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關(guān)鍵詞:軟交換;TDM 電路交換;下一代網(wǎng)絡(NGN);公務電話;IP電話
Abstract: Based on the analysis of the evolution of telephone switching technology, this paper proposed two kinds of planning and design modes which meet the service telephone switching system in the current urban rail transit industry’s private communication network .Through comparing the basic performance between the IP soft switching system and the TDM traditional circuit switching system, the conclusions is that the soft switching will become the main trend in the rail transit telephone switching system.
Key words: Soft switching; TDM circuit switching; next generation network (NGN); service telephone; IP telephone
中圖分類號:U213.2文獻標識碼:A 文章編號:
一、引言
在人與人的信息交流中,語言始終是最重要的形式。無論數(shù)據(jù)通信、圖像通信、信號系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)怎樣發(fā)展,語音電話通信仍然是不可替代的。因此,規(guī)劃建設(shè)好軌道交通公務電話系統(tǒng)非常必要。
公務電話系統(tǒng)主要用于地鐵內(nèi)部各部門之間的電話聯(lián)系,為本工程的運營、管理、維修等部門的工作人員提供服務;地鐵公務電話系統(tǒng)能與城市公用電話網(wǎng)連接,實現(xiàn)地鐵用戶與公網(wǎng)用戶間的通信;可向地鐵用戶提供語音、數(shù)據(jù)、傳真等通信服務業(yè)務。
在軌道交通專用電話系統(tǒng)出現(xiàn)重大故障時,公務電話系統(tǒng)還能作為專用電話的應急通信保護手段。
二、電話交換技術(shù)演進描述
1、電路交換技術(shù)
自1876年貝爾發(fā)明電話以來,電話交換技術(shù)先后經(jīng)歷了人工交換、步進制交換、縱橫制交換、程控交換幾個階段。人工交換、步進制交換、縱橫制交換采用模擬的空分交換制式,而程控交換技術(shù)也經(jīng)過了模擬(空分)交換和數(shù)字(時分)交換的發(fā)展歷程。
以上這些交換技術(shù)都屬于電路交換范疇,它們的基本特點是:采用面向連接的方式,在主、被叫進行通信之前,需要為通信雙方分配一條具有固定帶寬的通信鏈路。在通信過程中,通信雙方將一直占用所分配的資源,直到一方掛機,通信結(jié)束。并且,在電路的建立和釋放過程中,都需要用到相關(guān)的信令協(xié)議。
電路交換的優(yōu)點是,在通信過程中,可以保證為用戶提供足夠的固定帶寬,不間斷的物理連接,并且實時性強,時延小,交換設(shè)備成本較低;但同時帶來的缺點是,網(wǎng)絡的帶寬利用率不高,一旦接續(xù)被建立,不管通信雙方是否處于通話狀態(tài),分配的電路都一直被占用。數(shù)字時分(TDM)程控電話交換技術(shù)成熟,目前應用最多。
2、IP交換技術(shù)
高速(寬帶)、智能、綜合,是當前通信技術(shù)的發(fā)展方向。基于IP協(xié)議的國際互聯(lián)網(wǎng),已被ITU-T確立為下一代網(wǎng)絡(NGN)的承載綜合平臺。成為未來信息網(wǎng)絡的支柱技術(shù)。
IP網(wǎng)絡基于TCP/IP協(xié)議,建立在包交換(分組交換)的技術(shù)架構(gòu)之上,對每個分組(數(shù)據(jù)包),根據(jù)路由信息和網(wǎng)絡情況獨自進行傳輸和選路,具備高速(寬帶)、綜合、普及特性,除了用來傳送數(shù)據(jù)業(yè)務之外,也成了圖像、語音等多媒體信息的承載平臺。
