Hirschmann RS20交换机配置说明_090420

云南小湾水电站工程通风空调计算机监控系统

名称: 赫斯曼RS20交换机说明书

代号: WTH-XWTF-02

昆明威士科技有限公司

2009年3月

云南小湾水电站工程通风空调计算机监控系统

名称: 赫斯曼RS20交换机说明书

代号: WTH-XWTF-02

编制：董家瑞

校对：苏为斌

审定：余兴林

批准：张占军

昆明威士科技有限公司

2009年3月

安全须知

本安全须知包括在安装、运行和维护电气控制系统（单元）时必须遵循的安全规范。安全须知说明分为两部分：警告和注意。警告部分用于说明在进行非正常操作时，何种情况会造成严重的故障，甚至人身伤害或死亡。注意事项部分用于在文件中提请读者特别注意，注意事项部分虽然不如警告部分重要，但也不应忽视。

警告：本文件中以下标志提醒读者，并说明何种情况会造成严重的人身伤害及设备的损坏。

危险电压警告：警告有高电压存在，会造成严重的人身伤害及设备的损坏。标志旁注明了避免发生危险的方法。

一般警告：警告非电气原因可能造成人身伤害及设备的损坏。标志旁注明了避免发生危险的方法。

静电放电警告：警告静电放电可能导致弱电设备损坏。标志旁注明了避免发生危险的方法。

注意！当读者看到如下标志或相关的附加信息时，需要格外注意。

注意！指需格外注意的地方。

补充说明：补充说明给出信息，或者提供可参考的更多信息。

注意这些贴在控制设备或在本文件中警告、注意符号。它们提醒错误的操作可能对人体产生危险或损坏相关设备。

在对本控制系统操作或维修前，请详细阅读以下的安全预防和警告事项。

请确定在控制设备上的警告符号被保持在清晰状态，亦请替换不清晰和损坏的符号。

在开始之前，请熟读设备说明书和调试文件使你熟悉操作，不许任何非合格人员操作控制设备。

警告

本控制设备将产生危险的电压并控制电机使机械零件旋转；如操作不当，可能对人体产生严重伤害或损坏控制设备；

只有合格人员才能操作本控制设备；这些人员必须熟悉所有的警告符号；只有正确地安装、操作和维护，才能确保安全及维持设备正常运行。

本控制设备是在高电压下工作的；

切断电源后控制设备内仍有高压电的可能；因此关闭电源后5分钟才能打开控制设备；

只有经培训的合格人员才能对本设备进行安装、操作和维护。

确保选择安装位置在安全的区域，防止高温、湿气和水滴的泼溅；并防止小孩子们或一般无关人员接近；本控制设备只能用在被制造厂商所认可的场合；未经认可的修正、修改可能引起火灾、导电等伤害。

本产品会产生无线电能量，可能会对无线电造成干扰，加接RFI滤波器可改善干扰情形。

定义

合格人员

本说明所指合格人员，必须熟悉本控制系统设备的内部结构、安装程序、操作方法、维修步骤以及能够遵循安全措施（以防危险意外）的人员。

目录

1 HIRSCHMANN RS20简介 (4)

2 配置交换机操作步骤 (4)

3 端口定义 (4)

3.1电源端口 (5)

3.2多模光纤端口（SC） (5)

3.3V.24配置端口（RS232） (6)

3.4RJ45以太网口 (6)

4 指示灯 (6)

4.1指示灯一 (6)

4.2指示灯二 (7)

5 配置交换机IP (7)

5.1V.24端口配置方法（配置交换机IP地址） (7)

5.2V.24端口配置方法（打开WEB配置管理功能） (8)

5.3RJ45以太网配置方法（高级配置） (8)

6 配置光纤双环网 (9)

6.1配置冗余单环 (9)

6.2配置冗余双环 (10)

7 网络测试 (14)

7.1单环网数据流向分析 (14)

7.2双环网数据流向分析 (15)

7.3交换机状态命令查询 (17)

7.4交换机状态WEB查询 (18)

8 其他 (18)

