矿井工业以太网系统设计

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1、标准文案目录第、章工业以太网系统平台架构11.1工业以太网系统网络部分硬件架构11.2井下网络设备供电及防爆设计说明（KJJ31）91.3主要设备技术性能介绍9第1章大全标准文案第一章工业以太网系统平台架构1.1工业以太网系统网络部分硬件架构1.1.1网络部分（控制层）概述XXX矿是一个高产高效的现代化矿井，为提高矿井的生产效率，对井下各个自动控制子系统等环节实施统一操作、集中监控、统一调度。XXX矿工业以太网系统，根据管控一体化思想，以三层网络为基础，结合自动化、信息、计算机、网络、通讯的新理论和技术，采用世界先进的自动化产品、

2、网络产品和工业控制软件、数据库软件，将煤矿生产、管理的各个环节，统一在一个网络平台上，形成一个统一、完整的有机整体，使其在生产规模、系统结构、网络通讯、自动化覆盖范围方面处于世界先进水平。XXX矿工业以太网控制网络系统的建设应遵循数字化、高速化、智能化、标准化、安全可靠、易扩充升级的原则进行设计，同时充分考虑公司信息化总体规划和XXX矿工业以太网控制系统网络建设的现状。网络系统设计针对信息集成、结构分层、层间相对独立的原则，针对XXX矿的特点，网络系统的建设根据应用的不同层次，作如下设计：Ø信息管理层：建设信息管理网，采用标准TC

3、P/IP协议和以太网技术。实现矿区各个管理部门的网络连接，实现人、财、物以及工程项目管理的信息化，能对煤炭的生产状况进行实时监视,为管理决策提供依据。Ø矿井工业以太网层：建设工业以太网控制网，采用现场工业总线加以实现，实现将井上和井下区域控制器和设备监控站所采集的信息和控制信号传送给有关系统。Ø设备控制层：在设备控制层主要是煤矿个专业控制子系统，本方案将针对大全标准文案XXX矿的实际情况给出其中一些子系统的建议接入方案。1.1.1工业以太网网络部分设计原则网络通信系统是现代化生产管理系统的信息基础设施，其可靠性和可扩展性对煤矿企业

4、的安全生产至关重要，遵循以下的设计原则：Ø可靠性煤矿行业的特点决定了网络系统必须具有很高的可靠性和可用性，在选型时考虑所选用技术的冗余性，出错处理和容错能力，同时所选的设备能适应井下恶劣的工作环境并满足国家有关的防爆规范。Ø可扩展性考虑到煤矿行业井下作业的特殊性，网络系统对系统规模的扩展能力要求较高，网络系统能随着矿井建设进程做到整体规划，分布实施，尤其是井下网络系统应在系统容量、节点规模、网络速率等方面具有较高的扩充性，可以方便地对原有网络系统进行节点或设备本身的扩充。Ø开放性网络通信系统具有开放性，符合现有相应的国际标准和协议

5、。同时提供开放的网络接口和数据接口，保证现有的各类产品以及未来出现的新产品能够协同运行，方便数据交换、信息共享。Ø可维护性井下环境恶劣，为设备的维护保养带来较大困难。应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。Ø安全性大全标准文案网络系统应具备较高的安全性，应具有防病毒与防黑客攻击的能力。Ø国家标准硬件设备选型必须符合有关国家标准和行业标准，并通过国家技术监督局认定的检测机构的型式检验，用于爆炸环境的设备，还必须通过国家技术监督局认定的检测机构

6、的防爆检验，并取得“防爆合格证”，下井设备还应取得国家安全局的“煤矿安全标志”，要充分考虑满足防爆、防尘、抗高温潮湿和电磁干扰的要求。1.1.1各种网络结构比较目前，在控制层应用的网络结构主要有现场总线和工业以太网。现场总线是目前过程控制层中控制网络采用的主要技术，在过程控制层在用户有工业以太网需求的早期操作执行层（设备层）的网络主要采用现场总线，随着计算机网络技术的发展以太网逐渐在工业以太网系统中应用。两种技术的特性比较见下表：现场总线与以太网特性比较序号特性现场总线以太网1监视与控制能力强较强2可靠性与故障容限高高3实时响应快

7、中4信息报文长度短长5体系结构与协议复杂性低中、高6通讯功能级别中级大范围7通讯速率低、中高8抗干扰能力强中大全标准文案现场总线是在工业现场运行的、性能可靠的、造价低廉的通讯系统，能完成现场自动化设备之间的多点数字通讯，是目前自动化控制领域普遍采用的技术，随着用户对信息应用要求的不断提高，避免自动化系统成为“信息孤岛”，在商用计算机网络的技术、性能不能完全满足工业自动化要求的情况下，系统集成商普遍采用现场总线来完成信息的集成，但现场总线的多种技术标准并存、通讯协议间兼容性差、总线速率较低，使其在异构条件下建立应用网络比较困难。当今

8、信息技术飞速发展，企业迫切需要生产与管理间的无缝信息集成。目前现代以太网标准，如交换、全双工传输、实时数据的优先级、带宽由10Mb/s到100Mb/s乃至1000Mb/s的升级，很好地解决了以太网存在的不确定性和实时性欠佳的问题，使生产监控信息在以