煤矿工业网络痛点

智能矿山建设对工业网络的要求越来越高，也越来越复杂，既要满足智能化全感知，又要降本增效，还要满足国家安全要求，工控网络直接连接生产设备、人员安全、生产管控，是安全生产的生命线。对工业网络升级改造提出更大考验：

(1) 多系统接入5/10万兆切片综合承载网，工作量巨大。大型矿井网络由原来万兆工业环网升级为5/10万兆综合承载网，实现一网承载，一网到底的能力。目前仅视频系统接入切片通道，上传至调度平台，而要将原主要系统，例如人员定位、综合自动化、部分综采、综掘系统，安全监测专网等，全部系统迁移接入切片网络，面临系统多、设备多、协议多、人员少、技术要求高等难点，综合实施工作量巨大，而且风险、运维难度大幅增加；

(2) 国产化要求停止采购国外品牌通讯产品，企业更换成本增加系统迁移工作量大，安全生产风险陡增。

(3) 骨干环网扩容受限，端口不够或网络混乱。随生产安全、智能化的要求不断提高，井下设备、系统、端口、带宽需求越来越高，扩容成本高，且难与原网络匹配；

(4) 井下品牌众多难以统一管理：第三方系统、设备自带网络设备质量问题或实施不标准，容易出现网络问题；

(5) 底层设备或系统问题引起断网而难以排查，责任区分不明。

底层终端设备监控不到，网络经常断网，经查由底层设备引起，但是断网问题体现在骨干网络，责任区分不明（骨干网信息维护，底层接入归于其它部门）

(6) 老式隔爆交换机不符合新规；隔爆腔、接线腔、电池腔、本安腔混用。

(7) 井下环境恶劣（高湿、淋水、粉尘、电机电磁干扰），设备易损坏、维护频繁 。

PART.02海得解决方案

海得将根据以上问题提出一整套解决方案，即由本安交换机为基础，结合工业网络管理软件＋海得30年专业技术服务能力，针对老矿、新矿，从评估、诊断、定制方案全方位解决。本方案重点讲解接入5/10万兆切片承载网络下挂子环方案，如图：

方案以切片网络为主，原工业万兆网络作为5/10万兆网络的子环，下挂在一个切片通道内，将工业网络内的多个系统的多个VAN地址指向一个切片通道，即可实现数据的互联互通。这样原工业网络设备既能利旧，又减少大量的系统切换工作。杜绝系统切换风险，保证生产高效进行。

切片下挂万兆网络，在有升级替换与扩容需要时，同时满足国产化需求，可选择海得本安型万兆交换机，具备IP65、采用抗电磁、抗腐蚀涂层的电路设计，适应井下复杂、恶劣的使用环境。并采用冗余网络、解环自愈技术，并兼容赫思曼环网协议，支持部分替换，混合组网，作为原骨干交换机的平滑替换品，保证数据不中断，网络稳定运行。骨干万兆交换机下挂本安型万兆交换机，解决端口不够用情况，部署在矿井主干巷道（主干运输巷道头尾、皮带巷道头尾、综采面头尾、综掘面等）实现万兆网络覆盖，系统终端接入采用本安型千兆交换机。接入巷道万兆本安交换机，实现全矿井主干矿井万兆覆盖，单台设备最低千兆带宽接入，同步替换老式隔爆交换机（未独立分腔），满足最新煤矿安全生产规程。搭配海得工业智能网管软件，能够自动发现设备、自动生成链路、自动生成拓扑、纳管OT端总线网络，实现一网到底的核心功能，实现透明化故障定位，集成专家库，提供故障处理方案。同时解决多品牌交换机互相不兼容，造成管理难问题。具备设备资产台账、管理等功能，实现动态网络设备更新与记录，同步网络拓扑定位，提供精准的设备运维管理。海得提供全矿井的网络规划及诊断、评估，提供多种网络方案，提供综合性技术服务，帮助用户提高网络的稳定性，同时精准定位故障，推荐专家方案，提高客户工作效率。

