网络平台方案设计(煤矿环网)
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煤矿万兆环网施工方案
目前,煤矿的安全监控系统和人员定位管理系统及视频监控系统、广播系统是相互独立的,没有相互关联并形成统一的信息化管理平台,信息化管理水平低下,不能满足煤矿的长远发展和安全高效生产的要求,迫切需要进行信息化改造.而煤矿信息化改造的基础就是煤矿万兆工业光纤环网的建设、改造。
随着自动控制及计算机5G万兆网络技术的快速发展,煤矿万兆工业以太环网系统在煤矿得到了广泛应用。
煤矿万兆工业以太环网系统就是将矿井环境监控子系统、各生产环节自动控制子系统通过高速工业以太环网和自动化平台软件整合,通过防火墙与矿级管理系统相连,来实现全矿井的管控一体化。
矿山企业局域网设计方案一、引言随着现代技术的发展和矿山企业规模的扩大,局域网的设计成为提高生产效率和信息共享的关键因素之一。
本文将针对矿山企业的特点和需求,提出一个适用且可行的局域网设计方案。
二、需求分析1. 数据共享:不同部门之间需要实时共享数据,以保持信息同步和工作高效。
2. 安全保密:矿山企业涉及到重要的商业秘密和核心技术,因此局域网设计必须确保数据传输的安全性和保密性。
3. 远程访问:高层管理人员需要能够远程访问局域网中的数据和资源,便于实时监控和决策。
4. 系统稳定性:矿山企业的生产需要长时间的运行,网络系统必须稳定可靠,确保不间断地提供服务。
三、技术架构设计1. 硬件设备配置1.1 网络服务器:建议使用高性能的服务器设备,具备较大的存储容量和处理速度,以满足数据共享和远程访问的需求。
1.2 路由器和交换机:选择可扩展性强、支持高速数据传输的设备,以满足不同部门的通信需求。
1.3 防火墙:配置强大的防火墙系统,以确保网络系统的安全性和保密性。
2. 网络拓扑结构2.1 局域网:采用星型拓扑结构,将各个部门的计算机和服务器连接到核心交换机上,实现内部网络的互联互通。
2.2 广域网:根据企业的分布情况和需求,采用虚拟专用网(VPN)技术或光纤网络,实现不同矿山之间的数据传输和远程访问。
3. IP地址规划3.1 内部局域网:采用私有IP地址段,避免与外部网络冲突。
3.2 外部网络:采用公网IP地址,确保远程访问的可靠性和稳定性。
四、网络安全设计1. 访问控制:通过建立访问控制列表(ACL)和身份认证系统,限制特定用户对敏感数据和资源的访问权限。
2. 数据加密:采用加密技术对数据进行加密传输和存储,确保数据传输过程中不被窃取或篡改。
3. 安全审计:建立网络安全审计制度,定期对网络系统进行检查和评估,及时发现潜在风险和安全漏洞。
4. 病毒防护:配置强大的防病毒系统,对网络流量进行实时监测和检测,确保网络环境的安全稳定。
煤矿网络运营管理方案设计1. 引言在现代化信息技术的推动下,煤矿网络运营管理方案的设计变得至关重要。
网络运营管理方案的设计能够提高煤矿的生产效率、管理能力和安全性。
本文将给出一个煤矿网络运营管理方案的设计,旨在帮助煤矿进行高效、安全、可持续的运营。
2. 目标与需求分析2.1 目标煤矿网络运营管理方案的设计目标如下:•提高煤矿生产效率:通过网络化管理,优化生产计划和资源配置,提高煤矿的生产效率;•加强煤矿管理能力:建立信息化管理平台,实现对煤矿全过程的监控、管理和分析,提升管理决策能力;•提升煤矿安全性:通过网络化监控和预警系统,提高对煤矿安全生产的监管和防护能力。
