工业以太环网系统
煤矿工业环网系统
煤矿工业环网系统文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）煤矿工业环网系统一、系统简述：考虑到某某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，项目的设计原则为：“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、总体结构设计：系统分为管理层、控制层和设备层三层结构。
其中管理层为矿地面局域网，控制层采用高速工业以太环网，设备层采用现场总线，保证了现场子系统的实时性和可靠性。
在管理层，管理网服务器系统负责收集全矿的生产、管理、经营等方面的信息，并为管理网与国际互联网的连接提供服务；在管理网的各PC终端，可以在统一的界面下根据权限和等级查看全矿的所有信息。
控制层分为过程控制和集中监控层，在过程控制层，PLC分站、电机智能控制器、其它智能监控分站等对现场设备实现运行参数的采集，并负责传达集中控制信号至现场设备；各子系统通过其现场总线采集各自所控制设备的运行参数，并实现对整个子系统设备的集中控制。
设备层主要包括：传感器、执行器、开关柜等现场设备。
三、网络结构设计：平台主要由核心交换机、地面光纤环网交换机、井下环网交换机、防火墙、UPS电源、打印机等组成。
全网建成后的性能可以保证达到以下水平：全网交换机连接均可基于单、多模光纤或铜介质，可按需要任意选择；光纤网络中的任何位置发生一个断点事故均可在瞬间内完成链路通信的恢复；全网基于统一、简洁的网络管理。
四、其他技术要求：1) 整个自动化综合控制网采用赫斯曼工业级的设备，实现井下高温、高湿等恶劣环境的稳定运行；2) 系统支持光纤冗余环网工作模式，接节故障不影响整个系统性能，故障自恢复时间短（），通信更加可靠；所有交换机采用高性能的赫思曼模块化千兆交换机，避免网络中部分节点故障，同时满足以后的扩容和升级；3) 矿井工业以太环网光纤冗余环网传输平台运行稳定、可靠性好、线路机械强度高矿井工业以太环网光纤冗余环网传输平台通讯协议采用标准的TCP/IP网络协议；4) 平台传输速率高、带宽容量大、传输距离远、抗干扰和雷击能力加强。
水厂工控系统环网优化与应用
水厂工控系统环网优化与应用摘要水厂工业控制系统架构中的工业以太环网已经是一种应用比较成熟的技术，但是针对不同水厂与不同系统之间的应用仍存在组建上的缺陷，如何根据水厂不同工艺要求提高网络稳定性，防止数据拥堵，提高故障的自恢复能力，以及应对新的安全形势下的网络安全防护等级要求，是今后水厂工控网络优化方向。
【关键词】：工业以太环网，水厂，稳定性，自恢复能力，网络安全引言平水江水厂是绍兴市水务集团下属的一家净水厂，水厂设计规模15万吨/日，于2016年3月通水，现实际运行规模5万吨/日。
平水江水厂主要职能是作为绍兴市的补充水源的水厂，进一步保障了水资源的优化配置和可持续利用，有效地缓解城市供水需求，同时多水源供水，多点供水，进一步提升了城市供水安全保障度。
因此，系统的安全稳定运行是平水江水厂运行之初的首要任务。
一、工业控制系统及环网介绍平水江水厂工业控制系统（以下简称工控系统）是基于SCADA系统建设，以工业以太环网为连接，划分了上位机和下位机两大部分。
上位机系统主要包括数据采集，数据监控以及人机交互用的服务器，工作站，和周边配套的防火墙，网闸等网络安全设备；下位机系统主要是以可编程逻辑控制器PLC为核心设备的现场设备控制系统，如图1。
水厂工控网络是基于工业以太环网技术建设，选用以某知名进口品牌交换机为核心设备搭建，采用DCS框架构建而成，以连接生产现场的各类PLC设备，用百兆光纤环网传输接入至工厂的核心机房。
通过机房的核心交换机，实现服务器与PLC交互数据。
其中，出于数据的安全性和系统的独立性考虑，水厂其它的配套系统，如安防监控系统，配电监控系统等数据交互在另外一个网络中实现。
