工業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)培訓(xùn)

煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)培訓(xùn)內(nèi)容1、基于工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

2、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)功能和特點(diǎn)3、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)4、KJJ112(A)礦用隔爆兼本安型萬兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)介紹5、交換機(jī)安裝注意事項(xiàng)6、環(huán)網(wǎng)網(wǎng)管軟件介紹7、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)安裝調(diào)試注意事項(xiàng)8、工業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃表9、交換機(jī)端口規(guī)劃表10、環(huán)網(wǎng)拓?fù)鋱D例11、問題分析基于工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

萬兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的建設(shè)，為礦井各類子系統(tǒng)數(shù)據(jù)信號(hào)提供可靠、高速、穩(wěn)定的信息通道，系統(tǒng)建成后，配合礦井相關(guān)的自動(dòng)化子系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)某些場(chǎng)合的減員增效，提高全礦安全生產(chǎn)效率的目的。系統(tǒng)采用光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場(chǎng)總線的模式，構(gòu)建一種混合控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

萬兆光纖環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)作為今后人員定位安全管理系統(tǒng)、工業(yè)視頻系統(tǒng)、皮帶運(yùn)輸集中控制系統(tǒng)、主排水自動(dòng)控制系統(tǒng)、壓風(fēng)自動(dòng)控制系統(tǒng)、供電自動(dòng)控制系統(tǒng)、廣播通信系統(tǒng)（井下語音系統(tǒng)整合）、水文自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、核子秤及電子秤計(jì)量系統(tǒng)、生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、打鉆視頻系統(tǒng)、信集閉運(yùn)輸系統(tǒng)、主副提升在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、井上下物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、洗選廠集控系統(tǒng)、瓦斯發(fā)電及余熱綜合利用系統(tǒng)等其它系統(tǒng)的傳輸主干網(wǎng)絡(luò)。

基于工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

煤礦工業(yè)以太網(wǎng)傳輸平臺(tái)包括井下網(wǎng)絡(luò)和井上網(wǎng)絡(luò)兩部分，均為環(huán)型工業(yè)以太網(wǎng)，通過兩臺(tái)核心交換機(jī)連接起來。作為全礦主干網(wǎng)，為全礦各個(gè)子系統(tǒng)提供方便靈活的工業(yè)以太網(wǎng)接口，地面、井下子系統(tǒng)均可以方便接入。工業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)分為管理層、控制層和設(shè)備層三層結(jié)構(gòu)。其中管理層為礦地面局域網(wǎng)，控制層采用高速工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，設(shè)備層采用現(xiàn)場(chǎng)總線，保證了現(xiàn)場(chǎng)子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性。工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)功能和特點(diǎn)1、支持多種冗余，包括HIPER-Ring（超級(jí)冗余環(huán)），RSTP（快速生成樹），冗余環(huán)-環(huán)之間耦合，電源冗余，風(fēng)扇冗余，路由冗余；2、支持基于端口的VLAN設(shè)置、端口聚合；3、支持三層交換，網(wǎng)絡(luò)管理功能包括串口網(wǎng)管、基于WEB的網(wǎng)管。4、每臺(tái)交換機(jī)配置獨(dú)立UPS，斷電后可供電2小時(shí)，井下交換機(jī)后備電源置于交換機(jī)內(nèi)，不單獨(dú)設(shè)立設(shè)備，與交換機(jī)結(jié)合為一個(gè)設(shè)備。

