GEPON網(wǎng)絡(luò )在煤炭生產(chǎn)中的適用研究

「數字 技術(shù)通信技術(shù)與應用GEPON網(wǎng)絡(luò )在煤炭生產(chǎn)中的適用研究耿友明(河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院河北唐山063000)摘要:分析當前煤礦自動(dòng)化和通信技術(shù)的功能特點(diǎn),提出了今后要解決的一些關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。通過(guò)對比分析了煤礦在建設井下寬帶網(wǎng)絡(luò )傳輸系統的三種實(shí)現方式,對建設適用的井下寬帶網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行了可行性分析。關(guān)鍵詞:煤礦信息化GEPON 工業(yè)以太網(wǎng)MCTP中圖分類(lèi)號:TD676文獻標識碼:A文章編號:1007-9416(2014)07-035-01Abstract:Analysis of functional characteristics of the current coal mine automation and communication technology, Some key technical problems shouldbe solved in the future. Through the comparative analysis of the coal mine in three ways to construct underground broadband network trasmission system,the underground broadband network construction is carried out a feasibility analysis. On the broadband network construction is suitable for the feasbilityanalysis.Key Words:The coal mine information GEPON Industrial Ethernet MCTP1概述層實(shí)現緊密相連的信息集成,避免了由于協(xié)議,上的差異而造成的煤炎是我國的第- -能源,在能源比重中占據70%之多,具有不可 “信 息孤島”。設計煤礦控制系統時(shí)，無(wú)論在產(chǎn)品的強度、材質(zhì)的選替代的作用。煤礦的安全生產(chǎn)水平直接影響著(zhù)我國工業(yè)信息化的建用、適 用性、實(shí)時(shí)性、可操作性可靠性、抗干擾性、本質(zhì)安全性等方面設進(jìn)程，應用信息化技術(shù)對煤礦生產(chǎn)體系進(jìn)行系統化、集約化改進(jìn)都能實(shí)現井 下惡劣環(huán)境的需要。是我國煤炭工業(yè)的迫切需求。我國煤炭的產(chǎn)量高居世界第一,但安2.2 MCTP網(wǎng)絡(luò )一-綜合傳輸 系統平臺全形勢卻十分嚴峻、如何加強信息技術(shù)建設進(jìn)而改進(jìn)煤炭安全生產(chǎn)MCTP為本安型寬帶多通道工業(yè)以太網(wǎng)綜合接人系統,采用.技術(shù),是當前備受關(guān)注的一一個(gè)課題。在國務(wù)院下發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一一步加SDH+現場(chǎng) 總線(xiàn)的光纖傳輸技術(shù),結合幾經(jīng)優(yōu)化的工業(yè)以太網(wǎng)數據強企!業(yè)安全生產(chǎn)的通知》以及國家安全生產(chǎn)監督管理總局、國家煤交換技術(shù)， 為煤礦生產(chǎn)提供綜合信息平臺,其光纖環(huán)傳輸距離可以礦監察局下發(fā)的《關(guān)于建設完善煤礦井下安全避險“六大系統”》中高達40KM, 能夠實(shí)現語(yǔ)音.數據.視頻靈活接人，使得煤礦"井下監均要求在產(chǎn)在建煤礦必須建設完善六大安全避險系統,既，監測監測、 自動(dòng)化生產(chǎn).調度電話(huà)及工業(yè)電視只通過(guò)一-對光纖實(shí)現寬帶傳控系統、人員定位系統、通訊聯(lián)絡(luò )系統、緊急避險系統、壓風(fēng)自救系輸2.3 GEPON網(wǎng)絡(luò )統和供水施救系統。