【正文】 XX 煤礦 工業(yè)以太環(huán)網(wǎng) 系統(tǒng)設(shè)計方 案 電話： 051680139999 80139988 傳真： 051680139977 網(wǎng)址： Email: 第 29 頁 共 64 頁 煤礦常用的交換機主要有： ? 500 系列高性能管理型工業(yè)以太網(wǎng)交換機 ? 700 系列全管理型工業(yè)以太網(wǎng)交換機 ? 7000 系列全管理型工業(yè)以太網(wǎng)交換機 ? 9000 系列全管理功能模塊化千兆工 業(yè)以太網(wǎng)交換機 卡軌式安。 9000 系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機，支持千兆以太網(wǎng)連接。 NTRON 工業(yè)以太網(wǎng)交換機，使用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，專門為寬溫工作環(huán)境而設(shè)計，工作溫度范圍可達 40℃ ——80℃ ， NTRON 產(chǎn)品以其杰出的抗震動和抗干擾性能和高達 200 萬小時平均無故障運行時間，滿足工業(yè)應(yīng)用中苛刻的環(huán)境要求。 所有羅杰康公司的產(chǎn)品都滿足強化設(shè)備標(biāo)準(zhǔn) (RuggedRatedTM)，這一標(biāo)準(zhǔn)保證高的抗電磁干擾（ EMI）能力，寬的工作溫度范 圍（ 40℃ 至 85℃ ）、 抗震動和沖擊性、高可靠性和集成工業(yè)電源選項，具有真正的（ N+1）冗余和負載均衡能力 。目前，羅杰康公司已經(jīng)在超過 25 個國家擁有銷售代表和分銷商，為客戶提供專業(yè)和及時的技術(shù)支持和服務(wù)。 羅杰康 工業(yè)以太網(wǎng)交換機 羅杰康公司是世界領(lǐng)先的生產(chǎn)用于嚴苛工業(yè)環(huán)境的高性能網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備的制造商。 目前國內(nèi)外主要千兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機型號及性能對比如下： 目前，提供千兆 工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機的生產(chǎn)商有 赫斯曼 、西門子、東土電信和 羅杰康、安創(chuàng) 等 。 ? 放火墻 1 臺 設(shè)備類型：千兆級防火墻 并發(fā)連接數(shù)： 1000000 網(wǎng)絡(luò)吞吐量（ Mpps）： 2020 入侵檢測： Dos、 DdoS 主要功能：內(nèi)容過濾，用戶認證，系統(tǒng)監(jiān)控，集中網(wǎng)管等。但從安全的角度來講，操作員必須經(jīng)過授權(quán)的方式進入該工作站來實現(xiàn)一定的操作和控制。 服務(wù)器配置全部選為企業(yè)級服務(wù)器，并采用較高主頻的 Intel處理器。服務(wù)器主要安裝實時和歷史數(shù)據(jù)庫軟件及監(jiān)控冗余軟件，主要完成各種監(jiān)測監(jiān)控實時數(shù)據(jù)的存儲、集成、處理等。 拓撲 結(jié)構(gòu) 本數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成基礎(chǔ)為 1000M 工業(yè)以太網(wǎng)，整體網(wǎng)絡(luò)初步設(shè)計為 1 臺調(diào)度室交換機、 5 臺地面交換機、 6 臺井下交換機、 2 臺核心網(wǎng)關(guān)交換機、 2 臺接入交換機、 1 臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 、 5 臺管控服務(wù)器、 1 臺 WEB 服務(wù)器、 8 臺工業(yè)控制電腦、 1 臺磁盤陣列柜、 1 臺防火墻、 1 臺多 1 臺隔離網(wǎng)閘、功能打印機、 1臺報警打印機。借助 大屏幕投影顯示系統(tǒng) 、 工業(yè)電視系統(tǒng) 、 LED 顯示屏等，在指揮控制中心可實現(xiàn)對各個監(jiān)控子系統(tǒng)的集中監(jiān)視、監(jiān)控。 支持基于 Web 的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)（可選），可以通過專用的網(wǎng)關(guān)軟件對交換機進行管理和控制； 每臺交換機支持 6 個 以上以太網(wǎng)接口，可以選擇為電接口、光接口或兩者的任意組合； XX 煤礦 工業(yè)以太環(huán)網(wǎng) 系統(tǒng)設(shè)計方 案 電話： 051680139999 80139988 傳真： 051680139977 網(wǎng)址： Email: 第 24 頁 共 64 頁 支持全雙工 /半雙工運轉(zhuǎn)； 支持單冗余鏈路，最大網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)自愈時間小于 300ms。 安全生產(chǎn)、監(jiān)測監(jiān)控等綜合自動化系統(tǒng)通過智能接入分站 /網(wǎng)關(guān) /網(wǎng)絡(luò)通訊模塊和工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)交換機接入井上下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)。調(diào)度室核心工業(yè)以太網(wǎng)交換機選擇 XX_系列，該交換機和子網(wǎng)兩個采 用千兆冗余連接，確?？刂浦行倪B接的所有服務(wù)器、工作站的全速互聯(lián)要求。 系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)如下圖所示。工業(yè)以太網(wǎng)主干網(wǎng)絡(luò)傳輸速率 1000Mbps，網(wǎng)絡(luò)多功能智能分站與主干網(wǎng)的連接為 10/100Mbps 自適應(yīng)。 配置管控服務(wù)器、各專業(yè)服務(wù)器、大屏幕控制器、調(diào)度室各專業(yè)操控站，管控制網(wǎng)通過防火墻和隔離網(wǎng)閘與 信息網(wǎng)的核心交換機連接。