Moxa一體化通信網絡架構為礦業客戶創造可持續價值

摩莎科技（上海）有限公司 林叢

Moxa一體化網解決方案具有無與倫比的覆蓋靈活性、可擴展性和可靠性，通過一個統一的edgeto-core網絡平臺，優化操作效率和安全性，為礦業客戶創造可持續價值。

摩莎科技（上海）有限公司行業經理 林叢

2013年的中國礦業大會上曾有發言人指出，隨著全球礦業的發展，中國在世界礦業格局中地位愈顯突出，礦業產業實現了迅猛突破，資源加速整合，產業集聚度不斷提高，目前，已成為國際上礦業資源整合最活躍的元素。與此同時，中國及國際礦業發展也面臨諸多挑戰，國際機構研究表明，2015年全球鐵礦石產能接近五十億噸，將在2011年的基礎上增長70%，在此過程上，前三名的礦業公司所占市場份額將從30%以上降到20%以下。全球礦產資源供應形勢明顯改善，供需關系逐步趨向合理，隨著未來幾年新建礦山產能的形成和釋放，以及大量下游冶煉企業的整合升級，供需雙方力量對比將更加均衡。國際礦業回歸其產業的常態，有利于礦業實現理性的健康發展。

Moxa是工業聯網、工業計算和遠程自動化解決方案的領導者。擁有超過25年的行業經驗，Moxa在全球連接了超過三千萬臺設備，并布局了完善的分銷和服務網絡，覆蓋全球超過70個國家和地區。Moxa創新和高品質的解決方案在各行各業中得到廣泛應用，包括工廠自動化、軌道交通、智能電網、智能交通、石油/天然氣、海洋和礦業等。多年來，我們一直扎根在全球礦業市場中，以專業的知識為合作伙伴提供了強大的自動化網絡融合解決方案，使企業運營變得更智能、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、華能集團、中國有色金屬集團、山西焦煤集團、重慶能投集團等旗下的礦廠均采用了Moxa的工業自動化解決方案。

Moxa一體化網解決方案具有無與倫比的覆蓋靈活性、可擴展性和可靠性，通過一個統一的edge-to-core網絡平臺，優化操作效率和安全性，為礦業客戶創造可持續價值。在網絡通信的部分，Moxa融合性基礎架構解決方案使用了工業以太網，得以與多個專用協議和系統輕松融合，比如安全監控，井下人員定位，語音通信和CCTV監視系統。這種通信一體化和互操作性，可以在保持靈活性的同時，實現最佳后期成本控制。此外，礦工在井下依靠WLAN進行連接、通信和遠程控制移動應用時，Wi-Fi的連接性對于采礦來說就變得極為重要，特別是在井下，因為即使存在地形障礙，Moxa的工業WLAN技術也能夠為任何形式的視頻、語音、數據或IP監視數據的傳輸提供可靠的通訊保障，確保信號覆蓋及連接性無損。

Moxa的優勢在于我們可以為礦業提供值得信賴的一體化通信網絡架構。礦區網絡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，礦區網絡架構分為三層：信息層、控制層和基礎設備層。Moxa提供統一的edge-to-core工業以太網解決方案，使在礦區建立一個靈活的、可擴展的、低成本的分層網絡更加簡單：

? 信息層：在信息層上建立核心骨干網，負責在網絡中快速、可靠地傳輸數據，因為所有其他層級都依賴于它。這一層使用2臺Moxa萬兆核心交換機，它配備有4個萬兆口和48個千兆口，兩個萬兆口通過Turbo Ring（支持20ms內快速自愈）冗余網絡進行連接，形成一個多業務主干網，拓展了在整個網絡的可用性，實現對地面信息管理系統和子系統監控以及礦區環境控制的整合。

? 控制層：控制層也是骨干網的一部分，包括高密度路由器、交換機，并向上向下分別接入核心層和接入層。通過不同子系統和網絡之間的環形拓撲和智能化路由的完全冗余能夠增加網絡可靠性。Moxa在導軌式和機架式設備中都提供了千兆光纖以太網交換機，通過模塊化設計選擇實現靈活擴展，因為會有更多的應用增加到現有基礎架構中。在各種應用場合中，IKS機架式交換機連接到地面主干環路和采用千兆Turbo Ring技術的地下EDS導軌式交換機，使現場數據通過冗余光纖鏈路傳輸到主干網交換機，然后上傳到地面控制中心。

