工业以太环网在煤矿信息化中的应用与研究

赵永鑫

山西阳光三极科技股份有限公司 山西太原 030000

1 研究背景

国外有名的安全工程师提出相关的定律李，包含重大事故背后必然有29个小事故，但也有300个潜在的危险，被称为“300∶29∶1定律”。煤矿事故的发生不能简单地认为是一个孤立的事件。虽然事故发生的时间不长，但事故发生的根本原因是企业安全管理机制的缺失和职工安全生产意识的淡薄。如何对这些小事故、隐患和井下监测数据进行整合和传递，对于煤矿安全的管理机制进行有效的分析以及完善，对于井下出现安全管理的疏漏进行改正，这也是煤矿企业想要持续发展必须要面临的问题。现阶段，由于，科学技术水平的不断提高，在煤炭企业中也广泛应用了煤炭工业环网，但是还是使用的千兆等环网形式进行的[1]。

2 总体技术要求

2.1 注重开放性原则

按照开放性原则的要求，要构建起完全开放的网络平台，同时要达到国际所公认的网络使用要求，并且还要有比较成熟的API接口等，这样一来可以便于第三方有效连接。

2.2 提供丰富信息传输服务

系统应提供多种访问方式，可以方便地支持程序的上传和下载、运维调试、数据采集、日志记录等功能。这一访问的方式，不需要进行二次开发以及进行额外的硬件支持的问题，系统的整个性能也不受传输服务所影响。主要使用分布式架构进行，整个系统也不会受到子系统或者相关主题的影响[2]。

2.3 支撑多拓扑结构和远距离传输

根据项目的具体情况，可支持环形、星形、母线等多种拓扑结构。最大传输距离需要超过15公里。通过继电器可以延长传输距离，最大传输距离需要大于30km[3]。

2.4 强大的网络管理能力

要进行自动网络诊断以及业务等管理方式，使得拓扑图可以进行定期的自动生成，对于监控的状态有效的反映出来，也可以使用手动添加节点的方式来进行网络访问，并导入配置文件以保留原始配置。自动完成识别和推荐配置信息。

2.5 最优化冗余配置

该方法的优点是在主干网中发生任何连接故障或意外断开，通过备份以太网链路保证整个系统的稳定性和可靠性。在项目的初步设计中，为了保证整个项目[4]的鲁棒性，需要考虑物理和逻辑网络信道冗余[4]。

2.6 关键技术

核心开关设置为根桥接器开关，所有开关通过寻找根桥进行交流沟通，以避免网络循环网络风暴，影响网络传输。作为备用冗余使得两个链接，链接失败，自动切换到另一个链接直接传输，使用这本书RSTP生成的快速冗余协议传输使开关切换了兼容性和保证，同时交换机支持干线港池协议，通过对于配置虚拟局域网，对于业务数据进行统一规划，降低网络广播域的大小，将万兆核心可以利用云接收的方法自由进行虚拟局域网的切换，将各个虚拟服务器的数据有效的采集起来，并且储存进行有效的应用。

3 设备选型与布置注意事项

关于设备的选型和布置，无论任何一个系统和工程的建设，科学合理的设备选型，都是建设成功的关键，下面是主要设备组成网络，提出一些建议。

3.1 核心交换机

建议使用知名品牌、性能稳定、可靠、模块化的多层路由或网络交换机。需要三层交换功能来控制网络分层策略。

3.2 矿用防爆型交换机

矿井防爆配电板以井下千兆节点配电板为例。该设备具有双层开关功能，可满足井下防爆要求。

3.3 防火墙

它将管理网络和控制网络分离，以保证控制网络不受非法数据的攻击。已划设非军事区，以便从控制网发布信息。并发连接数是3.6×106，网络吞吐量20Gbps，4个千兆端口SFP光模块（包括410公里单模千兆光模块），4个千兆端口SFP光模块（包括410公里单模千兆光模块），4个千兆电端口，进出口的千兆端口SFP光模块。入侵检测：DdoS。主要支持用户认证、内容过滤、系统监控、网络管理、前台WEB操作、整体带宽策略控制等功能。

4 结语

以其独特的性能特征，以太网监控系统可广泛应用于地下设备分散、小煤矿彼此相距较远的芽尖，地下地质和恶劣的工作环境等，以确保地下的安全生产操作，实时预测的各种危险情况下有一个重要的角色。在工业以太环网技术进行可靠技术保证提供的前提下进行高速宽带的快速发展，并且软件升级的问题也不需要客户亲自解决，这样一来使得人工费用以及相关的资源进行有效的节约。但是，目前一些现场的总线技术和其也不能相比较[5]。相关的技术以及制造还有应急救援发展都非常的快，所以需要比较稳定的通信网络来维持。