工业以太环网技术方案
工业以太环网技术方案
碾沟煤矿工业以太环网技术方案工业以太网系统技术方案一、前言近年来，随着世界科技的发展与全球化，我国提出了两花融合的战略目标，两华融合是信息化和工业化的高层的深度结合，是指以信息化带动工业化、一工业化促进信息化，走新型工业化道路；两化融合的核心就是信息化支撑，追求可持续发展模式，两化融合在煤炭产业就是煤矿生产过程监控，全矿井安全生产安全环境监测，生产过程信息综合利用等方面的自动化、智能化和网络化。
通过建立以工业以太网维基础平台，实现各自动化控制系统的集中监控，形成完整的管制一体化综合应用系统。
以太网视一种计算机局域网组网技术。
IEEE制定的IEEE802.3标准给出了以太网的技术标准。
它规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问协议的内容。
以太网视当前应用最普遍的局域网技术。
它很大程度上取代了其他局域网标准，如令牌环网、FDDI和ARCNET.以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑，但目前的快速以太网为了最大程度的减少冲突，最大程度的提高网络速度和使用效率，使用交换机来进行网络连接和组织，这样，一台瓦那个的拓扑结构就成了星型，但在逻辑上，以太网仍然使用总线型拓扑和CSMA/CD(即带冲突检测的载波监听多路访问)的总线争用技术。
二、系统实施细则作为减少数字化矿井，必须站在煤矿企业的高度去整体规划和设计，其最终的效益要体现在煤矿企业整体效益上，而非在某个生产局部环节，因此作为数字化矿井构架必须充分考虑影响企业最终效益的方方面面，必须涵盖煤矿企业经营管理、安全监控、生产控制、设备监控等各个层面。
2.1系统设计原则考虑到阳泉煤业集团和顺新大地煤矿综合自动化系统工程的实际需要和将来的发展趋势，各系统的实际需求及具体的使用特性，同时兼顾技术新旧更替不断加快的特点，项目是设计原则为：“先进性、成熟性、使用性、安全性、实时性、易操作性、完整性、可查性、互联性和可扩展性、经济性”。
为了使所设计的方案尽可能满足矿方实际的需求，使系统正常、高效地运转，整体方案设计遵循以下设计原则：先进性、成熟性使用先进、成熟、实用和具有良好发展前景的技术，使得各个子系统具有较长的生命周期，不盲目追求高档次，既满足当前的需求，又适应未来的发展。
工业以太网技术方案
工业以太网技术方案
简介
本文旨在介绍工业以太网技术方案。
工业以太网是一种应用于工业控制环境下的数据传输技术。
它能够提供高速、实时、可靠的数据传输，适用于诸如工厂自动化、机器人技术等领域。
技术优势
工业以太网技术在应用场景方面有很多优势：
- 高速传输：传输速率高达10Gbps，能够满足大数据量、高速传输的需求。
- 实时性强：传输时延小于1ms，保证实时性。
- 可靠性高：采用冗余传输、差错检测等技术，保证数据传输的可靠性。
- 灵活性：采用分布式结构，能够轻松扩展、升级。
应用场景
工业以太网技术可以应用于以下领域：
- 工厂自动化：工业以太网能够连接厂级控制系统（MES）、生产线控制系统（PCS）等设备，实现自动化生产。
- 机器人技术：工业以太网能够连接机器人、视觉设备等，实现高速、精准的机器人控制。
- 智能物流：工业以太网能够连接各种设备，实现物流信息的实时传输和监管。
结论
工业以太网技术是当前工业自动化领域中一种重要的数据传输技术，能够提供高速、实时、可靠的数据传输服务，有着广泛的应用前景。
工业环网设计方案
工业环网设计技术指导文件一．需求分析及组网原则：1.煤矿井下生产过程复杂环境恶劣，为了适应业务的发展和国际化的需求，积极参与国家信息化进程，提高管理水平，发展全新的形象，通过组建工业环网组网方式，可靠传输数据、语音、图像等信息以满足日益复杂的安全生产管理需要，提高安全生产管理水平。
2.设计原则为：“先进性、成熟性、实用性、安全性、实时性、易操作性、完整性、可查询性、互联性和可扩展性、经济性”。
二．网络拓扑结构设计：1.网络设备：1.信息中心机房核心交换机华为S9300一台。
2.调度机房三层交换机华为S5720S-52P-SI-AC一台。
3.调度机房工业环网交换机三旺ICS5028G-4GS一台。
4.井下隔爆交换机内装三旺IEM7010两台。