工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)功能和特點(diǎn)5、工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)冗余技術(shù)由于很多場(chǎng)合環(huán)境惡劣，存在網(wǎng)絡(luò)意外斷裂的可能較大，而另一方面，出于生產(chǎn)和安全的需要，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性要求又很高，所以需要信息傳輸網(wǎng)絡(luò)能夠提供鏈路冗余。環(huán)型以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)在很大程度上解決了以太網(wǎng)的容錯(cuò)問題，提高了以太網(wǎng)的可靠性。環(huán)型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造了一個(gè)簡單環(huán)，從而保證了在某條鏈路意外損壞時(shí)數(shù)據(jù)仍然可以通過備用鏈路傳輸。在交換式以太網(wǎng)中，冗余的管理能夠?qū)崿F(xiàn)很高的網(wǎng)絡(luò)可用性，交換式高速以太網(wǎng)啟用環(huán)冗余的時(shí)間少于300ms，也就是說，一條鏈路出錯(cuò)后，網(wǎng)絡(luò)可以在300ms時(shí)間以內(nèi)重新可用。工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)功能和特點(diǎn)6、鏈路聚合技術(shù)鏈路技術(shù)可以在不改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及原有布線的條件下，使用專用的軟件或軟硬件結(jié)合的產(chǎn)品，把多條交換機(jī)到服務(wù)器或交換機(jī)到交換機(jī)的數(shù)據(jù)通道捆綁起來，形成一條邏輯上的高帶寬數(shù)據(jù)鏈路，滿足高帶寬應(yīng)用的需要，同時(shí)還可以增加網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡能力以及容錯(cuò)性，極大地提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。當(dāng)聚合鏈路中任一條（不是全部）意外損壞時(shí)，數(shù)據(jù)仍然可通過剩余的物理鏈路傳輸。工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)功能和特點(diǎn)7、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)嵌入式系統(tǒng)是能夠完成一種或多種特定功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是軟硬件的緊密結(jié)合體。具有軟件代碼小、高度自動(dòng)化、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，特別適合于要求實(shí)時(shí)和多任務(wù)的應(yīng)用環(huán)境。實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)（RTOS）是嵌入式應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)和開發(fā)平臺(tái)，它嵌入在目標(biāo)代碼中，在系統(tǒng)復(fù)位后首先執(zhí)行，負(fù)責(zé)在硬件基礎(chǔ)之上，為應(yīng)用軟件建立一個(gè)功能更為強(qiáng)大的運(yùn)行環(huán)境。

煤礦安全生產(chǎn)中一個(gè)關(guān)鍵的因素就是保證監(jiān)測(cè)信息和控制信息的實(shí)時(shí)傳遞，因而我們?cè)诘V用工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)選擇具有高實(shí)時(shí)性保證的嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式處理器芯片，即使在網(wǎng)絡(luò)需要傳輸圖像、話音等大數(shù)據(jù)量的信號(hào)時(shí)，也能保證控制信號(hào)等重要信息的實(shí)時(shí)性。結(jié)合嵌入式WebServer技術(shù)，可以通過瀏覽器界面方便地對(duì)交換機(jī)進(jìn)行管理和控制。工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)功能和特點(diǎn)8、環(huán)網(wǎng)網(wǎng)管控制技術(shù)環(huán)網(wǎng)網(wǎng)管軟件是對(duì)整個(gè)信息網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃、配置的工具，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有支持SNMP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行管理、配置管理。能夠自動(dòng)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和終端設(shè)備，并形成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；物理的或邏輯的或是兩者結(jié)合在一起的，可手動(dòng)調(diào)整、優(yōu)化設(shè)備，并可對(duì)未知的設(shè)備進(jìn)行配置。顯示交換機(jī)間的物理鏈路的狀態(tài)和流量，鏈路流量實(shí)時(shí)更新。可對(duì)全網(wǎng)硬件資源設(shè)備進(jìn)行資源管理，記錄所有設(shè)備，包含核心交換機(jī)、骨干交換機(jī)、服務(wù)器的mac地址，IP地址，設(shè)備名稱，設(shè)備型號(hào)，制造廠商。對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是否正常工作，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的故障原因進(jìn)行分析，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備連通是否正常。

