作者簡介：譚文斌，男，工程師，主要從事于工業(yè)以太網通信，曾參與北京城區(qū)配網自動化項目，山西太佳高速隧道監(jiān)控項目，張北風電三期風機聯網控制項目，華夏礦安東榮二礦井下監(jiān)控項目。
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參考文獻：
《數字礦山技術》中南大學出版社
《煤炭經濟研究》
《煤炭安全生產標準》
關鍵詞
DT-Ring 快速環(huán)網冗余技術
VLAN（Virtual Local Area Network)虛擬局域網絡
QOS （Quality of Service）服務質量
VRRP（ Virtual Router Redundancy Protocol）虛擬路由冗余協(xié)
KYLAND 北京東土科技股份有限公司
摘 要：煤炭工業(yè)綜合自動化系統(tǒng)，推進煤礦的安全生產，調度，運銷一體化建設，提高煤礦安全、高效、可靠性生產。本文結合煤礦綜合自動化系統(tǒng)需求及現狀，闡述了KYLAND工業(yè)以太網交換機在白陽嶺煤礦自動化系統(tǒng)中的應用，及煤礦綜合自動化系統(tǒng)的網絡解決方案。
煤炭是我國的基礎性能源，發(fā)展煤礦安全生產信息化技術，開發(fā)適應煤礦井下環(huán)境的高速、可靠、和經濟的寬帶綜合網絡環(huán)境，推進礦井計算機網絡管理，研究煤礦數字信息網絡綜合自動化監(jiān)控技術與裝備，加快煤炭安全生產、調度和運銷一體化信息化系統(tǒng)建設。在現代科學技術的推動下，煤炭工業(yè)也正逐步走向現代化，信息化，在促進我國煤炭工業(yè)健康發(fā)展的過程中，煤炭工業(yè)信息化發(fā)揮了越來越重要的作用。
1 白陽嶺煤礦綜合自動化系統(tǒng)概述、及系統(tǒng)需求
1.1 系統(tǒng)概述
白陽嶺煤礦礦井綜合自動化系統(tǒng)是為了煤礦安全生產和正常生產而進行的各種有關數據或狀態(tài)的集中監(jiān)測，并對有關環(huán)節(jié)加以控制，是保護采掘、運輸、通風、排水、等主要生產環(huán)節(jié)安全運行的重要設施，該系統(tǒng)包括礦井環(huán)境安全監(jiān)測和礦井生產（及設備工況等）監(jiān)控，礦井環(huán)境安全監(jiān)測是用于影響生產安全和礦工人生安全的井下環(huán)境因素，礦井生產監(jiān)控系統(tǒng)用于監(jiān)控煤炭生產主要設備的工況。
1.2 網絡系統(tǒng)需求
為適應煤礦現場惡劣的工業(yè)環(huán)境，工業(yè)以太網交換機應滿足現場高低溫的適應性，交換機具有較強的抗電磁干擾能力，網絡系統(tǒng)基礎平臺，滿足煤礦綜合自動化系統(tǒng)，數據采集、視頻、瓦斯監(jiān)控等需求。提供網絡管理平臺，能夠有效監(jiān)控網絡中的交換機設備，以及對整體網絡的健康狀態(tài)進行實時監(jiān)控，根據本次網絡平臺的安全系統(tǒng)方案，結合白陽嶺礦的安全設計策略進行設計，確保網絡安全，如：網絡病毒防護，網絡故障自愈，數據通信檢測，訪問控制等，減少因病毒或其他因素造成整體網絡的異常。
2 方案具體說明
2.1 白陽嶺煤礦系統(tǒng)網絡工程具體說明
