KR20230084123A - 원자력 발전소 및 기타 산업 시설의 자동 모니터링 및 제어 시스템을 위한 이중 버스 - Google Patents

원자력 발전소 및 기타 산업 시설의 자동 모니터링 및 제어 시스템을 위한 이중 버스 Download PDF

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알렉산더 드미트리에비치 나리츠
알렉산드르 알렉산드로비치 노빅코브
유리 니콜라에비치 티코노브
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페더럴 스테이트 유니타리 엔터프라이즈 ˝올-러시안 리서치 인스티튜트 오브 오토매틱스˝
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Abstract

본 발명은 자동화 및 컴퓨터 기술에 관한 것이며 원자력 발전소 및 기타 산업 시설의 자동화 제어 및 공정 제어를 위한 시스템에 사용될 수 있다. 발명은 네트워크 스위치를 "가상" 링으로 직렬 연결하기 위해 터버 링 기술을 사용하여 산업용 이더넷 및 점대점 연결의 표준에 따라 만들어진 서로 연결되지 않은 첫 번째 및 두 번째 버스; 첫 번째 및 두 번째 채널을 통해 중복 자동화 프로세서를 버스에 연결하고 공통 네트워크 주소 및 자체 중복 관리 도구를 포함한 통신 모듈과 자체 네트워크 주소가 있는 독립 장치인 상위 블록 수준 시스템과 인터페이스하기 위해 버스 이중화 게이트웨이에 연결하는 통신 모듈과 상위 블록 수준 시스템의 외부 이중화 제어가 포함되어 있다. 통신 모듈은 OSI 계층의 1, 2, 7 터미널 장치의 통신 정보 모델에 따라 버스에 연결된 장치 간에 기술 데이터 및 진단 정보를 전송한다. 본 발명의 기술적인 결과는 자동화 단지의 신뢰성을 강화 시키는 것이다. 기술적인 결과는 OSI 계층 7의 추가 버스 중복 서비스와 산업용 이더넷 인터페이스의 연결 전환 오류로 인해 발생하는 두 버스 중 하나에서 "브로드캐스트 스톰"이 발생할 경우 오류 없는 데이터 전송을 보장하는 OSI 계층 2의 브로드캐스트 텔레그램 필터링 서비스를 통신 모듈에 도입함으로써 달성된다.

Description

원자력 발전소 및 기타 산업 시설의 자동 모니터링 및 제어 시스템을 위한 이중 버스
본 발명은 자동화 및 컴퓨터 기술에 관한 것이며 원자력 발전소 및 기타 산업 시설의 자동화 제어 및 공정 제어를 위한 시스템에 사용될 수 있다.
원자력 발전소용 자동제어 시스템상 시스템 버스는 정상 작동 및 안전 제어 시스템을 위한 소프트웨어 및 하드웨어 컴플렉스의 일부인 자동화 장치 및 계측 컴퓨터와 같은 최대 800개의 버스 사용자에 대한 정보 및 제어를 결합한다.
최신 원자력 발전소용 자동제어 시스템에서는 산업용 스위치 이더넷 인터페이스(Industrial Ethernet) 및 전이중 점대점 연결을 기반으로 구축된 중복 EN 시스템 버스가 많이 사용된다. 러시아연방정부 특허 번호 2431174호, 국제특허분류 G05B 19/418, 2011/10/10, 러시아연방정부 특허 번호 2430400호, 국제특허분류 G05B 19/418, 2011/09/27.
EN 버스의 이중화는 터버 링 기술을 사용하여 데이터 공통 전송 매체에서 연결을 재구성하여 수행된다. 본 기술은 직렬 연결된 네트워크 스위치의 "가상 링"으로 부르는 것을 기반으로 하며 네트워크 스위치 중 하나는 중복 관리자에 의해 지정되어 링을 열린 상태로 유지하고 링의 한쪽 끝에서 제어 텔레그램을 전송하고 다른 쪽 끝에서 수신하여 링에 있는 스위치 간의 트렁크 연결 무결성을 모니터링한다. 링의 연결 무결성이 손상되면 중복 관리자는 제어 지점에서 링을 닫아 복원한다.
본 기술은 링 세그먼트의 짧은 재구성 시간(링의 네트워크 스위치 수가 250개 이하인 경우 약 20 ms)과 네트워크 성능을 복원하여 그것의 재구성에 필요한 최소한의 중복 연결로 인해 산업 시설의 자동제어 시스템에 광범위하게 적용되어 있다.
자동화 프로세서와 같은 비중복 및 중복 자동화 장치는 두 개의 사용자 채널 A와 B를 통해 EN 버스에 연결되며 , 채널 A를 통해 하나의 네트워크 스위치로, 채널 B를 통해 동일한 가상 링의 다른 네트워크 스위치로 연결된다. 이중화 관리자에 의한 버스 재구성은 이 스위치에 연결된 자동화 프로세서를 다른 채널로 전환하는 것과 함께 스위치 장애 발생 시 버스의 작동성을 복원한다.
데이터는 데이터 링크의 표준 프로토콜과 버스의 일부이며 버스에 대한 자동화 프로세서의 논리적 및 물리적 연결을 제공하는 자동화 프로세서용 통신 모듈의 산업용 이더넷 인터페이스의 물리적 레벨을 사용하여 기능적 레벨의 주소 및 브로드캐스트 텔레그램의 형태로 EN 버스를 통해 전송된다.
EN 버스의 기능적 레벨에서 원자력 발전소용 자동제오 시스템의 기술 프로세스 및 진단 정보의 아날로그 및 이산 정보 전송을 위한 프로토콜이 사용된다.
산업용 이더넷 인터페이스의 링크 레벨에서 주소 지정이 가능한 기능적 텔레그램은 IEEE802.2, IEEE 802.3 표준에 따라 LLC 승인 텔레그램을 통해 전달 확인 및 승인 텔레그램 미수신 시 최대 n회 전송 반복과 함께 데이터 전송의 모드 3 (LLC 3)에서 LLC 프로토콜을 사용하여 전송된다. 새로운 텔레그램과 재전송된 텔레그램을 구별하기 위해 LLC 3 프로토콜은 mod 2 주소 텔레그램 번호 지정을 사용한다. 새로운 텔레그램의 개별 번호는 전송 전에 1 mod 2씩 증가하며, 재전송된 텔레그램의 번호는 변경되지 않는다.
