)可以在不改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及原有布線的條件下，使用專用的軟件或軟硬件結(jié)合的產(chǎn)品，把多條交換機(jī)到服務(wù)器或交換機(jī)到交換機(jī)的數(shù)據(jù)通道捆綁起來，形成一條邏輯上的高帶寬數(shù)據(jù)鏈路，滿足高帶寬應(yīng)用的需要，同時(shí)還可以增加網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡能力以及容錯性，極大地提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。其最大的特點(diǎn)是其目的性或針對性很強(qiáng)，每一套嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)都有其特殊的應(yīng)用場合與特定功能，這也是嵌入式系統(tǒng)與通用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最主要的區(qū)別。從根本上說，在網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備中，只要用到了 CPU，那么在其上一定要運(yùn)行一個(gè)完成特定功能的操作系統(tǒng)，也就是嵌入式系統(tǒng)，所以嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備是不可分割的。RTOS 是計(jì)算機(jī)專家們多年潛心研究的結(jié)果，使用 RTOS 不僅增加了嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性，而且應(yīng)用程序的調(diào)試也會方便許多。地面、井下各設(shè)一個(gè)環(huán)網(wǎng)，兩個(gè)光纖環(huán)網(wǎng)在控制中心機(jī)房通過高性能的工業(yè)級核心交換機(jī)連接起來，構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的礦井監(jiān)控信息子網(wǎng)，該子網(wǎng)運(yùn)行在一個(gè)相對獨(dú)立的網(wǎng)段中，通過硬件防火墻與以后建立的礦企業(yè)網(wǎng)（也即是信息網(wǎng)絡(luò)）隔離。主干網(wǎng)絡(luò)傳輸速率 1000Mbps，各子系統(tǒng)與主干網(wǎng)的連接為 10/100Mbps 自適應(yīng)。 核心設(shè)備技術(shù)選型工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心設(shè)備，需滿足具有隔（防）爆、電源輸入范圍廣、允許電源波動范圍大（不少于 20％） 、過壓過流保護(hù)、易安裝、易檢修、故障報(bào)警及定位、線路故障后快速切換到冗余鏈路（小于 300ms） 、設(shè)置簡單、便于維護(hù)等性能要求，能夠完全適應(yīng)井下高溫、潮濕、高粉塵的惡劣環(huán)境。 系統(tǒng)特點(diǎn)1）開放性：系統(tǒng)是完全開放的網(wǎng)絡(luò)平臺，并且符合國際公認(rèn)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn) IEC61158 等，同時(shí)具備成熟的第三方連接能力。4）網(wǎng)絡(luò)速率：網(wǎng)絡(luò)上任意節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸速率不小于 10Mbps。8）組態(tài)：擁有現(xiàn)成靈活的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)工具和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)診斷功能，任何節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)，而不需要更改從前的站號和配置，并應(yīng)充分考慮今后擴(kuò)展的方便性。所有單環(huán)單節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)都具有兩個(gè)全雙工千兆光纖端口，用于環(huán)節(jié)點(diǎn)的連接，構(gòu)成一條完整的光纖環(huán)路