工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)方案

1、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)方案1.1 概述掌石溝煤業(yè)是基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，具有復(fù)雜生產(chǎn)系統(tǒng)的礦井， 為提高礦井的生產(chǎn)效率，對(duì)礦井綜采工作面、順槽膠帶、主運(yùn)輸系統(tǒng)、通風(fēng)機(jī)房、井下變電所等環(huán)節(jié)實(shí)施統(tǒng)一 操作、集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度。各礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，根據(jù)管控一體化思想，以三層網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，結(jié) 合自動(dòng)化、信息、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通訊的新 理論和技術(shù)，采用世界先進(jìn)的自動(dòng)化產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和 工業(yè)控制軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，將煤礦生產(chǎn)、管理的各個(gè)環(huán)節(jié)，統(tǒng)一在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，形成一個(gè)統(tǒng)一、完 整的有機(jī)整體，使 其在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)通訊、自動(dòng)化覆蓋范圍方面處于同類(lèi)礦井 的領(lǐng)先水平。1.1.1 設(shè)計(jì)綜述掌石溝煤業(yè)綜合自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的

2、建設(shè)應(yīng)遵循數(shù)字化、高速化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、安全可靠、易擴(kuò)充升級(jí)的原則講行設(shè)計(jì);同時(shí)充分考慮公司綜合自動(dòng)化系統(tǒng)總體規(guī)劃 和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的現(xiàn)狀。對(duì)于掌石溝煤業(yè)工業(yè)綜合自動(dòng)化平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在井上和井下設(shè)置的高速以太環(huán)網(wǎng)，主鏈路采用千兆光纖。在核心層采用千兆工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)千兆鏈路將各環(huán)網(wǎng)的交換設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心層次，同時(shí)具備高冗余性能。各環(huán)網(wǎng)結(jié)點(diǎn)主要是連接結(jié)點(diǎn)交換機(jī)附近的工業(yè)設(shè)備，以達(dá)到控制和信息采集的目的信息層：建設(shè)信息管理網(wǎng)，采用標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議和以太網(wǎng)技術(shù)。實(shí)現(xiàn)礦區(qū)各個(gè)管理部門(mén)的網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)人、財(cái)、物以及工程項(xiàng)目管理的綜合自動(dòng)化，能對(duì)煤炭的生產(chǎn)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，為管理

3、決策提供依據(jù)?？刂茖樱航ㄔO(shè)綜合自動(dòng)化控制網(wǎng)，采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)總線來(lái)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)將井上和井下區(qū)域控制器和設(shè)備監(jiān)控站所采集的信息和控制信號(hào)傳送給有關(guān)系統(tǒng)。設(shè)備層：在設(shè)備控制層主要是煤礦各專(zhuān)業(yè)控制子系統(tǒng)。1.2 控制層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的技術(shù)與產(chǎn)品選型本方案將采用基于以太網(wǎng)TCP/IP的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，傳輸介質(zhì)采用層絞式礦用阻燃型光纜，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用基于光纖工業(yè)以太網(wǎng)的環(huán)形架構(gòu)。1.1.2技術(shù)選擇現(xiàn)代煤礦的生產(chǎn)監(jiān)控管理系統(tǒng)中往往使用到多家廠商提供的多種不同類(lèi)型的設(shè)備，為了達(dá)到方便管理，保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的目的，必須選擇一個(gè)開(kāi)放的通信平臺(tái)，并將各種不同類(lèi)型設(shè)備的通信統(tǒng)一到這一標(biāo)準(zhǔn)通信平臺(tái)之上。為保證良好的兼

4、容性和可擴(kuò)充性，建議使用以太網(wǎng)TCP/IP技術(shù)作為整個(gè)系統(tǒng)的通信標(biāo)準(zhǔn)。如有其他類(lèi)型的通信格式，如RS232，RS485或其他專(zhuān)用通信接口等等，均可通過(guò)協(xié)議網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)信息包，在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳送。以太網(wǎng)TCP/IP技術(shù)具有以下的優(yōu)勢(shì)：隨著企業(yè)的發(fā)展、各種新技術(shù)的應(yīng)用，可以預(yù)見(jiàn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬要求也（目前已有成功會(huì)越來(lái)越高，比如基于網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控傳輸應(yīng)用和井下設(shè)備信息數(shù)據(jù)采集等都需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的傳輸。以太網(wǎng)技術(shù)具有相當(dāng)高的數(shù)據(jù)傳輸速率案例應(yīng)用于井下工業(yè)環(huán)境下的以太網(wǎng)交換機(jī)），能提供足夠的帶寬；能在同一總線上運(yùn)行不同的傳輸協(xié)議，從而能建立企業(yè)的公共網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)或基礎(chǔ)構(gòu)架；支持交互式和開(kāi)放的數(shù)據(jù)存取

