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随着EPA标准的推广,以及EPA控制网络的日趋成熟,越来越多的EPA网络设备开始进入实际的工业控制应用领域,如EPA交换机、EPA集线器、EPA现场设备、EPA网桥和EPA网关等。但缺乏成熟的高可用性网络系统来保证EPA核心通讯骨干网络数据传输的可靠性、确定性与实时性。因此,研究与设计可保障EPA核心通讯骨干网络数据高可靠、实时传输的EPA网络冗余系统成为EPA网络发展的必然趋势。
本文从EPA国家标准着手,依据IEC62439(High Hvailability AutomationNetwork)网络冗余协议的特点,提出了用于解决EPA核心骨干通讯网络的“广播风暴”和高可靠性网络通讯问题的EPA交换机MRP网络冗余通讯系统方案。设计并实现了EPA-MRP网络冗余通讯和EPA-MRP网络拓扑发现系统,还可以针对EPA控制网络的实际需要,在网络产生动荡后,以毫秒级的网络收敛速度使EPA核心通讯骨干网络再一次达到网络通讯稳定状态。同时为了更好地展示其功能,设计并开发了EPA-MRP监控组态软件。
本文结合了EPA交换机软件的整体设计思想,深入细致地探讨了EPA-MRP网络介质冗余协议的设计与开发技术,详细地阐述了其研究背景、开发平台、系统架构和总体设计与开发等内容。通过使用EPA-MRP解决方案,可以避免网络自环现象的发生,在EPA控制网络中,通过消息传递和环路端口阻塞等管理控制手段来避免网络“广播风暴”,并通过EPA-MRP网络拓扑发现发算法实现对其网络拓扑的还原和故障监测。
最后,本文对基于EPA交换机的MRP网络收敛功能和网络拓扑发现功能进行了测试,对测试设备、测试平台以及测试目的、测试方法和测试过程进行了详细介绍,并给出了相应的测试数据和结果分析。测试结果表明,EPA-MRP冗余通讯解决方案网络收敛速度快(<=500ms),能够满足高可用性EPA控制网络的需求。