[发明专利]具有严格时间确定性的DP-NET数据链路控制机制

说明书

技术领域

本发明涉及一种关于DP-NET(Rigid Time Decentralized Peripheral Access Net，简称DP-NET)总线的时间确定性数据链路控制(Time Certainty Data Link Control，简称TCDLC)机制，更加具体地说，涉及一种用于解决主控制器对分布于现场从控制设备的过程控制数据，实现严格时间确定性传输控制的数据链路控制协议，属于现场总线(Fieldbus)领域。

技术背景

现场总线自从诞生以来，已被广泛的应用到工业自动化控制领域中，为工业自动化控制数据传输提供了更为优秀的途径。通过现场总线，分布于现场的智能测控单元和自动化控制系统构成互联通信网络，实现控制系统中现场智能设备过程信号量的数字化传输。它提高了控制信号传输性能，为工业自动化控制系统的现场化、网络化，以及更高的自动化提供了坚实基础。

目前现场总线多达百种，很多已经成为国际标准，例如FF、Profibus-DP、CAN-BUS、WorldFIP、InterBus等等。对于实现工业自动化控制的DCS(Distributed Control System，简称DCS)系统来说，现场控制数据获取和控制信号传输的严格时间确定性是一种内在需求。但是目前在该领域，很多已应用的现场总线当遇到大数据量时在该问题上稍显不足。典型的例子，目前DCS系统在发电系统，对于电气量保护控制支持是不够的，其问题就在于现场总线传输大数据量时，保护控制难于做到严格时间确定性。对于该问题，有的从提高数据传输带宽上入手给予解决，也有的从系统应用合理设计入手给予解决。而作为该问题解决方法之一，DP-NET总线从数据链路控制机制入手，实现过程数据严格时间确定性传输控制。

现场总线DP-NET在数据链路控制主体上采用轮询机制，轮询时间严格确定，这与应用很广的Profibus-DP基本是一致的。但DP-NET轮询机制的突出特点是：(1)通过提供总线管理数据与从站过程数据附加轮询机制，实现从站过程数据的严格时间确定性传输的同时，保证总线管理数据的实时传输；(2)通过提供从站严格时间确定性轮询周期控制表机制，实现不同从站不同轮询周期下的严格确定性访问。通过这两个手段优化了主从轮询机制，有效的利用了DP-NET物理链路的高带宽，实现了大过程数据量下DP-NET主站控制器对现场数据的严格时间确定性传输控制，为DCS系统参与发电厂系统电气量保护控制提供了有力支持。

发明内容

本发明的目的是：研究开发一种具有自主知识产权，突出解决DCS系统过程数据传输的时间严格确定性这一问题的DP-NET数据链路控制机制。

1、本发明提供了一种具有时间确定性的总线数据链路控制机制TCDLC，它包括：

(1)时间确定性总线轮询引擎(Time Certainty Polling Engine，简称TCPE)机制；

(2)链路数据附加传输(Link Data Appending Transmission，简称LDAT)机制；

(3)时间确定性链路数据内存控制(Link Data Memory Control，简称LDMC)机制。

优选的，所述DP-NET主站数据链路控制协议采用专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，简称ASIC)芯片DPMaster实现，或者采用软件sDPMaster软件实现。

2、本发明提供了一种时间确定性的主从轮询引擎机制RTPE，它包括：

(1)时间确定性轮询控制(Time Certainty Control for Polling，简称TCCP)机制；

(2)数据链路管理控制(Data Link Management Control，简称DLMC)机制；

(3)轮询应答控制(Polling and Response Control，简称PRC)机制。

3、本发明提供了一种时间确定性周期轮询控制机制，包括：

(1)等周期轮询控制(Equal Period Polling Control，简称EPPC)机制；

(2)可调周期轮询控制(Adjustable Polling Period Control，简称APPC)机制。

4、本发明提供了一种时间确定性轮询周期控制表(Time Certainty Polling PeriodControl Table，简称TCPPCT)。

5、本发明提供了一种时间确定性链路数据附加传输机制LDAT，该机制包括：