2.2 需求分析为了实现上述目标,煤矿网络运营管理方案需满足以下需求:•网络化生产管理平台:搭建集成化的生产管理平台,实现生产计划、生产过程、设备运行等信息的实时监控和分析;•数据化决策支持系统:构建数据分析和挖掘模型,为煤矿管理层提供决策支持和数据驱动的管理方法;•安全监控和预警系统:建立安全监控系统,实时监测煤矿的安全指标,通过预警系统提前发现和预防事故的发生。
3. 方案设计3.1 网络化生产管理平台网络化生产管理平台是煤矿网络运营管理方案的核心组成部分,其设计应包括以下方面:•设备监控与调度:通过传感器、物联网技术等手段实时监测设备的工作状态,根据设备的实际情况进行调度和维护;•生产计划与资源配置:结合煤矿生产任务和资源情况,进行优化调度和配置,最大程度地提高生产效率;•数据采集与分析:采集煤矿生产过程中的数据,进行数据分析和挖掘,为决策提供依据;•工作流程与协同管理:建立全面的工作流程和协同管理机制,提高各部门之间的协作效率。
3.2 数据化决策支持系统数据化决策支持系统是煤矿网络运营管理方案的重要组成部分,其设计应包括以下方面:•数据采集与处理:整合各部门的数据,并进行清洗、整理和处理,为后续分析提供准确和可靠的数据基础;•数据分析与挖掘:应用数据分析和挖掘技术,从大量数据中提取有效信息,为管理层提供决策支持和预测能力;•可视化展示与报表生成:将数据分析结果以可视化方式展示,生成报表和图表,方便管理层查看和分析。
第一章综合自动化监控网络平台1.1概述随着工业以太网技术的不断完善与发展,工业以太网在工业自动化领域得到了越来越广泛的应用与认可。
许多控制器、PLC、智能仪表、DCS系统已经带有以太网接口,这些都标志着工业以太网已经成为真正开放互连的工业网络的发展方向。
采用基于工业以太网的集成式全分布控制系统,具有高度的分散性、实时性、可靠性、开放性和互操作性的特点。
综合自动化监控网络平台把各个自动化子系统有机地整合在一起,所有的监测监控管理操作都在一个平台中运行,提高了矿井综合自动化水平,实现了减员增效和矿井机电设备的安全运行,提高了煤矿的生产效率。
根据矿井综合自动化系统建设的需求,矿井综合自动化平台的主干网络结构采用1000M环形工业以太网,传输介质为单模光纤,采用工业以太网交换机进行数据交换。
通过工业以太网连接井上、井下各个子系统,把所有系统设备控制和监控信息传输到集中控制室,通过服务器的数据采集,使工程师完成各个子系统的组态,达到监测和控制的目的。
矿井综合自动化监控网络系统的建设内容包括:(1)工业以太环网建设,连接各个子系统的PLC或上位机;(2)调度控制指挥中心的网络建设,部署工业以太网的核心交换机并连接设备控制层的工业以太环网和数据采集服务器,部署操作员站和工程师站;(3)网络安全建设,划分VLAN,使矿井的综合自动化控制网络系统稳定、可靠、安全运行;(4)网络管理建设,建设综合自动化控制网络系统的网络管理平台,对所有工控网络设备、进行集中管理,提高管理水平,降低管理成本。
1.2设计原则自动化监控网络平台是煤矿现代化生产控制和管理信息系统的基础设施,其可靠性和可扩展性对煤矿企业的安全生产至关重要,必须遵循以下设计原则:➢可靠性煤矿行业的特点决定了整个系统必须具有很高的可靠性,保障生产活动的正常进行和井下工作人员的生命安全。
因此在选型时必须考虑所选技术在冗余、出错处理和容错方面的能力,所选产品能够适应井下恶劣的工作环境和防爆要求。
矿井综合信息网络化设计方案1. 引言随着信息技术的快速发展,各行各业都在积极探索网络化设计方案,以提高工作效率和数据安全性。
矿井作为一个关键的生产基地,亦需要进行网络化设计,以实现信息的快速共享和准确传递。
本文将探讨矿井综合信息网络化设计方案,旨在加强矿井的管理和监控,提高工作效率和安全性。
