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    1 工程簡介
    隨著網絡化、信息化概念向自動化領域的不斷滲透，礦井監(jiān)控自動化控制理念和技術也在不斷發(fā)展。在監(jiān)控工程控制系統(tǒng)中，采用基于工業(yè)以太網的集成式全分布控制系統(tǒng)，具有高度的分散性、實時性、可靠性、開放性和互操作性的特點，同時也可以做到數(shù)據(jù)、語音和視頻“三網合一”的系統(tǒng)。

    整個礦井監(jiān)控處理自動化網絡監(jiān)控區(qū)域分為井上控制部分和井下控制部分，井上控制部分主要是對地面電力調度系統(tǒng)、地面消防系統(tǒng)、主井提升系統(tǒng)、副井提升系統(tǒng)、地面監(jiān)視系統(tǒng)、瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)、主井通風系統(tǒng)及辦公等方面的控制聯(lián)網。井下控制部分是以調度中心為主控的，其他分控系統(tǒng)包括： 井下排水、井下運輸、人員監(jiān)控、井下視頻監(jiān)控系統(tǒng)、井下輔助系統(tǒng)、井下變電。 井上網絡系統(tǒng)采用100M或者1000M光纖冗余工業(yè)環(huán)網系統(tǒng)將各個控制部分連接起來，可以通過路由和放火墻與公網連接。井下的調度中心采用兩臺KIEN 9001（19英寸機架型交換機，24個RJ45口，2個多模冗余光口）與采面控制系統(tǒng)的工業(yè)交換機KIEN 6000-2S組成的100M工業(yè)光纖冗余環(huán)網，根據(jù)具體需要可以組成一個或多個光纖冗余環(huán)。并通過井下光纜與井上的網絡系統(tǒng)良好結合。本方案所有工業(yè)網絡交換機個光纖環(huán)網共同匯集到指揮中心的交換機上。然后通過服務器進行管理。

    如果在系統(tǒng)工作時交換機的連接介質發(fā)生故障，環(huán)形結構將在小于300ms時間內切換網絡工作拓撲結構。不影響整個系統(tǒng)的工作，從而保證了系統(tǒng)的可靠性。而且在同樣的冗余度下，冗余環(huán)網結構不僅減少了風險的集中，更降低了實現(xiàn)成本。可以靈活的與其他網絡交換機接入。良好的安全特性能夠保證數(shù)據(jù)安全傳輸。

    2.2．1  冗余環(huán)網工作原理
    工業(yè)冗余環(huán)網的設計是為了實現(xiàn)在惡劣環(huán)境下，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、可靠性和實時性。

    1． 物理連接上成環(huán)型
    2． 工作時整個網絡成鏈狀結構，有一段是不傳輸數(shù)據(jù)，只傳輸硬件間的數(shù)據(jù)流，用來相互通知各自的狀態(tài)給其他設備。環(huán)上的每一個設備都知道并隨時通知其他設備自己的狀態(tài)。
    3． 一旦有一段網絡發(fā)生故障，臨近交換機會馬上通知其他交換機，極短的時間內這一信息就會傳遍全網。
    4． 作為“根”的交換機就會實行切換，就是原來沒有數(shù)據(jù)通過的那段鏈路馬上進行數(shù)據(jù)傳輸。整個切換時間為300毫秒。整個網絡還是呈鏈狀工作狀態(tài)，實現(xiàn)冗余。
    5． 當損壞的網絡修復后，網絡恢復到初始工作狀態(tài)。
    6． 東土電信的工業(yè)以太網產品溫度滿足 -35℃~~75℃
    7． 環(huán)境相對濕度：10%~~~95%（無凝露）
    8． IP30防護等級，鋁制外殼，無風扇設計。
    9． 電磁兼容符合的標準：EN50082-2               

    2.2  網絡優(yōu)勢分析
    采用以太網作為交換傳輸和接入平臺的優(yōu)勢十分明顯。其一是巨大的網絡基礎和長期的經驗知識，以及目前所有流行的操作系統(tǒng)和應用也都與以太網兼容；其二，以太網性能價格比好，初始成本和運營成本均較低；另外，以太網的擴展性好，容易安裝開通，并且可靠性較高。以太網接入采用異步工作方式，很適合于處理IP突發(fā)數(shù)據(jù)流。目前以太網從共享媒質轉向全雙工LAN交換后，在相當程度上實現(xiàn)了計算機間的信息隔離，消除了鏈路帶寬的競爭和潛在的碰撞機會，同時使以太網的傳輸距離也大大地得到擴展。

    近來，以太網已逐漸向城域網甚至廣域網擴展。從技術上看，以太網是一種很簡單的解決方案，只需要最少量的規(guī)劃、設計和測試工作，應用多年，為用戶所熟悉，業(yè)務指配時間可以減少到幾個小時或幾天；其次，以太網是標準技術，互換互操作性好，具有廣泛的軟硬件支持，成本低。有人預測，在城域網和廣域網上，以太網成本可能SDH和ATM的25%和10%；最后，以太網是與媒體無關的承載技術，可以透明地與銅線對、電纜和各種光纖等不同傳輸媒體接口，避免了重新布線的成本。從結構上看，以太網正以前所未有的端到端解決方案面目出現(xiàn)，消去了其他解決方案所必不可少的網絡邊界處的格式變換，減少了網絡的復雜性。同時，以太網是具有很好擴展性的解決方案，其速率可以從10Mbits/s、100Mbits/s、1Gbits/s一直擴展到10Gbit/s。從管理上看，由于同樣的系統(tǒng)可以應用在網絡的各個層面上，因此，網絡管理可以大大簡化。

    方案：
    綜上所述，我們選用公司的交換工業(yè)以太網交換機KIEN6000-2S和 KIEN 9001，組成工業(yè)級冗余環(huán)網。

    1 設備特點
    采用工業(yè)級元器件和專門設計，確保產品的高可靠性。
    可在極端的溫度范圍內穩(wěn)定工作，能適應工業(yè)現(xiàn)場惡劣的工作環(huán)境。
    本產品組網十分靈活，可組成超級光纖自愈環(huán)網、超級以太網自愈環(huán)網，方便了用戶的使用。
    上聯(lián)冗余的10/100Mbit/s雙絞線端口，利用上聯(lián)冗余接口，可以組成自愈環(huán)網。提高系統(tǒng)可靠性。
    具有先進的解環(huán)自愈功能，當環(huán)網中某處出現(xiàn)故障時，通訊數(shù)據(jù)能夠快速切換到備用網絡上，保證網絡通訊正常，自愈時間小于300ms。
    支持電口自動協(xié)商功能，無需配置，可自動與對端電口設置保持一致。
    具有基于WEB的KIEN網管系統(tǒng)，功能強大，方便管理和維護。
    支持虛擬網絡（VLAN）標準來控制廣播域和網段流量，可以提高網絡性能、安全性和可管理性。
    堅固而精致的外形結構設計，具有一定的防護等級。
    產品提供多種安裝方式，如卡軌式、壁掛式等，適用于不同的安裝條件。
    以上是產品的基本特點，我們如果在光纜鋪設允許的情況下，組建自愈環(huán)網，不僅節(jié)約了設備資金成本，而且最大限度的發(fā)揮了設備的網絡高可靠性優(yōu)勢。