淺析煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的建設(shè)與應(yīng)用

胡松偉

中國平煤神馬集團中平信息技術(shù)有限責(zé)任公司 河南 平頂山 467000

引言

隨著社會的不斷進步，科技的不斷發(fā)展，我國的三大工業(yè)向智能化，數(shù)字化轉(zhuǎn)化升級。而煤礦工業(yè)作為我國的支柱性產(chǎn)業(yè)，一定會進行數(shù)字化，信息化和智能化的建設(shè)和探索。將煤礦的開采挖掘和自動化結(jié)合并軌，由于近年來煤礦行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并不能保證煤礦的實際發(fā)展需求，在實用性和安全性方面比較差，嚴重地影響了煤礦的生產(chǎn)力，所以非常有必要對煤礦工業(yè)建設(shè)萬兆的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。煤礦工業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的形成，將提高煤礦開采的效率，提高煤礦企業(yè)的生產(chǎn)力。將資源最大化地利用，由此可以看出煤礦工業(yè)企業(yè)建設(shè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的重要性，而其中高速工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)將是給煤礦工業(yè)企業(yè)建設(shè)管網(wǎng)系統(tǒng)錦上添花的一項重要結(jié)構(gòu)。

1 煤礦工業(yè)環(huán)網(wǎng)簡述

1.1 煤礦企業(yè)環(huán)網(wǎng)的系統(tǒng)簡述

煤礦企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)的需求不斷加深，而開發(fā)建設(shè)的煤礦企業(yè)工業(yè)環(huán)網(wǎng)必須要及時快速地更新技術(shù)，使其煤礦工業(yè)更加先進性、實用性、穩(wěn)定性和更安全。并且考慮到煤礦綜合自動化系統(tǒng)的工程的實際需要和將來的發(fā)展趨勢，各個系統(tǒng)的實際需求及其具體的使用特性。煤礦設(shè)計的原則應(yīng)以先進性，實用性，安全性，舒適性和易操作性為主。而系統(tǒng)管網(wǎng)又是可以互相關(guān)聯(lián)的，要保障其各個系統(tǒng)之間的相互協(xié)調(diào)。并且能夠促進煤礦的開采效率，減少煤礦開采時會遇到的隱患和事故[1-2]。

1.2 煤礦企業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

煤礦企業(yè)環(huán)網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由三部分組成，分為管理層、控制層和設(shè)備層。其中管理層由礦地面局域網(wǎng)組成，控制層由高速的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)組成、設(shè)備層有現(xiàn)場總線構(gòu)成，能夠保證現(xiàn)象子系統(tǒng)的實時性和可靠性。煤礦的事故頻發(fā)，不單單是因為煤礦開采本身的安全系數(shù)比較低，更是因為煤礦企業(yè)并沒有將安全機制放在一個比較重要的地位上[3]，沒有給工人講關(guān)于安全生產(chǎn)方面的教育，使得工人在這方面的安全意識較薄弱。那么如何將這些事故或者潛在隱患進行整理并且傳輸?shù)矫旱V的安全管理系統(tǒng)中，將是煤礦企業(yè)應(yīng)該思考的問題。而如今依托現(xiàn)代高科技信息化技術(shù)手段形成的煤礦企業(yè)環(huán)網(wǎng)將搭載這些隱患或事故形成系統(tǒng)，并且在近幾年來不斷發(fā)展完善。而這些系統(tǒng)就是將開采時煤礦井下的情況監(jiān)控起來，并通過控制系統(tǒng)和自動化軟件及工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)融合，形成一體化的礦井管控系統(tǒng)。那么這種系統(tǒng)如何利用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)進行煤礦企業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的升級值得現(xiàn)在的煤礦企業(yè)和相關(guān)的技術(shù)人員學(xué)習(xí)和吸取相關(guān)的經(jīng)驗，以便建設(shè)一個穩(wěn)定而又高效快速的煤礦企業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)。因此我們將講述高速工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的發(fā)展歷程和重要地位。

1.3 煤礦企業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容

煤礦企業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要平臺由核心交換機，井下環(huán)網(wǎng)交換機、防火墻、打印機、地面光纖環(huán)網(wǎng)交換機、ups電源組成。當(dāng)系統(tǒng)建成之后，能夠?qū)κ鹿拾l(fā)生后進行瞬間的恢復(fù)，并且這種系統(tǒng)非常的簡潔明了，區(qū)域一體化設(shè)計[2]。而且全網(wǎng)的交換機連接可以任意地進行選擇。這就是煤礦企業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容。如果這些沒有一個高速的工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)進行網(wǎng)絡(luò)速度上的保障，那么煤礦企業(yè)往往系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)速度就會非常緩慢，無法對所有潛在發(fā)生的事故進行監(jiān)控和恢復(fù)。

