Moxa一体化通信网络架构为矿业客户创造可持续价值

摩莎科技（上海）有限公司 林丛

Moxa一体化网解决方案具有无与伦比的覆盖灵活性、可扩展性和可靠性，通过一个统一的edgeto-core网络平台，优化操作效率和安全性，为矿业客户创造可持续价值。

摩莎科技（上海）有限公司行业经理 林丛

2013年的中国矿业大会上曾有发言人指出，随着全球矿业的发展，中国在世界矿业格局中地位愈显突出，矿业产业实现了迅猛突破，资源加速整合，产业集聚度不断提高，目前，已成为国际上矿业资源整合最活跃的元素。与此同时，中国及国际矿业发展也面临诸多挑战，国际机构研究表明，2015年全球铁矿石产能接近五十亿吨，将在2011年的基础上增长70%，在此过程上，前三名的矿业公司所占市场份额将从30%以上降到20%以下。全球矿产资源供应形势明显改善，供需关系逐步趋向合理，随着未来几年新建矿山产能的形成和释放，以及大量下游冶炼企业的整合升级，供需双方力量对比将更加均衡。国际矿业回归其产业的常态，有利于矿业实现理性的健康发展。

Moxa是工业联网、工业计算和远程自动化解决方案的领导者。拥有超过25年的行业经验，Moxa在全球连接了超过三千万台设备，并布局了完善的分销和服务网络，覆盖全球超过70个国家和地区。Moxa创新和高品质的解决方案在各行各业中得到广泛应用，包括工厂自动化、轨道交通、智能电网、智能交通、石油/天然气、海洋和矿业等。多年来，我们一直扎根在全球矿业市场中，以专业的知识为合作伙伴提供了强大的自动化网络融合解决方案，使企业运营变得更智能、更安全、更高效，也获得了丰富的成果，包括焦煤西山煤电集团、华能集团、中国有色金属集团、山西焦煤集团、重庆能投集团等旗下的矿厂均采用了Moxa的工业自动化解决方案。

Moxa一体化网解决方案具有无与伦比的覆盖灵活性、可扩展性和可靠性，通过一个统一的edge-to-core网络平台，优化操作效率和安全性，为矿业客户创造可持续价值。在网络通信的部分，Moxa融合性基础架构解决方案使用了工业以太网，得以与多个专用协议和系统轻松融合，比如安全监控，井下人员定位，语音通信和CCTV监视系统。这种通信一体化和互操作性，可以在保持灵活性的同时，实现最佳后期成本控制。此外，矿工在井下依靠WLAN进行连接、通信和远程控制移动应用时，Wi-Fi的连接性对于采矿来说就变得极为重要，特别是在井下，因为即使存在地形障碍，Moxa的工业WLAN技术也能够为任何形式的视频、语音、数据或IP监视数据的传输提供可靠的通讯保障，确保信号覆盖及连接性无损。

Moxa的优势在于我们可以为矿业提供值得信赖的一体化通信网络架构。矿区网络主要是为地面控制中心和地下位置之间提供通信连接。大体上，矿区网络架构分为三层：信息层、控制层和基础设备层。Moxa提供统一的edge-to-core工业以太网解决方案，使在矿区建立一个灵活的、可扩展的、低成本的分层网络更加简单：

• 信息层：在信息层上建立核心骨干网，负责在网络中快速、可靠地传输数据，因为所有其他层级都依赖于它。这一层使用2台Moxa万兆核心交换机，它配备有4个万兆口和48个千兆口，两个万兆口通过Turbo Ring（支持20ms内快速自愈）冗余网络进行连接，形成一个多业务主干网，拓展了在整个网络的可用性，实现对地面信息管理系统和子系统监控以及矿区环境控制的整合。

• 控制层：控制层也是骨干网的一部分，包括高密度路由器、交换机，并向上向下分别接入核心层和接入层。通过不同子系统和网络之间的环形拓扑和智能化路由的完全冗余能够增加网络可靠性。Moxa在导轨式和机架式设备中都提供了千兆光纤以太网交换机，通过模块化设计选择实现灵活扩展，因为会有更多的应用增加到现有基础架构中。在各种应用场合中，IKS机架式交换机连接到地面主干环路和采用千兆Turbo Ring技术的地下EDS导轨式交换机，使现场数据通过冗余光纤链路传输到主干网交换机，然后上传到地面控制中心。

