Moxa一體化通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為礦業(yè)客戶創(chuàng)造可持續(xù)價(jià)值

摩莎科技（上海）有限公司 林叢

Moxa一體化網(wǎng)解決方案具有無與倫比的覆蓋靈活性、可擴(kuò)展性和可靠性，通過一個(gè)統(tǒng)一的edgeto-core網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，優(yōu)化操作效率和安全性，為礦業(yè)客戶創(chuàng)造可持續(xù)價(jià)值。

摩莎科技（上海）有限公司行業(yè)經(jīng)理 林叢

2013年的中國礦業(yè)大會(huì)上曾有發(fā)言人指出，隨著全球礦業(yè)的發(fā)展，中國在世界礦業(yè)格局中地位愈顯突出，礦業(yè)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了迅猛突破，資源加速整合，產(chǎn)業(yè)集聚度不斷提高，目前，已成為國際上礦業(yè)資源整合最活躍的元素。與此同時(shí)，中國及國際礦業(yè)發(fā)展也面臨諸多挑戰(zhàn)，國際機(jī)構(gòu)研究表明，2015年全球鐵礦石產(chǎn)能接近五十億噸，將在2011年的基礎(chǔ)上增長70%，在此過程上，前三名的礦業(yè)公司所占市場(chǎng)份額將從30%以上降到20%以下。全球礦產(chǎn)資源供應(yīng)形勢(shì)明顯改善，供需關(guān)系逐步趨向合理，隨著未來幾年新建礦山產(chǎn)能的形成和釋放，以及大量下游冶煉企業(yè)的整合升級(jí)，供需雙方力量對(duì)比將更加均衡。國際礦業(yè)回歸其產(chǎn)業(yè)的常態(tài)，有利于礦業(yè)實(shí)現(xiàn)理性的健康發(fā)展。

Moxa是工業(yè)聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)計(jì)算和遠(yuǎn)程自動(dòng)化解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者。擁有超過25年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，Moxa在全球連接了超過三千萬臺(tái)設(shè)備，并布局了完善的分銷和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，覆蓋全球超過70個(gè)國家和地區(qū)。Moxa創(chuàng)新和高品質(zhì)的解決方案在各行各業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，包括工廠自動(dòng)化、軌道交通、智能電網(wǎng)、智能交通、石油/天然氣、海洋和礦業(yè)等。多年來，我們一直扎根在全球礦業(yè)市場(chǎng)中，以專業(yè)的知識(shí)為合作伙伴提供了強(qiáng)大的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)融合解決方案，使企業(yè)運(yùn)營變得更智能、更安全、更高效，也獲得了豐富的成果，包括焦煤西山煤電集團(tuán)、華能集團(tuán)、中國有色金屬集團(tuán)、山西焦煤集團(tuán)、重慶能投集團(tuán)等旗下的礦廠均采用了Moxa的工業(yè)自動(dòng)化解決方案。

Moxa一體化網(wǎng)解決方案具有無與倫比的覆蓋靈活性、可擴(kuò)展性和可靠性，通過一個(gè)統(tǒng)一的edge-to-core網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，優(yōu)化操作效率和安全性，為礦業(yè)客戶創(chuàng)造可持續(xù)價(jià)值。在網(wǎng)絡(luò)通信的部分，Moxa融合性基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案使用了工業(yè)以太網(wǎng)，得以與多個(gè)專用協(xié)議和系統(tǒng)輕松融合，比如安全監(jiān)控，井下人員定位，語音通信和CCTV監(jiān)視系統(tǒng)。這種通信一體化和互操作性，可以在保持靈活性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)最佳后期成本控制。此外，礦工在井下依靠WLAN進(jìn)行連接、通信和遠(yuǎn)程控制移動(dòng)應(yīng)用時(shí)，Wi-Fi的連接性對(duì)于采礦來說就變得極為重要，特別是在井下，因?yàn)榧词勾嬖诘匦握系K，Moxa的工業(yè)WLAN技術(shù)也能夠?yàn)槿魏涡问降囊曨l、語音、數(shù)據(jù)或IP監(jiān)視數(shù)據(jù)的傳輸提供可靠的通訊保障，確保信號(hào)覆蓋及連接性無損。

Moxa的優(yōu)勢(shì)在于我們可以為礦業(yè)提供值得信賴的一體化通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。礦區(qū)網(wǎng)絡(luò)主要是為地面控制中心和地下位置之間提供通信連接。大體上，礦區(qū)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為三層：信息層、控制層和基礎(chǔ)設(shè)備層。Moxa提供統(tǒng)一的edge-to-core工業(yè)以太網(wǎng)解決方案，使在礦區(qū)建立一個(gè)靈活的、可擴(kuò)展的、低成本的分層網(wǎng)絡(luò)更加簡(jiǎn)單：