스위치 산업용 이더넷은 최대 100 Mbit/s의 높은 데이터 속도를 제공하므로 결정론적 데이터 전송 및 버스에 대한 자유로운 액서스를 제공한다. 그런데 이더넷 인터페이스는 큰 단점이 있다. 그것은 이것은 시운전 중 오작동 또는 설치 오류로 인해 버스의 한 섹션이 물리적 링으로 폐쇄될 때 소위 "브로드캐스트 스톰"이라고 하는 버스에서 고강도 브로드캐스트 텔레그렘 스트림이 형성되는 것이다. 이러한 경우에는 "브로드캐스트 스톰"에는 브로드캐스트뿐만 아니라 자동화 장치를 사용할 수 없는 경우 브로드캐스트 모드에서 전송되는 주소 텔레그램(오작동 또는 연결 끊김으로 인해 버스를 통한 주소 텔레그램 수신자)도 포함된다. EN 버스 사용하는 경험에 따르면 산업용 이더넷 기반 가상 링 버스에서 물리적 링의 형성은 버스 오류 또는 더 일반적으로는 커미셔닝 중 설치 오류로 인해 발생할 수 있다. "브로드캐스트 스톰"은 버스 사용자 및 스위치의 전송 및 수신 버퍼가 오버플로되어 사용자 간의 통신이 중단될 수 있다. 또한 그것은 생산능률이 충분하지 않은 경우 사용자 통신 모듈의 프로세서에 과부하 및 자동화 프로세서가 EN 버스를 통한 데이터 전송 제어와 관련되지 않은 다른 기능을 수행하지 못하는 것을 일으킬 수 있다. 예를 들어서 안전 관리 시스템의 버스를 통해 자동화 프로세서의 기술적 프로세스 또는 중단으로 통신 모듈과의 데이터 교환을 이야기할 수 있다. 러시아연방정부 특허 번호 2430400호, 국제특허분류 G05B 19/418, 2011.09.27
이러한 솔루션의 주요 단점은 이 버스를 링크 재구성으로 생기는 공통 데이터 전송 매체로 구성하기 때문에 EN 버스에 연결된 자동화 프로세서 사이에서 데이터 교환의 EN 버스에서 "브로드캐스트 스톰(broadcast storm)"이 발생하는 경우 중단된다는 것이다.
다음과 같은 프로토콜이 있다: 일반 데이터 전송 환경에서 내결함성 네트워크 아키텍처를 생성하여 브로드캐스트 텔레그램 전송을 위한 병렬 경로 차단을 보장하고 네트워크를 재구성하여 "브로드캐스트 스톰" 발생을 방지할 수 있난STP (Spanning Tree Protocol), IEEE 802.1D, RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol), IEEE 802.1D-2004이다. 그러나 네트워크의 스위치 수가 7개 이하인 상태에서 STP 프로토콜에서는 1분 이상, RSTP 프로토콜에서는 1초 이상으로 충분히 긴 네트워크 재구성 시간은 산업 자동화 시스템에서 사용할 수 없다. 이러한 프로토콜의 중요한 단점은 또한 많은 수의 중복 네트워크 연결로 인해 넓은 지역에 분산된 원자력 발전소용 자동 제어 시스템에서 상당한 장비 비용이 발생한다는 것이다.
복잡한 소프트웨어 및 하드웨어 자동화 제어 및 관리하는 데 있어서 EN 이중 버스가 알려져 있다. 리던던트 버스는 정보 및 물리적으로 연결되지 않은 두 개의 독립적인 다음과 같은 EN 버스로 구성됩되어 있다. "가상 링" 기술을 사용하여 구축되어 있는 ENa 및 ENb 버스들이다. 비중복 자동화 프로세서와 2개의 중복 자동화 프로세서 각각은 한 채널에서 ENa 버스의 네트워크 스위치에 연결되고 다른 채널에서 ENb 버스의 네트워크 스위치에 연결된다. 중복 자동화 프로세서는 자동화 프로세서에 내장된 자체 제어 기능을 기반으로 구축된 상시 대기 관리를 위한 2개의 직렬 인터페이스를 통해 서로 연결된다. 러시아연방정부 특허 번호 2450305호, 국제특허분류 G05B 19/00, 2012.05.10 이 기술 솔루션은 프로토타입으로 인정된다.
버스에서 주소 지정 가능한 텔레그램의 전송은 활성화된 두 개의 중복 자동화 프로세서 중 하나에 의해서만 수행되며 자동화 프로세서(텔레그램 수신자)가 이전 텔레그램 전송에서 사용할 수 있었던 하나의 버스 ENa 또는 ENb에서만 수행되어 있는데 두 번째 자동화 프로세서와 두 번째 버스는 상시 대기 상태로 유지된다. 주소 텔레그램은 텔레그램이 수신되는 ENa 또는 ENb 버스의 활성 자동화 프로세서에 의해 수신된다.
브로드캐스트 텔레그램은 ENa 및 ENb 버스에서 동시에 활성 자동화 프로세서에 의해 송수신된다.
하나의 버스(예: ENa)에서 모드 3의 LLC 프로토콜 전송을 n번 반복한 후 대상 자동화 프로세서를 사용할 수 없는 경우 대상 주소는 이 버스에서 사용할 수 없는 자동화 프로세서 목록에 배치되고 텔레그램은 동일한 방식으로 ENb 버스로 재전송된다. n의 일반적인 값은 2이다. 텔레그램 전송 세션은 ENb 버스를 통해 전송된 후 또는 전송이 두 번 반복된 후 수신자가 사용할 수 없는 경우 종료된다. ENb 버스 채널을 통한 전송이 성공적으로 완료되면 발신자는 ENb 버스 사용 불가 테이블의 정보를 기반으로 동일한 수신자에게 새로운 텔레그램을 발송한다.
각각 고유한 데이터 전송 매체가 있는 두 개의 버스로 구성된 이중화 버스는 그 중 하나가 물리적 링으로 닫힐 때 물리적 수준 기능을 유지하다. 이는 장애가 발생한 버스의 브로드캐스트 스톰의 영향을 받지 않는 다른 정상 물리적 버스에서 오류 없이 데이터를 전송하기 때문에 가능하다. 그러나 이러한 이중 버스에서 "브로드캐스트 스톰"의 통신 모듈 프로세서에 미치는 영향을 완전히 배제하는 수단은 제공되지 않는다. 결과적으로 본 버스는 다음과 같은 단점이 있다.
- 통신 프로세서의 성능이 충분히 높지 않은 경우 2개의 버스 중 하나의 섹션이 물리적 링으로 폐쇄되고 개별 프로세서 기능의 성능을 방해할 때 브로드캐스트 텔레그렘으로 가입자의 통신 모듈 프로세서에 과부하가 걸릴 가능성이 있다
- 브로드캐스트 스톰" 동안 결함이 있는 버스에서 생성된 오래된 데이터로 지연된 주소 및 브로드캐스트 텔레그램을 수신 및 실행할 가능성 및 이에 따른 기능적 레벨에서 텔레그램 처리 절차 위반이 발생한다.
본 발명은 다음과 같은 단점을 제거한다.
본 발명의 기술적 결과는 버스의 한 섹션을 물리적 링으로 단락시켜 "브로드캐스트 스톰"을 일으키는오작동 및 스위칭 오류의 경우 자동화 콤플렉스의 오류 없는 작동 구성으로 인해 자동화 콤플렉스의 신뢰성을 높이는 데 있다.
