[发明专利]分布式控制系统中工业以太网

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种分布式控制(Distributed Control System，DCS)系统中工业以太网。

背景技术

网络通信是工业控制系统核心之一，而确定性实时通信是很多控制系统 正常运行的基础。以太网以其独到的优势在商业领域获得广泛应用，工业上 对以太网的应用也越来越普及。目前，基于传输控制协议/因特网互联协议 (Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP)协议的以太网中 采用载波监听多路访问/冲突检测(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect，CSMA/CD)机制，具体包括：当以太网节点有数据包需要发送时， 所述以太网节点检测网络是否空闲；如果空闲，发送数据包，并同时检测 所述网络中其是否有其他节点也在发送数据包，如果有，则认为发生冲突， 立即停止发送数据包。综上所述，采用上述机制，会出现部分节点传输延迟 不确定的问题，不能保证传输的确定性和实时性，造成以太网节点传输冲突、 随机后退的问题。同时，还要满足DCS系统的一贯需求，如双网冗余，快 速诊断等等。

发明内容

本发明提供一种分布式控制系统中工业以太网，不但满足数据的确定性 实时通讯，还能实现双网冗余切换，节点的快速诊断的目的。

为达到上述目的，本发明提供了一种分布式控制系统中工业以太网。

一种分布式控制系统中工业以太网，所述网络包括多个节点，所述节 点采用具有数据包发送权限的令牌进行数据包发送权限控制。所述系统还实 现了双网冗余，快速诊断等功能。

进一步的，所述网络还具有如下特点：

所述节点包括主节点和从节点，

所述主节点向从节点发送所述令牌；

所述从节点根据本地是否有数据包需要发送，判断是否保留所述令牌， 如果确定本地有数据包需要发送，保留所述令牌，并发送所述数据包，在确 定本地没有数据包需要发送时，按照配置的令牌转发顺序，将所述令牌转发 给下一个从节点。

进一步的，所述网络还具有如下特点：

如果所述主节点接收所述从节点发送的抢主信息，所述主节点判断所述 发起抢主的从节点是否出现故障，如果出现故障，则拒绝所述发起抢主的从 节点成为新的主节点，否则，允许所述发起抢主的从节点成为新的主节点， 并降低本节点为从节点。

进一步的，所述网络还具有如下特点：

所述发起抢主的从节点在预先设置的令牌接收时间内未接收到所述令 牌时发送所述抢主信息。

进一步的，所述网络还具有如下特点：

所述令牌转发顺序是通过如下方式建立的：

所述主节点向所述系统中节点发送注册请求，包括所述令牌的令牌转发 顺序；

所述节点判断所述令牌的令牌转发顺序中是否包括本节点；

如果不包括，则所述节点向所述主节点发送注册响应；

所述主节点将所述发送注册响应的节点加入到所述令牌的令牌转发顺 序中。

进一步的，所述网络还具有如下特点：

所述令牌的令牌转发顺序在满足以下任一条件时进行重建：

所述令牌的令牌转发顺序中的从节点从上线状态变为下线状态；

所述令牌的丢失次数大于预先设置的丢失次数阈值。

进一步的，所述网络还具有如下特点：

所述主节点通过如下方式确定所述从节点的状态：如果在预先设置的状 态接收时间内，接收到所述从节点发送的状态信息，则确定所述从节点处于 上线状态，否则，确定所述从节点处于下线状态。

进一步的，所述网络还具有如下特点：

单位时间上下线次数大于预先设置的状态次数阈值的从节点位于所述 令牌的令牌转发顺序中的最后。

进一步的，所述网络还具有如下特点：