1、论运用工业控制环网提高煤矿企业自动化水平摘要：随着煤矿安全越来越受到关注，煤矿企业在加强自身管理的同时，还在积极采用自动化设备用以辅助煤矿的安全生产，并利用工业环网作为自动化系统数据传输的基础，在煤矿自动化系统日益增多的情况下，利用工业控制环网提高企业的自动化水平已经逐渐成为自动化系统建设的潮流。 关键词： 煤矿 环网 自动化 中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号： 理论与实际 煤矿井下生产过程复杂，环境恶劣，自然灾害多，严重影响生产和人身安全。下井工人作业强度大，工作压力重，如何正确处理安全与生产、安全与效益的关系，如何准确、实时、快速履行煤矿安全监测职能，有效进行矿工管理，
2、保证抢险救灾、安全救护的高效运作显得尤为重要和紧迫。面对新形势、新机遇和新挑战，国家各级主管部门的领导对安全生产工作提出了很高的要求和期望。同时如何改变目前煤矿企业对井下人员落后的管理模式，如何实现管理的自动化、信息化也成为所有煤矿企业关心的问题。我们认为，建立以灾害预防、事故救助、电子信息化管理为主要目标的信息化和自动化建设能够很好的解决上述问题。 工业环网及自动化系统现状 1.工业环网 目前德国赫思曼工业以太网交换机在煤矿自动化系统中的应用最广泛、也是是目前全球工业以太网技术的领导者。其工业交换机（含现场及核心级设备）均具备工业级别的端口实时性（端口交换延时小于 5us） ，不论网络中交换
3、机连接级数有多少，不论网络拓扑结构如何，均可简单的计算出任意的端口对端口的总传输时延，在一般情况下均可满足各种控制系统的需要（如 PLC、DCS 等） 。同时赫思曼交换机网络支持的拓扑结构丰富，可以简单的基于骨干环网向各个方向扩展出冗余的区域子网，整个扩展过程不需要暂停现有网络的运行，且配合模块化交换机设备，可以减少光电转换设备，提高系统可靠性。在扩展过程中，赫思曼的全网端到端冗余恢复性能不受网络规模变动的影响。 根据煤矿井下巷道布置图，将煤矿井下工业环网布置成几个个独立的千兆光纤环网加星型结构，具体方案主要考虑主干环形网络的组件设计。 2.目前各煤矿自动化系统建设情况 目前各个煤矿已经建设完
4、成的自动化系统大多为有水文监测系统，人员定位系统，皮带运输系统，矿井提升系统，洗煤厂自动监控系统，瓦斯监测系统，泵房自动化系统，斜井运输系统，矿井供电监控系统，充填系统，压风自救系统等。如此多的系统，但一直没有统一的数字化平台对煤矿各自动化系统进行整合，目前可以通过工业以太网的建立，为各系统数据的采集及数据的整合开拓了一条新的路径。因此在运用工业控制环网提高企业自动化水平的建设方面，各煤矿企业应具有超前意识。 3.自动化系统与工业环网的结合情况 井下工业环网的建设，需要敷设光缆做为主干线路，覆盖煤矿井下各个主要泵房，变电峒等重点区域，然后就近将井下现有各自动化系统接入工业交换机，保证各系统运转
5、正常，数据传输准确。日后其它自动化系统陆续接入井下工业环网，以环网高速路为系统数据传输线路，保障各系统数据传输正常。 三工业环网为企业自动化系统提供的安全性 现在已经有不少煤矿的井下生产监控系统接入环网。为了保证环网的安全性，煤矿应设计把工业环网与办公网隔离开。网络隔离分为物理隔离和逻辑隔离两种。物理隔离从网络层隔离互联网和内网，通过网闸、双硬盘、两套主机、网络隔离卡等方式来实现互联网和内网隔离。但往往需要花重金和大力气部署隔离产品，不仅建设成本高、建设周期长，而且维护管理工作量成倍增加，员工也使用不方便。所以对一般煤矿来说，将危机四伏的互联网与内部办公网络进行逻辑隔离，是安全、有效的保护内网
6、信息安全和安全生产的最重要的措施。因此煤矿企业可以采用防火墙来隔离工业环网与办公网，井上、下工业环网都汇聚到煤矿企业的网络机房，通过防火墙来连接煤矿企业的办公网，这样就从逻辑上来达到网络隔离的效果。 其次，煤矿企业员工在平时工作中，既需要访问互联网，又需要访问内部的办公网和生产网，而网络环境恶化使得这种办公方式给内部网络带来了巨大的潜在风险。员工在上网互联网访问网页，接收邮件时遭遇了病毒攻击，导致 PC 中毒。由于病毒触发后具有快速复制和传播性，往往内网一个用户中毒后，其他 PC、甚至服务器均有遭遇病毒攻击的可能，导致的内部系统瘫痪，带来的将是经济利益的损失，对于煤矿企业来说，更可能直接影响到
7、安全生产。所以出于安全性的考虑，煤矿企业必须采用网络隔离的方式，从网络层隔离互联网和内网。企业实现网络隔离后，可以防止病毒通过访问外网的计算机传入公司的工业环网，并制定访问规则，控制办公网中计算机访问工业环网中监控的服务器等重要设备的权限，保护内部网络安全的同时，保护了企业内部信息的安全和生产监控系统的安全。 四工业环网为提升企业自动化水平带来的效益 煤矿工业环网的建成为井下自动化系统数据传输提供了数据传输保障，减少了各系统建设过程中网络上的重复建设，各自动化系统终端可就近接入井下工业环网交换机，避免了井下重复放线及日后线路维护带来的经济投入及人力投入。同时节省了各系统在网络连接中使用的各种网络设备，如光端模块，视频转换模块等。 五结论 至此，工业环网的建设为煤矿企业早日实现数字化矿山打好了基础。为全面形成一整套完善的工业以太网及自动化系统，达到国内领先水平，成为煤矿机电项目的创新典范做好了准备。工业以太网及自动化系统的融合，在以太网及自动化建设方面有相当的超前性：打破了煤矿行业壁垒，充分借鉴了煤矿系统外的成熟的先进技术进行设计。所设计建设的系统，将在十年内不落后，同时满足国家节能减排要求，满足煤矿企业减员提效要求。真正实现“老矿挖潜” 。