2.网络拓扑图：1.环网拓扑图：2.整体网络结构图：三．设备配置详解：1.华为核心交换机9300配置：interface GigabitEthernet1/0/20port link-type trunkport trunk allow-pass vlan 2 111 to 112 10002.s5720s配置：interface GigabitEthernet0/0/7port link-type trunkport trunk allow-pass vlan 111 to 113interface GigabitEthernet0/0/49port link-type trunkport trunk allow-pass vlan 111 to 112 127 10003.5028配置：（1）划分vlan（2）.指定vlan端口：（3）.trunk配置：（4）.三层接口配置：（5）.配置静态路由：7010配置完后5028组环网，先全局配置再节点配置：4.7010配置：（1）.配置设备地址。
（2）.VLAN设置：（1）.VLAN类型：IEEE802.1Q VLAN。
以太环网解决方案
网络调试与优化
测试网络连通性
01
通过网络连通性测试，确保网络能够正常通信。
优化网络性能
02
根据网络性能测试结果，对网络进行优化，如调整设备参数、
修改配置文件等。
解决网络故障
03
针对出现的网络故障，进行故障排查和修复，确保网络的稳定
性和可靠性。
培训与知识转移
采用高性能以太网交换 机，构建环形的网络结 构，确保数据传输的稳 定性和可靠性。同时， 采用数据中心桥接技术 ，将不同的数据服务器 连接起来，实现更高效 的数据存储和处理。
建设完成后的数据中心 网络，提高了数据存储 和处理的效率，同时提 高了网络的稳定性和可 靠性。
CHAPTER 07
总结与展望
总结
CHAPTER 03
以太环网解决方案的核心组件
环网交换机
01
02
03
硬件和软件
以太网环网交换机通常由 高性能的硬件和专门的软 件组成，以确保高吞吐量 和低延迟。
端口配置
环网交换机通常具有多个 端口，可以连接网络中的 多个节点。
环网接口
环网交换机配备了多个环 网接口，用于连接环网光 纤。
环网光纤
标准化和开放性
以太环网解决方案在标准化和开放性方面取得了重要进展 ，支持多种协议和接口，实现了不同厂商设备的互联互通 。
高可靠性和灵活性
以太环网解决方案具有高可靠性和灵活性，能够满足不同 领域的需求，如工业控制、城市轨道交通、电力等。
高效传输和低成本
以太环网解决方案具有高效传输和低成本的优势，能够降 低网络建设和运营成本，提高网络性能和可靠性。
案例二：某大型企业网络升级项目
工业环网技术解决方案
工业环网技术解决方案背景随着工业化进程的不断推进，工业环网技术越来越受到关注。
工业环网技术是指在工业生产过程中，通过互连的传感器、仪器设备和控制系统构成的网络，实现数据的采集、处理和传输，从而提高生产效率和管理水平的一种技术。
解决方案下面是几种常用的工业环网技术解决方案：1. 以太网以太网以太网是一种常见的工业环网技术，具有高速传输、可靠性强、组网灵活等优点。
通过以太网，各种设备可以方便地连接到同一个网络中，实现数据的共享和交换。
2. 工业物联网工业物联网工业物联网是将工业设备和传感器与互联网相连接，实现设备之间的通信和数据交换。
通过工业物联网，可以对生产过程进行实时监测和控制，从而提高生产的效率和质量。
3. 无线传感器网络无线传感器网络无线传感器网络是通过无线通信技术将多个传感器节点组成的网络。
这种网络可以实现对工业环境中各种参数的实时监测和数据采集，包括温度、湿度、压力等。
无线传感器网络可以提供更灵活的部署方式和更低的成本。
4. 工业以太网工业以太网工业以太网是一种专门为工业环境设计的以太网技术，具有抗干扰能力强、实时性好的特点。
工业以太网可以满足工业生产过程中对数据传输的高要求，提供可靠和稳定的通信环境。
5. 云计算云计算云计算是通过将数据存储在云服务器上，并通过互联网进行处理和分析。
在工业环网中，云计算可以实现对大量数据的处理和分析，提供决策支持和预测分析等功能。
总结工业环网技术解决方案包括以太网、工业物联网、无线传感器网络、工业以太网和云计算等。
