[发明专利]用于连接网络中的并行冗余协议的方法和系统

说明书

本发明公开了至少包括第一网络和第二网络的数据通信系统和方法，其中第一节点接口通过该第一网络连接到第二节点接口并且通过该第二网络连接到第二节点接口。该第一网络和该第二网络并行操作。该数据通信系统使用第一网络地址经由该第一网络从该第一节点接口向该第二节点接口发送数据，并且使用第二网络地址经由该第二网络从该第一节点接口向该第二节点接口发送数据，其中该第二网络地址不等同于该第一网络地址。

技术领域

本公开整体涉及工业过程控制和自动化系统。更具体地，本公开涉及用于促进工业过程控制和自动化系统中的并行冗余协议的方法和系统。

背景技术

工业过程控制和自动化系统常用于使大型且复杂的工业过程自动化。这些类型的系统通常包括传感器、致动器、控制器和其他用于监督控制和数据采集的智能电子设备。此类系统中的智能电子设备通过LAN(局域网)或WAN互连和通信。在此类工业过程控制和自动化系统中，该架构可包括连接到在自动化系统中使用的传感器和致动器的网关，这些传感器和致动器不直接连接到控制器。在LAN或WAN控制和监督过程控制和自动化系统内操作的高可用性应用程序期望网络有权访问网络中的所有智能电子设备，从而避免通信中断。诸如例如高速冗余环或并行冗余协议(PRP)网络系统。

PRP网络系统使用两个独立网络来在网络的设备或节点之间传送监督控制信号和数据。PRP复制要传输的数据帧，在每个标准通信数据分组的末尾添加具有唯一序列号的冗余控制尾部(RCT)。诸如，每个PRP帧都有一个IP(互联网协议)数据分组，并通过具有类似网络拓扑的两个独立LAN或WAN发送这两个PRP帧。接收器通过RCT和源MAC(媒体访问控制)地址识别帧，接受并处理第一到达PRP帧，并且丢弃第二PRP帧(如果第二PRP帧到达的话)。由于RCT作为PRP帧的一部分添加在标准数据分组的末尾，因此非PRP兼容设备可能会忽略RCT。这种方法确保只要发射器端和接收器端是PRP兼容的，PRP可与PRP兼容和非兼容设备两者一起工作。

许多工业过程控制和自动化系统供应商制造将PRP作为其网络冗余方案实现的设备。客户需要确保两个PRP网络是独立的，它们之间没有互连。然而，当这些独立网络之间建立了无意的物理连接时，就会出现故障状况。诸如，在两个网络之间交叉连接电缆。此类连接将导致工业控制系统的设备和节点之间的通信发生严重且灾难性的损失，从而导致工厂关闭或安全事故。通信损失主要是由于PRP设计，该设计为独立网络中的每个网络上的分组使用相同的MAC地址。尽管PRP具有包含分组所属网络信息的内置设计，但受管交换设备会从两个不同的端口看到相同的MAC地址并报告MAC漂移误差。这会导致生成树恢复过程被错误地执行。

发明内容

本公开涉及一种用于促进工业过程控制和自动化系统中的并行冗余协议的方法和系统。

在第一实施方案中，提供了一种数据通信系统，该数据通信系统被配置为通过数据通信系统建立独立网络路径。该数据通信系统至少包括第一网络和第二网络，该第一网络和该第二网络包括通过第一网络连接到第二节点接口并通过第二网络连接到第二节点接口的第一节点接口。该第一网络和该第二网络并行操作。该数据通信系统使用第一网络地址经由第一网络从第一节点接口向第二节点接口发送数据以及使用第二网络地址经由第二网络从第一节点接口向第二节点接口发送数据，其中第二网络地址不等同于第一网络地址。

在第二实施方案中，一种方法通过数据通信系统建立独立网络路径，该数据通信系统至少包括第一网络和第二网络。该方法将第一节点接口通过第一网络连接到第二节点接口，并且进一步将第一节点接口通过第二网络连接到第二节点接口。该第一网络和该第二网络并行操作。该方法将第一节点接口配置为使用第一网络地址经由第一网络向第二节点接口发送数据，并且将第一节点接口配置为使用第二网络地址经由第二网络向第二节点接口发送数据，其中第二网络地址不等同于第一网络地址。