2. 设计目标矿井综合信息网络化设计方案的主要目标如下: - 实现矿井内部各个部门之间的信息共享和传递; - 提高矿井生产效率,降低人力资源成本; - 加强矿井安全监测和故障预警能力; - 提升矿井管理水平,优化资源配置。
3. 设计方案为实现上述目标,本方案将采用以下措施:3.1 网络架构设计矿井综合信息网络化设计方案需要建立一个安全稳定的网络架构。
该架构包括主控中心、矿井局域网和矿井物联网等组成部分。
主控中心负责数据的中央存储和管理,矿井局域网连接矿井内各个部门和设备,用于内部信息共享和传递。
矿井物联网通过传感器等装置,实时监测矿井设备运行状况和环境参数,将数据传输给主控中心。
3.2 数据管理和共享主控中心将建立一个统一的数据库,用于存储和管理矿井各个部门的数据。
该数据库能够快速响应各部门的查询请求,并确保数据的安全性和完整性。
同时,主控中心还提供数据共享功能,使得各部门能够方便地获取所需数据,从而加强信息交流和协作。
3.3 运行监测和故障预警矿井物联网系统将通过传感器监测矿井设备的运行状态和环境参数。
监测数据将实时传输给主控中心,并进行分析和处理。
主控中心可以通过数据分析和建模技术,对设备运行状况进行预测和评估,及时发现故障和异常情况,并发出预警信号。
这将有助于减少设备故障对生产造成的影响,并提高矿井的安全性和稳定性。
3.4 管理和调度优化矿井综合信息网络化设计方案将建立一个综合管理系统,用于管理和调度矿井的各项工作。
该系统将整合矿井生产、设备维修、人员管理等功能,实现统一的计划和任务安排。
通过数据分析和建模技术,系统可以优化资源配置和作业计划,提高生产效率和经济效益。
矿山企业局域网设计方案一、引言随着科技的不断发展和矿山企业的日益规模化,建立一个高效、稳定的局域网系统对于矿山企业的管理和生产运营至关重要。
本文将介绍一个具体的矿山企业局域网设计方案,以满足企业发展的需求。
二、设计目标1. 提供高速、稳定的网络连接:保证矿山企业的信息流畅传输,提高工作效率。
2. 确保网络安全性:防止信息泄露和网络攻击,保护企业的核心数据和知识产权。
3. 提供灵活的网络管理和拓展能力:方便系统管理员对网络进行监控和维护,并能够随着企业的发展进行扩容和升级。
三、网络拓扑结构基于矿山企业的规模和需求,我们设计了如下拓扑结构:(此处可以插入网络拓扑结构图)1. 核心交换机:作为整个局域网的核心,连接各个子网和服务器,并提供高带宽的传输能力。
2. 子交换机:根据矿山企业的布局和网络需求,将局域网划分成多个区域。
每个子交换机连接到核心交换机,同时连接着该区域所需的终端设备。
3. 服务器:用于存储和管理企业的核心数据、应用程序和资源。
服务器使用冗余部署,以提供高可用性和容错性。
4. 终端设备:包括办公电脑、生产设备等,用于接入局域网并进行工作和数据交换。
四、网络安全策略为了确保企业的网络安全,我们采取了以下安全策略:1. 防火墙:设置边界防火墙,对外界网络进行监控和过滤,阻止未经授权的访问。
同时,在内网中设置内部防火墙,加强对内部安全的保护。
2. 虚拟专用网络(VPN):通过使用VPN技术,实现在公共网络上创建一个安全的通信管道,对远程访问进行加密和身份验证。
3. 数据加密:对于敏感数据和核心信息,使用加密技术进行保护,以防止信息泄露和非法访问。
4. 安全策略和访问控制:通过制定严格的安全策略和访问控制规则,限制对企业网络和资源的访问权限,确保只有授权人员可以进行访问。
五、网络管理和维护为了方便网络管理和维护,我们采取了以下措施:1. 网络监控:使用网络监控系统对网络中的设备和连接进行实时监控,及时发现和解决问题,保障网络的正常运行。
地下煤矿组网方案1. 引言地下煤矿是一种特殊的工作环境,其内部通信网络的可靠性和安全性对于矿工的工作效率和工作安全具有重要的影响。
