四、冗余環(huán)網工作原理
工業(yè)冗余環(huán)網可以在惡劣環(huán)境下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、可靠性和實時性。
（1）物理連接上成環(huán)型。
（2）工作時整個網絡成鏈狀結構，有一段不傳輸數(shù)據(jù)，只傳輸環(huán)上設備各自的狀態(tài)。環(huán)上的每一個設備都知道并隨時向其他設備報告自己的狀態(tài)。一旦有一段網絡發(fā)生故障，臨近的交換機會馬上通知其他交換機，以極短的時間將這一信息傳遍全網。作為“根”的交換機就會實行切換，就是原來沒有數(shù)據(jù)通過的那段鏈路馬上進行數(shù)據(jù)傳輸。整個切換時間為300毫秒。整個網絡還是呈鏈狀工作狀態(tài)，實現(xiàn)冗余。當損壞的網絡修復后，網絡恢復到初始工作狀態(tài)。
（3）一條光纖鏈路發(fā)生故障時網絡重構方案如圖3所示，當主環(huán)光纖鏈路出現(xiàn)故障時，副環(huán)自動啟動，接替主環(huán)的工作使通信系統(tǒng)正常運行。故障修復后系統(tǒng)自動恢復。
圖為 光纖網絡故障重構方案
（4）兩條光纖鏈路同時發(fā)生故障如圖4所示，此時RTU 1及RTU 2 兩處的光端機會自動將光纖鏈路環(huán)回，形成兩個獨立的環(huán)形網，從而實現(xiàn)鏈路的自愈，使系統(tǒng)保持正常的運行。待故障解除后光端機會自動恢復到原來的工作方式。
圖4 兩條光纖鏈路同時發(fā)生故障
五、本系統(tǒng)優(yōu)勢分析
本周界系統(tǒng)的傳輸平臺方案是基于二層交換和三層路由的方案，其優(yōu)勢十分明顯。一是巨大的網絡基礎和長期的經驗知識，以及目前所有流行的操作系統(tǒng)和應用也都與之兼容；二因以太網是標準技術，具有廣泛的軟硬件支持，性能價格比好，初始成本和運營成本均較低。另外，以太網的擴展性好，且可靠性較高。以太網是與媒體無關的承載技術，可以透明地與銅線對、電纜和各種光纖等不同傳輸媒體接口，避免了重新布線的成本。因此，非常適用于礦場周界系統(tǒng)的傳輸，方便礦場周界建設的組網要求。
從結構上看，以太網周界系統(tǒng)以端到端解決方案面目出現(xiàn)，消去了其他解決方案所必不可少的網絡邊界處的格式變換。從管理上看，由于同樣的系統(tǒng)可以應用在網絡的各個層面上，網絡管理可以大大簡化。因此，滿足了礦場周界系統(tǒng)不斷建設和不斷引進新技術和新設備的要求。
本周界系統(tǒng)的傳輸平臺還有以下技術優(yōu)勢：
（1）冗余切換技術
冗余技術能在50ms內檢測到網絡中所有設備的狀態(tài)，并通知到所有網員，保證網絡在300MS內完成網絡重構。
（2）雙纖雙網冗余技術
采用冗余切換的技術的設備，可以完成雙纖冗余網絡、雙纖雙網冗余。所有節(jié)點互為備份的工業(yè)交換機可以采用特定的接口進行互連。形成多網孔的結構，以保證網絡上所有節(jié)點在任何狀態(tài)下具有安全完整的路由。
（3）雙主站備份功能
系統(tǒng)可以配置為局端、遠端和備份局端。當網絡出現(xiàn)故障導致局端失效，備份局端在0.2秒之內自動升為局端，保證網絡的正常運行；一旦網絡故障排除，原來的局端恢復正常工作，備份局端站會返回備份局端的狀態(tài)。
六、結束語
本文以工業(yè)以太網技術為基礎，較為詳細的敘述了光纖工業(yè)以太網環(huán)網技術在礦場周界集散控制系統(tǒng)中的應用，論述了系統(tǒng)的工作原理和關鍵技術。本文對礦場周界系統(tǒng)的傳輸平臺建設有一定的實用價值。
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