CN115095925B - 一种基于独立双网络双系统的中央空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于独立双网络双系统的中央空调系统，属于中央空调冗余设计领域，所述中央空调系统包括：设备层，包括多个受控设备；控制层，与所述设备层连接，所述控制层包括主控制网络交换机和备控制网络交换机；管理层，与所述控制层连接，所述管理层包括主控制‑管理网络交换机、备控制‑管理网络交换机、主管理网络交换机和备管理网络交换机；Web服务器，与所述管理层连接。本发明中的上述结构能够解决环网结构因其组网难度高、成本高、环网回环、网络风暴等问题，提高在现实中的应用普适性、可用性。

Description

一种基于独立双网络双系统的中央空调系统

技术领域

本发明涉及中央空调系统冗余设计领域，特别是涉及一种基于独立双网络双系统的中央空调系统。

背景技术

随着如电子(半导体、芯片等)工厂等生产/应用领域对中央空调系统可用性和可靠性要求越来越高，如果由于系统中存在的单点故障导致整个系统失效，则其带来的经济损失将是巨大的、不可接受的。因此，需要对整个中央空调系统进行冗余设计。常见的，都是站在局部的角度，对部分局部设施进行冗余。如对关键设备的冗余、网络的冗余、软件的冗余。

网络冗余，常见的为环网结构，在大型项目中有少数应用，但因其组网难度高、成本高、需解决环网回环等问题，在现实中的应用普适性不强。

如图1、图2以及图3所示，三个环网示例，尽管于网络的局部解决了冗余的问题，但系统与网络间仍旧存在单点故障问题，且环网存在如回环、网络风暴等问题需要解决。也没有实现网络的划分、隔离，无法确保网络间是否会相互干扰等。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于独立双网络双系统的中央空调系统，以解决系统与网络间仍旧存在单点故障问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于独立双网络双系统的中央空调系统，所述中央空调系统包括：

设备层，包括多个受控设备；

控制层，与所述设备层连接，所述控制层包括主控制网络交换机和备控制网络交换机；

管理层，与所述控制层连接，所述管理层包括主控制-管理网络交换机、备控制-管理网络交换机、主管理网络交换机和备管理网络交换机；

Web服务器，与所述管理层连接。

可选的，所述受控设备包括：低温群设备、中温群设备以及冷却水群设备。

可选的，所述中央空调系统还包括：第一网口和第二网口；

所述低温群设备通过所述第一网口和所述主控制网络交换机连接，所述低温群设备通过所述第二网口和所述备控制网络交换机连接；

所述中温群设备通过所述第一网口和所述主控制网络交换机连接，所述中温群设备通过所述第二网口和所述备控制网络交换机连接；

所述冷却水群设备通过所述第一网口和所述主控制网络交换机连接，所述冷却水群设备通过所述第二网口和所述备控制网络交换机连接。

可选的，所述主控制-管理网络交换机和所述主控制网络交换机双向连接；

所述备控制-管理网络交换机和所述备控制网络交换机双向连接；

可选的，所述主管理网络交换机与所述主控制-管理网络交换机双向连接；

所述备管理网络交换机与所述备控制-管理网络交换机双向连接。

可选的，所述主管理网络交换机和所述备管理网络交换机均与所述Web服务器直接连接。

可选的，所述主管理网络交换机和所述备管理网络交换机均通过管理网络交换机与所述Web服务器连接。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明中上述结构设计上分为主网络和备网络、主系统和备系统、以及他们对应的装置都是在物理上隔离的，有着极高的安全性；每一部分都是独立的系统组成，每一部分都是常规的部署结构，部署难度低、维护成本低。

独立、隔离的双网冗余结构设计，加上独立的系统部署，组网简单、维护难度低，管理和控制网络的隔离，控制子系统细分子网络的隔离，确保网络间不会相互影响，更加安全可靠。避免了环网在实际项目中的应用就存在组网难、维护难、网络回环、风暴等多种问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例单环网示意图；