本文将介绍一种地下煤矿的组网方案,旨在提供稳定可靠的通信环境,以支持矿工之间的实时通信和数据传输,并保障矿工的安全。
2. 组网拓扑结构地下煤矿网络需要满足以下要求:覆盖范围广、网络稳定可靠、数据传输速度快、能够支持实时通信和数据传输。
基于以上要求,本文提出了一种适用于地下煤矿的组网拓扑结构。
2.1 主干网络地下煤矿网络的主干网络采用星型拓扑结构,其中核心交换机连接到每个地下矿井的入口。
主干网络的拓扑结构简单、可靠性高,便于维护和管理。
核心交换机通过光纤链路与每个地下矿井的入口交换机相连。
2.2 矿井网络每个地下矿井的网络由一个或多个交换机组成,形成一个局域网。
矿井网络中的交换机之间通过光纤链路相连,以提供高速的数据传输速度。
每个矿井的网络通过入口交换机与主干网络相连,实现与其他矿井之间的通信。
2.3 终端设备地下煤矿网络的终端设备包括矿工手持通信设备、监控摄像头、传感器等。
这些设备通过无线网络连接到矿井网络,实现与其他设备和人员之间的实时通信和数据传输。
3. 网络安全地下煤矿的网络安全是非常重要的,对于矿工的工作安全具有直接影响。
为了保障网络安全,有必要采取以下措施:3.1 访问控制通过使用访问控制列表(ACL)和防火墙等技术,限制网络的访问权限,只允许授权的设备和人员访问网络。
为了提高网络的安全性,还可以采用VPN(虚拟私有网络)技术,对网络进行加密保护。
3.2 监控与管理地下煤矿的网络需要建立监控与管理系统,及时发现和处理网络安全事件和故障。
通过使用网络监控软件和安全审计系统,对网络流量和活动进行监控和分析,及时发现潜在的网络安全威胁。
3.3 数据备份与恢复地下煤矿的网络数据往往包含了重要的生产和安全信息,因此需要进行定期的数据备份和恢复。
通过建立备份服务器和定期的数据备份计划,确保网络数据的安全性和完整性。
煤矿网络运营方案背景随着煤矿数字化建设的不断推进,矿井内部各种设备和传感器的数据采集和传输越来越依赖于网络。
如何保障煤矿网络的稳定运行和安全性成为了日益重要的问题。
本文将提出针对煤矿网络的运营方案,保障煤矿工业自动化数字化建设的顺利进行。
煤矿网络现状目前煤矿网络分类繁多,从传统的以太网到现代的工业以太网,再到适用于煤矿局部场景的WiFi、LoRa等短距离无线传输技术。
随着数字化建设的深入,煤矿网络的规模、复杂度和安全性要求越来越高。
在实际应用中,煤矿网络面临的问题有:•网络拓扑复杂,缺乏足够的网络管理和监控手段;•网络安全性不足,容易受到黑客攻击和病毒感染;•网络性能差,数据传输速率和稳定性难以保障;•网络设备老化,维护成本逐年增加。
针对这些问题,需要制定一套可行的煤矿网络运营方案。
煤矿网络运营方案1. 网络拓扑优化针对现有煤矿的网络拓扑,需要优化和调整。
对于复杂的局域网,可以拆分成多个虚拟局域网(VLAN),实现不同部门和设备之间的安全隔离和数据交换。
对于分散的场景,可以采用分布式网络架构,将多个独立的局域网通过前、后端互联合并成一个整体。
此外,还需要配备网络管理和监控设备,实现对网络设备和拓扑的实时监控、告警和统计分析。
2. 网络安全加固对于煤矿网络的安全问题,需要采取一系列措施进行预防和处理。
针对网络设备,需要做好设备管理和安全配置,包括设置设备管理口、启用强密码、限制访问等措施。
同时,需要加强网络的访问控制和安全策略,如设置网络访问白名单、禁止或限制外部设备接入等。
针对黑客攻击和病毒感染问题,需要配备防火墙、入侵检测系统和病毒防护软件,实现对网络的完整性、保密性和可用性的保护。
3. 网络性能提升煤矿网络的性能问题主要体现在数据传输速率和稳定性方面。
为保障数据传输的质量和速度,需要对网络进行优化和升级。
