作者簡介：譚文斌，男，工程師，主要從事于工業以太網通信，曾參與北京城區配網自動化項目，山西太佳高速隧道監控項目，張北風電三期風機聯網控制項目，華夏礦安東榮二礦井下監控項目。
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參考文獻：
《數字礦山技術》中南大學出版社
《煤炭經濟研究》
《煤炭安全生產標準》
關鍵詞
DT-Ring 快速環網冗余技術
VLAN（Virtual Local Area Network)虛擬局域網絡
QOS （Quality of Service）服務質量
VRRP（ Virtual Router Redundancy Protocol）虛擬路由冗余協
KYLAND 北京東土科技股份有限公司
摘 要：煤炭工業綜合自動化系統，推進煤礦的安全生產，調度，運銷一體化建設，提高煤礦安全、高效、可靠性生產。本文結合煤礦綜合自動化系統需求及現狀，闡述了KYLAND工業以太網交換機在白陽嶺煤礦自動化系統中的應用，及煤礦綜合自動化系統的網絡解決方案。
煤炭是我國的基礎性能源，發展煤礦安全生產信息化技術，開發適應煤礦井下環境的高速、可靠、和經濟的寬帶綜合網絡環境，推進礦井計算機網絡管理，研究煤礦數字信息網絡綜合自動化監控技術與裝備，加快煤炭安全生產、調度和運銷一體化信息化系統建設。在現代科學技術的推動下，煤炭工業也正逐步走向現代化，信息化，在促進我國煤炭工業健康發展的過程中，煤炭工業信息化發揮了越來越重要的作用。
1 白陽嶺煤礦綜合自動化系統概述、及系統需求
1.1 系統概述
白陽嶺煤礦礦井綜合自動化系統是為了煤礦安全生產和正常生產而進行的各種有關數據或狀態的集中監測，并對有關環節加以控制，是保護采掘、運輸、通風、排水、等主要生產環節安全運行的重要設施，該系統包括礦井環境安全監測和礦井生產（及設備工況等）監控，礦井環境安全監測是用于影響生產安全和礦工人生安全的井下環境因素，礦井生產監控系統用于監控煤炭生產主要設備的工況。
1.2 網絡系統需求
為適應煤礦現場惡劣的工業環境，工業以太網交換機應滿足現場高低溫的適應性，交換機具有較強的抗電磁干擾能力，網絡系統基礎平臺，滿足煤礦綜合自動化系統，數據采集、視頻、瓦斯監控等需求。提供網絡管理平臺，能夠有效監控網絡中的交換機設備，以及對整體網絡的健康狀態進行實時監控，根據本次網絡平臺的安全系統方案，結合白陽嶺礦的安全設計策略進行設計，確保網絡安全，如：網絡病毒防護，網絡故障自愈，數據通信檢測，訪問控制等，減少因病毒或其他因素造成整體網絡的異常。
2 方案具體說明
2.1 白陽嶺煤礦系統網絡工程具體說明
白陽嶺煤礦綜合自動化系統整體網絡采用井下、井上、核心三個網絡的構架，主要傳輸業務有電力監控系統、視頻監控系統、語音通信系統、信號控制系統，在調度中心、主井口、副井口、變電所、通風機房等地放置工業以太網交換機，井上、井下、核心交換機通過1000M光纖互聯，核心機房由兩臺東土工業以太網交換機SICOM6496G組成，通過VRRP（ Virtual Router Redundancy Protocol）虛擬路由冗余協議實現核心網絡的冗余，并在兩臺交換機啟用兩個備份組，這樣，既分擔了設備負載和網絡流量，又提高了網絡可靠性。井上井下由14臺東土工業以太網交換機SICOM6000分別組成兩個千兆冗余環網，將井上和井下網絡物理相隔離提高網絡的安全性，井上井下環網交換機啟用DT-Ring快速環網冗余協議，保障了網絡的無擾切換，網絡自愈時間小于50ms，在井下環網中啟用SICOM6000的VLAN（Virtual Local Area Network)虛擬局域網絡功能，將井下視頻、語音、控制等業務隔離，防止業務的廣播風暴產生影響其他業務，并將交換機各業務接入端口（交換機使用端口）采用東土的廣播風暴抑制功能，可以實現網絡中“有效數據傳輸，無效數據隔離”的功能，提高網絡數據傳輸的安全性。同時采用QOS（Quality of Service）服務質量功能，根據不同的業務級別對交換機的接入端口進行帶寬分配，提高網絡數據傳輸的高效性。網絡拓撲如圖1所示
圖1 白陽嶺煤礦系統框圖
2.2 方案優勢說明
2.2.1 高安全性
提供完整的安全體系結構，在各個環節均采用冗余技術東土私有環網協議DT-Ring、QOS、廣播風暴抑制、VLAN、等安全措施，確保網絡的安全性。
2.2.2 高效率
提供高品質的QOS（Quality of Service）服務質量，為不同的業務提供不同的優先級服務，QOS可根據端口的優先級來設置端口的帶寬，保證了整個網絡數據的高效率傳送，對對應端口的業務進行帶寬設置。
2.2.3 高可靠
設備支持高可靠的DT-Ring快速冗余技術，共品質的工藝設計，設備自身機殼采用東土專利鋁制機箱散熱表面設計，無風扇，防護等級為IP40，設備支持工業四級抗電磁干擾性和電磁兼容性，支持冗余電源。
2.2.4 易維護管理
提供簡單方便的Web、Telnet、CLI、SNMP、RMON多種管理方式，同時還支持東土自主研發的Kyvision網管軟件，本軟件提供人性化的管理，通過Kyvision網管軟件可以直觀形象的看出網絡的狀態，當網絡出現故障時可精確定位故障點。
3 解決問題：
整體方案設計提高了網絡的安全性，在網絡的每個環節分別具有冗余保護功能，避免了網絡單點故障造成網絡的整體癱瘓，核心層交換機通過VRRP虛擬路由冗余協議創建兩個備份組，使設備、網絡的壓力負載均衡，提高了網絡的利用資源。交換機采用VLAN功能把網絡中不同的業務相互隔離，避免網絡風暴的產生，通過QOS、廣播風暴的抑制提高的網絡數據的高效率傳輸，避免帶寬占滿導致網絡阻塞。
4 結語
煤炭工業對煤炭的安全生產和井下環境的高速、可靠網絡環境要求越來越高，工業級以太網產品在工業網絡建設中扮演著越來越重要的角色，與此同時作為生產工業級產品的東土也得到了越來越多的認可，相信在不久的將來工業級產品將會更快的擴展其應用領域，為國家經濟建設奉獻更多的力量。