早在2000年,中國電信運營商已經(jīng)明確規(guī)定,匯接局全部采用IP軟交換設(shè)備,淘汰了原有的電路交換設(shè)備。
國際上IP電話發(fā)展更為迅速,Skype、Vonage、雅虎(YAHOO)在全球放號數(shù)億。幾乎在一夜之間,許多網(wǎng)絡業(yè)務提供商,變成了名副其實的電信業(yè)務運營商。
當前,我國電信運營商在IP公網(wǎng)(ChinaNet)之外,還建設(shè)了專門用于通信的IP網(wǎng)絡(CN2)。同時,在城市實現(xiàn)了光纖到大樓(FTTB),光纖到戶(FTTH),采用OPON(無源光網(wǎng)絡)、EPON(以太無源光網(wǎng)絡)將IP寬帶接通家家戶戶。
在IP承載網(wǎng)絡上開放電話業(yè)務(即IP電話技術(shù)),已經(jīng)成了通信技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。國際IP網(wǎng)絡工程任務作業(yè)部(IETF)和國際電聯(lián)(ITU-T)提出了支持IP電話的兩種主流協(xié)議,這就是基于IMS(因特網(wǎng)多媒體子系統(tǒng))架構(gòu)的初始會話協(xié)議(SIP)和媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議(MGCP/H.248);在IP電話初期借用過的ITU-T的綜合業(yè)務數(shù)據(jù)網(wǎng)H.323協(xié)議群,逐漸淡出人們的視野。
IP 電話擴展了語音的處理能力,當前的IP軟交換和VoIP系統(tǒng),都具備G.711、G.723、G.729等語音編解碼和語音數(shù)據(jù)壓縮能力,并采用實時傳輸協(xié)議和實時傳輸控制協(xié)議(RTP/RTCP)來提高話音質(zhì)量。
IP電話的成功應用,人們看到了業(yè)務融合的曙光,逐漸感受到IP網(wǎng)上傳送話音業(yè)務的可行性和發(fā)展必然性。IP電話也在不斷擴大的應用中,達到了較為理想的通信效果。因特網(wǎng)語音應用,尤其是IP電話,已經(jīng)成為“三網(wǎng)合一”大潮中最引人注目的應用之一。
3、軟交換技術(shù)
隨著IP電話技術(shù)的發(fā)展,將網(wǎng)關(guān)呼叫控制和媒體交換的功能相分離,軟交換的概念應運而生。國際電聯(lián)ITU-T在2000年提出下一代網(wǎng)絡(NGN)的定義,將軟交換放置在控制層,形成了以IP網(wǎng)絡為承載平臺(傳輸層),以軟交換為控制中心,包括接入層和業(yè)務層的NGN四層結(jié)構(gòu)理念。
軟交換雖然采用分組網(wǎng)絡作為承載網(wǎng)絡,但是從技術(shù)角度來講,仍然可以看作是交換技術(shù)發(fā)展的又一個里程碑。
當前,無論對于電信公網(wǎng)還是專用電話網(wǎng),都對軟交換技術(shù)傾注了極大的熱情,希望能夠利用軟交換技術(shù)來達到拓展業(yè)務種類、降低建設(shè)維護成本,增加市場份額的目的。
我國已經(jīng)制定出了關(guān)于軟交換和VoIP的一整套規(guī)范標準,包括,軟交換及VoIP的名詞術(shù)語定義,設(shè)備規(guī)范,技術(shù)規(guī)范,業(yè)務規(guī)范,測試規(guī)范以及組網(wǎng)方案等。軟交換已經(jīng)從試驗、試用走向成熟和普及,人們對軟交換和IP電話已不再陌生。
根據(jù)城市軌道交通公務電話系統(tǒng)的特點,用戶分布在控制中心、車輛段、停車場和車站等網(wǎng)絡節(jié)點上。除控制中心、車輛段用戶相對集中外,各個車站用戶數(shù)量較少,而軟交換系統(tǒng)集中、智能的網(wǎng)絡管理體系、靈活接入的方式,能夠很好的適應城市軌道交通用戶較為分散的特點。
三、IP 軟交換系統(tǒng)與TDM程控交換系統(tǒng)對比
與程控交換系統(tǒng)相比,軟交換系統(tǒng)的各項指標均能與其相當,部分指標更優(yōu)于程控交換系統(tǒng);從功能角度,軟交換系統(tǒng)能夠提供更多的新型業(yè)務,滿足用戶不斷增長的新業(yè)務需求。表1列出了IP 軟交換系統(tǒng)與TDM程控交換系統(tǒng)的主要特性對比。
表 1IP 軟交換系統(tǒng)與TDM程控交換系統(tǒng)的主要特性
對比項目 IP 軟交換系統(tǒng) TDM程控交換系統(tǒng)
技術(shù)特點 基于分組網(wǎng)絡的交換技術(shù),呼叫控制功能與媒體處理功能相分離,并能通過純軟件實現(xiàn) 傳統(tǒng)電路交換技術(shù)
可靠性 產(chǎn)品較為成熟,可靠性高 產(chǎn)品成熟,可靠性高
適用范圍 適合集中或分散模式,組網(wǎng)方式靈活 適合集中型的模式
組網(wǎng)特點 組網(wǎng)靈活,可按需配置功能模塊,工程實施方便,設(shè)備體積小,耗電量小。 組網(wǎng)模式相對固定
與支撐網(wǎng)絡的接口 利用傳輸系統(tǒng)以太網(wǎng)接口 利用傳輸系統(tǒng)E1接口
性價比 高 中等
存在的問題 已納入新建線路設(shè)計,在地鐵項目中尚無開通案例 對新業(yè)務支持能力較弱
從表1的對照不難看出,IP軟交換系統(tǒng)具有成本低、擴展性好、業(yè)務提供能力強等優(yōu)點,可滿足公務電話用戶對系統(tǒng)擴展性、維護管理、業(yè)務提供等諸方面的需求。
四、城市軌道交通公務電話系統(tǒng)方案
為了適應IP數(shù)字化發(fā)展的需要,建議軌道交通公務電話系統(tǒng)采用下面兩種解決方案:
方案一:在 TDM 電話交換基礎(chǔ)平臺上,疊加一體化嵌入式 IP 電話(VoIP)系統(tǒng)(又稱一體化嵌入式軟交換平臺),稱作前向發(fā)展模式。
在程控交換設(shè)備中內(nèi)嵌IP處理模塊,實現(xiàn)公務電話系統(tǒng)的IP業(yè)務功能。帶IP功能的專用電話交換機既具有傳統(tǒng)電路交換機的所有接口和電話組網(wǎng)功能,也具有與IP網(wǎng)絡連接,布放IP電話、IP可視電話、軟件電話、跨域放號等寬帶組網(wǎng)功能。既可以在當前網(wǎng)絡中起到網(wǎng)絡交換節(jié)點的核心作用,又可在下一代網(wǎng)絡(NGN)中作為接入網(wǎng)關(guān)(AG)存在,繼續(xù)完成用戶接入功能。本方案適用于TDM傳統(tǒng)電話多于IP電話的規(guī)劃設(shè)計。
方案二:在軟交換交換中心平臺上,配置中繼/信令/接入網(wǎng)關(guān),兼容傳統(tǒng) TDM 電話,稱作后向兼容模式。
在車輛段設(shè)置軟交換設(shè)備(softswitch)、網(wǎng)管服務器、應用服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、可視電話會議服務器(MCU)、集中語音郵箱、統(tǒng)一信息服務器、業(yè)務查詢系統(tǒng)、以太網(wǎng)交換機等設(shè)備,在控制中心設(shè)置軟交換設(shè)備(softswitch)、網(wǎng)管服務器、應用服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、以太網(wǎng)交換機等設(shè)備,并設(shè)置中繼/信令網(wǎng)關(guān)(TG/SG),實現(xiàn)地鐵公務電話系統(tǒng)與市內(nèi)公用電話網(wǎng)的互聯(lián)互通。在各車站設(shè)置接入網(wǎng)關(guān)(AG),作為用戶接入局,負責完成本站公務電話用戶的接入。
采用第一種模式時,當IP電話的數(shù)量增加,可以擴展軟交換中心,將原有的TDM電路交換設(shè)備改為中繼/信令/接入網(wǎng)關(guān),在不中斷正常通信的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)由第一種模式向純軟交換模式的平滑過渡。
五、結(jié)論
新一代的IP軟交換,符合通信技術(shù)的發(fā)展趨勢,能為城市軌道交通行業(yè)提供更簡潔的組網(wǎng),更方便的布放,更穩(wěn)定的特性,更多的新業(yè)務功能,更低的建設(shè)維護成本。必將逐步取代TDM傳統(tǒng)電路交換,成為城市軌道交通專用通信網(wǎng)的主流。
參考文獻:
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[2]徐培文,王鷹,尹寧.軟交換及其管理技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社,2006.
注:NI 2004全國有獎征文大賽獲獎文章
應用領(lǐng)域:
產(chǎn)品測試
挑戰(zhàn):
在有限的預算和時間內(nèi),設(shè)計一套高度集成、多功能、穩(wěn)定可靠的自動測試系統(tǒng)用于通信線路測試產(chǎn)品的參數(shù)校準和功能測試。
應用方案:
采用NI公司基于LabVIEW的虛擬儀器平臺和Agilent公司的34401A六位半數(shù)字萬用表,通過定制的接口硬件和信號調(diào)理模塊構(gòu)建功能完善的自動測試系統(tǒng),集成了數(shù)字I/O、儀器控制、數(shù)據(jù)采集、信號發(fā)生及調(diào)理功能,結(jié)合使用LabVIEW開發(fā)的自動測試軟件完成測試任務所需的數(shù)字仿真及測試控制、基本參數(shù)的測量及參數(shù)校準和各電路模塊的功能測試,實現(xiàn)了用一臺測試設(shè)備測試4種單板的設(shè)計要求,真正做到了一機多用,降低了測試成本。
使用的產(chǎn)品:
LabVIEW7.0,DAQ7.0,DIO-96 DIO卡,NI6014 DAQ卡,TNT4882C ASIC PCI-GPIB接口卡 介紹
【關(guān)鍵字】電視電話;會議系統(tǒng);技術(shù)應用
1、引言
為適應各大企業(yè)的蓬勃發(fā)展,滿足廣大用戶日益增長的視頻會議要求,提高了各大企事業(yè)單位的工作效率和經(jīng)濟效益。POLYCOM電話會議系統(tǒng)作為一種先進的會議應用業(yè)務已開始進入各大中型企事業(yè)單位,它提供的強大功能給廣大用戶帶來了極大的方便。
2、控制系統(tǒng)簡介
某能源公司集電管生產(chǎn)車間的各基礎(chǔ)生產(chǎn)單元均具獨立的設(shè)備控制器和通信接口,生產(chǎn)車間總控系統(tǒng)單獨設(shè)置,總控系統(tǒng)通過計算機網(wǎng)絡、現(xiàn)場總線與各基礎(chǔ)生產(chǎn)單元連接,完成對各基礎(chǔ)生產(chǎn)單元的監(jiān)視、控制、管理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。主控PLC采用西門子S7-400型PLC,配置以太網(wǎng)模塊CP443-1,用于與以太網(wǎng)交換機連接。工程師站、操作員站、主控PLC、主備服務器和各單元控制器通過以太網(wǎng)連接到工業(yè)交換機組成星型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)進行數(shù)據(jù)通信,主控PLC和現(xiàn)場各ET200分站通過PROFIBUS-DP總線進行實時數(shù)據(jù)傳輸。遠程IO連接現(xiàn)場各類傳感器、采集現(xiàn)場模擬量和數(shù)字量信號并控制現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)。網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。
系統(tǒng)配置1臺監(jiān)控工作站,操作員站負責監(jiān)視、控制生產(chǎn)線全部基礎(chǔ)生產(chǎn)單元設(shè)備的運行,操作員站具有多個監(jiān)控畫面,可對基礎(chǔ)生產(chǎn)單元、生產(chǎn)單元中的單體設(shè)備、發(fā)出指令并監(jiān)控各設(shè)備的運行參數(shù)并實時動態(tài)顯示;監(jiān)控設(shè)備操作人員的操作是否符合操作規(guī)程,監(jiān)測水、電、氣、液氮、真空、其它原料耗材等一系列輔助設(shè)施的溫度、壓力、數(shù)量、真空度等參數(shù)是否在許可范圍內(nèi),通過就地控制器采集、控制并維持工作場所的溫度、濕度、潔凈度等指標符合正常工作要求。若發(fā)現(xiàn)問題及時自動修正、顯示報警或通知相關(guān)操作人員進行修正以及進行歷史歸檔數(shù)據(jù)查詢和報警。
3、集團電話系統(tǒng)
用戶總部配備一臺AOJEMCS7000多媒體通訊系統(tǒng),另分別配備20臺VVX1500可視電話,2臺IP7000商務會議終端語音會議終端,所有的電話都通過網(wǎng)絡注冊到AOJEMCS7000多媒體通訊系統(tǒng)平臺上。當會議召開時,會議室用戶可以通過VVX1500加入會議。領(lǐng)導之間可以通過VVX1500進行可視通訊。通過此方案,可以做到總部的聲音可清晰傳至各個分部;任何一分部聲音也可通過該系統(tǒng)清晰傳至總部及其它分部。從而達到音頻與視頻的混合應用。集團電話網(wǎng)絡拓撲如圖2所示:
AOJEMCS7000多媒體通訊系統(tǒng)是基于SIP協(xié)議的IP多媒體通訊會議解決方案。各分支機構(gòu)根據(jù)本地的網(wǎng)絡環(huán)境選擇IP終端或者模擬終端,利用現(xiàn)有環(huán)境,無需另外增加投入。
VVX1500可實現(xiàn)高達768kbp的SIP視頻傳輸速率,建議的最低傳輸速度:雙向500kbps(384kbps視頻和64kbps語音,加開銷)
SoundStationIP7000采用了Polycom高清語音技術(shù),可以將普通會議電話轉(zhuǎn)變?yōu)樗О闱逦慕换ナ綄υ?,進而提高會議效率,使聽眾在會議中不再感到困頓。它可以提供從160Hz到22KHz的高保真音頻,捕捉更低的低音和會議呼叫中更高頻率的人聲,使與會者聽起來自然逼真,猶如在會議現(xiàn)場一樣。
整個網(wǎng)絡的分機都可以采用統(tǒng)一的分機號碼撥號規(guī)則,這樣每個分機號都可以直接撥打電話,開電話會議、代接電話、呼叫保持、轉(zhuǎn)移呼叫、呼叫等待、呼叫轉(zhuǎn)移、免打擾。因為通過IP通話,所以完全免費??梢栽鲞M各單位之間的電話溝通和交流,并且可以共享服務資源。多媒體通訊系統(tǒng)占用帶寬資源極少,一條普通寬帶(如ADSL、電視寬帶)便可支持多方同時工作傳真,同時支持電話會議。多媒體通訊系統(tǒng)擁有遠程管理功能,只要接入到網(wǎng)絡,管理員在總部便可以隨時查看所有分支機構(gòu)多媒體通訊系統(tǒng)的運行狀態(tài)并進行配置。同時具有自動語音應答,VoiceMail功能,在員工不在辦公桌前的時候,可以設(shè)置電話留言,并且可以將留言發(fā)送到您的郵箱,保證員工聽到留言。系統(tǒng)采用Linux系統(tǒng),擁有很高的安全性,并擁有獨立的防火墻,可以設(shè)置各種規(guī)則防止黑客和病毒入侵,同時內(nèi)嵌VPN,讓您遠程組網(wǎng)時如同局域網(wǎng)一樣安全快捷。具有分機號碼一致性和移動性,多媒體通訊系統(tǒng)分配給員工的分機號碼可以隨著員工走,不管員工在哪個辦事處局域網(wǎng)內(nèi)或者在家、機場、酒店,只要有Internet網(wǎng)絡接入的地方就可以通過多媒體通訊系統(tǒng)所分配的分機號碼用SIP軟電話終端注冊到多媒體通訊系統(tǒng)上,客戶及其他同事都可方便的找到這個員工,實現(xiàn)移動辦公。該系統(tǒng)容易擴展,可以隨時根據(jù)需求來增加IP電話,可以隨時升級到最新的業(yè)務和應用。
關(guān)鍵詞 PCM設(shè)備;調(diào)度電話系統(tǒng);備用路由;容災性能
中圖分類號TN91 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)81-0204-02
0 引言
宣鋼公司調(diào)度電話通信系統(tǒng)是宣鋼公司實現(xiàn)對各二級單位生產(chǎn)調(diào)度指揮和生產(chǎn)經(jīng)營指揮的語音指令通信系統(tǒng),為更好地完成公司對各單位的生產(chǎn)經(jīng)營調(diào)度指揮,根據(jù)公司現(xiàn)狀與需求,在2011年對該公司生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)進行了優(yōu)化改造。為了確保宣鋼公司調(diào)度電話通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性,我們在對該系統(tǒng)的優(yōu)化改造過程中引入了PCM設(shè)備,實現(xiàn)了調(diào)度指揮電話通信路由的備用,提高了電話通話質(zhì)量和系統(tǒng)的容災性能。
1 宣鋼公司調(diào)度電話通信系統(tǒng)的介紹
宣鋼公司生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)負責全公司生產(chǎn)組織的溝通和調(diào)度指揮,在實際的生產(chǎn)組織中起著很關(guān)鍵的聯(lián)系作用。公司調(diào)度通信系統(tǒng)經(jīng)多年的實踐運作,逐步形成了公司總調(diào)到各二級廠調(diào),再到車間調(diào)度的三級調(diào)度指揮的模式(如圖1所示),公司相關(guān)單位對調(diào)度系統(tǒng)的這種運行模式已完全適應,同時這種模式的也適合宣鋼公司的生產(chǎn)經(jīng)營調(diào)度指揮,為公司的生產(chǎn)調(diào)度指揮、上情下達、生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)上報等工作帶來了極大的方便。
圖1
2 宣鋼公司調(diào)度電話通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀
宣鋼公司調(diào)度電話通信系統(tǒng)是借助于宣鋼867局電話通信主干網(wǎng)運行的(網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如下圖所示),整個網(wǎng)絡路由是由公司到867局中心機房再到各相關(guān)單位的電纜來連接完成的,由于宣鋼867局電話通信系統(tǒng)線路老化,電纜線路傳輸距離長等較多因素交集,致使公司生產(chǎn)調(diào)度電話通信系統(tǒng)經(jīng)常性發(fā)生通話自動斷線、雜音大、話機不振鈴等一系列問題,經(jīng)過我們的測試和分析,在較多的因素中,其中線路傳輸距離長是一個急需解決的問題。解決的辦法有兩種,一種是重新進行路由規(guī)劃,敷設(shè)新電纜;另一種是借助公司的光纜主干網(wǎng),通過光纜路由實現(xiàn)連接。如果重新布放電纜,需要相關(guān)設(shè)計部門對線路的路由進行合理規(guī)劃,時間較長;投入該項目需要購置電話通信電纜,由于市場原材料價格上漲,購置材料的總體費用非常高;敷設(shè)電纜所需的工期也較長,不利于我們快速地解決現(xiàn)存問題。
3 PCM簡介
PCM是綜合業(yè)務接入設(shè)備。將模擬信號,數(shù)字信號數(shù)據(jù)經(jīng)光纖,雙絞線或微波延伸。具有豐富的語音和數(shù)據(jù)接口類型,大多用于公網(wǎng)與專網(wǎng),廣泛應用于電信DDN網(wǎng)的延伸,城域網(wǎng)改造,專線電話接入,電力和公安系統(tǒng)的專網(wǎng)建設(shè),以及新電信運營商的城域網(wǎng)組建,圖像采集系統(tǒng),網(wǎng)管系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的接入等各領(lǐng)域。
PCM設(shè)備具強大的語音、音頻、數(shù)字信號的處理功能[1],該設(shè)備可將一個模擬信號(如語音、音頻)嫁接到一個64kbps的數(shù)字位流上,通過2M鏈路傳輸?shù)綄Χ嗽龠€原出來;它還可以同時將30路語音分別嫁接到30個64kbps數(shù)字位流上,再通過1路2M進行傳輸,還要以將將語音、音頻、數(shù)據(jù)等業(yè)務綜合復用到一臺設(shè)備上,再通過2M通道延伸下去。
4 PCM設(shè)備在宣鋼生產(chǎn)調(diào)度通信網(wǎng)的規(guī)劃引入
近年來,由于宣鋼公司信息化建設(shè)速度加快,公司的對于工業(yè)光纜主干網(wǎng)絡的建設(shè)已具備一定的規(guī)模,網(wǎng)絡覆蓋還在不斷的延伸。為快速有效地解決問題,我們對公司工業(yè)網(wǎng)進行了調(diào)研分析,最終確認可以借助該網(wǎng)絡路由實現(xiàn)PCM設(shè)備接入。于是我們利用公司的光纜主干網(wǎng),在不增加線路投入的情況下,為系統(tǒng)引入了PCM光纜傳輸設(shè)備來替代傳統(tǒng)電纜傳輸模式。
在光纜路由的改造中,我們按照網(wǎng)絡規(guī)劃,在公司調(diào)度機房和宣鋼867局中心機房各增加一套PCM設(shè)備,用光纜主干網(wǎng)進行連接。在公司調(diào)度交換機房中,將調(diào)度交換機的用戶線接入配線架模塊中,然后再通過配架復接一路到PCM設(shè)備;在867局中心機房內(nèi),在總配線架上開辟一個調(diào)度電話專用區(qū)域,將PCM設(shè)備還原出的電話信號通過RJ45接口和網(wǎng)絡雙絞線連接到此區(qū)域,最后接入到各單位調(diào)度室。
圖2
經(jīng)過改進后光纜路由的接入,使得調(diào)度電話通信系統(tǒng)避開了宣鋼867局的通信電纜主干網(wǎng),這樣的模式一方面使電話通信傳輸速度加快,通話穩(wěn)定性好,質(zhì)量高,另一方面我們也沒有將電纜路由廢棄,而是將其作為一個備用路由進行管理。通過改造,我們宣鋼調(diào)度電話通信系統(tǒng)實現(xiàn)了由單一的電纜傳輸變?yōu)殡娎|、光纜傳輸?shù)碾p路由,一旦光纜路由出現(xiàn)問題,可以在短時間內(nèi)切換到電纜路由中繼續(xù)使用,不會影響公司正常的調(diào)度指揮,反之亦然。這種模式,極大地提高了系統(tǒng)的容災性能,降低了該系統(tǒng)改造所需的資金投入。改造后的調(diào)度電話傳輸路由如圖2所示。
5 結(jié)論
宣鋼公司調(diào)度電話通信系統(tǒng)的改造,在電話通信線路傳輸?shù)姆绞缴线M行了新的嘗試,并成功地實現(xiàn)了應用,由于我們在電話傳輸?shù)穆酚缮蟿?chuàng)新地使用了PCM傳輸設(shè)備,使得線路的傳輸模式發(fā)生了變化,還使該系統(tǒng)的運行有效地利用了公司工業(yè)網(wǎng)的主干光纜資源,節(jié)約了公司主干通信電纜資源,提高了公司調(diào)度電話通信的傳輸速度和通話質(zhì)量,保障了公司正常的生產(chǎn)組織和生產(chǎn)經(jīng)營的調(diào)度指揮工作。
隨著宣鋼調(diào)度通信系統(tǒng)的優(yōu)化改造工作的結(jié)束和投入使用,標志著宣鋼的調(diào)度語音系統(tǒng)的建設(shè)完成,這就為公司下一步建設(shè)集生產(chǎn)、能源、物流、環(huán)保為一體的現(xiàn)代化管控中心奠定了前提條件。此次改造,使得我們在技術(shù)層面上對PCM光纜傳輸設(shè)備有了更加深入的了解,這也為宣鋼867局電話通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡改造打下了堅實的技術(shù)基礎(chǔ),也為我們867局的電話向遠離廠區(qū)的崗位延伸提供了技術(shù)保證。
關(guān)鍵詞:煤礦;控制系統(tǒng);電氣自動化;設(shè)計策略
【分類號】:TD94
1自動化技術(shù)的發(fā)展
煤礦自動化的發(fā)展己有了幾十年的歷史,從單機(系統(tǒng))自動化、礦山綜合自動化(數(shù)字礦山)發(fā)展到礦山物聯(lián)網(wǎng)(智能礦山、智慧礦山、感知礦山)。近些年來,有關(guān)煤礦自動化的新名詞、新概念層出不窮,除了上面己列出的名詞外,還有礦山數(shù)字化、礦山信息化(信息化礦山)等,令人眼花繚亂。實際上,自動化技術(shù)的發(fā)展是有規(guī)律的、是循序漸進的,不會受這些人造名詞或概念的左右。
2 煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 帶式運輸集中控制系統(tǒng)
20世紀 80年代以來, 帶式運輸逐步成為我國高產(chǎn)高效礦井煤炭運輸?shù)闹饕绞剑?因而能否實現(xiàn)帶式輸送機的安全高效運行, 直接影響煤礦生產(chǎn),局限于當時的技術(shù)和裝備水平, 我國煤礦帶式輸送機的控制仍以就地控制為主, 每部輸送機都有各自的控制系統(tǒng), 分散操作, 這種控制方式不僅需要較多的人力, 而且工人勞動環(huán)境條件差, 不具備對故障的記錄及綜合分析等功能, 各種保護信號只能就地顯示, 不便于科學管理。
為了保障煤炭安全運輸, 降低運輸事故, 實現(xiàn)高產(chǎn)高效, 提高煤礦現(xiàn)代化管理程度, 國內(nèi)科研院所、高校、生產(chǎn)廠家將計算機控制技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、工業(yè)電視技術(shù)、光纖通信技術(shù)和電力電子技術(shù)等高新技術(shù)應用于煤礦帶式輸送機控制中。目前,國內(nèi)有多家生產(chǎn)和成套帶式運輸集中控制系統(tǒng), 其總的設(shè)計思路相似, 具體的技術(shù)應用各有特色。在天地王坡煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)自動化示范工程中, 天地科技股份有限公司高新技術(shù)事業(yè)部對其多部帶式輸送機的集中控制系統(tǒng)進行了設(shè)計成套, 其設(shè)計的主要原則是: 以地面計算機統(tǒng)一控制為主, 井下監(jiān)控為輔的控制方式, 系統(tǒng)采用分布式計算機控制系統(tǒng), 控制系統(tǒng)由地面遠程集中監(jiān)控中心、井下和井上若干個控制分站組成, 通過 PROFIBUS總線聯(lián)網(wǎng)傳輸信息。地面、井下的圖像和數(shù)據(jù)采用光纖傳輸。地面控制中心由 2臺 IPC工控機、大屏幕、打印機等組成, 2臺工控機采用冗余技術(shù)互為備用。井下控制由多個控制分站組成, 采用可編程控制器為核心的防爆兼本安型帶式輸送機自動控制裝置。
該系統(tǒng)由于實現(xiàn)了帶式輸送機的集中控制和監(jiān)視, 可達到減員增效、大幅減少故障提高開機率;通過工業(yè)控制計算機等多種先進的技術(shù)手段并輔以工業(yè)電視, 提供了完善的監(jiān)控手段, 操作人員能實時掌握帶式輸送機的運行工況, 充分保證了煤流運輸?shù)倪B續(xù)性和安全可靠運行; 達到了高起點、高技術(shù)、高質(zhì)量、高效益、高效率的目標, 其技術(shù)水平先進, 達到了示范性的作用。
2.2選煤廠監(jiān)控系統(tǒng)
改革開放以來, 我國選煤廠控制系統(tǒng)大致經(jīng)歷了基于單片機的單機自動化控制、基于工控機和過程儀表的集散式控制、基于 PLC 的分布式集中控制 3個階段。近十年來, 在選煤廠自動化應用領(lǐng)20域, PLC己成為選煤廠自控系統(tǒng)的基本電控裝置。20世紀 90年代后期, 隨著選煤廠規(guī)模的大型化和計算機技術(shù)、通信網(wǎng)絡技術(shù)的高速發(fā)展, 選煤廠自動化技術(shù)水平也得到很大的提高。
選煤廠屬于典型的流程工業(yè)系統(tǒng), 同其他流程工業(yè)系統(tǒng)一樣, 目前正在由簡單控制向先進控制、智能控制, 由單一控制向綜合自動化方向即 CIPS方向發(fā)展, 選煤廠的集控系統(tǒng)已不是純粹的生產(chǎn)過程集中控制的概念, 而是更多地擔負著數(shù)據(jù)信息處理功能, 選煤廠自動化已不限于生產(chǎn)過程的控制,而是給系統(tǒng)賦予了生產(chǎn)管理職能, 綜合自動化、信息網(wǎng)絡化已成為選煤廠控制和管理的發(fā)展方向。在天地王坡煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)自動化示范工程中, 天地科技股份有限公司高新技術(shù)事業(yè)部設(shè)計成套的選煤廠監(jiān)控系統(tǒng)主要由全廠集中控制系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度電話系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)、計算機信息管理系統(tǒng)組成。全廠總體網(wǎng)絡設(shè)計為 3層網(wǎng)絡結(jié)構(gòu):( 1) 上層為公司網(wǎng)絡, 作為信息層, 選煤廠計算機信息管理系統(tǒng)定位為全礦井管理信息系統(tǒng)的一個組成部分。( 2) 中間層是控制層, 由全廠生產(chǎn)集中控制系統(tǒng)和工藝參數(shù)閉環(huán)控制系統(tǒng)組成, 作為全廠生產(chǎn)集中控制系統(tǒng)和工藝參數(shù)閉環(huán)控制系統(tǒng)人機界面的監(jiān)控計算機: 通過百兆以太網(wǎng)上聯(lián)全廠信息管理系統(tǒng), 作為信息管理網(wǎng)絡的工作站; 通過百兆以太網(wǎng)下聯(lián) PLC, 與原煤準備、主洗集控 (含各工藝閉環(huán)調(diào)節(jié) )、煤泥水處理、裝車站等構(gòu)成控制層。( 3) 下層為設(shè)備層, 設(shè)備層網(wǎng)絡采用現(xiàn)場總線連接。選煤廠工業(yè)電視系統(tǒng)的控制和通信調(diào)度的維護終端均整合在上位機上, 實現(xiàn)集中生產(chǎn)調(diào)度。
信息管理系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)充分體現(xiàn)一種以人為本的先進的管理思想。根據(jù)選煤廠生產(chǎn)管理的特殊性, 更加注重與生產(chǎn)的緊密結(jié)合, 貫徹 、 管控一體化的思想, 將集控系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ),進行綜合處理和分析, 從而提高生產(chǎn)和管理效率。系統(tǒng)涉及生產(chǎn)技術(shù)管理、調(diào)度生產(chǎn)管理、生產(chǎn)計劃統(tǒng)計、機電設(shè)備管理、物資供應管理、在線監(jiān)控數(shù)據(jù)管理等方面。每個子系統(tǒng)處理相應的業(yè)務流程并產(chǎn)生表單供網(wǎng)上查詢, 還可根據(jù)需要生成報表。
3結(jié)語
綜上所述,在社會文明不斷進步的影響下,煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)得以廣泛的應用,這大大地提高了煤礦的安全生產(chǎn)管理能力和生產(chǎn)效率。然而,煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)具有多樣化的實施策略,成本與效率也是不一樣的,因此,創(chuàng)新性地設(shè)計煤礦電氣自動化控制系統(tǒng),這是減少系統(tǒng)成本支出和提高系統(tǒng)運行效率的必然趨勢,此外,還應當避免重復性的設(shè)計并加強設(shè)計實踐。
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