기술적 결과는 EN-2 이중 버스에서 다음과 같은 것을 포함함으로 인해 달성된다:
네트워크 스위치를 "가상" 링으로 직렬 연결하기 위해 터버 링 기술을 사용하여 스위치 산업용 이더넷 및 점대점 연결의 표준에 따라 만들어진 연결되지 않은 첫 번째 및 두 번째 버스;
첫 번째 및 두 번째 채널을 통해 중복 자동화 프로세서를 버스에 연결하는 통신 모듈: 첫 번째 채널은 - 첫 번째 버스 스위치로 연결되고 두 번째 채널은 두 번째 버스 스위치로 연결되면서 각자 두 개의 중복 자동화 프로세서는 인터프로세서 인터페이스를 통해 연결되며 공통 네트워크 주소와 자체 제어 및 중복 관리의 내부 수단을 가지고 있다;
동시에 통신 모듈은 버스를 통한 데이터 전송을 제어하는 표준 이더넷 인터페이스 프로토콜이 OSI (Open Systems Interconnection) 터미널 장치의 통신 정보 모델에 따라 자동화 프로세서의 통신 모듈에 설치된다: 레벨즉, OSI 레벨 1의 PHY (PHYsical) 물리층 프로토콜, OSI 레벨 2 채널의 물리적, LLC (Logical Link Control) 논리 링크 프로토콜과 MAC (Medium Access Control) 미디어 액세스 프로토콜 및 OSI 7 기능적 레벨의 EN 버스의 통합 기능적 프로토콜 APM (Application Program Module) 이 사용된다;
이중 버스에는 OSI 레벨 1, 2, 7 터미널 장치의 통신 정보 모델에 따라 하위 자동화 장치와 상위 블록 레벨 시스템 간에 프로세스 데이터 및 진단 정보를 전송하는 중복 인터페이스 게이트웨이를 버스에 연결하는 추가 통신 모듈이 포함되며 상위 블록 레벨 시스템에서 자체 네트워크 주소 및 외부 이중화 관리 기능을 가진 독립적인 장치이다;
OSI 레벨 7 및 표준 OSI 레벨 1, 2 프로토콜의 데이터 전송을 위한 통합 기능적 프로토콜 외에 자동화 프로세서 및 인터페이스 게이트웨이의 통신 모듈에서 OSI 레벨 7에 RPM 중복 서비스가 설치되며 그것은 적어도 하나의 버스를 통한 RPM 서비스의 주소 텔레그램 전달 확인과 함께 모드 1의 LLC 프로토콜에 따라 복제된 버스의 첫 번째 및 두 번째 버스를 통한 주소 및 브로드캐스트 텔레그램의 동시 전송을 제어하며 새로운 텔레그램을 수신하고 이전에 수신된 텔레그램의 지연된 중복을 폐기하기 위해 수신 시 마지막으로 수신된 텔레그램의 수에 상대적인 텔레그램 발행 순서의 전송 및 분석 동안 모듈로 L 주소 텔레그램의 개별 번호를 생성하는 단계를 포함한다;
자동화 프로세서의 첫 번째 및 두 번째 채널에 있는 OSI 레벨 2의 MAC 하위 레벨에는 "브로드캐스트 스톰" 중에 발생하고 브로드캐스트 텔레그램과 수신자가 사용할 수 없을 때 브로드캐스트 모드로 전송되는 주소 텔레그램으로 구성되는텔레그램 첫 번째 TF 스트림 필터링 서비스가 설치되어 있다; 인터페이스 게이트웨이의 첫 번째 및 두 번째 채널에 있는 OSI 레벨 2의 MAC 하위 레벨에서 이러한 텔레그램 스트림의 두 번째 필터링 서비스 TF1이 설치되어 각각 자동화 프로세서 및 인터페이스 게이트웨이, "브로드캐스트 폭풍" 동안 지연된 관련 없는 텔레그램 실행을 포함한 통신 모듈 프로세서의 과부하를 방지한다;
발명의 본질은 도면에 설명되어 있다.
도 1은 터버 링 기술을 사용하여 단일 링 세그먼트의 형태로 예제로 만들어진 자동화 시스템의 일부인 이중 버스를 개략적으로 가리킨다:
1 - 이중 버스;
1a - 제1 이중 버스의 첫 번째 물리적 데이터 전송 버스;
1b - 제1 이중 버스의 두 번째 물리적 데이터 전송 버스;
2a, - 제1a 버스의 네트워크 스위치;
2b - 제1b 버스의 네트워크 스위치;
311, 312-3n1, 3n2 - 내부 중복 제어 기능이 있는 중복 자동화 프로세서;
411, 412-4m1, 4m2 - UULS 11에 의한 외부 중복 관리 기능이 있는 중복 인터페이스 게이트웨이;
5a - 통신 모듈의 제1 데이터 전송 채널을 1a 버스의 제 2a 네트워크 스위치에 연결하기 위한 케이블;
5b - 통신 모듈의 제2 데이터 전송 채널을 1b 버스의 제 2b 네트워크 스위치에 연결하기 위한 케이블;
611, 612-6n1, 6n2 - 제 1 버스에 포함된 자동화 프로세서의 통신 모듈 311, 312-3n1, 3n2;
711, 712-7m1, 7m2 - 제 1 버스에 포함된 인터페이스 게이트웨이 통신 모듈 411, 412-4m1, 4m2;
8a - 제 1a 버스의 네트워크 제 2a 스위치의 트렁크 통신 케이블;
8b - 제 1b 버스의 네트워크 제 2b 스위치의 트렁크 통신 케이블;
9 - 자동화 프로세서용 이중화 제어 라인.
10 - 기술 공정 관리용 장비;
11 - 상위 블록 레밸 제어 시스템 (UULS).
도2 및 도3 은 자동화 프로세서(3)의 통신 모듈(6) 및 이중화 버스(1)의 일부인 인터페이스 게이트웨이(4)의 통신 모듈(7)에서 각각 구현되는 이중화 버스의 정보 모델의 구조를 개략적으로 도시한다
1 - 이중 버스 조각;
1a - 제 1 이중 버스의 첫 번째 데이터 전송 물리적 버스 ;
1b - 제1 이중 버스의 두 번째 물리적 데이터 전송 버스;
3 - 자동화 프로세서;
4 - 인터페이스 게이트웨이;
6 - 자동화 프로세서의 통신 모듈;
7 - 인터페이스 게이트웨이의 통신 모듈;
12 - OSI (Open Systems Interconnection) 네트워크의 표준 7단계 정보 모델의 물리적 1단계 ;
13 - OSI 네트워크의 레벨 2 채널 정보 모델이고
14 - OSI 네트워크의 적용된 정보 모델의 레벨 7이며
15a - 자동화 프로세서의 제1 필터 서비스(22a) 및 인터페이스 게이트웨이의 제2 필터 서비스(25a)에 각각 자동화 프로세서(3)의 통신 모듈(6)의 제1 채널(40a) 및 인터페이스 게이트웨이(4)의 통신 모듈(7)의 제1 채널(50a) 상의 텔레그램 도착 라인;
15b - 자동화 프로세서의 제1 필터 서비스(22a) 및 인터페이스 게이트웨이의 제2 필터 서비스(25a)에 각각 자동화 프로세서(3)의 통신 모듈(6)의 두 번째 채널(40b)과 인터페이스 게이트웨이(4)의 통신 모듈(7)의 두 번째 채널(50b)에 있는 텔레그램 도착 라인.
