矿用本质安全型千兆网络信息传输平台

矿用本质安全型千兆网络信息传输平台矿用本质安全型千兆网络信息传输平台是煤矿综合自动化系统的重要组成部分，传输平台把矿井各控制层子系统设备连接到一起，通过此传输平台往下能对矿井内各控制子系统发布控制命令、监视各子系统内设备的运行状态，收集所需的生产和安全参数；往上能通过Web服务器联接信息管理网，实现与集团公司之间的生产与管理信息交换平台简介6,5%设备参数技术优势4成功案例32平台功能1平台组成平台主要由四部分组成，每一部分都有各自的职能，在传输平台中起着不可替代的作用主干网络核心网络网管服务器协转设备平台功能组成主干网络分为井上、井下两类环网，由若干个干网交换机组成，其中井下环网交换机都是矿用本质安全型交换机，满足矿井下恶劣环境下使用。职能将井上、井下各个子系统的数据在环网内传输，实现环网内子系统之间的信息交换1.主干环网特点以太环网连接方式，同一个环网内子系统之间数据交换可以不经过核心网络，使数据传输更快速、便捷平台功能组成：主、备两个核心交换机与主干环网相连，当主核心交换机出现故障时，备用交换机投入使用职能具有快速信息交换能力，实现不同环网内子系统之间的信息交换以及主干环网与控制中心之间的信息交换，2.核心交换网络特点主、备双机工作，保证信息可靠传输；西门子核心交换机，数据传输更稳定平台功能功能：管理网络数据，24小时获悉网络动态信息；详细诊断SCALANCE和PROFINET网路，包括环网冗余和WLAN，是网络管理不可缺少的重要组件优点：操作简单、高速运行能力、长时间可靠运行以及强大的外部数据吞吐能力3.网管服务器组成：西门子工业网络管理软件+高性能计算机系统可方便访问任何地方界面直观，操作简单非常快速的发现错误，减少停机成本平台功能功能：传输平台采用以太网协议，对于其他非以太网协议数据就要经过协议转换，协转设备可以实现CAN总线、RS-485/232/442等多种协议接口与以太网电口/光纤接口的转换优点：实现多种协议与以太网协议之间的转换，安全可靠；无需设置，即插即用4.协转设备RS-485RS-442RS-232CANRJ45电端口以太网光口以太网光口（或RJ45电端口）平台接入方式1、硬件接口采用以太网光纤接口，也可以选择以太网电口（即RJ45口）保证物理通道畅通2、软件接口支持OPC标准保证采用同一种标准进行数据通讯6,5%平台功能设备参数4成功案例13技术优势2主流技术介绍目前，煤矿信息传输平台主流技术主要有两种：1.工业以太网技术2.EPON技术交换机连成环形网络，数据可以在工业以太环网上双向传输；各个交换机之间可以直接进行数据交换（不通过核心交换机），节省资源将以太网技术承载在PON上，每一个ONU的接入都需要一个光分器，施工布线复杂；ONU节点之间不能直接通信，要想通信必须通过局端设备，对系统的实时性要求不能很好的保障EPON线路切断失效性分析煤矿井下环境复杂，在井下作业如果遇到线缆被切断则下级设备都将无法与上级通信；如果有线路冗余设计，则冗余线路越多，接入的光分器越多，信号衰减越大，施工越复杂无法传到OLT光分器插损值：1分2的光分路器衰减是3dB1分8的光分路器衰减是9dB1分16的光分路器衰减是12dB1分32的光分路器衰减是15dB以太环网线路切断数据传输原理工业以太环网数据可以双向传输，当网络中有一处线路被切断，环网交换机会自动从另一方向传输数据，不会影响与上级的通信环形网络，不影响数据上传平台优势一：多网合一接入方式可实现数据、语音、视频、调度等平台的一网混合接入；节省传输通道（光纤、通讯设备等）的重复投资和维护费用，一次投资，长期受益支持IT标准，可将自动化网络无缝集成到集团信息管理网络中，可以建立虚拟网络（VLAN）平台优势二：实时通信技术优势基于工业以太网PROFINET实时通信技术：平台传输介质选用单模光纤传输，传输速率快，主干网传输速率达到1000MbpsLaneforRTRTRTTCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IPRTRTRTRTTCP/IP通讯拥塞RTRTRTRTRTRTRTRTRTRTRTRTRTRT为实时数据（RT）保留专用车道保障实时性与通信量对访问不加限制(TCP/IP,IT,….)