基于DRP的环形网络控制系统稳定性分析.pdf

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1、第48卷第1期石油化工自动化V0l_48，No．12012年2月AUTOⅣ【ATIONINPETRO-CHEMICALINDUS『rRYFebruary，2012基于DRP的环形网络控制系统稳定性分析阮伟，陈根，刘国安(浙江中控研究院有限公司，杭州310027)摘要：根据现有的DRP故障恢复时间模型和系统采样周期，建立环形网络化控制系统丢包模型。基于该模型，利用马尔町火模型分析系统环形网络控制系统故障切换过程中的丢包与控制系统稳定性的关系，给出了环形网络恢复时『日J、网络交换设备数量以及控制系统稳定性三者之间的定量关系。提出了构建稳定的、

2、基于DRP环形网络化控制系统的准则。关键词：分布式环形网络冗余技术网络控制系统环形拓扑故障恢复稳定性中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：1007—7324(2012)01-0048-04StabilityEvaluationofRingNetworkedControlSystemsBasedonDRPProtocolRuanWei，ChenGen，LiuGno’an(ZhejiangSupconResearchCo．Ltd．，Hangzhou，310027，China)Abstract：Adatapacketdropoutmod

3、elofringnetworkedcontrolsystemisestablishedaccordingtocurrentDRPfaultrecoverytimemodelandsystemcommunicationcycle．Basedonthedatapacketdropoutmodel。utilizingtherelationshipbetweendropoutmodelintheswitchingprocessofringnetworkedcontrolsysteminanalysissystemwithMarkovmodelan

4、dcontrolsystemstability，thequantitativerelationshipamongringnetworkrecoverytime，quantityofnetworkexchangedeviceandcontrolsystemstability，andalsotherulesforconstructingstableringnetworkedcontro1systembasedonDRPareproposed．Keywords：DRP；NCS；ringtopology；faultrecovery；stabili

5、ty由浙江大学、浙江中控技术股份有限公司联合方式，从而避免了由于数据在环网内无休止的回环北京东土科技股份有限公司、上海自动化仪表有限而形成广播风暴。图1中的交换设备1与交换设公司提出的分布式环形网络冗余技术(DRP)，解备8之间存在物理通路。但是，该物理通路不进行决了传统主从式环形网络冗余恢复技术存在的故数据传输，在逻辑上形成断路。因此，该环形拓扑障风险高度集中的问题，实现了网络化控制系统的在逻辑上退化为线性结构，有效避免了广播风暴的高可用性。该技术被国际电工委员会IEC正式接产生。收为国际标准IEC62439。1．2DRP的故障探测和恢

6、复机理笔者在分析DRP的基础上，建立了环网故障在DRP环形网络控制系统中，通信时间被分切换模型，并结合网络化控制系统丢包稳定性模成多个宏周期，如图2所示。型，对基于DRP的环形网络控制系统稳定性进行为了实现快速的故障探测和恢复，DRP同时了分析，得出环形网络化控制系统稳定性条件，并采用环路探测和链路探测技术，分别针对交换设备提出了构建稳定的、基于DPR的环形网络控制系故障和物理链路故障进行探测，并根据故障探测的统的方法。结果实现快速的故障切换。1DRP协议原理1．1DRP环形网络控制系统稿件收到日期：2011—09—16，修改稿收到日期：

7、201卜l2一O9。基于DRP的环形网络控制系统中的传感器、作者简介：阮伟(1969一)，男，浙江绍兴人，1991年毕业于}海交控制器及执行机构，通过支持DRP协议的交换设通大学热能动力机械专业，2000年毕业于浙江大学能源系热备实现互联，如图1所示。物理专业，获博士学位，主要从事过程控制系统的研究推广，任在环形网络系统中普遍采用禁用备用路径的高级工程师。第1期阮伟等．基于DRP的环形网络控制系统稳定性分析49图1基于DRP的环形网络控制系统结构收相应延时和处理器的处理延时)；Tt——交换设一—，厶，叫，埘一一／厶，口J，一备节点内部DR

8、P帧发送延时；丁D——1km距离的双绞线传送延时；Lph——DRP网络内双绞线的长]目口冒r]E蠹ln度；Nn——DRP网络内交换节点的数量。⋯⋯口⋯⋯⋯一l几”l【_3DRP故障过程丢包模型