基于多网融合的煤矿调度通信系统设计

针对煤矿井下信息化系统缺乏彼此协调运作能力,制约煤矿安全生产和经营效率的问题,基于以往的有线电话调度系统,增加了4G+5G无线通信技术,再通过井下万兆以太环网平台技术,对煤矿安全监控系统、井下人员定位系统、应急广播通信系统以及视频监控系统进行信息互享,决策优化,构建基于多网融合的煤矿调度通信系统,提高安全生产管理水平和效率,为煤矿的安全生产技术发展与产业化升级改造提供技术支撑。

面向矿井的万兆环网建设

从万兆环网的原理、建设、设备、管理和安全等方面进行探讨,旨在为煤炭行业建设高效、安全、可靠的网络提供参考。在建设井下万兆环网时,需要选择适合煤矿环境的高性能、可靠、安全的网络设备,并建立完善的网络管理体系和安全管理体系。

相切环网络在智能化地下矿山中的应用

以某铅锌矿为例,针对具有多个采掘中段同时作业或多个采区资源整合的地下开采矿山,对比了单环网络和相切双环网两种网络架构,结合后期多环网接入需求和网络稳定性保障需求,对双环网核心层进行了改进,提出了一种设置2台核心交换机、采用冗余配置方案的改进型相切双环网结构。对比发现,相较于传统的单环网络,相切环网络既能保证各类数据传输稳定性,又能满足网络延时时间短要求,且网络扩展性更好。将采用相切环网络构建的多路万兆级工业以太环网,作为整个智能化矿山数据传输的基础网络平台,能够承载井下各类电子信息系统业务,并配置工业网络管理平台,提高网络管理效率,降低运维成本。

神东矿区井下万兆以太环网的设计与应用研究

针对煤矿井下数字通信系统多系统安装、多系统布设以及维护困难等问题,依据神东矿区区域自动化控制系统及"一网一站"系统的建设需求,提出了煤矿井下万兆以太环网的总体架构及设计原则,并对具体技术方案、网络拓扑结构等进行了设计。实际应用表明,通过"一网"的建设,将井下的数字通信统一传输到地面进行处理,不仅减少了工程施工量和节省了建设成本,同时也优化了后期的设备维护,避免了以往各个系统单独传输的弊病。

煤矿井下“一网一站”组网模式关键技术研究

为了提高矿井通信的效率,实现资源共享与优化配置,通过“一网一站”项目的研究,在井下通信系统采用全新的组网模式,将井下交换机采用万兆环网进行连接,并将井下安全监测监控、人员定位、应急广播、视频监控、无线通信等业务统一接入到综合通信分站中,通过现场测试和现场试验网络模式对资源配置提升的效果。研究结果表明:“一网一站”项目采用的井下交换机连接成万兆环网的结构方式,将带宽提高到万兆,并通过“环套环”模式,有效提升数据传输速率;与此同时,井下各终端业务不再独立传输,而是统一接入综合通信分站中,通过一根光纤连接到环网交换机中,达到优化原系统信息传输结构,有效减少煤矿业务重复性投资,实现资源共享的目的。

多吉比特并行ATM环网──ParaNET网络

设计了一个多吉比特（Ｍｕｌｔｉ－ｇｉｇｎｂｉｔｓ）全双工并行光纤环网──ＰａｒａＮＥＴ网络，它的峰值传输速率为４．８Ｇｂｐｓ，吞吐能力达２０Ｇｂｐｓ，可有效地支持点到点Ｍｕｌｔｉ－ｇｉｓａｂｉｔｓ的实时信息传输与交换。ＰａｒａＮＥＴ采用并行缓冲器插入技术，结点（ＡＮ）内ＦＩＦＯ队列流水操作，减少了信元缓冲时延。多业务队列模型支持不同优先级服务，形成各种虚拟逻辑子环，根据业务负荷动态分配网络的带宽资源，提供Ｂ－ＩＳＤＮＱＯＳ保证。ＰａｒａＮＥＴ通过并行网络处理提供分布式实时ＡＴＭ交换能力，结点内低速化（４０Ｍｂｐｅ）并行操作仅需现有的ＴＴＬ和ＣＭＯＳ技术，使网络的实现经济并提高了可行性。本文给出了ＰａｒａＮＥＴ并行环同的系统结合设计，描述了网络纺问结点的模块功能，详细讨论了并行缓冲器插入及不等读／写脉宽调制技术，并对环网的信元延迟特性进行了计算。

