本安型环网交换机使用范围
防爆型KJJ18矿用本安型环网交换机使用范围
• KJJ18本安型环网交换机为矿用本质安全型产品，防爆标志为：ExibⅠ，可 应用于煤矿有瓦斯和粉尘的危险场所中。 • 1、KJJ18矿用本安型环网交换机的关联设备：KDW660/18B型矿用隔爆兼 本安型直流稳压电源防爆型式：隔爆兼本质安全型；防爆合格证号： 320110604； • 2、KJJ18矿用本安型环网交换机配接设备：KJ91N(A)-F型矿用本安型安全 监控分站 • 防爆型式：矿用本质安全型； • 防爆合格证号：320110527；
• 7、具有两路光通信接口，可实现环网。
防爆型KJJ18矿用本安型环网交换机技术参数
• • • • • • • 1、交换机工作电压：18±0.5V/12±0.5V。 2、以太网光信号接口接口数量：4个； 传输方式：全双工TCP/IP传输协议，波长为1310nm的单模光纤； 传输速率：10/100自适应； 光发射功率：≤-5dBm； 光接收灵敏度：≤-20dBm； 到KJ91N(A)-J数据传输接口之间最大传输距离：20km｛使用MGTSV-(2、4、6、8、 10、12)A型光缆｝。 3、以太网电信号接口性能（本安接口）接口数量：6个；传输速率：10/100Mbps自 适应； 信号工作电压峰峰值：1V~5V； 到分站设备之间最大传输距离：5m（MHYVR电缆，电缆分布参数：分布电容： ≤0.06μF/km；分布电感：≤0.8mH/km； 直流电阻：≤12.8Ω/km）。
• KJJ18本安型环网交换机是KJ91N(A)型煤矿安全监控系统的主要设备。随着 Internet遍及世界的每个角落，世界已经进入了一个崭新的现代通信技术的 时代；该交换机是我公司专门开发的应用于煤矿工业控制的以太网设备。该 交换机符合IEEE802.3标准，由于煤矿井下工作环境恶劣，该交换机采用冗 余网络、解环自愈、断线快速恢复等先进技术，极大的满足煤矿井下复杂恶 劣的工作环境。Zmjt055
防爆型KJJ18矿用本安型环网交换机产品特点
• 1、采用工业级元器件和专门设计，确保产品的高可靠性；
• 2、可在极端的温度范围内稳定工作，能适应工业现场恶劣的工作环境；
• 3、提供双电源用于保护，当一路电源出现故障设备还能正常工作； • 4、组网灵活，可组成光纤自愈环网、超级以太网自愈环网或光电组合环网； • 5、支持电口自动协商功能，无须配置，可自动与对端电口设置保持一致； • 6、兼容RS485通讯方式、TCP/IP方式；
2018
KJJ18本安型环网交换机
山东中煤集团
CONTENT
01/ 03/
防爆型KJJ18矿用本安型 环网交换机产品概述
02/ 04/
防爆型KJJ18矿用本安型 环网交换机使用范围Байду номын сангаас
防爆型KJJ18矿用本安型 环网交换机产品特点
防爆型KJJ18矿用本安型 环网交换机技术参数
05/
出口国家
防爆型KJJ18矿用本安型环网交换机产品概述
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出口国家
• 该产品已出口美国、法国、加拿大、印尼、俄罗斯、越南、澳大利亚、韩国、 伊朗等多个国家。
非常感谢您的聆听
Zmjt055
• 4、RS485信号接口（本安接口）接口数量：6个； • 传输方式：半双工RS485信号，双极性； • 传输速率：2400bps； • 信号工作电压峰峰值：≤12V； • 到分站设备之间最大传输距离：10km（MHYVR电 缆，电缆分布参数：分布电容：≤0.06μF/km；分 布电感：≤0.8mH/km；直流电阻：≤12.8Ω/km）。 • 5、 本安参数： Ui：DC18.3V；Ii：840mA；Ci： 1.1µF；Li：0µH。
KJJ12 矿用本安型网络交换机 使用说明书
KJJ12矿用本安型网络交换机使用说明书（版本号:1.0）执行标准：GB/T 3836.1-2021GB/T 3836.4-2021MT209-1990（抗干扰性能和可靠性除外）MT210-1990Q/320412 XZMA036-2022常州新泽监控设备有限公司发布日期2022年06月15日©常州新泽监控设备有限公司版权所有。
未经许可不得翻印、修改或引用。
为了保证安全并获得最佳效能，在安装、使用产品前，请详细阅读本使用说明书并妥善保管，以备今后参考。
敬 告敬告：在您安装和使用本产品前，请仔细阅读本使用说明书！警 告警告：一、维修时不得改变本安电路和与本安电路有关的元、器件的电气参数、规格和型号！二、本安关联产品不得随意与其它未经检验的设备连接！ 三、请按本说明书正确安装电缆，否则有可能产生故障。
