基于工业以太网技术的矿井综合监控系统
矿井集散式网络监控系统研究
为了解决国内煤矿安全监控中由于封闭系统而产生的
“ 信息孤岛” 问题和提高监控系统的效率和可靠性， 本文设计一 种高速工业以太网＋ 现场总线的集散式混合网络监控系统。由
监控系统提供高速可靠的信息传输通道， 现场总线提供分散和
灵活的监测系统和设备接入， 不同格式的信息通过接入分站， 转
｝ 国 家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 （ ｏ ０ ３ ０ ０）、 国矿 业 大学 青 年 Ｎ ． ５３５ ７ 中 科研 基 金 资 助 项 目（ ． ４ ６ ） Ｎｏ Ｃ ４ ４ ０ 墨 鲑
站完成数据的采集和简单预处理。各设备间通信采用通用标
准协议 ， 连接多种 自动化控制系统， 实现多个系统之问的互联
和信息共享。
现场监测设备多、 各种监测系统信源编码不兼容的特点． 提出 构建“ 防爆工业 以太网＋ 现场总线” 的矿井混合分布式监控系
统（ｙｒ ｉｒｕｅ ｏｉｒ ｇ ｙｔ Ｈ Ｍ ） ｈｂｄｄ ｔｂｔ ｍ ｎｏｎ ｓｍ， Ｄ Ｓ 。工业以太网为 ｉ ｓ ｉ ｄ ｔ ｉ ｓｅ
换成标准网络数据包接人到网络进行传输． 形成基于集散网络
结构的开放型监控系统。
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电
当 我国的 监控中， 前 矿井 矿井中的 监测 设备 装置和传 感器等
底层实时监控设备的互连采用现场总线， 因为现场总线具有分散性
控系统结构如图 １ 所示。
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矿井集散式 网络监控 系统研 究
程德 强 。 建生 。 钱 高守 乐 ， 李 靖
（ 国矿 业 大 学信 息与 电气 工程 学 院 徐 州 ２ １０ ） 中 ２ ０ ８
本 文设计 了一种基于工业 以太 网总线和现场总线 的集散式混合 网络监控 系统。其通过工业 以太 网为监控数据 的传输提供高速通道并实现集 中控 制 ，通过现场总线接 口实现分布式第三方监 测 设 备的无缝接入 ， 可实现可靠的矿井监控 ， 并具有 开放性好 、 实时性高和通信速率高等特点 。
基于工业以太网的KJ82矿井综合监控系统
————面
基 于工业 以太 网的 Ｋ ８ Ｊ ２矿 井综合监控 系统
ｉ 彦景，馈建生，裴立璃，鼻星Ｉ 卜 一 【
（ 中国矿业大学信 电学院 ，徐州 ２１０ ） ２０８
■ 要：构建基于冗余环形光纤工业以太网和现场总线的多主传输的 Ｋ ８ Ｊ２矿井综合监控系统网络体系结构，支持网络化控制和硬实时优
Ｓ Ｎ ａ －ｎ ， Ａ ｉｎｓ ｅ ｇ Ｐ Ｉ ｉ ｕ， ＵＯ ｉｇｇ Ｕ Ｙ ｎｊ ｇ ＱＩ Ｎ Ｊａ －ｈ ｎ ， Ｅ － ｉＧ ｉ Ｌｒ Ｘ ｎ －ｅ
（ ｃ ｏ ｌ ｆ ｎ ｏｍａ ｏ ｎ １ ￣ ｃ ｌ ｎ ｉｅｒｎ ， ｈｎ ｎ ｖ ｒｉ ｆ ｎｎ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｇ ， ｚ ｏ ２ ０ ８ Ｓ ｈ ｏ ｆｒ ｔ ｎａ ｄＦ ｅ ｉ ａ Ｅ ｇ ｅｉ ｇ Ｃ ｉａＵ ｉ ｅｓ ｙｏ ｉ ｇａ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｘｕ ｈ ｕ２ １ ０ ） ｏＩ ｉ ． ｃ ｎ ｔ Ｍｉ ｎ
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第 ３ 卷 第 ５ ４ 期
正 ３
Ｎｏ． ｓ
计
算
机
工
程
２０ ０ ８年 ３月
Ｍａｃ ０８ ｒｈ ２ ｏ
Ｃｏ ｐ ￣ｒＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ｍ ｕ ｇｎ ｅ ｉｇ
・ 工程应用技术与实现 ・
文 ■ 。 ｏ － ４ （ｏｏ＿ ７ —＿ 章 号 ｌｏ－２２ ｓ５ ３ ｏ ３ ｓｏ ）＿ － 】
Ｉ ｂｔ ｃｌ ｈ ｔｏ ｃｉ ｔｅ ｆ Ｊ２ｎ ｇ ｔ ｐｒｉｏ ｓｍ ａｍｎ ｉｕｏ ｄｎａｃ ｎ ｂｒｎｕｔａＥｈｒｅａｄ Ａ ｓ ａｔ ｅ ｅ ｒａ ｈｅ ｕ ８ ｔ ｒ ｅ ｓ ｅ ｓ ｎｓ ｔ ｉｃ ｌ ｉｅｓｕｌ ｐｎｅｕ ｄ ｙ ｉｇ ｅｉｄｓｉ ｔｅ ｔ ｒ Ｔ ｎ ｗ ｋ ｒ ｔ ｒｏ Ｋ ｉｅ ａ ｄ ｕ ｖ ｉ ｙ ｅ ｎ ｏ ｃ ｉｂ ｔ ｒ ｎ ｒ ｆ ｉ ｒ ｌ ｎ ｎ
基于以太网技术的工业远程监控系统
标 志 着工 业 控 制技 术 领 域 又一 个 新 时 代 的开 始 并 对 该领 域 的发 如 今 的 工 业 网络 ，虽 然现 场 总 线技 术仍 然 是 主 流 ，但 是 工 展产 生 了重要 的 影响 。 业 以 太 网正 在 以每 年 ４ ％ 一 ５ ％的 速 度 可持 续 的 发展 和 普及 ， ０ ０ 从 企 业管 理 层 迅 速地 渗透 到 现 场控 制 层 。几 乎 所 有 的 以太 网 协
（）可 互操 作性 ２ 现场 总 线的 主要 特 点 之一 是可 互操 作 性 ，但现 有 的 １ ２种现
场总 线 国际标 准 中 ，异 种现 场总 线 之间 是不 能进 行互 操作 的 。 当计 算 机控 制技 术 、 网络 通 信 技 术 被 引 入到 工 业 控 制 领 域 的时 候 ， 引发 了传统 工业 控 制 领域 的 巨大 变 革 。这 让 信 息 网 络 （ ）现 场设 备缺 少选 择 余地 ３ 标 准 过 多 ，但 缺 少 选 择 余 地 。近 几 年 来 ，虽 然 国 内 也有 不
品 的研 发 周 期 ，提 前 新产 品的 上 市 时 间 ，这 就 需要 根 据 制 造 企 业范 围内 的 连续 信 息 流 ，应 用 于 战 略决 策 。 从 企 业 的生 产 第 一 ２ 工业 以太 喇的技 术 优势
与各 种现 场总 线相 比 ， 业 以太 网有 以下优 点 ： 工 （）应 用广 泛 以 太 网标 准 开 放 ，各 个 厂 家 的设 备 能 够 互相 １
线 ，到 企业 生 产 控 制 层 ，最 后 到 企 业的 管 理 层 。 因此 制 造 企 业
必 须 大 力 开 展企 业 内 部控 制 网络 化 建设 。 目前 自动 化 控 制 系 统 兼容 ，以 太 网技 术 成 熟 ，软 硬 件 丰 富 ， 为广 大 用 户所 熟 悉 ，普 的形 式 主要 有 基 于 串 口通 信 的 计 算机 集 中控 制 、集 散 控 制 系 统 及 程 度极 高 。 （ ｉｒ ｕｅ ｎｒ ｌｙｔ ｍ ，Ｄ ） Ｄｓ ｉ ｔｄ Ｃｏ ｔ ｓ ｔｂ ｏＳ ｅ ＣＳ、和 基 于 现场 总 线 的控 制 （ ） 通 讯 速 率 高 目前 以 太 网 广 泛 应 用 的 通 讯 速 率 已 从 ２
煤矿综合自动化平台系统