? 信息層：在信息層上建立核心骨干網(wǎng)，負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)中快速、可靠地傳輸數(shù)據(jù)，因?yàn)樗衅渌麑蛹?jí)都依賴于它。這一層使用2臺(tái)Moxa萬兆核心交換機(jī)，它配備有4個(gè)萬兆口和48個(gè)千兆口，兩個(gè)萬兆口通過Turbo Ring（支持20ms內(nèi)快速自愈）冗余網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，形成一個(gè)多業(yè)務(wù)主干網(wǎng)，拓展了在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可用性，實(shí)現(xiàn)對(duì)地面信息管理系統(tǒng)和子系統(tǒng)監(jiān)控以及礦區(qū)環(huán)境控制的整合。

? 控制層：控制層也是骨干網(wǎng)的一部分，包括高密度路由器、交換機(jī)，并向上向下分別接入核心層和接入層。通過不同子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)之間的環(huán)形拓?fù)浜椭悄芑酚傻耐耆哂嗄軌蛟黾泳W(wǎng)絡(luò)可靠性。Moxa在導(dǎo)軌式和機(jī)架式設(shè)備中都提供了千兆光纖以太網(wǎng)交換機(jī)，通過模塊化設(shè)計(jì)選擇實(shí)現(xiàn)靈活擴(kuò)展，因?yàn)闀?huì)有更多的應(yīng)用增加到現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)中。在各種應(yīng)用場(chǎng)合中，IKS機(jī)架式交換機(jī)連接到地面主干環(huán)路和采用千兆Turbo Ring技術(shù)的地下EDS導(dǎo)軌式交換機(jī)，使現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通過冗余光纖鏈路傳輸?shù)街鞲删W(wǎng)交換機(jī)，然后上傳到地面控制中心。

? 基礎(chǔ)設(shè)備層：作為以太網(wǎng)協(xié)議層級(jí)的最低層，接入層通過底層交換機(jī)和無線AP連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。Moxa各類接入層交換機(jī)都在盡可能靠近現(xiàn)場(chǎng)使用人員的地方工作，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，安裝在導(dǎo)軌上，工作溫度范圍寬，各種端口都能夠適應(yīng)環(huán)境惡劣的礦區(qū)。Moxa通過了包括Ul/cUL Class I、Division 2和ATEX Zone 2在內(nèi)的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，能夠在各種危險(xiǎn)的采礦條件下工作。

隨著我國礦井自動(dòng)化的大力發(fā)展，未來礦井自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)將底層設(shè)備進(jìn)行高度集成，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控。隨著智能儀表、現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，隨后網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)會(huì)整合不同的協(xié)議，將各個(gè)控制子系統(tǒng)整合起來，繼而通過網(wǎng)絡(luò)傳送至遠(yuǎn)端的監(jiān)控中心，并在監(jiān)控中心通過軟件對(duì)礦井自動(dòng)化中的子系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理。對(duì)企業(yè)管理人員而言，將過程自動(dòng)化的控制與企業(yè)級(jí)集控自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行整合，可以使企業(yè)的管理人員在企業(yè)集控中心對(duì)礦井內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行集中的遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程操作和遠(yuǎn)程管理。企業(yè)集控中心可以跨礦井的實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)備層、過程控制層、企業(yè)安全生產(chǎn)調(diào)度層、企業(yè)管理層進(jìn)行統(tǒng)一控制，將各數(shù)據(jù)匯總并分析，用于企業(yè)決策層的數(shù)據(jù)支持，從而實(shí)現(xiàn)礦井管控一體化。正因如此，Moxa預(yù)見到在礦井自動(dòng)化中，會(huì)面臨高帶寬、大數(shù)據(jù)、集中管理、擴(kuò)展靈活等需求，我們?yōu)榈V井自動(dòng)化提供的edge-tocore一體化解決方案中，具備如下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：

? 擴(kuò)展靈活性。Moxa創(chuàng)新的冗余技術(shù)，稱作Turbo Chain，可使礦區(qū)操作員向任何類型現(xiàn)有主干網(wǎng)添加無限冗余子環(huán)網(wǎng)。前面提到的Turbo Ring 技術(shù)，主要用于構(gòu)建主干環(huán)網(wǎng)；那么Turbo Chain可以基于任何類型的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)添加子網(wǎng)絡(luò)，且整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能夠在不到20ms的時(shí)間內(nèi)快速自愈，為條件苛刻的礦區(qū)環(huán)境提供了必備的快速冗余。