图 1.平水江水厂工业控制系统拓扑图二、工业以太环网的现状分析目前水厂环网主干是选用百兆带宽的单模光纤网络，对每个工艺控制单元的现场布设多电口的小型光纤交换机，在控制核心机房布设两台汇聚层交换机，经由汇聚交换机后，集中汇总至主干交换机。
煤矿工业以太环网病毒库自动更新系统的研究和开发
第７ 期
Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ＆Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ ＮБайду номын сангаасＯ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
Ｏ矿 业论坛 ０
科技信 息
煤矿工业以太环网病毒库 自动更新系统的 研究和开发
王 菊 徐彩 霞 （ 山东龙 口矿 业集 团有 限公 司 ， 山东 龙 口 ２ ６ ５ ７ ０ ０ ）
２ ） 服务器分发功能完全胜任数据 高速传输的应用要求 ： ［ ２ ］ 祁海强 工业 以太环 网在邵伯三线船闸中的应用 ｌ Ｊ ｌ ｌ 交通科技 ， ２ ０ １ ２ （ ６ ） ３ ） 以太 网防火墙开放数据下载端 口． 满足对数据安全性 及可用性 ［ ３ ］ 李苏 阳． 光纤 工业 以太环 网在煤矿 的应用『 Ｊ １ ｌ 煤炭科技， ２ ０ １ ２ （ ４ ） 的要 求 ［ ４ ］ 赵磊． 基于工业 以太环 网的煤矿综合信息 化平 台构建技术研究 ｆ Ｊ ｆ ｌ 制造业 自
措施。
【 关键词 】 煤矿 ； 网络病毒 ； 工业以太环 网
＿ ３ 实 时扫描 网络数据流（ Ｈ Ｔ Ｉ ＇ Ｐ ／ Ｆ Ｔ Ｐ ） ． 自动生成系统运行状态 的报告 １ 以太环 网内杀毒软件存在 的问题及病 毒库 自动更新 系统 ２ ２ ． ４ 高灵活性 ． 隔离被感染的工作站 开发的必要－ 性
３ 病 毒 库 自动 更 新 系 统 的特 点 和 实 现 的 功 能 以太环网内杀毒软件存在 的问题主要 问题 ： １ ． １ 网络安全稳定性 问题 ． 危险病毒传播广泛 ３ ． １ 自动更新计算机上的反病毒数据库和程序模块 名 目繁多的计算机病毒将导致计算机系统瘫痪 ， 程序和数据严重 该功能允许所有 已安装 的卡巴斯基实验室程序 以集 中化 的方式 破坏 ． 使网络的效率和作用 大大降低 ． 使许多功能无法使用 。 网络软件 更新反病毒数据库 ． 从而取代每台计算机分别访问卡巴斯基实验室更 不可能是百分之百的无缺 陷和无漏洞的 ， 而这些恰恰是黑客进行攻击 新服务器所进行 的独立更新方式 更新能够根据管理员所设置的计划 的首 选 目标 自动进行 ． 而管理员则可 以实时监 控每台计算机的更新 情况。 １ ． ２ 以太环 网内部全部是 自动化 系统 ， 包 涵皮带 、 采煤、 供电、 轨道 、 ３ ． ２ 使用专用 系统接收报告 排水 、 选煤 、 通风等各个 １ ３动化系统 ， 关系矿井生产 该功能允许通过集 中化 的方式收集关于所有 已安装 的卡巴斯基 以太环 网内各系统数据 ． 是 对外信息采集 的根本 ． 不可能做到与 实验室产品的统计信息 ． 并基于所收集到的信息生成详细的报表 管 外 网隔 绝 。 理 员能够使用该功能 ． 为 每台计 算机上 的程序操作 和运行 ． 创建累加 １ ＿ ３ 以太环 网与外 网之 间安装有 防火墙 ． 避免 与外 网的接触 同时也 式 的网络报告 妨碍 了杀毒软件病毒库的升级 ３ － ３ 使用事件通知 系统实时传递通知信息 介 于以上 问题 ． 各种 危害性极大 的病毒不 断涌出 ． 直接影响到信 管理员能够创建一个事件列表 ． 其中包 含所有他希望获知的程序 息系统 、 自动化系统的稳定运行 。 所 以， 我们提 出对环网病毒库进行 自 运行过程 中所发生的事件 。该类事件列表． 可 以包含 ： 例如 ， 检测到一 动更新 的课题 该 系统 的安装对以太网内部主机 的安全防护起 到了至 个新病毒 ． 