四、请避免金属碎屑或其他物质进入设备内部。
五、产品的维修，应由产品的制造商进行维修，如使用单位自行进行维修时，检验在征得产品制造商同意后，方可进行维修。
维修方承担产品维修后的责任。
设备维修，应由掌握、熟悉电气相关知识的专业人员进行检查和维修。
六、 维修后的设备，经检验合格后，方可投入使用。
警 告警告： 未按本说明书使用而造成的一切后果自负，在爆炸性气体环境中严禁打开！目录1、概述 (1)2、结构特征与工作原理 (1)3、技术特性 (2)3.1电气性能 (2)3.2传输距离 (2)3.3端口参数 (3)3.4转发速率 (3)3.5吞吐量 (3)3.6网络重构自愈时间 (4)3.7主要功能 (4)3.8防护等级 (4)3.9防爆型式 (4)4、尺寸、重量 (4)5、安装及调试 (5)6、故障分析与排除 (5)7、使用注意事项 (6)8、包装、运输、贮存 (6)9、开箱及检查 (6)10、售后服务 (6)I1、概述1.1用途及适用范围KJJ12矿用本安型网络交换机采用本质安全设计，适用于有瓦斯和煤尘爆炸危险的矿井下。
4 口千兆环网工业交换机 用户手册说明书
4口千兆环网工业交换机用户手册版本：V2.01发布日期：10/2021大连德嘉工控设备有限公司目录1.产品概述 (3)2.产品特性 (3)3.产品外观 (4)4.安装指南 (5)5.网络拓扑结构 (5)近些年来，随着网络技术的飞速发展，以太网进入了工业自动化领域，形成了新型的工业以太网控制网络技术。
这是由于工业自动化系统向分布化、智能化控制方面发展，开放的、透明的通讯协议以及使用的简洁性已得到工控业界的广泛认可，致使越来越多的工控设备支持工业以太网通信。
以太网技术引入工业控制领域，其技术优势非常明显：（1）Ethernet是全开放网络，遵照网络协议不同厂商的设备可以很容易实现互联。
（2）以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接。
（3）软硬件成本低廉，以太网技术现已非常成熟，支持以太网的软硬件受到厂商的高度重视和广泛支持，有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择。
（4）通信速率高，当前以太网的通信速率为10M、100M、1000M开始广泛应用4口千兆环网交换机具有4个1000M/100M/10M自适应以太网交换机接口，使用灵活方便，可组成总线型和星型以及冗余环网等各种较复杂的网络拓扑结构。
采用工业级标准设计，-10～+70℃宽温型工业级工作温度。
可广泛的用于PLC、HMI、DCS、工控机等各种基于工业以太网的工控设备，支持多种工业以太网协议，如PROFINET（IRT除外）、MODBUS TCP/IP、TCP/IP等。
整体设计采用“凹陷”网口设计，外观上和普通交换机大有差别，将网线水晶头能够有力的支撑保护住。
这样使用类似西门子网线金属头时，可将其前半部分掩盖住，不至于全都裸露在外面，可以能够有效地“拖住”网线，使网线水晶头也不会容易脱落，而且看起来还非常美观。
2产品特性●电源电压：标准工业24V直流电压供电。
●符合IEEE802.3x、10/100/1000Base-T、IEEE1000Base-X/IEEE100Base-FX工业以太网标准。
煤矿井下安全避险六大系统--通信联络系统
教学矿井案例
图3-3-27 对讲器、矿用有（无）线通信音箱
教学矿井案例
2
8
1
7 9
3 无线通信音箱
图3-3-28 井下通信音箱分布图
3、应急通信保障系统
教学矿井案例
系统是井下三条皮带（主井皮带、盘区皮带和顺槽皮
带）沿线安装的扩音电话通过三台语音网关级联的方式进
入环网交换机将数据、信号传输到地面信息调度指挥中心。
教学矿井案例
系统由前端及信号源部分（系统播控软件、IP网络对 讲系统）、信号传输与分配部分（光缆）以及终端接收设 备（矿用本安通信音箱、矿用本安无线通信音箱）三部分 组成，见图3-3-27。
系统具有多路广播、自动播放及局域网和Internet网 络控制功能。教学矿井地面安装有1个IP网络对讲系统， 井下安装有9个通信音箱（含对讲器，见图9-3-5），其 中有6个有线通信音箱和3个无线通信音箱，覆盖了整个 教学矿井井下区域，通信音箱井下分布图见图3-3-28。
2、调度室值班人员及领导通过通信系统通知井下作业人 员撤人、逃生路线等。 3、日常生产调度通信联络等。 4、矿井救灾通信系统主要用于灾后救援。
二、 教学矿井案例
教学矿井案例
