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申请/专利权人：杭州仪控科技有限公司

摘要：本申请涉及一种应用于DCS系统的现场总线通信系统及其通信方法，将DCS系统内各模块分为多个CAN通信网络，其中本地IO模块网络和扩展IO模块网络分为采集类CAN总线网络和输出类CAN总线网络，缩减了单CAN网络内的数据压力，提高了数据通信的稳定性和实时性；各CAN总线通信网络采用冗余结构，其中一条总线网络故障后，备用网络会继续进行数据交互，整个现场总线网络通信的连续性得到了保证，避免出现数据中断得情况，影响现场控制，解决了DCS系统现场总线数据通信的稳定性，提高了数据通信的实时性，避免总线故障出现的数据中断，提高了数据通信的连续性，优化了整个DCS系统各个通信环节。

主权项：1.一种应用于DCS系统的现场总线通信方法，其特征在于，采用冗余通信网络拓扑结构进行通信，所述冗余通信网络拓扑结构包括：控制模块；冗余通信的系统网络，用于实现所述控制模块与上位机之间的通信；本地IO模块，用于实现本地的数据采集输出；冗余通信的CAN总线，用于实现所述本地IO模块与所述控制模块之间的数据交互；终端电阻，用于稳定保持所述CAN总线的IO通信；包括如下步骤：（1）IO模块自动组网：IO模块上电，自动采集每个IO模块的地址信息，并通过控制模块上报至上位机；上位机开启自动扫描，通过所述控制模块向各个通信总线发出请求IO模块数据；与所述通信总线通信的相应IO模块，响应请求，上报各自的身份信息数据至所述控制模块；所述控制模块将上报的所述身份信息数据通过系统网络上传至上位机，由上位机根据相应IO模块的身份信息数据，完成与相应IO模块之间的组网；IO模块上电后可自行获取到每个IO模块的地址信息，为DCS系统中控制模块与各IO模块通信提供了身份识别方式；上位机编程软件中点击自动扫描按钮后，控制模块会在总线上发出请求IO模块数据，在总线上的各IO模块会根据自身的地址信息延时上报IO模块的身份信息数据包括模块地址、模块类型、模块是否冗余，控制模块将所述身份信息数据上传给编程软件中，完成自动扫描过程；（2）IO模块配置数据下发：上位机将为各个IO模块进行数据配置，将待配置的配置数据下载至控制模块；所述控制模块将各个IO模块的配置数据下发至各IO模块；各IO模块收到所述配置数据之后，进行校验、存储，并将所述配置数据返回给所述控制模块；所述控制模块将收到的所述配置数据与发送至IO模块的所述配置数据进行比对：若一致，则发送确认指令至IO模块，该IO模块配置成功；若不一致，则重发所述配置数据；若所述控制模块在150ms内未收到IO模块回发的所述配置数据，则重复上述过程；若重发三次，IO模块仍无法配置成功，则在网络内的所有的IO模块都执行完配置流程后，再通过备用CAN网络执行上述配置过程；（3）故障诊断：控制模块发出广播命令至总线上，通知各采集类IO模块开始数据采集；各采集类IO模块响应所述广播命令，按照所述控制模块的地址编码，依次按照配置中的时间节点给所述控制模块发送采集数据及诊断数据；所述控制模块在收到各采集类IO模块发送来的采集数据及诊断数据后，回复确认指令，根据回复反馈，完成所述控制模块和各采集类IO模块的CAN总线通信诊断；控制模块采用单独通信方式，与各个输出类IO模块进行通信，依次发送输出数据至各个输出类IO模块，并根据各个输出类IO模块的确认反馈，完成所述控制模块和各输出类IO模块的CAN总线通信诊断；具体的：控制模块发出广播命令至总线上，总线上各采集类IO模块接收到广播命令后开始启动IO模块内周期定时器，按照模块的地址编码，依次按照配置中的时间节点给控制模块发送采集数据及诊断数据，控制模块在收到IO模块发送来的数据后，回复确认指令，完成一个IO模块的数据交互过程；在一个DCS通信的数据周期内，每个IO模块都先向控制模块发送数据再收到控制模块的确认指令，由此来判断IO模块的数据发送功能和数据接收功能正常；控制模块发送广播命令后若能收到IO模块的回发数据，由此判断控制模块数据发送功能和数据接收功能正常，由此完成控制模块和IO模块数据通信的同时完成控制模块和IO模块的CAN总线通信诊断；控制模块与第一个IO模块先通信，发送输出数据至IO模块，IO模块回复数据后，控制模块发送确认指令，完成数据交互后，再与总线内其他IO模块按照地址编码逐个通信；若控制模块发送数据后，IO模块在40ms内未完成数据回发，则控制模块认为此IO模块通信失败，进行下一个IO模块通信；在主CAN总线一个周期内统计未成功完成数据交互的IO模块，标记该节点IO模块主CAN通信故障；再备用CAN总线上按照上述流程再进行一次数据发送；在备CAN总线一个周期内统计未成功完成数据交互的IO模块，则判定未在当前DCS数据周期内通信失败的IO模块，标记为IO模块通信故障。

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