平台优势三：光纤以太网设计，无需本安关联平台上的矿用本质安全型网络传输设备采用全光设计，满足以太网光纤接口直接接入方式，各个子系统的分站、中央控制器等不用做设备之间的本安，就通过光纤可直接接入网络传输平台平台优势四：支持多种协议对于其他非以太网光口的设备，我们有专门的协议转换设备，可以实现CAN总线接口、RS-485/442/232串口、RJ45以太网电端口等接口与以太网光纤接口之间的相互转换，无需设置，即插即用平台优势五：主备双机冗余设计核心交换机采用主备双机工作方式，正常情况下主核心交换机工作，备用交换机处于待机状态，当主核心交换机出现故障时，备用交换机投入工作，保证传输平台的正常运行，切换时间小于0.3s环网交换机组成环形网络，数据可以双向传输，当有一个交换机出现故障时，数据从另一个方向传输，保证其他环节正常运行平台优势六：双向传输冗余设计设备故障平台优势七：平台安全可靠可靠条件一：矿用本质安全型设备井下交换机是本安型设备，产生的火花、电弧和热能都不会引燃周围环境中的爆炸性混合物。当矿井下出现瓦斯超限、突发意外事故需要对非本质安全型设备断电时，平台上的传输设备不需要断电，保证传输平台数据的可靠传输，保证千兆网络传输平台的稳定、连续运行可靠条件四：大容量后备电源在电源断电后保证平台上的网络传输设备连续工作不小于2小时，为系统的千兆网络传输平台提供安全、稳定保证传输介质选用单模光纤，传输速率高达1000M，保证信息传输高效、稳定可靠条件三：单模光纤传输介质井下交换机平均无故障时间长达105年；核心交换机平均无故障时间长达50年可靠条件二：西门子工业级交换机对比项工业以太网技术EPON技术最大风险单个环形网络只能允许一个错误，网络中存在两个断点时，会导致两个断点间的信息不能上传。规避措施：系统组网采用分段式冗余网络，可以规避上述风险ONU长发光会导致网络中所有节点的信息不能上传，导致系统瘫痪。目前解决该问题的技术正在不断的深化，但没有根治节点间通信工业以太网交换机组成的网络中，每个节点都是对等的，可以相互通信，并且实时通信技术可以满足系统的实时性要求EPON系统中的ONU节点之间不能直接通信，若需要两个节点之间通信，必须通过局端设备进行通信，对系统的实时性要求不能很好的保障组网能力可以组成星型、树型、链型、环形、分布式环型等复杂的网络拓扑，并且组网范围和数量没有限制，布线简单由于OLT本身的光功率的限制和无源器件插入损耗的原因，网络系统不能大于20km，环形网络时节点数不能超过15个；加入分光器，施工麻烦标准化程度工业以太网技术已经完成所有技术标准化的进程，厂商之间可以进行良好互通EPON技术预留了4~5个点没有进行标准化规范，如：动态带宽算法不统一；测距实现方法不统一；加密算法的不统一；数据的突发发送和突发接收不统一，不同厂商之间的设备不能互通协议转换以太网光纤接口，也可以提供RJ45电口、CAN总线接口、RS-485/422/232接口，并且可以同时承载在TCP/IP技术上EPON对外可以提供以太网接口、RS-232/485等接口，但不能承载在TCP/IP上，一般采用点对点的模式完成可维护性工业以太网技术是标准化应用的结果，也是工业控制系统多年来统一的结构，各个节点和不同厂商之间的设备可以便捷的更换，维护方便标准化不完善，各个厂商设备不能互换。运营商后期系统维护不便工业以太网技术与EPON技术对比6,5%平台功能设备参数技术优势4成功案例312核心交换机基本信息内核采用西门子工业级交换机集成16个10/100/1000Mbps的RJ45接口通过介质转换器可扩展配置8个1000Mbps的光纤或双绞线接口功能信息具有LED诊断，故障信号显示功能冗余电源输入，集成冗余管理功能支持IT网络功能（RSTP、VLAN…）支持C-PLUG功能电源信息电源电压：24VDC/110~250VDC/110~230VAC电流消耗：不大于2500mA