如采用光纤接入网络,增加网络带宽;选用高速交换机、路由器等关键设备,提升数据带宽、缓存能力和转发速度;同时,还需要进行链路监控和优化,如设置流量控制、负载均衡等措施,确保网络数据传输的稳定性和可靠性。
煤矿wifi无线通讯系统设计方案设计方案山西宇德矿山设备2021年5月7日目录第一章 wifi无线通讯系统的背景 (3)1.1. 实现矿井语音通讯的重要性 (3)1.2. 实现矿井语音通讯的必要性 (3)1.3. KT135的优势和现有煤矿试验的情形 (4)1.3.1产品优势 (4)1.3.2 KT135矿用无线通讯系统在现有煤矿试验的情形 (4)第二章 wifi无线通讯系统介绍 (5)2.1. 综述 (5)2.1.1 设计目的 (5)2.1.2 设计原那么 (5)2.1.3 设计依据和标准 (6)2.1.4 先进性 (7)2.1.5 有用性 (8)2.1.6 可扩展性 (8)2.1.7 经济性 (8)2.2. 系统特点及优势 (8)2.3. 系统的技术规格 (9)2.4. 系统功能 (10)2.5. 系统拓扑图及连接关系图 (12)2.5.1 系统拓扑图 (12)2.5.2 系统连接关系图 (12)2.6 系统要紧设备硬件概要介绍 (13)2.7 应用条件 (26)第三章无线通讯系统的具体设计 (28)3.1 此煤矿无线通讯系统的设计目标 (28)3.2 基站装配位置及覆盖区域 (28)3.3 供电 (28)3.4 与工业交换机的对接 (29)3.5 光缆 (29)3.6 地面与调度系统的对接 (29)3.7 施工具体要求 (29)第四章施工组织设计 (31)4.1 工程特点及施工条件 (31)4.2 工程流程图 (32)4.3 工程施工总设计 (33)4.3.1 施工组织治理机构 (33)4.3.2工程技术设计 (33)4.3.3工程施工图设计 (33)4.3.4布线规范 (33)4.3.5工期操纵 (34)4.3.6施工机械设备及工具 (34)4.3.7工程材料及人员治理 (34)4.3.8质量治理 (34)4.3.9工期保证措施 (34)4.3.10成品质量保证措施 (35)第一章wifi无线通讯系统的背景1.1.实现矿井语音通讯的重要性时期众多煤矿企业差不多完成或正在建设中的信息化建设包括:➢千兆工业以太环形网络➢安全检测系统➢工业视频监控大屏系统➢主、副井监控系统➢主运输集控系统➢排水监控系统➢采掘工作面监控系统➢通风机监控系统➢压风机监控系统➢供电监控系统等一系列全部基于以太网络的监控系统。
第一章综合自动化监控网络平台1.1概述随着工业以太网技术的不断完善与发展,工业以太网在工业自动化领域得到了越来越广泛的应用与认可。
许多控制器、PLC、智能仪表、DCS系统已经带有以太网接口,这些都标志着工业以太网已经成为真正开放互连的工业网络的发展方向。
采用基于工业以太网的集成式全分布控制系统,具有高度的分散性、实时性、可靠性、开放性和互操作性的特点。
综合自动化监控网络平台把各个自动化子系统有机地整合在一起,所有的监测监控管理操作都在一个平台中运行,提高了矿井综合自动化水平,实现了减员增效和矿井机电设备的安全运行,提高了煤矿的生产效率。
根据矿井综合自动化系统建设的需求,矿井综合自动化平台的主干网络结构采用1000M环形工业以太网,传输介质为单模光纤,采用工业以太网交换机进行数据交换。
通过工业以太网连接井上、井下各个子系统,把所有系统设备控制和监控信息传输到集中控制室,通过服务器的数据采集,使工程师完成各个子系统的组态,达到监测和控制的目的。
