一种分布式控制网的通信控制方法技术

本发明专利技术公开了一种分布式控制网的通信控制方法，分布式控制网包括中心控制站和若干个远程控制站，中心控制站与若干个远程控制站之间的通信控制方法包括：中心控制站请求处理：中心控制站将安全通信数据封包为组播数据后并发送；远程控制站接收中心控制站的请求并处理：远程控制站接收来自中心控制站的组播数据，校验成功后并使用；远程控制站发送响应处理：远程控制站将安全通信数据封包为点播数据后并发送；中心控制站接收远程控制站的响应并处理：中心控制站接收来自远程控制站的点播数据并进行校验，根据校验结果设置远程控制站的响应标记。该方法使用内部安全通信协议保证安全通信，通过组播多链路控制技术保证信号的快速及同步控制。速及同步控制。速及同步控制。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式控制网的通信控制方法


[0001]本专利技术涉及自动化控制
，具体涉及一种分布式控制网的通信控制方法。

技术介绍

[0002]自动化安全仪表系统能对企业生产装置和设备可能发生的危险或措施不当行为致使继续恶化的状态进行及时响应和保护，使生产装置和设备进入一个预定义的安全停车工况，从而使风险降低到可以接受的最低程度，保障人员、设备和生产装置的安全。
[0003]控制系统中，中心控制站有时需要向多达上百个远程控制站发送控制信号，包括关断信号或旁通信号等。中心控制站可以是现场机架或一套独立的ESD系统。中心控制站和远程控制站之间的通信量不多（两三个开关量点），信号实时性要求较高。例如，在大规模的油井应用。
[0004]公开号为CN101204065A 的中国专利公开了一种安全通信的建立，其技术方案是通过网关单元与网元之间的安全信道而在意图参与安全通信的网元之间交换会话密钥。但是，该专利所述的安全通信只可用于点对点通信，安全通信主要基于数据密钥实现，安全机制单一。
[0005]公开号为CN104159221B 的专利公开了公共安全通信处理方法及系统，该方法包括：源D2D设备向目标D2D在设备公共安全频谱上发送公共安全通信请求；源D2D设备和目标D2D设备在公共安全频谱上进行相互认证/授权；在相互认证/授权通过的情况下，源D2D设备与目标D2D在设备公共安全频谱上进行公共安全通信”。但是，该专利的通信过程需要发送安全通信请求，进行相互认证/授权，设计实现复杂。
[0006]公开号为CN105282157B的专利公开了一种安全通信控制方法，该专利的技术方案包括：“其中，中心发送安全策略文件给可信终端，以及发送网关安全策略文件给可信网关；可信终端根据终端安全策略文件对引导和传播可信的方法”。该专利主要通过类似白名单方式，实现数据安全性检查。
[0007]公开号为CN101640840B的专利公开了用于基于广播或多播进行安全通信的方法及其措施，本专利的技术方案包括：“广播或多播服务发送的内容进行清洁处理，以生成经洗处理后的内容，而后将经更新处理的内容基于广播或多播发送到各个用户设备；各用户设备接收来自广播或多播服务器的基于广播或多播发送的经处理内容，改进接收的经处理的内容已进行各种处理，以还原原始互联网处理的内容。根据该方法能够保证运营商与承包商之间的安全通信，并保证用户正确”。该专利主要使用数据加密方式，实现安全通信。
[0008]公开号为CN110087236A的专利公开了用于通过无线网络与网络主机建立安全通信会话的协议，该专利的技术方案包括：“用于通过无线网络与匿名主机建立安全通信会话的协议”。该专利使用第三方设备的配置信息，将主从设备间建立安全通信的链接，主要基于机密数据技术实现安全通信。
[0009]以上公开的安全通信相关的专利，至少存在以下缺点：1、安全通信的保证机制通过密钥交互，设计及实现较为复杂。
[0010]2、大规模油井等应用时，周期的大量点对点数据，造成网络拥堵，导致控制信号接收滞后。
[0011]3、为了维护大量点对点连接状态，需耗费大量嵌入式设备的内存资源。