图2为本发明实施例双环网示意图；

图3为本发明实施例双单环网示意图；

图4为本发明实施例基于独立双网络双系统的中央空调系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种基于独立双网络双系统的中央空调系统，解决环网结构因其组网难度高、成本高、环网回环、网络风暴等问题，提高在现实中的应用普适性、可用性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图4所示，图4为本发明实施例基于独立双网络双系统的中央空调系统模块示意图，通常的，一个大中型的中央空调控制和管理系统通常可分为设备层、控制层、管理层以及网络层。

其中，设备层为中央空调控制系统所对应的受控设备、控制装置以及各种器件组成的集合。实际情况为设备层有n个设备。

控制层为对中央空调范围内相关设备的集中监视和运行控制的分层，由上位机控制系统及其辅助设备，通过以太网组网形成。上位机控制系统通常与物理的、具有一定制备工艺的中央空调系统所对应，上位机控制系统是对应物理中央空调系统的人机交互界面，用于通过软件对物理设备进行实时监视、控制操作、逻辑策略执行等。根据项目实施需要，常部署由多个不同制备工艺的控制系统软件所构成，如低温群控制系统、中温群控制系统、冷却水群控制系统、备用控制系统、以及对应的控制装置等。控制层有n个主控制系统，1个备控制系统。

管理层对中央空调范围内相关子系统的设备状态、主要过程参数进行集中监视、管理和控制的分层。常部署一套实现对设备集中监视和管理的系统。由上位机管理系统及其辅助设备，通过以太网组网形成。该上位机管理系统通常为服务器系统，是由一套部署于服务器的管理软件加上其辅助设备共同组网构成。用于对大型多元中央空调所涉受控设备的集中管理、维护保养、集中监控、统计分析等。

以下介绍各个层之间的联系关系，本发明的实施例中设备层有n个设备；控制层有3个主控制系统，1个备控制系统；管理层有1个主服务器，1个备服务器。

设备层与控制层的连接：如低温群设备通过网络6、中温群设备通过网络7、冷却水群设备通过网络8分别与控制层连接，连接时需使用两个网口，其中网口1接入主控制网络交换机，网口2接入备控制网络交换机，实现控制层与设备层的通信交互，如数据采集、指令下发等。因此设备层采用双网口独立接入控制层网络，网络是独立的。

控制层与管理层的连接：

主控制网络交换机通过网络4与主控制-管理网络交换机连接、主控制-管理网络交换机还通过网络4与主管理网络交换机连接；进而实现控制层与管理层的主网络通信交互。

备控制网络交换机通过网络5与备控制-管理网络交换机相连、备控制-管理网络交换机还通过网络5与备管理网络交换机连接；实现控制层与管理层的备网络通信交互。

设置控制-管理网络交换机，目的是隔离管理网络和控制网络，确保每个网络不会相互影响，提高可靠性和可用性。

管理层与Web服务器的连接：

主管理网络交换机、备管理网络交换机可以直接与Web服务器连接；也可以通过管理网络交换机(可选)，与Web服务器进行组网、与客户端网络的连接，实现外部客户端的访问交互功能、如浏览器等。

控制系统与控制网络交换机的连接：

控制系统与控制网络交换机的连接也是采用双网络，且采用热备机制进行工作。

每个控制系统所在装置(通常为工控机)需要至少2个以太网口，每个控制系统所在装置的一个以太网口通过网络4与主控制网络交换机相连、另一个以太网口通过网络5与备控制网络交换机相连。

网络4和网络5在物理上是完全隔离的，故而网络4和网络5间没有任何交互，可避免环网。控制系统所在的工控机，均至少为双网口要求，网口间本身就是物理隔离的，故也没有任何交互。从而，形成了两个完全隔离、安全的双通道链路。此双通道链路的功能为：a)控制系统向下与设备层的通信交互、向上与管理层的通信交互；b)主控制系统与备用控制系统的通信交互。