教学矿井通信联络系统有：矿用调度通信系统、矿用 语音广播系统（包括：无线通信音箱、有线通信音箱）和 应急通话保障系统。
主要设备
煤矿井下安全避险六大系统 系统通信联络
一、系统简介 二、教学矿井案例 三、系统小结
一、 系统简介
系统简介
通信联络系统又称矿井通讯系统，是煤矿安全生产调 度、安全避险和应急救援的重要工具。 通信联络系统 主要功能有： 1、煤矿井下作业人员可通过通信系统汇报安全生产隐患、 事故情况、人员情况等，并请求救援等。
井下六大系统及其作用
煤矿六大系统组成煤矿六大系统包括：监测监控系统、井下人员定位系统、井下紧急避险系统、矿井压风自救系统、矿井供水施救系统和矿井通信联络系统。
监测监控系统概述和图片监测监控系统包括：环网交换机后备电源KJ19-L通讯线路避雷器监控分站防爆摄像仪矿用隔爆兼本质安全型多路电源声光报警器本系统是针对矿山地面、矿山井下有毒有害气体、环境参数、通风设施及机电设备运行状况，进行监测监控的综合性监测监控系统，包括通风系统监测、视频监控和地压监测。
是金属、非金属矿山安全避险“六大系统”建设项目之一。
本系统可大可小，组合灵活，适用于我国大、中、小型矿井，是符合我国金属、非金属矿山安全生产实际需要的监测监控系统。
系统具有防雷击保护装置，能有效将沿线进入设备的感应雷击电压箝位在安全电压范围内，可承受架空线、地缆、横向、纵向、正极性、负极性等雷击及过压冲击，以保护地面计算机等外围设备，以及地面、井下各分站等免遭雷击损坏。
人员定位系统概述和图片人员定位系统包括：环网平台系统读卡分站人员定位分站识别卡电源箱人员定位系统由主机、传输接口、分站（读卡器）、识别卡、传输线缆等设备及管理软件组成的系统，具有对携卡人员出/入井时刻、重点区域出/入时刻、工作时间、井下和重点区域人员数量、井下人员活动路线等信息进行监测、显示、打印、储存、查询、报警、管理等功能。
该系统是集计算机技术、无线传感网络技术、现场总线技术等多学科技术综合应用为一体的高科技产品。
该系统采用基于ZigBee的无线传感器网络技术实现井下人员的精确定位。
ZigBee技术是一种新兴的无线网络技术，它具有近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本等优点，是一种介于无线标记技术和蓝牙技术之间的技术提案，它依据802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。
这些传感器以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以采用ZigBee技术开发的井下人员定位系统具有安装方便、组网灵活、通讯效率高等特点。
1-1-KJ95X煤矿安全监控系统--相关设备配置内容查询表
√
√
18
KGQ8矿用硫化 氢传感器
KGQ8
√（**分站）
√
√
19
KGT15机电设备 开停传感器
开停传感器 钩数传感器
√（**分站） √（**分站）
√ √
√ ×
20
GCG1000粉尘传 感器
GCG1000
√（**分站）
√
√
21
GWSD50/100矿 用温湿度传感
GWSD50/100
√（**分站）
√
√
22
√
×
馈电
√（**分站）
√
×
27
GQQ5(A)烟雾传 感器
GQQ5(A)
√（**分站）
√
√
备注： 1.√：表示该设备接入监控系统后，上位机软件进行参数配置的必填内容； 2.×：表示该设备接入监控系统后，上位机软件进行参数配置的不填内容； 种门限需根据不同煤矿及当地政策进行设置。
设备接入系统后上位机软件参数配置
GJG100J
√（**分站）
√
√
8
KGA5矿用一氧 化碳传感器
KGA5
√（**分站）
√
√
9
GFY15矿用风速 传感器
GFY15
√（**分站）
√
√
GFY15（A）矿
10 用双向风速传
GFY15(A)
√（**分站）
√
√
感器
11
GFT20矿用风筒 风量传感器
GFT20
√（**分站）
√
√
12
GFT16矿用风筒 风量开关传感
序号 设备名称
一、地面机房部分设备
设备型号
矿用网络交换机企业标准