5、技術(shù)；沿用多年，已為眾多的技術(shù)人員所熟悉，市場(chǎng)上能提供廣泛的設(shè)置、維護(hù)和診斷工具，成為事實(shí)上的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；允許使用不同的物理介質(zhì)和構(gòu)成不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。以太網(wǎng)早期存在不確定性和實(shí)時(shí)性能欠佳的問(wèn)題，已通過(guò)智能交換機(jī)的使用、主動(dòng)切換功能的實(shí)現(xiàn)、優(yōu)先權(quán)的引入等，基本上得到了解決。通過(guò)提高數(shù)據(jù)傳輸 速率，仔細(xì)地選擇網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、設(shè)置服務(wù)質(zhì)量（QOS）等，從而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。因此，本方案選擇工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)作為綜合自動(dòng)化控制網(wǎng)的技術(shù)選型。1.3冗余工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)1.1.3綜述隨著網(wǎng)絡(luò)化、綜合自動(dòng)化概念向自動(dòng)化領(lǐng)域的不斷滲透，自動(dòng)化控制理念和技術(shù)也在不斷發(fā)展。在上世紀(jì)末新型的現(xiàn)場(chǎng)總線控

6、制系統(tǒng)突破了DCS系統(tǒng)中通信由專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)的封閉系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所造成的缺陷，試圖將基于封閉、專(zhuān)用的解決方案變成了基于公開(kāi)化、標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案。此后，上位機(jī)、PLC和現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)成的集散監(jiān)控系統(tǒng)逐步成為自動(dòng)化的主流。但由于不同行業(yè)不同應(yīng)用派生出的不同的 總線系統(tǒng)，加之經(jīng)濟(jì)利益的沖突，各種不同的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)之間的互不兼容嚴(yán)重束縛了不同廠商設(shè) 備之間的互連，使得現(xiàn)場(chǎng)總線成為受廠商限制的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)。隨著以太網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，它不僅在辦公自動(dòng)化領(lǐng)域而且在工業(yè)自動(dòng)化場(chǎng)合得到了廣泛應(yīng)用，許多控制器、 PLC、智能儀表、DCS系統(tǒng)已經(jīng)帶有以太網(wǎng)接，這些都標(biāo)志著工業(yè)以太網(wǎng)已經(jīng)成為真正開(kāi)放互連的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向用的基于工業(yè)以

7、太網(wǎng)的集成式全分布控制系統(tǒng)，具有高度的分散性、實(shí)時(shí)性、可靠性、開(kāi)放性和互操作性的特點(diǎn)，因此，本方案采用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行綜合自動(dòng)化控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)。1.4工業(yè)以太網(wǎng)的特點(diǎn)及安全要求雖然脫胎于Intranet、Internet等類(lèi)型的信息網(wǎng)絡(luò)，但是工業(yè)以太網(wǎng)是面向生產(chǎn)過(guò)程，對(duì)實(shí)時(shí)性、可靠性、安全性和數(shù)據(jù)完整性有很高的要求。(1)工業(yè)以太網(wǎng)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)性要求高，網(wǎng)絡(luò)傳輸要有確定性。(2)整個(gè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)按功能可分為處于管理層的通用以太網(wǎng)和處于監(jiān)控層的工業(yè)以太網(wǎng)以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層(如現(xiàn)場(chǎng)總線)。管理層通用以太網(wǎng)可以與控制層的工業(yè)以太網(wǎng)交換數(shù)據(jù)，上下網(wǎng)段采用相同協(xié)議自由通信。(3)工業(yè)以太網(wǎng)中周期與非

