CN108919762A - 基于工业以太网的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及以太网技术领域，具体涉及一种基于工业以太网的控制方法及装置，该工业以太网中包括一个主站和多个从站，主站发送预定网络包至任一一个从站，每个从站对接收到的预定网络包进行改写，并将改写后的预定网络包传输至下一个从站，最后一个从站将改写完毕的预定网络包发送至主站。进而主站解析接收到的改写完毕后的预定网络包得到当前工业以太网的从站网络拓扑，主站将发送数据报文至从站网络拓扑的相应节点以控制相应从站执行操作。由此可见，本方案通过从站依次改写由主站发送的预定网络包，以使得主站可根据改写完毕后的预定网络包知晓当前工业以太网的从站网络拓扑，进而实现了分布式控制，集中管理，提高了安全可靠性。

Description

基于工业以太网的控制方法及装置

技术领域

本发明涉及以太网技术领域，具体而言，涉及一种基于工业以太网的控制方法及装置。

背景技术

随着工业自动化的发展，工业以太网也在不断发展。随着自动化设备的增多，网络拓扑的庞大和复杂度也日益明显，虽然现有工业以太网的种类繁多，但是局限明显，如功能单一性，无法自动识别网络设备的拓扑；拓扑连接单一性，无法实现灵活的拓扑连接；控制器负载不均衡，出现个别CPU负载过重而其他CPU负载过轻，导致无法整体提升性能。而在工业控制、多媒体领域中，许多分布式应用需要高精度的可重配置的同步控制，而目前的工业以太网往往难以实现此要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于工业以太网的控制方法，以自动识别网络设备的拓扑，实现工业以太网的分布式控制和集中管理，提高安全可靠性。

本发明的另一目的在于提供一种基于工业以太网的控制装置，以自动识别网络设备的拓扑，实现工业以太网的分布式控制和集中管理，提高安全可靠性。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于工业以太网的控制方法，所述工业以太网中包括一个主站和多个从站，所述方法包括：主站发送预定网络包至任一一个从站；每个所述从站对接收到的所述预定网络包进行改写并传输至下一个连接的从站，最后一个从站将改写完毕的预定网络包发送至所述主站；所述主站解析接收到的改写完毕的预定网络包得到当前工业以太网的从站网络拓扑；所述主站发送数据报文至所述从站网络拓扑的相应节点以控制相应从站执行操作。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于工业以太网的控制装置，所述工业以太网中包括一个主站和多个从站，所述装置包括：发送模块，用于主站发送预定网络包至任一一个从站；改写模块，用于每个所述从站对接收到的所述预定网络包进行改写并传输至下一个连接的从站，最后一个从站将改写完毕的预定网络包发送至所述主站；解析模块，用于所述主站解析接收到的改写完毕的预定网络包得到当前工业以太网的从站网络拓扑；控制模块，用于所述主站发送数据报文至所述从站网络拓扑的相应节点以控制相应从站执行操作。

本发明实施例提供的一种基于工业以太网的控制方法及装置，该工业以太网中包括一个主站和多个从站，主站发送预定网络包至任一一个从站，每个从站对接收到的预定网络包进行改写，并将改写后的预定网络包传输至下一个从站，最后一个从站将改写完毕的预定网络包发送至主站。进而主站解析接收到的改写完毕后的预定网络包得到当前工业以太网的从站网络拓扑，主站将发送数据报文至从站网络拓扑的相应节点以控制相应从站执行操作。由此可见，本方案通过从站依次改写由主站发送的预定网络包，以使得主站可根据改写完毕后的预定网络包知晓当前工业以太网的从站网络拓扑，以根据从站网络拓扑向特定的节点发送报文，进而实现了分布式控制，集中管理，提高了安全可靠性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的一种基于工业以太网的控制方法的流程示意图。

图2示出了本发明实施例提供的一种主站和从站的连接关系示意图。

图3示出了本发明实施例提供的一种从站网络拓扑的示意图。

图4示出了本发明实施例提供的一种基于工业以太网的控制装置的功能模块示意图。

图示：100-基于工业以太网的控制装置；110-获取模块；120-分类模块；130-建立模块；140-发送模块；150-改写模块；160-解析模块；170-匹配模块；180-控制模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1，是本发明实施例提供的一种基于工业以太网的控制方法的流程示意图，该工业以太网中包括一个主站和多个从站，主站为报文发送方，从站为报文接收方，多个从站相互连接，且可根据接收到的报文执行对应的操作。该方法包括：