矿用网络交换机企业标准各位读友大家好，此文档由网络收集而来，欢迎您下载，谢谢Q/ZRA淄博瑞安特自动化设备有限公司企业标准Q/ZRA-15-xxKJJ128矿用本安型网络交换机xx-01-08发布xx-01-08实施淄博瑞安特自动化设备有限公司发布Q/ZRA-15-xx目录前言__________________________________ __________________________________ _______ 0 1 范围__________________________________ ___________________________________________ 1 2 规范性引用文件__________________________________ _________________________________ 1 3 结构、型式型号、关联设备及电缆__________________________________ _________________ 1 4 技术要求__________________________________ __________________________________ _____ 2 5 试验方法__________________________________ __________________________________ _____ 4 6 检验规则__________________________________ __________________________________ __ 6 7 标志使用说明书包装运输贮存__________________________________ _________________ 7 8 附录9前言本标准包含了KJJ128矿用本安型网络交换机的应用范围、引用标准、要求、试验方法、检验规则及其标志、包装、运输和贮存。
2022年安全仪器监测工试卷和答案(15)
2022年安全仪器监测工试卷和答案（15）共3种题型，共90题一、单选题(共35题)1.302.KJ101N是( )研发制造的。
A：A重庆煤炭科学研究分院B：B.常州天地自动化C：C.重庆梅安森科技发展有限责任公司D：D.镇江中煤电子有限公司【答案】：D2.185.甲烷报警矿灯连续工作时间应不小于()。
A：A.5hB：B.8hC：C.11hD：D.12h【答案】：C3.91.采掘工作面及其他作业地点风流中，瓦斯浓度达到( )时，必须停止用电钻打眼。
A：A.0.5%B：B.0.75%C：C.1.0%D：D.1.5%【答案】：C4.160.主要通风机、局部通风机必须设置设备( )传感器。
A：A.断电仪B：B.开停C：C.风筒D：D.温度【答案】：B5.271.《煤矿安全规程》规定煤矿安全监测监控系统的中心站的主机至少为( )。
A：A.1台B：B.2台C：C.3台D：D.4台【答案】：B6.35.承担职业病诊断的医疗卫生机构在进行职业病诊断时，应当组织()名以上取得职业病诊断资格的执业医师集体诊断。
A：A.1B：B.2C：C.3D：D.4【答案】：C7.105.煤矿企业必须按国家规定对呼吸性粉尘进行监测，采掘工作面每( )月测定1次。
A：A.2个B：B.3个C：C.6个【答案】：B8.60.掘进工作面的局部通风机因故停止运转后，在恢复通风前，必须首先检查()。
A：A.瓦斯浓度B：B.通风设备状态C：C.电源状态D：D.二氧化碳浓度【答案】：A9.400.对发现事故预兆和险情，不采取防止事故的措施，又不及时报告，应追究（）)的责任。
A：A.当事人或事故肇事者B：B.领导C：C.段长【答案】：A10.528.当元件敏感元件降到初始值（）时，视为使用寿命终结。
A：A. 0. 4B：B. 0. 6C：C. 0. 3D：D. 0. 5【答案】：D11.136．煤与瓦斯突出矿井采煤工作面进风巷，甲烷传感器报警浓度、断电浓度、复电浓度分别是（）。
KJJ127矿用隔爆兼本安型千兆环网交换机说明书
KJJ127 矿用隔爆兼本安型 千兆环网交换机
执行标准：GB3836-2010 MT/T 1081-2008《矿用网络交换机》（抗干扰性能和可靠性除外） Q/XZ-JHJ-001-2013
使用说明书
版本号:1.0
常州新泽监控设备有限公司 发布日期 2013 年 4 月 1 日
5
KJJ127 矿用隔爆兼本安型千兆环网交换机说明书 是否正常。
6.2 交换机(电模块)相应电口指示灯不亮，检查对应端口有无接入网线，交换机是否上电，远端有无 设备相连，网线是否错误。
6.3 交换机(光模块)相应光口在接入光纤情况下指示灯不亮，检查对应端口有无接入光纤，模块光 口 TX、RX 极性有无对调，远端有无设备相连，信号线有无错误。
表2 转发速率
3.4 设备吞吐量：≥6840Mbps
3.5 最大网络重构自愈时间：≤300ms
3.6 主要功能： ① 交换机符合 IEEE802.3 协议，具有以太网千兆光端口、以太网百兆光端口及以太网百兆电口， 支持全双工/半双工； ② 交换机具有 RS485 数据接口； ③ 交换机支持环型冗余网络结构；