厂家直供煤矿综合自动化平台系统全国销售热线1326-007-2458煤矿综合自动化平台系统系统概述根据现代化矿井的实际需要，为进一步提升矿井现代化装备及管理水平，增强矿井科技创新能力，沈阳研究院结合现代矿井实际，适时研制开发了适合我国国情的基于矿井工业以太环网+现场总线技术的KJ333全矿井综合自动化系统。
该系统能将矿井各类监控子系统集成到综合自动化控制网络平台中，与企业信息管理系统实现无缝联接。
将生产、安全、管理等方面的信息有机地整合到一起，进行分析处理、统计、优化、发布，从而实现矿井“管、控、监”一体化及减员增效的目标。
系统组成：系统主要由地面调度中心大屏幕、控制器、各类监控主机、数据服务器、核心交换机、防火墙、接入网关、自动化平台软件、防爆工业以太网交换机、本安型工业以太网交换机、井下各种监控分站、井下光缆配线器、光缆接线分线器、传输光缆及通讯线等组成。
系统特点：1）产品全部采用工业级产品，采用多种硬件、软件安全措施，确保了整个自动化系统长期连续可靠地运行。
2）主干网采用单模光纤，传输速率100 M / 1000 M。
传输介质支持光纤多模、单模、超五类双绞线和普通通讯线，满足煤矿井巷安装特点，铺设方便灵活。
3）工作时整个网络成链状结构，环网冗余，可快速建立连接及连接恢复，恢复时间<300 ms。
4）采用三层体系结构，且控制层采用工业以太环网、设备层采用现场总线，保证了现场子系统的实时性。
5）采用开放式的TCP/IP协议，提供了多种符合国际主流标准的支持COM/DCOM组件、NETDDE、ActiveX 控件、OPC、VBA、ODBC、FTTP等技术，兼容能力强，并支持CAN/RS485总线等多种信号接入及转换，可方便接入矿井各种监控子系统。
6）软件采用B/S结构，基于IE浏览，便于特殊功能的开发和第三方软件的集成，客户端零配置。
7）具有强大的网管功能，如：VLAN划分、IP地址设置、优先级控制、电源管理及端口状态监视、流量控制等。
工业以太网监控系统在煤矿的研究与应用
随时接入网络 ， 实时监控这些要害（ 危险） 区域。
１ 概
况
夹河矿 … ６ ０ ０ １ ０ １ ０ ｍ 轨 道 暗斜 井 斜 长 １ １ ５ ０ ｍ， 平均倾 角 ２ １ 。 ， 担负着从 一 ６ ０ ０ ｍ水平 至 １ ０ １ ０ ｍ水平 排矸 、 运送 材 料设备 的任 务 。 斜 巷 主
一
要 安全设 施有 安 全 门、 道挡 、 捕 车器 。安 全设 施操
道的视频信号 ，本安型显示控制箱显示绞车运行 状态 、 各人体红外传感器状态。当绞车运行时 ， 人 员误入后会触发人体红外传感器， 系统声音报警 ， 绞车司机可综合参考隔爆显示器和显示控制箱判
断行人 误人 轨道 车场 位置 ， 并采取 相应 措施 。 相 应
Ｆ ｅ ｂ ． 。 ２ ０ １ ３
② 在斜 巷各 道岔车 场及道 岔躲 避峒室 入 口安装 人
体红外传感器 ， 可在绞车启动前 ， 对整条斜巷人 口 以及道岔躲避峒室人口处全程扫描 ，实时检测斜 巷 内人员信息， 绞车启动人员误入轨道及时报警 ；
③ 隔爆 兼 本 安 型 可 编程 控 制 器 采 用 Ｐ Ｌ Ｃ作 为 控
０ 引 言
建设 高产 高效 现代 化矿 井是 当今 世界 煤炭 生
程控制器、 隔爆兼本安电源箱、 红外人体感应传感 器、 矿用 光纤 等组 成 。系统 留有接 口 ， 数 据 由工业
以太 网传 到地面 ，以便 地 面 了解斜 巷 轨道及 绞 车 运 行 的情况 。可 编程控 制装 置对矿 井斜 巷跑 车 防
工业以太网监控系统在煤矿的研究与应用
梁建 民 ， 孙 守金
（ 徐州矿务集 团 夹河煤 矿， 江苏 徐州 ２ ２ １ １ ４ １ ）
基于工业以太网的H.264煤矿视频监控系统
与 ＮＡ Ｌ网络传输机制的接 口，这样 允许视 频编码层 ＶＣ Ｌ的
设计可 以在不同的处理器 平台进行移植 ， 与 ＮＡ 而 Ｌ层 的数据
目前 ，在煤 矿使 用模拟视频信号 的煤矿工业 电视监控系
统 已经不能满足煤矿综合 自动化 的技术发展 ，新型 的视频监
控 系统 应在确保视频采集和压缩 的实时性 的同时 ，支持视频 流在 工业以太网上 的 Ｉ Ｐ传输 ， 实现全矿信息化的数字化和 网
络化 。
Ｈ２ ４Ａ Ｃ作为最新 的视频编码标准 ，定义 了视频编码 ．６ ／Ｖ
【 ｓｒｃ］Ｄｅ ｅｄｎ ｎｔｅａａｙｉ ｏ ｅｎｔ ｒｉｇｔ ｎ ｎ ｅｒａ—ｍｅｄｍａｄｏ ｉｅ ｎｔｒ ｇｓ ｓ ｍ， ＰＴ ３ ０ ６ １ ｎ Ａｂ ｔａ ｔ ｐｎ ｉｇｏ ｎ ｌｓ ｆｔ ｅｗｏｋｎ ｒ ｄａ ｄｔ ｅｌｉ ｅ ｎ ｆ ｄ ｏｍｏ ｉ ｉ ｙ ｔ ＤＳ ＭＳ ２ Ｃ ４ ６ａ ｄ ｈ ｓ ｈ ｅ ｈ ｔ ｖ ｏｎ ｅ
封装格式无关 ；（） Ｌ和 ＮＡ ２ＶＣ Ｌ都被设计成工作于不 同的传 输环境 ， 异构 的网络环境并不需要对 Ｖ Ｌ比特流进行重构和 Ｃ 重编码 。从 Ｈ． ４在 Ｖ Ｌ和 ＮＡ ２ ６ Ｃ Ｌ上优 点来说 ，它对于复杂 多样 的嵌入式应 用环境是非常适用 的，提高 了网络适应性 ，
从而保证 了视频传输 的 Ｑｏ 。 Ｓ
（ ｃ ｏ ｌ ｆ ｎ ｏ ｍａｉｎａ ｄＥ ｅ ｔ ｎｃ ， ｉ ａ ｉ ｅｓ ｙｏ ｎｎ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｘ ｚ ｏ ２ ０ ８ Ｓ ｈ ｏ ｆ ｒ ｔ ｎ ｌｃ ｏ ｉｓ Ｃｈｎ ｖ ｒｉ ｆ ｏＩ ｏ ｒ Ｕｎ ｔ Ｍｉ ｉｇａ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ， ｕ ｈ ｕ２ ０ ） １
基于工业以太网的煤矿综合监控系统
（ ． ｏ ｅｅｏ Ｍ ｃ ａ ｃｌ ｎ ｌ ｔｃｌ ｎ ｉ ｅ ｎ ， ｅｅ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｏ ｎ ｉ ｅ ｎ ， ｅ ｅ Ｈ ｎ ａ ５０ ８ Ｃ ｉ ； １ Ｃ ｌ ｇ ｅｈ ｎ ａ ａｄＥ ｅ ｒ ａ Ｅ ｇ ｅ ｒ ｇ Ｈ ｂ ｉ ｎ ｅ ｉ ｆ ｇ ｅｒ ｌ ｆ ｉ ｃ ｉ ｎ ｉ ｖｓ ｙ Ｅ ｎ ｉ ｇ Ｈ ｂｉ ａｄ ０ ６ ３ ， ｈ ａ ｎ ｎ
Ｖ０． ７ Ｎ ． １２ ｏ ３
Ｓ ｐ． ０ ０ ｅ ２１
文章 编 号 ：６３ ４ ９２ １）３ ０ ９ — ４ １７ —９６ （００ ０ — ０ １ ０
基 于工 业 以太 网 的煤 矿 综合 监 控 系统
吴炳胜 杜 晓雷’ 张 帆 ， ，
（． １河北工程大学 机 电学 院， 河北 邯郸 ０６３； ． ５０８ ２河北钢铁集 团 邯宝公司 ， 河北 邯郸 ０６１） ５０５
第 ２卷 ７
第３ 期
２ １ 年 ９月 ００
河 北 工 程 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版） Ｊｕ ｌ ｏ Ｈ ｂｉ Ｕ ｉ ｒｔ ｆ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ （ ａ ｒ ｃ ｎｅＥ ｉｏ） ｏｍａ ｆ ｅｅ ｎ ｅ ｉ ｏ ｎｉ ｅｉ ｖ ｓｙ ｎ ｎ Ｎ ｔ ａ Ｓｉ ｃ ｄ ｎ ｕｌ ｅ ｉ ｔ