管理系统与管理网络交换机的连接

应用和数据库主服务器和应用和数据库备服务器互为冗余，各自部署一套管理软件运行于服务器中，每套所部署的软件均带有热备机制功能。每个服务器需要至少2个以太网口，2个以太网口分别与主管理网络交换机、备管理网络交换机()连接。

管理网络分为主网和备网。主网由网络2、主管理网络交换机组成，在本实施例中，该主管理网络交换机至少需要4口交换机；备网由网络3、备管理网络交换机组成，在本实施例中，该备管理网络交换机至少需要4口交换机。主网和备网相互独立，网络2和网络3相互隔离，实现双网络的设计。

服务器另一种形式：

应用和数据库服务器可变形、拆分为两个独立的服务器即应用服务器、数据库服务器，形成应用主服务器、数据库主服务器、应用备服务器、数据库备服务器。

但以应用服务器为主。以应用服务器为主是指，此时数据库服务器只需要1个以太网口，而应用服务器依旧需要至少2个以太网口，仅两台应用服务器会使用热备机制产生交互、当需要主备切换时，是整套系统完整的切换。即：只要主备切换，则整体从左边切换到右边、或者整体从右边切换到左边。

本发明中的上述结构具备以下优点：

本发明的结构设计上分为主网络和备网络、主系统和备系统、以及他们对应的装置都是在物理上隔离的，有着极高的安全性；每一部分都是独立的系统组成，每一部分都是常规的部署结构，部署难度低、维护成本低。

独立、隔离的双网冗余结构设计，加上独立的系统部署，组网简单、维护难度低。管理和控制网络的隔离，控制子系统细分子网络的隔离，确保网络间不会相互影响，更加安全可靠。避免了环网在实际项目中的应用就存在组网难、维护难、网络回环、风暴等多种问题。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种基于独立双网络双系统的中央空调系统，其特征在于，所述中央空调系统包括：

设备层，包括多个受控设备；

所述受控设备包括：低温群设备、中温群设备以及冷却水群设备；

控制层，与所述设备层连接，所述控制层包括主控制网络交换机和备控制网络交换机；所述控制层有3个主控制系统，1个备控制系统；控制系统与控制网络交换机的连接采用双网络；每个控制系统所在装置需要至少2个以太网口，每个控制系统所在装置的一个以太网口通过网络4与所述主控制网络交换机相连、另一个以太网口通过网络5与所述备控制网络交换机相连；网络4和网络5在物理上完全隔离；

管理层，与所述控制层连接，所述管理层包括主控制-管理网络交换机、备控制-管理网络交换机、主管理网络交换机和备管理网络交换机；所述管理层有1个主服务器，1个备服务器；

所述主控制网络交换机通过网络4与所述主控制-管理网络交换机连接、所述主控制-管理网络交换机还通过网络4与所述主管理网络交换机连接；备控制网络交换机通过网络5与备控制-管理网络交换机相连、备控制-管理网络交换机还通过网络5与备管理网络交换机连接；

应用和数据库主服务器和应用和数据库备服务器互为冗余；每个服务器需要至少2个以太网口，2个以太网口分别与主管理网络交换机、备管理网络交换机连接；当需要主备切换时，是整套系统完整的切换；

所述中央空调系统还包括：第一网口和第二网口；

所述低温群设备通过所述第一网口和所述主控制网络交换机连接，所述低温群设备通过所述第二网口和所述备控制网络交换机连接；

所述中温群设备通过所述第一网口和所述主控制网络交换机连接，所述中温群设备通过所述第二网口和所述备控制网络交换机连接；

所述冷却水群设备通过所述第一网口和所述主控制网络交换机连接，所述冷却水群设备通过所述第二网口和所述备控制网络交换机连接；

Web服务器，与所述管理层连接。

2.根据权利要求1所述的基于独立双网络双系统的中央空调系统，其特征在于，所述主管理网络交换机和所述备管理网络交换机均与所述Web服务器直接连接。

3.根据权利要求1所述的基于独立双网络双系统的中央空调系统，其特征在于，所述主管理网络交换机和所述备管理网络交换机均通过管理网络交换机与所述Web服务器连接。

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