控制器联网系统应用设计说明书V1.docx

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控制器联网系统应用设计说明书V1

控制器联网系统应用设计说明书

（文件编号:

）

海湾安全技术有限公司

2007年02月02日

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日期

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批准

备注

A1

2006-11-21

初稿，供讨论使用

1联网设备介绍1

1.1控制器联网通讯卡1

1.1.1NNET-1型CRT接口卡1

1.1.2INET-04型RS485环形联网接口卡2

1.1.3INET-02型RS485星型联网接口卡3

1.2控制器联网转换接口4

1.2.1RS485总线光纤转换模块4

1.2.2RS232总线光纤转换模块4

1.2.3RS-232/RS-485接口转换器5

1.3控制器星型联网设备6

1.3.1RS485星型集中器6

1.3.2RS485总线光纤Hub7

1.4TCP/IP联网套件8

2联网方案介绍8

2.1环形/总线型联网方案8

2.2星型联网方案10

2.3混合型联网方案：

11

2.4双机备份联网方案：

15

3典型设计案例17

3.1机场线火灾报警控制器联网系统设计17

1联网设备介绍

我公司提供的控制器联网设备，可分为4类：

◎控制器联网通讯卡

◎转换接口模块

◎RS485总线星型集中器

◎控制器TCP/IP联网套件

1.1控制器联网通讯卡

1.1.1NNET-1型CRT接口卡

◎型号：

GST200控制器NNET-01型CRT接口卡

GST500/5000控制器NNET-01型CRT接口卡

GST9000控制器NNET-01型CRT接口卡

◎特点：

NNET-01型CRT接口卡是GST9000、GST5000、GST500、GST200控制器的可选配卡板，本卡提供了光电隔离的标准RS232接口，用于连接彩色CRT显示系统。

◎主要技术指标：

（1）通讯接口：

标准光电隔离RS232接口；其中：

GST200控制器为DB9（M）接头

GST500/5000/9000控制器为RJ45接头

（2）通讯距离<15m

（3）通讯波特率：

2400bps

（4）卡件备附件：

CRT数据线（3m）

（5）板卡安装方式：

GST200控制器：

机箱内有卡件安装固定孔，螺丝固定；

GST500/5000/9000控制器：

直接插入控制器主机箱母板插槽中，螺丝固定；

◎应用：

（1）通过CRT数据线与GSTCRT彩色显示系统的主机RS232接口连接，用于CRT系统对控制器的监控和配置；

（2）对通讯距离超过15m的应用，必需通过RS485总线或光纤来扩展通讯距离：

※使用一对485/232转换接口卡，将RS232总线转换成RS485总线，可扩展通讯距离为1200m；

※使用一对FIB232S01型RS232光纤调制解调器，将RS232总线转换成两芯单模光纤传输，可扩展通讯距离为50km；

1.1.2INET-04型RS485环形联网接口卡

◎型号：

GST200控制器INET-04型环形联网接口卡

GST500/5000控制器INET-04型环形联网接口卡

GST9000控制器INET-04型环形联网接口卡

◎特点：

INET-04型环形联网接口卡是GST200、GST500、GST5000、GST9000控制器的可选配板卡，主要用于控制器环形和总线型联网。

在卡上提供了两路独立的光电隔离的RS485接口，用于控制器之间的RS485联网。

卡上提供了中继功能，可使每两台控制器之间的距离达到1200m。

并且每个RS485接口只连接一个节点，不存在节点之间的信号干扰，抗干扰能力强。

使用INET-04型环形联网接口卡时，需在控制器上对所接的环形联网接口卡进行网络设置，设置该网卡对应的本机二次码和控制器号。

◎主要技术指标：

（1）2路独立的光电隔离RS485接口，分别为RS485接口1和RS485接口2；RS485接口1连接上一块板卡的RS485接口2，RS485接口2连接下一块板卡的RS485接口1；