２ Ｈ ｎａ ｏ ｐｎ ，Ｈ ｂｉｒｎ＆ Ｓ ｅ ＧｏｐＣ ． Ｌｄ Ｈ ｂｉ ａｄｎ０６ １ ， ｈ ａ ． ａｂｏＣｍ ａｙ ｅｅ Ｉ ｏ ｔ ｌ ｒｕ ｏ ， ｔ， ｅｅ Ｈ ａ ５０５ Ｃ ｉ ） ｅ ｎ ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｄｕ ｏ ｔｅ ｐ ｏ ｌｍｓｏ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｎ ｔｒ ｇ ｓ ｓｅ ｓｒ ｃ ： ｅ ｔ ｒｂ ｅ ｆｔ ｒｓ ｎ ｈ ｈ ｍｏ ｉ ｉ ｙ ｔｍ，ｓ ｃ ｓｔ ｅｓｎ ｌ ｆｎ ｔ ｎ ａ ｄ ｂ ｄ ｄ ｔ ｏｎ ｕ ｈ ａ ｉｇｅ ｕ ｃ ｉ ｎ ａ ａ ｈ ｏ ａ
矿井安全监测监控系统
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文 章 编 号 ：０ ２ ８ ９ （ ０ ６ ０ — ０ ８ ０ １０ — ６ ２ ２０ ）２ ０ ７ — ４
矿井 安全监测 监控 系统
程德 强 ，李世银 ，李 鹏 ，田 隽 ，庞 平
（ 中国 矿 业 大 学 信 息 与 电 气 工程 学 院 ，江 苏 徐 州 ２ １０ ） ２０ ８
统等。 这些安全生产监测监控 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 ， 格 保 密 ， 不 兼 容 。 而 且 ， 络 结 构 和 通 信 模 式 多 严 互 网 样 ， 同 系 统 间联 网 困 难 ， 以 做 到 数 据 共 享 ， 成 设 备 不 难 造 的重复投资 ， 由于 每 种 系 统 都 需 要 建 立 自 己的 通 信 网 络 ， 电 缆 （ 缆 ） 重 复 敷 设 、 修 人 员 的重 复 设 置 ， 成 企 业 光 的 维 造
基于工业以太网的煤矿安全监控系统研究
基 于工业以太 网煤矿安全监控系统设计的背景是基 于中国
基 于以太网的网络控制系统 突破 了现场总线控制系统的诸
神华能源有限责任公司原万利煤炭分公司的 ４ 个生产矿井各安
全 监控 系统 网络布局基础上的 ，矿井 原有 的安全监控系统网络 布局采用传统的按功能垂直划分 系统 的方式 ，各系统之间无法
多限制， 成为网络控制系统新 的发展方 向， 因此将大大推动以太
网 在 网络 控 制 系统 的应 用 和发 展 ，也 是 下 一 步 网络 控 制 系统 研
究的重点和方 向。目前对基于工业以太网的网络控制系统还缺 乏 系统的研究 ， 还有许多问题有待解决 。
做 到资 源共享 ， 都是单独 的、 独立的一个 网络结构 ， 使得矿井里 各个系统网络布局显得 比较混乱 ， 易于技术人员维护 ， 不 增加 了
氧化碳浓度 、 二氧化碳浓度 、 风速 、 温度 、 溃电状态 、 风门状态、 风
筒状态 、 局部 通 风 机 开 停 、 通 风机 开 停 等 ， 实 现 甲 烷 超 限 声 主 并
光报警 、 断电和甲烷风电闭锁控制等功能 ， 采取了防雷 、 防静电 的措施 ， 因此整个系统在保 障安全 、 提高生产效率等方 面将发挥
障分 析和操作数据 。
等设备和矿井 瓦斯 、 煤尘等安全参数的监测和控制。从国内外 自
动化矿井发展趋势来看 ，煤矿实现矿井煤矿安全监控系统是为
１ 基 于工业 以太 网的煤 矿安全 监控 系统概 述
工业以太网煤矿安全监控系统是符合最新煤矿安全规程要 求的煤矿安全监测监控系统。它作 为整个矿井综合信息系统的
Ｓ ＩＴ Ｃ Ｉ Ｆ ＲＭＡ Ｉ Ｅ Ｅ Ｏ ＭＥ Ｔ＆Ｅ Ｏ Ｏ Ｃ— Ｅ Ｈ Ｏ Ｎ ＴＯＮＤ Ｖ Ｌ Ｐ Ｎ Ｃ Ｎ ＭＹ 文章编号 ：０ ５ ６ ３ （０ １ １－ １０ ０ １０ — ０ ３ ２ １ ） １０ ３ － ３
KJ90系列监控系统介绍
KJ90N系列监控系统介绍目录一、 KJ90NA型煤矿安全综合监控系统 (1)二、 KJ90NB全矿井综合自动化系统 (3)三、 KJ90-F8/KJ90-F16型井下监控分站 (4)四、 KDW0.3/660系列矿用隔爆兼本安直流稳压电源 (4)五、 KDG-1型井下远程断电器(原KDD-1型) (5)六、 KDG2型远程断电器(原KDD-2) (5)七、 KJD-18矿用隔爆兼本安型馈电断电器 (5)八、 KDG3K型井下远程馈电断电器 (5)九、 KG9701A型低浓度甲烷传感器 (6)十、 KG9001C型高低浓度甲烷传感器 (6)十一、 GJG100H（B）型红外甲烷传感器 (7)十二、 KGU9901型液位传感器(原KG9901型) (7)十三、 KGF15型风速传感器(原CW-1型) (7)十四、 GML(A)型风门开闭传感器(原KG92-1型) (8)十五、 GF型风流压力传感器(原KG9501B型) (8)十六、 GWD40(B)型矿用温度传感器（原KG3004B） (9)十七、 GW50(A)型温度传感器(原KG9301型) (9)十八、 GTH500(B)型一氧化碳传感器(原KG9201、GT500(A)型) (9)十九、 GQF0.1(A)型烟雾传感器(原KG8005A) (9)一、KJ90NA型煤矿安全综合监控系统本系统是重庆煤科院自主研制开发的品牌产品，在我国煤炭行业得到了大量推广应用，连续多年市场占有率第一，取得了良好信誉，深受广大煤矿用户欢迎。
目前已在国内推广应用上千套，用户遍布四川、云南、贵州、山西、山东、河南、河北、安徽、江苏、黑龙江、新疆、青海、甘肃、宁夏、内蒙、广西、陕西、重庆等地区。
曾获部级科技进步奖。
(1)系统组成：采用时分制分布式结构，主要由地面监控主机、数据库服务器、网络终端、图形工作站、通信接口、避雷器、系列监控分站、各种传感器和控制执行器等部分组成。
煤矿综合监控系统介绍
实时监测设备的运行状态 自动报警和故障诊断 远程控制和调整设备参数 数据分析与优化设备运行效率
提高煤矿生产安全 性和稳定性
实时监测和预警， 减少事故发生
提高生产效率，降 低运营成本
优化资源配置，实 现智能化管理
系统具备高稳定性，能够在复杂环境下长时间稳定运行。 采用了多重安全保障机制，确保监控数据的可靠传输和存储。 具备自诊断功能，能够及时发现并处理系统故障，保障监控的连续性。 采用了先进的数据加密技术，确保监控数据的安全性。
根据煤矿规模和需 求选择合适的软件 系统
考虑系统的可扩展 性和可维护性
对比不同软件的性 能和价格，选择性 价比高的产品
确保软件具有稳定 性和安全性，能够 保障煤矿生产的安 全和效率
系统集成：将 各个子系统进 行整合，实现 数据共享和统
一管理
调试步骤：对 系统进行测试、 调整和优化， 确保系统稳定
汇报人：
分辨率：高清和标清
夜视功能：红外和白光夜 视
存储方式：本地存储和网 络存储
定义：数据采集站是煤矿综合监控系统中的重要组成部分，负责采集井下各种传感器数据，并 将其传输到中心服务器。
