【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环网冗余，具体涉及一种基于ethercat从站技术的环网冗余系统及环网冗余方法。
技术介绍
1、传统的ethercat环网冗余，是通过主控制器的双网口发送数据来实现链路环网的，参见图1所示，主控制器的a、b两个网口同时发送数据和接收数据，并将收到的数据进行对比合并；而当链路断开时，两个网口可以分别获取一部分从站数据，从而保证总的数据不丢失；其中，参见图2所示，传统环网冗余技术的原理为：当链路断开时，主控制器会将发送的数据再次发送，即从a网口发送至链路断开点之前的从控制器，从b网口传输至链路断开点之后的从控制器；而后，链路中的数据又会原路返回至主控制器，即a网口连接的若干从控制器会将收到的数据返回至a网口(即图2中a网口连接的4个从控制器上的数据会沿通信链路原路返回至a网口)，同理，b网口所连接的若干从控制器会将收到的数据返回至b网口，而后，主控制器将a网口和b网口所接收到的数据进行合并，即可得到总的数据。
2、但是，前述ethercat环网冗余技术存在以下不足：(1)主控制器需要双网口才能实现，占用网口多；(2)由于主控制器上的两个网口不能通信，导致在链路断开时，主控制器需要发送两个数据包，并且需要利用软件逻辑，对接收的进行数据合并，如此，则会造成环网冗余逻辑实现复杂，占用总线周期时间长的问题；基于此，如何提供一种占用网口少，且逻辑实现简单的环网冗余系统及环网冗余方法，已成为了一个亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于ether
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，提供了一种基于ethercat从站技术的环网冗余系统，包括：
4、主控制器、主从控制器和若干副从控制器，其中，所述主控制器上设置有一个第一数据网口，所述主从控制器上设置有两个相互通信的第二数据网口，且所述若干副从控制器依次连接；
5、所述主控制器通过所述第一数据网口通信连接所述主从控制器，所述主从控制器中的一个第二数据网口通信连接所述若干副从控制器中的第一个副从控制器，且所述若干副从控制器中的最后一个副从控制器通信连接所述主从控制器中的另一个第二数据网口，以通过两第二数据网口，使所述若干副从控制器与所述主控制器和所述主从控制器之间形成环网链路。
6、基于上述公开的内容，本专利技术所提供的环网冗余系统，在传统主控制器的基础上，增加了一个主从控制器，其中，主控制器通过一个数据网口连接主从控制器，而主从控制器则通过自身的两个数据网口，连接外部的各个副从控制器；如此，即可通过主从控制器将内部环路打开成外部环路；具体的，由于链路网络通信过程中，本身访问所有副从控制器仅需要一个数据包，而每经过一个副从控制器，该副从控制器中的处理单元就会将数据合并到数据包中，因此，本专利技术则充分利用了这一特点，通过额外在主控制器上增加一个主从控制器，来实现逻辑简单的环网冗余，即当链路断开时，链路断开点前的副从控制器中的数据会先回传至主从控制器的一个网口，而该主从控制器的两个网口又可相互通信，由此，可经过另一个网口将回传的数据传输至链路断开点后的副从控制器，而后，再经过链路断开点后的副从控制器回传至主从控制器；基于此，由于在传输过程中，流经任一副从控制器时，数据均会合并，因此，最后回传至主从控制器的数据就已经为合并后的数据，而无需再次进行合并。
7、通过上述设计，本专利技术所提供的环网冗余系统，无论环网是否断开，主控制器发送的单个数据包都经过了所有从控制器的处理单元，且每经过一个从控制器时，内部的处理单元会将与该从控制器相关的数据合并到数据包中，因此，数据流回到主控制器时，数据已合并完成；基于此，本专利技术在链路断开时，不需要发送两个数据包，且也无需在主控制器中进行数据合并，因此，降低了环网冗余实现逻辑的复杂度，减少了总线周期占用时间；同时，在整个环网过程中，仅需占用主控制器的一个网口，能够在相同尺寸空间约束下，节约一个网口，从而可对其他需求提供更多的支持；由此，非常适用于在环网冗余
的大规模应用与推广。
8、第二方面，提供了一种环网冗余方法，该方法利用第一方面中所述的一种基于ethercat从站技术的环网冗余系统实现，其中，所述方法包括：
9、主从控制器判断环网冗余系统中的环网链路是否存在链路断开故障；
10、若是，主从控制器则获取第一目标网口所接收到的第一数据，其中，所述第一目标网口为所述主从控制器对应的两个第二数据网口中的其中一个第二数据网口，所述第一数据为第一目标从站返回至所述主从控制器的数据，且所述第一目标从站为所述环网链路断开时，所述第一目标网口连接的副从控制器；
