工業以太環網在煤礦信息化中的應用與研究

趙永鑫

山西陽光三極科技股份有限公司 山西太原 030000

1 研究背景

國外有名的安全工程師提出相關的定律李，包含重大事故背后必然有29個小事故，但也有300個潛在的危險，被稱為“300∶29∶1定律”。煤礦事故的發生不能簡單地認為是一個孤立的事件。雖然事故發生的時間不長，但事故發生的根本原因是企業安全管理機制的缺失和職工安全生產意識的淡薄。如何對這些小事故、隱患和井下監測數據進行整合和傳遞，對于煤礦安全的管理機制進行有效的分析以及完善，對于井下出現安全管理的疏漏進行改正，這也是煤礦企業想要持續發展必須要面臨的問題。現階段，由于，科學技術水平的不斷提高，在煤炭企業中也廣泛應用了煤炭工業環網，但是還是使用的千兆等環網形式進行的[1]。

2 總體技術要求

2.1 注重開放性原則

按照開放性原則的要求，要構建起完全開放的網絡平臺，同時要達到國際所公認的網絡使用要求，并且還要有比較成熟的API接口等，這樣一來可以便于第三方有效連接。

2.2 提供豐富信息傳輸服務

系統應提供多種訪問方式，可以方便地支持程序的上傳和下載、運維調試、數據采集、日志記錄等功能。這一訪問的方式，不需要進行二次開發以及進行額外的硬件支持的問題，系統的整個性能也不受傳輸服務所影響。主要使用分布式架構進行，整個系統也不會受到子系統或者相關主題的影響[2]。

2.3 支撐多拓撲結構和遠距離傳輸

根據項目的具體情況，可支持環形、星形、母線等多種拓撲結構。最大傳輸距離需要超過15公里。通過繼電器可以延長傳輸距離，最大傳輸距離需要大于30km[3]。

2.4 強大的網絡管理能力

要進行自動網絡診斷以及業務等管理方式，使得拓撲圖可以進行定期的自動生成，對于監控的狀態有效的反映出來，也可以使用手動添加節點的方式來進行網絡訪問，并導入配置文件以保留原始配置。自動完成識別和推薦配置信息。

2.5 最優化冗余配置

該方法的優點是在主干網中發生任何連接故障或意外斷開，通過備份以太網鏈路保證整個系統的穩定性和可靠性。在項目的初步設計中，為了保證整個項目[4]的魯棒性，需要考慮物理和邏輯網絡信道冗余[4]。

2.6 關鍵技術

核心開關設置為根橋接器開關，所有開關通過尋找根橋進行交流溝通，以避免網絡循環網絡風暴，影響網絡傳輸。作為備用冗余使得兩個鏈接，鏈接失敗，自動切換到另一個鏈接直接傳輸，使用這本書RSTP生成的快速冗余協議傳輸使開關切換了兼容性和保證，同時交換機支持干線港池協議，通過對于配置虛擬局域網，對于業務數據進行統一規劃，降低網絡廣播域的大小，將萬兆核心可以利用云接收的方法自由進行虛擬局域網的切換，將各個虛擬服務器的數據有效的采集起來，并且儲存進行有效的應用。

3 設備選型與布置注意事項

關于設備的選型和布置，無論任何一個系統和工程的建設，科學合理的設備選型，都是建設成功的關鍵，下面是主要設備組成網絡，提出一些建議。

3.1 核心交換機

建議使用知名品牌、性能穩定、可靠、模塊化的多層路由或網絡交換機。需要三層交換功能來控制網絡分層策略。

3.2 礦用防爆型交換機

礦井防爆配電板以井下千兆節點配電板為例。該設備具有雙層開關功能，可滿足井下防爆要求。

3.3 防火墻

它將管理網絡和控制網絡分離，以保證控制網絡不受非法數據的攻擊。已劃設非軍事區，以便從控制網發布信息。并發連接數是3.6×106，網絡吞吐量20Gbps，4個千兆端口SFP光模塊（包括410公里單模千兆光模塊），4個千兆端口SFP光模塊（包括410公里單模千兆光模塊），4個千兆電端口，進出口的千兆端口SFP光模塊。入侵檢測：DdoS。主要支持用戶認證、內容過濾、系統監控、網絡管理、前臺WEB操作、整體帶寬策略控制等功能。

4 結語

以其獨特的性能特征，以太網監控系統可廣泛應用于地下設備分散、小煤礦彼此相距較遠的芽尖，地下地質和惡劣的工作環境等，以確保地下的安全生產操作，實時預測的各種危險情況下有一個重要的角色。在工業以太環網技術進行可靠技術保證提供的前提下進行高速寬帶的快速發展，并且軟件升級的問題也不需要客戶親自解決，這樣一來使得人工費用以及相關的資源進行有效的節約。但是，目前一些現場的總線技術和其也不能相比較[5]。相關的技術以及制造還有應急救援發展都非常的快，所以需要比較穩定的通信網絡來維持。