矿井综合自动化监控网络系统的建设内容包括:(1)工业以太环网建设,连接各个子系统的PLC或上位机;(2)调度控制指挥中心的网络建设,部署工业以太网的核心交换机并连接设备控制层的工业以太环网和数据采集服务器,部署操作员站和工程师站;(3)网络安全建设,划分VLAN,使矿井的综合自动化控制网络系统稳定、可靠、安全运行;(4)网络管理建设,建设综合自动化控制网络系统的网络管理平台,对所有工控网络设备、进行集中管理,提高管理水平,降低管理成本。
1.2设计原则自动化监控网络平台是煤矿现代化生产控制和管理信息系统的基础设施,其可靠性和可扩展性对煤矿企业的安全生产至关重要,必须遵循以下设计原则:➢可靠性煤矿行业的特点决定了整个系统必须具有很高的可靠性,保障生产活动的正常进行和井下工作人员的生命安全。
因此在选型时必须考虑所选技术在冗余、出错处理和容错方面的能力,所选产品能够适应井下恶劣的工作环境和防爆要求。
➢先进性与实用性相结合既要保证系统设计的先进性,又要保证系统设计的实用性。
所选设备必须是成熟可靠、性价比高的产品,同时使用符合发展趋势的、具有良好发展前景的、先进的技术和设备,延长系统的使用寿命,提高系统的实用性。
➢可扩展性随着新技术的出现以及企业的不断发展,会对现有的系统提出更高的通信带宽需求。
网络通信系统作为整个生产管理系统的基础,应在系统容量、处理能力等方面具有可扩充性,可以方便地进行产品的升级换代。
➢开放性网络通信系统应具有开放性,符合相应的国际标准和协议。
同时提供开放的互连接口,保证现有的系统和新系统能够协同运行,方便数据交换、信息共享。
➢可维护性井下环境恶劣,为设备的维护保养带来较大困难,本系统将提供有效的网络管理和系统监控、调试、诊断技术,保证系统维护管理简明、方便、有效。
在设备发生故障时能够方便及时的发现故障、排除故障。
➢安全性系统的安全性包含了煤矿设备、网络及软件等多方面的内容。
井下设备必须经过相关部门检测,取得合格证、防爆证、安标证;网络和软件必须配备完善的安全保密措施,以保证系统安全、稳定地运行,必要时可以牺牲一定的带宽或速度来保证安全性。
对于一个工业系统来说,高安全性、高可靠性是设计的第一要素,任意时刻的系统故障都有可能给生产带来不可估量的损失,而且如何在开放的同时严格保证系统的安全性也是要充分考虑的,这些在追求统一、集成的今天显得尤为重要。
➢可管理性通过管理软件可以对IP与MAC地址捆绑、VLAN的划分,可以改变随意篡改IP地址的现象,同时可以侦测基于端口网络的异常流量。
矿井综合自动化网络平台设计原则1.3网络拓扑结构设计目前,采用以太网技术构建的大型控制系统大多为分布式控制系统。
因此,多采用总线结构或星型结构设计,为了将矿井综合自动化控制网络系统设计的可靠性进一步提高,我们可以采用双星型、环型、双环形等组网技术。
以下是几种典型的工业以太网结构的比较:(1)总线型组网拓扑结构在总线型组网拓扑结构下(可理解为星型结构),一个网络核心节点下联各个分节点,布线简单,管理方便,直接通过背板交换,交换速度快。
主要在网络业务比较简单、可靠性要求不高的网络环境下组网,不适合于煤矿自动化网络多业务平台的需求。
工业总型组网结构(2)环型组网拓扑结构环形组网拓扑结构,属于分布式网络,各个网络节点串联成闭环结构,允许某一传输链路或网络节点出现一处断点。
发生连路故障时,环网自动在一定时间内能切换到总线,属于简单而又实用的冗余组网方式,性价比高、可靠性较高。
适合于煤矿多业务自动化网络平台,可以进一步提高网络的可靠性及安全性。
工业环型组网结构(3)双环型组网拓扑结构在双环形组网拓扑结构下,每个网络节点具有2套网络设备,各个节点串联成2套环网,冗余网络,允许交换机、两处光纤、网线(网卡)四种故障。
是常用的高级工业冗余网络系统,主要用于电信核心级网络。
