一种DCS双路无切换同双工modbus通讯系统技术方案

本实用新型专利技术属于分布式控制系统DCS技术领域，具体涉及一种DCS双路无切换同双工modbus通讯系统，包括DCS系统与第三方系统通讯结构，系统硬件设备包括两块DCS平台非冗余通讯卡件、两块PLC平台的Ehternet/IP通讯卡件、两台以太网交换机及PLC侧台主从机架；本实用新型专利技术避免了因DCS侧通讯卡件故障、驱动丢失、交换机故障及通讯介质损坏而造成通讯完全中断的事故，保证了工厂生产线安全稳定运行。同时，由于该种通讯方式可靠性高、容错性强的特点，该工厂已将双路无切换同双工的通讯方式推广至其他第三方系统与DCS的通讯中，极大地经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种DCS双路无切换同双工modbus通讯系统
本技术属于分布式控制系统DCS
，具体涉及一种DCS双路无切换同双工modbus通讯系统。
技术介绍
目前工控领域DCS系统与第三方控制系统主要通过支持modbus协议的通讯卡件进行实时通讯，包括非冗余单路通讯与冗余双路通讯方式。非冗余单路通讯方式通过DCS非冗余通讯卡件与第三方系统通讯卡件进行单一链路实时通讯，普遍存在卡件故障、驱动丢失及通讯介质损坏致使通讯完全中断的风险。冗余通讯方式通过DCS冗余通讯卡件与第三方系统实现冗余通讯，此种冗余通讯并非真正的实时冗余通讯，只有在主用冗余通讯故障时才会切换至备用通讯卡件，存在切换失败的可能；同时，工控领域曾多次出现冗余通讯卡件整体驱动丢失导致双路通讯同时完全中断的情况，造成极大的经济财产损失。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述弊端，提出一种DCS双路无切换同双工modbus通讯系统，实现了数据通过双信道同时接收和发送，在通讯链路中出现单一甚至多处故障时，可切实保证通讯建立数据传输的有效性。本技术的技术方案如下：一种DCS双路无切换同双工modbus通讯系统，DCS系统与第三方系统通讯结构，系统硬件设备包括两块DCS平台非冗余通讯卡件、两块PLC平台的Ehternet/IP通讯卡件、两台以太网交换机及PLC侧台主从机架；通过网线利用TCP/IP网络通讯协议，将DCS侧非冗余通讯卡件及第三方系统同路通讯卡件连接至同一以太网交换机，同时冗余配置另一路通讯，在硬件上实现两路一对一的实时通讯；在第三方系统PLC控制器侧设置冗余PLC控制器及对应的冗余转换模块，保证在主PLC控制器故障时，可切换至备用控制器；第三方系统的两块PLC平台Ehternet/IP通讯卡件间通过以太网交换机连接的同时，通过网线将两台以太网交换机连接进行通讯互联，即可实现在PLC进行主从转换时，主从PLCIP地址的自动交换；DCS两块非冗余通讯卡件设置同一目的IP地址—第三方系统主PLC通讯卡件地址，通过以太网交换机实现主PLC通讯卡件同时接收和发送来自DCS侧两块控制器的通讯数据。一块PLC通讯卡件与一块DCS非冗余通讯卡件一对一连接，共组成双路一对一的通讯方式，进而搭设两路同双工数据传输信道，两路信道同时进行数据接收和发送。第三方系统侧主从机架设计为完全冗余结构，保证数据信号在第三方系统内实时有两路数据进行传输。在第三方系统，通过冗余模块实现PLC控制器进行主从切换时自动交换IP地址，进而通过给DCS通讯卡件配置相同的目的IP地址。DCS侧非冗余通讯卡件只设置唯一目标IP地址。本技术的有益效果在于：利用本技术技术方案，避免了因DCS侧通讯卡件故障、驱动丢失、交换机故障及通讯介质损坏而造成通讯完全中断的事故，保证了工厂生产线安全稳定运行。同时，由于该种通讯方式可靠性高、容错性强的特点，该工厂已将双路无切换同双工的通讯方式推广至其他第三方系统与DCS的通讯中，极大地经济效益。该技术创新性的提出了工业用通讯系统特殊冗余工作方式，这一方式大幅提升第三方系统至DCS通讯的可靠性，具有极大的经济价值，对于提升大型工厂安全稳定运行的水平有显著帮助，而通讯模式的设计和实现，也为后续工控领域工业以太网通讯技术的系统进行可靠性提升提供了良好的参考蓝本。附图说明图1为本技术的DCS系统与第三方系统通讯结构示意图；图2为本技术的PLC通讯卡件主从IP交换示意图；图3为本技术的IIN/BIN/IOUT/BOUT冗余通讯实现示意图。具体实施方式下面结合附图及具体实施方式对本技术作进一步详细说明。如图1所示，一种DCS双路无切换同双工modbus通讯系统，DCS系统与第三方系统通讯结构，系统硬件设备包括两块DCS平台非冗余通讯卡件、两块PLC平台的Ehternet/IP通讯卡件、两台以太网交换机及PLC侧台主从机架。通过网线利用TCP/IP网络通讯协议，将DCS侧非冗余通讯卡件及第三方系统同路通讯卡件连接至同一以太网交换机，同时冗余配置另一路通讯，在硬件上实现两路一对一的实时通讯；在第三方系统PLC控制器侧设置冗余PLC控制器及对应的冗余转换模块，保证在主PLC控制器故障时，可切换至备用控制器；第三方系统的两块PLC平台Ehternet/IP通讯卡件间通过以太网交换机连接的同时，通过网线将两台以太网交换机连接进行通讯互联，即可实现在PLC进行主从转换时，主从PLCIP地址的自动交换；DCS两块非冗余通讯卡件设置同一目的IP地址—第三方系统主PLC通讯卡件地址，通过以太网交换机实现主PLC通讯卡件同时接收和发送来自DCS侧两块控制器的通讯数据。