由于计算机上反病毒数据库的更新过程意外终止而造成 的 关重要 的作用 ． 通过病毒 自动更新系统确保每台 自 动化控制机器能够 错误 ． 在 网络中发现一 台新计算机等 安全运行 ． 同时降低 了网络内部爆发大规模病毒破 坏的几率 ． 避免 了 矿井 因 自 动化系统影响生产 的事故 ４ 以太 环 网 内杀 毒软 件 使 用效 果 通过该系统的安装能够稳定 内部 网络 的安全性 ． 确保 １ ３动化 系统 我们对 以太 网内的 ２ Ｏ 台工控 机安装该软件 ， 通过Ｉ Ｐ 地址直接从 的可靠性 ， 保障 了我矿信息化建设 朝着更快更好方向的发展 。 服务器上下载数据更新包对病毒库进行更新 。 对于办公网络中的服务 工业 以太 网与外网隔离 ． 以太 网内的工控机 、 服务器 、 井下分站 的 器需要安装 网络代理 ． 透过 防火墙下载数据包更新 通过项 目 实施保 杀毒 软件无法 自动升级 ． 层出不穷 的网络病 毒和攻击手段 ． 使 网络安 证了工业 以太网络内及机房里其他共 ３ Ｏ 多台Ｔ 控机 、服 务器病毒软 全成 为 自 动化系统稳定的关键 ， 为了保证我矿 自动化 系统稳定 可靠运 件 库的升级 ， 增强了网络病毒防护能力。减少了网络病毒在 网内的传 行． 急需 加强工业以太网络的安全防护 ． 现需要 对工业 以太 网络安全 播。该 系统对 以太网内部主机 的安全防护起 到了至关重要 的作用 ． 通 防护 系统升级改造 过病毒 自 动更新系统确保每 台 自 动化控制机器 能够安全运行 ． 同时降 内容 ： 安装一 台病 毒库升级服务器 ， 通 过网络把杀毒软件病毒库 低了网络 内部爆发大规模病毒破坏的几率 ． 避免 了矿井 因 自 动化 系统 下载到服务器上 ． 通过服务器分发功能 。 完成以太 网内杀毒软件病 毒
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。
旗山矿基于工业以太环网通风安全监控系统构建
２ 系统结构
旗 山煤矿 通风安 全监 测 系统运 用 Ｋ ３５Ｊ Ｊ３一 矿
同的协议之问进行转换 ，实现不同通信协议网络
之间 的数据传 输 。运 用 Ｋ ３５ Ｊ Ｊ３一 矿用本 安 型传输 接口， 实现 Ｃ Ｎ总线设 备连接 以太 网进 行远 距离 Ａ
用本安型传输接 口，将通风安全生产监控 系统
过 内部 两次转换 的处理 ， 将信 号 由光 口输 出 。
３２ Ｋ ３ ５ Ｆ矿 用本安 型安 全监控 分 站 ． Ｊ３一
进 行分析 预处 理 ，超限可 发 出声光 报警 和断 电控 制供可靠 信息 。
４ 系统建设 目标
建设井下信息高速公路， 即工业以太环网 ， 作
为井下 系统 的骨 干 网络 ， 建工业 以太环 网平 台 ， 搭 形成工 业 以太 网 ＋工业现 场 总线 相结 合 的混 合控 制 网络 结构 。 矿 井通 风 安全 监 测监 控 系统 ，利用 Ｋ３ ５Ｊ Ｊ ３一
分站 程控 断 电 、中心站 手控 断电 和分站 之 间的交
图 １ 旗 山煤 矿 Ｋ ３ ５通 风 安全 监 测 系统框 图 Ｊ３
叉断电 ； 具有数据密集采集功能， 实时数据存储间 隔达 １ ； 风电、 Ｓ 瓦斯电闭锁 ， 分站故障闭锁功能 ；
３ 系统建设关键技术及设备
３ １ Ｋ ３ ５ Ｊ矿用本 安型传 输接 口 ． Ｊ３一
能 源 技 术 与 管 理
曩 ＝ 一 。
２０ ０ ８年第 ６ 期
＿ ｌ 电子与计 技 术． 算机
：誊 ０ 萎 曩 蔓 ｌ． ｌ １
旗 山 矿 基 于 工 业 以 太 环 网 通 风 安 全 监 控 系 统 构 建
董 ［ 摘 超， 王庆 国
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。
浅析煤矿工业以太环网病毒库自动更新系统
作者简介 ： 纪风敏 （９ ０一） 女 ，０ ５年 ７月毕 业于山东工商 学院 １８ ， ２０