功能：数据采集站具有数据采集、处理、存储和传输等功能，能够实现对井下环境参数的实时 监测和预警。
组成：数据采集站主要由传感器、数据采集模块、通讯模块和电源模块等组成，具有高可靠性、 稳定性和安全性等特点。
系统能够实时监测煤矿生产过程中 的各种数据和状态，确保及时发现 问题并进行处理。
系统采用高精度传感器和智能算法， 确保数据准确可靠，为安全生产提 供有力支持。
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监控系统数据传输速度快，保证了 数据的实时性，使管理人员能够迅 速做出决策。
基于光纤工业以太环网的矿井安全监控系统设计
工 作站 工作 站 工控 机 服务 器
①物理介质采 用标 准以太网连线 ，例如超五类 双
绞线 、 纤等 ： 光
交式太 换 以 网Ｉ
Ｉ
ｌ
ｌ
②使用标准 以太网连接设备 ，在工业现场使 用工
业 以太 网 交 换 机 ：
Ｉ 』 Ｊ ｊ ｌ 作 场 制 备Ｉ 种 能 感 ｝ 络 像 工 站｛现 控 设 ｌ 智 传 器｝网 摄 机ｌ 各
瓶 颈
结合煤矿 自动化和信息化 发展的阶段性和煤矿井下拓
扑结构实际情况 ． 设计 采用 工业以太 网和现场 总线／ 智
能设 备 的分 布 式 混 合 模 式 ． 各 个 现 场 总 线 网段 、 Ｃ 将 Ｄ Ｓ
１ 基 于 以太 环 网 的煤 矿 工 业 控 制 网络 实 用
模 型
现场 总线是在工业现场运行 的、 性能 可靠 的 、 造价 低廉 的通信 系统 ．能完成现场 自动化设备 之间的多点
数 字 通 信 ． 自动 化 控 制 领 域 普 遍 采 用 的 技 术 工 业 以 是 太 网技 术 的研 究 还 只 是 近 几 年 才 引 起 相 关 研 究 人 员 的 注 意 。 一段 相 当长 的 时期 内 ， 业 以太 网技 术 的发 展 在 工 将与现场总线相结合 ． 体表现在 ： 具
收 稿 日 期 ：０ ０ ３ ３ ２ １ —０ －２ 修 稿 日期 ： ０ ０ ４ ０ ２ １ —０ — ７
作 者 简 介 ： 长 森 （ ６ 一 ， ， 南洛 阳人 ， 士 ， 授 ， 究 方 向 为矿 井监 控 与 通 信 张 １ ９ ）男 河 ９ 博 教 研
现代计算机
基于光纤工业以太环网的矿井安全监控系统设计及应用
Ｕ Ｕ Ｙｅ ． ｈ ｕ ｉ
《 Ｂ ｅ ｉ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｂ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ４ ２ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
［ Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］Ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ａ ｌ ｍｉ ｎ ｅ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｗａ ｒ ｎ ｉ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ Ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｆ ｉ ｂ ｅ ｒ Ｅ ｔ ｂ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ
１ 基于光纤 工业 以太 环网 的矿井 安全监控 系统 等进行监控 。监控 中心的计算机系统会对接 收到的各类数据进 设计 行 有效处理， 并对处理 的数据进行分析 ， 以确定矿井的具体情况 ，
１ ． １系统结构
组成整 个煤 矿生产预警 系统 的结构主要有地 面监控 中心、
控制领域得 到了大量 的应 用和实践 ，而光纤传输 网络 则因为抗 光缆、交换机、数据采集分站 、传感器 、执行器和 电源等部件。 干扰能力强 、传 输距离远 、传输数 据量大、数据损耗 量小等特 将这些机器 结构 进行合理组装并 利用光纤进行连接 以形成一个 点被应用于 系统传输 网络 的建 设中。因此将工业 以太环网应用 完整 的传输 回路，也就形成 了地 面调度中心层 、监控 中心层 、 于矿井下与 光纤的大容量 网络 系统进行结合 ，形成 多角度、全 现 场设备层和 网络传输层 四大部分 ，实现对煤 矿安全生产进行 方位的矿井 安全监 控系统十分 必要 ，可以实现对井下情况 的实 监控预警 。 时监控 ，保证煤炭 生产的安全运行。 １ ． １ ． １ 地面 调度 中心层。地 面调度中心层是整个监控系统 的 核 心，负责对整 个煤矿的生产情 况、安全 情况、人 员分布情 况
基于工业以太网的综合自动化平台在煤矿生产的应用
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基于工业以太网的综合 自动化平台在煤矿生产的应用
衣晓娜 （ 山东
【 摘 要】 信 息化煤矿的建设对生产过程监控 、 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 能化提 出了 更 高的要求。 各 个子系统独立运行 ， 不能实现 信息共享和 网络 自由浏览， 限制 了 信息 的最大作用发 挥。 解决的方法就是用 系统的观 念和 集成 的 观念实现整个矿 井综合信息化。 采 用多种现代化信息与 自动化技术 ， 建立全矿井监 测、 控制 、 管理一体化的、 基 于网络 的大型开放式分布控 制系 统． 形成全矿 井生产各环节 的过程控制 自 动化 、 生产 综合调度指挥 ， 以保证 对全矿 井安全状况和 生产过 程进行 实时监 测、 监视 、 控制和调度 管 理。 使矿井高效集中生产 ． 达到减员增效、 降低成本 。 提 高矿井整体生产水平， 实现煤矿信息化的建设 目 标。
【 关键词】 以太网： 综合 平 台： 应用
