并行冗余协议在智能变电站网络的应用

阐述了IEC 62439-3中的并行冗余协议(PRP)和高可靠无缝环网(HSR)的实现机制。依据变电站功能需求及数据流向,提出了基于PRP+HSR网络方案的智能变电站组网方式,在HSR网络中实现VLAN技术,利用网络冗余提高系统安全性,减少交换机数量并提升变电站网络性能。

基于并行冗余网络的数字化变电站通信网络构架

为适应采用交换机网络进行通信对传输网本身可靠性提出的要求,介绍了IEC62439标准描述的高实用性自动网络通信协议。采用并行冗余协议进行网络构架。在站控层和间隔层之间采用环形双网,在间隔层和过程层之间采用星形双网。互备的双网同时运行,并在链路层实现冗余数据帧的处理。与传统互备组网方式所用规约进行了对比,指出了并行冗余方式的优越性。

一种并行冗余遥控锁定投放控制系统

以海上无人演练战场等复杂环境下实现对大负载作战单元的遥控布放为需求,提出了一种包含短波、超短波和卫星无线信道,以及本地端手动控制的多并行冗余锁定投放控制系统。设计了一种新型锁定投放装置,使用恒流源驱动的直流减速电机推动锁闩执行布放任务,具有功耗小、负载大等优点;在锁定投放装置的控制器中并行集成了以上几种投放控制接口,能以互为备份的方式执行任意种或多种投放控制指令,提高了系统的鲁棒性。该锁定投放控制系统已多次执行海上任务,工作稳定可靠。

并行冗余和高可靠无缝环网冗余技术在智能变电站中的应用

本文分析总结了智能变电站内部网络通信的应用现状,针对目前智能变电站存在的网络通信实时性和可靠性的问题,提出一种基于IEC 62439-3并行冗余和高可靠无缝环网冗余协议的智能站一层网络实现方案,完成典型设备的研制及相关的试验验证与测试。试验证明,并行冗余和高可靠无缝环网冗余技术可满足电力系统保护装置对速动性和可靠性的要求,在智能变电站自动化系统内具有较好的实用性。最后分析总结并行冗余和高可靠无缝环网冗余技术对智能变电站建设带来的影响。

适用于空间网络的并行冗余算法

为满足空间网络高可靠性和容错性的要求,在IEC⁃62439协议标准基础上,提出了一种基于循环丢弃栅格的冗余算法,该算法支持并行冗余网络结构,通过更细颗粒度地识别冗余控制位(RCT)中的序号信息和调整丢弃范围,实现冗余数据丢弃;通过数值仿真和逻辑验证方法对算法进行了正确性和有效性验证,结果表明,该算法可在丢帧、乱序等复杂环境下正确接收冗余数据。

列车通信网络并行冗余方法与协议的研究

列车通信网络的可靠性是保证列车安全稳定运行的前提,根据列车通信网络的需求,构建一种并行传输的网络架构,通过改进的并行冗余协议PRP提高基于以太网的列车通信网络的可靠性。对PRP协议的冗余机制进行研究,针对PRP协议存在的问题,结合列车通信并行网络的需求,改进并行冗余协议的数据发送机制以及冗余算法。根据重要性对传输的数据进行分类并采取不同的传输策略:重要数据采用并行传输方式,能够使其故障恢复时间减小为零,保证了网络的可靠性;非重要数据采用交替传输方式,以缓解传输时的网络带宽压力。网络仿真结果验证了采用并行冗余协议的列车通信网络的可靠性。

基于并行冗余的CAN总线发动机试验台控制系统设计

针对发动机试验过程中参数传输的不确定性问题,基于CAN2.0B协议规范,充分利用其扩展的仲裁场特点,结合并行冗余要求,针对CAN总线报文类别、传送方式和总线管理等方面制定了一种并行网络冗余规范,并在软硬件平台上设计了这种并行冗余CAN总线控制系统,最后在实验室的发动机试验台中进行了应用实施和功能验证,结果表明本文所设计的并行冗余CAN总线能实现网络传输容错功能,能明显提升发动机试验参数在控制网络的传输确定性。

基于并行冗余协议的网络拓扑快速发现方法

针对冗余以太网网络拓扑发现的实时性问题,提出一种基于并行冗余网络协议的网络拓扑结构快速发现方法,包括在网络管理端根据网络需求,发送拓扑发现请求报文,端系统设备在接收到请求之后周期性地向管理端发送拓扑发现报文,管理端根据接收到的报文信息进行运算,从而得到网络的拓扑结构。通过OMNET++网络仿真软件进行仿真验证,结果表明,该方法的网络拓扑构建时间维持在60 ms,并且实现了与简单网络管理协议的兼容。

并行冗余网络中高效信息采集策略设计

基于并行冗余网络结构提出一种带宽占用率小的网络状态参数采集策略。采用线性预测的方法,自适应的调整信息采集的时间间隔,通过获取少量网络状态数据样本,进而能够获得整个网络样本空间的主要性能状态指标的精确估计。最后通过OMNET++网络仿真软件对高效信息采集策略进行了仿真验证,仿真结果表明:提出的高效信息采集策略相比传统的信息采集方法的带宽占用率减小了约69%。

基于并行冗余协议的工业以太网冗余实现方法

基于并行冗余协议(PRP)完成了Ethernet Powerlink冗余的实现方案研究。方案针对EPL网络冗余通信的延迟和通信干扰问题设计了一个可行的冗余方案,建立了两个同时运行的网络,互不干扰地传输,在数据链路层建立冗余实体(LRE)来实施收发管理和网络监视。