步骤S110，获取每个所述从站的配置文件中的唯一标识。

具体为，该从站可以是，但不限于，驱动器或IO模块，每个从站都有对应的配置文件，该配置文件中具有该从站的唯一标识。初始化时，该主站将会对以太网中所有网络设备进行扫描，以得到每个从站的配置文件中的唯一标识，通过该唯一标识可知该从站的功能。

步骤S120，根据每个所述从站的唯一标识将所有从站按照功能进行分类。

即是说，根据每个从站的唯一标识将所有从站按照功能进行分类，将相同属性的从站划分为同一层次，换句话说，同属于一个层次的所有从站的功能相同。

步骤S130，根据不同功能类别的从站建立每个从站的物理逻辑映射表。

具体为，该物理逻辑映射表为主站对从站进行操控的依据，该物理逻辑映射表的内容为该从站的物理序号和逻辑序号的对应关系，其中，该逻辑序号为主站可对从站进行操控的点，该物理序号为与逻辑序号对应的该从站上的实际位置。如当该从站为IO模组时，该IO模组包括三个IO通道，该三个IO通道的物理序号分别为ABC，选择该三个IO通道中前两个通道A B映射到逻辑序号为1 2。其中，逻辑序号1对应物理序号A，逻辑序号2对应物理序号B，即是说，该主站只需对逻辑序号1和2进行操控，由于逻辑序号1和2分别于物理序号A和B对应，则当主站对从站的逻辑序号1和2进行操控时，实际操控该从站的物理序号A和B对应的位置处。

步骤S140，主站发送预定网络包至任一一个从站。

具体为，请参照图2，是本发明实施例提供的一种主站和从站的连接关系示意图。一个主站和多个从站按照一定的规律相互连接，但是事先并不知道主站和从站之间的连接关系，若需手动地将主站和从站的连接关系进行配置，需要耗费大量的工作量。因此，本发明实施例提供了一种自动识别从站拓扑的方法，以快速地找到任一一个从站网络的拓扑结构，便于主站准确地根据获取的从站网络拓扑针对性地发送数据报文，以对从站的操作进行控制。首先，该主站将会发送一个预定网络包至任一一个从站，该预定网络包的内容至少包括节点总数、报文已访问节点序列以及已访问节点序列长度三个字段。

步骤S150，每个所述从站对接收到的所述预定网络包进行改写并传输至下一个连接的从站，最后一个从站将改写完毕的预定网络包发送至所述主站。

其次，请参照图3所示，是本发明实施例提供的一种从站网络拓扑的示意图。每个从站将对接收到的预定网络包进行改写，其改写的内容为，当预定网络包达到节点1，则该预定网络包中的节点总数将修改为1，报文已访问节点序列修改为[1]，已访问节点序列长度1；当预定网络包传递至节点2，则预定网络包中的节点总数修改为2，报文已访问节点序列修改为[1,2]，已访问节点序列长度为2。即是说，当预定网络包依次达到下一个节点时，该节点将预定网络包中的节点总数依次加1，并通过报文已访问节点序列记录预定网络包的传递轨迹，通过已访问节点序列长度记录总的访问节点数量。最后，当所有从站对预定网络包改写完毕后，最后一个进行改写的从站将会把改写完毕后的预定网络包反馈至主站。

步骤S160，所述主站解析接收到的改写完毕的预定网络包得到当前工业以太网的从站网络拓扑。

即是说，该主站可根据预定网络包中记录的各个从站的连接关系得到当前工业以太网的从站网络拓扑。

步骤S170，将所述从站网络拓扑与所述每个从站对应的功能进行匹配。

即是说，由于之前按照每个从站的不同功能对从站进行了分类，进而将从站的功能与从站网络拓扑进行一一匹配，使得从站网络拓扑中既显示从站之间的连接关系，又显示每个从站的功能。

步骤S180，所述主站发送数据报文至所述从站网络拓扑的相应节点以控制相应从站执行操作。

具体为，该主站将根据物理逻辑映射表发送数据报文至从站网络拓扑的相应节点以控制相应从站执行操作。即是说，该主站将根据预存储于主站中的物理逻辑映射表确定需要对哪个从站的哪些点进行控制，进而向对应的从站网络拓扑的从站节点发送数据报文，以控制该处执行操作。

由此可见，本发明实施例提供的一种基于工业以太网的控制方法，通过自动识别当前工业以太网中的各个从站的从站网络拓扑，以实现工业以太网的分布式控制和集中管理，提高安全可靠性。