智能化打钻视频管理系统在白坪煤矿瓦斯治理中的应用

针对煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工采用传统人工验收模式存在效率低、易出现打假钻等问题,以白坪煤矿为工程背景,结合矿井实际开采情况,提出一种基于万兆工业环网远距离传输技术的智能化打钻视频管理系统。介绍了该系统的结构组成、功能特点及关键技术。应用结果表明,该系统可以有效节约时间、人力及物力,可极大提高矿井瓦斯抽采率,为矿井煤层瓦斯防治打下了坚实基础。

复杂条件下矿井万兆环网升级改造研究与应用

依据《国家能源安全战略行动计划(2013—2020)》以及《煤炭工业发展"十三五"规划》的要求,为了实现"节约、清洁、安全",建成集约、安全、高效、绿色的现代先进高效的智慧煤矿,采用现场调研、装备研发、现场调试、工业性试验等研究方法,系统地对深井平台网络通信进行优化和改造,针对目前深井平台老旧网络的升级和改造要求,在目前芯片国产化的大背景下,采用整套国产自主可控的交换芯片和处理器方案,完成符合矿用标准的本安型多光口万兆三层交换机的研发及制作工作,交换机通信端口采用硬件实时监控技术,实时反馈数据及端口工作状态到控制台,满足井下恶劣环境下使用;应对井下较为湿热的工作环境,采用动态功耗可控的工作模式,可远程随时将无用的端口关闭,减少功耗及散热。智能环路检测保护功能。自动检测井下现场如智能工作面、视频监控、水泵控制、人员定位等网络;有效避开或减少井下各大旧网络拓扑中升级改造时存在的网络故障;采用先进的图形化管理界面,实时显示井下设备的动态信息及告警监控,如CPU、内存、温度、端口信息、带宽阀值告警等。因此,针对深井老旧矿井现有复杂条件下的网络改造和设备升级,从设计入手进行针对性研究,解决深井复杂条件下网络设备的通信安全和通信稳定性,及后期扩容升级改造需要解决的老旧设备兼容性问题,实现深部复杂条件下的网络升级改造,同时项目研究成果具有广泛的推广应用前景。

组建电力城域网的主流技术——宽带IP技术

论述了电力行业必须建设一个高可靠性的宽带电力通信综合业务平台的必要性和迫切性。在分析电力通信业务特点的基础上 ,指出数据和多媒体业务将成为电力通信业务的主体。提出对数据业务量很少 ,但对QoS要求 10 0 %可靠性的继电保护、安全稳定控制、AVC、AGC等直接影响电网安全运行的实时数据 ,以及电力调度指挥命令 (话音 ) ,应该采用物理隔离的专用光纤网直接传送 ;对于其他实时、非实时的大量数据业务 ,在比较分析各种组网技术的基础上 ,建议在宽带IP城域网上传送。根据业务的需求和发展 ,可采用高速路由器为核心的交换技术、吉比特以太网技术或弹性分组环网技术 ,组建IPoverD(C)WDM宽带电力城域网。其QoS在相关技术的支持下完全可以满足电力实时业务和视频业务的规范要求。最后提出了现有电力通信业务向宽带IP城域网过渡的方式和步骤。

深部煤层智能化大采长综采工作面关键技术研究

针对平顶山矿区煤层埋深大,地质赋存条件复杂,采场围岩应力高,井下生产区域温度高的难题,结合可视化远程干预控制、井下信息传输技术及液压支架电液控自适应控制技术,以智能化工作面设备集成控制平台为基础,在平煤十矿构建了河南省首套大采长综采成套装备智能生产系统。建立井下井下万兆工业环网和4G无线通信系统,优化升级矿井信息化平台及通信系统,支撑矿井智能化安全生产高效运营管理;通过采煤机自适应记忆截割和远程集中控制等关键技术的应用,实现了采煤机与支架的协调联动采煤及"可视远程干预遥控,无人化操作"的智能化生产模式;基于惯性导航调直技术,形成"测量—计算—调直"的工作面智能化高精度调直方法,克服了生产设备高精度定位和调直控制的瓶颈;并以智能泵站液压支架自动补液为例,分析工作面液压支架阻力频率分布规律,表明:智能化控制系统对煤层赋存条件具有可靠的适应性,确保了液压支架与顶板岩层之间良好的耦合关系和工作面围岩的稳定性,能够满足安全高效生产的要求。

