摘要：本文介绍了综合自动化的结构体系，采用西门子的X-400交换机建设千兆工业以太网传输平台，实现了对华丰煤矿自动化的远程集中控制。

　　关键词：煤矿；综合自动化；工业以太网；SCALANCE X-400

　　1 项目简介

　　华丰煤矿是一个具有百年开采历史的老矿，1958年扩建，目前生产能力130万吨。

　　华丰煤矿原有的自动化系统有：-450、-750中央泵房排水监控系统、洗煤系统，正在进行的自动化改造项目有矿井地面供电及-450、-750中央配电所自动化监控系统、主运自动化监控系统、大巷信集闭系统。目前这些监测监控系统都处于相互独立的状态，各种系统自成体系，造成通讯线路重复投资、重复建设，不仅系统维护量大，而且整体可靠性差，维修、维护困难，信息不能互通，形成了"信息孤岛"现象，所以很难从系统工程的角度来整体对矿山进行统一的自动化管理，以发挥自动化集成的最大效益。

　　因此，通过在华丰煤矿建立综合自动化监测监控系统，使工况信息和控制信息在一个统一的平台上传输，实现远程集中监测监控，具有十分重要的意义。

　　2 系统构成

　　在华丰煤矿综合自动化项目中一共采用了6台西门子的SCALANCE X-400交换机，-750调度站、-750泵房、-450泵房，地面主运车房各安装一台，调度中心安装两台，通过铠装单模光纤将6个节点连接起来，为华丰煤矿搭建冗余可靠的1000M环型工业以太网传输平台。每台交换机配有12个100Mbit/s RJ45接口和2个1000Mbit/s ST光纤接口，用于把各系统接入进来。在物理上和逻辑上确保网络通路的冗余和安全，当某一子系统的通讯或元器件出现故障时，不影响其他子系统的通讯和整个网络的传输性能。

　　3 性能优点

　　3.1千兆环网

　　华丰煤矿的自动化系统包括信集闭系统、主运系统、洗煤系统、排水系统、地面供电系统、井下供电系统和数字工业电视系统，100Mbit/s的网络难以满足远程监测监控的要求，而SCALANCE X-400是一款千兆交换机，增加了网络的带宽，满足了骨干控制层网络千兆的需求。

　　3.2 交换机防爆

　　通过申请，SCALANCE X-400交换机获得了矿用产品安全标志，防爆（EX）证号是20521122，煤安(MA)证号是20060822，符合煤炭安全规程。可放置在没有雨水侵入，空气流通和相对湿度不大于95%（+25℃ ），温度不高于+40℃，不低于-40℃的硐室中，满足井下防尘、抗高温、抗潮湿和电磁干扰的要求，并把可能点燃爆炸混合物的部件封闭在一个外壳内，起到阻止向壳外传爆的作用。

　　3.3 冗余管理

　　为防止华丰煤矿的传输链路或交换机发生故障，在建立环网时， SCALANCE X-400 交换机切换为RM 模式，通过集成的冗余管理器，构成1000Mbit/s的高速光纤冗余环网。最多可支持 50台X-400 交换机串联连接到环网，总长为 150 km。在华丰煤矿有6台X-400 交换机串联在环网上，总长为11km。当传输链路或环网中的SCALANCE X-400 交换机发生故障时，网络重构时间严格小于300ms，增强了网络的可靠性。

　　3.4 VLAN划分

　　SCALANCE X-400支持虚拟局域网VLAN技术，使用该技术，把华丰煤矿的网络划分为各个独立的子网，从而可以将网络流量进行分类，防止非法终端的接入等，提高了网络的安全性。同时，VLAN按照节点的类型把网络流量进行分类，防止网络上不同站点之间、不同类型的网络流量发生冲突，特别是视频数据和生产数据的冲突，有效的降低了网络的负荷，提高了网络的通讯效率。

　　3.5SNMP管理

　　SCALANCE X-400支持SNMP协议，符合简单的网络管理协议SNMP，可实现对全矿网络的远程监控，当故障发生时，可在第一时间实现故障的诊断和定位。通过 SNMP，可简便集成在现有网络管理结构中，维护非常方便。

　　4 应用体会

　　在选用SCALANCE X-400之前，华丰煤矿曾经对百兆环网、赫斯曼交换机和SDH等方案进行了反复的论证和比较，最后决定采用西门子的千兆工业以太网交换机SCALANCE X-400组成地面和井下的1000M环网。SCALANCE X-400提供模块化的设计，用户可以根据需要灵活的选择端口数量，SCALANCE X-400最多支持4095个VLAN划分，具备C-PLUG参数存储卡和以太网电缆断线距离诊断功能，支持SNMP OPC SERVER网络管理方式，因此该方案价格实惠、稳定可靠、使用方便、兼容性和扩展性好，符合本质安全型矿井的要求。