PART.03相关产品与服务介绍

3.1 本安机产品介绍

KJJ18(A)矿用本安型万兆交换机、KJJ18矿用本安型千兆交换机，是我公司开发的应用于煤矿工业控制的大容量、大带宽的以太网设备。两款交换机严格遵守GB/T 3836.1-2021《爆炸性环境 第1部分：设备 通用要求》和GB/T 3836.4-2021《爆炸性环境 第4部分： 由本质安全型“i” 保护的设备》的有关规定。该交换机采用冗余网络、解环自愈技术，满足煤矿井下的工作环境，作为井下工业网络接入 / 汇聚核心设备，构建井下有线万兆环网、多系统一网融合传输网络，支撑矿井工业控制数据传输，核心系统安全传输。

3.1.1 产品特点

3.1.1.1 高标准本安外壳，安全性能出众

• 采用优质不锈钢外壳，轻量化设计，简易便携。

• 抗摔、防水、防腐、耐磨，安全性能出众。

3.1.1.2 高标准设计，适配多种恶劣环境

• 耐交变湿热、高低温、电磁干扰、抗震动冲击。

3.1.1.3 多接口设计，满足多种系统接入

•  支持光口、电口、RS485、CAN，根据需要自由选择接入。

•  支持多种协议，ERPS/MRP以及赫思曼产品协议，环网自愈时间小于50ms

• KJJ18本安型千兆交换机支持8个千兆光，8个千兆电，4路RS485，2路CAN

• KJJ18(A)本安型万兆交换机支持4个万兆网，8个千兆光，8个千兆电。

•  配套2路胶封电源，具备2-4小时的后备供电能力。

3.1.1.4 主要应用场景

•  切片下挂本安交换机

•  赫思曼骨干交换机替换、组环、下挂。

•  主要巷道、工作面的万兆网络覆盖。

•  各个子系统的接入点千兆网络覆盖。

•  老式隔爆交换机替换。

3.1.1.5 海得本安机核心价值：

•  安全、便捷、端口多，安装方便，适用于严苛的井下环境。

•  可网管，兼容多种协议，支持赫斯曼协议、可以实现一网到底、统一管理、解决拓扑不清、定位困难，问题排查时间长等问题。

•  提供全矿井的网络规划及技术服务，提供多种网络方案，提供原厂技术团队技术服务支持，可实现多品牌网络管理与运维，帮助业主解决各种网络问题，可技术托底。

3.2 工业网络管理软件

海得自研工业智能网管是面向煤矿行业研发，用于煤矿连续生产场景的工业网络集中运维平台，不绑定单一品牌硬件，统一纳管异构工业交换机、PC、视频、无线等 IP 设备；支持集中 / 分布式部署，兼容国产化软硬件生态，打通网络监测、诊断、分析、运维全流程，配套海得网络技术服务，实现软硬件一体化运维支撑。

3.2.1 核心主要功能

•  全网拓扑可视化管理 自动扫描发现全网设备，一键生成物理 + 逻辑拓扑图，直观展示环网架构、链路连接、VAN 分区；实时展示设备在线状态、端口、光链路、电源工况，完整呈现全厂网络架构。

•  实时监测与智能告警 持续采集流量、时延、丢包、广播风暴、光衰、端口负载、设备温度等指标；分级告警推送，精准标记故障点位、影响范围，支持历史告警存储溯源。

•  网络故障智能诊断分析 针对工业网络典型问题（环网震荡、跨网段不通、流量拥塞、间歇性通信异常）辅助根因定位；支持流量统计、端口镜像分析，适配 Profinet、Modbus 等主流工业协议监测。

•  统一配置与设备资产管理 集中管理全网设备配置，支持配置自动备份、批量下发、版本比对；建立完整设备台账，统一管理 IP、MAC、固件信息，支撑设备生命周期管理。

•  网络健康评估与报表输出 持续分析网络运行质量，识别带宽瓶颈、设备老化、架构隐患；自动生成网络健康报告、流量分析报表，支撑网络评估、利旧改造、扩容方案的数据输出。