计算 机 科 学 与技 术 学 院 ， 科 ， 理 工 程 师 ， 在 龙 口 矿 业 集 团 北 皂 本 助 现 煤 矿 从 事 网络 维 护 的工 作 。
使 网 络 安 全 成 为 系 统 稳定 的 关键 ， 了保 证 我 矿 自动 化 系 统 稳 定 可 靠 运行 ， 需加 强工 业 以太 网的 安 全 防 护 ， 文通 过 核对 设 备 设 计 资 料 和 现 为 急 本
场实际情况 ， 行 了本 系统可行 性分析和进 一步 的整 改措施。 进
器、 井下分站 的杀毒软件无法 自动升级 ， 出不穷 的网 层 络病毒 和攻击 手段 ， 网络安 全成 为 自动 化 系统稳定 使 的关键 ， 以需 要对工 业 以太 网络 安全 防护 系统升级 所
改造 。
１ 工 业 以 太 环 网 病 毒 库 自动 更 新 系 统 设 计 思 想
安装一台病毒库升 级服 务器 ， 过 网络把 杀毒 软 通
（） １ 防护 软件从 工作 站到 网关 提供 反病 毒 、 间 反 谍软件 、 反黑客攻击 的综合保护 。 （） ２ 主动防御最新的恶意程序 。 （ ） 时扫描 网络数据流 （ Ｔ＇ Ｆ Ｐ ，自动生成 ３实 Ｈ Ｉ／Ｔ ） Ｐ 系统运行状态 的报告 。 （） ４ 高灵活性 ， 隔离被感染的工作站 。 ２ 以太环 网 内杀 毒 软 件存 在 的 问题 及 病 毒库 自动 更 新 系 统 开 发 的 必 要 性 分 析
３ 病 毒 库 自动 更新 系统 的特 点 （） １ 自动更新计算 机上 的反病毒数 据库 和程序 模 块。该功能允许所有 已安装的卡 巴斯 基实验 室程序 以
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工业以太环网系统建设方案建设单位：供货单位：#######################日期：2019年1月目录1) 本技术方案广泛适用于煤矿综合自动化系统。
2) 我方保证提供设备符合国家标准、规和本规格书的优质产品及其相应的优质服务。
3) 本技术方案为综合自动化系统初步设计方案，井下子系统接入综合自动化系统时需结合实际情况制定子系统接入实施方案。
系统实施原则及建设容规划1) 系统设计、实施始终遵循煤矿安全综合自动化系统等相关标准。
2) 系统建设采用“统筹规划，统一组织，分步实施，急用先建，突出重点，慎重投入”的指导思想。
3) 结合煤矿实际情况进行综合设计。
4) 为建设一个稳定、高效的1000M环网平台，能可靠传输数据、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。
5) 提供多种子系统接入方式以满足现场各种异构设备接入，保护已有投资。
系统设计原则考虑到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，项目的设计原则为：“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”。
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：Ø 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，既能满足当前的需求，又能适应未来的发展。
Ø 实用性由于现代煤矿企业的安全、生产监控及调度任务、各职能部门之间业务的联系在很大程度上是以网络为基础，而安全、生产监控则对数据的实时性要求很高。
因此，在设计上应保证网络的处理能力和带宽。
Ø 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。
Ø 安全性网络的各个环节要尽可能多的提供安全措施，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。
Ø 易操作性先进且易于使用的图形人机界面功能，提供信息共享与交流、信息资源查询与检索等有效工具。
