CN108170116A - 一种安全级网关通信模块智能配置通信总线的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于安全级控制***通信技术领域，具体涉及一种安全级网关通信模块智能配置通信总线的方法。包括以下步骤：第一步：***在下装模式时，通过工程师站智能配置网关通信模块的通信总线，预先定义该总线的令牌收发时隙；第二步：***启动运行后，网关通信模块加入该总线的令牌环时隙，在收发时隙内与控制器模块进行数据通信；第三步：若***在运行过程中，根据实际工程需求需重新配置通信方式，则可在维护模式下同样通过工程师站重新给网关通信模块配置为另一种通信总线。本发明提出的给网关通信模块智能配置通信总线方法能实现可靠通信和智能配置通信总线。

Description

一种安全级网关通信模块智能配置通信总线的方法
技术领域
本发明属于安全级控制***通信技术领域，具体涉及一种安全级网关通信模块智能配置通信总线的方法。
背景技术
现场总线控制***是近年来的一种新型工业控制***，是继DCS之后的又一种更加优越的开放式的全分布工业控制***。现场总线用于过程自动化、工业自动化等领域的现场智能设备互联通信，作为工业数字通信的基础，建立了工业现场与控制设备及其管理层之间的通信联系。目前现场总线有很多种类，应用于工业现场的就有10多种，如CAN，LONWORKS，PROFIBUS等，这些总线方法各有其优点，数据能够可靠通信，但通信响应时间长，通信速率过低，不满足高速控制***要求的快速高效通信，故不能完全解决大型核电工业控制***中的可靠高速通信问题。
同时，一般的大型核电工业控制***由多类通信模块组成，每类通信模块通过独立的通信总线与控制器模块通信，完成相对独立的采集、运算、输出和控制功能，通信模式固定单一。在多类总线共同通信的***中，通信模块采用何种总线通信，则是保证通信可靠、可控的最大难点，也是目前核电工业控制***亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于给安全级***中网关通信模块提供一种既能可靠通信又能智能配置通信总线的方法。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种安全级网关通信模块智能配置通信总线的方法，包括以下步骤：第一步：***在下装模式时，通过工程师站智能配置网关通信模块的通信总线，预先定义该总线的令牌收发时隙；第二步：***启动运行后，网关通信模块加入该总线的令牌环时隙，在收发时隙内与控制器模块进行数据通信；第三步：若***在运行过程中，根据实际工程需求需重新配置通信方式，则可在维护模式下同样通过工程师站重新给网关通信模块配置为另一种通信总线。
当***中有A和B两种通信总线，下装时，工程师站配置网关通信模块的通信总线为A总线；***启动运行后，网关通信模块通过A总线与控制器模块进行数据交互，控制器模块包括控制器1和控制器2，控制器1首先载入初始令牌启动的等待时间t0，等到时间到达后启动总线令牌，周期为T共N个时隙t1～tN，控制器1在A总线第一个时隙t1发送第一个数据包，经过Δt＝T/N后即在时隙t2发送第二个数据包，直到时隙tN/3控制器1发送结束，控制器2在t1+N/3～t2N/3发送数据包，同时网关通信模块在t1～t2N/3接收数据包；同理，在时刻t，控制器1、控制器2和网关通信模块在A总线上的发送时隙通过式(1)计算：
若k-1＜n≤k，k＞2m，可知总线时隙是tk，并通过计算得出t时刻是网关通信模块的第k-2m发送时隙，以此类推，控制器1、控制器2和网关通信模块均按照该总线预定义的时隙占用A总线发送数据包；
若在运行过程中根据实际工程需求，网关通信模块需采用B总线进行通信，则可在维护模式下重新配置总线参数，实现运行模式下采用B总线与控制器模块通信；因B总线令牌收发时隙与A总线一致，则控制器1、控制器2和网关通信模块都可通过式(1)接收其他模块发送数据包的时间计算出其发送和接收数据包的时隙。
本发明所取得的有益效果为：
采用本发明提出的智能配置通信总线方法，在运行过程中每个模块结合该通信总线的预定义接收时隙，通过接收数据包的个数及时间，判断当前占用总线的模块及时隙，按照该总线的发送时隙顺序发送数据包。并根据工程需求在维护模式下重新配置通信总线，实现在运行模式下采用另一种通信总线与控制器通信。因此，本发明提出的给网关通信模块智能配置通信总线方法能实现可靠通信和智能配置通信总线。
附图说明
图1为安全级网关通信模块智能配置通信总线的方法流程图；
图2为通信总线时隙图；
图3为安全级***架构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
***在下装模式时，通过工程师站智能配置网关通信模块的通信总线，***启动运行后，加入该总线的令牌收发时隙，按照预定义的收发时隙与控制器模块进行通信，并可在维护模式下重新配置通信总线，以此实现通信模块的智能配置。
具体地，本发明所提出方法的实施步骤如下，如图1所示。
第一步：***在下装模式时，通过工程师站智能配置网关通信模块的通信总线，预先定义该总线的令牌收发时隙；
第二步：***启动运行后，网关通信模块加入该总线的令牌环时隙，在收发时隙内与控制器模块进行数据通信；
第三步：若***在运行过程中，根据实际工程需求需重新配置通信方式，则可在维护模式下同样通过工程师站重新给网关通信模块配置为另一种通信总线。
例如：***中有A和B两种通信总线，下装时，工程师站配置网关通信模块的通信总线为A总线。***启动运行后，网关通信模块通过A总线与控制器模块进行数据交互，即控制器1首先载入初始令牌启动的等待时间t0，等到时间到达后启动总线令牌，周期为T共N个时隙(t1～tN)(如图2)。控制器1在A总线第一个时隙t1，发送第一个数据包，经过Δt＝T/N后即在时隙t2发送第二个数据包，。。。一直到时隙tN/3控制器1发送结束，控制器2在t1+N/3～t2N/3发送数据包，同时网关通信模块在t1～t2N/3接收数据包。同理，在时刻t，控制器1、控制器2和网关通信模块在A总线上的发送时隙通过式(1)计算
若k-1＜n≤k(k＞2m)，可知总线时隙是tk，并通过计算得出t时刻是网关通信模块的第k-2m发送时隙，以此类推，控制器1、控制器2和网关通信模块均按照该总线预定义的时隙占用A总线发送数据包。
若在运行过程中根据实际工程需求，网关通信模块需采用B总线进行通信，则可在维护模式下重新配置总线参数，实现运行模式下采用B总线与控制器模块通信。因B总线令牌收发时隙与A总线一致，则控制器1、控制器2，网关通信模块都可通过式(1)接收其他模块(***内除模块本身外)发送数据包的时间计算出其发送和接收数据包的时隙。
如图3所示，***中模块：控制器模块包括控制器1和控制器2、网关通信模块。通信总线：C-BUS(Critical data Bus)总线、R-BUS(Ring Network Bus)总线。
首先，***启动前，在下装模式下，工程师站通过M-NET协议给网关通信模块配置通信总线，使其在运行模式下采用C-BUS总线与控制器模块进行通信。同时，把C-BUS总线周期T＝36ms等分为72个时隙t1～t72，每个时隙间隔Δt＝0.5ms，并按照顺序定义C-BUS总线上3个模块占用的收发时隙，其中控制器1的发送时隙为第1～24个时隙即0～12ms，控制器2为第25～48个时隙，最后24个时隙为网关通信模块的发送时隙。每个模块在其发送时隙发送数据包时，其他模块都通过接收数据包计算其发送时隙。
***启动运行后，控制器1载入初始令牌启动的等待时间t0＝3s；
接着，3s后启动C-BUS总线令牌，3个模块开始工作，在第1～24个C-BUS总线时隙，控制器1在0～0.5ms内发送第一个数据包，在0.5～1ms内发送第二个数据包，。。。，同时控制器2和网关通信模块接收数据包，并统计接收数据包的时间，计算其发送时隙。
依次类推，控制器2在第25～48个时隙发送数据包，网关通信模块在第49～72个时隙发送数据包，其他模块接收、统计接收数据包的时间。若在时刻t＝25.2ms，接收模块通过式(1)计算得到即可判定当前是网关通信模块的发送时隙t51，控制器1计算出其还需等待10.8ms在下一个周期的时隙t1发送数据包，控制器2需等待22.8ms才能发送数据包。
***运行过程中，网关通信模块根据工程需求采用R-BUS总线与控制器模块通信。可在维护模式下，重新通过工程师站配置通信总线，实现运行模式下采用R-BUS总线通信。
可以看到，采用本发明提出的智能配置通信总线的方法，网关通信模块能根据实际需求采用不同通信总线与控制器通信，且能通过接收的数据包计算其发送时隙发送数据包，保证其智能通信。故本发明提出的智能配置通信总线方法既可保证其可靠通信，又能够智能配置通信总线采用不同总线通信。

