工業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)培訓

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

2、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)功能和特點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)交換機介紹5、交換機安裝注意事項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8、工業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃表9、交換機端口規(guī)劃表10、環(huán)網(wǎng)拓撲圖例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)的自動化子系統(tǒng)，可實現(xiàn)某些場合的減員增效，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)、皮帶運輸集中控制系統(tǒng)、主排水自動控制系統(tǒng)、壓風自動控制系統(tǒng)、供電自動控制系統(tǒng)、廣播通信系統(tǒng)（井下語音系統(tǒng)整合）、水文自動監(jiān)測系統(tǒng)、核子秤及電子秤計量系統(tǒng)、生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、打鉆視頻系統(tǒng)、信集閉運輸系統(tǒng)、主副提升在線監(jiān)測系統(tǒng)、主通風機在線監(jiān)測系統(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)的全礦井綜合自動化系統(tǒng)

煤礦工業(yè)以太網(wǎng)傳輸平臺包括井下網(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)，通過兩臺核心交換機連接起來。作為全礦主干網(wǎng)，為全礦各個子系統(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)場總線，保證了現(xiàn)場子系統(tǒng)的實時性和可靠性。工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)功能和特點1、支持多種冗余，包括HIPER-Ring（超級冗余環(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、每臺交換機配置獨立UPS，斷電后可供電2小時，井下交換機后備電源置于交換機內(nèi)，不單獨設(shè)立設(shè)備，與交換機結(jié)合為一個設(shè)備。

工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)功能和特點5、工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)冗余技術(shù)由于很多場合環(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)造了一個簡單環(huán)，從而保證了在某條鏈路意外損壞時數(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)冗余的時間少于300ms，也就是說，一條鏈路出錯后，網(wǎng)絡(luò)可以在300ms時間以內(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，把多條交換機到服務器或交換機到交換機的數(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，滿足高帶寬應用的需要，同時還可以增加網(wǎng)絡(luò)的負載均衡能力以及容錯性，極大地提高整個系統(tǒng)的性能。當聚合鏈路中任一條（不是全部）意外損壞時，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算機系統(tǒng)，是軟硬件的緊密結(jié)合體。具有軟件代碼小、高度自動化、響應速度快等特點，特別適合于要求實時和多任務的應用環(huán)境。實時多任務操作系統(tǒng)（RTOS）是嵌入式應用軟件的基礎(chǔ)和開發(fā)平臺，它嵌入在目標代碼中，在系統(tǒng)復位后首先執(zhí)行，負責在硬件基礎(chǔ)之上，為應用軟件建立一個功能更為強大的運行環(huán)境。

煤礦安全生產(chǎn)中一個關(guān)鍵的因素就是保證監(jiān)測信息和控制信息的實時傳遞，因而我們在礦用工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品設(shè)計時選擇具有高實時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)量的信號時，也能保證控制信號等重要信息的實時性。結(jié)合嵌入式WebServer技術(shù)，可以通過瀏覽器界面方便地對交換機進行管理和控制。工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)功能和特點8、環(huán)網(wǎng)網(wǎng)管控制技術(shù)環(huán)網(wǎng)網(wǎng)管軟件是對整個信息網(wǎng)進行規(guī)劃、配置的工具，它可以實現(xiàn)對所有支持SNMP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行管理、配置管理。能夠自動識別網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和終端設(shè)備，并形成網(wǎng)絡(luò)拓撲圖；物理的或邏輯的或是兩者結(jié)合在一起的，可手動調(diào)整、優(yōu)化設(shè)備，并可對未知的設(shè)備進行配置。顯示交換機間的物理鏈路的狀態(tài)和流量，鏈路流量實時更新?？蓪θW(wǎng)硬件資源設(shè)備進行資源管理，記錄所有設(shè)備，包含核心交換機、骨干交換機、服務器的mac地址，IP地址，設(shè)備名稱，設(shè)備型號，制造廠商。對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運行狀態(tài)實時監(jiān)控，包括監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是否正常工作，并對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的故障原因進行分析，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臺礦用隔爆兼本安型萬兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機，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、二水平上車場變電所、-550水平中央變電所。地面8臺千兆以太環(huán)網(wǎng)交換機。分別安裝于老調(diào)度樓、壓風機房（副井）、北翼風井、新副井、新風井、煤樓（主井、鍋爐房）、供應科、機關(guān)樓；中心機房安裝2臺赫斯曼核心交換機管理地面和井下兩個獨立環(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（赫斯曼）主要配置：赫斯曼三層萬兆工業(yè)以太網(wǎng)交換機，4路萬兆光接口，3個萬兆光模塊，4個千兆光模塊，安裝于機房，管理地面和井下兩個獨立環(huán)，共計兩臺，一主一備（重點）地面千兆環(huán)網(wǎng)交換機（赫斯曼）主要配置：