16a, 16b - 필터링 서비스(각각 22a, 22b)에서 자동화 프로세서(3)의 통신 모듈(6)의 LLC 프로토콜(23)로의 텔레그램 전송 라인, 그리고 필터링 서비스(25a, 25b)로부터 제1 및 제2 채널을 통해 각각 인터페이스 게이트웨이(4)의 LLC 프로토콜(23)로 텔레그램 전송 라인;
17a, 17b - 제1 필터링 서비스(22a, 22b)로부터 자동화 프로세서(3)의 통신 모듈(6)의 각각 제1, 제2 채널을 통해 자동화 프로세서(3)의 실시간 카운터(49)로의 SYN 시간 동기화 브로드캐스트 텔레그렘의 전송 라인이다.
18a, 18b - 인터페이스 게이트웨이(4)의 제1 및 제2 채널을 통해 각각 기능적 프로토콜(26)로/로부터 브로드캐스트 텔레그램 TLB (TeLegram - Broadcast)를 송수신하기 위한 라인;
20a - 통신 모듈 6, 7, 표준 IEEE 802.3, 2000 Edition의 첫 번째 채널의 산업용 이더넷 인터페이스의 PHY 물리적 프로토콜;
20b - 통신 모듈 6, 7, 표준 IEEE 802.3, 2000 Edition의 두 번째 채널의 산업용 이더넷 인터페이스의 물리적 프로토콜;
21a - 통신 모듈 6, 7, 표준 IEEE 802.3, 2000 Edition의 첫 번째 채널의 산업용 이더넷 인터페이스의 데이터 전송 매체에 액세스하기 위한 MAC 프로토콜;
21b - 통신 모듈 6, 7, 표준 IEEE 802.3, 2000 Edition의 두 번째 채널의 산업용 이더넷 인터페이스의 데이터 전송 매체에 액세스하기 위한 MAC 프로토콜;
22a는 자동화 프로세서(3)의 통신 모듈(6)의 제1 채널(40a)에 본 발명에 따라 추가로 설치된 제1 버스(1a)에서 수신된 텔레그램의 제1 TF 필터링 서비스;
22b는 자동화 프로세서(3)의 통신 모듈(6)의 제2 채널(40b)에 본 발명에 따라 추가로 설치된 제2 버스(1b)에서 수신되는 제1 TF 필터링 서비스;
23a - 표준 IEEE 802.2 1998 Edition, 통신 모듈 6, 7의 첫 번째 채널의 산업용 이더넷 인터페이스의 LLC 논리 링크 프로토콜;
23b - 표준 IEEE 802.2 1998 Edition, 통신 모듈 6, 7의 두 번째 채널의 산업용 이더넷 인터페이스의 LLC 논리적 링크 프로토콜;
24 - OSI 레벨 7(14)에서 표준 정보 모델에 본 발명에 의해 추가적으로 도입된 RPM 예약 서비스;
25a - 인터페이스 게이트웨이의 통신 모듈(7)의 제1 채널(50a)에 본 발명에 따라 추가적으로 설치된, 제1 버스(1a) 상에서 수신된 제2 TF1 필터링 서비스;
25b - 인터페이스 게이트웨이의 통신 모듈(7)의 제2 채널(50b)에 본 발명에 따라 추가적으로 설치된 제2 버스(1b) 상에서 수신된 제2 TF1 필터링 서비스;
26 - EN 버스의 통합 기능적 프로토콜;
27a - 자동화 프로세서(3)의 통신 모듈(6)의 첫 번째 채널과 인터페이스 게이트웨이(4)의 통신 모듈(7)로/로부터 RPM 서비스 형식의 기능적 레벨 텔레그램 TLAR (TeLegram - Address)과 승인 텔레그램 ACK (ACKnoledge)을 위한 전송/수신 라인;
27b - 자동화 프로세서(3)의 통신 모듈(6)의 두 번째 채널과 인터페이스 게이트웨이(4)의 통신 모듈(7)로/로부터 RPM 서비스 형식의 기능적 주소 텔레그램 TLAR (TeLegram - Address)과 승인 텔레그램 ACK(ACKnoledge)을 위한 전송/수신 라인;
28 - 기능적 TLA 주소 텔레그램의 전송/수신 라인;
40a, 40b - 자동화 프로세서(3)의 통신 모듈(6)의 제1, 제2 채널;
49 - 자동화 프로세서의 실시간 카운터;
50a, 50b - 인터페이스 게이트웨이(4)의 통신 모듈(7)의 첫 번째, 두 번째 채널.
도 4는 2개의 버스를 통해 데이터 링크 레벨 13 텔레그램 프레임에 내포된 RPM 24 서비스 수준에서 TLAR기능적 주소 번호가 매겨진 텔레그램의 전송 구도를 개략적으로 도신한다. 다음 과 같은 자동제어 장비 사이의 이중 버스 중에 1a 은 첫 번째 버스이며 1b는 두 번째 버스다. 중복되지 않는 두 자동화 프로세서 사이의 텔레그램 교환의 사례로 자동화 장치 - ASj (Automatic device - Source) 텔레그램의 발신자, 발신자 장치 및 자동화 장치 - 텔레그램 ADi (Automatic device - Destination)의 수신자의 개념으로 정한다.
그 중에 1a 및 1b는 각각 이중 버스 첫 번째 및 두 번째 물리적 버스이며
3j, 3i - 각각 자동화 프로세서, 장치 - 텔레그램 ASj의 발신자 및 장치 - 텔레그램 ADi의 수신자이며
12 - OSI 네트워크의 표준 7단계 정보 모델의 물리적 1단계이며
13 - OSI 네트워크의 레벨 2 채널 정보 모델이고
14 - OSI 네트워크의 적용된 정보 모델의 레벨 7이며
19a, 19b - LLC 채널 레벨 13 텔레그램에 내장된 RPM 서비스 형식의 기능적 주소 텔레그램 TLAR (INji, FNji, TLA)의 첫 번째 버스(1a)와 두 번째 버스(1b)에 있는 각각 자동화 프로세서 3j 및 3i의 RPM 리던던시 서비스 사이의 조건부 전송 라인이고 그 중에 INji (Individual Number) - 개별 텔레그램 번호, FNji (Frame Number) - 반복 프레임 번호이다.
24j - 발신자 3j, 즉 RPM 장치의 예약 서비스이다;
24i - 수신자 3i, 즉 RPM 장치의 예약 서비스이다;
26j - 3j 발신 장치 APM의 기능적 프로토콜;
26i - 3i 수신 장치 APM의 기능적 프로토콜;
29a, 29b - LLC 텔레그램에 중첩된 RPM 서비스 형식의 승인 텔레그램 ACK (IDij, IFij, STij)의 첫 번째 버스(1a) 및 두 번째 버스(1b)에 각각 3j 및 3i 자동화 프로세서의 RPM 리던던시 서비스 사이의 조건부 전송 라인인데 그 중에 IDij (IDentifier)는 핸드셰이크 텔레그램 식별자이며 IFij (Frame IDentifier)는 핸드셰이크 텔레그램 반복 프레임 식별자이며 STij (STatus)는 수신 장치 APM 26i의 기능적 프로토콜 상태이다.