在煤矿行业,同一井筒或巷道的双环型光缆敷设时,和单环网的可靠性一样,不适合煤矿的实际情况,且双环网布线复杂,如网络设备、网络光(电)缆、网卡均为双份,成本很非常高。
工业双环型组网结构根据以上三种组网结构的对比,设计矿井综合自动化内网中各骨干网络均采用单环网络的方式组网,保证整个自动化内网的可靠性及在突发情况下的生存能力。
如果环网中某个交换设备或连接链路发生意外中断的情况,环网传输路径将选择反方向正常传输,传输路径倒换时间小于50ms,如图所示:工业以太网单环网平台故障自愈根据矿井的实际生产现状,设计采用工业以太环网和环间耦合技术,地面各子系统、井下各子系统、集控中心网络设备分别组成1000M单环网络,地面环网、井下环网分别连接到集控中心的核心网络设备上,这样整体自动化工业以太环网就形成了以二台核心交换机(环网)、井下环网、地面环网组成的相互独立的环型网络,并且每个网络都是两条链路连接到核心环网设备上,防止单点故障的出现。
整个系统由3个环网组成,其中井下及地面控制环网与控制中心环网之间构成千兆骨干网络,实现环网冗余的同时,又实现环网链路之间双链路耦合,网络现场设备层包括:工业电视监控系统、各自动化监测监控子系统的设备,形成了综合自动化控制内网的二级网络。
在调度指挥控制中心布置两台支持三层动态路由功能的核心交换机。
两台核心交换机启用VRRP协议实现冗余配置,为终端设备提供无缝隙的路由交换服务,两台交换机互为备份。
在交换机正常时,两台交换机各自分担一部分数据流量;当其中一台交换机出现故障时,另一台交换机就会自动分担起所有数据流量,数据的传输不会受到任何的影响。
这样,既达到了负载均衡,又实现了相互备份的目的。
井下工业环网布置2台千兆防爆型工业以太网交换机,分别位于中央变电所和采区变电所;地面工业环网共配置2台千兆地面环网交换机,分别位于地面变电站和通风机房。
其他地面监控以及辅助生产子系统就近接入地面环网交换机。
调度指挥控制中心机房设备连接包括:数据采集服务器、实时/历史数据服务器、关系数据库服务器、WEB发布服务器、操作员站、工程师站、网络打印机、硬盘录像机等。
多环网通信的冗余切换时间:由于采用了工业以太网顶级厂商的超级冗余环技术,使得多环网通信的故障切换时间得以保证,无论是骨干环网内部、二级环网内部还是多环之间的通信,故障切换时间均<50ms。
整体网络拓扑结构图如图所示:矿井自动化监控网络平台拓扑图1.4网络设备选型1.4.1工业级以太网交换机1)核心交换机核心环网交换机设置于集控中心机房,用于提供接入环网的上联,以及大量服务器及操作员站的接入,同时,核心网络通过安全措施与信息管理网络网互联。
核心设备选用赫思曼MACH 4000系列全千兆工业以太网交换机。
新一代的MACH 4000系列三层交换机专为满足骨干网络高速高负载传输音频、视频和控制数据的需要而设计,完全能够满足矿井煤矿所有自动化系统接入的需要及未来的业务扩展。
设计核心环网采用2台赫思曼MACH 4000系列交换机中MACH 4002-24G-L3P全千兆交换机,MACH 4002-24G-L3P采用模块化设计,端口密度高,外观紧凑,在保持工业产品的高度灵活性和可靠性的同时提供了更为强大的处理能力。
同时,L3P版的MACH 4000系列产品提供动态路由和多播路由,支持HIPER-Ring,Redundant Coupling等冗余机制、也满足GL认证及相关的抗冲击、抗振动标准。
每台核心交换机技术参数:➢4路SFP光纤100/1000M端口,20路10/100/1000M RJ45千兆电口;➢软件版本为三层专业版;➢配置双电源保护;➢工作温度范围0度-60度;➢高集成设计,19寸机架安装;➢安装、维护、维修简便;➢符合相关工业标准;➢高速环网冗余机制。