（2）传输介质：

采用屏蔽双绞线；

（3）传输距离：

每两台控制器之间的距离<1200m；

（4）板卡的两路RS485接口具有中继功能，板卡故障或控制器关机时，不影响信息通过该板卡的传递；

（5）板卡安装方式：

GST200控制器：

机箱内有卡件安装固定孔，螺丝固定；

GST500/5000/9000控制器：

直接插入控制器主机箱母板插槽中，螺丝固定；

◎应用：

（1）该网卡主要应用与环形RS485联网网络，该环形网络中，每两台相邻控制器之间的距离<1200m；

（2）该网卡支持总线型联网，即其环形联网应用中，将任意两台相邻控制器之间断开，变成总线型联网；

（3）该网卡组建的环形或总线型网络中，最多支持32台控制器联网，控制器台数多于32台时，可在其中一台控制器上再配置一块INET-04型环形联网卡，通过该网卡再拓展一级最多32台控制器联网的环形或总线型网络；

（4）该网卡应用中，每两台相邻控制器之间的距离>1200m时，必需采用光纤联网方式，增加一对FIB485S01光纤转换模块来实现光纤联网；

1.1.3INET-02型RS485星型联网接口卡

◎型号：

GST100控制器INET-02型星型联网接口卡

GST200控制器INET-02型星型联网接口卡

GST500/5000控制器INET-02型星型联网接口卡

GST9000控制器INET-02型星型联网接口卡

◎特点：

INET-02型RS485星型联网接口卡是GST100，GST200、GST500、GST5000、GST9000控制器的可选配板卡，主要用于控制器星型联网。

在卡上提供了一路光电隔离的标准RS485接口，用于控制器之间的RS485联网。

控制器星型联网，主控制器处需配置RS485星型集中器485Hub*，最多扩展31路星型分支，主控制器到每个分支控制器的最远距离为1200m。

使用这种联网方式，各个分支控制器之间不能互相通讯，只能和主控制器通讯；

◎主要技术指标：

（1）1路光电隔离的RS485接口；

（2）传输介质：

采用屏蔽双绞线；

（3）传输距离：

每路星型分支的距离<1200m；

（4）板卡安装方式：

GST100/200控制器：

机箱内有卡件安装固定孔，螺丝固定；

GST500/5000/9000控制器：

直接插入控制器主机箱母板插槽中，螺丝固定；

◎应用：

（1）该网卡主要应用与控制器星型联网，通过RS485星型集中器485Hub*组建星型网络。

（2）该网卡不能接入总线型或星型网络，不能和INET-04型环形联网接口卡兼容使用，如果一台控制器即需要接入星型网络，又需要接入总线型或环形网络时，需配接INET-02型和INET-04型两块联网接口卡。

（3）该网卡组建的星型网络中，主控制器到每个分支控制器的最远距离为1200m，当其距离超过1200m时，需通过RS485总线光纤Hub（F485sHub*）组建星型光纤联网网络，每条分支的控制器需配置一台FIB485S01型RS485光纤调制解调器与该星型网络连接，此时，主控制器到每个分支控制器的最远距离可达到50km；

