一、方案概述

能源工业是我们国家经济发展的命脉所在，近年来，随着石油资源的紧张、石油价格的飚升，煤炭行业的重要性和不可替代性也日益凸现。但中国煤炭行业的安全生产形势却不容乐观，尤其是重、特大伤亡事故屡见报端，据不完全统计，2004年中国煤炭产量占世界产量的35％，可事故伤亡人数却占80％。在这些事故中，瓦斯爆炸又占绝大多数。这其中固然有很多因素，但各煤矿生产企业安全监测不完备、管理手段落后也是造成事故频发的重要原因之一。

随着国家对煤矿安全生产工作的日益重视，以及矿务局自身现代化管理的需求，煤矿安全监测系统越来越体现出其重要性。从技术和管理的角度出发，煤矿系统联网安全监测已是必然趋势。做为自动化业内领先的工业以太网产品供应商，美国卓越通讯公司拥有煤矿安全监测系统成功的经验和成熟的案例，下面以ⅹⅹ矿业(集团)公司的安全生产监控和信息化建设为例，对煤矿的安全生产监测系统做以介绍。

煤矿行业数字安全监测监控系统将矿井各生产环节的计算机监控与工业电视监视系统融为一体，在地面中央调度控制室就可实现对全矿井各生产环境和设备的监视和控制。并可将信息通过网络传送给矿级领导，使矿级领导在办公室通过计算机即可随时了解安全、生产、人员等各种信息，实现全矿井统一调度、统一管理。在今天的矿井安全要求极高的情况下，整个矿井的自动化系统和控制系统在安全生产中起至关重要的作用，一个安全稳定的网络系统能够帮助控制中心实时地了解井下生产和设备运行情况，是安全生产、提高效率的保证。

 

二、方案设计

根据矿井和控制中心物理位置分散，距离比较远的实际情况，本方案在局域网内部主干网络采用TSC Carat40m可网管模块化工业以太网交换机，作为连接ERP与矿井环网。通过TSC Carat50系列工为以太网交换机构成环网，然后将数据分配给各用户，使数据采集针对性强，兼容性和可靠性好。拓扑原理图如下所示：

 

 

煤矿行业综合自动化控制系统解决方案原理图

三、主要使用产品

 

                                    

 

                             

                          TSC Carat 40m工业以太网交换机

 

 

                                          

 

                                                        TSC Carat 5008FC2工业以太网交换机

 

四、方案特点

1、  本方案采用的美国卓越通讯TSC Carat 40m系列产品是采用模块化的设计结构，可根据接入状况灵活配置模块改变双绞线/光纤端口来满足多种需求的连接。Carat40m的抗电磁辐射、电磁屏蔽、振动冲击等指标均符合工业标准，-10度~+60度宽工作温度，确保其在严苛的工业现场工作良好。Carat40m可网管模块化工业以太网交换机主要适用于工业网络自动化现场的监控层及管理层，为收集处理现场总线设备的通信数据提供高实时性，高确定性，高可靠性的解决方案。

2、  易操作性：本工程采用的TSC Carat50系列即插即用冗余环网交换机具有面板式设置，组网简单，易操作，在网络发生故障时（如光纤中断、节点设备故障等），自动实现光通道保护。

3、  网络可靠性高：TSC Carat50系列即插即用冗余环网交换机网络故障恢复时间短，提供保护和网络拓扑自愈恢复功能，保护切换时间<300ms。并且主要部件均为冗余配置，具有双电源供电回路，支持热备份功能并有过压、过流和雷电保护。

4、  工业级别的安全及可靠性设计

·  褶皱结构散热，密封包装，具有良好的散热与防尘性

·  支持工业 DIN-Rail 卡轨和壁挂式安装

·  冗余双直流电源输入(18-36VDC)(可选)

·  工作温度范围-10℃-+70℃，工作湿度范围10% - 95%（无凝露）

5、高安全性、高实时性

可以以图形方式实时监测单个煤矿的全部传感器的工作情况以及井下设备的工作状态。在图上能够看到每个传感器当时的瓦斯浓度大小和设备的开停状态，具有瓦斯超限时有铃声报警的功能通讯中断有响应的显示。能实时显示和查询监控所采集数据，并能自动做出超限警报。

 

TSC的优势

·  对恶劣工业现场环境超强的适应能力

·  可靠、快速的冗余环网技术（满负荷状态下恢复时间<300ms）

·  继电器输出故障报警功能

·  支持冗余电源功能，极大的增强了系统的可靠性

·  方便的现场安装和人性化的配置功能