8.1配置交换机系统时间 (18)

8.2配置交换机输出错误信息（PLC采集） (21)

8.3恢复交换机出厂设置 (23)

9 附录 (24)

9.1附录1小湾电站通风空调系统主网络IP分配规划图 (24)

9.2附录2疑问列表 (25)

1 Hirschmann RS20简介

图1.1 Hirschmann RS20 系列交换机平面结构

赫斯曼-Hirschmann卡轨式交换机，德国制造。RS20系列，一体化设计，使

用方便，支持环网，冗余技术，使用寿命长，耐高温，高湿度环境工作。小湾电

站通风空调系统中使用的有两种型号的RS20，RS20-0800M2M2SDAEHC04.2.02带

6个RJ45以太网口和2个SC光口，RS20-0400M2M2SDAEHC04.2.03带2个RJ45

以太网口和2个SC光口，而其指示灯、配置方式、跳线开关均相同。

2 配置交换机操作步骤

用户只需按照如下四个简单步骤进行操作，即可实现RS20交换机的配置及通信。

3 端口定义

RS20端口共有：电源端口两组、多模光纤端口两组、V.24配置端口、USB

端口、及RJ45以太网接口（6个/2个）。不同的端口对应不同功能。

3.1 电源端口

图3.1.1 Hirschmann RS20 电源端口

电源端口为6端接口，其中1、3脚为P1电源1输入，6、4脚为P2电源输入。2、5脚为电源状态输出，当发生错误时，2、5脚输出Fault状态。

3.2 多模光纤端口（SC）

图3.2.1 Hirschmann RS20 SC光纤端口

RS20提供的是双纤光纤收发器，即接收和发送数据在一对光纤上完成（与之相对的单纤光纤收发器：接收发送的数据在一根光纤上传输，单纤设备可以节省一半的光纤，即在一根光纤上实现数据的接收和发送，在光纤资源紧张的地方十分适用。这类产品采用了波分复用技术，使用的波长多为1310nm和1550nm。但由于单纤收发器产品没有统一国际标准，因此不同厂商产品在互联互通时可能会存在不兼容的情况。另外由于使用了波分复用，单纤收发器产品普遍存在信号衰耗大的特点。目前市面上的光纤收发器多为双纤产品，此类产品较为成熟和稳定，但需要更多的光纤。RS20不支持单纤光纤接口。）。和表示一对全双

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而交换机B 的输入接到交换机A 的输出，一对双纤配对插入同一端口并跳线，才能正常通信。

3.3 V.24配置端口（RS232）

图3.3.1 Hirschmann RS20 V.24配置端口

在初次配置交换机时，只能通过串口转V.24

端口的方式对交换机进行操作。串口转V.24端口的接线如下图所示：

图3.3.2 Hirschmann RS20 串口转V.24接线图

3.4 RJ45以太网口

连接终端设备或其它设备。

4 指示灯

4.1 指示灯一

图4.1.1 Hirschmann RS20 电源下方指示灯

表4.1.1 Hirschmann RS20 电源下方指示灯功能说明

4.2 指示灯二

图4.2.1 Hirschmann RS20 数据接口指示灯

在每个数据通信端口旁都有LS、DA指示灯。

表4.2.1 Hirschmann RS20 数据接口指示灯功能说明

5 配置交换机IP

RS20可以通过V.24配置端口（RS232）和RJ45以太网两种方式进行配置。在交换机未配置IP地址之前，只能通过V.24端口配置。

5.1 V.24端口配置方法（配置交换机IP地址）

①将RS232转V.24线缆连接计算机和交换机；

②对计算机和交换机供电；

③打开计算机→开始→程序→附件→通信→超级终端；

④键入连接名称→选择连接端口COM→设置端口属性；

⑤端口属性设置为：

⑥设置完成后，点击“确定”的同时按住“空格键”对设备进行呼叫连接；

⑦登录成功，可以看到交换机信息；

⑧登录用户，RS20出厂默认了两个用户，它们是：

⑨使用超级用户登录后，输入下列命令；

Enable //进入普通配置模式

network protocol non //配置该协议为无才可手动配置IP地址

Configure //进入超级配置模式

ethernet-ip admin-state enable //打开以太网IP配置选项

exit //退出超级配置模式，进入普通配置network parms 172.1.1.1 255.255.255.0 0.0.0.0 //配置IP，子网掩码，默认网关