Ø 实时性设备和终端必须反应快速，充分配合实时性的需求。
Ø 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。
Ø 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及制作所需的报表。
Ø 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的需求，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。
Ø 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，坚持性能价格比最优的原则，同时兼顾供货商的资信度和维修服务能力。
系统设计依据1) 《煤矿安全规程》；2) 《煤炭工业矿井设计规》；3) 《煤矿安全装备基本要求》；4) 《煤矿监控系统总体设计规》；5) 《煤矿监控系统中心站软件开发规》；6) 《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》；7) 《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》；8) 《煤矿通信、检测、控制用电工产品通用技术条件》；9) 《设备可靠性试验》；10)《电气设备的抗干扰特性基本测量方法》；11)《煤炭调度信息化装备技术规》；12)《监测监控质量标准化实施标准》；13)《智能调度室装备规》；14)《电子计算机房设计规》；总体结构设计系统分为管理层和设备层结构。
其中管理层为矿地面局域网，设备层采用现场总线，保证了现场子系统的实时性和可靠性。
在管理层，管理网服务器系统负责收集全矿的生产、管理、经营等方面的信息，并为管理网与国际互联网的连接提供服务；在管理网的各PC终端，可以在统一的界面下根据权限和等级查看全矿的所有信息。
设备层主要包括：传感器、执行器、开关柜等现场设备。
项目达到的效果系统建成后，能把各个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时评估，达到“管控一体化”和统一调度指挥决策的目标。
系统可在地面中央监控室实现对矿井主要生产环节如：煤流、采、运、供电、排水、压风等生产环节的集中监控，部分系统实现可靠无人值守运行，有效提高矿井生产效率；另外可将环境监测、工业电视、主副井提升、通风机、调度通信等系统的信息集中于统一的数据库管理、存档、检索。
同时可实现整个矿井的综合自动化网络和管理信息网络的的无缝连接，矿各级领导和有关职能部门均可以通过网络终端进行数字化矿山系统的实时监测、数据报表显示查询，矿调度人员及相关管理人员同步掌握生产设备运行状态、产量及安全情况，便于快速做出反应，及时调度。
系统能通过矿的网络统一出口，与数据中心完成无缝对接，实现煤矿生产信息、安全信息和管理信息实时交换，远程显示、查看相关数据。
系统将矿井的环境安全监测系统、人员定位系统、电网监控系、各主要环节自动化控制系统等信息集成到统一的平台软件上进行综合分析处理，能实现矿井生产设备的优化运行控制和瓦斯等灾害的预警及联动控制。
煤矿建成的基于工业以太环网+现场总线技术的数字化矿山系统，信息汇接能力强大，留有充分的扩展端口以适应系统今后扩容发展的需要.千兆工业以太环网平台本次工业以太网系统建设地面、井下4个1000M环网，采用地面网络和井下环网方式。
地面调度指挥中心的各种服务器、上位机、操作站、工程师站等均直接接入中心的核心交换机上，核心交换机接入矿方管理网络，但需矿方管理网络提供足够的网络接口。
井下各监控设备就近接入环网交换机。
这种布局网络结构清晰，网络层次分明，数据采集服务器直接连到核心交换机上，链路路径最直接，采集数据快捷。
平台主要由核心交换机、井下环网交换机、组成。