白陽嶺煤礦綜合自動化系統(tǒng)整體網絡采用井下、井上、核心三個網絡的構架，主要傳輸業(yè)務有電力監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、語音通信系統(tǒng)、信號控制系統(tǒng)，在調度中心、主井口、副井口、變電所、通風機房等地放置工業(yè)以太網交換機，井上、井下、核心交換機通過1000M光纖互聯，核心機房由兩臺東土工業(yè)以太網交換機SICOM6496G組成，通過VRRP（ Virtual Router Redundancy Protocol）虛擬路由冗余協(xié)議實現核心網絡的冗余，并在兩臺交換機啟用兩個備份組，這樣，既分擔了設備負載和網絡流量，又提高了網絡可靠性。井上井下由14臺東土工業(yè)以太網交換機SICOM6000分別組成兩個千兆冗余環(huán)網，將井上和井下網絡物理相隔離提高網絡的安全性，井上井下環(huán)網交換機啟用DT-Ring快速環(huán)網冗余協(xié)議，保障了網絡的無擾切換，網絡自愈時間小于50ms，在井下環(huán)網中啟用SICOM6000的VLAN（Virtual Local Area Network)虛擬局域網絡功能，將井下視頻、語音、控制等業(yè)務隔離，防止業(yè)務的廣播風暴產生影響其他業(yè)務，并將交換機各業(yè)務接入端口（交換機使用端口）采用東土的廣播風暴抑制功能，可以實現網絡中“有效數據傳輸，無效數據隔離”的功能，提高網絡數據傳輸的安全性。同時采用QOS（Quality of Service）服務質量功能，根據不同的業(yè)務級別對交換機的接入端口進行帶寬分配，提高網絡數據傳輸的高效性。網絡拓撲如圖1所示
圖1 白陽嶺煤礦系統(tǒng)框圖
2.2 方案優(yōu)勢說明
2.2.1 高安全性
提供完整的安全體系結構，在各個環(huán)節(jié)均采用冗余技術東土私有環(huán)網協(xié)議DT-Ring、QOS、廣播風暴抑制、VLAN、等安全措施，確保網絡的安全性。
2.2.2 高效率
提供高品質的QOS（Quality of Service）服務質量，為不同的業(yè)務提供不同的優(yōu)先級服務，QOS可根據端口的優(yōu)先級來設置端口的帶寬，保證了整個網絡數據的高效率傳送，對對應端口的業(yè)務進行帶寬設置。
2.2.3 高可靠
設備支持高可靠的DT-Ring快速冗余技術，共品質的工藝設計，設備自身機殼采用東土專利鋁制機箱散熱表面設計，無風扇，防護等級為IP40，設備支持工業(yè)四級抗電磁干擾性和電磁兼容性，支持冗余電源。
2.2.4 易維護管理
提供簡單方便的Web、Telnet、CLI、SNMP、RMON多種管理方式，同時還支持東土自主研發(fā)的Kyvision網管軟件，本軟件提供人性化的管理，通過Kyvision網管軟件可以直觀形象的看出網絡的狀態(tài)，當網絡出現故障時可精確定位故障點。
3 解決問題：
整體方案設計提高了網絡的安全性，在網絡的每個環(huán)節(jié)分別具有冗余保護功能，避免了網絡單點故障造成網絡的整體癱瘓，核心層交換機通過VRRP虛擬路由冗余協(xié)議創(chuàng)建兩個備份組，使設備、網絡的壓力負載均衡，提高了網絡的利用資源。交換機采用VLAN功能把網絡中不同的業(yè)務相互隔離，避免網絡風暴的產生，通過QOS、廣播風暴的抑制提高的網絡數據的高效率傳輸，避免帶寬占滿導致網絡阻塞。
4 結語
煤炭工業(yè)對煤炭的安全生產和井下環(huán)境的高速、可靠網絡環(huán)境要求越來越高，工業(yè)級以太網產品在工業(yè)網絡建設中扮演著越來越重要的角色，與此同時作為生產工業(yè)級產品的東土也得到了越來越多的認可，相信在不久的將來工業(yè)級產品將會更快的擴展其應用領域，為國家經濟建設奉獻更多的力量。
