[发明专利]输出优先实现最短报文的HEBus高效现场总线系统及通信方法

说明书

本发明涉及工业控制技术领域，一种输出优先实现最短报文的HEBus高效现场总线系统及通信方法，所述通信方法，包括以下步骤：步骤1、初始化设置，系统上电后，主站对各从站进行初始化设置，若初始化不成功进行步骤2故障处理，若初始化成功进行步骤3环网通信，通信过程中只需一次帧传输可完成主站与各从站的数据交换，若出现故障，则切换通信方式进行步骤4点对点通信，用于辅助环网通信，通信过程中可自动恢复为环网通信；当通信过程中遇到不可恢复故障时，进行步骤5终止通信。本发明的通信过程采用输出优先实现最短报文递推传输，数据区采用动态分配方式，主站根据净输出值的降序排列为从站重新编址，提供了最优的数据传输路径，减少了传输过程的时间浪费，可大大提高数据传输效率。

技术领域

本发明涉及一种输出优先实现最短报文的HEBus高效现场总线系统及通信方法，属于工业控制技术领域。

背景技术

在工业控制技术领域中，单个控制单元很难满足多点分布式协同控制系统的需求，对于多点分布式协同控制系统，各站点之间需要通过大量的通信才能进行多点采集协同控制，随着网络技术和现场总线技术的不断发展，已有多种技术能够实现多点分布式协同控制。

目前工业控制技术领域中应用较广泛的通信协议有Modbus、Profibus、MPI、TCP、UDP、EtherCAT等，基于以上协议组成的通信系统，多数采用总线方式连接，进行点对点通信，协议设计简单，接线方便，但只能实现主站与从站之间的逐一通信，各从站之间无法直接通信，大大限制了数据同步速度，当总线上的从站过多时会导致系统的同步延时较长、主站频繁通信工作负担较大，逻辑控制效率较低。

基于以上协议组成的通信系统中，有的还使用交换机进行网络连接，与串口通信的系统相比其通信速率有了大幅度的提高，但其协议设计复杂，成本较高，各站点仍然采用点对点的通信方式，需要复杂的处理机制完成站点之间的协同控制；有的也采用环网方式连接，环网连接有效的解决了点对点通信的不足，减轻了主站的工作负担，但多数环网通信的数据帧为各站点分配了指定的映射长度，系统中每个站点只需要获取少量的数据信息却要花费大量的时间接收、处理、转发同等长度的数据帧，导致映射过程中报文的利用率不高，有大量的传输浪费，此外，环网通信过程中任意站点或线路出现故障，都会导致通信中断，故网络可靠性较差。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种输出优先实现最短报文的HEBus高效现场总线系统及通信方法。该通信方法能够实现环网和点对点两种通信方式，通信过程中采用输出优先实现最短报文递推传输，减少了主站的工作负担，提高了报文利用率，同时具有完善的网络冗余功能和自恢复功能，以保证数据通信的实时性和可靠性，解决了现有通信技术设计复杂、传输效率低、可靠性低等问题。

为了实现上述发明目的，解决现有技术中所存在的问题，本发明采取的技术方案是：一种输出优先实现最短报文的HEBus高效现场总线系统通信方法，包括以下步骤：

步骤1、初始化设置，现场总线系统上电后，共享总线上连接的各站点开始工作，主站对共享总线上的各从站进行初始化设置，至少包括从站扫描，节点地址配置和参数配置；主站扫描总线上的所有从站，获取从站的设备类型和物理资源，确认网络拓扑结构，所述网络拓扑结构中的从站均称为有效从站；若初始化设置成功，则进行步骤3，开始数据通信；若初始化过程中有故障，则进行步骤2，进行故障处理。

步骤2、故障处理，主站会根据通信过程中记录的故障码，判别故障类型，处理故障，并发送报警信息。