[發(fā)明專利]一種基于POWERLINK的通信網絡系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711320044.2
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108156098B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設計）人: 張永鵬;張建明
• 申請（專利權）人: 交控科技股份有限公司
• 主分類號: H04L12/931
• 分類號: H04L12/931;H04L12/939;H04L1/22
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;李相雨

本發(fā)明實施例提供一種基于POWERLINK的通信網絡系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：第一網絡交換機、第二網絡交換機、計算機平臺，以及一個或多個帶有POWERLINK硬件通道的標準以太網硬件設備；計算機平臺通過標準以太網硬件設備與第一網絡交換機和第二網絡交換機通信連接；POWERLINK硬件通道包括MAC層和雙端口RAM，所述MAC層與第一網絡交換機或第二網絡交換機通信連接，雙端口RAM與計算機平臺通信連接。本發(fā)明實施例通過第一網絡交換機和第二網絡交換機實現(xiàn)網絡冗余，通過一個或多個帶有POWERLINK硬件通道標準以太網硬件設備實現(xiàn)硬件冗余，繼承了POWERLINK網絡傳輸?shù)膶崟r性的同時，實現(xiàn)了對傳輸數(shù)據(jù)的校驗。

技術領域

本發(fā)明實施例涉及網絡通信技術領域，尤其涉及一種基于POWERLINK的通信網絡系統(tǒng)。

背景技術

在分布式控制系統(tǒng)的工業(yè)通信網絡中，可靠性或可用性是關鍵問題，因為失敗的通信網絡一般伴隨有控制系統(tǒng)的中斷，最終導致受控工業(yè)過程的停止運轉。因此，通信網絡冗余是要求高可用性的所有工業(yè)控制系統(tǒng)的重要特征。

在實現(xiàn)本發(fā)明實施例的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在常見安全計算機平臺的冗余網絡中,主要有以下幾種方式：

方案1：使用以太網標準交換機組建冗余的網絡，圖1為現(xiàn)有技術提供的以太網標準交換機組建冗余的網絡系統(tǒng)結構示意圖，如圖1所示，各板卡分別與第一網絡交換機和第二網絡交換機同時連接，通過冗余的網口和交換機完成數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收任務，網絡中的數(shù)據(jù)可以是一致的也可以是相互獨立的，由軟件解析數(shù)據(jù)的冗余性和有效性。

方案2：POWERLINK實時以太網總線中，冗余網絡由數(shù)據(jù)選擇器控制，發(fā)送到冗余網絡的數(shù)據(jù)為完全一樣的數(shù)據(jù)。其CPU和POWERLINK均為單一結構，如果其一發(fā)生問題就會影響到整個網絡的及板卡的穩(wěn)定性。

圖2為現(xiàn)有技術提供的基于POWERLINK的冗余通信網絡系統(tǒng)結構圖，如圖2所示，在這種雙網冗余中，每個POWERLINK節(jié)點需要一個數(shù)據(jù)選擇器(Link Selector)，該LinkSelector可以集成在POWERLINK節(jié)點內部，也可以作為一個單獨的設備外接在節(jié)點外面。每個POWERLINK節(jié)點需要把自己要發(fā)送的數(shù)據(jù)通過幀重復(Frame Duplication)模塊通過物理連接1和物理連接2同時發(fā)送到兩個網絡上，這樣，接收節(jié)點會在兩個網絡上都能收到該數(shù)據(jù)包，幀選擇(Frame Selection)模塊的作用就是從這兩個數(shù)據(jù)包中選擇一個作為接收的數(shù)據(jù)。

方案1中以太網冗余不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸實時性，無法確定網絡的數(shù)據(jù)傳輸時間，方案2中的POWERLINK的冗余為硬件層面冗余，無法做數(shù)據(jù)的相互校驗和組合。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明實施例提供一種基于POWERLINK的通信網絡系統(tǒng)，包括：

第一網絡交換機、第二網絡交換機、計算機平臺，以及一個或多個帶有POWERLINK硬件通道的標準以太網硬件設備；

所述計算機平臺通過所述標準以太網硬件設備與第一網絡交換機和第二網絡交換機通信連接；

所述POWERLINK硬件通道包括MAC層和雙端口RAM，所述MAC層與所述第一網絡交換機或第二網絡交換機通信連接，所述雙端口RAM與所述計算機平臺通信連接。

進一步地，所述每一標準以太網硬件設備中包括一個POWERLINK硬件通道，相應的，所述系統(tǒng)包括至少兩個標準以太網硬件設備。

進一步地，所述系統(tǒng)包括兩個標準以太網硬件設備，分別為第一標準以太網硬件設備和第二標準以太網硬件設備；

所述第一標準以太網硬件設備中設置有第一POWERLINK硬件通道，所述第二標準以太網硬件設備中設置有第二POWERLINK硬件通道；相應的，