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工业交换机

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当煤矿遇上数字化——ORING构建神火刘河煤矿井下供电网络系统相关产品

深入地下几百米,黢黑的矿石,脏乱拥挤的密闭空间让人喘不上气。煤矿工人常常不得不在这样的环境下工作,更重要的是,作业过程中潜在的瓦斯、煤尘等意外事故还时刻威胁着人身安危。


在煤矿数字化转型快速发展的今天,中国煤矿行业也实现了飞跃式的发展。由于煤矿行业在很大程度上具有特殊性,所以日常的矿业工作对供电的要求也十分严格。数字化技术应用于煤矿供电中是数字化技术广泛应用的代表之一,有助于构成矿井严密、稳定的供电网络。

对于永城神火集团这样一家大型的煤矿企业而言,如何选择一套成熟、稳定、能够快速集成的供电系统通讯网络设施,是其迈向煤矿数字化转型的关键环节之一。经过多方考察,神火集团决定在刘河煤矿供电项目建设中,选择ORing公司提供的工业以太网解决方案,为数字化矿井目标实现奠定基础。

系统需求

位于河南省东部的永城市,地处豫鲁苏皖四省结合部,总面积2020平方公里,素有豫东门户之称。永城市永城矿产资源丰富,地下储煤面积1216平方公里,可开采储量50.45亿吨,永夏煤田是全国六大无烟煤基地之一,同时被国家发改委确定为全国七大煤化工基地之一。现有永煤、神火两个中国500强企业,8对矿井投入使用,年产原煤2300万吨。

神火集团刘河煤矿供电项目需要建立一套可靠稳定的供电网络系统,一方面通过该网络传输连接各种信号采集和传感器设备的PLC数据,另一方面传输煤矿井下情况的数字监控摄像头的图像数据。为了提升效率,节省成本,这两类不同特征的数据需要共用一套千兆主干网络,而如何通过网络机制,将优先级更高的PLC数据和优先级较低而数据流量更大的视频数据进行分流处理是ORing公司需要着手解决的。


ORING解决方案

ORing针对现场实际状况, 综合考虑技术和成本,及未来的系统扩展等因素,分别针对两类数据搭建了现场PLC和现场视频监控两个数据传输平台,其接入层均采用IES-3082GP网管型工业以太网交换机,汇聚层采用RGS-PR9000-HV_US网管型工业以太网交换机。


 

刘河煤矿井下供电控制网络系统

 

刘河煤矿视频监控系统

 

ORing交换机通过启动QoS优先级和VLAN管理功能,优化网络传输,提升关键任务(PLC现场控制)的可靠性。

QoS机制设置了High/Middle/Low/Lowest4个优先级以及2种转发策略(WRR/Strict),将802.1p Layer 2 COS定义的优先级对应4个优先级,Layer 3 IPV4 TOS-DSCP定义的优先级对应交换机的4个优先级。同时,将用于现场控制的PLC对应的端口提高优先级,优先转发现场控制信号。而视频监控数据不必实时采集,仅在需要的时候调用,所以将连接摄像头的端口设为较低优先级,保障控制信号的传输质量。

802.1Q VLAN管理可以逻辑切割广播域,针对不同类型的应用划分不同的VLAN组,隶属同一个VLAN的组成员可共享网络资源,不同VLAN组成员不可互访。网络中所有数据包都被加上一个标签,这个标签用于鉴别该数据包属于哪个VLAN组,上连端口数据支持taggeduntagged方式。在该项目中,将连接到同一个网络中的PLC和摄像头,划分成Control VLANSurveillance VLAN,将大流量的视频流与重要的控制信号切割开,实现各职能组流量切割管理。

为何选择ORING?

● 支持多种网络冗余协议 O-Ring 、O-Chain和和MSTP/RSTP/STP(IEEE802.1w/D),当网络故障时可以迅速地恢复,保证重要应用的不间断通讯。

● ORing协议组成快速自愈环网,环网自愈时间小于10ms,而断线复接恢复时间为0,达到无缝自愈。

● 现场环网采用O-Chain网络冗余技术,上连至千兆主干网,可兼容其它冗余协议(RSTP)。



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