3
KJJ127 矿用隔爆兼本安型千兆环网交换机说明书
⑥ 接收灵敏度：-24dBm 3.2.2 百兆光信号接口性能
① 接口数量：2 路 ② 传输方式：全双工 TCP/IP 光信号传输，波长为 1310nm 的单模光纤； ③ 接口类型：SC ④ 传输速率：100Mbps ⑤ 发送光功率：-10dBm～0dBm ⑥ 接收灵敏度：-30dBm 3.2.3 以太网电信号接口性能(本安) ① 接口数量：4 路 ② 传输方式：全双工 TCP/IP 电信号传输 ③ 传输速率：10/100 Mbps 自适应 ④ 信号工作电压峰峰值：1V～5V 3.2.4 RS485 接口性能(本安) ① 接口数量：1 路 ② 传输方式：半双工、RS485 ③ 传输速率：4800bps ④ 信号工作电压峰峰值：2V～12V 3.3 转发速率： 见表 2 要求。
CQCC6200地面环网交换机说明书
产品使用说明书CQCC6200地面环网交换机(100M)本说明书详细地介绍了CQCC6200地面环网交换机的使用方法及注意事项，使用者在使用前请务必仔细阅读。
前言 (I)1 概述 (1)2 结构特征与工作原理 (1)3 电气性能 (3)4 尺寸、重量 (4)5 使用、操作 (4)6 保养、维护 (5)7 运输、贮存 (5)8 警示语 (5)9 开箱及检查 (5)10 常见故障分析 (6)警示语：a)本产品仅适用于地面安全场所使用!b)本产品与矿用本质安全型设备配接使用时，仅限于通过光口连接！c)严禁带电开盖作业！CQCC6200地面环网交换机1 概述1.1 产品特点CQCC6200地面环网交换机在产品设计制造上充分考虑到满足煤矿工业网络应用的需求。
1.2 主要用途及适用范围1.2.1 主要用途1.2.1.1 为井下网络设备提供网络交换光口通讯；1.2.1.2 提供2个光口，1个分支光口，6个RJ45电口，4路以太网转485总线信号口。
1.2.2 适用范围：仅适用于地面安全场所使用。
1.3 品种、规格a) 品种：地面环网交换机。
b) 规格：CQCC6200。
1.4 配接设备1.4.1 KJJ103矿用网络交换机(光口通讯)；1.4.2 KJJ103A矿用网络交换机(光口通讯)；1.4.3 KJJ137矿用隔爆兼本质安全型交换机(光口通讯)。
1.5 交换机工作环境a) 工作温度: 0 ℃～40 ℃；b) 相对湿度: ≤95 %；c) 大气压力: 80 kPa～106 kPa；d) 机械环境: 无显著震动和冲击的场合；1.6 最恶劣的运输贮存条件a) 高温: 60 ℃；b) 低温：-40 ℃；c) 相对湿度: ≤95 %；d) 振动: 50 m/s2；e) 冲击：500 m/s2。
2 结构特征与工作原理2.1 网络交换机结构特征2.1.1 交换机接口2.1.2 交换机显示面板2.1.3 2M通讯板第4路第3路 5V 第2路 A B A B 第1路2.2 工作原理CQQCC6200地面环网交换机通过光信号连接井下工业以太网本安终端设备。
工业以太环网设计方案
工业以太环网设计方案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、易扩充升级的原则进行设计,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;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;1.2.1 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;为保证良好的兼容性和可扩充性,建议使用以太网TCP/IP技术作为整个系统的通信标准;如有其他类型的通信格式,如RS232,RS485或其他专用通信接口等等,均可通过协议网关转换为以太网信息包,在IP网络上进行传送;以太网TCP/IP技术具有以下的优势：随着企业的发展、各种新技术的应用,可以预见,对网络的带宽要求也会越来越高,比如基于网络的视频监控传输应用和井下设备信息数据采集等都需要进行大量数据的传输;以太网技术具有相当高的数据传输速率目前已有成功案例应用于井下工业环境下的以太网交换机,能提供足够的带宽；能在同一总线上运行不同的传输协议,从而能建立企业的公共网络平台或基础构架；支持交互式和开放的数据存取技术；沿用多年,已为众多的技术人员所熟悉,市场上能提供广泛的设置、维护和诊断工具,成为事实上的统一标准；允许使用不同的物理介质和构成不同的拓扑结构;以太网早期存在不确定性和实时性能欠佳的问题,已通过智能交换机的使用、主动切换功能的实现、优先权的引入等,基本上得到了解决;通过提高数据传输速率,仔细地选择网络的拓扑结构、设置服务质量QOS等,从而保证数据传输的准确性和实时性;因此,本方案选择工业以太环网组网技术作为综合自动化控制网的技术选型;冗余工业以太网网络设计1.3.1 