随着我 国煤炭事业 的发展 ． 高产高效煤 矿对生产过程监控 、 全矿 整个泵房 自动控制系统 由 Ｐ Ｌ Ｃ 控制柜 、 闸阀控制柜 、 软启 动控制 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 柜和各种传感器所构成 。 Ｐ Ｌ Ｃ带有 以太 网接 口。 所以通过网线 ， 将Ｐ Ｌ Ｃ 交换 机输 出信号为 以太 网光 信号 ． 信号 化 和智能化提 出了更高的要求 支撑实现 的核心技术为集成化 的数据 接入 到井下 以太 网交换机上 ． 管理 、 集成化的通讯 、 集成化 的编程组态。 在光纤 中传输 ． 在地面网络机房通过交换机实现光信号转换成 以太 网 电信号 。 以太网电信号通过 Ｒ Ｊ ４ ５电口， 接人到网络机房 的交换机 的端 １ ． 煤 矿 工业 以太 环 网体 系结 构 采用 了三层 网络 ，分别为管控地面以太 网、 １ ０ ０ Ｍ工业 以太环 网、 口上 。 ３ ． ４ ｌ （ Ｊ Ｄ ５ 皮带运输系统接人 子系统现场总线监控网。三层 网络基本情况如下 ： 井 下皮带有 常州所的三个 Ｄ ５ 主站 （ 为矿大 自动化平 台 的分 管控地面 以太网 ： 该网络主要是实现对整个 系统 的集 中控制和监 主提升运输线 、 西付巷运输线 、 东付巷运输线 ） 。 由于串口传输距离 视。 从地理位置而言， 其覆盖的范围主要是地 面的控制单位部分。 设计 站 ， 中将该 网络部 分的建设 ． 主要是 指包 含煤矿地面监控 中心 、 网络机房 有 限． 实际采用的是虚拟串 口 收发双方进行 Ｒ Ｓ ４ ８ ５ 与Ｔ Ｃ Ｐ ￣ Ｐ的 自 动 转换 。主站和分站实际接收和发送的是串 口协议数据。若 三个 Ｉ （ Ｊ Ｄ ５ 建设 。 ｌ ｏ Ｍ工业 以太 网： 该网络是全矿综合控制系统主干网 包 括井上 主站进 不同的环网 口（ 不同的 Ｉ Ｐ ） ， 则 三个 Ｄ ５ 主站的站号可为一样 部分和井下部分 ． 主干网通过隔爆兼本安型工业 以太 网网络交换机 为 （ ０ １ Ｈ分站 ） ， 或０ １ Ｈ分站 、 ０ ２ Ｈ分站 、 ０ ３ Ｈ分站 ， 三个 Ｉ （ Ｊ Ｄ ５ 主站 （ 为矿 全矿各个生产子系统提供方面灵活 的工业 以太 网接 口．煤矿地面 、 井 大 自 动化平 台的分站） 的站 号在井下通过拨码开关可任意设定 。数据 下子系统均可 以方便加入 通 过环 网传输到地面服务器 ． 操作 人员通过组态界 面进行检测和控 子系统现场总线监控网 ： 该 网络主要指现有 的和将来 的总线型监 制 。 通过本 系统 。 能够完成数据采集 、 传输 、 远程集中控制等功能 。 并通 控 系统 。其覆盖 的地理范围主要是在井下 过相关服务器 、 交换设备和软件进行 网络发布。 ２ 启 动化控 制平台组态软件的选择与应用 ３ ． ５ 井下变 电所远程集控系统接 入 ｉ Ｆ Ｉ Ｘ自动化控制平台易于扩展和集成 由于运用 了直观的图形 工 煤矿井下 电网（ 安全 ） 测控系统共有三个部分组成 ： 地 面主站调度 具。 ｉ Ｆ Ｉ Ｘ的用户可以快速上手 ．简单快捷地为他们 的生产过程创建 高 监控系统 、 Ｋ Ｊ Ｆ ８ １ 井下测控分站和矿用高低压开关智能保 护装 置。变 性能的过程窗 口。 无论是简单 的单机人机界面 （ Ｈ Ｍ Ｉ ） ． 还是 复杂的多 电所内的综合保护器与变电所内的监控分站 间采用双 绞线相 连 ． 构成 节点 、 多现场 的数据采集和控制 系统 （ Ｓ Ｃ Ａ Ｄ Ａ ） ． ｉ Ｆ Ｉ Ｘ都可以方便地 满 现场总线网 ： 监控分站与地面调度监控系统 间通过 我矿 现有百 兆以太 足各种 应用类型 和应用规模 的需 要 。ｉ Ｆ Ｉ Ｘ灵活 的系统结构 意味着 ： 环 网相连。 地面调度监控系统 由通讯服务 器、 数据服务器 、 监控工作站 ｉ Ｆ Ｉ Ｘ不但可 以满足当前系统应用 的需要 ． 还可以在将 来需要 的时候 随 以及网络设备组成 。 采用分布式系统结构 ， 提供多种组织形式 。 系统可 时方便 地扩展 系统规模 。软件具有强 大的图形系统 ： ｉ Ｆ Ｉ Ｘ最 大限度 地 对变电所各 台开关进行远程监控。 发挥在 线组态功能 。对 图形及其它应用程序进行在线组态 ． 并 完全 通 ３ ． ６ 选煤厂集控系统接入 过图形 对象进行操作 ． 图形对象具有动态 属性并 可对 属性进行 在线 组 选煤厂 自 动化系统 ． 将系统通过以太 网形式接 人监 控中心控制机 态。先进的报警管理 。 调度处理 ， Ｆ Ｉ Ｘ实时显示 ． ｉ Ｆ Ｉ Ｘ 图表对 象可以显 房进行远程监控 。数据通过环 网传输 到地面服 务器 ， 操 作人员通过组 示来 自文件或数据库 的实时数据 、 历史数据 和文档数据及实验数据。 态界面进行检测和控制 。通过本系统 ， 能够完成数据采集 、 传输 、 远程 ３ ． 各个 自动化控制 系统接入综合平台方案 集 中控制 等功能 ， 并通过相关服务器 、 交换设备和软件进行网络发 布。 ３ ． １ 东风井 自动控制系统接人 ４ ． 以太网综合 自动化平 台应用的显著效果 东风井 自动控制系统 由两台 Ｐ Ｌ Ｃ控制柜 、 两台上位机 、 软启 动控 实施 综合信息化改造后 ． 形成集矿井 的各种 动态监 测监控运行数 制柜 、 高压 、 低压进线柜 ， 高压 、 低压联络柜 、 高压 送电柜和各 种传感 器 据， 集各种运行参数、 图像、 语音为—体 ， 通过计算机互联网 技术 ， 采用宽带 构 成 。其 中 ： Ｐ Ｌ Ｃ控 制 柜 是 负 责 整 个 系 统 的 控 制 程 序 ． 采 用 传输技术与矿井地面局域网相连． 融合力 公 自 动化信息为—体形成服务于 Ｒ Ｏ Ｃ Ｋ ＷＥ Ｌ Ｌ Ａ Ｂ品牌的 Ｓ Ｌ Ｃ ５ Ｏ 系列的 Ｐ Ｌ Ｃ 本Ｐ Ｌ Ｃ 带有 以太 网口可 其 目的和意义主要表现在 ： 直接与交换机 相连。 软启动控制柜 。 实现两 台风机 的启动控制 Ｐ Ｌ Ｃ控 安全生产的—个综合信息化系统。 （ １ ） 消除信息“ 孤 岛”。 实现信 息共享 。 制 柜是 负 责 整个 系统 的控 制程 序 ．采 用 Ｒ Ｏ Ｃ Ｋ Ｅ Ｌ Ｗ Ｌ Ａ Ｂ品牌 的 （ ２ ） 提高矿井 安全生产管理水平 ， 提高企业效益和竞争能力 。 对矿 Ｓ Ｌ Ｃ ５ ０ ０ 系列 。 Ｐ Ｌ Ｃ 控制柜带有 以太 网接 口。 通过 Ｒ Ｊ ４ ５口． 接 到一个 ８ 口的 Ｈ Ｕ Ｂ 上 。交换机和 Ｈ Ｕ Ｂ级联 ， 交换机输出太网光信号在光纤 中 区的信息化建设 将起 到示范带动作用 （ ３ ） 大大改善煤矿职工 的作业强度和环境 。 井下控制现场象皮带、 传输。两台上位机主要完成就地控制风机 的开停 ． 并 显示各 种风机运 变 电所等都做到 了无 人值守 ． 由地面控 制中心远程控制操作 ． 井 下控 行时的参数。两 台上位机通过 Ｒ Ｊ ４ ５口． 接到 Ｈ Ｕ Ｂ上 制现场只 留少数巡检 工和检修工种 ． 这样 既节省了人力 ． 又增 加了工 ３ ． ２ 海域皮带 自 动控制系统接人 职工的作业 强度 明显降低 。 作业环境得到显著提高和改善 ， 起 整个海域皮带 自动控制系统 由三 台 Ｐ Ｌ Ｃ控制柜 、井下操 作台和 作效率 ， 各种 传感器 构成 。Ｐ Ｌ Ｃ控 制柜是 负责 整个 系统 的控 制程序 ．采 用 到 了很好的减人提效效果 Ｒ Ｏ Ｃ Ｋ ＷＥ Ｌ Ｌ Ａ Ｂ品牌的 Ｓ Ｌ Ｃ ５ ０ ０ 系列的 Ｐ Ｌ Ｃ 操作 台实现对系统的各 （ ４ ） 自动化控制 系统的应用使企业 的生产 效率明显提高 ． 生产进 种设备 操作及各种控制方式 的转换 ，显示各种设 备运行状 态及参 数 ． 程 明显加快 ， 使煤矿 的经济效益大幅度提高 ， 安全事故大大降低 ． 生产 各设备故障状 态的报警
矿井瓦斯监控系统当前现状及发展前景
现代经济信息瓦斯即甲烷，是煤矿事故的罪魁祸首，国内煤矿矿难70～80％都是由瓦斯爆炸引起的。