智能变电站并行冗余网络的研究与实现

本文介绍了IEC 62439-3中的并行冗余协议(PRP)的基本原理,对PRP网络中双连接节点的基本结构以及对数据帧操作原理作出详细阐述。为了保证通信网络的传输性能,提出了一种冗余丢弃算法,并可在Windows系统下实现。实验表明:单网故障时,变电站通信网络不造成延迟,能实现无缝切换。PRP网络结构简单,具有较高的可靠性,良好的经济性,将成为智能变电站通信网络的主要研究方向之一。

基于并行冗余协议的无线局域网通信在电机工厂系统集成中的应用

工业物联网的发展对工业通信的实时性、稳定性和多样性提出了更高的要求。除了采用现场总线协议的有线通信外,无线通信方式也得到了更加广泛的应用和长足的发展。常用的无线通信方式在稳定性和传输距离方面都有所局限,本文提出了一种可靠的机制(并行冗余),能有效地改善无线通信中存在的缺陷。文中对并行冗余通信的原理及三种通信形式进行简要介绍,并结合无线并行冗余通信的特点对电机工厂系统集成应用进行介绍。

智能变电站并行冗余协议系统测试方案探讨

随着变电站自动化技术的不断发展,并行冗余协议已在国内得到部分应用,但还没有相对统一的测试方案。为了测试并行冗余协议的可靠性和实时性,并结合IEC 61850GOOSE规约,提出了一个系统化的并行冗余协议测试方案,并详细介绍了并行冗余协议的测试方法,为国内并行冗余协议的测试作为参考。

基于国产CPU的并行冗余计算机系统研究

目前国家不断推进的国产自主可控信息系统建设,其核心国产计算机系统由于技术成熟度低、市场推广晚等原因,暴露出可靠性低、稳定性差的问题,直接导致系统功能无法成功应用;围绕国产化计算机系统的并行冗余架构开展研究,通过计算机系统架构的软硬件设计,以及高速缓存一致性架构、高速互联总线和三状态转换机制方法的应用,基于国产CPU并行冗余计算机系统,可以有效消除备份计算机系统进行当班切换时,存在的切换时间延时和切换过程数据丢失的问题;通过试验验证,该系统可以完成计算机系统中CPU处理器和功能桥片故障模式的容错处理,并保障信息数据的完整性和实时性,有效提高设备中计算机系统的工作可靠性与稳定性。

基于IP协议扩展的并行冗余网络协议

通过对现有网络冗余协议的研究分析,自主设计并实现了一种基于IP协议扩展的网络冗余容错方法PRIP,为网络冗余通信提供了一种新的解决方案。该解决方案完全由软件实现,不依赖特殊设备,对网络拓扑无要求,并具有单条链路故障时零延时切换特性,可满足工业互联网应用对数据通信高实时性和高可靠性的要求。

大型PLC多级并行冗余系统的设计技巧

在大型工业电气自动化控制系统设计的时候,经常会遇到一些可靠性要求较高的设计内容,需要双机热备份。在一台系统出现故障之后,另外一台系统自动切换到备用的设备上。设计并行系统切换,甚至多级这样的并行部件串接在在一起,需要用户考虑的问题千头万绪,往往不容易理出头绪或者很清晰地进行系统设计。本文给出通用的程序设计方法。

基于NDIS的智能变电站通信并行冗余协议设计

IEC61850Ed 2.0版本已将智能变电站的通信网络冗余问题考虑在内,明确提出引用IEC62439-3规范作为其冗余协议.针对这一问题提出一种基于网络驱动接口规范的并行冗余协议冗余实现方式,阐述具体的实现方法.试验表明利用网络驱动接口规范实现并行冗余协议冗余是可行的,该冗余方法的实现将显著提高智能变电站运行的可靠性.

并行冗余网络中高效信息采集策略设计方案

并行冗余网络目前被广泛用于工业和制造业上,由于其复杂的结构,导致其稳定性差。因此对于并行冗余网络来说,如何确保其稳定性,实现高效信息采集是重要的研究课题。高效信息采集旨在减小带宽占有率,发现并处理网络故障。文章提出了常用的信息采集模式以及高效信息采集模式,并通过实验对比证明了高效信息采集的优越性,提出了实现高效信息采集的方案。

基于以太网的列车通信网络冗余结构可靠性分析

列车通信网络是轨道车辆可靠安全运行的重要保障,具有可靠性高、实时性强、故障切换与恢复时间短等特点.提出基于PRP和HSR的列车通信网络结构,实现网络故障零恢复时间.在此基础上依据系统可修性和功能相关性及冗余性特点,采用DFTA对其进行可靠性建模;引入BDD和Markov矩阵分解静态子树和动态子树以优化传统故障树分析的计算量;针对具体算例对PRP、HSR、RSTP协议的可靠性指标进行量化求解与对比分析.研究结果表明:提出的PRP与HSR冗余结构和RSTP相比,平均故障间隔时间分别增长了5 764h与5 269h,有效提升了网络可靠性.

数字化变电站通信网络冗余技术

介绍了IEC62439标准中的几种典型的网络冗余技术,包括跨网冗余协议(CRP)、分布冗余协议(DRP)、媒介冗余协议(MRP)、信标冗余协议(BRP)、并行冗余协议(PRP)和高可用性无缝冗余协议(HSR)。CRP支持单网和双网冗余,通过2个端口跨接到1个或2个独立的网络中实现冗余。DRP是基于环网拓扑的冗余模式,在交换设备上实现。MRP可以在网络连接或是交换设备单点故障的时候以确定性时间恢复环网通信。BRP冗余网络架构可以看成2个互连的顶层交换机,各级连一个星形、线形或是环形子网。PRP在终端节点内的LRE层实现了报文的双发、双收。经过比较,指出PRP/HSR方案不论是在应用方面或网络冗余的适应性以及对故障的恢复性能方面,都是理想的通信网络的冗余方案。