「數(shù)字 技術(shù)通信技術(shù)與應用GEPON網(wǎng)絡在煤炭生產(chǎn)中的適用研究耿友明(河北能源職業(yè)技術(shù)學院河北唐山063000)摘要:分析當前煤礦自動化和通信技術(shù)的功能特點,提出了今后要解決的一些關鍵技術(shù)問題。通過對比分析了煤礦在建設井下寬帶網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)的三種實現(xiàn)方式,對建設適用的井下寬帶網(wǎng)絡進行了可行性分析。關鍵詞:煤礦信息化GEPON 工業(yè)以太網(wǎng)MCTP中圖分類號: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概述層實現(xiàn)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(jù)70%之多,具有不可 “信 息孤島”。設計煤礦控制系統(tǒng)時，無論在產(chǎn)品的強度、材質(zhì)的選替代的作用。煤礦的安全生產(chǎn)水平直接影響著我國工業(yè)信息化的建用、適 用性、實時性、可操作性可靠性、抗干擾性、本質(zhì)安全性等方面設進程，應用信息化技術(shù)對煤礦生產(chǎn)體系進行系統(tǒng)化、集約化改進都能實現(xiàn)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)絡一-綜合傳輸 系統(tǒng)平臺全形勢卻十分嚴峻、如何加強信息技術(shù)建設進而改進煤炭安全生產(chǎn)MCTP為本安型寬帶多通道工業(yè)以太網(wǎng)綜合接人系統(tǒng),采用.技術(shù),是當前備受關注的一一個課題。在國務院下發(fā)的《關于進一一步加SDH+現(xiàn)場 總線的光纖傳輸技術(shù),結(jié)合幾經(jīng)優(yōu)化的工業(yè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)強企!業(yè)安全生產(chǎn)的通知》以及國家安全生產(chǎn)監(jiān)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(jiān)察局下發(fā)的《關于建設完善煤礦井下安全避險“六大系統(tǒng)”》中高達40KM, 能夠?qū)崿F(xiàn)語音.數(shù)據(jù).視頻靈活接人，使得煤礦"井下監(jiān)均要求在產(chǎn)在建煤礦必須建設完善六大安全避險系統(tǒng),既，監(jiān)測監(jiān)測、 自動化生產(chǎn).調(diào)度電話及工業(yè)電視只通過一-對光纖實現(xiàn)寬帶傳控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、通訊聯(lián)絡系統(tǒng)、緊急避險系統(tǒng)、壓風自救系輸2.3 GEPON網(wǎng)絡統(tǒng)和供水施救系統(tǒng)。文件指出,煤企必須形成高產(chǎn)高效建設的布局，全礦實現(xiàn)對生產(chǎn)過程監(jiān)測監(jiān)控、礦井安全環(huán)境監(jiān)測、生產(chǎn)過程信息GEPON是一種:采用點到多點的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu).中間采用無源光分化應用等方面的網(wǎng)絡化、自動化、智能化。依據(jù)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時分媒體訪要建設成諸多現(xiàn)代信息化技術(shù)與自動化控制技術(shù)為一體,通過布設間控制方式 提供多種業(yè)務綜合寬帶接，人技術(shù)。-般由OLT(光線路基于網(wǎng)絡的大型開放式分布控制系統(tǒng)實現(xiàn)全礦井監(jiān)控管統(tǒng)一,從終端).ONT(光網(wǎng)絡單 元和無源光纖分配器等組成。GEPON是廣泛而代替煤礦傳統(tǒng)的生產(chǎn)控制模式,建設成煤礦各個生產(chǎn)步驟的自動應用的寬帶接 人網(wǎng)技術(shù)。而煤礦專用GEPON系統(tǒng)成功解決了線路化控制、生產(chǎn)綜合調(diào)度,保證煤炭安全.高效.集中產(chǎn)出，以實現(xiàn)高產(chǎn)冗余,0LT主機設備冗余和ONU本安化等問題。高效低成本的目標。礦用GEPON系統(tǒng)具備如下技術(shù)特點:截止目前,在煤礦中得到推廣的網(wǎng)絡模式是工業(yè)以太網(wǎng)、專用(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。TCP/IP工業(yè)控制Controlnet網(wǎng)GEPON網(wǎng)絡和MCTP系統(tǒng)。礦用GEPON網(wǎng)協(xié)議 方便多用,接口型號全，使用范圍廣用戶多,技術(shù)成熟;PON技絡系統(tǒng)是一種新的產(chǎn)品,它是一種采用點到多點網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、無源光術(shù)通信時沒有沖突,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)點共Mutiplexing時分MACMedia Aees Contro)媒體訪問控制方集一 身,每-一個以太網(wǎng)設備都能邇過以太網(wǎng)口接人GBPON系統(tǒng),而式并能提供多種綜合業(yè)務的寬帶接人技術(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(tǒng);(2)井下設備頻、數(shù)據(jù)、語音等信息,應用前景寬廣。井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)將傳統(tǒng)分散式布設簡 單，系統(tǒng)具有高可靠性。煤礦專用GEPON系統(tǒng)中設備較簡改變?yōu)榧惺?，在大巷?nèi)各系統(tǒng)無需重復布線，克服了多條線路之單,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(shù)據(jù)傳輸干擾,避免了各設備安全監(jiān)控子系統(tǒng)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。