? 面向未來的可擴(kuò)展性。在將來，采礦作業(yè)將通過高度自動(dòng)化和整體流程優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)增益。通過對(duì)采礦作業(yè)實(shí)時(shí)優(yōu)化的操作信息，我們相信今后對(duì)通信和帶寬都會(huì)有更高的要求。Moxa工業(yè)以太網(wǎng)解決方案采用了多光纖以太網(wǎng)交換機(jī)，最大上行鏈路帶寬達(dá)到10G，為融合視頻、語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量提供全速千兆網(wǎng)速，兩個(gè)810.11n無線AP接入點(diǎn)提供了實(shí)時(shí)移動(dòng)連接。這一帶寬優(yōu)化包為地面和地下礦區(qū)提供了可升級(jí)的、統(tǒng)一的有線和無線接入，這不僅能使多業(yè)務(wù)應(yīng)用共享網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)，還能夠適應(yīng)未來業(yè)務(wù)應(yīng)用所帶來的增長和動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展。

? 可靠的漫游服務(wù)。采礦作業(yè)使用多種車輛、設(shè)備，而且人員分散在整個(gè)崎嶇不平的地帶之中，采礦作業(yè)的方方面面都要求不中斷的、實(shí)時(shí)的信號(hào)連接，哪怕是在移動(dòng)過程中。Moxa提供毫秒級(jí)Turbo Roaming技術(shù)，使得漫游切換過程中視頻連接更加通暢?；贑lient的Turbo Roaming技術(shù)漫游切換時(shí)間<100ms，而采用Moxa無線控制器的Turbo Roaming技術(shù)可以將漫游切換時(shí)間縮短至<50ms，這樣可以大大保證無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。獨(dú)有的雙射頻，也增加了無線通信的冗余性。

? 統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理。網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)架構(gòu)監(jiān)控是采礦流程控制中不可或缺的組成部分。所以，需要通過高度直觀的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，協(xié)助工程人員快速、簡(jiǎn)易地發(fā)現(xiàn)真正的故障原因。Moxa MXview網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是一個(gè)集成了可視化技術(shù)的管理平臺(tái)，能夠?qū)⒏鲗硬傻V數(shù)據(jù)系統(tǒng)統(tǒng)一到一體化網(wǎng)絡(luò)之中。所有選用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都能夠通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器在現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程場(chǎng)所直觀地進(jìn)行管理——隨時(shí)隨地進(jìn)行管理。

? 定制的本質(zhì)安全。地下采礦具有危險(xiǎn)性，瓦斯氣體和煤粉塵都有引發(fā)火災(zāi)的潛在風(fēng)險(xiǎn)?？紤]到采礦作業(yè)的這些風(fēng)險(xiǎn)，瓦斯礦井中使用的通信硬件必須本安（IS）而且防爆。Moxa以安全性和可持續(xù)性為設(shè)計(jì)理念，采用高度集成板將以太網(wǎng)交換機(jī)和AP融為一體，以節(jié)省空間，優(yōu)化信號(hào)范圍和可靠性。為了避免電磁干擾，集成板上的集成電路采用了保護(hù)性部件，該產(chǎn)品通過了適用于極端危險(xiǎn)區(qū)域的嚴(yán)格的本安測(cè)試。

Moxa致力于為礦業(yè)提供值得信賴的解決方案，無論是一體化的有線和無線基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，還是基于標(biāo)準(zhǔn)解決方案進(jìn)行面向未來的可擴(kuò)展性，我們都將提供值得信賴的品質(zhì)和服務(wù)。Moxa產(chǎn)品提供5年質(zhì)保服務(wù)，且IRIS品質(zhì)認(rèn)證和全生命周期的質(zhì)量管理體系確保每個(gè)細(xì)節(jié)都能展現(xiàn)出卓越的品質(zhì)。在全球，我們有豐富的礦井實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，且為客戶提供本質(zhì)安全的定制設(shè)計(jì)。我們?cè)咐^續(xù)投身于中國礦業(yè)的發(fā)展，持續(xù)提供“可靠的網(wǎng)絡(luò)”和“真誠的服務(wù)”的商業(yè)價(jià)值，加強(qiáng)與國內(nèi)外知名礦業(yè)公司的合作，期待未來更廣闊的天地。