一块PLC通讯卡件与一块DCS非冗余通讯卡件一对一连接，共组成双路一对一的通讯方式，进而搭设两路同双工数据传输信道，两路信道同时进行数据接收和发送；第三方系统侧主从机架设计为完全冗余结构，保证数据信号在第三方系统内实时有两路数据进行传输，其中一路出现故障时，不影响数据的传输；在第三方系统，通过冗余模块实现PLC控制器进行主从切换时自动交换IP地址，进而通过给DCS通讯卡件配置相同的目的IP地址，实现两块通讯卡件同时访问主PLC的通讯卡件；与第三方系统冗余通讯卡件通讯，DCS侧非冗余通讯卡件只设置唯一目标IP地址，即主PLC，无需关注备用PLC的IP地址，摒弃主备两通讯卡件设置两不同目标IP的传统设计理念。双路一对一结构消除了传统冗余通讯主备切换失败的风险，不会因主备切换而丢失数据，同时消除了因通讯卡件损坏、通讯介质受损等单一故障现象而致使通讯完全中断的隐患；因第三方系统侧配置了相同的IP地址，不容易出现通讯混乱的同时，实现了在DCS侧其中一通讯卡故障时，依然有两路数据通讯在第三方系统内实时进行的设计理念，提高了通讯可靠性。对两块DCS非冗余通讯卡件分别编写驱动配置文件代码，配置独立不同的IP地址，进行独立驱动安装，使两块通讯卡件的通讯驱动完全独立，互不影响，同时工作；对应的冗余数据类型，即同一模块同时存在双路输入或输出，实现双路数据实时的同双工输入/输出，通过软件实现数据的冗余选择，完成了对于实整型/数字量数据类型的通讯实现。两块非冗余通讯卡件配置相互独立的驱动，从而保证当其中一块非冗余卡件的通讯驱动丢失时，另一块通讯卡件可以不受影响保持正常工作状态；同时通过使用冗余数据类型替代了传统的重复性数据冗余方式，即一数据模块替代了两数据模块，减少两系统间50％数据通讯量，侧面提高通讯可靠性。以第三方系统侧IP地址为目标，根据相应的子网掩码位数，推算出第三方系统-DCS该通讯网段的网络标识，进而设计出DCS侧两块非冗余通讯卡件的通讯IP地址，最终编写适时准确的驱动配置文件，从软件上实现了同一数据有两路信号传输通道同时传输的通讯方式；使用对应的冗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种DCS双路无切换同双工modbus通讯系统，包括DCS系统与第三方系统通讯结构，系统硬件设备包括两块DCS平台非冗余通讯卡件、两块PLC平台的Ehternet/IP通讯卡件、两台以太网交换机及PLC侧台主从机架；/n其特征在于：通过网线利用TCP/IP网络通讯协议，将DCS侧非冗余通讯卡件及第三方系统同路通讯卡件连接至同一以太网交换机，同时冗余配置另一路通讯，在硬件上实现两路一对一的实时通讯；/n在第三方系统PLC控制器侧设置冗余PLC控制器及对应的冗余转换模块，保证在主PLC控制器故障时，可切换至备用控制器；/n第三方系统的两块PLC平台Ehternet/IP通讯卡件间通过以太网交换机连接的同时，通过网线将两台以太网交换机连接进行通讯互联，即可实现在PLC进行主从转换时，主从PLCIP地址的自动交换；/nDCS两块非冗余通讯卡件设置同一目的IP地址—第三方系统主PLC通讯卡件地址，通过以太网交换机实现主PLC通讯卡件同时接收和发送来自DCS侧两块控制器的通讯数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种DCS双路无切换同双工modbus通讯系统，包括DCS系统与第三方系统通讯结构，系统硬件设备包括两块DCS平台非冗余通讯卡件、两块PLC平台的Ehternet/IP通讯卡件、两台以太网交换机及PLC侧台主从机架；
其特征在于：通过网线利用TCP/IP网络通讯协议，将DCS侧非冗余通讯卡件及第三方系统同路通讯卡件连接至同一以太网交换机，同时冗余配置另一路通讯，在硬件上实现两路一对一的实时通讯；
在第三方系统PLC控制器侧设置冗余PLC控制器及对应的冗余转换模块，保证在主PLC控制器故障时，可切换至备用控制器；
第三方系统的两块PLC平台Ehternet/IP通讯卡件间通过以太网交换机连接的同时，通过网线将两台以太网交换机连接进行通讯互联，即可实现在PLC进行主从转换时，主从PLCIP地址的自动交换；
DCS两块非冗余通讯卡件设置同一目的IP地址—第三方系统主PLC通讯卡件地址，通过以太网交换机实现主PLC通讯卡件同时接收和发送来自DCS侧两块控制器的通讯数据。


2.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓飞，陆彦飞，卢俊，秦懿，褚大航，张涛，
申请(专利权)人：福建福清核电有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35