礦用本質安全型千兆網絡信息傳輸平臺礦用本質安全型千兆網絡信息傳輸平臺是煤礦綜合自動化系統的重要組成部分，傳輸平臺把礦井各控制層子系統設備連接到一起，通過此傳輸平臺往下能對礦井內各控制子系統發布控制命令、監視各子系統內設備的運行狀態，收集所需的生產和安全參數；往上能通過Web服務器聯接信息管理網，實現與集團公司之間的生產與管理信息交換平臺簡介6,5%設備參數技術優勢4成功案例32平臺功能1平臺組成平臺主要由四部分組成，每一部分都有各自的職能，在傳輸平臺中起著不可替代的作用主干網絡核心網絡網管服務器協轉設備平臺功能組成主干網絡分為井上、井下兩類環網，由若干個干網交換機組成，其中井下環網交換機都是礦用本質安全型交換機，滿足礦井下惡劣環境下使用。職能將井上、井下各個子系統的數據在環網內傳輸，實現環網內子系統之間的信息交換1.主干環網特點以太環網連接方式，同一個環網內子系統之間數據交換可以不經過核心網絡，使數據傳輸更快速、便捷平臺功能組成：主、備兩個核心交換機與主干環網相連，當主核心交換機出現故障時，備用交換機投入使用職能具有快速信息交換能力，實現不同環網內子系統之間的信息交換以及主干環網與控制中心之間的信息交換，2.核心交換網絡特點主、備雙機工作，保證信息可靠傳輸；西門子核心交換機，數據傳輸更穩定平臺功能功能：管理網絡數據，24小時獲悉網絡動態信息；詳細診斷SCALANCE和PROFINET網路，包括環網冗余和WLAN，是網絡管理不可缺少的重要組件優點：操作簡單、高速運行能力、長時間可靠運行以及強大的外部數據吞吐能力3.網管服務器組成：西門子工業網絡管理軟件+高性能計算機系統可方便訪問任何地方界面直觀，操作簡單非常快速的發現錯誤，減少停機成本平臺功能功能：傳輸平臺采用以太網協議，對于其他非以太網協議數據就要經過協議轉換，協轉設備可以實現CAN總線、RS-485/232/442等多種協議接口與以太網電口/光纖接口的轉換優點：實現多種協議與以太網協議之間的轉換，安全可靠；無需設置，即插即用4.協轉設備RS-485RS-442RS-232CANRJ45電端口以太網光口以太網光口（或RJ45電端口）平臺接入方式1、硬件接口采用以太網光纖接口，也可以選擇以太網電口（即RJ45口）保證物理通道暢通2、軟件接口支持OPC標準保證采用同一種標準進行數據通訊6,5%平臺功能設備參數4成功案例13技術優勢2主流技術介紹目前，煤礦信息傳輸平臺主流技術主要有兩種：1.工業以太網技術2.EPON技術交換機連成環形網絡，數據可以在工業以太環網上雙向傳輸；各個交換機之間可以直接進行數據交換（不通過核心交換機），節省資源將以太網技術承載在PON上，每一個ONU的接入都需要一個光分器，施工布線復雜；ONU節點之間不能直接通信，要想通信必須通過局端設備，對系統的實時性要求不能很好的保障EPON線路切斷失效性分析煤礦井下環境復雜，在井下作業如果遇到線纜被切斷則下級設備都將無法與上級通信；如果有線路冗余設計，則冗余線路越多，接入的光分器越多，信號衰減越大，施工越復雜無法傳到OLT光分器插損值：1分2的光分路器衰減是3dB1分8的光分路器衰減是9dB1分16的光分路器衰減是12dB1分32的光分路器衰減是15dB以太環網線路切斷數據傳輸原理工業以太環網數據可以雙向傳輸，當網絡中有一處線路被切斷，環網交換機會自動從另一方向傳輸數據，不會影響與上級的通信環形網絡，不影響數據上傳平臺優勢一：多網合一接入方式可實現數據、語音、視頻、調度等平臺的一網混合接入；節省傳輸通道（光纖、通訊設備等）的重復投資和維護費用，一次投資，長期受益支持IT標準，可將自動化網絡無縫集成到集團信息管理網絡中，可以建立虛擬網絡（VLAN）平臺優勢二：實時通信技術優勢基于工業以太網PROFINET實時通信技術：平臺傳輸介質選用單模光纖傳輸，傳輸速率快，主干網傳輸速率達到1000MbpsLaneforRTRTRTTCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IPRTRTRTRTTCP/IP通訊擁塞RTRTRTRTRTRTRTRTRTRTRTRTRTRT為實時數據（RT）保留專用車道保障實時性與通信量對訪問不加限制(TCP/IP,IT,….)