分光器屬于無源設備,故障率趨于零，由于采用的是光無源分支技術(shù),單個的ONT故障并妨礙不了整個系統(tǒng)的正常運行,而且2工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)、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(jié)點也簡單得多。這2.1工業(yè)以太網(wǎng)種系統(tǒng)功能分配特點.結(jié)構(gòu)組成、布置方式使系統(tǒng)具有較高的可靠工業(yè)以太網(wǎng)是應用I業(yè)控制領域的以太網(wǎng)技術(shù),在技術(shù)上與商性， 這也是GEPON系統(tǒng)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)具有價格低廉、穩(wěn)本隨接 人點的增加而降低。鑒于GEPON系統(tǒng)中大部分的設備都結(jié)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,工業(yè)以太網(wǎng)提供了開放的標準,是企業(yè)從現(xiàn)場控制到管理下轉(zhuǎn)第37頁收稿日期:2014-06-18作者簡介: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)學院礦中國煤化工與巷道施工技術(shù)方向的教學與研究。YHCNM HG35，)「數(shù)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確認問題所在T 18, WOR 019C :0066=49A0 000D 0039這時可以檢查R_ ACE做-一個對照，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,沒有這個組合。T_ 25, WOR 019C :0090=FFFF 0001 00FF由此確認是R_ LDC_ SONS中的數(shù)據(jù)錯了。顯示一下H'T 26, WOR 019C :0096=86E00001 004B30F的R_ LDC. SONS數(shù)據(jù):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RELATION中對應一個T_ 4, WOR 019C :0012=49A00003 0039TUPLE, B12版本的SACEDH模塊對應16個TUPLE, B2版本的T_5, WOR 019C:0018= -49A0 0004 0039SDH32XFX模塊對應32個TUPLE,- .個PCM對應一個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TUPLE。同樣其他15個TUPLE都改掉,然后RB:SACELDC模塊T_ 14, WOR 019C :004E=80E00001 004BH' 130F,下一次統(tǒng)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頁行，防爆性能好,抗干擾能力強,運行穩(wěn)定;(61000M的無源網(wǎng)絡以構(gòu)簡易,接入設備越多,系統(tǒng)規(guī)模越大,則平均成本就會隨之降低。樹狀的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為主 ,與煤礦巷道的樹狀分布相匹配適應。如果按系統(tǒng)滿荷載全部接人計算,礦用GEPON系統(tǒng)的每MB帶寬成4 結(jié)語.本在所有系統(tǒng)里是最低的。而如果按系統(tǒng)接人部分容量測算,當井煤礦自動化建設是實現(xiàn)煤礦高效安全開采的關鍵技術(shù),在煤礦下節(jié)點設備(ONT)的數(shù)量超過5個時,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)絡綜合傳輸系統(tǒng),還需要解節(jié)點設備(ONT)數(shù)量超過10個時,則成本低于百兆以太環(huán)網(wǎng)。隨著煤決諸多問題,只有不斷利用新技術(shù).新手段完善提高煤礦自動化和礦生產(chǎn)規(guī)模的擴大和礦井信息化的建設發(fā)展,井下接入點的數(shù)量肯通信系統(tǒng),進一步實現(xiàn)各接入系統(tǒng).信息子單元之間的數(shù)據(jù)共享、集定會呈上升趨勢,由此來看,煤礦專用GEPON系統(tǒng)的成本優(yōu)勢可見中控制，才能最終實現(xiàn)煤礦少人開采直至無人開采的目標,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[1]王虹.綜采工作面智能化關鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J].煤炭.間、網(wǎng)絡構(gòu)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,科學技術(shù),2014(1).煤礦使用GEPON網(wǎng)絡具備以下性能優(yōu)點:(1)GEPON網(wǎng)絡采用一根光纖 ,卻實現(xiàn)了多線路工業(yè)電視信號、[2]梅昊.基于GEPON網(wǎng)絡的中小型煤礦綜合自動化系統(tǒng)的設計[J].安全監(jiān)測系統(tǒng)信號.生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)信號.調(diào)度通訊信號的同時傳輸，工礦自動化,2011(8).節(jié)約了大量的線路資金;(2)GEP0N采用下行廣播、上行TDM通訊方[3]鄧榮.煤礦自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢探討[J].電子世界,式,每臺網(wǎng)絡終端ONT動態(tài)分配的流量可以保證了各個子單元數(shù)據(jù)2012(11).信息交換的時效性及傳輸質(zhì)量;(3)GEPON網(wǎng)絡擁有雙總線環(huán)線兩[4]王雪莉.基于WIFI通信技術(shù)的地下礦山生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)研究[D].西種可采用的冗余方式,提高了系統(tǒng)的可靠性,增加了系統(tǒng)組網(wǎng)的靈安建筑科技大學,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.綜采無人工作面的整體設計與實現(xiàn)方法的構(gòu)想[J].工礦ONT設備又有多個100M以太網(wǎng)口接人,使得帶寬得到了保證;(5)中國煤化工GEPON采用無光源分支技術(shù),單- -ONT故障不影響整個系統(tǒng)的運"MYHCNMH G(、( 37