reload

y //重启交换机，保存设置

⑩断开连接，退出超级终端。

5.2 V.24端口配置方法（打开WEB配置管理功能）

①～⑨同上，然后输入以下命令：

Enable //进入普通配置模式

Network ip http server //打开WEB管理功能

reload

y //重启交换机，保存设置

5.3 RJ45以太网配置方法（高级配置）

在打开了WEB配置管理功能之后，即可通过已经联通的以太网络对交换机进行远程配置。

①在连接以太网络中的任一终端（如计算机）上，打开浏览器；

② 打开浏览器的JAVA 支持功能（如Windows2003系统，将internet 选项

中的安全级别调至“中等”即可）；

③ 在浏览器地址栏中输入欲配置交换机的IP 地址（如：172.1.1.1）； ④ 远程登录交换机，输入用户名，密码即可进入图形化配置界面。

6 配置光纤双环网

6.1 配置冗余单环

配置冗余单环可参考下列步骤，相对来说比较简单。

图6.1.1 小湾电站通风空调系统单环示意图

在小湾电站通风空调系统中的单环网络中共使用了13个RS20交换机，它们的IP 地址分别是172.1.1.3，172.1.1.110～172.1.1.120，交换机之间通过多模光纤互联构成了一个光纤单环网。

在每个环网中都需要设置一台交换机作为Redundancy Manager （以下简称RM ）来管理环网内的数据通信线路。被设置成RM 的交换机可以是环网内的任意一台交换机。在交换机的面板上，分别有“RM ”和“Stand By ”的两个选择开关，只需要将“RM ”开关拨到“ON ”的位置，这台交换机就成为了RM 交换机。被连接到RM 交换机的光纤输入口和输出口的光纤线路就成了这个单环网的主通信线路和备用通信线路。当RM 交换机发现主通信线路故障时，会自动启用备用通信线路，让通信不受影响。这种通信机制让每个光纤单环网可以容纳一个物理断点而不影响通信。但需要注意的是，在每个单环网中，有且只有一台RM 交换机存在，如果出现多个RM 交换机，环网将无法正常工作。理论上，同一交换机可以同为RM 和Stand By 交换机，但从可靠性的角度分析，不建议这样使用，因为如

果同为RM 和Stand By 的交换机如发生故障掉线，将会出现环网内既无RM 也无Stand By 的情况，使得环网瘫痪（Stand By 的功能及设置将在下文中讲解）。

表6.1.1选择开关功能说明表

6.2 配置冗余双环

相对于配置单环，双环的连接要复杂一些，可以将其分为下面几个步骤： 根据6.1的方法配置好两个单环网后，需将单环用电口交叉线连接成双环。双环之间规定使用双线C1（Main Line

），C2（Redundant Line ）连接以提高系统的可靠性。首先须将环内的一台交换机设置为Stand By 模式，这样才能协调好C1,C2主备用之间的关系，C1与C2不能同时工作，只能互为备用，这样才能避免冲突，让双环光纤网之间的跨环数据正常通信。同理，将“Stand By ”开关拨到“ON ”的位置，这台交换机就成为了Stand By 交换机。

Stand By 在高级设置中共有三种工作方式，可以通过IP 登录交换机的方式方便地进行图文化的配置。其详细步骤是：

①在单环网络连通的情况下，在终端（如服务器）的浏览器中输入Stand By 交换机的ip 地址，并使用“超级用户”登录；

②成功登录交换机后，在左侧功能栏内选则Redundancy

→Ring/Network Coupling ，可以看到下面界面：

图6.2.1 RS20 Stand By 交换机配置环接界面

Hirschmann RS20已经为用户准备好了三种Stand By 工作模式，分别为：单交换机连接（图中标识1）、双交换机连接（图中标识2）和带控制线的双交换机连接（图中标识3）。这三种工作方式各有特点，用户可以根据自己的需求选择合适的模式。