8、周期信息同時(shí)存在，各自有不同的要求。周期信息的傳輸通常具有順序性要求，而非周期信息有優(yōu)先級(jí)要求，如報(bào)警信息是需要立即響應(yīng)的。(4)工業(yè)以太網(wǎng)要為緊要任務(wù)提供最低限度的性能保證服務(wù)，同時(shí)也要為非緊要任務(wù)提供盡力服務(wù)，所以工業(yè)以太網(wǎng)同時(shí)具有實(shí)時(shí)協(xié)議也具有非實(shí)時(shí)協(xié)議。1.5 工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用安全問(wèn)題分析所以使(1)在傳統(tǒng)工業(yè)工業(yè)以太網(wǎng)中上下網(wǎng)段使用不同的協(xié)議無(wú)法互操作，用一層防火墻防止來(lái)自外部的非法訪問(wèn)，但工業(yè)以太網(wǎng)將控制層和管理層連接起來(lái)，上下網(wǎng)段使用相同的協(xié)議，具有互操作性，所以使用兩級(jí)防火墻，第二級(jí)的防火墻用于屏蔽內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的非法訪問(wèn)和分配不同權(quán)限合法用戶(hù)的不同授權(quán)外還可用根據(jù)日志記錄調(diào)整過(guò)濾和

9、登錄策略要采取嚴(yán)格的權(quán)限管理措施，可以根據(jù)部門(mén)分配權(quán)限，也可以根據(jù)操作分配權(quán)限。由于工廠應(yīng)用專(zhuān)業(yè)性很強(qiáng)，進(jìn)行權(quán)限管理能有效避免非授權(quán)操作。同時(shí)要對(duì)關(guān)鍵性工作站的操作系統(tǒng)的訪問(wèn)加以限制，采用內(nèi)置的設(shè)備管理系統(tǒng)必須擁有記錄審查功能，數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)記錄設(shè)備參數(shù)修改事件：誰(shuí)修改，修改的理由，修改之前和之后的參數(shù)，從而可以有據(jù)可查(2)在工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用中可以采用加密的方式來(lái)防止關(guān)鍵信息竊取。前主要存在兩種密碼體制：對(duì)稱(chēng)密碼體制和非對(duì)稱(chēng)密碼體制。對(duì)稱(chēng)密碼體制中加密解密雙方使用相同的密鑰且密鑰保密，由于在通信之前必須完成密鑰的分發(fā)，該體制中這一環(huán)節(jié)是不安全的。所以采用非對(duì)稱(chēng)密碼體制，由于工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)送的多為周

10、期性的短信息，所以采用這種加密方式還是比較迅速的。對(duì)于工業(yè)以太網(wǎng)來(lái)說(shuō)是可行的。還要對(duì)外部節(jié)點(diǎn)的接入加以防范。(3)工業(yè)以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)性目前主要是由以下幾點(diǎn)保證：限制工業(yè)以太網(wǎng)的通信負(fù)荷，采用1000M的快速以太網(wǎng)技術(shù)提高帶寬，采用交換式以太網(wǎng)技術(shù)和全雙工通信方式屏蔽固有的CSMA/CD機(jī)制。隨著網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放互連和自動(dòng)化系統(tǒng)大 量IT技術(shù)的引入，加上TCP/IP協(xié)議本身的開(kāi)放性和層出不窮的網(wǎng)絡(luò)病毒和攻 擊手段，網(wǎng)絡(luò)安全可以成為影響工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)時(shí)性的一個(gè)突出問(wèn)題。1.6 綜合自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)冗余方式選型MOXA交換機(jī)的超級(jí)環(huán)網(wǎng)僅僅在切換中已傳遞的數(shù)據(jù)延遲20ms而已，沒(méi)有數(shù)據(jù)丟失的問(wèn)題。選擇單環(huán)單節(jié)點(diǎn)冗余網(wǎng)

11、絡(luò)是基于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)控制系統(tǒng)的了解及比較決定的因?yàn)橐龅奖葐苇h(huán)單節(jié)點(diǎn)冗余網(wǎng)絡(luò)更加可靠的環(huán)網(wǎng)，就要選擇雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所以各礦選擇既經(jīng)濟(jì)又可靠的單環(huán)單節(jié)點(diǎn)冗余結(jié)構(gòu)。本次規(guī)劃采用單環(huán)單節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)方式，兼顧了可靠性與經(jīng)濟(jì)性。光纖環(huán)網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)通過(guò)建立一個(gè)環(huán)狀的光纖以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)冗余，減少網(wǎng)絡(luò)單點(diǎn)故障，增強(qiáng)整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)在突發(fā)情況下的生存能力。1.7 網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的選型1.7.4 信息管理網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品選擇考慮到信息管理網(wǎng)絡(luò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能、功能要求較高，建議采用目前市場(chǎng)主流的網(wǎng)御星云公司的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。1.7.5 綜合自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品選擇由于工業(yè)環(huán)境（如煤礦等行業(yè)）的特殊性，普通電韶累播：.交換機(jī)在抗干擾性能、電磁兼

