基于并联发电机组控制器的环网通信方法及模块技术

本发明专利技术提供了一种基于并联发电机组控制器的环网通信方法及模块，所述方法包括以下步骤：建立指示主机数据模型，并通知给所有发电机组控制器，以预先约定主机标识；构建基于并联发电机组控制器的基础通信架构，在每次重新上电或者重新插拔后，将各个发电机组控制器的相应端口角色重置为静默状态，使N个发电机组控制器分别生成检测数据包，并以预设周期T通过各自的对外网络端口发送，从N个发电机组控制器中选取一个发电机组控制器作为主机，主机发出的检测数据包，沿基础通信架构在各个发电机组控制器之间转发，以检测所述基础通信架构的环网状态。本发明专利技术能够快速且准确地检测环网状态，并在环网断开或连接时自动快速反应保证网络的正常通信。网络的正常通信。网络的正常通信。

【技术实现步骤摘要】
基于并联发电机组控制器的环网通信方法及模块


[0001]本专利技术涉及发电机组控制
，具体的说，涉及了一种基于并联发电机组控制器的环网通信方法及模块。

技术介绍

[0002]柴油发电机组一般由三部分组成：发动机、发电机和控制器。其中发动机提供动力，发电机将发动机的机械能转换为电能，发电机组控制器是发电机组的大脑部分，不但提供发动机的开机、停机、数据测量、数据显示和故障保护功能，而且还提供发电机的电量测量、电量显示和电量保护功能。为满足电源可靠性和运行经济性要求，需要发电机组并联运行的场景也越来越多，所以需要使用并联发电机组控制器对并联运行的发电机组进行控制。
[0003]目前，并联发电机组控制器之间的通信方式一般采用CAN通信，但其通信数据少且通信速度慢，现有发电机组控制器对外的接口通常为网口，对外通信必须配置交换机才能通信监控所有的发电机组控制器，然而这样的通信方式已不能满足当前客户的需求，因此改成带交换机功能的通用网络接口的控制器势在必行；但网络通信的缺点是，一个发电机组控制器故障或者一根网线断开就会导致整个系统瘫痪，不能正常工作。为解决该问题，需要引入环网的概念，环网的特点是即便某一个节点有问题也不会影响整个系统本身。
[0004]需要说明的是，传统的环网STP(Spanning Tree Protocol)或者RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)在环网断开和环网恢复时，通常需要几秒甚至几十秒才能恢复网络通信，然而，并联发电机组控制器之间的通信通常都在毫秒级（如50ms），长达几秒甚至几十秒的恢复时间对于整个系统来说是致命的。
[0005]因此，如何快速识别并联发电机组控制器的环网连接是否断开以及如何快速恢复环网连接使并联发电机组控制器之间正常通信，成为亟待解决的问题。
[0006]为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种基于并联发电机组控制器的环网通信方法及模块。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：本专利技术第一方面提供一种基于并联发电机组控制器的环网通信方法，所述方法包括初始化阶段、配置阶段和环网通信检测阶段，其中，在初始化阶段，执行：建立指示主机数据模型，并通知给所有并联发电机组控制器，以预先约定主机标识；其中，所述主机标识包括主机Mac地址、主机模块ID和状态位；使N个发电机组控制器环网通信连接，构建基于N个并联发电机组控制器的基础通
信架构；其中，各个发电机组控制器均至少设置两个对外网络端口；在配置阶段，执行：在每次重新上电或者重新插拔后，将各个发电机组控制器的相应端口角色重置为静默状态，使N个发电机组控制器分别生成检测数据包，并以预设周期T通过各自的对外网络端口发送；其中，所述静默状态指的是各个发电机组控制器的对外网络端口无端口角色的状态；在环网通信检测阶段，执行：各个发电机组控制器基于接收到的检测数据包，从各个发电机组控制器中选取一个发电机组控制器作为主机，并将除所述主机外的其他发电机组控制器标记为从机；其中，各个发电机组控制器发出的检测数据包被配置有特殊Mac地址越控权限；所述主机发出的检测数据包，沿初始化阶段构建的基础通信架构在各个发电机组控制器之间转发，以检测所述基础通信架构的环网状态；若所述主机的某个对外网络端口在预设时间范围T0内接收到自身发送的检测数据包，则确定所述基础通信架构处于环网连接状态，对所述主机和所述从机的对外网络端口进行环网身份标记，标记出预设的端口角色；其中，所述预设的端口角色包括发送环网端口、非发送环网端口和非发送环网端口连接端口等；若所述主机在预设时间范围T0内未接收到主机自身发出的检测数据包，则确定所述基础通信架构处于环网断开状态。
[0009]本专利技术第二方面提供一种基于并联发电机组控制器的环网通信模块，其包括初始化单元、配置单元和环网通信检测单元，其中，所述初始化单元，用于建立指示主机数据模型，并通知给各个发电机组控制器，以预先约定主机标识；其中，所述主机标识包括主机Mac地址、主机模块ID和状态位；所述配置单元，用于在每次重新上电或者重新插拔后，将各个发电机组控制器的相应端口角色重置为静默状态，使N个发电机组控制器分别生成检测数据包，并以预设周期T通过各自的对外网络端口发送；其中，所述静默状态指的是各个发电机组控制器的对外网络端口无端口角色的状态；所述环网通信检测单元，用于基于接收到的检测数据包，从各个发电机组控制器中选取一个发电机组控制器作为主机，并将除所述主机外的其他发电机组控制器标记为从机；还用于在主机的某个对外网络端口在预设时间范围T0内接收到自身发送的检测数据包，则确定基础通信架构处于环网连接状态，对所述主机和所述从机的对外网络端口进行环网身份标记；还用于主机在预设时间范围T0内未接收到主机自身发出的检测数据包时，确定所述基础通信架构处于环网断开状态；其中，各个发电机组控制器发出的检测数据包被配置有特殊Mac地址越控权限，沿初始化阶段构建的基础通信架构在各个发电机组控制器之间转发；所述基础通信架构指的是N个发电机组控制器环网通信连接后形成的通信架构。