综述随着网络化、综合自动化概念向自动化领域的不断渗透,自动化控制理念和技术也在不断发展;在上世纪末新型的现场总线控制系统突破了DCS系统中通信由专用网络的封闭系统实现所造成的缺陷,试图将基于封闭、专用的解决方案变成了基于公开化、标准化的解决方案;此后,上位机、PLC和现场总线构成的集散监控系统逐步成为自动化的主流;但由于不同行业不同应用派生出的不同的总线系统,加之经济利益的冲突,各种不同的现场总线标准之间的互不兼容严重束缚了不同厂商设备之间的互连,使得现场总线成为受厂商限制的专用网络;随着以太网技术的不断发展,它不仅在办公自动化领域而且在工业自动化场合得到了广泛应用,许多控制器、PLC、智能仪表、DCS系统已经带有以太网接口,这些都标志着工业以太网已经成为真正开放互连的工业网络的发展方向;采用的基于工业以太网的集成式全分布控制系统,具有高度的分散性、实时性、可靠性、开放性和互操作性的特点,因此,本方案采用工业以太网技术进行综合自动化控制网的设计;1.3.2 工业以太网的特点及安全要求虽然脱胎于Intranet、Internet等类型的信息网络,但是工业以太网是面向生产过程,对实时性、可靠性、安全性和数据完整性有很高的要求;1工业以太网是一个网络控制系统,实时性要求高,网络传输要有确定性;2整个企业网络按功能可分为处于管理层的通用以太网和处于监控层的工业以太网以及现场设备层如现场总线;管理层通用以太网可以与控制层的工业以太网交换数据,上下网段采用相同协议自由通信;3工业以太网中周期与非周期信息同时存在,各自有不同的要求;周期信息的传输通常具有顺序性要求,而非周期信息有优先级要求,如报警信息是需要立即响应的;4工业以太网要为紧要任务提供最低限度的性能保证服务,同时也要为非紧要任务提供尽力服务,所以工业以太网同时具有实时协议也具有非实时协议;1.3.3 工业以太网的应用安全问题分析1在传统工业工业以太网中上下网段使用不同的协议无法互操作,所以使用一层防火墙防止来自外部的非法访问,但工业以太网将控制层和管理层连接起来,上下网段使用相同的协议,具有互操作性,所以使用两级防火墙,第二级的防火墙用于屏蔽内部网络的非法访问和分配不同权限合法用户的不同授权;另外还可用根据日志记录调整过滤和登录策略;要采取严格的权限管理措施,可以根据部门分配权限,也可以根据操作分配权限;由于工厂应用专业性很强,进行权限管理能有效避免非授权操作;同时要对关键性工作站的操作系统的访问加以限制,采用内置的设备管理系统必须拥有记录审查功能,数据库自动记录设备参数修改事件：谁修改,修改的理由,修改之前和之后的参数,从而可以有据可查;2在工业以太网的应用中可以采用加密的方式来防止关键信息窃取; 目前主要存在两种密码体制：对称密码体制和非对称密码体制;对称密码体制中加密解密双方使用相同的密钥且密钥保密,由于在通信之前必须完成密钥的分发,该体制中这一环节是不安全的;所以采用非对称密码体制,由于工业以太网发送的多为周期性的短信息,所以采用这种加密方式还是比较迅速的;对于工业以太网来说是可行的;还要对外部节点的接入加以防范;3工业以太网的实时性目前主要是由以下几点保证：限制工业以太网的通信负荷,采用1000M的快速以太网技术提高带宽,采用交换式以太网技术和全双工通信方式屏蔽固有的CSMA/CD机制;随着网络的开放互连和自动化系统大量IT技术的引入,加上TCP/IP协议本身的开放性和层出不穷的网络病毒和攻击手段,网络安全可以成为影响工业以太网实时性的一个突出问题;1.3.4 综合自动化网络冗余方式选型MOXA交换机的超级环网仅仅在切换中已传递的数据延迟20ms而已,没有数据丢失的问题;选择单环单节点冗余网络是基于对现场各个控制系统的了解及比较决定的;因为要做到比单环单节点冗余网络更加可靠的环网,就要选择双环网结构,所以各矿选择既经济又可靠的单环单节点冗余结构;本次规划采用单环单节点组网方式,兼顾了可靠性与经济性;光纤环网冗余结构通过建立一个环状的光纤以太网结构来实现网络冗余,减少网络单点故障,增强整个通信网络在突发情况下的生存能力;1.3.5 网络产品的选型1.信息管理网络产品选择考虑到信息管理网络对网络设备的性能、功能要求较高,建议采用目前市场主流的网御星云公司的网络设备;2.