以鶴煤三礦為例，井下10臺(tái)礦用隔爆兼本安型萬兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，分別安裝于一水平中央變電所、二水平中央變電所、31采區(qū)變電所、41軌道上山絞車房、-800水平中央變電所、42軌道上山絞車房、三水平泵房變電所、三水平北翼配電點(diǎn)、二水平上車場(chǎng)變電所、-550水平中央變電所。地面8臺(tái)千兆以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)。分別安裝于老調(diào)度樓、壓風(fēng)機(jī)房（副井）、北翼風(fēng)井、新副井、新風(fēng)井、煤樓（主井、鍋爐房）、供應(yīng)科、機(jī)關(guān)樓；中心機(jī)房安裝2臺(tái)赫斯曼核心交換機(jī)管理地面和井下兩個(gè)獨(dú)立環(huán)，地面工業(yè)環(huán)網(wǎng)主干鏈路采用1千兆，井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)主干鏈路采用1萬兆，作為全礦工業(yè)以太網(wǎng)的主干網(wǎng)，提供多種形式的接口方式，方便井上、下各個(gè)子系統(tǒng)的接入。保障煤礦各種信息的有效、高速、穩(wěn)定的獲得。下面以井下交換機(jī)為例作一些介紹：工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)介紹MACH4002核心交換機(jī)（赫斯曼）主要配置：赫斯曼三層萬兆工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，4路萬兆光接口，3個(gè)萬兆光模塊，4個(gè)千兆光模塊，安裝于機(jī)房，管理地面和井下兩個(gè)獨(dú)立環(huán)，共計(jì)兩臺(tái)，一主一備（重點(diǎn)）地面千兆環(huán)網(wǎng)交換機(jī)（赫斯曼）主要配置：

赫斯曼千兆工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)

，4路本安RS485口。續(xù)航時(shí)間不小于4小時(shí)。KJJ112（A）礦用隔爆兼本安型萬兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)（赫斯曼）機(jī)房設(shè)備結(jié)構(gòu)圖工業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)鋱D例環(huán)網(wǎng)網(wǎng)管軟件介紹

環(huán)網(wǎng)網(wǎng)管軟件是對(duì)整個(gè)信息網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃、配置的工具，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有支持SNMP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行管理、配置管理，具備以下功能：1、能夠自動(dòng)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和終端設(shè)備，并形成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；物理的或邏輯的或是兩者結(jié)合在一起的，可在同一項(xiàng)目中表示出來，在拓?fù)鋱D上可手動(dòng)調(diào)整、優(yōu)化設(shè)備，并可對(duì)未知的設(shè)備進(jìn)行配置。2、物理真實(shí)拓?fù)洌@示交換機(jī)間的物理鏈路的狀態(tài)和流量，鏈路流量實(shí)時(shí)更新，并能用顏色來表示鏈路流量更新情況。硬件資源管理可對(duì)全網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行資源管理，記錄所有設(shè)備，包含核心交換機(jī)、骨干交換機(jī)、服務(wù)器的mac地址，IP地址，設(shè)備名稱，設(shè)備型號(hào)，制造廠商。并能夠?qū)⒂布Y源信息導(dǎo)出，方便打印和保存。3、正常使用HiDiscovery02.2.02、HiVision3.10、HiView、Telnet等軟件管理使用交換機(jī)IP

修改（1）通過HiDiscovery軟件設(shè)置IP參數(shù)，雙擊軟件HiDiscovery02.2.02，打開如下圖：

交換機(jī)IP

修改（2）雙擊要配置IP參數(shù)的交換機(jī)，如圖：網(wǎng)管界面進(jìn)入界面，用戶名：admin密碼：private(讀寫權(quán)限)→OK，用戶名：User密碼：public(只讀權(quán)限)工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)安裝調(diào)試注意事項(xiàng)1、由于赫斯曼交換機(jī)對(duì)光纖損耗要求比較高，所以交換機(jī)與交換機(jī)之間的光纖熔接盡可能的降低損耗。2、一個(gè)環(huán)網(wǎng)內(nèi)有一個(gè)冗余管理器，如果一臺(tái)交換機(jī)已經(jīng)設(shè)置了作為冗余管理器，此交換機(jī)上不能設(shè)置網(wǎng)絡(luò)耦合。

