矿用本质安全型千兆网络信息传输平台讲义

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1、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,成功案例,3,2,平台功能,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

2、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，2

3、4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

4、.协转设备,RS-485,RS-442,RS-232,CAN,RJ45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,成功案例,1,3,技术优势,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

5、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3dB 1分8的光分路器衰减是9dB 1分16的光分路器衰减是12dB 1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

6、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1000Mbps,TCP/IP,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

7、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

8、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

9、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,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,成功案例,1,2,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：24

10、VDC/110250VDC/110230VAC 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WLAN,KJJ189矿用本质安全型网络交换机,功能信息 自动E-mail

11、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，IE FC RJ45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

12、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，IE FC RJ45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、

13、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100m,KTG127（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

14、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1Mbps,KDW660/5B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/22

15、0V/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,设备参数,1,2,成功案例,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1000Mbps光端口网络传输最大传输距离10km 可产生高效的网络可用性，支持环网冗余和冗余电源输入,沙巴台煤矿综合自动化系统拓扑图,平台设计两个环网，共接入13个子系

16、统,成功案例,山西地区煤矿瓦斯监测监控安全系统联网 山西平朔煤炭工业公司信息化扩建项目 安徽恒源煤电安全生产检测监控及信息管理系统 江西英岗岭矿务局网络建设项目 河南省/登封市/平顶山市煤矿瓦斯安全监控联网项目 河南鹤壁煤业集团安全技改项目 山西同煤大唐塔山煤矿网络门户信息管理及数字调度系统 山西路安集团漳村煤矿综合自动化项目 安徽淮南矿业集团望峰岗矿综合自动化 山东新汶矿业集团龙固煤矿综合自动化 神华宁煤梅花井矿综合自动化和综合信息化 山东新汶矿业集团协庄煤矿综合自动化 河南神火新庄煤矿综合自动化 河南焦煤赵固一矿综合自动化 山东枣庄矿业集团付村煤矿综合自动化 山西汇能煤业工业以太网和网络调度系统,成功案例,山西中阳高家庄综合自动化系统 陕西彬县新矿集团水帘洞矿综合自动化系统 河南郑州煤炭集团告成煤矿综合自动化系统 神华宁煤金凤煤矿综合信息化系统 宁夏英力特煤业沙巴台矿综合自动化系统 宁夏发电集团银星一井综合自动化系统 国电内蒙平庄煤业水电热力公司