[發明專利]基于5G網絡和WiFi6技術的用于PLC控制系統的冗余系統

有效

• 申請號: 202110607138.8
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113542004B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 李娟;李俠;孫自防
• 申請（專利權）人: 浙江捷創方舟數字技術有限公司
• 主分類號: H04L41/0663
• 分類號: H04L41/0663;H04L41/0823;H04W24/04
• 代理公司: 北京和豐君恒知識產權代理有限公司 11466
• 代理人: 鄭黎明

本發明公開了基于5G網絡和WiFi6技術的用于PLC控制系統的冗余系統，包括第一PLC和第二PLC，所述的第一PLC與第一網關相連接，所述的第二PLC與第二網關相連接，所述的第一網關與所述第二網關相連接，且互為冗余；所述的第一網關通過5G鏈路和WiFi6鏈路雙鏈路連接第三網關、第四網關，所述的第二網關通過5G鏈路和WiFi6鏈路雙鏈路連接第三網關、第四網關，所述的第三網關與IO設備相連接，所述的第四網關與RTU設備相連接。本發明的優點在于：通過5G和WiFi6網絡的雙鏈路冗余，并采用網關與網關之間互為冗余，保證整個控制系統穩定性。

技術領域

本發明涉及系統冗余技術領域，具體地說是基于5G網絡和WiFi6技術的用于PLC控制系統的冗余系統。

背景技術

在工業化控制領域，5G憑借其高性能、低延時、低成本的優勢得到了廣泛應用并逐漸成為了工業現場的控制網絡。

隨著5G的快速發展，5G的高帶寬、低延時使得遠程控制工業制造設備成為了可能，越來越多的工業數據從有線網到無線網，遠距離的分布式控制、集中式管理將使得對工業設備的管理成本大大降低，經濟效益明顯提高。

目前我們現在的手機和路由器上最廣泛使用的是WiFi5技術。WiFi5技術即是802.11ac?誕生于2013年。最初版本（Wave?1）憑借80MHz頻寬，將WiFi單流帶寬提升至433Mbps。2016年第二版（Wave?2）將頻寬再次翻倍到160MHz，但是目前支持的設備并不多。

不過WiFi5只支持5G頻段，而5G頻段因為穿透力差，在信號覆蓋性能上較弱。技術上無法完全取代支持2.4G的WiFi4，所以目前的主流家用無線路由器都是同時支持?WiFi4和WiFi5。

從調制上看WiFi5是256-QAM，WiFi6是1024-QAM，前者的數據流最大支持4個，后者則最大支持8個，因此WiFi5的理論吞吐量可以做到3.5Gbps，而WiFi6則可以做到驚人的9.6Gbps。WiFi6的帶寬比WiFi5大了數倍。

發明內容

本發明之目的是彌補上述之不足，向社會公開基于5G網絡和WiFi6技術的用于PLC控制系統的冗余系統，通過5G和WiFi6網絡的雙鏈路冗余，并采用網關與網關之間互為冗余，保證整個控制系統穩定性。

本發明的技術方案是這樣實現的：

基于5G網絡和WiFi6技術的用于PLC控制系統的冗余系統，包括第一PLC和第二PLC，所述的第一PLC與第一網關相連接，所述的第二PLC與第二網關相連接，所述的第一網關與所述第二網關相連接，且互為冗余；

所述的第一網關通過5G鏈路和WiFi6鏈路雙鏈路連接第三網關、第四網關，所述的第二網關通過5G鏈路和WiFi6鏈路雙鏈路連接第三網關、第四網關，所述的第三網關與IO設備相連接，所述的第四網關與RTU設備相連接。

進一步優化本技術方案的措施是：

作為改進，所述的冗余系統中，5G鏈路和WiFi6鏈路中，其中一條為主鏈路，另一條為備用鏈路。

作為改進，所述的網關之間的連接，采用心跳檢測機制，由終端節點發送心跳包，中心節點回復心跳響應包；當響應超出設定范圍，認定連接不穩定。

作為改進，所述的心跳包的發送頻率為10-5000毫秒。

作為改進，當連續N次未收到心跳響應包，認定為連續不穩定，N取2至10。

作為改進，所述的第一網關與所述第二網關通過WAN口連接形成互為冗余。

作為改進，當第一網關的5G鏈路和WiFi6鏈路均斷開時，第一網關進行重啟操作；當第二網關的5G鏈路和WiFi6鏈路均斷開時，第二網關進行重啟操作。

本發明與現有技術相比的優點是：