技术特点:➢故障自动恢复➢网络故障时(如断线或交换机故障),网络重构时间小于50ms;➢网络间冗余连接➢任何拓扑结构的网段或环网都可通过两个交换机实现网络间的冗余连接;➢快速网络故障定位和诊断➢支持SNMP协议和基于WEB的管理,当网络发生故障后,可迅速发现故障,并实现故障的定位和诊断,为故障的快速排出提供了保障;➢虚拟局域网技术➢支持VLAN技术,通过将网络划分为几个虚拟的子网,有效地减轻网络负荷;➢支持HIPER-Ring(超级冗余环)、Dual-Homing冗余连接;➢采用无源背板,完全模块化的设计,基板、电源、风扇模块允许热插拔;➢每块基板都是独立的交换引擎和独立的网管AGENT;➢支持第三层交换和HIRRP快速路由切换;➢基板配置灵活,能够安装多种传输速率的介质模块(包括10/100/1000Mbps的线速度);➢交换机还支持802.1Q,802.1D,802.1p,802.3x协议,支持端口聚集,端口镜像,多播(IGMP)、广播限制、VLAN、用户组管理以及全面的安全功能。
2)地面环网节点交换机设计选用的MICE 4128-L2P模块化工业以太网交换机,保留了工业级设备高度的灵活性和可靠性,将大型以太网交换机各种功能融合在工业级的设计中,基于导轨方式安装并具有千兆以太网接口,提供了新的工业级冗余千兆骨干网络解决方案。
MICE 4128-L2P设备配置:➢高性能的模块化工业骨干路由交换机;➢支持最多4个千兆端口;➢支持最多28个FE端口,配置8个百兆以太网电口(可转换成RS-485接口);➢工作温度范围0度-60度;➢高集成设计,导轨安装;➢安装、维护、维修简便;➢符合相关工业标准;➢高速环网冗余机制。
技术特点:➢MICE——Modular Industrial Communication Equipment,即模块化工业通信设备,采用模块化结构,便于扩展、端口配置灵活;➢采用导轨方式安装,无风扇散热方式,工作温度范围为0℃~60℃;➢支持多种冗余机制,包括HIPER-Ring(超级冗余环),RSTP IEEE 802.1w (快速生成树),冗余环-环之间耦合,Dual Homing,双24VDC电源冗余,冗余状态信号输出,链路聚合(多达7个trunk,每个trunk允许8个端口,LACP);➢采用HIPER-Ring(超级冗余环)技术可以组建100Mbps/1000Mbps快速自愈环网,环上最多可串接50台交换机,并允许光纤和双绞线等多种介质,当发生链路断点时,环网可以在瞬间自愈,并在500毫秒内恢复正常工作;➢管理方式包括串口、基于WEB的网管、SNMP V1/V2/V3和HiVision网络管理,采用HiVision或者HiOPC,可以将网络设备的状态信息以OPC方式传递到HMI/SCADA软件中,从而将网络监控与其他智能设备的监控集成一体;➢支持基于端口的VLAN设置,多播(IGMP snooping/querier),IEEE 802.3x 流控制,广播限制器,fast aging,SNTP协议(简单网络时间协议),PTPclient(精确时间协议,IEEE 1588),TOS(type of service)diff.-serv,TOS-prio-mapping,protocoll based VLANs,traffic shaping,MSTP-802.1s等;➢可提供L3功能的交换机版本,支持各类路由协议,包括静态路由,动态路由(RIP V1/2,OSPF),ACL,VRRP,多播路由等;➢千兆模块支持端口级SFP光纤模块,可以方便地更换,1000Mbps以太网支持的传输距离达到120km。