工业以太环网系统设计方案

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1、煤矿工业以太环网系统设计方案中国矿业大学信息与电气工程学院徐州珂尔玛科技有限公司2021年8月25日目录1总述31.1指导思想51.2设计原则51.3设计依据62工业以太网73煤矿以太网络平台103.1概况103.2矿井综合自动化网络的现状与发展113.2.1煤矿用现场总线113.2.2工业以太网技术143.2.3以太网在工业控制领域应用的发展趋势153.2.4当前工业以太网的发展183.2.5工业以太网是矿井综合自动化系统网络平台的最佳选择193.3煤矿矿井工业以太环网建设方案213.3.1系统构架213.3.2关键技术223.3.3网络拓扑

2、结构243.3.4核心设备技术选型263.3.5主要网络性能指标263.3.6系统特点271总述能源是国民经济的基础，我国一次性能源70%以上来自于煤炭，95%以上的煤炭产量来自于井工开采矿井，井工开采矿井平均深度500米左右，煤矿井下采、掘工作面地质条件复杂，环境恶劣，自然灾害多，严重影响煤矿生产和人身安全。对煤矿生产中的各个生产与保障环节的主要参数进行各种各样的监测与控制是煤矿正常、安全生产的重要保障。在我国，传统的监测监控系统主要有KJ4系统、KJ90系统、KJ95系统等，这些监测监控系统基本上都采用集散系统结构，一般由现场测控分站和控制

3、中心主站组成。虽然这些监测监控系统在我国煤炭安全监测监控领域曾经发挥了巨大作用，但随着煤矿生产的发展，这些系统固有的缺陷已严重制约了煤矿生产的发展，这些缺陷主要表现在以下两个方面：1）缺乏统一的通信协议标准和网络结构，国内生产的安全生产监测监控系统多为封闭系统，系统中使用的通信协议和信息交换标准都是由厂商自己制定的，严格保密，互不兼容，与其它系统联网很困难，难以做到数据共享。网络结构和通信模式多样，极不规范。每种系统都需要建立自己的通信网络，造成重复投资，通信资源利用低下。2）传输速率低，一般监测系统的网络传输速率都在4800bps以下，不仅不

4、能用于传输多路信息，甚至原有系统的扩容也很难实现。较为先进的综合自动化系统，其井下的设备层速率也仅仅为125kbps。这样的传输网络不能同时传输图像和话音信号，也无法形成一个真正的通信网络平台。建设高产高效现代化矿井是当今世界煤炭生产发展的主流，并以一矿一面或一矿两面的生产模式实现高产高效。我国要建设100对高产高效矿井，20对特级高产高效矿井，走集约化生产道路，在效率、单产、技术水平、科学管理、安全生产、经营调度等方面赶上世界先进水平，以先进的网络技术、多媒体技术、数字视频技术、通讯技术、软件技术等采集、处理生产、安全、经营等信息。国家经贸委

5、提出，用信息化改造包括煤炭在内的18个传统行业是我国信息化的重点。而煤炭行业正是最具传统色彩的行业之一。煤炭行业的信息化改造就是用信息技术改造煤炭行业的生产、经营模式，实现从矿山勘探、矿山规划设计、矿山开拓建设、煤矿生产过程、矿山经营决策的数字化、信息化。即以下六个方面：1）矿产资源信息和矿山设计、矿井建设及开采过程的数字化、可视化。2）煤矿生产过程监控、全矿井生产安全环境监测、生产过程信息综合利用等方面的网络化、自动化和智能化。3）各种检测仪器仪表、自动化设备在恶劣生产环境中的创新应用与网络化监测与控制。4）煤炭企业办公自动化及电子商务系统。

6、5）基于信息融合技术渗透到生产与经营各个层面的决策支持系统。6）矿区信息网络系统建设要实现这些目标，必须改造传统单一功能的生产、安全调度指挥系统，建立一个数字化的网络信息平台，实现全矿井乃至全矿区的信息化。煤矿急需要新的网络技术，以带动全矿综合自动化程度的提高，促进煤矿生产向高产高效方向发展。在新一代煤矿井下监测监控系统和网络通信系统研究领域，使用工业以太网构建矿井宽带多媒体综合业务数字网，对工业以太网在煤矿井下应用的可行性、可靠性等方面进行了详细的理论分析和证明，通过了煤矿安全防爆认证和工业性现场试验测试，取得了极高的评价。1.1指导思想统筹

7、规划，统一组织，分步实施，急用先建，突出重点，慎重投入。充分利用和依靠现有设备、人员和工作基础，满足实际需求，兼顾长远发展，充分合理利用各种资源是综合自动化建设的指导思想。力求使矿井各类信息集成为实现异构条件下的信息联通与共享，功能集成为不同应用系统联动、协调有序运行，避免各自孤立的监控系统不能使信息资源和设备资源得以充分发挥的弊端。使矿井生产安全可靠，有效地预防和及时处理各种突发事故和自然灾害；实现全矿井数据采集、生产调度、经营管理、决策指挥的网络化、信息化、科学化。统一标准和规范。确保指标体系、信息标准、业务流程、系统设备配置、系统软件、通

8、信技术等基本采用统一的标准和规范。采用先进而成熟的实用技术，保证系统的安全性和可靠性。365天，每天24小时正常运行，保证各系统的保密性和安全性。遵循