[发明专利]一种基于GOOSE的工业过程控制器IO群冗余组网方法

说明书

本发明提供了一种基于GOOSE的工业过程控制器IO群冗余组网方法，采用主备冗余的方案，IO单元采用A/B网冗余方案。主备控制器通过A/B冗余网络与IO站进行通讯，但仅主控制器通过A/B网对IO站发送GOOSE报文，备控制器通过A/B网与IO站发送心跳数据以判断链路的通断。当备控制器升级为主控制器后，原主控制器不再发送GOOSE控制报文，而新升级为主的控制器发送GOOSE控制报文。主控制器的A/B网络同时向IO站发送心跳报文，IO站接收到报文后需要判断是A网心跳还是B网心跳，然后分别进行心跳回应。在IO单元发送心跳报文中增加了IO单元对本站IO板卡的监视状态。主控制器的A/B网络同时向IO站发送GOOSE控制报文，IO站接收到控制报文后再进行判断是否需要执行此报文。

技术领域

本发明属于工业过程控制自动化技术领域，提供了一种基于GOOSE的工业过程控制器IO群冗余组网方法。控制器具有冗余功能，IO站具有灵活配置和扩展的性能，满足了特定行业对于冗余功能的需求。

背景技术

GOOSE(generic object oriented substation event)是通用面向对象的变电站事件的简称，是IEC61850系列标准中定义的一种通用变电站事件模型。GOOSE在符合IEC61850的数字化变电站中得到了广泛的应用，目前基于GOOSE协议的分布式母线保护、分布式备自投和分布式低周减载等功能已经在工程中应用和投入商业运行。因此本发明设计了一种基于GOOSE协议的工业过程控制器，GOOSE协议支持突发报文上送，并且最大有效上送数据可达1518个字节。

发明内容

一种基于GOOSE的工业过程控制器IO群冗余组网方法，其特征在于：在典型工业过程冗余控制系统中，采用GOOSE协议作为IO通讯协议，实现IO单元的冗余功能；所述典型工业过程冗余控制系统，指控制器硬件主备双机热备冗余，IO单元硬件不冗余，主备控制器与IO单元之间分别采用A/B两条IO总线通讯，实现通讯链路冗余。

作为本发明的进一步优选方案，所述所述主备控制器分别通过各自的两条IO总线，与IO单元进行心跳通讯，实时诊断各条IO链路的通断状态。

作为本发明的进一步优选方案，所述主备控制器对IO单元下发控制报文，仅有主控制器通过两条IO总线同时下发给IO单元，备控制器不下发控制报文。

作为本发明的进一步优选方案，所述IO单元采集到的数据发生变化时，将通过与主备控制器相连的共四条IO总线同时上送给主备控制器，主备控制器接收变化上送报文并处理。

作为本发明的进一步优选方案，所述实现通讯链路冗余，包括在GOOSE报文中定义报文序号字段，实现重复报文的筛选过滤。

作为本发明的进一步优选方案，所述心跳通讯过程中，在心跳报文中定义IO站各IO板卡的状态监测字段，对IO单元内配置板卡的实时状态诊断。

附图说明

图1本发明系统结构示意图；

图2本发明中GOOSE重发通讯机制的示意图；

其中，T0:稳态最大重发周期，数据没有变位,默认为5s，可以被数据变位事件中断；

T1：数据变位后的最短重发周期,默认是1ms；

T2、T3：逐渐增加的重发周期直到稳态最大重发周期。

具体实施方式

为使本发明的上述内容、特征和优点能够更加清晰易懂，下面结合附图对本发明的详细实施步骤做具体的说明。

本发明提供一种基于GOOSE的工业过程控制器IO群冗余组网方法，包括控制器采用主备冗余的方案，IO单元采用A/B网冗余方案。