在小湾工程中因交换机端口数量有限，故选用第一种，即单交换机连接方式。且连接双环的双线均连接到了同一交换机上。（没办法，端口少么……）

表6.2.1交换机跨环通信连接方式说明表

注1：用途中的“两个交换机”是指环内的交换机及连接环外的交换机。

注2：RS20双环连接错误诊断及修复时间500ms。

图6.2.2 RS20单交换机连接工作方式示意图

上图即单交换机连接的原理：Stand By交换机控制两个环网之间的连接是通过Main Line来完成的，一旦Main Line发生故障，系统马上切换至Redundant Line工作，所有这些操作均由Stand By一个交换机单独完成。

③接下来需要配置单交换机连接的端口，图中（跟图6.2.1为同一配置界面）红色框选部分即端口配置：

图6.2.2 RS20单交换机端口配置示意图

其中，Partner coupling port为主用端口（即图 6.2.2中Main Line），Coupling port为备用端口。在小湾工程中，只需把双环中的任一交换机设置为Stand By交换机→然后选择“单交换机连接”方式→Partner coupling port设置为4→ Coupling port3端口设置为3，再使用交叉线连接至另外一单环的任一交换机，就相互形成了冗余备用。连接方式即下图6.2.3所示：

图6.2.3 单交换机跨环连接的一种方式

④设置冗余模式：Redundant Mode

图6.2.3 RS20单交换机冗余模式配置示意图

冗余模式有两个选项，“一般冗余”是指C1（Main Line）和C2（Redundant Line）在同一时间只有一个工作，另一个备用；而“超级冗余”是可以让双线连接的两个不同交换机之间断线的情况下双线可以同时工作，互不冲突。在此工程中，因设置了双线均接到了同一交换机上，所以需设置为Redundant Ring/Network Coupling模式，即只有一个工作，另一个备用。

⑤设置连接网络模式：Coupling Mode

即选择所连接网络的形式。有两个选择，Ring coupling和Network Coupling，小湾工程中是两个单光纤环连接，故选择Ring coupling。

⑥Stand By设置完成，保存设置，并重启交换机。

设置好了Stand By交换机之后（注意：两个环网只需设置一台Stand By交换机即可），就可以通过RJ45端口用两条交叉线将两个环网连接起来了。

7 网络测试

7.1 单环网数据流向分析

为了更容易理解双环的数据流向，首先分析一下单环中的数据流向。

下面图7.1.1是一个最简单的单环结构。在单环中，数据的流向可以分为正流或反流。

图7.1.1 单环网数据流向示意图

假设在RM交换机的控制下，RM的输出-正流方向（注意：这里所指的正流反流只是相对的，并不是绝对的）为主用线路，应此在有数据传输时，数据是按

图中红色圆圈流向的，而此时蓝色圆圈-即RM的输入-反流方向是没有数据流量的，反流方向是处于备用状态。

当正流方向-红色圆圈发生故障，断开之后，数据在此条信道上将无法走通，应此RM马上将通信转移至蓝色圆圈，备用信道，进行反流通信。这样此系统-光纤单环，就可以容纳一个断点。但当红色和蓝色圆圈都断开之后，整个环都断开了，数据也就不能传送了。

7.2 双环网数据流向分析

现在假设有两个设备（服务器1和设备2）之间需要进行数据通信，其中服务器1通过双网卡分别连接至交换机172.1.1.3和172.1.2.3，设备2通过双网卡分别连接至交换机172.1.1.20和172.1.2.20。其中交换机172.1.1.3和172.1.2.3分别是两个环网的Stand By交换机，而172.1.1.20和172.1.2.20则是两个环网的RM交换机。C1、C2分别是Stand By交换机跨环连接的两根网线，C1为主用，C2为备用，不能同时工作。

