煤矿井下以太环网建设
井下工业以太网及全矿井综合自动化系统是创建一流智慧矿山的重要组成部分，也是实现全矿井各子系统地面远程集中控制和监测的自动化基础平台。建立具有开放协议的工业网络系统，传输安全监控、语音、视频图像信息，为矿方提供可靠的高速信息平台，对煤矿安全生产、减人提效和科学管理具有重要意义。
工业以太网系统作为智慧矿山的核心组成部分，通过集成感知、传输、处理、控制等多方面的融合技术，实现了对矿井生产全过程的精准监测与智能管理，为传统矿业的转型升级注入强劲的动力。
工业以太网系统结合系统功能特性和实际应用场景的多样性，同时兼顾技术新旧更替不断加快的特点，项目的设计需遵循“先进性、成熟性、实用性、安全性、实时性、易操作性、完整性、可查询性、互联性和可扩展性、经济性”几大原则，旨在确保系统的稳健可靠与持续优化升级，同时又充分考虑经济效率与操作便捷。
➡️先进性原则： 以先进、成熟的网络通信技术进行组网，支持数据、语音和视频等多媒体应用，能确保网络技术和网络产品几年内基本满足应用的需求。采用的系统结构是先进的、 开放的；采用的设备、技术应当是业界先进的；采用先进的现代管理技术，以保证系统的科学性。建立一个符合标准的、开放的、易管理的、准确地体现黄金集团的 管理思想及操作方式的综合自动化网络系统。
➡️实用性原则：由于现代矿山企业的安全、生产监控及调度任务、各职能部门之间业务的联系在很大程度上是以网络为基础，而安全、生产监控则对数据的实时性要求很高。因此，在设计上应保证网络的处理能力和带宽越大越好。
➡️开放性原则：网络具有良好的开放性，与其他网络有很好的互连性。兼通多种自动化控制系统，提供各种层次的尽可能多的符合国际标准的接口，实现子系统最大限度的信息共享。
➡️高可靠性原则：实时监控的不可间断性决定了在网络设计中（尤其是网络主干）必须考虑提高网络运行的可靠性，保证系统在一个节点出现意外时整个系统仍能运行。因此，在硬件选型、线路、支撑环境及结构上都必须高质量，并保证核心网络设备具备冗余。
➡️可扩展性原则：在网络技术日新月异的今天，网络要有能力和将来的技术融合，同时要保护现有投资，保证网络系统随时加入新的设备，保证有关软件的顺利升级和扩充。
➡️灵活性原则：整个网络系统必须满足便于安装、便于管理、便于维护、便于使用的要求。综合自动化各子系统能够以各种形式接入网络平台：既能通过系统的主控设备接入网络平台，也可以通过系统内分控制器按区域接入网络平台，在地面实现系统集中监控。
➡️安全性原则：网络的各个环节要尽可能多的提供安全保密措施，来保证网络的性能。安全措施应包括：防病毒、防黑客、防止非法或越权访问、传输加密、安全策略控制等。采用先进的防火墙技术以及网络管理技术保证系统的安全。
➡️可管理性原则：网络的建设必须保证网络运行的可管理性。要求具有可发现网络拓扑、实时监控网络性能、管理维护设备配置，并可迅速简便地进行网络故障的诊断能力。 经济性原则 在一定的资金资源下，尽量有效地利用，以适当的投入，建立一个尽可能高水平的、完善的网络系统。所有设备的选型配置和采购订货，坚持性能价格比最优的原则。
煤矿工业以太网示意图
煤矿工业以太网的组网可以采用星型、树型或环形等结构。 由于矿井生产各子系统分布于工业广场的地面和井下，各子系统的设备位置分散，采用星型、树型等组网路由复杂，铺设、维护线缆复杂，而环形网络结构可靠性高，所以采用环形组网结构。
采用环形网络结构能够迅速对故障节点进行定位，大大提高整个网络的易维性。 综合工业网络采用东土的工业以太网交换机设备进行组网，交换机独有的HiPER-Ring冗余技术，能够确保链路出现单点故障时，网络能够在50ms的时间内自愈。
工业以太网主要有煤矿井下防爆万兆交换机、防爆千兆交换机、本安型交换机、地面变电所交换机、地面洗煤厂交换机、调度室核心交换机、矿用阻燃光缆、矿用本安型光缆接线盒、矿用阻燃网线等组成。
交换机配置万兆用于组成环网，配置千兆光口、百兆光口、千百兆自适应网口与系统设备相连，实现网络互通。
工业以太网已经成为信息层 和控制层的主要网络技术。同时，控制器、PLC和DCS厂商已经开始提供以太网接口，这使得整个网络的瓶颈效应集中在应用现场总线的设备层上。综合工业传 输网络平台的主要作用是为煤矿建立运行安全可靠、容量大、功能强、便于维护、稳定可靠的数据传输网络，要求能够综合传输煤矿各生产自动化子系统（安全监控、人员定位、通风机监控、紧急避险、压风自救、供水施救）监测监控数据、工业电视视频图像、数字语音、调度数据等信息。
在煤矿智能化的大趋势下，以太网通信网络如同“神经系统”，连接着安全与生产的每一个环节。以太网系统工业级可靠性、毫秒级自愈、多业务融合的技术优势，服务于全国智能化示范矿井。
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