Claims (2)

1.一种安全级网关通信模块智能配置通信总线的方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步：***在下装模式时，通过工程师站智能配置网关通信模块的通信总线，预先定义该总线的令牌收发时隙；第二步：***启动运行后，网关通信模块加入该总线的令牌环时隙，在收发时隙内与控制器模块进行数据通信；第三步：若***在运行过程中，根据实际工程需求需重新配置通信方式，则可在维护模式下同样通过工程师站重新给网关通信模块配置为另一种通信总线。
2.根据权利要求1所述的安全级网关通信模块智能配置通信总线的方法，其特征在于：当***中有A和B两种通信总线，下装时，工程师站配置网关通信模块的通信总线为A总线；***启动运行后，网关通信模块通过A总线与控制器模块进行数据交互，控制器模块包括控制器1和控制器2，控制器1首先载入初始令牌启动的等待时间t0，等到时间到达后启动总线令牌，周期为T共N个时隙t1～tN，控制器1在A总线第一个时隙t1发送第一个数据包，经过Δt＝T/N后即在时隙t2发送第二个数据包，直到时隙tN/3控制器1发送结束，控制器2在t1+N/3～t2N/3发送数据包，同时网关通信模块在t1～t2N/3接收数据包；同理，在时刻t，控制器1、控制器2和网关通信模块在A总线上的发送时隙通过式(1)计算：
若k-1＜n≤k，k＞2m，可知总线时隙是tk，并通过计算得出t时刻是网关通信模块的第k-2m发送时隙，以此类推，控制器1、控制器2和网关通信模块均按照该总线预定义的时隙占用A总线发送数据包；
若在运行过程中根据实际工程需求，网关通信模块需采用B总线进行通信，则可在维护模式下重新配置总线参数，实现运行模式下采用B总线与控制器模块通信；因B总线令牌收发时隙与A总线一致，则控制器1、控制器2和网关通信模块都可通过式(1)接收其他模块发送数据包的时间计算出其发送和接收数据包的时隙。
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