1.4 煤礦企業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)要求

首先這個煤礦企業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)是非常自動化，智能化的，所以我們需要更穩(wěn)定和更快速的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。需要平臺的傳輸速率高，寬帶的容量大，傳輸?shù)木嚯x遠，具有看抗干擾和抗雷擊的能力。不僅提供數(shù)據(jù)上的可視化，也要提供視頻和語音。技術(shù)支撐，有故障實時報警系統(tǒng)。而通信系統(tǒng)需要系統(tǒng)的解鎖，速度快，實時性強。寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該更高速，傳輸?shù)墓?jié)點容量應(yīng)該更大，更穩(wěn)定，有更開放的數(shù)據(jù)傳輸接入平臺，節(jié)約煤礦企業(yè)的投資。首先這個煤礦企業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)是非常自動化，智能化的，所以我們需要更穩(wěn)定和更快速的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。需要平臺的傳輸速率高，寬帶的容量大，傳輸?shù)木嚯x遠，具有看抗干擾和抗雷擊的能力。不僅提供數(shù)據(jù)上的可視化，也要提供視頻和語音。技術(shù)支撐，有故障實時報警系統(tǒng)。而通信系統(tǒng)需要系統(tǒng)的解鎖，速度快，實施性強。寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該更高速，傳輸?shù)墓?jié)點容量應(yīng)該更大，更穩(wěn)定，有更開放的數(shù)據(jù)傳輸接入平臺，節(jié)約煤礦企業(yè)的投資。

2 關(guān)于以太環(huán)網(wǎng)的簡述

2.1 工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的概念

工業(yè)以太網(wǎng)是基于IEEE 802.3 (Ethernet）的強大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)以太網(wǎng)，提供了一個無縫集成到新的多媒體世界的途徑。采用何種性能的以太網(wǎng)取決于用戶的需要。通用的兼容性允許用戶無縫升級到新技術(shù)。

2.2 工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢

工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)是區(qū)別于商用太環(huán)網(wǎng)的適用于工業(yè)現(xiàn)場控制應(yīng)用的以太網(wǎng)技術(shù)。而工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的實際產(chǎn)品和應(yīng)用與商用以太環(huán)網(wǎng)完全不同，所以在產(chǎn)品的材質(zhì)上選用和產(chǎn)品的強度適用性、實時性、操作性、抗干擾性、安全性等方面相適應(yīng)，更能滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要。首先，以太網(wǎng)是應(yīng)用最廣泛的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，所以工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)能夠廣泛地應(yīng)用于煤礦企業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)[3]。工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的通信速率非常高，比傳統(tǒng)的總線的通信速率要高得多，能夠完全滿足煤礦企業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)對高速率網(wǎng)絡(luò)的要求。再次，工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的資源共享能力會更強，可以通過網(wǎng)絡(luò)是透到各個系統(tǒng)，能夠更好地使煤礦企業(yè)在平臺上瀏覽到現(xiàn)場施工的數(shù)據(jù)，實行管控一體化。這種強大的資源共享能力是現(xiàn)在其他工業(yè)現(xiàn)場中運用的現(xiàn)場總線無法比擬的。并且工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Ψ浅４?，可以為未來更具智能化和自動化的煤礦企業(yè)發(fā)展提供更多可能性。工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)是不需要用戶在技術(shù)方面獨立升級的，對于煤礦企業(yè)對智能技術(shù)我和自動化技術(shù)的要求，工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)都能最好的滿足煤礦企業(yè)對環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的要求。以上就是工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢，從中我們也可以看到龔瑞泰環(huán)網(wǎng)對煤炭工業(yè)企業(yè)建設(shè)銅環(huán)網(wǎng)的高配適用性，工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)在煤礦企業(yè)環(huán)網(wǎng)建設(shè)中是至關(guān)重要的。

2.3 列舉工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的重要性能

工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為了能夠更好地應(yīng)對嚴酷的工業(yè)環(huán)境，并且確保工業(yè)工作時的安全系數(shù)，具有非常多重要的性能。有10/100M 自適應(yīng)傳輸速率，較高的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率；有簡單的機柜導(dǎo)軌安裝，沒有復(fù)雜的機柜導(dǎo)軌，可操作性強；具有高速冗余的安全網(wǎng)絡(luò)，最大的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時間未0.3s，能在事故后迅速地恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)；另外還有用于嚴酷環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)元件，通過EMC測試；通過帶有RJ45技術(shù)、工業(yè)級的Sub-D連接技術(shù)和安裝專用屏蔽電纜的Fast Connect連接技術(shù)，確?，F(xiàn)場電纜安裝工作的快速進行；簡單高效的信號裝置不斷地監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)元件，保證工業(yè)開采現(xiàn)場實時的監(jiān)控，保持管控一體化；可使用基于Web的網(wǎng)絡(luò)管理使用VB/VC或組態(tài)軟件即可監(jiān)控管理網(wǎng)絡(luò)。以上都是工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的重要網(wǎng)絡(luò)性能，可以看出其在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面的技術(shù)性和智能化。

