煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置，屬于工業(yè)以太環(huán)網【技術領域】，本實用新型要解決煤礦井下各監(jiān)控系統(tǒng)信息不能互通的問題。技術方案為：包括管控地面以太網模塊、工業(yè)以太環(huán)網模塊和子系統(tǒng)現場總線監(jiān)控網模塊，位于煤礦井上的管控地面以太網模塊包括地面監(jiān)控中心、核心交換機，地面監(jiān)控中心實現對整個煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置集中控制和監(jiān)視；工業(yè)以太環(huán)網模塊包括位于煤礦井下的井下交換機；子系統(tǒng)現場總線監(jiān)控網模塊包括位于煤礦井下的各總線型監(jiān)控系統(tǒng)；地面監(jiān)控中心通過光纖線纜連接至核心交換機，核心交換機與各井下交換機的千兆光口采用光纖線纜依次相連，使核心交換機與各井下交換機成環(huán)網，總線型監(jiān)控系統(tǒng)通過光纖線纜連接至井下交換機。
【專利說明】煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種工業(yè)以太環(huán)網【技術領域】，具體地說是煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置。
【背景技術】
[0002]煤礦井下安裝了不同廠家各種監(jiān)控系統(tǒng)如安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、井下人員定位考勤系統(tǒng)、井下數字語音廣播系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、井下無人值守泵房系統(tǒng)、變電所集控系統(tǒng)、煤礦井下智能放炮系統(tǒng)以及對井下重要場所的視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。上述各種系統(tǒng)建于不同時期，使用不同的技術，各系統(tǒng)無法有效的集成，各自處于相互獨立的狀態(tài)。各個系統(tǒng)都需要從集控中心獨立的連接一條通至井下的通訊線路，造成通訊線路大量重復投資，維修、維護困難，信息不能互通，使各種監(jiān)測監(jiān)控信息和自動化系統(tǒng)信息不能很好的整合、利用。且通訊線路不統(tǒng)一，懸掛困難不美觀。
[0003]以太網(煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置th煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置rn煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置t)指的是由X煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置rox公司創(chuàng)建并由X煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置rox.1nt煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置I和D煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置C公司聯(lián)合開發(fā)的基帶局域網規(guī)范，是當今現有局域網采用的最通用的通信協(xié)議標準。以太網絡使用CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問及沖突檢測)技術，并以10M/S的速率運行在多種類型的電纜上。
[0004]用在工業(yè)環(huán)境的以太網叫工業(yè)以太網，目前很多公司都推出了自己定義應用層協(xié)議的工業(yè)以太網，如西門子的PR0FINET，貝加萊的powerLINK等等。工業(yè)以太網的拓撲結構可以是總線、星型、環(huán)型，組成環(huán)型的工業(yè)以太網叫工業(yè)以太環(huán)網。
[0005]工業(yè)以太環(huán)網具有以下優(yōu)點:
[0006]1、應用廣泛。以太網應用是最廣泛的計算機網絡技術，幾乎所有的編程議事如Visual C++，Java，VisualBasic等都支持以太網的應用開發(fā)，有巨大的網絡基礎和長期的經驗知識，以及目前所有流行的操作系統(tǒng)和應用也都與以太網兼容；
[0007]2、通信速率高:千兆光纖環(huán)網，分支也達到100兆。而傳統(tǒng)的現場總線最高速率只有12Mbit/s，顯然以太網速率要比傳統(tǒng)現場總線要快的多，完全可以滿足工業(yè)控制網絡不斷增長的帶寬要求；
[0008]3、資源共享能力強:隨著網絡的發(fā)展，以太網已滲透到各個角落，網絡用戶已解除了資源地理位置上的束縛，在聯(lián)入互聯(lián)網的任何一臺計算上就能瀏覽工業(yè)控制現場的數據實現“管控一體化”，這是任何一種現場一都無法比擬的；
[0009]4、可持續(xù)發(fā)展?jié)摿薮?以太網的擴展性好，容易安裝開通，并且可靠性較高。以太網接入采用異步工作方式，很適合于處理IP突發(fā)數據流。目前以太網從共享媒質轉向全雙工LAN交換后，在相當程度上實現了計算機間的信息隔離，消除了鏈路帶寬的競爭和潛在的碰撞機會，同時使以太網的傳輸距離也大大地得到擴展。