3、配置電腦必須保證與交換機(jī)的網(wǎng)管IP位于同一子網(wǎng)內(nèi)，進(jìn)入赫斯曼配置界面，用戶具有“只讀”權(quán)限和“讀/寫”權(quán)限。其對(duì)應(yīng)的默認(rèn)用戶名和密碼分別是user、public和admin、private4、配置鏈路聚合功能，所有參加聚合的端口必須設(shè)定一致的速率，鏈路聚合提供了增大傳輸帶寬和增強(qiáng)冗余性的功能。

工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)安裝調(diào)試注意事項(xiàng)5、出于網(wǎng)絡(luò)安全的角度考慮，通常會(huì)將控制網(wǎng)絡(luò)按照區(qū)域或者業(yè)務(wù)劃分為不同的VLAN，VLAN是將局域網(wǎng)設(shè)備從邏輯上劃分，VLAN的主要作用在于隔絕廣播域，VLAN與VLAN之間采用路由器或三層交換機(jī)進(jìn)行通信。6、環(huán)網(wǎng)交換機(jī)安裝調(diào)試前礦方應(yīng)結(jié)合已建設(shè)的和未建設(shè)的子系統(tǒng)做一個(gè)詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，如下表：鏈路聚合設(shè)置在Redundancy-Link-Aggregation界面，Allowstaticlinkaggregation打鉤。點(diǎn)擊Create生成一個(gè)虛擬端口。選擇新端口，點(diǎn)擊AddDevice-Ports。選擇需要聚合的兩個(gè)端口，需分兩次加。

關(guān)于冗余和快速生成樹設(shè)置（1）關(guān)于冗余和快速生成樹設(shè)置（2）關(guān)于冗余和快速生成樹設(shè)置（3）工業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃表交換機(jī)端口規(guī)劃表VLAN設(shè)置進(jìn)入目錄Switching-Vlan-Static，點(diǎn)擊Create，在彈出窗口輸入VlanID后確定，如下圖所示：每個(gè)端口對(duì)應(yīng)的選項(xiàng)如下：-：不屬于此VlanT：Trunk口，允許此Vlan通過該端口F：不屬于此VlanU：屬于此VlanVLAN設(shè)置VLAN設(shè)置

點(diǎn)擊Switching-Vlan-Port，將剛才設(shè)置端口的Port-Vlan-ID那一列改為相應(yīng)的VlanID，點(diǎn)擊set設(shè)置旁路交換機(jī)設(shè)置路由配置

如果需要兩個(gè)VLAN之間通訊，需要配置VLAN的路由功能。只能配置核心交換機(jī)的路由功能。將電腦接入核心交換機(jī)的管理端口,通過WEB界面方式訪問交換機(jī)并配置路由接口地址，輸入交換機(jī)的管理地址。選擇Routing—Global，將Routing選項(xiàng)打鉤，啟用路由功能。路由配置

選擇Routing—Interfaces—Configueation。點(diǎn)擊右下角的配置向?qū)izard，彈出配置向?qū)М嬅?，如圖：路由配置如圖：選中vlan1點(diǎn)擊Next路由配置輸入vlan1的路由地址，點(diǎn)擊finish。

如果點(diǎn)擊完成提示一定要選擇NO，否則很可能會(huì)導(dǎo)致主干鏈路因VLAN不在1而鏈路掛掉。靜態(tài)路由配置

在Routing-Global界面開啟Routing功能。Operation選擇On在Routing-RoutingTable-Static界面點(diǎn)擊Create，輸入目的網(wǎng)段，目的IP掩碼，下一跳，點(diǎn)擊OK。虛擬路由配置在Redundancy-VRRP/HiVRRP-Configuration界面，點(diǎn)擊Wixzary。虛擬路由配置點(diǎn)擊Wizary出現(xiàn)如圖對(duì)話框。選中192.168.3.252端口，輸入VRID（此VRID要與核心192.168.3.253的VRID保持一致），點(diǎn)擊Next。虛擬路由配置VRRPFunction打鉤，輸入VRRPIPAddress192.168.3.254以及優(yōu)先級(jí)150。點(diǎn)擊Next。保存設(shè)置配置文檔導(dǎo)出：topc（binary）（可讀）topc（script）（二進(jìn)制）這兩種模式都要導(dǎo)