赫斯曼千兆工業(yè)以太網(wǎng)交換機

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

環(huán)網(wǎng)網(wǎng)管軟件是對整個信息網(wǎng)進行規(guī)劃、配置的工具，它可以實現(xiàn)對所有支持SNMP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行管理、配置管理，具備以下功能：1、能夠自動識別網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和終端設(shè)備，并形成網(wǎng)絡(luò)拓撲圖；物理的或邏輯的或是兩者結(jié)合在一起的，可在同一項目中表示出來，在拓撲圖上可手動調(diào)整、優(yōu)化設(shè)備，并可對未知的設(shè)備進行配置。2、物理真實拓撲，并顯示交換機間的物理鏈路的狀態(tài)和流量，鏈路流量實時更新，并能用顏色來表示鏈路流量更新情況。硬件資源管理可對全網(wǎng)設(shè)備進行資源管理，記錄所有設(shè)備，包含核心交換機、骨干交換機、服務器的mac地址，IP地址，設(shè)備名稱，設(shè)備型號，制造廠商。并能夠?qū)⒂布Y源信息導出，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IP

修改（2）雙擊要配置IP參數(shù)的交換機，如圖：網(wǎng)管界面進入界面，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1、由于赫斯曼交換機對光纖損耗要求比較高，所以交換機與交換機之間的光纖熔接盡可能的降低損耗。2、一個環(huán)網(wǎng)內(nèi)有一個冗余管理器，如果一臺交換機已經(jīng)設(shè)置了作為冗余管理器，此交換機上不能設(shè)置網(wǎng)絡(luò)耦合。

3、配置電腦必須保證與交換機的網(wǎng)管IP位于同一子網(wǎng)內(nèi)，進入赫斯曼配置界面，用戶具有“只讀”權(quán)限和“讀/寫”權(quán)限。其對應的默認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5、出于網(wǎng)絡(luò)安全的角度考慮，通常會將控制網(wǎng)絡(luò)按照區(qū)域或者業(yè)務劃分為不同的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進行通信。6、環(huán)網(wǎng)交換機安裝調(diào)試前礦方應結(jié)合已建設(shè)的和未建設(shè)的子系統(tǒng)做一個詳細的網(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。點擊Create生成一個虛擬端口。選擇新端口，點擊AddDevice-Ports。選擇需要聚合的兩個端口，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)劃表交換機端口規(guī)劃表VLAN設(shè)置進入目錄Switching-Vlan-Static，點擊Create，在彈出窗口輸入VlanID后確定，如下圖所示：每個端口對應的選項如下：-：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

點擊Switching-Vlan-Port，將剛才設(shè)置端口的Port-Vlan-ID那一列改為相應的VlanID，點擊set設(shè)置旁路交換機設(shè)置路由配置

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

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

如果點擊完成提示一定要選擇NO，否則很可能會導致主干鏈路因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界面點擊Create，輸入目的網(wǎng)段，目的IP掩碼，下一跳，點擊OK。虛擬路由配置在Redundancy-VRRP/HiVRRP-Configuration界面，點擊Wixzary。虛擬路由配置點擊Wizary出現(xiàn)如圖對話框。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），點擊Next。虛擬路由配置VRRPFunction打鉤，輸入VRRPIPAddress192.168.3.254以及優(yōu)先級150。點擊Next。保存設(shè)置配置文檔導出：topc（binary）（可讀）topc（script）（二進制）這兩種模式都要導