技术实现思路

[0012]本专利技术为了克服以上技术的不足，提供了一种分布式控制网的通信控制方法。该方法使用内部安全通信协议保证安全通信，通过组播多链路控制技术保证信号的快速及同步控制，并通过计算延迟时间技术避免网络拥堵。
[0013]本专利技术克服其技术问题所采用的技术方案是：一种分布式控制网的通信控制方法，所述分布式控制网至少包括中心控制站和若干个远程控制站，中心控制站与若干个远程控制站之间的通信控制方法包括如下步骤：S1、中心控制站请求处理：中心控制站将安全通信数据封包组播数据后并发送；S2、远程控制站接收中心控制站的请求并处理：远程控制站接收来自中心控制站的组播数据，校验成功后并使用；S3、远程控制站发送响应处理：远程控制站将安全通信数据封包为点播数据后并发送；S4、中心控制站接收远程控制站的响应并处理：中心控制站接收来自远程控制站的点播数据并进行校验，根据校验结果设置远程控制站的响应标记。
[0014]进一步地，步骤S1中，中心控制站请求处理具体包括：S11、中心控制站获取安全控制数据；S12、中心控制站获取安全协议数据；S13、中心控制站将安全控制数据和安全协议数据封包为安全通信数据；S14、中心控制站将安全通信数据封包为UDP组播数据；S15、中心控制站调用数据发送接口发送UDP组播数据至组播组内。
[0015]进一步地，步骤S13中，中心控制站通过内部安全通信协议将安全控制数据和安全协议数据封包为安全通信数据。
[0016]进一步地，内部安全通信协议的协议字段至少包括通信编码、报文序号、组播控制信息头、控制数据和CRC32校验字节。
[0017]进一步地，中心控制站发送UDP组播数据之前，预设中心控制站的通信周期，即，中心控制站通过周期触发，当通信周期到达后，触发一次信息发送。
[0018]进一步地，步骤S12中，中心控制站在获取安全协议数据时，对安全通信的控制信息根据远程控制站的响应信息进行设置，并将设置好的结果放入安全数据，具体如下：如果单次数据未响应，即，一个通信周期的时间内未响应，则设置对应序号标记；如果多次数据未响应，即，超过通信故障判断阈值的时间内未响应，则设置对应连接状态故障，通信故障判断阈值=超时时间/通信周期，其中，超时时间为预设值。
[0019]进一步地，步骤S2中，远程控制站接收中心控制站的请求并处理具体包括：S21、远程控制站获取来自中心控制站的UDP组播数据；S22、对UDP组播数据进行校验，校验成功后执行下一步；S23、对安全协议进行校验，校验成功后执行下一步；
S24、根据设备ID获取控制信息，其中设备ID根据远程控制站IP地址的最后一个字节获取；S25、远程控制站使用用于回路控制的数据。
[0020]进一步地，步骤S3中，远程控制站发送响应处理，具体包括：S31、远程控制站获取来自中心控制站的安全协议数据；S32、将安全通信数据封包为UDP点播数据；S33、调用数据发送接口发送UDP点播数据。
[0021]进一步地，步骤S3中，远程控制站发送响应处理的过程中，进行延时处理，延时后再发送。
[0022]进一步地，延时的计算具体为：按照远程控制站IP地址的最后一个字节，采用取模算法或根据系统能接收的最大响应时间来计算延时时间。
[0023]进一步地，步骤S4中，中心控制站接收远程控制站的响应并处理，具体包括：S41、中心控制站接收获取来自远程控制站的UDP点播数据；S42、对UDP点播数据进行校验，校验成功后执行下一步；S43、判断安全协议是否校验成功：若校验成功，设置远程控制站正确响应标记；若校验失败，设置远程控制站序号控制标记，其中，所述序号控制标记用于在中心控制站无法接收到远程控制站响应数据包时，强制远程控制站序号以中心控制站为准。
[0024本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式控制网的通信控制方法，所述分布式控制网至少包括中心控制站和若干个远程控制站，其特征在于，中心控制站与若干个远程控制站之间的通信控制方法包括如下步骤：S1、中心控制站请求处理：中心控制站将安全通信数据封包为组播数据后并发送；S2、远程控制站接收中心控制站的请求并处理：远程控制站接收来自中心控制站的组播数据，校验成功后并使用；S3、远程控制站发送响应处理：远程控制站将安全通信数据封包为点播数据后并发送；S4、中心控制站接收远程控制站的响应并处理：中心控制站接收来自远程控制站的点播数据并进行校验，根据校验结果设置远程控制站的响应标记。2.根据权利要求1所述的分布式控制网的通信控制方法，其特征在于，步骤S1中，中心控制站请求处理具体包括：S11、中心控制站获取安全控制数据；S12、中心控制站获取安全协议数据；S13、中心控制站将安全控制数据和安全协议数据封包为安全通信数据；S14、中心控制站将安全通信数据封包为UDP组播数据；S15、中心控制站调用数据发送接口发送UDP组播数据至组播组内。3.根据权利要求2所述的分布式控制网的通信控制方法，其特征在于，步骤S13中，中心控制站通过内部安全通信协议将安全控制数据和安全协议数据封包为安全通信数据。4.根据权利要求3所述的分布式控制网的通信控制方法，其特征在于，内部安全通信协议的协议字段至少包括通信编码、报文序号、组播控制信息头、控制数据和CRC32校验字节。5.根据权利要求2所述的分布式控制网的通信控制方法，其特征在于，中心控制站发送UDP组播数据之前，预设中心控制站的通信周期。6.根据权利要求2所述的分布式控制网的通信控制方法，其特征在于，步骤S12中，中心控制站在获取安全协议数据时，对安全通信的控制信息根据远程控制站的响应信息进行设置，并将设置好的结果放入安全数据，具体如下：如果单次数据未响应，即，一个通信周期的时间内未响应，则设置对应序号标记；如果多次数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：方珂琦，朱杰，陈超，戴玲玲，
申请(专利权)人：浙江中控技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：