煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置，屬于工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，本發(fā)明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(shù)方案為：包括管控地面以太網(wǎng)模塊、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)模塊和子系統(tǒng)現(xiàn)場總線監(jiān)控網(wǎng)模塊，位于煤礦井上的管控地面以太網(wǎng)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(xiàn)對整個煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置集中控制和監(jiān)視；工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)模塊包括位于煤礦井下的井下交換機；子系統(tǒng)現(xiàn)場總線監(jiān)控網(wǎng)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(wǎng)，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(wǎng)裝置
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]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(shù)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(shù)，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(fù)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。
[0004]以太網(wǎng)(煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置th煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置rn煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置t)指的是由X煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置rox公司創(chuàng)建并由X煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置rox.1nt煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置I和D煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置C公司聯(lián)合開發(fā)的基帶局域網(wǎng)規(guī)范，是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)絡(luò)使用CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問及沖突檢測)技術(shù)，并以10M/S的速率運行在多種類型的電纜上。
[0005]用在工業(yè)環(huán)境的 以太網(wǎng)叫工業(yè)以太網(wǎng)，目前很多公司都推出了自己定義應(yīng)用層協(xié)議的工業(yè)以太網(wǎng)，如西門子的PR0FINET，貝加萊的powerLINK等等。工業(yè)以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以是總線、星型、環(huán)型，組成環(huán)型的工業(yè)以太網(wǎng)叫工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)。
[0006]工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)具有以下優(yōu)點:
1、應(yīng)用廣泛。以太網(wǎng)應(yīng)用是最廣泛的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，幾乎所有的編程議事如VisualC++，Java, VisualBasic等都支持以太網(wǎng)的應(yīng)用開發(fā)，有巨大的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和長期的經(jīng)驗知識，以及目前所有流行的操作系統(tǒng)和應(yīng)用也都與以太網(wǎng)兼容；
2、通信速率高:千兆光纖環(huán)網(wǎng)，分支也達到100兆。而傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線最高速率只有12Mbit/s，顯然以太網(wǎng)速率要比傳統(tǒng)現(xiàn)場總線要快的多，完全可以滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)不斷增長的帶寬要求；
3、資源共享能力強:隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，以太網(wǎng)已滲透到各個角落，網(wǎng)絡(luò)用戶已解除了資源地理位置上的束縛，在聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)的任何一臺計算上就能瀏覽工業(yè)控制現(xiàn)場的數(shù)據(jù)實現(xiàn)“管控一體化”，這是任何一種現(xiàn)場一都無法比擬的；
4、可持續(xù)發(fā)展?jié)摿薮?以太網(wǎng)的擴展性好，容易安裝開通，并且可靠性較高。以太網(wǎng)接入采用異步工作方式，很適合于處理IP突發(fā)數(shù)據(jù)流。目前以太網(wǎng)從共享媒質(zhì)轉(zhuǎn)向全雙工LAN交換后，在相當(dāng)程度上實現(xiàn)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(wǎng)的傳輸距離也大大地得到擴展。
[0007]若能將工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)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。
[0008]
【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)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(fù)雜，重復(fù)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(wǎng)技術(shù)應(yīng)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(wǎng)裝置。
[0009]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
采用光纖通信、鏈路冗余、快速自愈等技術(shù)，建立了開放性工業(yè)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)了減人提效和科學(xué)管理。
[0010]煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置，包括管控地面以太網(wǎng)模塊、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)模塊和子系統(tǒng)現(xiàn)場總線監(jiān)控網(wǎng)模塊，位于煤礦井上的管控地面以太網(wǎng)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(xiàn)對整個煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置集中控制和監(jiān)視；工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)模塊包括位于煤礦井下的井下交換機；子系統(tǒng)現(xiàn)場總線監(jiān)控網(wǎng)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(wǎng)，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(xiàn)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。
[0011]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。
[0012]所述的總線型監(jiān)控系統(tǒng)為經(jīng)數(shù)字化技術(shù)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(shù)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)。
[0013]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。
[0014]所述的核心交換機與各井下交換機成環(huán)網(wǎng)，環(huán)網(wǎng)中的I段光纖電纜上設(shè)置有斷點。
[0015]所謂數(shù)字化技術(shù)改造，為現(xiàn)有技術(shù)，數(shù)字化就是將許多復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當(dāng)?shù)臄?shù)字化模型，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗卸M制代碼，引入計算機內(nèi)部，進行統(tǒng)一處理，這就是數(shù)字化的基本過程。數(shù)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(zhuǎn)化為一串分離的單元，在計算機中用O和I表示。
[0016]本發(fā)明的煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
1、將以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)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(xiàn)信息互通，可實時傳輸監(jiān)測、監(jiān)控、語音、視頻信息；
2、采用了工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)通過建立一個環(huán)狀的光纖以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)冗余，減少網(wǎng)絡(luò)單點故障，增強整個通信網(wǎng)絡(luò)在突發(fā)情況下的生存能力；
3、以太網(wǎng)性能價格比好,初始成本和運營成本均較低；
4、其次以太網(wǎng)通訊技術(shù)，避免了重新布線的成本；
5、采用自動化集控后，可減少崗位工； 6、由于基于工業(yè)以太網(wǎng)建立的各系統(tǒng)安全性和可靠性增加，對于設(shè)備管理和企業(yè)管理帶來的間接經(jīng)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】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0018]附圖1為煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0020]實施例1:
本發(fā)明的煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置，其結(jié)構(gòu)包括管控地面以太網(wǎng)模塊、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)模塊和子系統(tǒng)現(xiàn)場總線監(jiān)控網(wǎng)模塊，位于煤礦井上的管控地面以太網(wǎng)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(xiàn)對整個煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置集中控制和監(jiān)視；工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)模塊包括位于煤礦井下的井下交換機；子系統(tǒng)現(xiàn)場總線監(jiān)控網(wǎng)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(wǎng)，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(xiàn)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。
[0021]實施例2:
本發(fā)明的煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置，其結(jié)構(gòu)包括管控地面以太網(wǎng)模塊、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)模塊和子系統(tǒng)現(xiàn)場總線監(jiān)控網(wǎng)模塊，位于煤礦井上的管控地面以太網(wǎng)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(xiàn)對整個煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置集中控制和監(jiān)視；工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)模塊包括位于煤礦井下的井下交換機；子系統(tǒng)現(xiàn)場總線監(jiān)控網(wǎng)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(wǎng)，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(xiàn)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。
[0022]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。
[0023]核心交換機與各井下交換機成環(huán)網(wǎng)，環(huán)網(wǎng)中的I段光纖電纜上設(shè)置有斷點。
[0024]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。
[0025]使用時，1、交換機物理連接上成環(huán)型；
2、工作時整個網(wǎng)絡(luò)成環(huán)網(wǎng)鏈狀結(jié)構(gòu)，設(shè)有斷點的一段光纖電纜是不傳輸數(shù)據(jù)，只傳輸硬件間的數(shù)據(jù)流，用來相互通知各自的狀態(tài)給其他設(shè)備。環(huán)型上的每一個設(shè)備都知道并隨時通知其他設(shè)備自己的狀態(tài)。
[0026]3、一旦有一段網(wǎng)絡(luò)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(nèi)這一信息就會傳遍全網(wǎng)。
[0027]4、作為“根”的核心交換機就會實行切換，就是原來沒有數(shù)據(jù)通過的那段鏈路馬上進行數(shù)據(jù)傳輸。整個切換時間為30毫秒。整個網(wǎng)絡(luò)還是呈鏈狀工作狀態(tài)，實現(xiàn)冗余。
[0028]5、當(dāng)損壞的網(wǎng)絡(luò)修復(fù)后，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)到初始工作狀態(tài)。
[0029]實施例3:
煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置，包括管控地面以太網(wǎng)模塊、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)模塊和子系統(tǒng)現(xiàn)場總線監(jiān)控網(wǎng)模塊，位于煤礦井上的管控地面以太網(wǎng)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(xiàn)對整個煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置集中控制和監(jiān)視；工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)模塊包括位于煤礦井下的井下交換機；子系統(tǒng)現(xiàn)場總線監(jiān)控網(wǎng)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(wǎng)，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(xiàn)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。
[0030]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。
[0031]總線型監(jiān)控系統(tǒng)為經(jīng)數(shù)字化技術(shù)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(shù)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)。
[0032]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。
[0033]核心交換機與各井下交換機成環(huán)網(wǎng)，環(huán)網(wǎng)中的I段光纖電纜上設(shè)置有斷點。
[0034]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。
[0035]地面監(jiān)控中心利用光纖通信技術(shù)和工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)、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(shù)和圖表、圖形等還可以交互式任意觀察相應(yīng)的井下設(shè)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(shù)據(jù)庫、OPC技術(shù)、工業(yè)組態(tài)技術(shù)，自主開發(fā)了組態(tài)軟件，實現(xiàn)了各井下總線型監(jiān)控系統(tǒng)的無縫集成和安全生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的WEB瀏覽和顯示。
[0036]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(shù)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(shù)字化技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)化，實現(xiàn)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(wǎng)實現(xiàn)了遙信、遙控、遙測的功能，實現(xiàn)了信息共享。
[0037]通過上面【具體實施方式】，所述【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可容易的實現(xiàn)本發(fā)明。但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明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(chǔ)上，所述【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可任意組合不同的技術(shù)特征，從而實現(xiàn)不同的技術(shù)方案。
【權(quán)利要求】
1.煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置，其特征在于包括管控地面以太網(wǎng)模塊、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)模塊和子系統(tǒng)現(xiàn)場總線監(jiān)控網(wǎng)模塊，位于煤礦井上的管控地面以太網(wǎng)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(xiàn)對整個煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置集中控制和監(jiān)視；工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)模塊包括位于煤礦井下的井下交換機；子系統(tǒng)現(xiàn)場總線監(jiān)控網(wǎng)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(wǎng)，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(xiàn)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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)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(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置，其特征在于總線型監(jiān)控系統(tǒng)為經(jīng)數(shù)字化技術(shù)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(shù)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(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)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。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)裝置，其特征在于核心交換機與各井下交換機成環(huán)網(wǎng)，環(huán)網(wǎng)中的I段光纖電纜上設(shè)置有斷點。
【文檔編號】E21F17/18GK103726878SQ201310635667
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)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