도 5는 L 주소 텔레그램 모듈로 개별 번호 형성에 대한 순환 카운터 NTCji (Number Telegramm Counter)의 상태 변화를 시간 축에서 설명하는 다이어그램이며 네트워크 장치-발신자 ASj와 장치-수신자 ADi 사이에서 순차적으로 전송되는 텔레그램의 개별 번호 INji 변경 및 값이 Δ = (INRij - L/2)> 0인 경우 마지막으로 수신된 텔레그램 INRij의 개별 번호와 관련된 수신 장치의 개별 번호 분석을 기반으로 텔레그램 수신/수신에 대한 논리적 조건 형성을 설명하는 다이어그램이다.
그 중에 30은 L 모듈로NTCji 순환 카운터의 상태 변화의 시간축이며
31 - 송신 장치 ASj와 수신 장치 ADi 사이에 순차적으로 전송되는 텔레금램의 개별 번호 INji 변화의 시간축;
32 - INji ≤ INRji 조건에서 수신 장치 ADi가 수신하지 못한 텔레그램의 INji 범위이다;
33 - 수신 장치 Adi에 의해 수신된 텔레그램의 INji 범위이다;
33.1 - INji > INRij 조건 하에서 수신 장치 ADi에 의해 수신된 텔레그램의 하위 INji 범위이다;
33.2 - (Inji - Δ) ≤ 0 조건에서 수신된 텔레그램의 하위 범위이다;
34 - NTCji 카운터에서 개별 텔레그램 번호의 현재 형성 주기이다.
도 6은 시간축(30)에 주기 카운터 NTCji L 모듈의 상태 변화, 또는 시간축(31)에서 발신 장치 ASj와 수신 장치 ADi 사이에서 순차적으로 전송되는 전문의 개별 번호 INji의 변화를 설명하는 다이어그램이며 시간 축(31)에서 값 Δ = (INRij - L/2)≤0인 경우 INji가 순차적으로 전송하는 개별 번호의 변화와 마지막으로 수신된 텔레그램 INRij의 번호와 관련하여 수신 장치에 의한 개별 번호의 분석을 기반으로 텔레그램을 수신/수신하지 않는 논리적 조건의 형성을 설명하는 다이어그램이다.
그 중에 35 - 수신 장치 Adi에 의해 수신되지 않은 텔레그램의 INji 범위이다.
35.1 - INji ≤ INRij 조건 하에서 수신 장치 ADi에 의해 수신되지 않은 텔레그램의 INji 하위 범위이다;
35.2 - (INji - L + Δ) ≥ 0 조건에서 수신되지 않은 텔레그램의 하위 범위;
36 - INji > INRji에서 ADi 수신 장치가 수신한 텔레그램의 INji 범위이다.
도 7은 L=8 모듈로 순환 카운터를 사용하여 전송된 주소 텔레그램의 개별 번호를 형성하는 예에서 값이 1인 기호 형태의 수신 장치에 의한 텔레그램 수신 결정을 위한 표가 나타나며 또는 수신 주소 텔레그램 INji = 0 ÷ 7의 개별 번호와 마지막 수신된 텔레그램 INRij = 0 ÷ 7의 개별 번호 조합에 대해 값이 0인 기호 형태의 텔레그램의 미수신에 대한 결정을 위한 표가 나타난다.
도 8은 자동화 프로세서(3) 통신 모듈(6)의 첫 번째, 즉 40a 및 두 번째, 즉 40b 채널에서 이중 버스의 첫 번째 (1a )및 두 번째 버스(1b)에서 수신된 브로드캐스트 및 주소 텔레그램을 필터링하기 위한 첫 번째 서비스의 구조를 도시한 것이다.
그 중에 15a는 자동화 프로세서(3)의 통신 모듈(6)의 제1 채널(40a)에서 자동화 프로세서의 제1 필터링 서비스(22a)로 텔레그램을 수신하기 위한 라인이다.
15b - 자동화 프로세서(3)의 통신 모듈(6)의 제2 채널(40b)에서 자동화 프로세서의 제1 필터링 서비스(22b)로의 텔레그램 도착 라인이다;
16a, 16b - 자동화 프로세서의 제1, 제2 채널(40a, 40b)에 있는 LLC 프로토콜(23a, 23b)에 대한 어드레스 텔레그램의 각각의 전송 라인이다;
17a, 17b는 각각 45a, 45b, 자동화 프로세서의 제1, 제2 채널(40a, 40b) 등의 텔레그램 핸들러로부터 실시간 카운터(49)로의 SYN 시간 동기화 브로드캐스트 텔레그렘의 전송 라인이다.
22a, 22b는 각각 자동화 프로세서의 제1 및 제2 채널(40a, 40b)에서의 제1 텔레그램 필터링 서비스이다.
40a, 40b는 자동화 프로세서의 첫 번째, 두 번째 채널이다;
41a, 41b는 자동화 프로세서의 첫 번째, 두 번째 채널(40a, 40b) 각각의 메모리에 대한 직접 액세스 채널이다;
43a, 43b는 자동화 프로세서의 제1, 제2 채널(40a, 40b)에서 각각 제1 필터링 서비스의 텔레그램 수신 버퍼이다;
44a, 44b는 자동화 프로세서의 제1, 제2 채널(40a, 40b) 각각에 있는 제1 필터링 서비스의 텔레그램 카운터이다;
45a, 45b는 자동화 프로세서의 제1, 제2 채널(40a, 40b) 각각에 있는 제1 필터링 서비스의 텔레그램 핸들러이다;
46a, 46b는 자동화 프로세서의 제1, 제2 채널(40a, 40b) 각각에서 제1 필터링 서비스의 제1 타임아웃이다;
47a, 47b는 자동화 프로세서의 제1, 제2 채널(40a, 40b) 각각에서 제1 필터링 서비스의 제2 타임아웃이다;
48는 자동화 프로세서 3의 통신 모듈 6의 100 Hz 타이머이다;
49는 도 8 및 도 2에 따른 자동화 프로세서 3의 실시간 카운터이다;
60a, 60b는 각각 43a, 43b의 수신 버퍼로부터 텔레그램를 판독을 위한 라인이다;
63a, 63b는 해당 채널의 첫 번째 타임아웃 완료 후 수신된 텔레그램에 따라 자동화 프로세서의 첫 번째, 두 번째 채널(40a, 40b)에서 각각 첫 번째 타임아웃(46a, 46b)을 트리거하는 라인이다;
64a, 64b는 본 채널의 현재 두 번째 타임아웃 완료 후 수신된 해당 채널의 첫 번째 텔레그램에서 자동화 프로세서의 첫 번째, 두 번째 채널(40a, 40b)에 있는 두 번째 타임아웃(각각 47a, 47b)의 시작 라인이다;
65a, 65b는 자동화 프로세서의 제1, 제2 채널(40a, 40b)에서 각각 제1 타임아웃(46a, 46b)의 종료 상태를 판독하기 위한 라인이다;
66a, 66b는 두 채널 각각 47a, 47b의 두 번째 타임아웃 시간 동안 SYN 시간 동기화 브로드캐스트 텔레그렘의 실행을 금지하는 라인이다;
67a, 67b 는 해당 텔레그램카운터(44a, 44b)가 제1 타임아웃(각각 46a, 46b)의 종료 전에 오버플로우될 때 수신 버퍼(각각 43a, 43b)에 도착하는 텔레그램의 중단에 의한 차단 처리 라인이다;
68a, 68b는 자동화 프로세서의 제1, 제2 채널(40a, 40b)에서 제1 타임아웃(각각 46a, 46b)의 카운트다운 종료 시 텔레그램 카운터(각각 44a, 44b)의 리셋 라인이다;
69는 100 Hz의 주파수를 갖는 타이머(48)로부터의 제1 필터링 서비스의 제1 타임아웃(46a, 46b) 및 제2 타임아웃(47a, 47b)을 카운트하는 신호 라인이다;
71a는 제 1a 버스를 통한 "브로드캐스트 스톰"에 대한 UULS 통지 텔레그램을 위한 제 1a 버스로의 전송 라인;
71b - 제 1b 버스의 "브로드캐스트 스톰"에 대한 제 1a 버스의 UULS 통지 텔레그램 전송 라인;
72a, 72b는 각각 44a, 44b의 텔레그램 카운터 오버플로 신호이다.
