一种工业控制系统的时间敏感异构网络系统及管理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种工业控制系统的时间敏感异构网络系统及管理方法，涉及网络通信技术领域。建立工业网络架构，包括底层设备层，中间层TSN(时间敏感网络)交换机网络，最顶层控制层；异构数据转换为TSN流，数据经由TSN交换机网络向上传入中心控制器，中心控制器对数据进行存储并分析计算后，产生的控制指令再向下由TSN交换机网络传到现场设备，对设备进行调控；并引入控制传输协同策略，根据CUC(集中式用户配置)与CNC(集中式网络配置)单元的检测和重配置，进行参数动态更新。本发明专利技术解决了传统网络架构中不同协议下的异构数据难以兼容的问题，保证了工业数据传递与转发的确定性和可靠性，实现控制系统性能最优化与网络传输系统资源利用率最大化。

【技术实现步骤摘要】
一种工业控制系统的时间敏感异构网络系统及管理方法
本专利技术涉及网络通信
，尤其涉及一种工业控制系统的时间敏感异构网络系统及管理方法。
技术介绍
工业网络系统作为一个实现工业系统互联与智能的核心，通过信息系统和工业物理过程的网络协同，优化生产、简化流程、增大效益，对于推动国民经济迅速增长，以及促进工业制造的数字化、网络化和智能化的发展至关重要。传统的工业物联网网络架构分为三层：感知层、网络层、应用层。感知层包含各种传感器、执行器等现场设备，其产生的大量数据通过ProfiNet等现场总线或其它通信方式接入网关，进入网络层；网络层由NB-iot、LoRa等低功耗广域网络或3/4/5G以及互联网等通信网络作为基础，组成数据传输网络，保证对采集到的数据进行可靠的传输；应用层主要负责对数据进行存储和分析，并将处理结果以控制指令的形式经过网络层反馈到感知层。物联网网络系统中感知层所产生的数据传输到应用层的中心控制器后，后者产生的控制指令作为反馈信息来达到特定的控制目标，但存在着一个问题，其假设通信与信息传输是完美的，控制器设计技术中通常不考虑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业控制系统的时间敏感异构网络管理方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1、利用实时性更强的TSN网络代替传统架构中网络传输协议并建立工业网络架构；/n步骤2、对网络架构中的TSN网关进行配置，包括地址、校准时钟以及选取TSN流转换方法；/n步骤3、工业现场数据进入TSN网关进行协议转换，异构数据转换为TSN流；/n步骤4、数据满足TSN标准802.1Qbv以及802.1Qbu；/n步骤5、数据经由TSN交换机网络后传入中心控制器，所述中心控制器对数据进行存储并分析计算后，产生的控制指令由所述TSN交换机网络传到现场设备，对设备进行调控；/n步骤6、引入控制传输协同策略，根据CUC与...

【技术特征摘要】
1.一种工业控制系统的时间敏感异构网络管理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、利用实时性更强的TSN网络代替传统架构中网络传输协议并建立工业网络架构；
步骤2、对网络架构中的TSN网关进行配置，包括地址、校准时钟以及选取TSN流转换方法；
步骤3、工业现场数据进入TSN网关进行协议转换，异构数据转换为TSN流；
步骤4、数据满足TSN标准802.1Qbv以及802.1Qbu；
步骤5、数据经由TSN交换机网络后传入中心控制器，所述中心控制器对数据进行存储并分析计算后，产生的控制指令由所述TSN交换机网络传到现场设备，对设备进行调控；
步骤6、引入控制传输协同策略，根据CUC与CNC单元的检测和重配置，转至所述步骤2，传输系统可根据控制系统的性能进行配置参数的动态更新。


2.如权利要求1所述的工业控制系统的时间敏感异构网络管理方法，其特征在于，所述步骤1所述工业网络架构包括底层设备层，中间层TSN交换机网络，最顶层控制层。


3.如权利要求1所述的工业控制系统的时间敏感异构网络管理方法，其特征在于，所述步骤2对所述TSN网关进行配置，包括数据传输路径、数据传输周期、数据大小。


4.如权利要求1所述的工业控制系统的时间敏感异构网络管理方法，其特征在于，所述步骤2利用IEEE802.1AS协议对所述TSN网关进行时钟同步，所述TSN网关包括主时钟端口和从时钟端口。


5.如权利要求1所述的工业控制系统的时间敏感异构网络管理方法，其特征在于，所述步骤2中TSN流转换方法，包括第一种方法对VLAN标记的优先权代码点(PriorityCodePoint,PCP)和接收端MAC地址进行映射来转换为TSN流，第二种方...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彩莲，卢宣兆，许齐敏，张景龙，郧绮雯，关新平，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31