综合自动化控制网络产品选择由于工业环境如煤矿等行业的特殊性,普通交换机在抗干扰性能、电磁兼容性、可靠性、可用性、MTBF等方面不能完全适应工业环境的要求,且不能形成高速冗余环的连接方式,使用寿命也会大大降低;因而必须采用工业级的以太网交换机,本方案采用台湾MOXA公司的工业以太网交换机系列;MOXA工业级交换机产品特点：1、有工业级核心交换机,带宽万兆级别可承上启下,无信息传输瓶颈;2、可以建立多环,系统带宽随环数倍数增加,方便扩容;3、交换机电磁兼容性、工作温度、平均工作时间等指标是其他设备无法达到的;摩沙公司的工业以太网交换机EDS618A和核心交换机PT7728系统产品均为工业级以太网设备;它们采用牢靠的重负荷设计,其性能指标远远超过一般的OA网络产品,电磁兼容性、工作温度、防震等指标完全符合工作现场的要求;摩沙网络产品还支持多种网络拓扑结构和多重冗余方式,如单环网冗余、单环双节点冗余、双总线冗余、双环网冗余和环间冗余;所有冗余结构在切换时,已传递的数据延迟小于100ms,不会造成数据丢失的问题;1）网络架构核心设备——工业以太环网交换机要求以下设备具体配置要求以设备清单为准;中央核心交换机PT77282台互为冗余PowerTrans PT-7728是一款高性能的交换机;PT-7728满足变电站自动化系统IEC 61850-3,IEEE 1613、交通控制系统NEMA TS2和轨道交通系统EN50121-4的需求;PT-7728可组建高性能的千兆以太网骨干网络、冗余环网,它具备24/48 VDC或110/220 VDC/VAC 冗余电源输入的功能,在提高网络通信稳定性的同时还可以节省布线;PT-7728模块化的设计为用户提供更加轻松的组网方式,4个千兆端口和24个以太网口让您在组建网络时更加灵活;PT-7728还可以选择前/后出线的方式,非常适合您的各种应用;支持虚拟局域网技术VLAN：使用虚拟局域网技术,通过将网络划分为独立的子网,可以有效的降低网络的负荷,提高网络的通讯效率,它具有以下特点：- 支持Turbo Ring和RSTP/STPD- IGMP Snooping和GMRP过滤多播封包- 支持基于端口的VLAN、IEEE VLAN和GVRP协议,轻松实现网络管理- 通过QoS--IEEE 1Q和TOS/DiffServ提升决策机制- 采用,LACP优化网络带宽- 支持IEEE 和https/SSL,增强网络安全性- SNMP V1/V2c/V3用于不同级别的网络管理- 采用RMON提升网络监控能力- ABC-01自动备份配置器- 带宽管理可以阻止不可预料的网络状态,端口锁定只允许授权的MAC地址访问- 端口镜像用于在线调试- 异常事件通过E-mail和继电器自动输出报警- 自动恢复连接设备的IP地址- Line-swap快速恢复- 可通过web 浏览器、Telnet/Serial console,Windows Utility和ABC-01配置本次设计采用其中4个千兆网络光口,16个百兆网络电口的核心交换机,,网络千兆光口与千兆环网联接,建立主/备冗余；网络百兆电口与服务器之间连接,从主干环网到服务器实现三层冗余,避免数据在网络传输的瓶颈,同时在调度台放置的操控站与核心交换机网络千兆电口连接,实现操控站高可靠性;主干交换机EDS-618AMOXA EtherDevice Switch EDS-618A网管型工业以太网交换机;千兆以太网冗余协议 Turbo Ring自愈时间<20ms,可以提升您的千兆网络骨干的可靠性;EDS-618A以太网交换机支持多种智能化的网络管理功能,包括QoS,IGMP Snooping/GMRP,VLAN,Port Trunking,SNMP V1/V2c/V3,IEEE 和Https/SSL 等功能;它具有如下特点：- 2个千兆端口＋16个快速以太网端口- Turbo Ring,Turbo Chain,RSTP/STP用于以太网冗余IEEE 1588PTP,Modbus/TCP,LLDP,SNMP Inform,QoS,IGMPsnooping,VLAN,IEEE ,HTTPS,SNMPv3和支持SSH- ABC-01自动备份配置器更易于置换故障设备- IPv6 Ready认证IPv6 标志委员会认证- IEEE 1588PTP精密时间协议,用于与网络同步的准确时间- DHCP Opition 82,用于以不同策略分配IP地址-支持工业以太网协议Modbus/TCP- Turbo Ring及Turbo Chain全载时自愈时间 < 20毫秒和RSTP/STP IEEE D- IGMP