1.2控制器联网转换接口

1.2.1RS485总线光纤转换模块

◎型号：

FIB485S01型RS485光纤调制解调器

◎特点：

FIB485S01型RS485光纤调制解调器用于延长RS485总线的传输距离，可延长到50km。

由于采用光纤作为通信传输介质，具有高隔离电压、防电磁干扰、抗雷击等优点。

本身采用壁挂式安装模式，可直接安装到控制器内使用，也可外置使用。

由控制器提供DC24V供电电源，通过ST头光纤跳线连接光缆。

◎主要技术指标：

（1）光纤接口：

一对ST头（TX和RX两个接口）

（2）传输介质：

单模光纤

（3）适用光纤：

单模9/125μm

（4）传输距离：

50km

（5）光波长：

1310nm

（6）电气接口：

RS485总线标准接线端子

（7）电源接口：

外接DC24V电源，标准接线端子

（8）工作环境：

温度：

-30℃～+70℃

湿度：

10～90%，25℃

（9）外形尺寸：

140（L）×110（W）×34（H）mm

◎应用：

（1）用于扩展RS485总线的传输距离；

（2）用于工业环境比较恶劣或雷区，替换RS485总线传输，增加抗干扰能力；

1.2.2RS232总线光纤转换模块

◎型号：

FIB232S01型RS232光纤调制解调器

◎特点：

FIB232S01型RS232光纤调制解调器用于延长RS232总线的传输距离，可延长到50km。

由于采用光纤作为通信传输介质，具有高隔离电压、防电磁干扰、抗雷击等优点。

本身采用壁挂式安装模式，可直接安装到控制器内使用，也可外置使用。

由控制器提供DC24V供电电源，通过ST头光纤跳线连接光缆。

◎主要技术指标：

（1）光纤接口：

一对ST头（TX和RX两个接口）

（2）传输介质：

单模光纤

（3）适用光纤：

单模9/125μm

（4）传输距离：

50km

（5）光波长：

1310nm

（6）电气接口：

DB9孔式插座

（7）电源接口：

外接DC24V电源，标准接线端子

（8）工作环境：

温度：

-30℃～+70℃

湿度：

10～90%，25℃

（9）外形尺寸：

140（L）×110（W）×34（H）mm

◎应用：

（1）用于扩展CRT通讯时RS232总线的传输距离；

（2）使用时需配接232数据线分别与CRT接口卡和PC连接；

1.2.3RS-232/RS-485接口转换器

◎型号：

RS-232/RS-485转换器485A

◎特点：

该转换模块可以实现RS485总线和RS232总线电气接口之间的转换，主要应用于CRT通讯时延长RS232总线的传输距离；控制器光纤联网时，使用专用的光端机接口，如果该光端机接口需要RS232总线电气接口时，也需要使用该接口转换器，将我们控制器联网时使用的RS485总线接口转换为RS232总线接口。

该转换器RS232接口使用TX、RX、GND三线连接，接线简单。

转换器带光电隔离，内置一次、二次防雷击保护器，抗干扰能力强。

需外供5V电源，可从控制器上取电源。

本转换器体积小，可固定与控制器内部使用，也可外置使用。

◎主要技术指标：

（1）RS485接口：

RS485总线标准接线端子

（2）RS232接口：

DB9孔式插座

（3）传输介质：

RS485接口：

屏蔽双绞线

RS232接口：

RS232连接线缆（三线制）

（4）传输距离：

RS485接口：

<1200m

RS232接口：

<15m

（5）电源接口：

外接DC5V电源，标准接线端子

（6）工作环境：

温度：

-45℃～+80℃

湿度：

10～90%，25℃

◎应用：

（1）用于扩展CRT通讯时RS232总线的传输距离，可延长到1200m；

（2）用于控制器光纤联网时，使用专用的需要RS232接口的光端机，需要把控制器联网的RS485接口转换为RS232接口；

1.3控制器星型联网设备

1.3.1RS485星型集中器

◎型号：

RS485星型集中器485Hub*；（“*”为485Hub中所有RS485接口的数量，即如果是输入1路RS485接口，输出4路RS485接口，则*＝5）

◎特点：

485Hub*型RS485星型集中器用于采用星型网络结构的RS485联网，安装于网络中心节点控制器中，可将RS485总线分割成互不干扰的多条通讯线连接到各联网从控制器，每个从控制器到主控制器的距离均可达1200m。

缺点是每个分支控制器之间不能互相通讯。

采用标准的1U或2U机箱，可以安装在立式控制柜或琴台控制柜内使用.

◎主要技术指标：

（1）*路隔离RS485接口

（2）通讯距离：

采用1.0mm2屏蔽双绞线，每个分支通讯距离可达到1200m，最多31个分支

（3）电气接口：

RS485接口

（4）电源接口：

外接DC24V/AC220V电源

（5）工作环境：

温度：

-30℃～+70℃

湿度：

10～90%，25℃

（6）外形尺寸：

16个RS485接口以下，为1U标准机箱

16～32个RS485接口，为2U标准机箱

◎应用：

（1）该集中器主要应用与控制器的星型联网。

（2）使用该集中器时，每路分支的通讯距离为1200m，对超过1200m的应用时，必需采用光纤Hub来延长通讯距离。

1.3.2RS485总线光纤Hub

◎型号：

F485SHub*型RS485总线光纤Hub；（“*”为光纤Hub中所有路光纤接口的数量，每路光纤接口为1对ST接头，即如果是输入1路RS485接口，输出4路光纤接口（即8个ST接口），则*＝4）