2.4 工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的技術(shù)特點

工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的技術(shù)特點非常豐富，也可以乘坐優(yōu)點，工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)是最受歡迎的通信網(wǎng)絡(luò)之一，工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)就要穩(wěn)定可靠，通信速率高，價格低廉，應(yīng)用廣泛以及支持技術(shù)成熟的優(yōu)點。并且工業(yè)一套環(huán)網(wǎng)技術(shù)正朝著工業(yè)自動化和智能化方向發(fā)展，并且以太網(wǎng)技術(shù)引入工業(yè)控制領(lǐng)域，其技術(shù)優(yōu)勢非常明顯。具有開放透明的通信協(xié)議，具有全開放，全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)，能夠非常容易地實現(xiàn)互聯(lián)，以太網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)于企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)之間的無縫連接，形成企業(yè)級的管控一體化的全開放網(wǎng)絡(luò)[4]。以太網(wǎng)的成本低廉，受到很多工業(yè)企業(yè)的高度重視和廣泛支持，煤礦企業(yè)也不例外。在信息化的新時代，煤礦企業(yè)。生存發(fā)展將依賴于一個快速，穩(wěn)定的通信管理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。而以太網(wǎng)技術(shù)也在不斷持續(xù)的穩(wěn)定發(fā)展，以太網(wǎng)技術(shù)將對煤礦企業(yè)在現(xiàn)代化社會的生存和發(fā)展產(chǎn)生積極而重大的影響。所以，煤礦企業(yè)要對以太網(wǎng)技術(shù)引起足夠的重視，將其應(yīng)用于自己的煤礦企業(yè)系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)建設(shè)上去。下面將簡述以太網(wǎng)在煤礦企業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)中的建設(shè)與應(yīng)用。

3 煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的建設(shè)與應(yīng)用

3.1 開放性的以太網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)，為煤礦企業(yè)提供信息傳輸服務(wù)

工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)具有穩(wěn)定可靠，通信速率高的優(yōu)點，并且具有全開放，全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)，其通信協(xié)議非常的開放透明，所以在建設(shè)煤礦企業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的時候是非常容易和簡單的，因為工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)非常成熟的網(wǎng)絡(luò)開放技術(shù)，非常方便第三方操作對接。工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)。能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)于企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)之間的無縫連接，煤礦企業(yè)形成管控一體化的全開放網(wǎng)絡(luò)。并且工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的通信速率高，可以為煤礦企業(yè)提供更加豐富的信息傳輸服務(wù)，當(dāng)子系統(tǒng)或者其他系統(tǒng)出現(xiàn)故障之后，也不會對整體的工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，更不會對工藝太環(huán)網(wǎng)的傳輸服務(wù)產(chǎn)生影響。其傳輸服務(wù)性能非常的穩(wěn)定高效，對于煤礦企業(yè)系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)的建設(shè)是非常有積極的建設(shè)作用的。

3.2 穩(wěn)定高效的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度和快捷方便地網(wǎng)絡(luò)節(jié)段

工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)在煤礦企業(yè)中能夠達到比較高速的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，并且比較穩(wěn)定，是對煤礦企業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的根本保障，能夠?qū)崟r監(jiān)控煤礦現(xiàn)場的情況，及時將現(xiàn)場情況上傳到系統(tǒng)中去。能夠及時地反映事故的發(fā)生，能夠讓操作人員更快地解決事故，解決隱患。另外，工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)段是非常靈活，可以根據(jù)煤礦企業(yè)項目的實際情況，提供多個站點的連接支撐能力，這種方便快捷的網(wǎng)絡(luò)節(jié)段的以太網(wǎng)的技術(shù)，對于煤礦企業(yè)有巨大的幫助。

4 結(jié)束語

在煤礦企業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)過程中，不僅僅要建設(shè)與應(yīng)用以太網(wǎng)的所有技術(shù)，更要對以太網(wǎng)進行無維修和維護。如果用煤礦企業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的后期沒有對系統(tǒng)進行日常的維護和升級，也會產(chǎn)生許許多多的問題和漏洞，很難工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)勢全部發(fā)揮出來，出現(xiàn)問題之后網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度會下降，無法實時的監(jiān)控煤礦現(xiàn)場的開采情況，在發(fā)生事故后無法及時補救。所以，不僅要進行以太網(wǎng)在煤礦企業(yè)中的建設(shè)，還要維護其在煤礦工業(yè)以太系統(tǒng)中的應(yīng)用。