? 基礎設備層：作為以太網協議層級的最低層，接入層通過底層交換機和無線AP連接現場設備。Moxa各類接入層交換機都在盡可能靠近現場使用人員的地方工作，其特點是結構緊湊，安裝在導軌上，工作溫度范圍寬，各種端口都能夠適應環境惡劣的礦區。Moxa通過了包括Ul/cUL Class I、Division 2和ATEX Zone 2在內的認證標準，能夠在各種危險的采礦條件下工作。

隨著我國礦井自動化的大力發展，未來礦井自動化系統會將底層設備進行高度集成，并實現遠程數據監控。隨著智能儀表、現場總線、工業以太網等技術的不斷發展，可以實現通過對現場設備進行數據采集，隨后網絡系統會整合不同的協議，將各個控制子系統整合起來，繼而通過網絡傳送至遠端的監控中心，并在監控中心通過軟件對礦井自動化中的子系統進行統一的監控和管理。對企業管理人員而言，將過程自動化的控制與企業級集控自動化系統進行整合，可以使企業的管理人員在企業集控中心對礦井內的關鍵設備進行集中的遠程監控、遠程操作和遠程管理。企業集控中心可以跨礦井的實現對基礎設備層、過程控制層、企業安全生產調度層、企業管理層進行統一控制，將各數據匯總并分析，用于企業決策層的數據支持，從而實現礦井管控一體化。正因如此，Moxa預見到在礦井自動化中，會面臨高帶寬、大數據、集中管理、擴展靈活等需求，我們為礦井自動化提供的edge-tocore一體化解決方案中，具備如下幾個優勢：

? 擴展靈活性。Moxa創新的冗余技術，稱作Turbo Chain，可使礦區操作員向任何類型現有主干網添加無限冗余子環網。前面提到的Turbo Ring 技術，主要用于構建主干環網；那么Turbo Chain可以基于任何類型的環形網絡添加子網絡，且整個網絡能夠在不到20ms的時間內快速自愈，為條件苛刻的礦區環境提供了必備的快速冗余。

? 面向未來的可擴展性。在將來，采礦作業將通過高度自動化和整體流程優化來實現生產增益。通過對采礦作業實時優化的操作信息，我們相信今后對通信和帶寬都會有更高的要求。Moxa工業以太網解決方案采用了多光纖以太網交換機，最大上行鏈路帶寬達到10G，為融合視頻、語音、數據業務流量提供全速千兆網速，兩個810.11n無線AP接入點提供了實時移動連接。這一帶寬優化包為地面和地下礦區提供了可升級的、統一的有線和無線接入，這不僅能使多業務應用共享網絡基礎架構，還能夠適應未來業務應用所帶來的增長和動態網絡擴展。

? 可靠的漫游服務。采礦作業使用多種車輛、設備，而且人員分散在整個崎嶇不平的地帶之中，采礦作業的方方面面都要求不中斷的、實時的信號連接，哪怕是在移動過程中。Moxa提供毫秒級Turbo Roaming技術，使得漫游切換過程中視頻連接更加通暢。基于Client的Turbo Roaming技術漫游切換時間<100ms，而采用Moxa無線控制器的Turbo Roaming技術可以將漫游切換時間縮短至<50ms，這樣可以大大保證無線數據傳輸的穩定性和可靠性。獨有的雙射頻，也增加了無線通信的冗余性。

? 統一的網絡管理。網絡和基礎架構監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絡管理系統，協助工程人員快速、簡易地發現真正的故障原因。Moxa MXview網絡管理系統是一個集成了可視化技術的管理平臺，能夠將各層采礦數據系統統一到一體化網絡之中。所有選用的網絡設備都能夠通過網絡瀏覽器在現場和遠程場所直觀地進行管理——隨時隨地進行管理。

? 定制的本質安全。地下采礦具有危險性，瓦斯氣體和煤粉塵都有引發火災的潛在風險。考慮到采礦作業的這些風險，瓦斯礦井中使用的通信硬件必須本安（IS）而且防爆。Moxa以安全性和可持續性為設計理念，采用高度集成板將以太網交換機和AP融為一體，以節省空間，優化信號范圍和可靠性。為了避免電磁干擾，集成板上的集成電路采用了保護性部件，該產品通過了適用于極端危險區域的嚴格的本安測試。

Moxa致力于為礦業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網絡，還是基于標準解決方案進行面向未來的可擴展性，我們都將提供值得信賴的品質和服務。Moxa產品提供5年質保服務，且IRIS品質認證和全生命周期的質量管理體系確保每個細節都能展現出卓越的品質。在全球，我們有豐富的礦井實施經驗，且為客戶提供本質安全的定制設計。我們愿繼續投身于中國礦業的發展，持續提供“可靠的網絡”和“真誠的服務”的商業價值，加強與國內外知名礦業公司的合作，期待未來更廣闊的天地。