12、容性、可靠性、可用性、MTBF等方面不能完全適應(yīng)工業(yè)環(huán)境的要求，且不能形成高速冗余環(huán)的連接方式，使用壽命也會(huì)大大降低。因而必須采用工業(yè)級(jí)的以太網(wǎng)交換機(jī)，本方案采用臺(tái)灣MOXA公司的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)系列。MOXA工業(yè)級(jí)交換機(jī)產(chǎn)品特點(diǎn)：1、有工業(yè)級(jí)核心交換機(jī)，帶寬萬(wàn)兆級(jí)別可承上啟下，無(wú)信息傳輸瓶頸。2、可以建立多環(huán)，系統(tǒng)帶寬隨環(huán)數(shù)倍數(shù)增加，方便擴(kuò)容。3、交換機(jī)電磁兼容性、工作溫度、平均工作時(shí)間等指標(biāo)是其他設(shè)備無(wú)法達(dá)到的。摩沙公司的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)EDS618A和核心交換機(jī)PT7728系統(tǒng)產(chǎn)品均為工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)設(shè)備。它們采用牢靠的重負(fù)荷設(shè)計(jì)，其性能指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一般的OA網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，電磁兼容性、工作溫度、

13、防震等指標(biāo)完全符合工作現(xiàn)場(chǎng)的要求。摩沙網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品還支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和多重冗余方式，如(單)環(huán)網(wǎng)冗余、單環(huán)雙節(jié)點(diǎn)冗余、雙總線冗余、雙環(huán)網(wǎng)冗余和環(huán)間冗余。所有冗余結(jié)構(gòu)在切換時(shí)，已傳遞的數(shù)據(jù)延遲小于100ms，不會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失的問(wèn)題。1)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)核心設(shè)備一一工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)要求以下設(shè)備具體配置要求以設(shè)備清單為準(zhǔn)中央核心交換機(jī)PT7728( 2臺(tái)互為冗余)PowerTrans PT-7728是一款高性能的交換機(jī)。PT-7728滿足變電站自動(dòng)化系統(tǒng)(IEC 61850-3，IEEE 1613 )、交通控制系統(tǒng)(NEMA TS2 )和軌道交通系統(tǒng)(EN50121-4 )的需求。PT-7728可組建高性

14、能的千兆以太網(wǎng)骨干網(wǎng)絡(luò)、冗余環(huán)網(wǎng),它具備24/48 VDC或110/220 VDC/VAC冗余電源輸入的功能，在提高網(wǎng)絡(luò)通信穩(wěn)定性的同時(shí)還可以節(jié)省布線。PT-7728模塊化的設(shè)計(jì)為用戶(hù)提供更加輕松的組網(wǎng)方式，4個(gè)千兆端口和24個(gè)以太網(wǎng)口讓您在組建網(wǎng)絡(luò)時(shí)更加靈活。PT-772：還可以選擇前/后出線的方式，非常適合您的各種應(yīng)用。支持虛擬局域網(wǎng)技術(shù)(VLAN ):使用虛擬局域網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)將網(wǎng)絡(luò)劃分為獨(dú)立的子網(wǎng)，可以有效的降低網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷，提高網(wǎng)絡(luò)的通訊效率，它具有以下特點(diǎn):-支持 Turbo Ring 和口 RSTP/STP( IEEE802.1W/D) -IGMP Snooping和口 GMRP過(guò)濾

15、多播封包-支持基于端口的VLAN、IEEE 802.1Q VLAN和GVRP協(xié)議，輕松實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理 -通過(guò)QoS-IEEE 802.1 p/1Q和口 TOS/D時(shí)Serv提升決策機(jī)制02.1X禾口 https/SSL,增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全-采用802.3ad , LACP優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)帶寬-支持IEEE-SNMP V1/V2C/V3用于不同級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)管理MAC-采用RMON提升網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控能力-ABC-01自動(dòng)備份配置器 -帶寬管理可以阻止不可預(yù)料的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，端口鎖定只允許授權(quán)的地址訪問(wèn)- 端口鏡像用于在線調(diào)試- 異常事件通過(guò)E-mail和繼電器自動(dòng)輸出報(bào)警- 自動(dòng)恢復(fù)連接設(shè)備的IP地址-Line-swap快速

16、恢復(fù)- 可通過(guò) web 瀏覽器、Tel net/Serial con sole , Win dows Utility 和口 ABC-01 配本次設(shè)計(jì)采用其中4個(gè)千兆網(wǎng)絡(luò)光口，16個(gè)百兆網(wǎng)絡(luò)電口的核心交換機(jī)，網(wǎng)絡(luò)千兆光口與千兆環(huán)網(wǎng)聯(lián)接，建立主/備冗余；網(wǎng)絡(luò)百兆電口與服務(wù)器之間連接，從主干環(huán)網(wǎng)到服務(wù)器實(shí)現(xiàn)三層冗余，避免數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)钠款i，同時(shí)在調(diào)度臺(tái)放置的操控站與核心交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)千兆電口連接，實(shí)現(xiàn)操控站匚匚高可靠性。主干交換機(jī)EDS-618AMOXA EtherDevice Switch EDS-618A 網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)。千兆以太網(wǎng)冗余協(xié)議Turbo Ring （自愈時(shí)間20ms），可以提

17、升您的千兆網(wǎng)絡(luò)骨干的可靠Snooping/GMRP , VLAN , Port Trunking, SNMP V1/V2c/V3 , IEEE 802.1 X 和Https/SSL等功能。它具有如下特點(diǎn):-2個(gè)千兆端口 +16個(gè)快速以太網(wǎng)端口-Turbo Ring , Turbo Chain , RSTP/STP 用于以太網(wǎng)冗余 IEEE 1588 PTP ,Modbus/TCP，LLDP，SNMP Inform，QoS，IGMP snooping，VLAN ,IEEE 802.1 X，HTTPS，SNMPv3 和口支持 SSH-ABC-01 （自動(dòng)備份配置器）更易于置換故障設(shè)備-IPv6 R

18、eady認(rèn)證（IPv6標(biāo)志委員會(huì)認(rèn)證）-IEEE 1588PTP （精密時(shí)間協(xié)議），用于與網(wǎng)絡(luò)同步的準(zhǔn)確時(shí)間-DHCP Opition 82 用于以不同策略分配IP地址v 20 毫秒)和 RSTP/STP-支持工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議Modbus/TCP-Turbo Ring及Turbo Chain (全載時(shí)自愈時(shí)間(IEEE 802.1 W/D)-IGMP Snooping及GMRP，用來(lái)過(guò)濾工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議中的多播流量-基于端口 VLAN，IEEE 802.1 Q VLAN和GVRP ，輕松實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃-支持 QoS-IEEE 802.1 p/1Q 和口 TOS/DiffServ，增加網(wǎng)絡(luò)確定性-支持

19、端口聚合，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)帶寬-支持SNMPv3，IEEE 802.1 X，HTTPS和口 SSH增加網(wǎng)絡(luò)安全性-支持SNMPv1/v2/v3不同等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議煤礦防爆兼本安環(huán)網(wǎng)交換機(jī)基本要求具有防爆或本安認(rèn)證單臺(tái)交換機(jī)具有本安RS485或RS232接口，方便井下總線子系統(tǒng) 接入92爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范和GB3836 -3爆炸性環(huán)境用防爆電器設(shè)備通用要求考慮到現(xiàn)場(chǎng)的惡劣條件為減少因電源故障而產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)中斷等事故發(fā)生幾率；提高網(wǎng)絡(luò)的可用性，井下環(huán)網(wǎng)交換機(jī)內(nèi)部均配備了專(zhuān)用的不 間斷電源交換機(jī)工作電壓：127V/220V/380V/660V以太網(wǎng)光信號(hào)接口a、接口數(shù)量：4個(gè)；b、傳輸方式：

20、 全雙E TCP/IP傳輸協(xié)！ 131 Onm的單模光纖傳輸速率：10/100/1000M自適應(yīng)；d、 光發(fā)射功率:昔OdBm-5dBm ;e 光接收靈敏度： -20dBm ；使用 MGTSV- (2、4、6、10、12)A型光纜。具有10個(gè)以上的出線嘴(2)、KJJ58型礦用本安型以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)參數(shù):網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中采用的千兆MOXA工業(yè)交換機(jī)節(jié)設(shè)備均為專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的工業(yè)交換設(shè)備，能夠適應(yīng)高溫高濕埃震動(dòng)的環(huán)境,滿足在煤礦環(huán)境的防爆及安全要求。符GB50054以太網(wǎng)電信號(hào)接口性能(本安接口)a、接口數(shù)量：6個(gè)；b、傳輸方式：全雙E TCP/IP傳輸;c、傳輸速率：10/100 Mbps自適應(yīng);d

