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)技術(shù)指導(dǎo)文件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。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)的建設(shè)應(yīng)遵

2、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)的原則進(jìn)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)、物以及工程施工全過(guò)程管理的綜合自動(dòng)化，能對(duì)煤炭的生產(chǎn)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)

3、監(jiān)視 ,為管理決策提供依據(jù)。 控制層：建設(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)品選型本技術(shù)指導(dǎo)文件將采用基于以太網(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)。1.2.1 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

4、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 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（目前已有成功案例應(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

5、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，本技術(shù)指導(dǎo)文件選擇工業(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)1.3.1 綜述隨

6、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)用的解決技術(shù) 指導(dǎo)文件變成了基于公開(kāi)化、標(biāo)準(zhǔn)化的解決技術(shù)指導(dǎo)文件。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)

7、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 口，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。 采 用的基于工業(yè)以太網(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，本技術(shù)指導(dǎo)文件采用工業(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)。1.3.2 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）

8、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。1.3.3 工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用安全問(wèn)題分析（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，所以使

9、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)限合法用戶的不同授權(quán)。 另 外還可用根據(jù) 日志記錄調(diào)整過(guò)濾和登錄策略。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

10、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。目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。

11、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。1.3.4 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)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)

12、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。1.3.5 網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的選型1. 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。2. 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。 因而必須采用工業(yè)級(jí)的以 太網(wǎng)交換機(jī)，本技術(shù)指導(dǎo)文件采用臺(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

13、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、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）

14、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)

15、口讓您在組建網(wǎng)絡(luò)時(shí)更加靈活。PT-7728 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 RSTP/STP（ IEEE802.1W/D）-IGMP Snooping和GMRP過(guò)濾多播封包7 / 14-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 802.1p/1Q 和 TOS/DiffServ 提升決策機(jī)制-采用802.3ad LACP優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)

16、帶寬-支持IEEE 802.1X和https/SSL，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全性-SNMP V1/V2c/V3用于不同級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)管理-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MAC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-Li ne-swap快速恢復(fù)-可通過(guò) web 瀏覽器、Tel net/Serial con sole Win dows Utility 和 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

17、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,高可靠性。實(shí)現(xiàn)操控站主干交換機(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）,可以提升您的千兆網(wǎng)絡(luò)骨干的可靠性。EDS-618A 以太網(wǎng)交換機(jī)支持多種智能化的網(wǎng)絡(luò)管理功能，包括 QoS， IGMPSnooping/GMRP， VLAN， Port Trunking， SNMP V1/V2c/V3 ， IEEE 802.1X

18、 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 802.1X，HTTPS，SNMPv3和支持 SSH-ABC-01 （自動(dòng)備份配置器）更易于置換故障設(shè)備-IPv6 Ready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

19、配 IP 地址-支持工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議 Modbus/TCP-Turbo Ring及Turbo Cha in （全載時(shí)自愈時(shí)間 20毫秒）和RSTP/STP（IEEE 802.1w/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 802.1Q VLAN和GVRP，輕松實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃-支持 QoS-IEEE 802.1p/1Q 和 TOS/DiffServ，增加網(wǎng)絡(luò)確定性-支持端口聚合，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)帶寬-支持SNMPv3, IEEE 802.1X，HTTPS和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

20、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 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)點(diǎn)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、塵埃和 震動(dòng)的環(huán)境，滿足在煤礦環(huán)境的防爆及安全要求。符合GB5005492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- 83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：1

21、27V/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：全雙工TCP/IP傳輸協(xié)議，波長(zhǎng)為1310nm的單模光纖c、傳輸速率：10/100/1000M自適應(yīng)。d、光發(fā)射功率：-10dBm-5dBm。e 光接收靈敏度：w -20dBm。使用 MGTSV- （2、4、6、8、10、12） A 型光纜。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：全雙工 TCP/IP 傳輸協(xié)議。c、傳輸速率： 10/100 Mbps 自適應(yīng)。d、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.

22、06尸/Km。分布電感：w 0.8mH/ Km。直流電阻：w 12.8Q/Km ）。RS485信號(hào)接口（本安接口）a、接口數(shù)量： 4 個(gè)b、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 的端口速率?，F(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

23、10/100M 的端口速率。1.4 交換機(jī)布置技術(shù)指導(dǎo)文件介紹1.4.1 網(wǎng)絡(luò)配置1 、環(huán)網(wǎng)部分：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，分為中央網(wǎng)絡(luò)與接入工業(yè)以 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， 保證不同環(huán)網(wǎng)之間的數(shù)據(jù) 的傳輸。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)置于中心機(jī)房，用于提供接入環(huán)網(wǎng)的上聯(lián)，以及大量服務(wù)器的接 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)。中央網(wǎng)絡(luò)設(shè)置兩臺(tái)PT7728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

24、各交換機(jī)及設(shè)計(jì)布置點(diǎn)如下:序號(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米區(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。因而本技術(shù)指導(dǎo)文件采用 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。如果環(huán)網(wǎng)中某個(gè)交換設(shè)備