摘要：通过煤矿综合自动化系统介绍、根据煤矿综合自动化系统的需要构建了冗余工业以太网，在平宝公司首山一矿得以成功应用。
关键词：矿井综合自动化 工业以太网 冗余技术
中图分类号：TD67 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）10-0055-01
随着我国煤炭事业的发展及安全形势的要求，利用信息技术改造传统的煤炭工业，己受到煤炭企业各级领导的高度重视，采用多种现代化信息与自动化技术，使矿井安全高效集中生产，达到少用人、低成本、高效率的目标，提高矿井整体安全生产水平。
1 煤矿综合自动化系统组成与设备配置
煤矿综合自动化系统是应用现代电子技术和自动化技术对矿井生产过程实现全面监控的系统。它主要由控制决策系统、网络传输系统、执行系统三部分组成。
（1）控制决策系统。控制决策系统的硬件设备主要包括：各类服务器、数据存储阵列、操作终端、防火墙、UPS电源等，如图1所示，此部分主要的是利用一统一的系统开发平台，根据煤矿各个生产系统的工艺流程，开发控制策略软件去控制各类执行系统。
（2）网络传输系统。网络传输系统包括控制决策与执行系统系统间的通讯网络。为满足煤矿综合自动化实现控制网、视频网、音频网三网合一的要求，网络传输系统一般采用1000M工业以太网络。此部分的硬件设备主要包括：核心交换机、环网交换机、传输介质（光纤、双绞线）等。
（3）执行系统。执行系统分地面、井下两类。1）地面系统，包括主井提升、副井提升、通风、压风、选煤、地面变电所、锅炉等如图1所示。2）井下系统，包括井下中央变电所、井下运输、人员定位、中央水泵房、采区变电所、瓦斯抽放等如图1所示。
由于煤矿地面、井下设备分布特点及条件不一样，其现场控制站采用的控制系统方式与控制设备不一样，由于环境条件地面多采用集中控制系统，井下多采用分布时控制系统。如主井提升、福井提升、通风系统采用集中控制系统，配备设备PIC及监控计算机，地面压风机采用集中控制系统，配备设备PIC及监控HMI，井下中央泵房、运输系统采用分布时控制系统，配备设备PIC进行控制等。
2 冗余技术在煤矿综合自动化系统中实现
由于煤矿生产的特点，通风、排水、瓦斯抽放等属于一级负荷，对煤矿综合自动化系统通信可靠性提出了更高的要求，根据现场的实际情况，为确保证通信安全，对平宝公司首山一矿煤矿综合自动化系统网络及网络设备要进行合理的冗余。
2.1 网络冗余
为保证网络通信的可靠性，同时考虑初始投资，平宝公司首山一矿矿井综合自动化采用
井下、井上单环双节点网络结构（结构示意图如图2）。每一个控制站连接两个环网交换机地面，井下各环网交换机采用双节点。其特点允许环网出现一处断点。发生连路故障时，网络自动在300MS之内切换到总线；允许环网交换机有故障，一个故障另一个接通；允许与环网交换机连接介质有故障，一路故障另一路接通。
2.2 设备冗余
根据煤矿综合自动化系统实际安全需要，对网络控制设备要进行了合理的冗余。
（1）决策系统：1）主控服务器配置2台。2）数据服务器配置2台。 3）在每一台监控操作终端中均配置2块以太网卡。
（2）网络传输系统：核心交换机配置2台。需要说明是购置核心交换机时，交换机本机能够实现引擎冗余、电源冗余，风扇冗余等。
（3）执行系统：在每个控制站PLC中均配置2块以太网通信模块。
2.3 电源冗余
为保证煤矿综合自动化系统网络设备的正常运行，控制决策系统、网络传输系统、执行系统三部分所有的PLC控制器、监控监控操作终端及交换机的电源均采由UPS供电。
3 结语
平宝公司首山一矿煤矿综合自动化控制系统已运行三年，运行稳定可靠。提供了可靠的通讯平台。实现了少用人、低成本、高效率的目标，煤矿综合自动化正逐步在平煤集团推广应用。
参考文献
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