实时以太网控制系统的功能块执行方法

doi:10.3778/j.issn.1002-8331.1810-0039

计算机工程与应用 ›› 2019, Vol. 55 ›› Issue (13): 112-118.DOI: 10.3778/j.issn.1002-8331.1810-0039

实时以太网控制系统的功能块执行方法

刘宁1，仲崇权2，薛铜龙1

1.河南理工大学机械与动力工程学院，河南焦作 454000
2.大连理工大学电子信息与电气工程学部，辽宁大连 116024

出版日期:2019-07-01 发布日期:2019-07-01

Function Blocks Executing Method in Control Systems Based on Real-Time Ethernet

LIU Ning1, ZHONG Chongquan2, XUE Tonglong1

1.School of Mechanical and Power Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo, Henan 454000, China.
2.Faculty of Electronic Information and Electrical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning 116024, China

Online:2019-07-01 Published:2019-07-01

摘要/Abstract

摘要： 为了提高实时以太网控制系统的运行效率和通信性能，在EPA（Ethernet for Plant Automation）确定性通信调度的基础上提出了一种功能块执行方法。该方法将现场设备中所有需要远程通信的功能块整合为功能任务，并且按照功能块执行与数据通信周期同步的原理确定了功能任务的执行规律：功能任务在单个通信宏周期中只能单次执行，当周期报文空窗期满足功能任务执行需求时，功能任务在周期报文传输任务结束时执行；当周期报文空窗期不能满足功能任务执行需求时，功能任务在非周期报文传输任务结束时执行。实验证明，该方法实现了系统中功能任务与通信任务的周期同步，避免了功能块的无效执行与数据的无效传输，提高了系统的运行效率和通信性能。

关键词: 实时以太网, 控制系统, 通信性能, 功能块

Abstract: A functions blocks execution method is proposed on the base of EPA deterministic scheduling mechanism to improve the operation efficiency and the communication performance of EPA （Ethernet for Plant Automation） real-time ethernet systems. The method integrates all the function blocks which need EPA communication in an EPA device into a function task and determines the execution rule of the function task according to the period synchronization principle between the function blocks execution and the data communication in EPA systems：the function task must be executed only once in a macro cycle, if the periodic messages transmission window period is enough for the execution of the function task, the function task will be executed when the periodic messages transmission task is completed; if the periodic messages transmission window period is not enough for the execution of the function task, the function task will be executed when the nonperiodic messages transmission task is completed. The experiments prove that the method can accomplish the synchronous implementation between the function task and the communication task, and consequently can improve the operation efficiency and the communication performance of EPA systems.

Key words: real-time ethernet, control system, communication performance, function blocks

刘宁1，仲崇权2，薛铜龙1. 实时以太网控制系统的功能块执行方法[J]. 计算机工程与应用, 2019, 55(13): 112-118.

LIU Ning1, ZHONG Chongquan2, XUE Tonglong1. Function Blocks Executing Method in Control Systems Based on Real-Time Ethernet[J]. Computer Engineering and Applications, 2019, 55(13): 112-118.

[1]	李富强，郜丽赛，郑宝周，谷小青. 欺骗攻击下网络化系统事件触发安全控制[J]. 计算机工程与应用, 2021, 57(5): 264-270.
[2]	朱智燊，凌捷，林鹏. 基于隐蔽信道的工控系统数据完整性校验方法[J]. 计算机工程与应用, 2020, 56(9): 125-130.
[3]	周学德1，2，张艳1，2. 事件驱动Markov型网络系统的输出反馈H∞控制[J]. 计算机工程与应用, 2019, 55(6): 231-236.
[4]	陈晓，王晓燕，王新民，刘雪超. 改进的倾转旋翼机平稳过渡控制系统设计[J]. 计算机工程与应用, 2019, 55(21): 254-260.
[5]	于新铭，郭燕慧. 一种针对工控设备的资产探测方法[J]. 计算机工程与应用, 2019, 55(20): 65-72.
[6]	李备备1，2，林浒2，3，郑飂默2，3. EtherCAT分布时钟机制在数控系统中的研究与应用[J]. 计算机工程与应用, 2018, 54(5): 217-222.
[7]	董健，戴胜华. 基于CPN的列控系统等级转换建模与分析[J]. 计算机工程与应用, 2018, 54(2): 208-213.
[8]	杨铖浩1，桑宏强1，2，刘芬1，贠今天1，陈发1. 具有震颤抑制的微创机器人主从控制系统设计[J]. 计算机工程与应用, 2018, 54(1): 235-239.
[9]	张晓蔚，姜顺，潘丰. 带有状态观测器的网络控制系统非脆弱H∞控制[J]. 计算机工程与应用, 2017, 53(8): 38-43.
[10]	王涛，蔡金燕，孟亚峰. 总线型细胞阵列设计与空闲细胞选择方法[J]. 计算机工程与应用, 2017, 53(8): 44-49.
[11]	刘宁，吕鲲. 实时以太网系统中控制与通信的协同调度方法[J]. 计算机工程与应用, 2017, 53(7): 15-20.
[12]	吕雪峰1，2，蒋烈辉1，2，孟奂2. 基于MODBUS的SCADA系统网络威胁与入侵检测[J]. 计算机工程与应用, 2017, 53(24): 122-128.
[13]	王宏文，郭章亮，宁乐，雷盼雲. 嵌入式喷码机系统的设计与开发[J]. 计算机工程与应用, 2017, 53(24): 226-232.
[14]	潘鹏，姜顺，潘丰. 带有参数摄动的网络化控制系统非脆弱[H∞]控制[J]. 计算机工程与应用, 2017, 53(1): 249-254.
[15]	陶耀东1，2，李宁1，曾广圣1. 工业控制系统安全综述[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(13): 8-18.

实时以太网控制系统的功能块执行方法

Function Blocks Executing Method in Control Systems Based on Real-Time Ethernet

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics