控制器联网系统应用设计说明书
控制器 1INET-04INET-04A1B1A2B2A1B1A2B2控制器2INET-04INET-04A1B1A2B2A1B1A2B2控制器3INET-04INET-04A1B1A2B2A1B1A2B2RS485双绞线RS485双绞线RS485双绞线RS485双绞线控制器nINET-04INET-04A1B1A2B2A1B1A2B2控制器5INET-04INET-04A1B1A2B2A1B1A2B2控制器4INET-04INET-04A1B1A2B2A1B1A2B2RS485双绞线RS485双绞线RS485双绞线RS485双绞线RS485双绞线RS485双绞线图2.10 冗余的双环网络示意图
冗余的双星网络，两个独立的星型网络，每个网络的故障不会影响整个网络信息的传递；
控制器1/二级网络控制器1INET-02INET-02A B A B A1B1 AC220V/DC24V RS485星型集中器485HubnA2B2 A3B3 AnBn A1B1 AC220V/DC24V RS485星型集中器485HubnA2B2 A3B3 AnBnRS485双绞线RS485双绞线RS485双绞线RS485双绞线RS485双绞线RS485双绞线A BA BA BA BA BA BINET-02 INET-02 控制器2INET-02 INET-02 控制器2INET-02 INET-02 控制器2图2.11 冗余的双星网络示意图
◎ 特点： （1） 使用混合型网络的主要原因是： ※ 主干网为星型网络，分支控制器需要再和其它控制器联网时，必需通过二级网络组建混合网络来实现，即在星型网络中接入环形或总线型网络； ※ 联网控制器数量超过32台时，必需通过二级网络组建混合网络来实现； （2） 冗余网络方案：使用冗余网络方案，即在环形网络或星型网络中再增加一套联网设备，组建两套功能完全对等的双环形或双星型网络，每一套网络的损坏均不影响整个网络信息的传递和运行，如图2.10和图2.11； （3） 使用混合型网络时，两级网络可通过公共连接的控制器，将两级网络的信息互相转发，可互相操作和信息显示； （4） 接混合型网络时，如果RS485总线的距离超过1200m，必需通过光纤来延长传输距离，详见环形/总线型联网方案和星型联网方案通过光纤延长距离的说明； 海湾安全技术有限公司
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RS485双绞线断开时，构成总线型网络RS485双绞线RS485双绞线
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◎ 适用范围： （1） 总线型/环形网络中接入星型网络的方案适合各个监控区域之间可实现总线型或环形联网布线，但单独的每个监控区域内部的多台控制器位置比较分散，需要通过星型联网的情况； （2） 星型网络中接入总线型/环形网络的方案适合监控中心与各个监控区域位置比较分散，并且每个监控区域还有多个控制器的情况，通过星型网络将各个监控区域联网，每个监控区域再通过二级网络将本区域的控制器联网； （3） 总线型/环形网络中再接入总线型/环形网络的方案适合联网控制器数量超过32台的环境； ◎ 网络配置： （1） 总线型/环形网络中的控制器，每台需配置INET-04型环形联网接口卡一块； （2） 星型网络中的控制器，每台需配置INET-02型星型联网接口卡一块； （3） 星型网络中的主机，需配置RS485星型集中器一台，如果是光纤联网，需配置RS485总线光纤Hub一台； （4） 两级网络共用的控制器，需配置两级网络中使用的通讯卡各一块； （5） 光纤联网时，除星型网络中的主机外，每台控制器光纤联网的接口需配置RS485光纤调制解调器一台； 2.4 双机备份联网方案： ◎ 方案说明： 环形网络/总线型网络中，每台控制器在联网系统中均独立对等，信息显示及网络操作均可完全一致，因此，在环形网络/总线型网络中，如果需要双机备份，只需在该环形/总线型网络中再增加一台备份控制器，即可达到双机备份目的； 星型网络中，如果需要对星型网络主机进行双机备份，需要通过环形/总线型网络将星型网络主机和备份机连接起来，组建成双中心星型网络（如图2.12）。但该联网方案中，备份机仅实现信息备份功能，如果星型网络主机故障，整个网络将瘫痪，不能运行； 如果需要实现星型网络主机的冗余备份功能，需要组建双中心冗余星型网络，该联网系统中，两台星型网络主机功能完全对等，任何一台故障，不会影响整个网络的运行（如图2.13）。 ◎ 组网示意图： 海湾安全技术有限公司
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主控制器备份控制器控制器1/二级网络控制器1INET-02INET-04A B A1B1A2B2 二级网络控制器2INET-04A1B1A2B2 RS485双绞线RS485双绞线 A1B1 AC220V/DC24V RS485星型集中器485HubnA2B2 A3B3 AnBnRS485双绞线A BRS485双绞线A BRS485双绞线A BINET-02 控制器2INET-02 控制器3INET-02 控制器n 图2.12 双中心星型网络
主控制器备份控制器控制器1INET-02A B 控制器1INET-02A B A1B1 AC220V/DC24V RS485星型集中器485HubnA2B2 A3B3 AnBn A1B1 AC220V/DC24V RS485星型集中器485HubnA2B2 A3B3 AnBnRS485双绞线RS485双绞线RS485双绞线RS485双绞线RS485双绞线RS485双绞线A BA BA BA BA BA BINET-02 INET-02 控制器2INET-02 INET-02 控制器2INET-02 INET-02 控制器2
