[发明专利]工业控制环网系统及其实现方法

说明书

本发明公开了一种基于工业控制环网系统、环网控制协议及其实现方法，包括如下步骤：步骤一，主站设备向节点设备发送IP扫描报文以获取环网上各节点IP地址；步骤二，主站向各节点下发链路建立报文；步骤三，主站向节点下发数据扫描报文以获取各节点的结果数据；步骤四，节点之间相互发送链路检测报文来检测链路是否存在断路；步骤五，主站根据发生断路位置分别从主、从端口重新发送链路建立报文；步骤六，主站向各节点发送点对点获取数据报文以点对点的方式获取每个节点的结果数据；步骤八，当节点发现断路位置重新恢复时，该位置节点向主站发送链路恢复通知报文，主站收到该报文后重新给节点发送IP扫描报文，从步骤一开始重复执行。

技术领域

本发明属于工业控制环网技术领域，特别涉及一种基于工业控制环网系统的环网控制协议实现方法。

背景技术

随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展，传统的控制领域正经历着一场前所未有的变革，开始向网络化方向发展。控制系统的结构从最初的CCS（计算机集中控制系统），到第二代的DCS（分散控制系统），发展到现在流行的FCS（现场总线控制系统）。

随着工业环境对工业控制网络的可靠性、实时性和保护能力要求越来越高，工业控制网开始采用环网组网的方式以提高网络的可靠性；现有的环网控制协议存在以下几点不足：存在收敛时间过长；链路发生多点断路时无法继续工作；增减节点设备时会影响整个环网系统正常工作；无法同时一次性获取环网上所有节点设备的结果数据等问题，节点无法主动发起通信，只能响应主站的访问等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于工业控制环网系统的环网控制协议实现方法，解决现有工业控制环网系统中以上不足之处；本方法能够提高工业控制环网系统的实时性以及系统容错性和可拓展性且易于工程实现。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

第一方面本发明实施例提供一种工业控制环网系统，包括：

包括一套主站设备和若干套节点设备，主站设备和节点设备均包含一个主数据收发端口和一个从数据收发端口，主站设备的主数据收发端口通过通信介质与第一套节点设备的主数据收发端口相连，第一套节点设备的从数据收发端口与第二套节点设备的主数据收发端口相连，如此顺序相连，形成一个闭合的环形网络系统结构；主站设备还有一个上层设备数据收发端口，用于接收上层控制设备给工业控制环网系统下发的控制数据以及环网系统给上层控制设备发送结果数据等功能；

主站设备和节点设备内部均包含报文管理模块，报文打包模块，报文解析模块，报文接收模块，报文发送模块；

报文管理模块，用于对来自工业控制环网系统中的各种报文进行管理与处理，并产生相应的命令，以及控制报文发送的方向；

报文打包模块，用于将报文管理模块产生的命令按照一定的格式打包成不同的报文；

报文发送模块，用于将报文打包模块产生的报文从相应的端口发送出去；

报文接收模块，用于从端口上接收报文，并将报文完整的发送给报文解析模块；

报文解析模块，用于解析从报文接收模块接收到的报文，并将解析出的报文命令发送给报文管理模块；

主站设备内部还包含节点设备结果数据存储模块，用于存储从工业控制环网系统中的节点设备获取到的各节点设备结果数据；

节点设备内部还包含IO设备数据收发模块，用于节点设备与IO设备之间的数据交互；

第二方面本发明实施例提供一种基于工业控制环网系统的环网控制协议，包含：

IP地址扫描报文，所述报文用以获取工业控制环网上所有节点设备IP地址；