도 8은 또한 버스 정보 모델 프로토콜(23a, 23b, 24, 26)에 대한 자동화 프로세서의 제1 필터링 서비스(22a, 22b)의 링크를 점선으로 도시한다 (도2).
도 9는 인터페이스 게이트웨이(4)의 통신 모듈(7)의 제1, 제2 채널에서 이중 버스의 제1, 제2 버스(1a, 1b)에서 각각 수신된 브로드캐스트 및 주소 전문에 대한 제2 필터링 서비스의 구조를 도시한다 (도 3).
15a 는 게이트웨이(4)의 제2 필터링 서비스(25a)에 인터페이스 게이트웨이(4)의 통신 모듈(7)의 첫 번째 채널에 있는 텔레그램 도착 라인이다 (도 4 및 9).
15b 는 게이트웨이(4)의 제2 필터링 서비스(25b)에 인터페이스 게이트웨이(4)의 통신 모듈(7)의 첫 번째 채널에 있는 텔레그램 도착 라인이다 (도 4 및 9).
16a, 16b는 인터페이스 게이트웨이의 제1, 제2 채널(50a, 50b)에 있는 LLC 프로토콜(23a, 23b)로 필터링된 어드레스 텔레그램의 각각의 전송 라인이다 (도 4 및 9).
도 25a, 25b는 각각 인터페이스 게이트웨이의 제1, 제2 채널(50a, 50b)에서의 제2 텔레그램 필터링 서비스이다 (도 4 및 9).
50a, 50b는 인터페이스 게이트웨이의 첫 번째, 두 번째 채널이다 (도 4 및 9).
51a, 51b 는 인터페이스 게이트웨이의 제1, 제2 채널(50a, 50b) 각각의 메모리에 대한 직접 액세스 채널이다;
53a, 53b는 인터페이스 게이트웨이의 제1, 제2 채널(50a, 50b) 각각에서 제2 필터링 서비스의 텔레그램 수신 버퍼이다;
54a, 54b는 인터페이스 게이트웨이의 제1, 제2 채널(50a, 50b) 각각에서 제2 필터링 서비스의 텔레그램 카운터이다;
55a, 55b 는 인터페이스 게이트웨이의 제1, 제2 채널(50a, 50b) 각각에 있는 제2 필터링 서비스의 텔레그램 핸들러이다;
56a, 56b는 각각 인터페이스 게이트웨이의 제1, 제2 채널(50a, 50b)에서의 제1 타임아웃이다.
58는 인터페이스 게이트웨이 통신 모듈의 100 Hz 타이머이다;
80a, 80b는 각각 53a, 53b의 수신 버퍼로부터 텔레그램을 판독을 위한 라인이다;
83a, 83b - 현재 채널의 첫 번째 타임아웃 완료 후 수신된 해당 채널의 첫 번째 텔레그램에 따라 인터페이스 게이트웨이의 첫 번째, 두 번째 채널(50a, 50b)에서 각각 첫 번째 타임아웃(56a, 56b)의 시동 라인이다.
85a, 85b는 자동화 프로세서의 제1, 제2 채널(50a, 50b)에서 각각 제1 타임아웃(56a, 56b)의 종료 상태의 판독 라인이다;
87a, 87b는 해당 텔레그램 카운터(54a, 54b)가 첫 번째 타임아웃(56a, 56b)이 끝나기 전에 오버플로우될 때 각각 수신 버퍼(53a, 53b)에 도착하는 텔레그램의 중단에 의한 처리를 차단하는 라인이다;
88a, 88b는 인터페이스 게이트웨이의 제1, 제2 채널(50a, 50b)에서 제1 타임아웃(각각 56a, 56b)의 카운트다운 종료 시 텔레그램 카운터(각각 54a, 54b)의 리셋 라인이다;
89는 100 Hz의 주파수를 갖는 타이머(58)로부터의 제2 필터링 서비스의 제1 타임아웃(56a, 56b)의 카운트의 신호선이다;
91a - 제 1a 버스의 "브로드캐스트 스톰"에 대한 제 1b 버스의 UULS 통지 텔레그램 전송 라인이다;
91b는 1b 버스를 통한 "브로드캐스트 스톰"에 대한 UULS 통지 텔레그램의 1a 버스로의 전송 라인이다;
92a, 92b는 각각 54a, 54b의 텔레그램 카운터의 오버플로우 신호이다;
도 9는 또한 버스 정보 모델 프로토콜(23a, 23b, 24, 26)과 인터페이싱 게이트웨이의 제2 필터링 서비스(25a, 25b)의 연결을 점선으로 도시한다(도 3).
도 1에 개략적으로 도시된 표기된 이중 버스 1은 자동 프로세스 제어의 이중화 소프트웨어 및 하드웨어 컴플렉스에 대해 다음과 같은 기능을 제공한다. 자동 프로세스 제어(10)에 필요한 중복 자동화 프로세서(3) 사이의 데이터 교환; 중복 인터페이스 게이트웨이(4) 및 그 실행을 통해 상위 블록 레벨(11)의 시스템으로부터 기술 프로세스의 액추에이터를 원격 제어하기 위한 명령의 자동화 프로세서에 의한 수신; 분석 및 제어를 위해 상위 블록 레벨 시스템으로의 후속 전송을 위해 기술 프로세스 및 자동화 단지의 상태에 대한 데이터를 자동화 프로세서 3에 의해 인터페이스 게이트웨이 4로 전송.