[0010]若能將工業(yè)以太環(huán)網技術應用于煤礦井下各監(jiān)控系統(tǒng)的通訊中，則會解決上述各種問題。[0011]實用新型內容
[0012]本實用新型的技術任務是針對以上不足之處，解決煤礦井下各監(jiān)控系統(tǒng)信息不能互通，各自處于相互獨立狀態(tài)的問題；解決通訊線路復雜，重復投資的問題；解決了通訊線路不統(tǒng)一，懸掛困難不美觀的問題，提供一種將以太網技術應用于煤礦井下各總線型監(jiān)控系統(tǒng)的通訊中的煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置。
[0013]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0014]采用光纖通信、鏈路冗余、快速自愈等技術，建立了開放性工業(yè)數字網絡系統(tǒng)，實時傳輸監(jiān)測、監(jiān)控、語音、視頻信息，為煤礦綜合自動化提供高速信息通道，實現了減人提效和科學管理。
[0015]煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置，包括管控地面以太網模塊、工業(yè)以太環(huán)網模塊和子系統(tǒng)現場總線監(jiān)控網模塊，位于煤礦井上的管控地面以太網模塊包括地面監(jiān)控中心、核心交換機，地面監(jiān)控中心實現對整個煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置集中控制和監(jiān)視；工業(yè)以太環(huán)網模塊包括位于煤礦井下的井下交換機；子系統(tǒng)現場總線監(jiān)控網模塊包括位于煤礦井下的各總線型監(jiān)控系統(tǒng)；地面監(jiān)控中心通過光纖線纜連接至核心交換機，核心交換機與各井下交換機的千兆光口采用光纖線纜依次相連，使核心交換機與各井下交換機成環(huán)網，總線型監(jiān)控系統(tǒng)通過光纖線纜連接至井下交換機；地面監(jiān)控中心通過光纖線纜及核心交換機、井下交換機與井下各總線型監(jiān)控系統(tǒng)實現信號通訊，井下各總線型監(jiān)控系統(tǒng)之間通過光纖線纜及井下交換機互相之間進行信號通訊。
[0016]所述的核心交換機為SIC0M6000型號冗余交換機，井下交換機為SIC0M3024型號冗余交換機。
[0017]所述的總線型監(jiān)控系統(tǒng)為經數字化技術改造的安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、井下人員定位考勤系統(tǒng)、井下數字語音廣播系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、井下無人值守泵房系統(tǒng)、變電所集控系統(tǒng)、煤礦井下智能放炮系統(tǒng)、井下視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
[0018]所述的總線型監(jiān)控系統(tǒng)通過的嵌入式接口通過光纖線纜連接至井下交換機。
[0019]所述的核心交換機與各井下交換機成環(huán)網，環(huán)網中的I段光纖電纜上設置有斷點。
[0020]所謂數字化技術改造，為現有技術，數字化就是將許多復雜多變的信息轉變?yōu)榭梢远攘康臄底?、數據，再以這些數字、數據建立起適當的數字化模型，把它們轉變?yōu)橐幌盗卸M制代碼，引入計算機內部，進行統(tǒng)一處理，這就是數字化的基本過程。數字化將任何連續(xù)變化的輸入如圖畫的線條或聲音信號轉化為一串分離的單元，在計算機中用O和I表示。
[0021]本實用新型的煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置和現有技術相比，具有以下優(yōu)點:
[0022]1、將以太網技術應用于煤礦井下各總線型監(jiān)控系統(tǒng)的通訊中，各總線型監(jiān)控系統(tǒng)實現信息互通，可實時傳輸監(jiān)測、監(jiān)控、語音、視頻信息；
[0023]2、采用了工業(yè)以太環(huán)網冗余結構通過建立一個環(huán)狀的光纖以太網結構來實現網絡冗余，減少網絡單點故障，增強整個通信網絡在突發(fā)情況下的生存能力；
[0024]3、以太網性能價格比好，初始成本和運營成本均較低；
[0025]4、其次以太網通訊技術，避免了重新布線的成本；
[0026]5、采用自動化集控后，可減少崗位工；
[0027]6、由于基于工業(yè)以太網建立的各系統(tǒng)安全性和可靠性增加，對于設備管理和企業(yè)管理帶來的間接經濟效益是無法估量的；因而，具有很好的推廣使用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]下面結合附圖對本實用新型進一步說明。
[0029]附圖1為煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置的結構框圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0031]實施例1:
[0032]本實用新型的煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置，其結構包括管控地面以太網模塊、工業(yè)以太環(huán)網模塊和子系統(tǒng)現場總線監(jiān)控網模塊，位于煤礦井上的管控地面以太網模塊包括地面監(jiān)控中心、核心交換機，地面監(jiān)控中心實現對整個煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置集中控制和監(jiān)視；工業(yè)以太環(huán)網模塊包括位于煤礦井下的井下交換機；子系統(tǒng)現場總線監(jiān)控網模塊包括位于煤礦井下的各總線型監(jiān)控系統(tǒng)；地面監(jiān)控中心通過光纖線纜連接至核心交換機，核心交換機與各井下交換機的千兆光口采用光纖線纜依次相連，使核心交換機與各井下交換機成環(huán)網，總線型監(jiān)控系統(tǒng)通過光纖線纜連接至井下交換機；地面監(jiān)控中心通過光纖線纜及核心交換機、井下交換機與井下各總線型監(jiān)控系統(tǒng)實現信號通訊，井下各總線型監(jiān)控系統(tǒng)之間通過光纖線纜及井下交換機互相之間進行信號通訊。
[0033]實施例2:
[0034]本實用新型的煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置，其結構包括管控地面以太網模塊、工業(yè)以太環(huán)網模塊和子系統(tǒng)現場總線監(jiān)控網模塊，位于煤礦井上的管控地面以太網模塊包括地面監(jiān)控中心、核心交換機，地面監(jiān)控中心實現對整個煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置集中控制和監(jiān)視；工業(yè)以太環(huán)網模塊包括位于煤礦井下的井下交換機；子系統(tǒng)現場總線監(jiān)控網模塊包括位于煤礦井下的各總線型監(jiān)控系統(tǒng)；地面監(jiān)控中心通過光纖線纜連接至核心交換機，核心交換機與各井下交換機的千兆光口采用光纖線纜依次相連，使核心交換機與各井下交換機成環(huán)網，總線型監(jiān)控系統(tǒng)通過光纖線纜連接至井下交換機；地面監(jiān)控中心通過光纖線纜及核心交換機、井下交換機與井下各總線型監(jiān)控系統(tǒng)實現信號通訊，井下各總線型監(jiān)控系統(tǒng)之間通過光纖線纜及井下交換機互相之間進行信號通訊。
[0035]核心交換機為SIC0M6000型號冗余交換機，井下交換機為SIC0M3024型號冗余交換機。
[0036]核心交換機與各井下交換機成環(huán)網，環(huán)網中的I段光纖電纜上設置有斷點。
[0037]井下交換機為4臺SIC0M3024型號冗余交換機，分別位與煤礦井下的中央變電所、2號變電所、三采區(qū)變電所及-550變電所。
[0038]使用時，1、交換機物理連接上成環(huán)型；
[0039]2、工作時整個網絡成環(huán)網鏈狀結構，設有斷點的一段光纖電纜是不傳輸數據，只傳輸硬件間的數據流，用來相互通知各自的狀態(tài)給其他設備。環(huán)型上的每一個設備都知道并隨時通知其他設備自己的狀態(tài)。
[0040]3、一旦有一段網絡發(fā)生故障，臨近交換機會馬上通知其他交換機，極短的時間內這一信息就會傳遍全網。[0041]4、作為“根”的核心交換機就會實行切換，就是原來沒有數據通過的那段鏈路馬上進行數據傳輸。整個切換時間為30毫秒。整個網絡還是呈鏈狀工作狀態(tài)，實現冗余。
[0042]5、當損壞的網絡修復后，網絡恢復到初始工作狀態(tài)。
[0043]實施例3:
[0044]煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置，包括管控地面以太網模塊、工業(yè)以太環(huán)網模塊和子系統(tǒng)現場總線監(jiān)控網模塊，位于煤礦井上的管控地面以太網模塊包括地面監(jiān)控中心、核心交換機，地面監(jiān)控中心實現對整個煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置集中控制和監(jiān)視；工業(yè)以太環(huán)網模塊包括位于煤礦井下的井下交換機；子系統(tǒng)現場總線監(jiān)控網模塊包括位于煤礦井下的各總線型監(jiān)控系統(tǒng)；地面監(jiān)控中心通過光纖線纜連接至核心交換機，核心交換機與各井下交換機的千兆光口采用光纖線纜依次相連，使核心交換機與各井下交換機成環(huán)網，總線型監(jiān)控系統(tǒng)通過光纖線纜連接至井下交換機；地面監(jiān)控中心通過光纖線纜及核心交換機、井下交換機與井下各總線型監(jiān)控系統(tǒng)實現信號通訊，井下各總線型監(jiān)控系統(tǒng)之間通過光纖線纜及井下交換機互相之間進行信號通訊。
[0045]核心交換機為SIC0M6000型號冗余交換機，井下交換機為SIC0M3024型號冗余交換機。
[0046]總線型監(jiān)控系統(tǒng)為經數字化技術改造的安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、井下人員定位考勤系統(tǒng)、井下數字語音廣播系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、井下無人值守泵房系統(tǒng)、變電所集控系統(tǒng)、煤礦井下智能放炮系統(tǒng)、井下視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