◎特点：

F485SHub*型RS485总线光纤Hub用于采用星型网络结构的光纤联网，安装于网络中心节点控制器中，可将RS485总线分割成互不干扰的多条光纤通讯线连接到各联网从控制器，每个从控制器到主控制器的距离均可达50km。

由于采用光纤作为通信传输介质，具有高隔离电压、防电磁干扰、抗雷击等优点。

缺点是每个分支控制器之间不能互相通讯。

采用标准的1U或2U机箱，可以安装在立式控制柜或琴台控制柜内使用.

◎主要技术指标：

（1）*路隔离光纤接口（*对ST头，每对为FTX和FRX两个接口）

（2）传输介质：

单模光纤

（3）适用光纤：

单模9/125μm

（4）通讯距离：

50km

（5）光波长：

1310nm

（6）电气接口：

RS485接口，工业接线端子

（7）电源接口：

外接DC24V/AC220V电源

（8）工作环境：

温度：

-30℃～+70℃

湿度：

10～90%，25℃

（9）外形尺寸：

16对光纤接口以下，为1U标准机箱

16～32对光纤接口，为2U标准机箱

◎应用：

（1）该集中器主要应用与控制器星型联网，通讯距离超过1200m时的联网网络。

（2）该集中器还应用与控制器星型联网，工业环境比较恶劣或雷区环境，需要通过光纤传输来增强抗干扰能力。

1.4TCP/IP联网套件

◎型号：

GST200控制器TCP/IP联网套件

GST500/5000控制器TCP/IP联网套件

GST9000控制器TCP/IP联网套件

◎特点：

该TCP/IP联网套件主要应用与控制器通过以太网局域网联网。

该套件由三部分组成：

TCP/IP联网卡，串口转以太网模块，连接线缆。

使用以太网局域网进行控制器联网，不需要铺设专门的线路，联网方案简单，抗干扰能力强，工作稳定。

该套件可全部安装到控制器内部，从控制器取DC24V电源供电。

该套件内置TCP/IP协议，以太网接口10/100Mbps自适应。

◎主要技术指标：

（1）以太网接口：

10/100Mbps自适应，RJ45接口

（2）与控制器接口：

TCP/IP联网卡直接接入控制器；

（3）电源接口：

DC24V电源，标准工业接线端子

（4）传输介质：

以太网局域网连接

◎应用：

（1）该套件主要应用与网通，电信，学校等具有完善以太网局域网的场所，可以直接使用其局域网进行控制器联网，不需要铺设专门的线路。

2联网方案介绍

2.1环形/总线型联网方案

◎组网示意图如下：

图2.1环形联网示意图

图2.2使用光纤延距联网示意图

◎特点：

（1）该联网方案为我们最基本的联网方案，每两台控制器两路RS485接口首尾相连，组建环形RS485联网网络，网络信息传递可靠性高，任何两台控制器之间断路，不影响整个网络的运行（如图2.1）。

（2）该联网方案中，每两台相邻控制器之间的距离为1200m，网络传输距离远；

（3）该联网方案中，每两台相邻控制器之间的RS485总线，与其它相邻控制器之间的RS485总线相互独立，不会互相干扰，因此，抗干扰能力强；

（4）该联网方案中，可支持32台控制器联网；

（5）该联网方案中，任何一台控制器故障或关机，该控制器的两路RS485接口可直接相联，屏蔽掉该故障/关机控制器，不影响整个网络的运行和信息的传递；

（6）该联网方案中，任何两台相邻的控制器之间的距离如果超过了1200m，必需使用光纤作为传输介质，通过1对RS485总线光纤转换模块，将这两台控制器之间的RS485总线转换为光纤传输，可扩展通讯距离为50km。