工業(yè)環(huán)網(wǎng)與企業(yè)信息網(wǎng)間采用雙網(wǎng)卡信息發(fā)布服務(wù)器 +防火墻 +隔離網(wǎng)閘技術(shù)，或建議其它安全性更高的方式。 XXX 礦井 工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 設(shè)計 (1) 工業(yè)以太網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu) XXX 綜合信息自動化控制平臺的主干網(wǎng)結(jié)構(gòu)采用環(huán)形工業(yè)以太網(wǎng)，主干網(wǎng)傳輸介質(zhì)為光纖，采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機進行數(shù)據(jù)交換。 煤礦安全生產(chǎn)中一個關(guān)鍵的因素就是保證監(jiān)測信息和控制信息的實時傳遞，因而我們在礦用工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品設(shè)計時選擇具有高實時性保證的嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式處理器芯片，即使在網(wǎng)絡(luò)需要傳輸圖像、話音等大數(shù)據(jù)量的信號時，也能保證控制信號等重要信息的實時性。另外，實時操作系統(tǒng)的重要特點是具有系統(tǒng)的可確定性，即系統(tǒng)能對運行情況的最好和最壞等情況作出精確的估計。 實時多任務(wù)操作系統(tǒng)（ RTOS）是嵌入式應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)和開發(fā)平臺，它嵌入在目標(biāo)代碼中，在系統(tǒng)復(fù)位后首先執(zhí)行，負責(zé)在硬件基礎(chǔ)之上，為應(yīng)用軟件建立一個功能更為強大的運行環(huán)境，用戶的其它應(yīng)用程序都建立在 RTOS 之上。 在網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備和工業(yè)控制領(lǐng)域，嵌入式系統(tǒng)發(fā)揮了重要的作用，目前主 XX 煤礦 工業(yè)以太環(huán)網(wǎng) 系統(tǒng)設(shè)計方 案 電話： 051680139999 80139988 傳真： 051680139977 網(wǎng)址： Email: 第 21 頁 共 64 頁 要應(yīng)用在路由器和交換機上。另外，嵌入式技術(shù)與實時性有著天然的聯(lián)系。具有軟件代碼小、高度自動化、響應(yīng)速度快等特點，特別適合于要求實時和多任務(wù)的應(yīng)用環(huán)境。當(dāng)聚合鏈路中一條或幾條（不是全部）意外損壞時，數(shù)據(jù)仍然可通過剩余的物理鏈路傳輸。在交換式以太網(wǎng)中，冗余的管理能夠?qū)崿F(xiàn)很高的網(wǎng)絡(luò)可用性，交換式高速以太網(wǎng)啟用環(huán)冗余的時間少于 300ms，也就是說，一條鏈路出錯后，網(wǎng)絡(luò)可以在 300ms 時間以內(nèi)重新可用。環(huán)型以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)在很大程度上解決了以太網(wǎng)的容錯問題，提高了以太網(wǎng)的可靠性。 （ 1）工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù) XX 煤礦 工業(yè)以太環(huán)網(wǎng) 系統(tǒng)設(shè)計方 案 電話： 051680139999 80139988 傳真： 051680139977 網(wǎng)址： Email: 第 20 頁 共 64 頁 普通商用以太網(wǎng)不能保證網(wǎng)絡(luò)的冗余性、可靠性和實時性，為使以太網(wǎng)能夠成功應(yīng)用在工業(yè)控制領(lǐng)域，許多研發(fā)機構(gòu)和廠商相繼推出了以太網(wǎng)的環(huán)冗余和鏈路聚合等技術(shù)。 在煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)和企業(yè)管理層局域網(wǎng)之間設(shè)置防火墻，用來隔離管理網(wǎng)與生產(chǎn)控 制網(wǎng)，保證生產(chǎn)控制網(wǎng)的安全。 在 XXX 礦井 綜合信息 網(wǎng)絡(luò) 平臺 骨干網(wǎng)的設(shè)計中將采用 工業(yè)以太冗余環(huán)網(wǎng) 技術(shù)組成。 綜合信息 網(wǎng)絡(luò) 平臺結(jié)構(gòu)模式 根據(jù)以上分析和要求，結(jié)合最先進的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)， XXX 礦井 綜合信息網(wǎng)絡(luò) 平臺采用基于高速工業(yè)以太冗余環(huán)網(wǎng)的三層結(jié)構(gòu)模式。如今的控制網(wǎng)絡(luò)中，以太網(wǎng)已經(jīng)成為企業(yè)層和控制層的主要網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。并且，在這信息瞬息萬變的時代，企業(yè)的生存與發(fā)展將很大程度上依賴于一個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。大量的軟件資源和設(shè)計經(jīng)驗可以顯著降低系統(tǒng)的開發(fā)和培訓(xùn)費用，從而可以顯著降低系統(tǒng)的整體成本，并大大加快系統(tǒng)的開發(fā)和推廣速度。另外以太網(wǎng)可以滿足對帶寬的更高要求。目前以太網(wǎng)網(wǎng)卡的價格只有 Profibus， FF 等 現(xiàn)場總線的十分之一，并且隨著 XX 煤礦 工業(yè)以太環(huán)網(wǎng) 系統(tǒng)設(shè)計方 案 電話： 051680139999 80139988 傳真： 051680139977 網(wǎng)址： Email: 第 18 頁 共 64 頁 集成電路技術(shù)的發(fā)展，其價格還會進一步下降。 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。這些編程語言由于廣泛使用，并受到軟件開發(fā)商的高度重視，具有很好的發(fā)展前景。 