平臺優勢三：光纖以太網設計，無需本安關聯平臺上的礦用本質安全型網絡傳輸設備采用全光設計，滿足以太網光纖接口直接接入方式，各個子系統的分站、中央控制器等不用做設備之間的本安，就通過光纖可直接接入網絡傳輸平臺平臺優勢四：支持多種協議對于其他非以太網光口的設備，我們有專門的協議轉換設備，可以實現CAN總線接口、RS-485/442/232串口、RJ45以太網電端口等接口與以太網光纖接口之間的相互轉換，無需設置，即插即用平臺優勢五：主備雙機冗余設計核心交換機采用主備雙機工作方式，正常情況下主核心交換機工作，備用交換機處于待機狀態，當主核心交換機出現故障時，備用交換機投入工作，保證傳輸平臺的正常運行，切換時間小于0.3s環網交換機組成環形網絡，數據可以雙向傳輸，當有一個交換機出現故障時，數據從另一個方向傳輸，保證其他環節正常運行平臺優勢六：雙向傳輸冗余設計設備故障平臺優勢七：平臺安全可靠可靠條件一：礦用本質安全型設備井下交換機是本安型設備，產生的火花、電弧和熱能都不會引燃周圍環境中的爆炸性混合物。當礦井下出現瓦斯超限、突發意外事故需要對非本質安全型設備斷電時，平臺上的傳輸設備不需要斷電，保證傳輸平臺數據的可靠傳輸，保證千兆網絡傳輸平臺的穩定、連續運行可靠條件四：大容量后備電源在電源斷電后保證平臺上的網絡傳輸設備連續工作不小于2小時，為系統的千兆網絡傳輸平臺提供安全、穩定保證傳輸介質選用單模光纖，傳輸速率高達1000M，保證信息傳輸高效、穩定可靠條件三：單模光纖傳輸介質井下交換機平均無故障時間長達105年；核心交換機平均無故障時間長達50年可靠條件二：西門子工業級交換機對比項工業以太網技術EPON技術最大風險單個環形網絡只能允許一個錯誤，網絡中存在兩個斷點時，會導致兩個斷點間的信息不能上傳。規避措施：系統組網采用分段式冗余網絡，可以規避上述風險ONU長發光會導致網絡中所有節點的信息不能上傳，導致系統癱瘓。目前解決該問題的技術正在不斷的深化，但沒有根治節點間通信工業以太網交換機組成的網絡中，每個節點都是對等的，可以相互通信，并且實時通信技術可以滿足系統的實時性要求EPON系統中的ONU節點之間不能直接通信，若需要兩個節點之間通信，必須通過局端設備進行通信，對系統的實時性要求不能很好的保障組網能力可以組成星型、樹型、鏈型、環形、分布式環型等復雜的網絡拓撲，并且組網范圍和數量沒有限制，布線簡單由于OLT本身的光功率的限制和無源器件插入損耗的原因，網絡系統不能大于20km，環形網絡時節點數不能超過15個；加入分光器，施工麻煩標準化程度工業以太網技術已經完成所有技術標準化的進程，廠商之間可以進行良好互通EPON技術預留了4~5個點沒有進行標準化規范，如：動態帶寬算法不統一；測距實現方法不統一；加密算法的不統一；數據的突發發送和突發接收不統一，不同廠商之間的設備不能互通協議轉換以太網光纖接口，也可以提供RJ45電口、CAN總線接口、RS-485/422/232接口，并且可以同時承載在TCP/IP技術上EPON對外可以提供以太網接口、RS-232/485等接口，但不能承載在TCP/IP上，一般采用點對點的模式完成可維護性工業以太網技術是標準化應用的結果，也是工業控制系統多年來統一的結構，各個節點和不同廠商之間的設備可以便捷的更換，維護方便標準化不完善，各個廠商設備不能互換。運營商后期系統維護不便工業以太網技術與EPON技術對比6,5%平臺功能設備參數技術優勢4成功案例312核心交換機基本信息內核采用西門子工業級交換機集成16個10/100/1000Mbps的RJ45接口通過介質轉換器可擴展配置8個1000Mbps的光纖或雙絞線接口功能信息具有LED診斷，故障信號顯示功能冗余電源輸入，集成冗余管理功能支持IT網絡功能（RSTP、VLAN…）支持C-PLUG功能電源信息電源電壓：24VDC/110~250VDC/110~230VAC電流消耗：不大于2500mA