整个网络不需要全部更换为光纤联网（如图2.2）。

（7）该联网方案中根据需求可连接成总线型联网，即任何两台相邻控制器之间的RS485总线不连接或断开，则可构成RS485总线型联网，总线型连接时，任何两台相邻控制器之间的RS485总线断路或短路，均会使整个网络分割成两部分，影响整个网络之间信息的传递。

◎适用范围：

（1）该联网方案为我公司主要的联网方案，无特殊需求，推荐客户使用该联网方案进行控制器联网；

（2）该联网方案可根据需求连接成总线型或环形网络；

（3）该联网方案中，如果联网控制器数量超过32台，可在该联网网络中任何一台控制器上边再配置一块INET-04环形联网接口卡，再扩展一个网络，详见混合型网络方案介绍；

◎网络配置：

（1）单纯环形或总线型RS485总线联网时，每台控制器需配置一块INET-04型环形联网接口卡；

（2）如果某两台相邻控制器之间需要使用光纤来扩展联网距离时，这两台控制器还需分别配置一块RS485总线光纤转换模块，用于光纤联网。

2.2星型联网方案

◎组网示意图：

图2.3星型联网示意图

图2.4使用光纤延距星型联网示意图

◎特点：

（1）该联网方案，使用RS485星型集中器，将主控制器的RS485总线接口扩展为相互独立的*路RS485总线接口，从而实现RS485总线的星型联网（如图2.3）；

（2）该联网方案中，不同分支上的控制器只可以和主控制器通讯，不同分支上的控制器之间不可以互相通讯，因此，不同分支上的控制器之间，信息不能互相显示，也不能互相控制，但主控制器可以控制所有的分支控制器并显示所有分支控制器的信息。

（3）该联网方案中，最多支持31路分支，支持32台控制器联网；

（4）该联网方案中，主控制器到每个分支控制器之间的距离最远为1200m，对超过1200m时，必需使用RS485总线光纤Hub来延长传输距离（如图2.4）；

（5）接入星型网络中的控制器，必需配置星型联网接口卡，该联网接口卡不能接入总线型或环形网络，如果星型网络中的控制器还需要接入总线型或环形网络，必需再配置一块INET-04环形联网接口卡，由该接口卡接入其它网络；（详见混合型联网方案介绍）

◎适用范围：

（1）该联网方案适合主控制中心与从机地理位置比较分散，总线型布线或环形布线不易实现的场所。

（2）该联网方案中，主控制器和分支的从控制器如果需要接入总线型网络或环形网络，必通过二级网络实现，不能直接接入。

◎网络配置：

（1）RS485星型网络连接时，主控制器需配置INET-02星型联网接口卡一块，并配置RS485星型集中器一台，星型集中器分支路数按照实际需求配置；

（2）RS485星型网络连接时，从控制器需配置INET-02星型联网接口卡一块；

（3）光纤星型网络连接时，主控制器需配置INET-02星型联网接口卡一块，并配置RS485光纤Hub一台，光纤Hub分支路数按照实际需求配置；

（4）光纤星型网络连接时，从控制器需配置INET-02星型联网接口卡一块，并配置RS485总线光纤调制解调器一块；

2.3混合型联网方案：

◎方案说明：

混合型联网方案分为：

※总线型/环形网络中接入星型网络（如图2.6）；

※星型网络中接入总线型/环形网络（如图2.7）；

※双环/双总线型混合网络（如图2.8）；

※双中心的双星网络（如图2.9）；

※冗余的双环网络（如图2.10）；

※冗余的双星网络（如图2.11）；

◎组网示意图：

星型网络中分支控制器接入总线型或环形网络：

图2.6星型网络中接入环形网络示意图

环形网络中控制器作为星型网络主机，接入星型网络；

图2.7环形网络中接入星型网络示意图

双环/双总线型网络，适合联网控制器比较多，用一级网络不能实现的场所；

图2.8双环/双总线型混合网络示意图

双中心的双星网络，通过RS485总线型或环形网络将两个星型网络的主机联网；

图2.9双中心的双星混合网络示意图

冗余的双环网络，两个独立的环形网络相互热备份，每个网络的故障不会影响整个网络信息的传递；

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；

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；

◎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