[发明专利]一种EPA环形网络的自愈方法

说明书

一种EPA环形网络的自愈方法，包括步骤：主站设备在EPA环形网络中发送管理报文；各从站设备接收管理报文，并在管理报文中报告其所在环形网络中的顺序位置；从站设备基于主站设备发送的管理报文检测自身在环形网络中的顺序位置是否变化；若变化，各从站设备根据顺序位置的变化进行相应的时钟同步和通信；主站设备根据接收的管理报文判断环形网络中的从站设备数量是否变化，若变化，主站设备依次发起所有从站设备重新测量网络延时时间，并调整从站设备在网络中的顺序。通过主站设备监控网络中的从站设备个数，以及每个从站设备监控自身在网络节点中的位置编号来诊断网络状态，能够诊断出是否有从站设备上线或下线，然后根据节点变化情况进行网络自愈。

技术领域

本发明涉及实时工业以太网技术领域，具体涉及一种EPA环形网络的自愈方法。

背景技术

环形网络，是使用一个连续的环将每台设备连接在一起。它能够保证一台设备上发送的信号可以被环上其他所有的设备都接收到。环形网络作为一种成熟的网络拓扑结构，具有成本低、可靠性高、传输速率高和组网简单等优点，并逐渐应用于工业控制领域。但环形网络的节点下线会引起全网故障且故障检测困难。在基于环形网络进行通信时，如何在物理环路上避免逻辑成环以及如何构建快速的故障检测机制一直是研究的重点。以太网环形网络一般采用生成树协议STP和以太网环路保护切换协议ERPS的以太网环路检测技术。但是STP协议的算法复杂且收敛时间非常长，并随着网络的增加收敛时间越来越大。此外，STP无法实现成环点的定位。STP主要适用于对可靠性要求不高、节点数比较少的以太网局域网络。ERPS本质上是一种环路保护切换技术，对于已知的以太网环路拓扑是非常适用的，而且能够运用环路中的冗余路径进行保护切换，提高网络的可靠性，但是在成环点不能预先获知的情况下，ERPS也无法设置，难以进行保护，它只适用于对已知环路进行保护或者环路拓扑预先确定的以太网络。以上两种环路检测技术均无法实现工业以太网EPA环形网络的故障检测和自愈。

发明内容

针对上述问题，本申请提供一种EPA环形网络的自愈方法，基于具备节点自动旁路功能的EPA环形网络设备，通过主站设备监控网络中的设备个数，以及每个设备监控自身在网络节点中的位置编号来诊断网络状态，能够诊断出是否有设备上线、下线，然后根据节点变化情况进行网络自愈。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种EPA环形网络的自愈方法，所述EPA环形网络包括主站设备和若干从站设备，所述EPA环形网络中的各网络节点分别配置有自动旁路，所述EPA环形网络的通信机制分为实时周期数据通信、实时非周期数据通信和非实时数据通信，所述实时周期数据通信和实时非周期数据通信分别采用独占式通信机制，所述非实时数据通信采用全网并发通信机制，所述自愈方法包括步骤：

主站设备在EPA环形网络中发送管理报文；

各从站设备接收管理报文，并在管理报文中报告其所在环形网络中的顺序位置；

从站设备基于主站设备发送的管理报文检测自身在环形网络中的顺序位置是否变化；

若变化，各从站设备根据顺序位置的变化进行相应的时钟同步和通信；

主站设备根据接收的管理报文，判断环形网络中的从站设备数量是否变化，

若变化，主站设备依次发起所有从站设备重新测量网络延时时间，并调整从站设备在网络中的顺序。

进一步优选的，在所述环形网络中单个从站设备下线时，各从站设备根据顺序位置的变化进行相应的时钟同步和通信，具体包括：单个从站设备下线时，所有在线的从站设备进行时钟同步和同通信。

进一步优选的，在所述环形网络中至少两个从站设备同时下线时，各从站设备根据顺序位置的变化进行相应的时钟同步和通信，具体包括：