文件指出,煤企必須形成高產(chǎn)高效建設的布局，全礦實(shí)現對生產(chǎn)過(guò)程監測監控、礦井安全環(huán)境監測、生產(chǎn)過(guò)程信息GEPON是一種:采用點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò )結構.中間采用無(wú)源光分化應用等方面的網(wǎng)絡(luò )化、自動(dòng)化、智能化。依據要求,今后煤礦必須路器和暗光纖傳輸方式、基于高速以太網(wǎng)平臺和TDMA時(shí)分媒體訪(fǎng)要建設成諸多現代信息化技術(shù)與自動(dòng)化控制技術(shù)為一體,通過(guò)布設間控制方式 提供多種業(yè)務(wù)綜合寬帶接，人技術(shù)。-般由OLT(光線(xiàn)路基于網(wǎng)絡(luò )的大型開(kāi)放式分布控制系統實(shí)現全礦井監控管統一,從終端).ONT(光網(wǎng)絡(luò )單 元和無(wú)源光纖分配器等組成。GEPON是廣泛而代替煤礦傳統的生產(chǎn)控制模式,建設成煤礦各個(gè)生產(chǎn)步驟的自動(dòng)應用的寬帶接 人網(wǎng)技術(shù)。而煤礦專(zhuān)用GEPON系統成功解決了線(xiàn)路化控制、生產(chǎn)綜合調度,保證煤炭安全.高效.集中產(chǎn)出，以實(shí)現高產(chǎn)冗余,0LT主機設備冗余和ONU本安化等問(wèn)題。高效低成本的目標。礦用GEPON系統具備如下技術(shù)特點(diǎn):截止目前,在煤礦中得到推廣的網(wǎng)絡(luò )模式是工業(yè)以太網(wǎng)、專(zhuān)用(1)采用以太網(wǎng)傳輸協(xié)議,涵蓋了太網(wǎng)所有應用的優(yōu)點(diǎn)。TCP/IP工業(yè)控制Controlnet網(wǎng)GEPON網(wǎng)絡(luò )和MCTP系統。礦用GEPON網(wǎng)協(xié)議 方便多用,接口型號全，使用范圍廣用戶(hù)多,技術(shù)成熟;PON技絡(luò )系統是一種新的產(chǎn)品,它是一種采用點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )結構、無(wú)源光術(shù)通信時(shí)沒(méi)有沖突,充分利用帶寬優(yōu)勢。而GEPON是將PON技術(shù)與纖傳輸方式.基于高速以太網(wǎng)平臺和TDM(Time Division以太網(wǎng)傳輸協(xié)議組合在一起,使得PON技術(shù) 和以太網(wǎng)的所有優(yōu)點(diǎn)共Mutiplexing時(shí)分MACMedia Aees Contro)媒體訪(fǎng)問(wèn)控制方集一 身,每-一個(gè)以太網(wǎng)設備都能邇過(guò)以太網(wǎng)口接人GBPON系統,而式并能提供多種綜合業(yè)務(wù)的寬帶接人技術(shù)，它適合于綜合傳輸視所有基于TCP/ IP協(xié)議的軟件都可應用于GEPON系統;(2)井下設備頻、數據、語(yǔ)音等信息,應用前景寬廣。井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)將傳統分散式布設簡(jiǎn) 單，系統具有高可靠性。煤礦專(zhuān)用GEPON系統中設備較簡(jiǎn)改變?yōu)榧惺?，在大巷內各系統無(wú)需重復布線(xiàn)，克服了多條線(xiàn)路之單,最為復 雜的設備也只有兩種,分別是冗余控制器和OLT,-般只間的數據傳輸干擾,避免了各設備安全監控子系統公共干路由于重需各 一臺,并且只需放置在地面。布置在井下中的設備是分光器和復建設且容易形成的“信息孤島”。ONT。分光器屬于無(wú)源設備,故障率趨于零，由于采用的是光無(wú)源分支技術(shù),單個(gè)的ONT故障并妨礙不了整個(gè)系統的正常運行,而且2工業(yè)以太網(wǎng)系統、MCTP、GEPON的比較ONT的功能以及組成相對環(huán)網(wǎng)交換機和MCTP節點(diǎn)也簡(jiǎn)單得多。這2.1工業(yè)以太網(wǎng)種系統功能分配特點(diǎn).結構組成、布置方式使系統具有較高的可靠工業(yè)以太網(wǎng)是應用I業(yè)控制領(lǐng)域的以太網(wǎng)技術(shù),在技術(shù)上與商性， 這也是GEPON系統能夠成功應用在井下環(huán)境的最大保障;(3)成用以太網(wǎng)兼容(EEE802.3標準),工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)具有價(jià)格低廉、穩本隨接 人點(diǎn)的增加而降低。