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1 項目簡介
華豐煤礦是一個具有百年開采歷史的老礦,，1958年擴(kuò)建,，目前生產(chǎn)能力130萬噸,。
華豐煤礦原有的自動化系統(tǒng)有：-450,、-750*泵房排水監(jiān)控系統(tǒng),、洗煤系統(tǒng)，正在進(jìn)行的自動化改造項目有礦井地面供電及-450,、-750*配電所自動化監(jiān)控系統(tǒng),、主運(yùn)自動化監(jiān)控系統(tǒng)、大巷信集閉系統(tǒng),。目前這些監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)都處于相互獨(dú)立的狀態(tài),，各種系統(tǒng)自成體系,，造成通訊線路重復(fù)投資、重復(fù)建設(shè),，不僅系統(tǒng)維護(hù)量大,，而且整體可靠性差，維修,、維護(hù)困難,，信息不能互通，形成了"信息孤島"現(xiàn)象,，所以很難從系統(tǒng)工程的角度來整體對礦山進(jìn)行統(tǒng)一的自動化管理,，以發(fā)揮自動化集成的zui大效益。
因此,，通過在華豐煤礦建立綜合自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng),，使工況信息和控制信息在一個統(tǒng)一的平臺上傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中監(jiān)測監(jiān)控,，具有十分重要的意義,。
2 系統(tǒng)構(gòu)成
在華豐煤礦綜合自動化項目中一共采用了6臺西門子的SCALANCE X-400交換機(jī)，-750調(diào)度站,、-750泵房,、-450泵房，地面主運(yùn)車房各安裝一臺,，調(diào)度中心安裝兩臺,，通過鎧裝單模光纖將6個節(jié)點(diǎn)連接起來，為華豐煤礦搭建冗余可靠的1000M環(huán)型工業(yè)以太網(wǎng)傳輸平臺,。每臺交換機(jī)配有12個100Mbit/s RJ45接口和2個1000Mbit/s ST光纖接口，用于把各系統(tǒng)接入進(jìn)來,。在物理上和邏輯上確保網(wǎng)絡(luò)通路的冗余和安全,，當(dāng)某一子系統(tǒng)的通訊或元器件出現(xiàn)故障時，不影響其他子系統(tǒng)的通訊和整個網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能,。
3 性能優(yōu)點(diǎn)
3.1 千兆環(huán)網(wǎng)
華豐煤礦的自動化系統(tǒng)包括信集閉系統(tǒng),、主運(yùn)系統(tǒng)、洗煤系統(tǒng),、排水系統(tǒng),、地面供電系統(tǒng)、井下供電系統(tǒng)和數(shù)字工業(yè)電視系統(tǒng),，100Mbit/s的網(wǎng)絡(luò)難以滿足遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控的要求,，而SCALANCE X-400是一款千兆交換機(jī)，增加了網(wǎng)絡(luò)的帶寬,，滿足了骨干控制層網(wǎng)絡(luò)千兆的需求,。
3.2 交換機(jī)防爆
通過申請,，SCALANCE X-400交換機(jī)獲得了礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志，防爆（EX）證號是20521122,，煤安（MA）證號是20060822,，符合煤炭安全規(guī)程?？煞胖迷跊]有雨水侵入,，空氣流通和相對濕度不大于95%（+25℃ ），溫度不高于+40℃,，不低于-40℃的硐室中,，滿足井下防塵、抗高溫,、抗潮濕和電磁干擾的要求,，并把可能點(diǎn)燃爆炸混合物的部件封閉在一個外殼內(nèi)，起到阻止向殼外傳爆的作用,。
3.3 冗余管理
為防止華豐煤礦的傳輸鏈路或交換機(jī)發(fā)生故障,，在建立環(huán)網(wǎng)時， SCALANCE X-400 交換機(jī)切換為RM 模式,，通過集成的冗余管理器,，構(gòu)成1000Mbit/s的高速光纖冗余環(huán)網(wǎng)。zui多可支持 50臺X-400 交換機(jī)串聯(lián)連接到環(huán)網(wǎng),，總長為 150 km,。在華豐煤礦有6臺X-400 交換機(jī)串聯(lián)在環(huán)網(wǎng)上，總長為11km,。當(dāng)傳輸鏈路或環(huán)網(wǎng)中的SCALANCE X-400 交換機(jī)發(fā)生故障時,，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時間嚴(yán)格小于300ms，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的可靠性,。
3.4 VLAN劃分
SCALANCE X-400支持虛擬局域網(wǎng)VLAN技術(shù),，使用該技術(shù)，把華豐煤礦的網(wǎng)絡(luò)劃分為各個獨(dú)立的子網(wǎng),，從而可以將網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行分類,，防止非法終端的接入等，提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性,。同時,，VLAN按照節(jié)點(diǎn)的類型把網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行分類，防止網(wǎng)絡(luò)上不同站點(diǎn)之間,、不同類型的網(wǎng)絡(luò)流量發(fā)生沖突,，特別是視頻數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的沖突，有效的降低了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷,，提高了網(wǎng)絡(luò)的通訊效率,。
3.5 SNMP管理
SCALANCE X-400支持SNMP協(xié)議,，符合簡單的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP，可實(shí)現(xiàn)對全礦網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控,，當(dāng)故障發(fā)生時,，可在*時間實(shí)現(xiàn)故障的診斷和定位。通過 SNMP,，可簡便集成在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)中,，維護(hù)非常方便。
4 應(yīng)用體會
在選用SCALANCE X-400之前,，華豐煤礦曾經(jīng)對百兆環(huán)網(wǎng),、赫斯曼交換機(jī)和SDH等方案進(jìn)行了反復(fù)的論證和比較，zui后決定采用西門子的千兆工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)SCALANCE X-400組成地面和井下的1000M環(huán)網(wǎng),。SCALANCE X-400提供模塊化的設(shè)計,，用戶可以根據(jù)需要靈活的選擇端口數(shù)量，SCALANCE X-400zui多支持4095個VLAN劃分,，具備C-PLUG參數(shù)存儲卡和以太網(wǎng)電纜斷線距離診斷功能,，支持SNMP OPC SERVER網(wǎng)絡(luò)管理方式，因此該方案價格實(shí)惠,、穩(wěn)定可靠,、使用方便、兼容性和擴(kuò)展性好,，符合本質(zhì)安全型礦井的要求,。
華豐煤礦千兆工業(yè)以太網(wǎng)綜合自動化系統(tǒng)自2005年9月開始投入運(yùn)行，一切均工作正常,。華豐煤礦對主要技術(shù)參數(shù),、運(yùn)行性能、系統(tǒng)保護(hù)功能,、工作的可靠性進(jìn)行了測試,，均達(dá)到設(shè)計和現(xiàn)場使用要求。礦方認(rèn)為,，該系統(tǒng)控制程序設(shè)計合理，功能齊全,、顯示清晰,，動作靈敏可靠，事故影響為零,，實(shí)現(xiàn)了綜合自動化功能,，解決了自動化"信息孤島"的現(xiàn)象，提高了規(guī)模管理效益,。
華豐煤礦綜合自動化項目是全國*個在井下應(yīng)用千兆工業(yè)以太網(wǎng)下井項目,，該項目于2005年12月31日在山東省*組織的科學(xué)技術(shù)成果鑒定會上被評為達(dá)到了國內(nèi)水平
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