当前位置:首页 >  综合要闻  > 正文

拥抱F5G,段王煤矿进入智能化矿山建设快车道

时间:2023-08-02 09:26:28     来源:华为智能矿山

导读:网络建设是煤炭行业实现智能化的基础设施,山西寿阳段王煤业集团有限公司段王煤矿采用F5G技术,以高效投资,低运营投入,快速将千兆环网升级为万兆光环网,打造出高可靠、高安全的绿色网络,为矿山的智能化转型奠定了坚实的基础。


(相关资料图)

山西是中华文明发祥地之一,历史悠久,人文荟萃,拥有丰厚的历史文化遗产。与此同时,山西也是我国矿产资源最为丰富的产地之一。已发现的矿种达120种,其中,查明资源储量的有70种,保有资源储量居全国前十位的有36种。段王煤矿位于山西省晋中市寿阳县内,于1956年建矿,改革开放以后,随着生产力的不断提高,生产技术不断改进,企业规模也不断扩大。

当前,全球矿山智能化进入全面加速的新阶段,对于矿山企业而言,通过将全新的通信与信息技术和矿业生产业务流深度融合,离不开坚实的信息基础设施作为支撑。段王煤矿现有核心交换机为千兆核心交换机,无法满足日益增长的业务需求,接入交换机数量较少,无法实现整个厂区的网络接入,同时缺少相关的安全防护,网络健壮度底,抗风险能力底,因此亟待升级改造。建设一张统一规划、信息共享、维护方便、可靠性高的信息化网络迫在眉睫。可有效解决煤矿长期存在的安全生产信息无法全方位监测、传递时效性和准确性不高等问题。

2022年,华为公司提出的煤矿井下F5G工业光网技术方案,以无源设备替代传统汇聚交换机,以本安设备,替代传统的隔爆型防爆设备,大幅提高了煤矿网络的可靠性,可用性以及可维护性。段王煤矿联合华为,在整个矿区打造了F5G全光工业网络,在实现煤炭自动化,信息化,智能化生产,推进井下少人化、无人化、智能化的方向上,进入了快车道。

打造一张井下、井上一张网,

为煤矿智能化应用提供关键保障

为了达成为企业的智能化建设铺路的目标,建设之初,矿区领导就对当前业务需求做了充分的调研和清晰的判断:一是需要建设一张大带宽、低时延、高可靠、高安全的煤矿井下生产网络,助力矿山发展的无人少人,提质增效目标。同时,也需要满足井上办公网络日益增长带宽需求,将整体网络由千兆升级达到万兆,以及实现千兆到桌面的建设目标。

井下业务需求:

井下生产过程复杂,辅助系统多,数据实时性要求高,为能实时、快速传送各主要生产环节、安全管理重点部位的现场情况和关键生产设备的运行工况数据,井下部署了防越级系统、无人值守系统、智能掘进综采系统、瓦斯监测系统、人员定位系统、应急广播及瓦斯抽风系统、智能皮带控制系统、视频监视系统等。将井下各系统数据、图像、声音实时传送到矿井调度室及区队值班室,使调度员和生产指挥人员直观、准确地掌握各主要生产环节的实际情况,便于调度指挥;各系统能对所监控区域的图像、声音信息进行存储,对重要数据进行记录,为处理事故提供真实依据,更有效地指挥生产、处理和解决生产中出现的各种问题和事故;同时,无人值守系统,智能远程操控系统也是实现减员增效的关键环节。

井上业务需求:

随着井上生产智控,OA办公、IP电话,视频监控等业务的快速发展,现有网络无法满足对带宽,安全防护等相关方面的需求,需要对整个厂区网络进行改造设计。新方案一方面要具备低时延、大带宽的特点,支持未来企业智能化建设。另一方面,要对现有网络设备进行充分利旧,优化网络结构实现万兆主干、千兆到桌面的有线网络,并实现网络的高可靠性,保障生产业务和办公业务的稳定运行。

强强联手,

筑牢煤矿智能化基础设施底座

煤炭行业的数字化特征可以概括为全连接、全感知、全智能。新型传感器和摄像头等设备的应用,使煤矿实现了对环境、设备和人员状态的实时感知。2021年5月,华为公司发布了F5G全光工业网解决方案。在中国矿业大学(北京)教授杨军看来,F5G支撑第五代N00采煤工艺,打通了煤矿数据系统间互通的桥梁,提供全感知、全连接、全智能的体验,铸就智慧新矿山,从根本上建设本质安全型矿井。

在段王矿引入F5G方案可以在多个方面提升煤矿智能化体验:

1.高安全保证

首先,提供了电气安全。F5G方案将主巷道内的汇聚交换机加防爆箱替换成了无源分光器。而接入交换机加防爆箱,被替换成了本质安全的ORE和一个本质安全箱,这样就实现了井下全本安部署。

其次,传统的光纤方案,需要井下熔纤,井下煤尘等因素导致了工程耗时较多,同时带来了光损耗大。而华为的预连接方案,施工简单安全,不需要专业的施工人员,只要简单的插拔就可以将光纤连接起来。

2.确定性低时延保证

华为F5G解决方案实现了端到端的硬管道。不同业务,通过TDM,D-NET网络切片等技术可以在一张网上实现物理隔离。同时, F5G工业光网端到端0.5 ms确定性时延,满足井下控制、监控等业务低时延要求。全光网络采用二层数据承载技术,需要利用VLAN技术来对不同业务划分不同的VLAN,这样可以做到不同业务相互隔离,互不影响。不同的业务选用不同的优先级,保证重要业务高优先级。重要低时延业务使用网络切片技术固定带宽类型,保证带宽和时延不受网络拥塞影响。

3.高可靠保证:

华为F5G工业光环网做到了部件级可靠性要求设备重要部件:主控板、电源、上联口支持1+1冗余备份。另外,PON网络采用Type C双归属保护,可以抵抗多次链路中断。保证PON网络任何一个环节出问题,都可以30ms切换到备用,对外体现业务不中断。再者,GPON链路支持AES-128加密,可以保证传输报文的高安全性。

4.大带宽保证:

F5G工业光环网OLT单PON口支持上下行10Gbps带宽,OLT上行支持40Gbps带宽,矿用隔爆兼本安型通信接口上行支持10Gbps带宽,满足井下视频监控等带宽需求。OLT和矿用隔爆兼本安型通信接口提供多种带宽配置手段,保证各种业务或者各个ONU带宽的灵活配置。

5.易装,易维性保证

无源的预连接光纤,可以避免在井下熔纤,无需专业的施工资质,只需要做简单的插拔,即可完成光纤的联接,同时,可以多人并行施工,大幅提高施工效率。在井下,随着作业面的不断变化,极简的施工,极易拓展的网络架构提供了完美的匹配方案。

另外,在传统方案中,如果光纤出现了故障,需要人工来定位。而华为F5G工业光环网方案,可以在eSight网管上自动定位光纤中断位置。结合GIS 地图,就可快速发现断纤位置,从而快速排除问题。

在矿区领导看来,F5G方案提供全光纤业务承载网络,具备安全可靠、极简部署、可视运维、灵活扩展、边缘智能等特点,可助力矿区安全生产,安全监控、远程生产以及办公生活等多种业务承载,完全契合自身的需求。

1. 安全:减少40%的有源节点,井下100%全本安防爆箱。

F5G网络链路是纯无源的,这将节省40%的有源节点。同时,这些设备都是本质安全的,即始在故障的情况下,也不会产生任何电火花,引起爆炸,这样在井下, F5G的方案就实现了井下全本安防爆箱,大大提高了安全性。

2. 效率:提高施工效率10倍以上,减少90%以上人工巡检时间。

由于实现了本安,F5G设备也不需要厚重的隔爆型防爆箱,100kg降到10几kg,原来需要4个壮汉才能安装的设备,现在一个人单手就可以提走,安装简单方便,且成本又低。还有,光纤预联接的使用,使得原来只能熔纤的方式,升级为只需要简单的插拔即可完成光纤的联接,整体施工效率提升10倍以上。

另外,F5G可以实现远程管理和自动断纤检测。由于井下环境复杂,原来至少需要2个小时的人工排障时间,1分钟内的自动排障。F5G把井下网络点亮了,客户坐在井上屏幕就可以看到井下整个网络的情况,减少了90%以上的人工巡检时间,大大提升了运维效率。

3. 可靠:端到端双链路保护。

F5G工业光环网,实现了端到端双链路保护,并且可以30ms极速倒换;同时工业设计ORE,防爆认证,70℃高温,6kV防雷等特性,为井下生产安全可靠保驾护航。

“能让工人穿西装,打领带”是华为矿山军团对于推进煤矿智能化目标的形象描述。智能化全面推进,意味着生产和运维效率的巨大提升。如今段王矿的工友们,工作之余,常喜欢到矿周边散散步,溜溜弯,领略现代化矿井的盛景。

携手华为,段王煤矿也正在以崭新的面貌,走在全国矿山智能化创新的前列。

标签:

推荐文章