鑒于GEPON系統中大部分的設備都結定可靠、通信速率高、軟硬件產(chǎn)品豐富.應用廣泛以及支持技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn),工業(yè)以太網(wǎng)提供了開(kāi)放的標準,是企業(yè)從現場(chǎng)控制到管理下轉第37頁(yè)收稿日期:2014-06-18作者簡(jiǎn)介:耿友明(1979- -), 男,河北保定人，工程碩士,采煤講師,河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院礦中國煤化工與巷道施工技術(shù)方向的教學(xué)與研究。YHCNM HG35，)「數宇技術(shù)通信技術(shù)與應用按理D_ LDC. IDTY應該是4940T_17, WOR 019C:0060=7D90 0001 004B第三步:檢查R_ _ACE確認問(wèn)題所在T 18, WOR 019C :0066=49A0 000D 0039這時(shí)可以檢查R_ ACE做-一個(gè)對照，T_ 19, WOR 019C :006C=49A0000E 0039<379:1="R_ ACE" ,2="D_ DATA. CE"&0&”22D0H"&”T_ 20, WOR 019C :0072=49A0 000F 0039D_ LDC. IDTY”&0&"4940* .T 21, WOR 019C:0078=7F90 0001 004B顯示成功,有此組合。T_ 22, WOR 019C :007E=49A0 0010 0039<379:1="R_ ACE” ,2="D_ DATA_ CE" &0&”22D0H" &”T_ 23, WOR 019C:0084=FFFF 0001 00FFD_ LDC IDTY" &0&"49A0”.T_ 24, WOR 019C:008A=FFFF 0001 00FF顯示不成功,沒(méi)有這個(gè)組合。T_ 25, WOR 019C :0090=FFFF 0001 00FF由此確認是R_ LDC_ SONS中的數據錯了。顯示一下H'T 26, WOR 019C :0096=86E00001 004B30F的R_ LDC. SONS數據:T_ 27, WOR 019C :009C=6A00001 001B> REL:130F ,R _LDC_ SONST 28, WOR 019C:00A2=FFFF 0001 00FFR_ LDC. SONS 1E32 (7730T)(表2)T_ 29, WOR 019C :00A8=84E0 0001 004BPRIMARY AREAT_ 30, WOR 019C:00AE= =FFFF 0001 00FFT_1, WOR 019C :0000=22D00001 002ET_31,WOR 019C:00B4=FFFF 0001 00FFT_2, WOR 019C :006=49A0 0001 0039T 32, WOR 019C:00BA=FFFF 0001 00FFT_ 3, WOR 019C :000C=49A00002 0039注意:N7# # # XBD模塊在這個(gè)RELATION中對應一個(gè)T_ 4, WOR 019C :0012=49A00003 0039TUPLE, B12版本的SACEDH模塊對應16個(gè)TUPLE, B2版本的T_5, WOR 019C:0018= -49A0 0004 0039SDH32XFX模塊對應32個(gè)TUPLE,- .個(gè)PCM對應一個(gè)TUPLE,T _6, WOR 019C:001E=49A0 0005 0039PCMID與D_ PCM ID是- -致的。T_7, WOR 019C:0024 =49A0 0006 00393解決方法T_ 8, WOR 019C :002A-49A0 0007 0039T_9, WOR 019C :0030=49A0 0008 0039將RELATION R_ LDC. SONS中的49A0修改為4940:T_ 10, WOR 019C :0036=49A00009 0039<378: 1="R_LDC_ SONS" ,NA=H' 130F2="D_ LDCINDEX " &0&"2" ,3="D_ LDC _IDTY" &0&"4940H",T_11,WOR 019C :003C=49A0 000A 0039SHOW , ECHO。