11、所述主从控制器将所述第一数据从所述第一目标网口传输至第二目标网口，并利用所述第二目标网口将所述第一数据传输至第二目标从站，以使所述第二目标从站在接收所述第一数据后，将所述第一数据与自身在所述环网链路断开前所接收到的数据进行合并处理，得到第二数据，并将第二数据通过所述第二目标网口回传至所述主从控制器，其中，所述第二目标网口为所述主从控制器对应的两个第二数据网口中的另一个第二数据网口，且所述第二目标从站为所述环网链路断开时，所述第二目标网口连接的副从控制器；
12、所述主从控制器获取所述第二目标网口所接收到的第二数据，并将第二数据发送至主控制器，以在将所述第二数据发送完毕后，完成所述环网冗余系统在环网链路断开时的数据冗余。
13、在一个可能的设计中，主从控制器判断环网冗余系统中的环网链路是否存在链路断开故障，包括：
14、获取所述若干副从控制器中每个副从控制器的端口状态数据包，其中，任一副从控制器对应的端口状态数据包中含有所述任一副从控制器上所有网口的工作状态；
15、若获取到的各个端口状态数据包中存在有任一端口状态数据包内的网口的工作状态为关闭状态，则判定所述环网冗余系统中的环网链路存在链路断开故障。
16、在一个可能的设计中，所述任一副从控制器对应的端口状态数据包中还含有所述任一副从控制器的设备标识；
17、其中，在判定出所述环网冗余系统中的环网链路存在链路断开故障后，所述方法还包括：
18、基于目标数据包中的设备标识，确定出所述环网链路的链路断开点，以便在确定出所述环网链路的链路断开点后，对所述环网链路进行时钟同步恢复处理。
19、在一个可能的设计中，所述方法还包括：
20、在所述环网链路未断开前，向若干副从控制器中的最后一个副从控制器发送第一指令，以使最后一个副从控制器在接收到所述第一指令后，将自身网口的工作状态更改为关闭状态；
21、在最后一个副从控制器将自身网口的工作状态更改为关闭状态后，获取所述环网链路的时钟补偿量，并在得到所述时钟补偿量，向最后一个副从控制器发送第二指令，以使最后一个副从控本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于EtherCAT从站技术的环网冗余系统，其特征在于，包括：
2.一种环网冗余方法，其特征在于，利用权利要求1所述的一种基于EtherCAT从站技术的环网冗余系统实现，其中，所述方法包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，主从控制器判断环网冗余系统中的环网链路是否存在链路断开故障，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述任一副从控制器对应的端口状态数据包中还含有所述任一副从控制器的设备标识；
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述时钟补偿量以及所述通信延时，恢复所述环网链路的时钟同步，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，利用所述时钟补偿量和所述通信延时，计算出所述环网链路的时钟恢复量，包括：
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述时钟恢复量，对所述环网链路进行分布式时钟恢复处理，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：依次通信相连的存储器、处理器和收发
10.一种包含指令的计算机程序产品，其特征在于，当指令在计算机上运行时，使计算机执行如权利要求2～8任意一项所述的环网冗余方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于ethercat从站技术的环网冗余系统，其特征在于，包括：
2.一种环网冗余方法，其特征在于，利用权利要求1所述的一种基于ethercat从站技术的环网冗余系统实现，其中，所述方法包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，主从控制器判断环网冗余系统中的环网链路是否存在链路断开故障，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述任一副从控制器对应的端口状态数据包中还含有所述任一副从控制器的设备标识；
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述时钟补偿量以及所述通信延时，恢复所述环网...
【专利技术属性】
技术研发人员：范文斌，马君，李小宁，宋健玮，韩银和，
申请(专利权)人：中科时代深圳计算机系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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