• 基础设备层：作为以太网协议层级的最低层，接入层通过底层交换机和无线AP连接现场设备。Moxa各类接入层交换机都在尽可能靠近现场使用人员的地方工作，其特点是结构紧凑，安装在导轨上，工作温度范围宽，各种端口都能够适应环境恶劣的矿区。Moxa通过了包括Ul/cUL Class I、Division 2和ATEX Zone 2在内的认证标准，能够在各种危险的采矿条件下工作。

随着我国矿井自动化的大力发展，未来矿井自动化系统会将底层设备进行高度集成，并实现远程数据监控。随着智能仪表、现场总线、工业以太网等技术的不断发展，可以实现通过对现场设备进行数据采集，随后网络系统会整合不同的协议，将各个控制子系统整合起来，继而通过网络传送至远端的监控中心，并在监控中心通过软件对矿井自动化中的子系统进行统一的监控和管理。对企业管理人员而言，将过程自动化的控制与企业级集控自动化系统进行整合，可以使企业的管理人员在企业集控中心对矿井内的关键设备进行集中的远程监控、远程操作和远程管理。企业集控中心可以跨矿井的实现对基础设备层、过程控制层、企业安全生产调度层、企业管理层进行统一控制，将各数据汇总并分析，用于企业决策层的数据支持，从而实现矿井管控一体化。正因如此，Moxa预见到在矿井自动化中，会面临高带宽、大数据、集中管理、扩展灵活等需求，我们为矿井自动化提供的edge-tocore一体化解决方案中，具备如下几个优势：

• 扩展灵活性。Moxa创新的冗余技术，称作Turbo Chain，可使矿区操作员向任何类型现有主干网添加无限冗余子环网。前面提到的Turbo Ring 技术，主要用于构建主干环网；那么Turbo Chain可以基于任何类型的环形网络添加子网络，且整个网络能够在不到20ms的时间内快速自愈，为条件苛刻的矿区环境提供了必备的快速冗余。

• 面向未来的可扩展性。在将来，采矿作业将通过高度自动化和整体流程优化来实现生产增益。通过对采矿作业实时优化的操作信息，我们相信今后对通信和带宽都会有更高的要求。Moxa工业以太网解决方案采用了多光纤以太网交换机，最大上行链路带宽达到10G，为融合视频、语音、数据业务流量提供全速千兆网速，两个810.11n无线AP接入点提供了实时移动连接。这一带宽优化包为地面和地下矿区提供了可升级的、统一的有线和无线接入，这不仅能使多业务应用共享网络基础架构，还能够适应未来业务应用所带来的增长和动态网络扩展。

• 可靠的漫游服务。采矿作业使用多种车辆、设备，而且人员分散在整个崎岖不平的地带之中，采矿作业的方方面面都要求不中断的、实时的信号连接，哪怕是在移动过程中。Moxa提供毫秒级Turbo Roaming技术，使得漫游切换过程中视频连接更加通畅。基于Client的Turbo Roaming技术漫游切换时间<100ms，而采用Moxa无线控制器的Turbo Roaming技术可以将漫游切换时间缩短至<50ms，这样可以大大保证无线数据传输的稳定性和可靠性。独有的双射频，也增加了无线通信的冗余性。

• 统一的网络管理。网络和基础架构监控是采矿流程控制中不可或缺的组成部分。所以，需要通过高度直观的网络管理系统，协助工程人员快速、简易地发现真正的故障原因。Moxa MXview网络管理系统是一个集成了可视化技术的管理平台，能够将各层采矿数据系统统一到一体化网络之中。所有选用的网络设备都能够通过网络浏览器在现场和远程场所直观地进行管理——随时随地进行管理。

• 定制的本质安全。地下采矿具有危险性，瓦斯气体和煤粉尘都有引发火灾的潜在风险。考虑到采矿作业的这些风险，瓦斯矿井中使用的通信硬件必须本安（IS）而且防爆。Moxa以安全性和可持续性为设计理念，采用高度集成板将以太网交换机和AP融为一体，以节省空间，优化信号范围和可靠性。为了避免电磁干扰，集成板上的集成电路采用了保护性部件，该产品通过了适用于极端危险区域的严格的本安测试。

Moxa致力于为矿业提供值得信赖的解决方案，无论是一体化的有线和无线基础网络，还是基于标准解决方案进行面向未来的可扩展性，我们都将提供值得信赖的品质和服务。Moxa产品提供5年质保服务，且IRIS品质认证和全生命周期的质量管理体系确保每个细节都能展现出卓越的品质。在全球，我们有丰富的矿井实施经验，且为客户提供本质安全的定制设计。我们愿继续投身于中国矿业的发展，持续提供“可靠的网络”和“真诚的服务”的商业价值，加强与国内外知名矿业公司的合作，期待未来更广阔的天地。