工业以太网技术在综采工作面自动化系统中的应用

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1、·12·煤矿机电2013年第3期工业以太网技术在综采工作面自动化系统中的应用黄曾华，李森(北京天地玛珂电液控制系统有限公司，北京100013)摘要：阐述将工业以太网技术延伸到综采工作面自动化系统中的可行性与可靠性问题。设计了一种冗余环网平台，在实验室使用Smartbits网络性能测试仪进行全面的网络性能测试，在平朔井工一矿4109工作面上应用该平台传输综采自动化相关的数据、音频、视频等信息，结果表明该平台能满足综采工作面自动化对于网络性能的要求。关键词：工业以太网；综采工作面自动化；可靠性；网络性能中图分类号：TN915．03文献标识码：B文章编号：1001—0874(2013)03—00

2、12—04ApplicationofIndustrialEthernetTechnologytoAutomationofFull-MechanizedMiningFaceHuangZe一hua，LSen(BeijingTiandi—MarcoElectronic—HydraulicControlSystemCo．，Ltd．，Beijing100013，China)Abstract：ThefeasibilityandreliabilityofapplyingindustrialEthernettechnologytoautomationforfull—mechanizedminingface

3、arediscussed．Aloopredundantnetworkplatformisdesigned．ThencomprehensivetestsiscarriedoutinthelabwiththeSmartbitsnetworktester．Thenetworkplatformhasbeenusedonthe4109miningfaceofPingshuoMinetotransmitdata，voice—frequencyandvideoforautomation．Theperformanceofthatplatformverifiesthatitmeetstheneedforau

4、tomationnetworkoffull—mechanizedminingface．Keywords：industrialEthernet；automationoffull—mechanizedminingface；reliability；networkperformance化系统，研制了本质安全型工业以太网交换机，搭建0引言工作面工业以太环网，进行试验室网络性能测试和工业以太网技术，与商用以太网IEEE802．3标井下实际应用。准兼容¨J。工业以太网技术开放兼容性好、通信速1工作面环网设计及关键技术率高、软硬件资源丰富、成本低廉、可持续发展潜力大，已逐渐取代传统的工业现场总线，在煤矿领

5、域也1．1网络拓扑不例外一引。用自主设计的本质安全型工业以太网二层交换综采工作面自动化是实现安全、高效采煤的必机(支持100Mbit／s的快速以太网协议)、光电转换然途径。综采工作面人员、设备多，煤尘、水雾重，作模块、三层交换机等产品，搭建应用于综采工作面的业环境恶劣，大功率设备的电磁干扰可能影响以太工业以太网平台，网络拓扑如图1所示。网的通信效果。目前主要应用的通信手段还是传统沿综采工作面每隔一定距离布置一台二层交换的工业现场总线，无法满足远程控制的实时性、数据机，用传输高频高速以太网信号的特制高强度电缆吞吐量、通信速率、可靠性高和延迟小等要求。若想相互连接。工作面端头与端尾的距离一般超

6、过以太实现无人或少人自动化采煤，必须解决远程控制、语网电信号的理论可靠传输最大距离100m，所以各音喊话、视频传输等问题。综采工作面设备的高速布置一台网络转换器，将电信号转为光信号，用矿用网络接人问题是煤矿信息化的最后瓶颈。光缆连接，形成冗余工业以太环网。工作面端头与本文将工业以太网技术应用于综采工作面自动顺槽控制台之间的光电转换设计也类似：顺槽控制2013年第3期煤矿机电·13·台上部署三层交换机、数据库服务器、网络管理服务利用VLAN(VirtualLAN，虚拟局域网)技术为器、流媒体服务器等为工作面提供服务。理论上工各种不同应用分配不同的VLAN号和优先级，确保作面各点接人速率均能达

7、到i00Mbit／s，可通过三各类服务获得匹配的网络带宽。本项目中控制数据层交换机接人矿井现有网络。优先级最高，语音数据次之，视频数据最低。三层交换机还能提供跨VLAN管理所有设备的功能。2网络性能测试及结果分析2．1网络性能测试采用Sma~bits600B在实验室测试了单台交换机及组成环网的网络性能。Sma~bits系列测试仪器是主流的专业网络性能测试工具，其测试结果能较客观地反映网络的吞吐量、延迟、丢包率等性能。2．