•  权限与安全管控 分级用户权限、操作日志审计；适配控制网、安全网分区运维规范，满足工业现场网络安全管理要求。

3.2.2 核心价值点

•  异构网络统一纳管，破除品牌壁垒 兼容多厂商工业交换机，存量利旧场景无需更换网管平台，新旧设备一套系统管理，降低平台重复投入。

•  故障快速定位，减少非计划停机时长 由事后被动抢修转向主动预警，缩短网络故障排查时间，保障供风、供电、供水、排水、采掘、综合自动化、人员定位、安全监测等关键系统稳定通信。

•  简化运维操作，降低人为失误 集中配置管理、自动备份，减少逐台登录操作；标准化运维流程，提升全矿井工业网络运维效率。

•  平台具备良好扩展性 适配产线扩建、网络扩容、有线无线融合场景，伴随企业智能化建设持续演进，长期保护信息化投资。

3.3 专业技术服务

3.3.1 网络评估服务

•  核心能力 ：依托工业自动化行业深耕经验，结合工业智能网管工具，对现有全厂工业网络开展全域勘测摸底：自动识别多品牌异构交换机、环网架构、总线链路；梳理拓扑结构、VAN 规划、流量负载、设备老化状态、安规与网络合规性；匹配 DCS、SIS、视频、采集等多业务实时通信需求，输出标准化网络现状评估报告、风险清单与能力瓶颈分析。

•  核心价值： 摸清网络家底，告别经验式运维；精准识别隐形短板，避免盲目投资新建；为后续故障治理、改造扩容提供客观数据依据，实现先评估、后建设，把控项目整体投入。

3.3.2 网络诊断服务

•  核心能力 支持 7×24 小时持续监测网络运行指标，针对工业场景特有问题开展深度根因诊断：网络抖动、广播风暴、丢包、环网震荡、光链路衰减、跨网段通信异常、协议冲突（Profinet/Modbus 等）；区分硬件故障、配置缺陷、流量拥塞、组网架构缺陷；支持在线抓包、业务仿真测试，形成可落地的故障整改方案，具备故障快速定位、事前预警、事后溯源全链条能力。

•  核心价值 缩短非计划停机排查时长，从被动抢修转向预测性运维；根除间歇性、疑难隐性网络故障；保障控制网、安全监测网，数据稳定传输，降低生产中断风险，提升控制系统可靠性。

3.3.3 利旧+扩容服务

•  服务能力 基于前期评估诊断成果，甄别存量交换机、光纤链路、机柜辅材等可用资源，制定最大化利旧方案，优化原有网络架构、冗余策略与业务配置；结合新增产线、数据采集、无线通信、智能应用等业务需求，依托现有网络底座开展弹性扩容；统筹新旧设备兼容、网络安全分区、割接实施与应急回退方案，实现存量改造与新增拓展一体化设计，统一拓扑管理与运维体系。

•  核心价值：以评估 — 诊断 — 利旧扩容一体化工业网络服务闭环。全面摸清网络现状、精准排查潜在隐患，通过盘活存量资产有效控制项目投资，兼顾改造实施期间生产连续性；实现新旧网络平滑融合。

PART.04整体方案总结

方案以兼容5/10万兆网络为依托，解决矿方网络更新升级过程中遇到的各种问题。全矿一网到底方案依托海得一体化能力落地实施：借助海得专业网络技术服务完成网络评估、隐患诊断、利旧优化与扩容规划，采用海得本安交换机替换原有国外品牌设备，通过子网模式接入综合承载网络；搭配自研工业智能网管实现全网统一监测、拓扑可视化与集中运维。方案充分利用现有链路及配套基础设施，保障新旧设备平滑兼容与业务不间断运行，统一组网架构，降低改造成本与运维复杂度，搭建安全隔离、稳定可靠、可灵活扩展的工业通信子网，保障现场控制业务稳定传输，支撑矿山智能化长期演进。