21、、信號(hào)工作電壓峰峰值1V5V ；e到分站設(shè)備之間最大傳輸距離5m （ MHYVR電纜，電纜分布參數(shù)分布電容：w 0.06折/Km ；分布電感：w 0.mH/ Km ；直流電阻：w 12.Q/Km ）；RS485信號(hào)接口（本安接口） a、接口數(shù)量：4個(gè)傳輸方式：半雙工RS485信號(hào)，雙極性;c 傳輸速率：2400bps ；d、信號(hào)工作電壓峰峰值：w 10V；e信號(hào)工作電流峰值：w 95mA；f、到分站設(shè)備之間最大傳輸距離：20km;服務(wù)器、工作站等設(shè)備的連接在中央調(diào)度室或機(jī)房的各個(gè)服務(wù)器、工作站等設(shè)備可通過(guò)快速以太網(wǎng)卡直接與中央監(jiān)調(diào)度室室的核心交換機(jī)的端口相連，提供10/100M/1000M的端

22、口速率現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)PLC或其他設(shè)備則直接通過(guò)雙絞線與現(xiàn)場(chǎng)就近的交換機(jī)的相應(yīng)端口相連，提供10/100M的端口速率。1.8交換機(jī)布置方案介紹1.1.6網(wǎng)絡(luò)配置根據(jù)掌石溝煤業(yè)礦井地域?qū)嶋H情況，按區(qū)域、節(jié)點(diǎn)數(shù)量、規(guī)?？蓜澐譃橐粋€(gè)環(huán)。自動(dòng)化控制環(huán)網(wǎng)按照網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不同，太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)兩部分。中央網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備與同機(jī)房的環(huán)網(wǎng)接入設(shè)備互連，的傳輸。分為中央網(wǎng)絡(luò)與接入工業(yè)以保證不同環(huán)網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)主環(huán)網(wǎng)都采用當(dāng)今技術(shù)領(lǐng)先的千兆工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。中央網(wǎng)絡(luò)設(shè)置兩臺(tái)PT772入。同時(shí)，中央網(wǎng)絡(luò)通過(guò)安全措施與信息管理網(wǎng)互聯(lián)。作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的匯聚核心交換機(jī)，通過(guò)光纜與主干交換機(jī)之間進(jìn)行傳輸。井下部分各交換機(jī)及設(shè)計(jì)布置點(diǎn)如下：序

23、號(hào)設(shè)計(jì)布置點(diǎn)交換機(jī)數(shù)量備注1調(diào)度機(jī)房核心交換機(jī)2機(jī)房2中央變電所節(jié)點(diǎn)交換機(jī)1井下3煤倉(cāng)節(jié)點(diǎn)交換機(jī)1井下4采區(qū)變電所節(jié)點(diǎn)交換機(jī)1井下2、環(huán)網(wǎng)交換機(jī)由于工業(yè)環(huán)境（如煤礦等行業(yè)）的特殊性，普通交換機(jī)在抗干擾性能、電磁兼容性、可靠性、可用性、MTBF等方面不能完全適應(yīng)工業(yè)環(huán)境的要求，且不能形成高速冗余環(huán)的連接方式，使用壽命也會(huì)大大降低。因而本方案采用可靠的工業(yè)級(jí)的以太網(wǎng)交換機(jī)。所有交換機(jī)都采用光纖端口組環(huán)，一個(gè)連接上級(jí)交換機(jī)，一個(gè)用于連接下級(jí)交換機(jī)，構(gòu)成一個(gè)完整的光纖環(huán)路。當(dāng)其中某一段工作中的光纖線路被破壞或相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)會(huì)自愈,并在500ms內(nèi)恢復(fù)正常的通訊，這 樣就構(gòu)成二級(jí)冗余。500ms。如果環(huán)網(wǎng)中某個(gè)交換設(shè)備或鏈路發(fā)生故障，環(huán)網(wǎng)傳輸路徑將選擇反方向傳輸，保證主傳輸通道信號(hào)不間斷專(zhuān)輸路徑倒換時(shí)間設(shè)