图7.2.1 双环网数据流向示意图

那么在正常工作时，数据传送的线路共有4条（假设RM 交换机172.1.1.20将顺时针的线路作为主通信线路，RM 交换机172.1.2.20 将逆时针的线路作为主通信线路），分别是：

①服务器172.1.1.1→交换机172.1.1.3→光纤A1→交换机172.1.1.10→光纤A2→交换机172.1.1.20→设备2；

②服务器172.1.1.1→交换机172.1.1.3→C1→交换机172.1.2.3→交换机172.1.2.10→B2→交换机172.1.2.20→设备2；

③服务器172.1.2.1→交换机172.1.2.3→光纤B1→交换机172.1.2.10→光纤B2→交换机172.1.2.20→设备2；

④服务器172.1.2.1→交换机172.1.2.3→C1→交换机172.1.1.3→光纤A1→交换机172.1.1.10→光纤A2→交换机172.1.1.20→设备2。

假设图7.2.1中上半部分环网的主通信线路出现了故障（即A1、A2中的一点或两点断开），那么RM交换机172.1.1.20将会自动启用单环内备用线路A3，保证数据的传输。此时的数据传送线路仍有4条，分别是：

①服务器172.1.1.1→交换机172.1.1.3→光纤A3→交换机172.1.1.20→设备2；

②服务器172.1.1.1→交换机172.1.1.3→C1→交换机172.1.2.3→交换机172.1.2.10→B2→交换机172.1.2.20→设备2；

③服务器172.1.2.1→交换机172.1.2.3→光纤B1→交换机172.1.2.10→光纤B2→交换机172.1.2.20→设备2；

④服务器172.1.2.1→交换机172.1.2.3→C1→交换机172.1.1.3→光纤A3

→交换机172.1.1.20→设备2。

如果C1（Main Line）发生故障，那么环网间的数据通信将变成由C2 承担，以上所标的数据传送线路也会发生相应改变，但是线路的数量仍然是4 条，这里就不一一列出了。

假设图7.2.1中上半部分环网中的主通信线路和备用通信线路都发生了问题（即A1,A3 或A2，A3 同时发生故障），那么数据将不能通过上部的环网进行传送。此时的通信线路数量将减少至2 条，分别是：

①服务器172.1.2.1→交换机172.1.2.3→光纤B1→交换机172.1.2.10→光纤B2→交换机172.1.2.20→设备2；

②服务器172.1.1.1→交换机172.1.1.3→C1→交换机172.1.2.3→交换机172.1.2.10→B2→交换机172.1.2.20→设备2；

假设不但图7.2.1中上半部分环网全部瘫痪，连下半部分的主通信线路也同时发生故障，在此极端的条件下，系统仍能够保持2 条通信线路，分别是：

①服务器172.1.2.1→交换机172.1.2.3→光纤B3→交换机172.1.2.20→设备2；

②服务器172.1.1.1→交换机172.1.1.3→C1→交换机172.1.2.3→光纤B3→交换机172.1.2.20→设备2。

由于对称性的原因，在以上断点发生的位置在上下两个环网之间对调后，对通信线路产生的影响应该是相似的。综上所述，可以看到在光纤双环网这种高可靠性通信网络中，最多允许容纳3 个断点（即在A1，A2，A3，B1，B2，B3 中任意断开其中3 点），仍然可以保证系统数据通信的正常。

7.3 交换机状态命令查询

测试命令可以在远程登录交换机后，进行测试。

7.4 交换机状态WEB查询

假设需要查看交换机172.1.1.3的信息，可以在连接网络的终端（如服务器）浏览器中输入地址http://172.1.1.3/base/system/systemInfo.html，即可看到详细汇总信息。

图7.4.1 交换机WEB状态查看

8 其他

8.1 配置交换机系统时间

通过配置交换机的系统时间，可以让用户收集调查交换机的状态及故障错误的详细情况，方便检测及修复。配置时间有两种方式，一是直接从PC机读取时间，二是通过配置SNTP（Simple Network Time Protocol）服务器和客户机进行时间同步。方式一配置方便简单，但在交换机重启或掉电后时间信息就会丢失。在此讲解的是方式二。