중복 자동화 시스템에서 이중 버스를 통한 데이터 교환 제어 및 적용된 자동화 알고리즘에 따른 처리는 중복 자동화 프로세서 3 중 하나, 예를 들어 현재 활성 상태인 311, 또 다른 자동화 프로세서에 의해 각각 수행되며 현재 패시브 상태인 312는 상시 대기 모드에서 작동한다. 중복 자동화 프로세서 3, 예를 들어 311, 312에는 자체 모니터링 및 상시 대기 관리 기능이 내장되어 있으며 두 개의 개별 직렬 인터페이스(9)를 통해 서로 연결되며 이를 통해 자체 모니터링 결과에 따라 각각 312, 311,파트너의 상태에 대한 정보를 수신합니다. 주어진 기준에 따른 이 정보의 평가에 기초하여, 능동 자동화 프로세서 3, 예를 들어 311는 각각 수동 자동화 프로세서 312의 상태로 전환될 수 있고, 수동은 활성 상태로 전환될 수 있다. 즉 자동화 프로세서가 대기 상태로 전환된다. 실제 작동 알고리즘에서 중복 자동화 프로세서의 성능 테스트하기 위해 자동화 프로세서 3의 예비로 전환하는 것도 제 시간에 발생한다. 중복 자동화 프로세서는 활성 자동화 프로세서의 네트워크 주소로 버스에서 표시되며, 이는 2개의 중복 자동화 프로세서 중 어느 것이 활성 상태인지에 관계없이 동일하다.
중복 인터페이스 게이트웨이(4)는 자동화 프로세서와 달리 상위 블록 레벨 시스템의 외부 중복 제어 기능이 있는 독립적이고 관련 없는 장치이며 이중 버스(1)에서 서로 다른 네트워크 주소로 표시된다.
이중화 버스 1은 산업용 이더넷 인터페이스를 기반으로 하며 다음과 같은 것을 포함하다. 그것은 2 개의 직접 연결되지 않은 첫 번째 1a 및 두 번째 1b 버스와 터버 링 기술로 제작되며 백본 링크를 통해 직렬 연결된 8 네트워크 스위치(2)와 자동화 프로세스의 통신 모듈(6) 및 인터페이스 게이트웨이의 통신 모듈(7)이다
2개의 중복 자동화 프로세서311, 312; ?? 3n1, 3n2, 예를 들어 311 은 자동화 프로세서를 두 개의 채널을 통해 복제된 버스에 연결한다. 첫 번째 채널에서 - 통신 회선 5a를 통해 첫 번째 버스 1a의 네트워크 스위치 2a로, 두 번째 채널에서 - 통신 회선 5b를 통해 두 번째 버스 1b의 네트워크 스위치 2b로 다른 버스의 상태를 유지하여 두 버스 중 하나(네트워크 스위치 2, 백본 통신 회선 8, 이 버스의 네트워크 스위치가 있는 통신 회선 5 통신 모듈)에서 네트워크 장비의 여러 오류를 방지한다.
이 경우, 2개의 여분 자동화 프로세서의 통신 모듈의 제1 채널은 각각 제1 버스(1a)의 2개의 스위치(2a)에 연결되고, 제2 채널은 제2 버스(1b)의 2개의 네트워크 스위치(2b)에 연결된다.
링 기술을 사용하여 만든 2개의 버스 각각은 백본 연결을 통해 링에 직렬로 연결된 네트워크 스위치 중 하나에 의해 수행되는 링을 재구성하여 이중화된다. 이중화 관리자로 지정된 이 스위치는 링의 한쪽 끝에서 제어 텔레그램을 전송하고 이중화 관리자 스위치의 두 트렁크 포트에 연결된 다른 쪽 끝에서 이를 수신하여 링을 열린 상태로 유지하고 무결성을 모니터링한다. 링의 연결 무결성이 손상되면 이중화 관리자는 제어 지점에서 링을 논리적으로 닫아 버스를 재구성하여 이를 복원한다.
2개의 버스(1a, 1b) 중 하나에서 트렁크 연결에 단일 오류가 발생한 경우 링을 재구성하여 결함이 있는 버스를 자동으로 복원한다. 양쪽 버스의 성능이 유지된다.
버스 중 하나에 있는 스위치와 통신 모듈의 연결에 단일 오류가 발생하는 경우 이 버스에 연결된 자동화 장치와의 통신이 끊어진다. 두 버스에서 이중 버스의 작동성은 자동화 프로세서를 양호한 연결을 통해 작업 스위치에 연결된 백업 프로세서로 전환하여 완전히 복원된다.
프로세서의 자체 제어 수단인 두 버스의 스위치가 있는 통신 모듈의 연결에 실패하는 경우 자동화는 양호한 연결(5)을 통해 버스에 연결된 백업 자동화 프로세서로 전환한다. 양쪽 버스의 성능이 유지된다.
링 무결성 및 자동화 프로세서와의 연결을 위반하는 스위치 장애로 인해 1a, 1b의 두 개 버스에서 통신 모듈 링크 장애가 발생하는 경우 이중화 관리자는 버스 재구성을 수행한다. 그리고 재구성과 동시에 자동화 프로세서가 이중 버스의 서비스 가능한 스위치에 연결된 백업 프로세서로 전환되어 두 버스의 작동 가능성이 복원된다.
이중 버스의 작동성은 네트워크 장비의 동일한 양이 유지되는 조건으로 백본 연결 8, 스위치 5가 있는 통신 모듈 링크, 네트워크 스위치 2, 자동화 프로세서의 통신 모듈 6 및 통신 모듈 7 인터페이스 게이트웨이등의 두 버스 모두에서 네트워크 장비에 두 번 오류가 발생하는 경우에도 유지된다. 그것은 동일한 양의 네트워크 장비로 링 세그먼트의 복제 없이 리던던시가 이루어지는 버스에 비해 이중 버스의 신뢰성을 크게 증가시킨다.
EN-2 이중 버스를 통한 TLA 주소 텔레그램 및 TLB 브로드캐스트 텔레그램의 전송은 도2에 도시된 자동화 프로세스(3) 및 도3에 표시된 게이트웨이(4)용 도 1에 도시된 EN-2 버스 정보 모델에 따라 수행된다. 정보 모델은 다음과 같은 7레벨 OSI 모델의 이더넷 인터페이스의 3가지 표준 레벨에서 구성되어 있다. 제 1 레벨은 PHY 프로토콜 20을 갖는 제12의 물리적 레벨이며제 2 레벨은 MAC 21 미디어 액세스 프로토콜을 사용하는 채널 13과 LLC 23 논리 링크 프로토콜이며 제 7 레벨은 기능적 프로토콜 APM 26이 있는 애플리케이션 레벨 14이다. 그리고 기능적 레벨14에서 예약 서비스 RPM 24에 의해 본 발명에 따라 보충되고, 도 2에 도시된 바와 같이 자동화 프로세서 3의 채널40에서 수신된 텔레그램의 제1 필터링 TF 22 서비스가 제공되며 도3에 따라 OSI 13의 레벨 2의 MAC 서브레벨 21에서 제2 필터링 TF1 25서비스는 게이트웨이4의 채널50에서 텔레그램을 수신한다.
