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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)都處于相互獨立的狀態(tài)，各種系統(tǒng)自成體系，造成通訊線路重復投資、重復建設，不僅系統(tǒng)維護量大，而且整體可靠性差，維修、維護困難，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，實現(xiàn)遠程集中監(jiān)測監(jiān)控，具有十分重要的意義。
2 系統(tǒng)構成
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，-750調(diào)度站、-750泵房、-450泵房，地面主運車房各安裝一臺，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)接入進來。在物理上和邏輯上確保網(wǎng)絡通路的冗余和安全，當某一子系統(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)絡的傳輸性能。
3 性能優(yōu)點
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)絡難以滿足遠程監(jiān)測監(jiān)控的要求，而SCALANCE X-400是一款千兆交換機，增加了網(wǎng)絡的帶寬，滿足了骨干控制層網(wǎng)絡千兆的需求。
3.2 交換機防爆
通過申請，SCALANCE X-400交換機獲得了礦用產(chǎn)品安全標志，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發(fā)生故障，在建立環(huán)網(wǎng)時， SCALANCE X-400 交換機切換為RM 模式，通過集成的冗余管理器，構成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 交換機串聯(lián)在環(huán)網(wǎng)上，總長為11km。當傳輸鏈路或環(huán)網(wǎng)中的SCALANCE X-400 交換機發(fā)生故障時，網(wǎng)絡重構時間嚴格小于300ms，增強了網(wǎng)絡的可靠性。
3.4 VLAN劃分
SCALANCE X-400支持虛擬局域網(wǎng)VLAN技術，使用該技術，把華豐煤礦的網(wǎng)絡劃分為各個獨立的子網(wǎng)，從而可以將網(wǎng)絡流量進行分類，防止非法終端的接入等，提高了網(wǎng)絡的安全性。同時，VLAN按照節(jié)點的類型把網(wǎng)絡流量進行分類，防止網(wǎng)絡上不同站點之間、不同類型的網(wǎng)絡流量發(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)絡的負荷，提高了網(wǎng)絡的通訊效率。
3.5 SNMP管理
SCALANCE X-400支持SNMP協(xié)議，符合簡單的網(wǎng)絡管理協(xié)議SNMP，可實現(xiàn)對全礦網(wǎng)絡的遠程監(jiān)控，當故障發(fā)生時，可在*時間實現(xiàn)故障的診斷和定位。通過 SNMP，可簡便集成在現(xiàn)有網(wǎng)絡管理結構中，維護非常方便。
4 應用體會
在選用SCALANCE X-400之前，華豐煤礦曾經(jīng)對百兆環(huán)網(wǎng)、赫斯曼交換機和SDH等方案進行了反復的論證和比較，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)絡管理方式，因此該方案價格實惠、穩(wěn)定可靠、使用方便、兼容性和擴展性好，符合本質安全型礦井的要求。
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月開始投入運行，一切均工作正常。華豐煤礦對主要技術參數(shù)、運行性能、系統(tǒng)保護功能、工作的可靠性進行了測試，均達到設計和現(xiàn)場使用要求。礦方認為，該系統(tǒng)控制程序設計合理，功能齊全、顯示清晰，動作靈敏可靠，事故影響為零，實現(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*組織的科學技術成果鑒定會上被評為達到了國內(nèi)水平
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