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矿用数字化环网系统

 1.2总体结构设计 

  系统分为管理层、控制层和设备层三层结构。其中管理层为矿地面局域网,控制层采用高速工业以太环网,设备层采用现场总线,保证了现场子系统的实时性和可靠性。在管理层,管理网服务器系统负责收集全矿的生产、管理、经营等方面的信息,并为管理网与国际互联网的连接提供服务;在管理网的各PC终端,可以在统一的界面下根据权限和等级查看全矿的所有信息。控制层分为过程控制和集中监控层,在过程控制层,PLC分站、电力控制器、其它智能监控分站等对现场设备实现运行参数的采集,并负责传达集中控制信号至现场设备;各子系统通过其现场总线采集各自所控制设备的运行参数,并实现对整个子系统设备的集中控制。设备层主要包括:传感器、执行器、开关柜等现场设备。 

  1.3项目达到的效果 

  系统建成后,能把各个子系统有机整合在一起,能使某某煤矿井上下各生产环节的生产工况信息在现有条件下进行有效集成,能够将各子系统的数据进行深入挖掘,进而实现相关联业务数据的综合分析以及生产状态的实时评估,达到“管控一体化”和统一调度指挥决策的目标。 

   2.1网络拓扑结构设计 

  平台主要由核心交换机、地面光纤环网交换机、井下环网交换机等组成。 全网建成后的性能可以保证达到以下水平:全网交换机连接均可基于单、多模光纤或铜介质,可按需要任意选择;光纤网络中的任何位置发生一个断点事故均可在瞬间内完成链路通信的恢复;全网基于统一、简洁的网络管理。 

1) 系统支持光纤冗余环网工作模式,接节故障不影响整个系统性能,故障自恢复时间短,通信更加可靠;所有交换机采用高性能的赫思曼模块化千兆交换机,避免网络中部分节点故障,同时满足以后的扩容和升级;  

2) 矿井工业以太环网光纤冗余环网传输平台运行稳定、可靠性好、线路机械强度高矿井工业以太环网光纤冗余环网传输平台通讯协议采用标准的TCP/IP网络协议; 

3) 平台传输速率高、带宽容量大、传输距离远、抗干扰和雷击能力加强。为数据、视频、语音三网合一提供了足够的带宽; 

4) 整个网管系统可对所有的综合自动化网的网络设备进行实时监控,出现故障实时报警。 

5) 在矿信息网与监控网中采用天融信防火墙连接,实现监控网的安全隔离。 

6) 采用先进的多主并发通讯模式,系统检测速度快,实时性强。核心交换机提供OPC协议,支持监控软件的集成; 

7) 整个宽带传输网彻底突破了低速总线下的技术瓶颈,系统节点容量大大增加,8稳定性提高; 

9) 由于以Internet/Intranet/Infranet为整体构架,具有开放的传输接入平台,系统集成能力显著提高,今后矿井各种自动化监测监控系统均可方便就近接入,易于扩展,无须重复布线,节约投资; 

10) 平台同时支持光纤多模、单模、超五类双绞线传输介质,结构灵活;可方便与局域网企业综合管理信息系统连接,实现信息共享; 

11) 井下交换机经过防爆认证,具有MA,同时增加UPS电源保护,在市电停电后,可运行四个小时以上。 

12) 支持多种网络拓扑结构和多重冗余方式,如(单)环网冗余、单环双节点冗余、双总线冗余、双环网冗余和环间冗余。

13) 环网核心交换机具有路由功能的卡轨式模块交换机。核心交换机有相对独立的模块插槽,每个模块插槽能够配置一块引擎模块,引擎模块上的子卡插槽,可以配置不同种类的网络接口卡。 

14) 环网交换机支持多光口、电口混合连接,支持Web管理,支持SNTP简单网络时间协议,准确记录故障时间。 

15) 交换机管理软件要求能统一配置、管理、监视所有交换机,可监视所有具有SNMP(简单网络管理协议)功能的设备;支持通讯故障自诊断、定位、报警;在更改设备配置时只要在网管工作站对相关设备进行合适配置,通过网管工作站对网络设备进行日常管理、流量统计、故障分析等。 

16) 交换机支持流量控制功能,防止广播风暴;支持端口的优先级划分和VLAN划分;支持端口和MAC地址的绑定,提高系统安全性。
      

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