摘要：基于防爆工业以太网，改造原有矿井安全监测监控系统由主从结构为环形网络结构，提高矿井安全监测监控系统稳定性和可靠性，保障矿井的安全生产。 关键词：以太网；环形结构；监测监控；系统切换
Abstract: based on explosion-proof industrial Ethernet, rebuild original mine safety monitoring system by master-slave structure for ring network structure, raise the safety monitoring system stability and reliability, security of mine safety production.
Keywords: Ethernet; Annular structure; Monitoring; Switch system
中图分类号：[F287.2]文献标识码：A 文章编号：
1引言
随着煤炭开采技术的发展，要求矿井设备工作稳定可靠，要求对设备工况的监控做到实时、准确和快速反应，对煤矿安全生产提出了更高的要求。我矿原用的安全监控系统采用传统的RS485总线架构技术作为系统数据的传输平台，该系统存在巡检速度慢，信号在传输过程中易受到外界干扰大，时常造成高值误报发生，为了减少故障，于2011年5月把安全监控系统改用光缆通讯技术，以提高其瓦斯数据监测的准确率、监测速度，抑制外界干扰信号，降低瓦斯监测的故障率，为煤矿安全生产起到了及其重要的作用。
2传统总线安全监测监控系统
以RS485作为通讯协议的普通KJ91N安全监控系统采用主从巡检通讯方式，使用一对双绞线实现多站联网，硬件设计简单，成本低廉，可随着系统的扩大，在信号传输速度、组网方式、信号稳定性和可靠性等方面不满足现代煤矿的发展，其不足主要表现为：
⑴RS485 总线通信的吞吐量较低，采用主机轮询方式通讯，因此接入系统的数据采集设备越多，实时性越差，随着系统的容量增大，系统反应时间和反应速度无法满足《AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求》对煤矿监控系统的性能要求；
⑵在煤矿井下大型机电设备运行环境和复杂的巷道环境下，RS485 总线长距离通讯时易受强信号干扰而造成监控误报，对系统稳定性和可靠性不能保证；
⑶RS485 总线构成的网络只能以串行布线，不遵循串行布线规则将大大降低通讯的稳定性，并且当网络上某一节点出现故障会导致系统整体或局部的瘫痪，信号实时监测得不到保证。
3基于工业以太环网传输平台的安全监测监控系统
现用KJ91N安全监控系统的传输平台由工业以太网和现场总线模式构建，监控中心有安全监控系统和抽采计量系统，工业以太网的网络架构主要由由地面一台KJ306-J矿用数据传输接口和井下五台本安光纤环网交换机组成。改造后的系统优点主要表现为：
⑴多主并发通讯模式，系统检测速度快，系统反应时间大大缩短，数据、控制指令信息实时传递，信息的实时性强；
⑵双环路网络结构实现网络冗余，减少网络单点故障，增强整个通信网络在突发情况下的生存能力，确保系统运行稳定性、环境适应性；
⑶基于TCP/IP的以太网采用国际主流标准，协议开放，子系统接入工业以太网平台后，不再需要数据转换器，在信号传输方式上最大限度发挥了以太网的优势；
⑷平台带宽容量大、传输距离远、抗干扰性强，保障信息稳定性。
4应用情况
从系统运行情况来看，整个系统在地面中心站软件、井上井下分站、传感器及通讯方面都有了非常好的使用效果，主要表现为：
（1）地面中心站软件方面。丁集矿监测监控系统平台现采用Windows2003平台软件，KJ91N(A)中心软件通讯速率从原2400波特率提到10/100M，巡检周期缩短，在上传数据和矿局域网中可稳定运行，故障率为零。
（2）通讯路径方面。旧系统使用的是7条支线（同轴缆）进入主系统，分两路通讯口通讯，一条线路有故障就会造成系统工作不正常，并且不便查找，投入大量人力和时间，而现在的通讯路径采用了双路全闭环制式光缆传输模式，信号采用井上井下光通信线切换功能，系统设计了4条光信号线传入监控机房，一条信号线有故障可迅速切换到另一条备用线上，不会影响整个系统工作运行。
（3）系统架构方面。采用光电混合连接方式，主传输通道即交换机的连接采用光缆，保证了系统的传输速度和防雷抗干扰性能。交换机与分站之间采用电缆，使随时移动的工作面增加更换分站简单快捷。
5结语
矿井安全监测监控系统建立基于防爆工业以太环网架构的模式，在井下通讯线路发生故障，光缆某处被切断后，信号仍能正常传输，这是以往任何一个监测监控系统都无法实现的功能。该系统自2011年8月27日正式投入使用以来，运行稳定可靠，实现监测监控数据、定义信号、追踪历史记录、曲线、图形、图像的实时显示，与企业局域网联网，可以实现资源共享，信息传输速度快，相互之间无干扰，从根本上解决了原系统的弊端，达到了预期效果，取得了很好的安全和经济效益。
参考文献：
1孙继平，彭霞，王涛，等。AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求[S].北京；煤炭工业出版社，2006
2孙继平，彭霞，卫修等。MT/T10081-2006煤矿安全监控系统软件通用技术要求[S].北京；煤炭工业出版社，2006
作者简介：胡冰（1985-），女，助理工程师，2007年毕业于安徽建筑工业学院电子信息工程专业，现主要从事煤矿信息化方面工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。