瓦斯事故主要是煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸、瓦斯窒息伤人等，此类事故一旦发生常常影响巨大，不但给矿井局部带来毁灭性损失，影响煤炭生产的正常进行，更给企业员工、矿工及其家属带来难以估量的经济损失和心理伤害。
据我国国家煤矿安全监察局统计，自2000年7月至2008年底，我国共发生瓦斯相关事故2699起，死亡12291人，造成了重大损失。
瓦斯事故的原因很多，有管理方面的、设施方面的、人员素质及责任心等，但最本质的原因在于形成了瓦斯积聚，只有避免瓦斯积聚才能从根本上消除瓦斯事故。
避免瓦斯积聚的最重要的一步就是通过瓦斯监测监控找到瓦斯超限的地方，这就必须要依靠各类瓦斯监测监控系统。
1. 国内瓦斯监测监控系统当前应用现状煤矿瓦斯监测监控系统的应用对改善我国煤矿的安全状况、降低人员和财产损失、提高煤矿生产效率和现代化水平具有重要作用。
同时，在“先抽后采、监测监控、以风定产”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下，2007年1月，国家安全生产监督管理总局要求所有煤矿矿井（包括高瓦斯矿井和低瓦斯矿井）必须安装瓦斯监控系统。
目前，我国煤矿瓦斯安全监测监控系统现状是，数量占国有煤矿总数的三分之二的全国5200多处高瓦斯煤矿、煤与瓦斯突出矿井已全部装备了瓦斯监测监控系统，但这些系统很多已经普遍老旧，带伤运行，维护不善。
剩余的其他国有低瓦斯煤矿、集体和私人煤矿瓦斯监控系统安装率只有一半左右，由于国家强制要求，此类煤矿目前已进入安装瓦斯监控系统的高潮。
我国煤矿瓦斯安全监测监控系统正在迎来新一轮大规模的升级换代和安装热潮。
我国煤矿中目前使用的各类瓦斯监测监控系统多达十几种，综合评价我国现有煤矿瓦斯安全监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果，煤炭科学研究总院重庆研究院的KJ90NB系统、镇江中煤电子有限公司的KJ101N系统、煤炭科学研究总院沈阳研究院的KJ333系统、天地科技股份公司常州自动化分公司的KJ95N系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿瓦斯监控系统的技术水平。
基于工业以太网的煤矿综合自动化系统设计张应华
备至少有2条通信路径。
当设备加入后，可以自主选择数据传输路径或由网络管理者分配，当一条路径被中断时，设备可以自动切换到其他通信质量较好的路径。
（3）程序结构在整个程序设计中，采用的是跨层设计思想。
在协议设计时，尽量减少包头的长度、帧的长度，这样可以直接减少通信模块发送和接收的比特数，从而降低通信模块的功耗。
由于WIA-PA 标准才刚刚推出，目前对它的研究还较少，协议栈的研究才起步，因此，本文针对WIA-PA 网络的特点在设计设备的每个环节均在功耗方面进行了考虑，使节点不管从硬件和软件上都满足低功耗的要求，从而对网络能量实现了高效利用。
4模拟测试结果测试中，安装了一个网关，网关通过以太网与计算机连接，由多人分别配带多个子设备，人可以自由移动，在空旷地带，在距离网关1000m 以内，自由活动，在上位机可以准确反映人员的位置，以一幢7层楼作为障碍物，将网关置于5层，人员在距离楼75m 以内，计算机可以实时监控到人员位置，距离楼层100m 以外的子设备，可以自主加入网络，在计算机上可以显示子设备的加入路径，准确反映子设备的位置，经多次测量，定位系统反应速度快，准确性高。
参考文献：［1］李昊生,王汝传，沙超.基于CC2431的无线传感器网络节点的设计［J ］.电子工程师，2008，34（12）：63－67.［2］杜小杰,刘枫,戴志奇.基于CC2431的WIA-PA 网络节点设计［J ］.研究与应用，2010，37（2）：63-66.［3］刘洋,杨洁明.基于CC2431的井下人员定位方法研究［J ］.煤矿机械，2010，31（6）：49－51.［4］孟宪猛,沈磊,姚善化.基于MIMO 技术的矿井无线通信系统的设计［J ］.煤炭工程，2011（3）：122－124.［5］王建宏,杜世顺.基于无线传感网络的井下区域定位算法［J ］.煤矿机械，2010，31（12）：189－191.［6］刘延岭.基于物联网的煤矿人员定位系统解决方案［J ］.煤矿机械，2011，32（5）：222－223.［7］王华,刘枫,杨颂华.工业无线网络WIA-PA 网路研究与设计［J ］.自动化与仪表，2009，24（7）：17－21［8］宋文.无线传感器技术与应用［M ］.北京：北京电子工业出版社，2007.作者简介：郭凯凯（1987-），山东东营人，在读硕士，研究方向:计算机系统控制，电子信箱:734401298@.责任编辑：武伟民收稿日期：2012－08－31!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!煤矿机械Coal Mine MachineryVol.34No.01Jan.2013第34卷第01期2013年01月1煤矿综合自动化系统构成与网络架构（1）煤矿综合自动化系统构成矿山综合自动化系统以矿用千兆冗余工业以太环网为通讯平台，采用3层网络结构，将数据、视频、音频、通讯一条线路同网传输，基于VLAN 、IGMP 等工业以太网技术，通过优化资源配置，合理分配各系统的资源和带宽，确保重要数据的实时性和可靠性及各种情况下通信的畅通。
千兆工业以太环网在千米深井设计应用论文
千兆工业以太环网在千米深井的设计与应用摘要:以千兆工业以太环网为基础建立井下宽带数字网络系统,井下主干网络传输速率可达1000mbps,在千米深井井下实现开放、宽带的综合信息化数字化传输平台,与局域网完成数据交换和信息共享,将已投入运行的主井皮带运输监控系统、采区皮带运输监控系统、中央泵房监控系统、井上下重要岗位视频监控系统、降压站监控系统、井下安全监测系统、矿井通信系统、调度中心dlp显示系统、人员实时动态跟踪定位监测系统、井下防爆移动通信系统等系统进行综合监控,构成一个管控一体化的综合自动化系统,使整个系统配置合理,信息共享,安全可靠,提高指挥效率和生产率。
关键词:千兆以太环网千米深井冗余一、概述以太网是目前应用最为广泛的计算机网络技术,受到广泛的技术支持。
使用工业以太网方案的井下宽带数字网络系统。
井下主干网络传输速率可达1000mbps,网络智能分站与主干网的连接为10/100/1000mbps自适应,同时,提供智能网关设备,可使井下原有的系统方便地接入主干网络,结合网络摄像仪、ip电话或视频分配器等设备,可以将图像、话音信号接入主干网络,在煤矿井下实现开放、宽带的综合业务数字网络平台。
新汶矿业集团孙村煤矿是国内较早引入矿井多媒体综合业务数字网系统的煤矿之一,通过自主研发与建设,已完成覆盖全矿的千兆工业以太环网系统,建立了矿井统一的通信网络。