[0047]總線型監(jiān)控系統(tǒng)通過的嵌入式接口通過光纖線纜連接至井下交換機。
[0048]核心交換機與各井下交換機成環(huán)網，環(huán)網中的I段光纖電纜上設置有斷點。
[0049]井下交換機為4臺SIC0M3024型號冗余交換機，分別位與煤礦井下的中央變電所、2號變電所、三采區(qū)變電所及-550變電所。
[0050]地面監(jiān)控中心利用光纖通信技術和工業(yè)以太環(huán)網技術傳輸煤礦井上、井下各主要環(huán)節(jié)總線型監(jiān)控系統(tǒng)的實時數據信息及控制命令，并通過嵌入式接口連接各種總線型監(jiān)控系統(tǒng)，可處理數據、語音、視頻、圖形等各種多媒體信息；地面監(jiān)控中心不僅可以看到總線型監(jiān)控系統(tǒng)傳上來的各種參數和圖表、圖形等還可以交互式任意觀察相應的井下設備的工業(yè)電視畫面。以信息集成平臺為核心，基于分面式實時數據庫、OPC技術、工業(yè)組態(tài)技術，自主開發(fā)了組態(tài)軟件，實現了各井下總線型監(jiān)控系統(tǒng)的無縫集成和安全生產實時數據的WEB瀏覽和顯不。
[0051]對井下原有的安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、井下人員定位考勤系統(tǒng)、井下數字語音廣播系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、井下無人值守泵房系統(tǒng)、變電所集控系統(tǒng)、煤礦井下智能放炮系統(tǒng)、井下視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行數字化技術改造，降低了各總線型監(jiān)控系統(tǒng)運營成本，提高了各總線型監(jiān)控系統(tǒng)安全性和可靠性，通過接口和協(xié)議的標準化，實現各總線型監(jiān)控系統(tǒng)的互連，保證了原總線型監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運行，通過光纖環(huán)網實現了遙信、遙控、遙測的功能，實現了信息共享。
[0052]通過上面【具體實施方式】，所述【技術領域】的技術人員可容易的實現本實用新型。但是應當理解，本實用新型并不限于上述的三種【具體實施方式】。在公開的實施方式的基礎上，所述【技術領域】的技術人員可任意組合不同的技術特征，從而實現不同的技術方案。
【權利要求】
1.煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置，其特征在于包括管控地面以太網模塊、工業(yè)以太環(huán)網模塊和子系統(tǒng)現場總線監(jiān)控網模塊，位于煤礦井上的管控地面以太網模塊包括地面監(jiān)控中心、核心交換機；工業(yè)以太環(huán)網模塊包括位于煤礦井下的井下交換機；子系統(tǒng)現場總線監(jiān)控網模塊包括位于煤礦井下的各總線型監(jiān)控系統(tǒng)；地面監(jiān)控中心通過光纖線纜連接至核心交換機，核心交換機與各井下交換機的千兆光口采用光纖線纜依次相連，使核心交換機與各井下交換機成環(huán)網，總線型監(jiān)控系統(tǒng)通過光纖線纜連接至井下交換機；地面監(jiān)控中心通過光纖線纜及核心交換機、井下交換機與井下各總線型監(jiān)控系統(tǒng)實現信號通訊，井下各總線型監(jiān)控系統(tǒng)之間通過光纖線纜及井下交換機互相之間進行信號通訊；核心交換機與各井下交換機成環(huán)網，環(huán)網中的I段光纖電纜上設置有斷點。
2.根據權利要求1所述的煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置，其特征在于核心交換機為SIC0M6000型號冗余交換機，井下交換機為SIC0M3024型號冗余交換機。
3.根據權利要求1所述的煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置，其特征在于總線型監(jiān)控系統(tǒng)為經數字化技術改造的安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、井下人員定位考勤系統(tǒng)、井下數字語音廣播系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、井下無人值守泵房系統(tǒng)、變電所集控系統(tǒng)、煤礦井下智能放炮系統(tǒng)、井下視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
4.根據權利要求1所述的煤礦工業(yè)以太環(huán)網裝置，其特征在于總線型監(jiān)控系統(tǒng)通過的嵌入式接口通過光纖線纜連接至井下交換機。
【文檔編號】E21F17/18GK203822378SQ201320781377
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權日:2013年12月3日
【發(fā)明者】郝桂明, 李棟, 鹿令才, 郝建營 申請人:山東金陽礦業(yè)集團有限公司