煤礦通訊系統(tǒng)中應用無線以太網技術分析

金路

摘 要：煤礦生產工作中所處的環(huán)境條件極為惡劣，環(huán)境為移動性的，需要將采掘、支護以及通信等設備搬運到新的工作環(huán)境中。在復雜的工作環(huán)境中，迫切的需要將無線通訊技術應用于工作中，滿足煤礦工作生產和管理的實際需要。將無線以太網技術應用于煤礦移動通訊當中，可以很好的實現系統(tǒng)的組網、應急救援通信以及視頻監(jiān)控等功能，并且準確的進行人員位置的確定。本文就煤礦通訊系統(tǒng)中應用無線以太網技術進行了詳細的分析。

關鍵詞：煤礦通訊系統(tǒng)；無線以太網；技術分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.124

1 無線以太網技術介紹

無線以太網技術應用于上世紀七十年代初，工作在兩個相對開放的頻段，實用應用的技術包括直序列擴頻、正交頻分復用、智能天線和頻道聚合等，無線以太網技術是在有限以太網技術基礎上的進一步拓展和應用。具有發(fā)展前景廣闊，標準化協(xié)議好、靈活性程度高、資金投入量低、抗干擾能力強、帶寬大等優(yōu)勢，能實現對語音的承載以及數據和視頻的傳輸。無線以太網技術在國內的應用范圍較廣，包括：手提電腦、手機以及各類終端設備等，包括家庭中以及企業(yè)內部的各類無線網絡、在石油、教育以及醫(yī)療等領域中也已井有較為廣泛的應用，電信以及移動運營商已經將自身的服務與以太網相連接，實現的智能化的建設。

2 無線以太網在煤礦通信中的應用

在煤礦通訊中，無線以太網的應用主要表現在移動通信、應急救援、視頻、監(jiān)控以及自動化和監(jiān)測、位置的確定等方面

2.1 移動通信

煤礦生產移動通信中應用無線以太網技術，興起于本世紀初，現階段在國內已經有了幾十套系統(tǒng)，隨著無線以太網技術的更新和進步，各類無線以太網的問題都得到了合理的解決，已經實現了無線以及有線一體化、生產一體化的通信功能。

2.2 系統(tǒng)組網

在系統(tǒng)組網中，原來的鏈型或者星型拓補是井下的主要通訊系統(tǒng)，全部的子系統(tǒng)形成一個新的網絡，系統(tǒng)的特點是帶寬小，可靠性不足、冗災能力差等。現階段，工業(yè)以太網絡已經大量的應用于煤礦中，實現了井下通信系統(tǒng)功能以及可靠性的提高。但是以太網采用的傳輸方式為有線形式的，基于井下的情況復雜程度高、工作范圍小且位置不斷改變等特點，必須注意幾個方面的問題。第一，在環(huán)境條件良好、位置固定的巷道布置環(huán)網，基于施工條件限制，維護難度較高，受到拆遷的影響，有些位置無法布置環(huán)網，一些真正危險的位置保留采掘面等還不能進行環(huán)網的布置，無法布置環(huán)網的地方往往也是最關鍵的工作點。第二，移動生產設備以及線纜拆遷，涉及到極大的工作量，對設備和材料產生較大的損耗，而以太網的組網技術以及無線網橋技術則可以滿足無線組環(huán)的功能。比如：采掘煤礦端面執(zhí)行主運順槽以及輔運順槽，實現和以太網的有效連接。使采掘工作面和順槽、大巷之間形成了一個環(huán)路，可以完成設備的隨時撤回，使運行以及維護工作更加簡單快捷，使系統(tǒng)的工作更加方便可靠。

2.3 工業(yè)自動化

煤礦中綜合自動化技術逐漸推廣，現階段，煤礦的生產、監(jiān)控系統(tǒng)自動化程度逐漸提高，運行復雜程度有顯著增加。隨著子系統(tǒng)數量和種類的增多，接入系統(tǒng)的傳輸方式采用星型以及鏈型的網絡拓補形式，如果以有線的方式接入，則容易受到位置因素以及現場環(huán)境因素的影響，極為不便。

2.4 綜合自動化技術

在煤礦生產中，綜合自動化技術不斷得到應用，現階段煤礦工程的生產系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)的自動化程度逐漸提高，復雜程度顯著增加。子系統(tǒng)中數量和種類均有所增加，現階段子系統(tǒng)的接入方式為星型以及鏈型，在應用有線的接入方式時，極易受到位置和操作現場環(huán)境條件的影響，如果進行線纜的架設，則無法實現靈活移動，鏈路可能穩(wěn)定性不足。對于被控設備以及子系統(tǒng)，通過以太網實現串行通信，總線通信等多個種類的接口。如果采用以太網接入自動化適配設備，可以實現子系統(tǒng)的設備接入不再受線纜的影響，使接入極為方便快捷，同時，使穩(wěn)定性得到了顯著的提高。

2.5 應急通信

煤礦行業(yè)作業(yè)的危險性較高，極易在井下出現緊急狀況或者發(fā)生災害，在應對這類現象的時候，應該保證通信的順暢以及穩(wěn)定。現階段應用的有線通訊系統(tǒng)以及無線通訊系統(tǒng)，工作對地面交換設備極為依賴，受大氣管控的影響較大，當災害發(fā)生以后，伴隨著設備的損壞和線路的破壞，井下會出現斷電，當和地面設備失去聯(lián)絡后，通信系統(tǒng)將無法正常使用。不能在應急救援中發(fā)揮作用。在現階段的通信機制下，系統(tǒng)內部不同的基站以及手機之間，都能夠實現脫網通信，當無法和地面的中斷設備取得聯(lián)絡時，在系統(tǒng)的內部，通信仍可以繼續(xù)，無線以太網能夠實現多條傳輸視頻的承載。在礦井的生產環(huán)境中，一些攝像設備具有無線以太網的傳輸功能，具有靈活性強、可實現車載等一系列的優(yōu)勢，是現階段的工業(yè)系統(tǒng)的合理增補。

2.6 人員定位

現階段煤礦應用中人員定位的實現需要有相對獨立的系統(tǒng)，并由網絡支持系統(tǒng)的工作，基于無線以太網定位技術的日漸成熟，在很多公共場所都有所應用，最重要的優(yōu)勢就在于系統(tǒng)是標準化的，不需要另外構建與維護，可以和很多業(yè)務共同構建網絡平臺。

3 無線以太網設備井下維護檢修技術

煤礦井下無線以太網設備的維護工作通常設備的事故都是在運行過程中發(fā)生的，對于故障，一定要根據其現象進行分析和處理。首先，將啟動按鈕的接觸器按下，但是不進行結合，這樣的故障現象較為常見，處理方式有很多，調換電源線和負荷線，將熔體更換或者是適當調整閘刀的接觸壓力；第二種故障是接觸器吸合但是不自保，通過調整出頭的壓力或者是更換、打磨觸頭能夠很好的維護設備的性能； 第三是將停止按鈕按下之后接觸器不發(fā)生釋放，首先需要對卡阻現象進行排除，然后調整電磁鐵的氣隙，增加彈簧的反作用力。

綜上所述，基于協(xié)議標準化、規(guī)模小、靈活程度高以及資金投入量低等優(yōu)勢，無線以太網被廣泛的應用于煤礦通信系統(tǒng)中，實現了高效率的管理與生產，具有極為廣闊的應用前景，提高了我國的煤礦生產的效率，提高了安全性的水平。

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