孙村煤矿以千兆工业以太环网为基础,根据煤矿安全生产需要,采用通信与控制领域的新技术,解决就地控制存在的事故隐患,减少各设备之间相互脱节、无法充分发挥效率的缺点,实现先进的、统一的自动化控制网络平台,使整个系统配置合理,信息共享,安全可靠,提高指挥效率和生产率;矿井下环境条件恶劣,尤其是信道的故障率最高,采用环网冗余技术,保证在0.3秒快速恢复,提高了矿井自动化系统的可靠性。
二、实施方案孙村煤矿工业以太网主环网敷设路由:地面控制室(新候车室大厅二楼)→工业广场南墙→三号钢缆机房→东斜井井口→东斜井→东斜井下车场→-210大巷→-210新中央配电所→-600新副井车房→-600新副井→-800副井上车场→-800副井下车场→-800后一大巷→-800调度站→-1100矸石井上车场→-1100矸石井下车场→-1100泵房→-1100前三回风上山→前三给煤机钻孔→前三变电所→前三给煤机钻孔→1号强力皮带机尾→2号强力皮带机道→3号钢缆皮带车房→工业广场南墙→地面控制室(新候车室大厅二楼)形成环网。
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基于工业以太网技术的矿井综合监控系统1、概述：基于工业以太网技术的矿井综合监控系统，是以千兆工业以太网交换机为通信平台，在该平台的的基础上可以承载矿井语音通信系统、矿井人员定位系统、矿井风机检测系统、矿井电力检测系统、矿井视频检测系统、矿井运输皮带检测系统等，进而实现数字化矿井，提高矿井生产的安全性，提高矿井的生产效率。
系统整体框图如图1-1。
图1-1数字矿井系统框图2、矿井工业以太网技术的通信平台矿井工业以太网技术的通信平台，包括矿井通信的骨干网通信平台，接入网通信系统等，骨干网络一般采用千兆通信系统，接入网络一般采用百兆的通信网络。
井下系统考虑，防潮、防水以及抗冲击的系统。
千兆系统采用SICOM4000+防水箱，百兆系统采用SICOM3016+防潮防水箱来完成，井上核心SICOM6524系列全千兆的三层工业交换机来完成系统的数据传输与隔离。
系统组网图2-1：图2-1矿井通信网络平台2.1核心网络通信平台设备介绍-----SICOM6524图2-2SICOM65242.1.1特性◆任意支持DT-Ring（冗余时间<50ms），STP/RSTP/MSTP、VRRP等多种冗余协议◆最多24个千兆接口◆支持Qos，Vlan，SNMP MIB V1/V2/V3，RMON（1、2、4、9）◆支持静态路由，RIP v1/v2，OSPF v2，BGP v4动态路由协议◆支持PIM-SM、PIM-DM、DVMRP等多种组播路由协议◆48Gbps高背板带宽，硬件路由，线速三层交换包转发率达到55.1Mpps◆强大的ACL，硬件支持L2-L7层数据过滤.◆自动检测并抑制广播风暴，支持IGMP V1/V2/V3报文的侦测，有效限制广播报文的泛滥◆支持全双工模式和半双工模式的流量控制，以太网接口以64K为步长的速率限制◆支持QinQ，实现双重VLAN安全功能◆工作温度-40℃~75℃◆冗余双直流DC24V电源输入、AC220交流输入、DC110V直流输入、DC220V直流输入◆单肋铝制机箱高效散热（专利），无风扇◆IP40防护等级◆机架式安装2.1.2产品规格端口：◆电口：20个10/100/1000BaseTX自适应以太网接口，RJ45◆千兆口：4个千兆光电口，SFP模块◆CONSOLE口：RS232，RJ45技术：◆协议：IEEE802.3，IEEE802.3u，IEEE802.3x，IEEE 802.3z 、IEEE802.3ab IEEE、802.3ae、IEEE 802.3ad、IEEE 802.1p/q、IEEE 802.1d、IEEE 802.1w、IEEE 802.1x，存储转发处理方式◆高背板带宽：36Gbps◆三层交换包转发率：51.1Mpps◆路由地址表：30K◆MAC 地址表：16K◆802.1QVLAN：1-4094任意划分◆路由管理：静态路由、RIP v1/v2，OSPFv2，BEIGRP，BGPv4、基于IP 的策略路由◆管理：CLI、Telnet、SNMPv1/v2、东土专用网管软件线缆：◆双绞线：100米◆多模光纤：2~5km，1310nm，>-20dbm◆单模光纤：10km/20km/40km/80km，1310nm/1550nm电源：◆输入电压：220V AC、110VDC、220VDC、24VDC◆功率：<65W环境：◆工作温度：-30℃~75℃◆存储温度：-45℃~85℃◆相对湿度：5~95%无凝结MTBF：◆35年机械结构：◆防护等级：IP40，单肋铝制外壳（专利），无风扇设计◆安装：机架式安装◆尺寸（W×H×D）：442mm × 410mm × 44mm通过认证：◆EN61000-4-2防静电（ESD）：±4kV接触放电，±8kV空气放电◆EN61000-4-3电磁场：10V/m（80-1000MHz）◆EN61000-4-4瞬时高压（burst）：±2kV电源线，±1kV数据线◆EN61000-4-5浪涌电压：±2kV（line/earth）, ±1kV（line/line）电源线，±1kV数据线◆EN61000-4-5防传导：3V（10kHz~150 kHz），10V（150kHz~80 kHz）◆FCC CFR47 Part 15：FCC CFR47 Part 15 Class A◆EN55022：EN55022 Class A◆UL60950（），CE，FCC2.1.3订购信息SICOM6524 ：16个10/100/1000M以太网电口，8个千兆接口。
SM-SFP-RJ45 ：SFP模块，1个1000M以太网电口，RJ45接头SM-SFP-LX/LC ：SFP模块，1个1000M以太网单模光口，LC接头，波长1310nm，10km SM-SFP-LH/LC-40 ：SFP模块，1个1000M以太网单模光口，LC接头，波长1310nm，40km SM-SFP-LH/LC-80 ：SFP模块，1个1000M以太网单模光口，LC接头，波长1550nm，80km2.2骨干通信网络通信平台设备介绍---SICOM4000图2-3SICOM40000工业交换机2.2.1特性◆模块化交换机，最多4个千兆口+24百兆口◆高性能冗余技术（DT-ring）,倒换时间小于50ms。
最多可以支持12个百兆光纤环网，2个千兆光纤环网。