全网建成后的性能可以保证达到以下水平：全网交换机连接均可基于单、多模光纤或铜介质，可按需要任意选择；光纤网络中的任何位置发生一个断点事故均可在瞬间完成链路通信的恢复；全网基于统一、简洁的网络管理。
机房核心交换机：在调度室中心机房配置1台赫斯曼公司的MACH4002-24G-L3EHCP三层核心交换机。
井下环网：在中央采区泵房变电所、140M水平泵房变电所、北一采区变电所、北一采区泵房变电所、中央采区变电所共5个节点配置5台KJJ127，1000M环网交换机，组成井下环网。
其他技术要求1) 整个自动化综合控制网采用工业级的设备，实现井下高温、高湿等恶劣环境的稳定运行；2) 系统支持光纤冗余环网工作模式，接节故障不影响整个系统性能，故障自恢复时间短（0.05S），通信更加可靠；所有交换机采用高性能的千兆交换机，避免网络中部分节点故障，同时满足以后的扩容和升级；3) 矿井工业以太环网光纤冗余环网传输平台运行稳定、可靠性好、线路机械强度高矿井工业以太环网光纤冗余环网传输平台通讯协议采用标准的TCP/IP网络协议；4) 平台传输速率高、带宽容量大、传输距离远、抗干扰和雷击能力加强。
为数据、视频、语音三网合一提供了足够的带宽；5) 整个网管系统可对所有的综合自动化网的网络设备进行实时监控，出现故障实时报警。
6) 在矿信息网与监控网中采用天融信防火墙连接，实现监控网的安全隔离。
7) 采用先进的多主并发通讯模式，系统检测速度快，实时性强。
核心交换机提供OPC协议，支持监控软件的集成；8) 整个宽带传输网彻底突破了低速总线下的技术瓶颈，系统节点容量大大增加，稳定性提高；9) 由于以Internet/Intranet/Infranet为整体构架，具有开放的传输接入平台，系统集成能力显著提高，今后矿井各种自动化监测监控系统均可方便就近接入，易于扩展，无须重复布线，节约投资；10) 平台同时支持光纤多模、单模、超五类双绞线传输介质，结构灵活；可方便与局域网企业综合管理信息系统连接，实现信息共享；11) 井下交换机经过防爆认证，具有MA，同时增加UPS电源保护，在市电停电后，可运行四个小时以上。
12) 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，本次投标方案采用单环单节点双冗余环网。
13) 环网核心交换机每个模块插槽能够配置一块引擎模块，引擎模块上的子卡插槽，可以配置不同种类的网络接口卡。
14) 环网交换机支持多光口、电口混合连接，支持Web管理，支持SNTP简单网络时间协议，准确记录故障时间。
15) 交换机管理软件要求能统一配置、管理、监视所有交换机，可监视所有具有SNMP(简单网络管理协议)功能的设备；支持通讯故障自诊断、定位、报警；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。
16) 交换机支持流量控制功能，防止广播风暴；支持端口的优先级划分和VLAN划分；支持端口和MAC地址的绑定，提高系统安全性。
主要设备技术参数2.3.1 核心交换机端口转发速率：1.488Mpps，背板带宽＞40Gbps；1)端口配置：千兆电口（10/100/1000Mbps自适应）：16个；千兆光口（单模、10Km、SFP、LC）：4个。
2)端口延时：<32ms。
3)支持SNTP简单网络时钟协议协议。
4)支持端口优先级IEEE802.1D/p协议。
5)支持静态路由、RIP V1/2、OSPF等路由协议，支持VRRP路由冗余。
6)支持组播IGMP Snooping、GMRP，支持组播路由DVMRP/PIM DIM。
7)支持1024个IEEE802.1Q VLAN。
8)支持4个以上链路聚合。
9) 支持DHCP Option 82、DHCP Realy、Hidiscovery。
10)冗余保护：支持HIPPER-RING协议、支持RSTP协议；光纤环冗余：单环支持50台以上节点交换机，自愈保护<50ms；冗余耦合：切换时间<1s。