功率：不大于50W西门子交换机核心交换机介质转换器网管客户端软件优势很容易集成到HMC-SCADA和控制系统很容易集成到现有的以太网架构上通过Web方便访问到网络诊断数据在客户端PC上无需SIEMENS软件软件功能管理Web页面、SNMPv1/2/3、SINEMAM

LED诊断、log日志、故障信号触电、PST等

HSR快速冗余环、链路聚合、MRP介质冗余环详细诊断SCALANCE和PROFINET网络，包括环网冗余和WLANKJJ189矿用本质安全型网络交换机

功能信息自动E-mail发送功能电源冗余；通过LED和信号触电进行设备诊断通过SNMP接入点，可集成在现有网络管理架构中支持多种网络结构，快速生成树协议，冗余网络/环耦合

基本信息矿用本质安全型（ExibI）

Profinet标准工业以太网插头，IEFCRJ45插口3个1000Mbps单模光纤端口，7个100Mbps光/电端口

产品特点单模光纤传输，传输距离10km与带有OSM、ESM、ELS的SCANLANCE产品兼容，保护投资100Mbps以太网光端口与其他设备连接通讯时，不需要关联检验，具有光耦合接入功能，可直接连接KJJ5矿用本质安全型网络交换机

功能信息输入电源冗余功能

LED指示功能，支持802.1P、DSCP优先级配置基于FTP在线软件升级，方便用户设置管理与更新支持多种网络结构，快速生成树协议，冗余网络/环耦合

基本信息矿用本质安全型（ExibI）全光口工业以太网插头，IEFCRJ45插口支持3个1000Mbps热插拔SFP的光纤端口

支持12个100Base-FX全双工单模光纤端口

产品特点小于50ms的快速光纤环网冗余技术，系统通信可靠全光设计，组网方式灵活100Mbps以太网光端口与其他设备连接通讯时，不需要关联检验，具有光耦合接入功能，可直接连接KTG127矿用隔爆型光端机

功能信息以太网电信号与光信号的双向转换具有过压、过流、反极性保护功能具有远程自诊断和故障指示功能具有电源、工作状态、通信状态指示功能

基本信息矿用隔爆型（ExdI）

1个100Mbps以太网光端口

1个RJ45以太网电端口

产品特点

100M以太网光端口传输介质为单模光纤，传输速率100Mbps，传输距离10km以太网电端口传输速率10M/100Mbps自适应，传输距离100mKTG127（A）矿用隔爆型光端机

功能信息以太网电信号与光信号的双向转换以太网电信号/光信号和RS-485/422串口信号的双向转换以太网电信号/光信号和RS-232串口信号的双向转换以太网电信号/光信号和CAN串口数据信号的双向转换

基本信息矿用隔爆型（ExdI）

1个Base-FX光端口，单模光纤传输

1个以太网电口，TCP/IP协议一个以上RS-485/422串口或RS-232数据口一个CAN-BUS接口

产品特点以太网100M单模光纤端口为全双工工作模式，无需设置，即插即用RS-485/422/232串口数据最高传输速率可达230.4Kbps，CAN串口数据信号最高可达1MbpsKDW660/5B矿用隔爆兼本安型直流稳压电源

输出本安电压额定电压：5V（1-4路可选）额定电流：3.3A负载效应：不大于5%源效应：不大于5%

周期与随机偏移值-峰值：不大于250mV

额定输入电压

AC660V/380V/220V/127V

备用电池参数容量：12V.17Ah(两节铅酸蓄电池)

转换时间：50ms

工作时间：4h

最高充电电压：26.7V

放点终止电压：21V煤安认证防爆合格证6,5%平台功能技术优势3设备参数12成功案例4全国首例千兆以太网下井的项目华丰煤矿综合自动化系统拓扑图陈半沟煤矿综合自动化系统拓扑图采用单模光纤传输，最大可搭建1300Km环网络水帘洞煤矿综合自动化系统拓扑图任意两台网络交换机间的1000M