井下分散式排水汇集点潜水泵集控系统设计

结合某矿井下排水的实际情况,设计了一种基于千兆环网的井下潜水泵集控系统,介绍了系统的硬件和软件设计。该系统通过智能控制与浮球开关传感器实现了高低水位就地自动控制,通过上位机与井下智能控制器的通信实现了潜水泵的集中调度与控制,为分布广、设备数量多、启停频繁的小功率潜水泵控制提出了有效的解决方案。

万兆工业以太环网在煤矿智能化矿山中的研究与应用

本文以邢东矿智能化矿山建设为研究对象,对煤矿工业网络中的环网建设、关键设备、系统链路进行综合研究与应用分析,提出煤矿万兆工业环网对智能化矿山建设中解决“信息孤岛”现象的可行性方法和原理,通过万兆工业以太环网的建设,实现煤矿在智能化矿山中信息数据的多方法、安全、高效传输。

基于PLC联网、万兆环网和组态软件的智控平台研究

基于PLC联网、万兆工业以太环网、组态软件等关键技术在智能化矿山的应用,研究了“智能矿山一体化智能控制平台”建设策略和方法:在万兆环网的设计中要充分考量先进性、隔离性、便捷性、可靠性等性能指标,在接驳子系统业务时要考量接入和承载的便捷性、兼容性;在PLC联网中要充分考量先进性和兼容性;在组态集成软件选型中要充分考量软件系统智能性、易扩展、易通用、易维护性等等。通过这些关键技术在矿井综合一体化智能控制平台的应用,实现了矿山各工业子系统的智能集成控制、多业务多数据信息系统的智能融合,为建设“智能矿山”提供了思路。

综合联网监控管理系统在信阳供电公司的应用

针对无人值班变电站的当前运行需求和未来发展趋势,信阳供电公司规划设计了一套直接面向无人值班变电站的远程联网实时监控系统。该系统将变电站的各个监视点(如主控室、主变、断路器、隔离等设备的运行状态)的实时图像传输到集控和调度中心,集控和调度中心的工作人员可以通过实时图像和远动信息对变电站的运行进行监控、分析和调度。

有色矿井漏电保护及集中监控系统

实施矿山井下漏电保护是国家现行规程的强制规定,而有色矿井起步较晚,大多采用分散设置的做法,不便保护动作后的迅速处置,我们利用已建成的井下六大安全系统的千兆环网,研究开发了一套网络化漏电保护系统,以供同行探讨。

铁法能源公司主干环网的建设实践研究

铁法能源公司原有星形网络已无法适应煤矿的数字信息化建设,为进行以万兆骨干环网为核心、千兆骨干环网为汇聚的信息化网络的主干环网的改造建设,对主干环网改造建设的内容、核心技术与特色进行了分析。改造后的主干环网有效地保证了网络高效可靠性运行,避免了线路中断造成的信息"孤岛",安全经济效益明显。

小纪汗煤矿关键区域无人值守系统的设计与应用

为了小纪汗煤矿关键区域无人值守系统建设,提出了矿井综合自动化平台、排水系统、通风系统、压风系统、制氮系统、供水系统、工业视频等系统升级建设。实现井下关键区域无人值守系统提供保护监视和控制功能,有效保证井下关键区域运行安全可靠,实现了固定岗位无人值守有人巡视智能化管理和应用,为小纪汗煤矿带来了较高的经济效益和社会效益。

鹿洼煤矿全矿井综合自动化系统整合的研究与应用

当前,技术人员运用现代电子技术与自动化技术对矿井生产各环节进行技术改造,将井上下各自动化子系统监测监控数据进行集中整合,以鹿洼煤矿千兆工业以太环网为平台,构建全矿井综合自动化系统,使煤矿生产和管理更加科学、高效。本文介绍了山东鲁泰控股集团有限公司鹿洼煤矿全矿井综合自动化系统的建设情况、系统实现的功能及产生的效益,以期实现自动化减人目标,进一步保证矿井的正常安全生产。