◆支持IGMP、TRUNK、端口镜像、Qos，Vlan◆支持SNTP，PTP精确时钟协议（IEEE1588）◆广播风暴拟制◆超级终端模式（CLI）,TELNET,WEB网元管理软件,基于SNMP的网络管理,支持OPC模式监控◆存储和转发交换方式◆灵活的组成方式，可组成环网,星型网和相切环◆提供背板交换容量32G◆可以对每个端口的流量、状态进行监视《RMON（统计、历史、报警、事件）》◆符合IEC61850规范的工业四级电磁兼容的要求◆与SICOM3000、SICOM3016、SICOM6000统一网管软件Kyvision3.0◆工作温度-40℃~75℃◆单肋铝制机箱高效散热（专利），无风扇◆IP40防护等级◆DIN卡轨式安装2.2.2产品规格端口：◆RJ45：最多24个10/100BaseTX自适应以太网接口，全/半双工，MDI/MDI-X自适用◆百兆光口：24个100BaseFX以太网接口（FC/SC/ST接头）◆千兆光口：4个1000Base-L/HX以太网接口（SFP接头）◆千兆电口：4个1000Base-TX以太网接口（SFP接头）◆CONSOLE口：RS232，RJ45◆告警端口：电源告警干节点输出技术：◆IEEE 802.3z、IEEE 802.3u、IEEE 802.3、IEEE 802.3x、IEEE802.1D/w、IEEE 802.1p、IEEE 802.1Q、存储转发处理方式线缆：◆双绞线：100米◆多模光纤：2~5km，1310nm◆单模光纤：40km/80km，1310nm/1550nm电源：◆输入电压：24VDC（18~36VDC），冗余输入◆功率：<24W环境：◆工作温度：-40℃~75℃◆存储温度：-45℃~85℃◆相对湿度：5~95%无凝结MTBF：◆35年机械结构：◆防护等级：IP40，单肋铝制外壳（专利），无风扇设计◆安装：DIN卡轨式或壁挂式安装◆尺寸（W×H×D）：55.4mm×142mm×120.5通过认证：◆EN61000-4-2防静电（ESD）：±8kV接触放电，±158kV空气放电◆EN61000-4-3电磁场：10V/m（80-1000MHz）◆EN61000-4-4瞬时高压（burst）：±4kV电源线，±4kV数据线◆EN61000-4-5浪涌电压：±4kV（line/earth）, ±4kV（line/line）电源线，±2kV数据线◆EN61000-4-5防传导：3V（10kHz~150 kHz），10V（150kHz~80 kHz）◆FCC CFR47 Part 15：FCC CFR47 Part 15 Class A◆EN55022：EN55022 Class A◆UL60950（），CE，FCC2.2.3订购信息SM4-Backboard ：SICOM4000系统背板，1个CPU模块插槽，1个交换模块插槽，1个千兆模块插槽，1个电源模块插槽，6个功能模块插槽SM4-SW2 ：交换模块，SICOM4002SM4-CPU1 ：CPU模块，管理SM-SW2SM4-POWER ：电源模块，两路24VDCSM4-2GX ：2个1000M以太网接口，SFP模块SM4-4GX ：4个1000M以太网接口，SFP模块SM4-4TX ：4个100M以太网电口模块，RJ45接头SM4-4FX-S-ST(SC) ：4个100M以太网单模光口模块，ST/SC接头SM4-4FX-M-ST(SC) ：4个100M以太网多模光口模块，ST/SC接头SM4-3TX-1FX-S-ST（SC）：3个100M以太网电口，1个100M以太网单模光口SM4-3TX-1FX-M-ST（SC）：3个100M以太网电口，1个100M以太网多模光口SM4-2TX-2FX-S-ST（SC）：2个100M以太网电口，2个100M以太网单模光口SM4-2TX-2FX-M-ST（SC）：2个100M以太网电口，2个100M以太网多模光口SM4-1TX-3FX-S-ST（SC）：1个100M以太网电口，3个100M以太网单模光口SM4-1TX-3FX-M-ST（SC）：1个100M以太网电口，3个100M以太网多模光口SM4-4RS485: 提供四个RS485接口。
SM-SFP-RJ45 ：SFP模块，1个1000M以太网电口，RJ45接头SM-SFP-LX/LC ：SFP模块，1个1000M以太网单模光口，LC接头，波长1310nm，10km SM-SFP-LH/LC-40 ：SFP模块，1个1000M以太网单模光口，LC接头，波长1310nm，40km SM-SFP-LH/LC-80 ：SFP模块，1个1000M以太网单模光口，LC接头，波长1550nm，80km2.3接入网络通信平台介绍-------SICOM30162.3.1特性◆高性能冗余技术（DT-ring）,倒换时间小于50ms。
，2个百兆光纤环网。
◆支持IGMP、TRUNK、端口镜像、Qos，Vlan◆广播风暴拟制◆超级终端模式（CLI）,TELNET,WEB网元管理软件,基于SNMP的网络管理,支持OPC模式监控◆存储和转发交换方式◆灵活的组成方式，可组成环网,星型网和相切环◆提供背板交换容量32G◆可以对每个端口的流量、状态进行监视《RMON（统计、历史、报警、事件）》◆符合IEC61850规范的工业四级电磁兼容的要求◆与SICOM3000、SICOM4000、SICOM6000统一网管软件Kyvision3.0◆工作温度-40℃~75℃◆单肋铝制机箱高效散热（专利），无风扇◆IP40防护等级◆卡规安装2.3.2产品规格端口：◆电接口：最大16个10/100BaseTX自适应以太网接口，全/半双工，MDI/MDI-X自适用◆百兆光口：最大4个100BaseFX光口（FC/SC/ST接头）◆CONSOLE口：RS232，RJ45技术：◆IEEE 802.3z、IEEE 802.3u、IEEE 802.3、IEEE 802.3x、IEEE802.1D/w、IEEE 802.1p、IEEE 802.1Q、存储转发处理方式MAC地址表大小：◆32K组网：◆环型、相切环、星型、链型线缆：◆双绞线：100米◆多模光纤：2~5km，1310nm◆单模光纤：10 km/20 km /40km/80km，1310nm/1550nm电源：◆输入电压：24VDC（18~36VDC），110VDC、220VDC、220V AC◆功率：<20W环境：◆工作温度：-40℃~75℃◆存储温度：-45℃~85℃◆相对湿度：5~95%无凝结MTBF：◆35年机械结构：◆防护等级：IP40，单肋铝制外壳（专利），无风扇设计◆安装：19英寸1U机架式◆尺寸（W×H×D）：通过认证：◆EN61000-4-2防静电（ESD）：±8kV接触放电，±15kV空气放电◆EN61000-4-3电磁场：10V/m（80-1000MHz）◆EN61000-4-4瞬时高压（burst）：±4kV电源线，±4kV数据线◆EN61000-4-5浪涌电压：±4kV（line/earth）, ±4kV（line/line）电源线，±2kV数据线◆EN61000-4-5防传导：3V（10kHz~150 kHz），10V（150kHz~80 kHz）◆FCC CFR47 Part 15：FCC CFR47 Part 15 Class A◆EN55022：EN55022 Class A◆UL60950（），CE，FCC2.3.4订购信息SICOM3016-16T 16个100Base-TX接口SICOM3016-2S（M）-22T 22个100Base-TX接口，2个100Base-FX接口SICOM3016-4S（M）-20T 20个100Base-TX接口，4个100Base-FX接口2.4网络管理SICOM系列产品提供KYVISION3.0的C/S架构的网络管理软件，同时可以通过WEB软件进行网络管理和系统配置。