图2.13 双中心冗余星型网络 ◎ 特点： （1） 双中心星型网络中，主备控制器功能完全对等，可实现对星型网络从机的控制和操作，信息显示完全一致，缺点是星型网络的主机故障，会影响整个网络的运行； （2） 双中心冗余星型网络中，主备控制器功能完全对等，互为备份，任何一台控制器的故障都不会影响整个网络的运行，网络系统比较可靠，缺点是网络布线比较复杂，网络设备多； ◎ 网络配置： （1） 双中心星型网络配置： 主机：配置一块INET-02星型联网卡，用于星型联网； 配置一台RS485星型集中器485Hub*，用于星型联网； 配置一块INET-04环形联网卡，用于和备份机之间环形/总线型联网；
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备份机：配置一块INET-04环形联网卡，用于和主机之间环形/总线型联网； 从机：配置一块INET-02星型联网卡，用于星型联网； （2） 双中心冗余星型网络配置： 主机：配置一块INET-02星型联网卡，用于星型联网； 配置一台RS485星型集中器485Hub*，用于星型联网； 备份机：配置一块INET-02星型联网卡，用于星型联网； 配置一台RS485星型集中器485Hub*，用于星型联网； 从机：配置两块INET-02星型联网卡，分别接入主备星型网络； 3 典型设计案例
3.1 机场线火灾报警控制器联网系统设计 ◎ 控制器数量及位置：
车辆基地区域机1车辆基地车辆基地区域机2车辆基地集中机车站区域控制器1车站区域控制器4车站集中控制器主控制中心控制器车站区域控制器2车站车站区域控制器3备控制中心控制器调度中心图3.1 控制器位置布局图
布局图如图3.1所示： 控制器共10台，其中：
车辆基地4台，一台作为主控制中心控制器，一台为车辆基地集中机，另两台为车辆基地区域机；
调度中心1台，作为备控制中心控制器；
车站5台，一台为车站集中控制器，另四台为车站区域控制器； 车辆基地、车站和调度中心距离均在10km左右； 车站五台控制器之间的距离均超过了1200m；
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车辆基地四台控制器之间的距离均超过了1200m；
◎ 实现功能：
通过主控制中心控制器、车站集中控制器、备控制中心控制器联网三台控制器将三个站点连接到一块；
车辆基地区域机均与车辆基地集中机联网，并通过集中机连接到主控制中心控制器； 车站区域机与集中机联网；
◎ 联网方式：
三个站点之间的联网，根据已有条件，通过TCP/IP局域网进行联网；
车辆基地区域机与集中机之间的联网，根据其位置情况，组建RS485环形网络，并通过光纤延长传输距离；
车辆基地集中机与主控制中心机，组建RS485总线型联网，并通过光纤延长传输距离； 车站集中机和车站区域机之间，因为其位置比较分散，组建RS485星型联网，并通过光纤延长传输距离； ◎ 拓扑结构：
根据设计，整个网络结构为：
三个站点之间的主干网，为TCP/IP联网；
车辆基地集中机与车辆基地区域机联网，为环形RS485联网； 车辆基地集中机与主控制中心机，为总线型RS485联网； 车站集中机与车站区域机，为星型RS485联网； ◎ 可靠性及冗余设计：
主干网的连接，因为其传输距离比较远，需要将三个距离较远的站点，通过主干网连接起来，以便统一管理，必需保证网络运行的可靠性，因此，我们进行了网络冗余设计：
冗余方案：
通过TCP/IP局域网进行联网的三台控制器，每台控制器配置两套冗余的TCP/IP联网套件，即每台控制器输出两路TCP/IP以太网接口，这两路接口互相独立，都处于正常工作状态，做热冗余，每个接口的故障都不会影响整个网络信息的传递和运行； ◎ 网络示意图： 海湾安全技术有限公司
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车辆基地区域机1 INET-04环形联网卡FIB485S01光纤转换模块FIB485S01光纤转换模块车辆基地单模双芯光纤车辆基地区域机2 INET-04环形联网卡车站区域控制器1 INET-02星型联网卡车辆基地集中机 INET-04INET-04环形联网卡环形联网卡FIB485S01光纤转换模块FIB485S01光纤转换模块FIB485S01光纤转换模块FIB485S01光纤转换模块FIB485S01光纤转换模块车站车站区域控制器4 INET-02星型联网卡FIB485S01光纤转换模块FIB485S01光纤转换模块车站集中控制器 INET-02TCP/IP联TCP/IP联星型联网卡网套件网套件单模双芯光纤单模双芯光纤单模双芯光纤主控制中心控制器 TCP/IP联INET-04网套件环形联网卡FIB485S01光纤转换模块车站区域控制器2 INET-02TCP/IP联网套件星型联网卡单模双芯光纤F485SHub4RS485总线光纤Hub车站区域控制器3 INET-02星型联网卡FIB485S01光纤转换模块以太网局域网FIB485S01光纤转换模块单模双芯光纤单模双芯光纤TCP/IP联网套件 TCP/IP联网套件备控制中心控制器调度中心 图3.2 组网示意图
◎ 网络配置： 主控制中心控制器： 配置TCP/IP联网套件两套； 配置INET-04环形联网卡一块； 配置FIB485S01光纤转换模块一块； 车辆基地集中机配置： 配置INET-04环形联网卡两块； 配置FIB485S01光纤转换模块三块； 车辆基地区域机配置： 配置INET-04环形联网卡一块； 配置FIB485S01光纤转换模块两块； 备控制中心控制器配置： 配置TCP/IP联网套件两套； 车站集中控制器配置： 配置配置TCP/IP联网套件两套； 配置INET-02星型联网卡一块； 配置RS485总线光纤HubF485Shub4一台； 车站区域控制器配置： 配置INET-02星型联网卡一块； 配置FIB485S01光纤转换模块一块；
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