Snooping及GMRP,用来过滤工业以太网协议中的多播流量-基于端口VLAN,IEEE VLAN和GVRP,轻松实现网络规划-支持QoS-IEEE 1Q和TOS/DiffServ,增加网络确定性-支持端口聚合,优化网络带宽-支持SNMPv3,IEEE ,HTTPS和 SSH增加网络安全性-支持SNMPv1/v2/v3不同等级的网络管理协议煤矿防爆兼本安环网交换机基本要求具有防爆或本安认证单台交换机具有本安RS485或RS232接口,方便井下总线子系统接入具有10个以上的出线嘴2、KJJ58型矿用本安型以太环网交换机参数：网络系统中采用的千兆MOXA工业交换机节点设备均为专为工业环境设计的工业交换设备,能够适应高温、高湿、尘埃和震动的环境,满足在煤矿环境的防爆及安全要求;符合GB50054—92爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范和GB3836－83爆炸性环境用防爆电器设备通用要求;考虑到现场的恶劣条件,为减少因电源故障而产生的网络中断等事故发生几率；提高网络的可用性,井下环网交换机内部均配备了专用的不间断电源;交换机工作电压：127V/220V/380V/660V以太网光信号接口a、接口数量：4个；b、传输方式：全双工TCP/IP传输协议,波长为1310nm的单模光纤；c、传输速率：10/100/1000M自适应；d、光发射功率：≥-10dBm～-5dBm；e、光接收灵敏度：≤-20dBm；｛使用MGTSV-2、4、6、8、10、12A型光缆｝;以太网电信号接口性能本安接口a、接口数量：6个；b、传输方式：全双工TCP/IP传输协议；c、传输速率：10/100 Mbps自适应；d、信号工作电压峰峰值：1V~5V；e、到分站设备之间最大传输距离：5mMHYVR电缆,电缆分布参数：分布电容：≤μF/Km；分布电感：≤ Km；直流电阻：≤Ω/Km；RS485信号接口本安接口a、接口数量：4个b、传输方式：半双工RS485信号,双极性；c、传输速率：2400bps；d、信号工作电压峰峰值：≤10V；e、信号工作电流峰值：≤95mA；f、到分站设备之间最大传输距离：20km;服务器、工作站等设备的连接在中央调度室或机房的各个服务器、工作站等设备可通过快速以太网卡直接与中央监调度室室的核心交换机的端口相连,提供10/100M/1000M的端口速率;现场的各个PLC或其他设备则直接通过双绞线与现场就近的交换机的相应端口相连,提供10/100M的端口速率;交换机布置方案介绍1.4.1 网络配置1、环网部分：根据掌石沟煤业矿井地域实际情况,按区域、节点数量、规模可划分为一个环;自动化控制环网按照网络节点与网络应用不同,分为中央网络与接入工业以太网环网两部分;中央网络核心设备与同机房的环网接入设备互连,保证不同环网之间的数据的传输;主环网都采用当今技术领先的千兆工业以太网技术;中央网络设置于中心机房,用于提供接入环网的上联,以及大量服务器的接入;同时,中央网络通过安全措施与信息管理网互联;中央网络设置两台PT7728作为整个网络的汇聚核心交换机,通过光缆与主干交换机之间进行传输;井下部分各交换机及设计布置点如下：2由于工业环境如煤矿等行业的特殊性,普通交换机在抗干扰性能、电磁兼容性、可靠性、可用性、MTBF等方面不能完全适应工业环境的要求,且不能形成高速冗余环的连接方式,使用寿命也会大大降低;因而本方案采用可靠的工业级的以太网交换机;所有交换机都采用光纤端口组环,一个连接上级交换机,一个用于连接下级交换机,构成一个完整的光纤环路;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500ms内恢复正常的通讯,这样就构成二级冗余;如果环网中某个交换设备或链路发生故障,环网传输路径将选择反方向传输,保证主传输通道信号不间断；传输路径倒换时间设计小于500ms;1.4.2 网络管理本方案采用MOXA公司的MAXVIEW网络管理软件对整个网络的所有网络设备进行统一的管理;网络管理是计算机网络系统可靠、安全、高效运行的保障;ISO为网络管理的实现制定了相应的标准,使网络管理系统能够相互兼容和互连;网管是对整个管理信息网进行规划、配置的工具,它可以实现对所有支持SNMP协议的网络设备进行管理、配置,在更改设备配置时只要在网管工作站对相关设备进行合适配置,通过网管工作站对网络设备进行日常管理、流量统计、故障分析等;设备控制网中所有光纤环网交换机均支持Web管理;在网管工作站上使设备用浏览器,通过光纤环网交换机的管理IP地址即可在图形化界面上实现对交换机管理、配置和状态的观测;工业以太环网明细表。