四、冗余環網工作原理

工業冗余環網可以在惡劣環境下，實現數據傳輸的穩定性、可靠性和實時性。

（1）物理連接上成環型。

（2）工作時整個網絡成鏈狀結構，有一段不傳輸數據，只傳輸環上設備各自的狀態。環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。一旦有一段網絡發生故障，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，就是原來沒有數據通過的那段鏈路馬上進行數據傳輸。整個切換時間為300毫秒。整個網絡還是呈鏈狀工作狀態，實現冗余。當損壞的網絡修復后，網絡恢復到初始工作狀態。

（3）一條光纖鏈路發生故障時網絡重構方案如圖3所示，當主環光纖鏈路出現故障時，副環自動啟動，接替主環的工作使通信系統正常運行。故障修復后系統自動恢復。

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回，形成兩個獨立的環形網，從而實現鏈路的自愈，使系統保持正常的運行。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生故障

五、本系統優勢分析

本周界系統的傳輸平臺方案是基于二層交換和三層路由的方案，其優勢十分明顯。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，以太網周界系統以端到端解決方案面目出現，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不斷建設和不斷引進新技術和新設備的要求。

本周界系統的傳輸平臺還有以下技術優勢：

（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，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。所有節點互為備份的工業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點在任何狀態下具有安全完整的路由。

（3）雙主站備份功能

系統可以配置為局端、遠端和備份局端。當網絡出現故障導致局端失效，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。

六、結束語

本文以工業以太網技術為基礎，較為詳細的敘述了光纖工業以太網環網技術在礦場周界集散控制系統中的應用，論述了系統的工作原理和關鍵技術。本文對礦場周界系統的傳輸平臺建設有一定的實用價值。