工業(yè) 以太網(wǎng)是最佳選擇 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 ： 應(yīng)用廣泛 以太網(wǎng)是 目前應(yīng)用最為廣泛的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，受到廣泛的技術(shù)支持。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。以太網(wǎng)以其廉價高速方便的特性獲得更多青睞。管理者希望得到更多的實時信息，比如生產(chǎn)系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)、出勤記錄、勞動報告、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。但隨著儀器儀表智能化的提高，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)也必將趨于復(fù)雜，未來傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可能已不滿足幾個字節(jié)，甚至是 WEB 網(wǎng)頁，所以網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母咚傩栽诠I(yè)控制中越來越重要。 XX 煤礦 工業(yè)以太環(huán)網(wǎng) 系統(tǒng)設(shè)計方 案 電話： 051680139999 80139988 傳真： 051680139977 網(wǎng)址： Email: 第 17 頁 共 64 頁 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。 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 《煤礦安全規(guī)程》 《煤炭調(diào)度信息化裝備技術(shù)規(guī)范》 （試行） 《煤礦安全裝備基本要求》 《煤礦監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計規(guī)范》 《煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中心站軟件開發(fā)規(guī)范》 XX 煤礦 工業(yè)以太環(huán)網(wǎng) 系統(tǒng)設(shè)計方 案 電話： 051680139999 80139988 傳真： 051680139977 網(wǎng)址： Email: 第 16 頁 共 64 頁 煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范 GB502152020 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 煤礦通信、檢測、控制用電工產(chǎn)品通用技術(shù)條件 MT 20990 煤礦用信息傳輸裝置 MT/T8992020 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)軟件通用技術(shù)要求 MT/T10082020 煤礦電氣圖專用圖形符號 MT／ T 5701996 煤礦用帶式輸送機安全規(guī)范 MT 6541997 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)主要性能測試方法 MT/T 7721998 工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范 GBJ11587 礦用一般型電氣設(shè)備要求 GB/T 121732020 電子計算機機房設(shè)計規(guī)范 GB501742020 建筑內(nèi)部裝修設(shè)計防火規(guī)范 GB 5022295 煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范 GB502152020 建筑物防雷設(shè)計規(guī)范 GB 500572020 建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范 GB503432020 工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)系統(tǒng) XXX 礦井 統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺是保證整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，工業(yè)以太網(wǎng)平臺 主要作用是為礦區(qū) 提供一個 安全可靠、容量大、功能強、便于維護、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。充分考慮將來需求的成長空間，所提供的系統(tǒng)平臺與技術(shù)將充分配合未來功能及擴充項目的需求，以避免將來重復(fù)的投資。系統(tǒng)提供與各種外界系統(tǒng)的通信功能，確保信息的完整性并充分利用在整體系統(tǒng)的運作上。 安全性、完整性 網(wǎng)絡(luò)的各個環(huán)節(jié)要盡可能多的提供安全保密措施，來保證網(wǎng)絡(luò) 的性能。對于安裝的服務(wù)器、終端設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、控制設(shè)備與布線系統(tǒng)，必須能適應(yīng)嚴格的工作環(huán)境，特別考慮要適應(yīng)煤礦井下高溫、高濕、高瓦斯的客觀環(huán)境，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定。 高 可靠性 高可靠性體現(xiàn)在系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計、冗余的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、冗余的應(yīng)用與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、產(chǎn)品選型、優(yōu)秀的軟件產(chǎn)品以及優(yōu)秀的工程開發(fā)實施隊伍等，我們一慣