[0010]本专利技术的有益效果为：1）本专利技术提出了一种基于并联发电机组控制器的环网通信方法及模块，通过预先建立指示主机数据模型，并通知给所有并联发电机组控制器，以预先约定环网通信中使用的指示主机数据模型，构建用于快速检测环网连接状态的专用通信通道，进而快速且准确
地识别并联发电机组控制器的环网通信链路是否处于环网连接状态；2）本专利技术在环网连接时确定端口身份，执行其响应的收发状态；在环网连接断开时，使所有端口恢复正常收发状态；由环网断开至恢复环网连接后，恢复三种端口角色：发送环网端口，非发送环网端口和非发送环网端口连接端口；对于网络连接环网状态由断开到连接或由连接到断开，整个通信方法使对外网络端口的端口角色处于不同的工作状态，并执行响应的端口状态，从而自动且快速地恢复网络连接，使并联发电机组控制器之间保持正常通信，避免影响发电机组的正常运行；3）本专利技术在确定所述基础通信架构后，基于环网通信链路和BPDU数据包，快速实现控制信息或者配置信息在各个发电机组控制器之间的数据同步与信息共享，进而快速进行多个发电机组的统一控制；4）本专利技术通过将对外网络端口的定义调整至不同的工作状态，建立不同的单向通信链路，还能有效切断环网而避免不必要的广播风暴；5）在没有确定端口角色时，主机两侧端口发送的检测数据包都完成了循环，为了减少网络总线上的压力，在确定环网通信链路处于环网连接状态后，在后续发电机组控制过程中，非发送环网端口就不再发送数据包了。
附图说明
[0011]图1是本专利技术的基于并联发电机组控制器的环网通信方法的整体流程示意图；图2是本专利技术的检测数据包沿基础通信架构在各个发电机组控制器之间转发的流程示意图；图3（a）为一种具体实施例的初始化阶段构建的基础通信架构示意图；图3（b）为一种具体实施例的配置阶段的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于并联发电机组控制器的环网通信方法，其特征在于，包括初始化阶段、配置阶段和环网通信检测阶段，在初始化阶段，执行：建立指示主机数据模型，并通知给所有并联发电机组控制器，以预先约定主机标识；其中，所述主机标识包括主机Mac地址、主机模块ID和状态位；使N个发电机组控制器环网通信连接，构建基于N个并联发电机组控制器的基础通信架构；其中，各个发电机组控制器均至少设置两个对外网络端口；在配置阶段，执行：在每次重新上电或者重新插拔后，将各个发电机组控制器的相应端口角色重置为静默状态，使N个发电机组控制器分别生成检测数据包，并以预设周期T通过各自的对外网络端口发送；其中，所述静默状态指的是各个发电机组控制器的对外网络端口无端口角色的状态；在环网通信检测阶段，执行：各个发电机组控制器基于接收到的检测数据包，从各个发电机组控制器中选取一个发电机组控制器作为主机，并将除所述主机外的其他发电机组控制器标记为从机；其中，各个发电机组控制器发出的检测数据包被配置有特殊Mac地址越控权限；所述主机发出的检测数据包，沿初始化阶段构建的基础通信架构在各个发电机组控制器之间转发，以检测所述基础通信架构的环网状态；若所述主机的对外网络端口在预设时间范围T0内接收到自身发送的检测数据包，则确定所述基础通信架构处于环网连接状态，对所述主机和所述从机的对外网络端口进行环网身份标记；若所述主机在预设时间范围T0内未接收到主机自身发出的检测数据包，则确定所述基础通信架构处于环网断开状态。2.根据权利要求1所述的基于并联发电机组控制器的环网通信方法，其特征在于，所述检测数据包为BPDU数据包；在初始化阶段，还执行：建立自定义BPDU环网数据包数据模型，并通知给所有并联发电机组控制器，以预先约定环网通信中使用的BPDU数据包格式；其中，所述自定义BPDU环网数据包数据模型包括主机标识符、发送控制器标识符和自定义标识符。3.根据权利要求2所述的基于并联发电机组控制器的环网通信方法，其特征在于，在确定环网通信链路处于环网连接状态后，所述环网通信方法还执行：所述基础通信架构中的主机或者从机，接收来自上位机的配置参数，并基于已建立的环网通信链路，将控制信息传输至其他控制器；或者，基于已建立的环网通信链路，将某个发电机组控制器采集到的监控信息传输至上位机。4.根据权利要求1所述的基于并联发电机组控制器的环网通信方法，其特征在于，在对所述主机和所述从机的对外网络端口进行环网身份标记时，执行：将所述主机中发送检测数据包的对外网络端口标记为发送环网端口，并使其处于正常收发状态；
将所述主机中接收到检测数据包，且接收到的检测数据包与预先约定的指示主机数据模型匹配的对外网络端口标记为非发送环网端口，并使其处于静默状态；将与所述非发送环网端口通信连接的从机的对外网络端口，标记为非发送环网端口连接端口。5.根据权利要求4所述的基于并联发电机组控制器的环网通信方法，其特征在于，在所述基础通信架构由环网连接状态变为环网断开状态后，执行：将主机接收测的端口角色由非发送环网端口调...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朝晖，崔玉朝，李姝昕，夏安，王磊，
申请(专利权)人：郑州众智科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：