这些技术可以提高生产效率和管理水平，实现工业化进程的智能化和自动化。
在选择解决方案时，应根据实际需求和具体情况进行评估和选择。
工业以太网解决方案
工业以太网解决方案
《工业以太网解决方案》
随着工业自动化程度的不断提高，工业生产中对数据传输速度、稳定性和可靠性的要求也越来越高。
传统的以太网技术已经不能满足工业环境下的需求，因此工业以太网解决方案应运而生。
工业以太网解决方案是针对工业生产环境量身定制的网络传输方案，它不仅具有传统以太网的通用性和高速传输特性，还具备了抗干扰、实时性和可靠性等特点。
在工业生产现场，可能会存在大量的电磁干扰、温度变化、湿度等各种恶劣环境，因此必须使用专门设计的工业以太网解决方案来保证数据传输的稳定性和可靠性。
工业以太网解决方案通常包括了工业级交换机、光纤传输设备、工业级路由器、工业级无线设备等。
这些设备能够在恶劣的工业环境下正常工作，并且能够提供高速、高效、可靠的数据传输服务。
同时，工业以太网解决方案还可以支持工业物联网、工业云等新兴技术，为工业生产提供更多的智能化解决方案。
从目前的趋势来看，工业以太网解决方案将会成为未来工业生产网络的主流技术，它能够满足工业生产环境下对数据传输速度、稳定性和可靠性的高要求，为工业生产的智能化发展提供了坚实的网络基础。
工业以太环网设计方案
工业以太环网设计方案1.1概述掌石沟煤业是基本实现机械化生产，具有复杂生产系统的矿井，为提高矿井的生产效率，对矿井综采工作面、顺槽胶带、主运输系统、通风机房、井下变电所等环节实施统一操作、集中监控、统一调度。
各矿综合自动化系统，根据管控一体化思想，以三层网络为基础，结合自动化、信息、计算机、网络、通讯的新理论和技术，采用世界先进的自动化产品、网络产品和工业控制软件、数据库软件，将煤矿生产、管理的各个环节，统一在一个网络平台上，形成一个统一、完整的有机整体，使其在系统结构、网络通讯、自动化覆盖范围方面处于同类矿井的领先水平。
1.1.1设计综述掌石沟煤业综合自动化控制网络系统的建设应遵循数字化、高速化、智能化、标准化、安全可靠、易扩充升级的原则讲行设计；同时充分考虑公司综合自动化系统总体规划和综合自动化系统网络建设的现状。
对于掌石沟煤业工业综合自动化平台网络系统，在井上和井下设置的高速以太环网，主链路采用千兆光纤。
在核心层采用千兆工业以太网技术，通过千兆链路将各环网的交换设备连接到网络系统的核心层次，同时具备高冗余性能。
各环网结点主要是连接结点交换机附近的工业设备，以达到控制和信息采集的目的信息层：建设信息管理网，采用标准TCP/IP协议和以太网技术。
实现矿区各个管理部门的网络连接, 实现人、财、物以及工程项目管理的综合自动化，能对煤炭的生产状况进行实时监视，为管理决策提供依据。
控制层：建设综合自动化控制网，采用工业以太环网+现场工业总线来实现，实现将井上和井下区域控制器和设备监控站所采集的信息和控制信号传送给有关系统。
设备层：在设备控制层主要是煤矿各专业控制子系统。
1.2控制层网络设备的技术与产品选型本方案将采用基于以太网TCP/IP的工业以太网技术，传输介质采用层绞式矿用阻燃型光缆，网络结构采用基于光纤工业以太网的环形架构。
1.1.2技术选择现代煤矿的生产监控管理系统中往往使用到多家厂商提供的多种不同类型的设备，为了达到方便管理，保证系统运行稳定的目的，必须选择一个开放的通信平台，并将各种不同类型设备的通信统一到这一标准通信平台之上。
工业以太网交换机环网冗余的实现
Network World •网络天地Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 11【关键词】工业 以太网技术 冗余工业以太网它的成本低，效率高，方便安装且功耗较低吸引了越来越多的厂商。
控制系统和自动化系统通常使用的该技术来完成任务。
核电力的实际应用在许多领域，电力和运输是一个复杂的工业，控制环境变化使用户对以太网的可靠性的要求也越来越高。
为了保证整个通信系统的网络系统不受干扰通信系统的影响，或产生其他通信或通信系统瘫痪的问题，以太网冗余技术被广泛采用来提高容错率。
1 工业以太网技术以太网具有通信速率高、兼容性好、互联扩展性好、功耗低、安装方便等优点。