功率：不大于50W西門子交換機核心交換機介質轉換器網管客戶端軟件優勢很容易集成到HMC-SCADA和控制系統很容易集成到現有的以太網架構上通過Web方便訪問到網絡診斷數據在客戶端PC上無需SIEMENS軟件軟件功能管理Web頁面、SNMPv1/2/3、SINEMAM

LED診斷、log日志、故障信號觸電、PST等

HSR快速冗余環、鏈路聚合、MRP介質冗余環詳細診斷SCALANCE和PROFINET網絡，包括環網冗余和WLANKJJ189礦用本質安全型網絡交換機

功能信息自動E-mail發送功能電源冗余；通過LED和信號觸電進行設備診斷通過SNMP接入點，可集成在現有網絡管理架構中支持多種網絡結構，快速生成樹協議，冗余網絡/環耦合

基本信息礦用本質安全型（ExibI）

Profinet標準工業以太網插頭，IEFCRJ45插口3個1000Mbps單模光纖端口，7個100Mbps光/電端口

產品特點單模光纖傳輸，傳輸距離10km與帶有OSM、ESM、ELS的SCANLANCE產品兼容，保護投資100Mbps以太網光端口與其他設備連接通訊時，不需要關聯檢驗，具有光耦合接入功能，可直接連接KJJ5礦用本質安全型網絡交換機

功能信息輸入電源冗余功能

LED指示功能，支持802.1P、DSCP優先級配置基于FTP在線軟件升級，方便用戶設置管理與更新支持多種網絡結構，快速生成樹協議，冗余網絡/環耦合

基本信息礦用本質安全型（ExibI）全光口工業以太網插頭，IEFCRJ45插口支持3個1000Mbps熱插拔SFP的光纖端口

支持12個100Base-FX全雙工單模光纖端口

產品特點小于50ms的快速光纖環網冗余技術，系統通信可靠全光設計，組網方式靈活100Mbps以太網光端口與其他設備連接通訊時，不需要關聯檢驗，具有光耦合接入功能，可直接連接KTG127礦用隔爆型光端機

功能信息以太網電信號與光信號的雙向轉換具有過壓、過流、反極性保護功能具有遠程自診斷和故障指示功能具有電源、工作狀態、通信狀態指示功能

基本信息礦用隔爆型（ExdI）

1個100Mbps以太網光端口

1個RJ45以太網電端口

產品特點

100M以太網光端口傳輸介質為單模光纖，傳輸速率100Mbps，傳輸距離10km以太網電端口傳輸速率10M/100Mbps自適應，傳輸距離100mKTG127（A）礦用隔爆型光端機

功能信息以太網電信號與光信號的雙向轉換以太網電信號/光信號和RS-485/422串口信號的雙向轉換以太網電信號/光信號和RS-232串口信號的雙向轉換以太網電信號/光信號和CAN串口數據信號的雙向轉換

基本信息礦用隔爆型（ExdI）

1個Base-FX光端口，單模光纖傳輸

1個以太網電口，TCP/IP協議一個以上RS-485/422串口或RS-232數據口一個CAN-BUS接口

產品特點以太網100M單模光纖端口為全雙工工作模式，無需設置，即插即用RS-485/422/232串口數據最高傳輸速率可達230.4Kbps，CAN串口數據信號最高可達1MbpsKDW660/5B礦用隔爆兼本安型直流穩壓電源

輸出本安電壓額定電壓：5V（1-4路可選）額定電流：3.3A負載效應：不大于5%源效應：不大于5%

周期與隨機偏移值-峰值：不大于250mV

額定輸入電壓

AC660V/380V/220V/127V

備用電池參數容量：12V.17Ah(兩節鉛酸蓄電池)

轉換時間：50ms

工作時間：4h

最高充電電壓：26.7V

放點終止電壓：21V煤安認證防爆合格證6,5%平臺功能技術優勢3設備參數12成功案例4全國首例千兆以太網下井的項目華豐煤礦綜合自動化系統拓撲圖陳半溝煤礦綜合自動化系統拓撲圖采用單模光纖傳輸，最大可搭建1300Km環網絡水簾洞煤礦綜合自動化系統拓撲圖任意兩臺網絡交換機間的1000M