T_12, WOR 019C:0042=88E0 0001 004BT 13, WOR 019C:0048=82E0 0001 004B本例中模塊H'130F是SA CEDH模塊,所以需要修改16個(gè)TUPLE。同樣其他15個(gè)TUPLE都改掉,然后RB:SACELDC模塊T_ 14, WOR 019C :004E=80E00001 004BH' 130F,下一次統計就正常了(表3)。T_15, WOR 019C :0054-49A0 000B 0039T_ 16, WOR 019C:005A=49A0 000C 0039上接第35頁(yè)行，防爆性能好,抗干擾能力強,運行穩定;(61000M的無(wú)源網(wǎng)絡(luò )以構簡(jiǎn)易,接入設備越多,系統規模越大,則平均成本就會(huì )隨之降低。樹(shù)狀的網(wǎng)絡(luò )結構為主 ,與煤礦巷道的樹(shù)狀分布相匹配適應。如果按系統滿(mǎn)荷載全部接人計算,礦用GEPON系統的每MB帶寬成4 結語(yǔ).本在所有系統里是最低的。而如果按系統接人部分容量測算,當井煤礦自動(dòng)化建設是實(shí)現煤礦高效安全開(kāi)采的關(guān)鍵技術(shù),在煤礦下節點(diǎn)設備(ONT)的數量超過(guò)5個(gè)時(shí),其成本低于千兆以太環(huán)網(wǎng)，當綜合信息化建設的井下GEPON寬帶網(wǎng)絡(luò )綜合傳輸系統,還需要解節點(diǎn)設備(ONT)數量超過(guò)10個(gè)時(shí),則成本低于百兆以太環(huán)網(wǎng)。隨著(zhù)煤決諸多問(wèn)題,只有不斷利用新技術(shù).新手段完善提高煤礦自動(dòng)化和礦生產(chǎn)規模的擴大和礦井信息化的建設發(fā)展,井下接入點(diǎn)的數量肯通信系統,進(jìn)一步實(shí)現各接入系統.信息子單元之間的數據共享、集定會(huì )呈上升趨勢,由此來(lái)看,煤礦專(zhuān)用GEPON系統的成本優(yōu)勢可見(jiàn)中控制，才能最終實(shí)現煤礦少人開(kāi)采直至無(wú)人開(kāi)采的目標,才能建一斑。設成本質(zhì)安全型礦井。3應用可行性分析參考文獻綜合比較三種組網(wǎng),從組網(wǎng)方式,主干傳輸方式.冗余切換時(shí)[1]王虹.綜采工作面智能化關(guān)鍵技術(shù)研究現狀與發(fā)展方向[J].煤炭.間、網(wǎng)絡(luò )構架、組網(wǎng)及保護方式、與企業(yè)網(wǎng)兼容性等方面綜合考慮,科學(xué)技術(shù),2014(1).煤礦使用GEPON網(wǎng)絡(luò )具備以下性能優(yōu)點(diǎn):(1)GEPON網(wǎng)絡(luò )采用一根光纖 ,卻實(shí)現了多線(xiàn)路工業(yè)電視信號、[2]梅昊.基于GEPON網(wǎng)絡(luò )的中小型煤礦綜合自動(dòng)化系統的設計[J].安全監測系統信號.生產(chǎn)監控系統信號.調度通訊信號的同時(shí)傳輸，工礦自動(dòng)化,2011(8).節約了大量的線(xiàn)路資金;(2)GEP0N采用下行廣播、上行TDM通訊方[3]鄧榮.煤礦自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展現狀及發(fā)展趨勢探討[J].電子世界,式,每臺網(wǎng)絡(luò )終端ONT動(dòng)態(tài)分配的流量可以保證了各個(gè)子單元數據2012(11).信息交換的時(shí)效性及傳輸質(zhì)量;(3)GEPON網(wǎng)絡(luò )擁有雙總線(xiàn)環(huán)線(xiàn)兩[4]王雪莉.基于WIFI通信技術(shù)的地下礦山生產(chǎn)調度系統研究[D].西種可采用的冗余方式,提高了系統的可靠性,增加了系統組網(wǎng)的靈安建筑科技大學(xué),2010.活性<(4)OLT的1000M以太網(wǎng)接口,可以連接多臺ONT設備,每臺[5]付國軍,楊明亮,許太山.綜采無(wú)人工作面的整體設計與實(shí)現方法的構想[J].工礦ONT設備又有多個(gè)100M以太網(wǎng)口接人,使得帶寬得到了保證;(5)中國煤化工GEPON采用無(wú)光源分支技術(shù),單- -ONT故障不影響整個(gè)系統的運"MYHCNMH G(、( 37