请参照图4，是本发明实施例提供的一种基于工业以太网的控制装置100的功能模块示意图。该装置包括获取模块110、分类模块120、建立模块130、发送模块140、改写模块150、解析模块160、匹配模块170以及控制模块180。

获取模块110，用于获取每个所述从站的配置文件中的唯一标示。

在本发明实施例中，步骤S110可以由获取模块110执行。

分类模块120，用于根据每个所述从站的唯一标识将所有从站按照功能进行分类。

在本发明实施例中，步骤S120可以由分类模块120执行。

建立模块130，用于根据不同功能类别的从站建立每个从站对应的物理逻辑映射表。

在本发明实施例中，步骤S130可以由建立模块130执行。

发送模块140，用于主站发送预定网络包至任一一个从站。

在本发明实施例中，步骤S140可以由发送模块140执行。

改写模块150，用于每个所述从站对接收到的所述预定网络包进行改写并传输至下一个连接的从站，最后一个从站将改写完毕的预定网络包发送至所述主站。

在本发明实施例中，步骤S150可以由改写模块150执行。

解析模块160，用于所述主站解析接收到的改写完毕的预定网络包得到当前工业以太网的从站网络拓扑。

在本发明实施例中，步骤S160可以由解析模块160执行。

匹配模块170，用于将所述从站网络拓扑与所述每个从站对应的功能进行匹配。

在本发明实施例中，步骤S170可以由匹配模块170执行。

控制模块180，用于所述主站发送数据报文至所述从站网络拓扑的相应节点以控制相应从站执行操作。

在本发明实施例中，步骤S180可以由控制模块180执行。

由于在基于工业以太网的控制方法部分已经详细描述，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供的一种基于工业以太网的控制方法及装置，该工业以太网中包括一个主站和多个从站，主站发送预定网络包至任一一个从站，每个从站对接收到的预定网络包进行改写，并将改写后的预定网络包传输至下一个从站，最后一个从站将改写完毕的预定网络包发送至主站。进而主站解析接收到的改写完毕后的预定网络包得到当前工业以太网的从站网络拓扑，主站将发送数据报文至从站网络拓扑的相应节点以控制相应从站执行操作。由此可见，本方案通过从站依次改写由主站发送的预定网络包，以使得主站可根据改写完毕后的预定网络包知晓当前工业以太网的从站网络拓扑，以根据从站网络拓扑向特定的节点发送报文，进而实现了分布式控制，集中管理，提高了安全可靠性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于工业以太网的控制方法，所述工业以太网中包括一个主站和多个从站，其特征在于，所述方法包括：

主站发送预定网络包至任一一个从站；

每个所述从站对接收到的所述预定网络包进行改写并传输至下一个连接的从站，最后一个从站将改写完毕的预定网络包发送至所述主站；

所述主站解析接收到的改写完毕的预定网络包得到当前工业以太网的从站网络拓扑；

所述主站发送数据报文至所述从站网络拓扑的相应节点以控制相应从站执行操作。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取每个所述从站的配置文件中的唯一标示；

根据每个所述从站的唯一标识将所有从站按照功能进行分类。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述从站网络拓扑与所述每个从站对应的功能进行匹配。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据不同功能类别的从站建立每个从站对应的物理逻辑映射表。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述主站发送数据报文至所述从站网络拓扑的相应节点以控制相应从站执行操作的步骤包括：

所述主站根据所述物理逻辑映射表发送数据报文至所述从站网络拓扑的相应节点以控制相应从站执行操作。

6.一种基于工业以太网的控制装置，所述工业以太网中包括一个主站和多个从站，其特征在于，所述装置包括：

发送模块，用于主站发送预定网络包至任一一个从站；

改写模块，用于每个所述从站对接收到的所述预定网络包进行改写并传输至下一个连接的从站，最后一个从站将改写完毕的预定网络包发送至所述主站；

解析模块，用于所述主站解析接收到的改写完毕的预定网络包得到当前工业以太网的从站网络拓扑；

控制模块，用于所述主站发送数据报文至所述从站网络拓扑的相应节点以控制相应从站执行操作。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

获取模块，用于获取每个所述从站的配置文件中的唯一标示；

分类模块，用于根据每个所述从站的唯一标识将所有从站按照功能进行分类。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

匹配模块，用于将所述从站网络拓扑与所述每个从站对应的功能进行匹配。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

建立模块，用于根据不同功能类别的从站建立每个从站对应的物理逻辑映射表。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述控制模块具体用于：

所述主站根据所述物理逻辑映射表发送数据报文至所述从站网络拓扑的相应节点以控制相应从站执行操作。