所谓的工业以太网是什么？其实就是在工业上广泛应用的一种技术，与其他以太网的技术都是类似的。
因此，工业以太网技术继承了以太网技术的优势，与传统的现场总线相比较具有很多优点。
主要的有点体现在下面几个方面：（1）以太网在计算机网络技术中的应用中最为广泛，它得到了广泛的技术支持。
以太网最典型的应用形式是以太网+TCP/IP+Web 。
常用的编程语言，如Java 、VisualC++和Visual Basic ，都支持以太网的应用开发，这些编程语言特别受欢迎，软件开发人员都喜欢应用这些编程语言，开发前景一片良好。
工业控制领域采用以太网通信，可以选择更多的开发工具，开发环境。
（2）由于商用以太网的广泛应用，主要的通信设备开发商和制造商致力于以太网交换机的开发和生产，这使得工业以太网交换机更便宜。
因为他应用的广泛，硬件价格很低，现在以太网网卡它的价格在现场总线价格的十分之一左右，而且随着集成电路技术的快速发展，其价格还会更低。
（3）目前，该技术比较成熟，广泛使用的以太网通信速率为10M 、100M 和1000M 。
这比任何当前的现场总线都快。
因此，以太网能够满足工业控制对带宽不断增长的要求。
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《煤矿通信、自动化产品型号编制方法和管理办法》MT/T286-1992
《煤矿监控系统主要性能测试方法》MT/T899-1999
《计算机场地技术要求》GBJ45-82
《计算机场地技术条件》GB2887-89
《以太网通讯标准》IEEE802.3
考虑到两个环网相互独立，互相备份，要求两个环网在设计及设备选购上完全一致。
通风瓦斯监测专用环网和井下公共环网采用1000M工业以太环网技术构成煤矿井下网络平台，实现在矿调度中心通过集中远程实时在线监测矿井的安全信息、工况信息、图像信息、控制矿井井下、地面主要生产系统和辅助生产机电设备。系统分为三层，即信息管理层、控制层和设备层。
安全性
网络的各个环节要尽可能多的提供安全保密措施，来保证网络的性能。安全措施应包括：防病毒，防黑客、防止非法或越权访问、传输加密、安全策略控制等。
易操作性
先进且易于使用图形人机界面功能，提供信息共享与交流、信息资源查询与检索等有效工具。
实时性
设备和终端必须反应快速，充分配合实时性的要求
完整性
提供与各种外界系统的通信功能，确保信息的完整性并充分利用在整体系统的运作上。
1、具有·故障点报警功能，主要设备能相互备份
2、当其中某一段工作中的光纤线路被破坏或相应的网络设备发生故障时，整个网络会自愈，并在50ms内恢复正常的通讯，构成三级冗余。
3、各监测系统人数据实现综合集成，各系统实时数据统一数据库存储。
2.3系统设计依据
国际标准
《国际标准化组织标准（ISO）》
《国际电气电子工程师协会标准（IEEE）》
《建筑设计防火规范》GBJ16-37
《电气设备用图形符号》GB/T5465-1996
《电气装置安装工程施工及验收规范》GBF232-92
《视听、视频和电视系统中设备互连的优选配接值》GB/T15859-1995
2.4网络结构
为了推进“两化融合”，确保数据的安全稳定上传，碾沟煤业需要在煤矿井下建立工业以太网。考虑到通风外事坚持到的特殊性。要求采用独立的一个环网进行数据传输，命名为“通风瓦斯监测专用环网”简称瓦斯环网。除瓦斯监控外的所有系统共用一个环网，命名为“井下公共环网”。
设备层网络结构
生产过程监测监控层是由各个专业的生产过程监测、监控子系统构成，完成煤炭生产各个环节的过程监测及自动化控制。这些子系统采用的技术和结构形式可以多种多样，例如，可以是基于PC的分布式系统，PLC系统，也可以是智能化的机电一体化的设备，通过总线方式接入工业以太网信息监控层网络节点联网。该层主要功能是实现对井下各安全参数的监测和对采区工作面主要设备的控制与监测。
《国际电工委员会标准（IEC）》
《以太网通讯标准》
国家标准
《煤矿安全规程》（2010）
《煤矿安全监控系统总体设计规范》
《煤矿监控系统中心站软件开发规范》
《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029-2007）
《爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求》GB3836.1-2000
《爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”》GB3836.2-2000
《煤矿安全监控系统通用技术要求》（MT/T1008-2006）
《煤矿瓦斯抽放规范》AQ1027-2006
《矿井抽放瓦斯工程设计规范》MT5018-96
《矿用一般型电气设备》GB/T12173-2008
《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93
《矿山电力设计规范》GB50070-2009
《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》MT209-90
《爆炸性气体环境用电气设备第3部分：增安型“e”》GB3836.3-2000
《爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全型“i”》GB3836.4-2000
《微型计算机通用规范》GB/T9813-2000
《电子计算机场地通用规范》GB/T2887-2000
《煤矿安全监控系统通用技术要求》AQ6201-2006
二、系统实施细则
作为减少数字化矿井，必须站在煤矿企业的高度去整体规划和设计，其最终的效益要体现在煤矿企业整体效益上，而非在某个生产局部环节，因此作为数字化矿井构架必须充分考虑影响企业最终效益的方方面面，必须涵盖煤矿企业经营管理、安全监控、生产控制、设备监控等各个层面。
2.1系统设计பைடு நூலகம்则
考虑到阳泉煤业集团和顺新大地煤矿综合自动化系统工程的实际需要和将来的发展趋势，各系统的实际需求及具体的使用特性，同时兼顾技术新旧更替不断加快的特点，项目是设计原则为：“先进性、成熟性、使用性、安全性、实时性、易操作性、完整性、可查性、互联性和可扩展性、经济性”。为了使所设计的方案尽可能满足矿方实际的需求，使系统正常、高效地运转，整体方案设计遵循以下设计原则：
经济性
在一定的资金资源下，尽量有效地利用，以适当的投入，建立一个尽可能高水平的、完善的网络系统。所有设备的选型配置和采购订货，坚持性能能和价格比最优的原则，同时兼顾供货商的自信度和维修服务能力
2.2项目目标
系统建成后，能够满足业主的需求，把各子系统有机整合在一起，能使煤矿井上下各生产环节的生产工况信息在现有条件下进行有效集成，能够将各子系统的数据进行深入挖掘，进而实现相关联业务数据的综合分析以及生产状态的实施评估，达到“管控一体化”和统一调度指挥决策的目标。建立两个独立的以太网系统，井下公共环网和通风瓦斯检测专用环网，做到
2.5网络安全设计
网络的安全是安全生产网络方案的一个重要的设计内容、网络安全主要实现在网络的在TCP/IP及以下层次上，所以，设计控制只有获得授权的用户与系统中允许他访问的节点，在指定的TCP或UDP端口上进行通信。
随着网络、通信技术的发展，网络丰富的信息资源给用户带来了方便，同时也给网络带来了安全问题的隐患。计算机网络不仅要保护计算机网络设备安全和计算机网络系统安全，还要保护数据安全。
可查询性
提供易于使用的数据库功能，让使用者能随时查询信息机制作所需的报表。
互联性和可扩展性
把各子系统有机结合起来，满足信息层结构中各层之间信息沟通，增加各子系统之间的互联性和可扩展性，充分考虑将来需求的成长空间，所提供的系统平台与技术将充分配合未来功能及扩充项目需求，以避免将来重复的投资。标准化。结构化、模块化的设计思想贯彻始终，奠定了系统开放性，可扩展性，可维护性，可靠性和经济性的基础。
煤矿安全生产系统网络平台中，调度数据中心各个数据服务器系统是关键系统，需要不间断为各生产环节及调度中心提供服务。即使发生段在的业务中断，也会导致难以估量的经济和名誉损失。在网络系统中，经常可能会导致业务系统中断的主要原因有以下几类：
以太网视一种计算机局域网组网技术。IEEE制定的IEEE802.3标准给出了以太网的技术标准。它规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问协议的内容。以太网视当前应用最普遍的局域网技术。它很大程度上取代了其他局域网标准，如令牌环网、FDDI和ARCNET.
以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑，但目前的快速以太网为了最大程度的减少冲突，最大程度的提高网络速度和使用效率，使用交换机来进行网络连接和组织，这样，一台瓦那个的拓扑结构就成了星型，但在逻辑上，以太网仍然使用总线型拓扑和CSMA/CD(即带冲突检测的载波监听多路访问)的总线争用技术。
矿井综合自动化系统网络采用三层物理网络结构，即信息管理层、控制层和设备层。
系统示意图：
信息管理层网络系统
配备核心工业以太网交换机，形成若干核心交换系统，与井下工业以太环网和地面以太环网形成一个完整的网络传输平台，采用Ethernet,通过TCP/IP协议，将各个子系统接入煤矿信息系统。
综合自动化层网络系统
可靠性
高效稳定的系统，能提供全年365天，一天24小时的不停顿运作，对于安装的服务器、终端设备、网络设备、控制设备与布线系统，必须能适应严格的工作环境，特别考虑要适应煤矿井下高温、高湿、高瓦斯的客观环境，以确保系统稳定，实时监控的不可间断性决定了在网络设计中（尤其是网络主干）必须考虑提高网络运行的可靠性，保证系统在一个节点出现意外时，整个系统仍能运行。因此，在硬件选型、线路、支撑环境及结构上都必须高质量，并保证核心网络设备具备冗余。同时，采用先进的防火墙+网闸技术保证系统的安全。
在井下设置两个独立的高速以太环网，主干链路采用千兆环网光纤。在核心层采用千兆工业以太网技术，通过千兆链路将各环网的交换设备连接到网络系统的核心层次，同时具有高冗余性能。由核心交换到控制层工业网采用1000M主干连接，实现控制层网络与信息层网络的有效隔离，控制层采用两个环形工业以太网结构，井下两个1000M环形以太网，一个井下公共以太网，一个专用瓦斯监测的以太网，组成两个相对独立的环形以太网在控制汇聚交换机处实现互联互通、信息共享。
碾沟煤矿工业以太环网技术方案
工业以太网系统技术方案
一、前言
近年来，随着世界科技的发展与全球化，我国提出了两花融合的战略目标，两华融合是信息化和工业化的高层的深度结合，是指以信息化带动工业化、一工业化促进信息化，走新型工业化道路；两化融合的核心就是信息化支撑，追求可持续发展模式，两化融合在煤炭产业就是煤矿生产过程监控，全矿井安全生产安全环境监测，生产过程信息综合利用等方面的自动化、智能化和网络化。通过建立以工业以太网维基础平台，实现各自动化控制系统的集中监控，形成完整的管制一体化综合应用系统。
矿井工业以太环网系统，根据管控一体化思想，以三层网络为基础，结合自动化，信息、计算机、网络、通讯的新理论和技术，采用世界先进的自动化产品、网络产品和共一页控制软件、数据库软件，将煤矿、管理的各个环节，统一在一个网络平台上，形成一个统一、完整的有机整体，使其在生产规模、系统结构、网络通讯、自动化覆盖方面处于世界先进水平、
先进性、成熟性
使用先进、成熟、实用和具有良好发展前景的技术，使得各个子系统具有较长的生命周期，不盲目追求高档次，既满足当前的需求，又适应未来的发展。