기능적도 4에 따르면, 기능적 TLA 주소 텔레그램은 조건 라인(19a, 19b)을 통해 2개의 독립 버스(1a, 1b)를 통해 발신 장치 ASj (3j)에 의해 네트워크 수신 장치 ADi (3i)로 동시에 전송된다. 텔레그램은 RPM 24 예약 서비스의 2개의 동일한 프레임 TLAR (INji, FNji, TLA) 형태로 전송되며, 여기에는 적용된 TLA TLA주소 텔레그램과 RPM 서비스에서 생성된 이 텔레그램의 개별 INji 번호와 FNji 반복 프레임 번호가 포함된다. 수신 장치 ADi 3i는 아래 제시된 주소 텔레그램의 개별 번호 매기기 메커니즘을 사용하여 두 개의 수신 텔레그램 프레임에서 하나의 프레임을 수신하고, 이 프레임에서 TLA 기능적 텔레그램을 추출하여 APM 기능적 레벨로 전송하고 RPM 서비스에서 구성하고 전송한다. 버스 1a, 1b의 조건부 회선 29a, 29b에서 TLA 기능적 텔레그램을 전송하는 장치의 주소로 LLC 텔레그램에 캡슐화된 2개의 동일한 프레임 형태로 RPM 서비스 형식의 ACK 텔레그램(IDij, IFij, STij)을 전송한다. 모드 1, 여기서 IDij는 승인 텔레그램의 식별자, IFij는 핸드셰이크 텔레그램의 식별자 반복 프레임, STij는 3i 장치의 APM 프로토콜 상태이다.
RPM 수준에서 확인과 함께 주소 텔레그램을 전송하는 절차에서 ASj 및 ADi 장치의 현재 상태는 RPM 서비스의 사용자 상태 매개변수에 의해 결정된다.
발신 장치 ASj의 상태(status)는 다음과 같은 매개변수에 의해 결정된다.
NTCji (Number Telegram Counter) 는 L모듈에 따른 텔레그램번호 순환 카운터 값이며,
RCji (Repeat Counter) - 이전 프레임이 전달되지 않은 경우 반복되는 텔레그램 프레임의 전송 카운터 값이다.
ADi 수신 장치의 상태는 다음 매개변수에 의해 결정된다.
INRij - 마지막 수신된 TLA 텔레그램의 개별 번호 저장된 값이며,
STij - 다음 값 중 하나를 취할 수 있는 APM 레벨에 대한 텔레그램 전달 상태 값이며:
STij = 01는 텔레그램이 일시적 오류로 인해 APM 레벨로 전달되지 않았으며 재전송 시 전달될 수 있는 상태이며,
STij = 10는 영구 오류로 인해 텔레그램이 APM 레벨로 전달되지 않았으며 재전송 시 전달될 수 없는 상태이며,
STij = 11는 텔레그램이 APM 레벨에 성공적으로 전달되었으며 재전송이 필요하지 않는 상태이다.
TLA 주소 텔레그램을 전송하기 전에 발신 장치는 개별 번호 INji와 반복 프레임 FNji의 전송 번호를 생성하고 할당하며 RPM의 "TLAR (INji, FNji, TLA)" 형식으로 주소 텔레그램의 TLAR 프레임에 기능적 텔레그램과 함께 배치된다.
자동화 장치 - 발신자 ASj 및 자동화 장치 - 수신자 ADi의 각 쌍에 대해 주소 텔레그램의 개별 번호 지정이 설정된다. ASj 장치에서 ADi 장치로 전송되는 주소 텔레그램의 개별 번호 INji는 L모듈의 NTCji 텔레그램 번호 순환 카운터를 사용하여 형성되는 여기서 L은 서로 다른 개별 숫자의 최대 개수이다. 당면의 TLA 텔레그램을 전송하기 전에 발신 장치 ASj는 텔레그램 전송 순서에 따라 L모듈을 사용하여 카운터의 NTCji 값을 1로 증가시키고 그 값을 개별 번호 INji에 할당한다.
새 텔레그램 또는 이전 반복 프레임이 타임아웃 Tout = 30 ms 내에 수신 장치로 전달되지 않거나 ADi 장치 임시 오류 상태 STij = 01로 전달되면 그런 다음 다음 반복 프레임을 전송하기 전에 ASj는 반복 카운터 RCji를 1씩 증가시키고 그 값을 TLAR (INji, FNji, TLA) 텔레그램의 FNji 반복 프레임 번호에 할당한다. INji의 값은 반복되는 프레임 전송 시 변하지 않는다. 전송된 최대 반복 프레임 수 및 그에 따른 카운터 RCji의 최대값은 2이다.
도 4에 나온 RPM 레벨에서 번호가 매겨진 TLAR (INji, FNji, TLA) 기능적 주소 텔 레그램은 LLC 텔레그램 데이터 필드에서 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 캡슐화되며 소프트웨어 모듈 LLCa, LLCb에 의해 버스 1a, 1b를 통해 동일한 모델에 따라 이를 수락하고 이들로부터 RPM 레벨의 TLAR 기능적 프레임을 추출하여 ADi 장치로 전송되고 그림 4에 일반적으로 표시된 라인 19a, 19b, 29a, 29b에서 ASj와 ADi 간의 직접 교환과 동일하다.
번호가 매겨진 주소 텔레그램의 전송을 위해 1 유형의 LLC 프로토콜 텔레그램은 채널 A, B에서 병렬로 실행되는 LLC 레벨에서 사전 연결 설정 및 전달 확인 없이 사용된다. 다른 버스에서 승인 텔레그램을 기다리지 않고 다음 주소 텔레그램을 전달하고 2개의 버스 중 하나에서 RPM 레벨 ACK 승인 텔레그램을 수신한 후에 다음 새 텔레그램 또는 리프레임을 전송할 수 있다. 이를 통해 의 동기식 전송 및 작동 중복성을 보장하고 이중 버스의 성능에 장애로 인해 버스 중 하나에서 텔레금램 전달 시간이 증가하는 영향을 제거한다.
두 개의 버스를 통해 수신된 TLA 텔레그램의 개별 번호를 기반으로 ADi 수신 장치는 EN-2a, EN-2b 버스 중 하나에서 마지막으로 수신된 텔레그램에 의해 RPM 서비스에 저장된 INRij 번호 값과 관련하여 발신 장치에서 보낸 텔레그램 순서를 분석한다. 수신 장치는 마지막으로 받은 텔레그램(새 텔레그램)보다 늦게 발행된 경우 텔레그램을 수락하고, 마지막으로 받은 것과 동시에 다른 버스에서 발행되거나 또는 마지막으로 수신된 텔레그램보다 먼저 발행되는 경우 (이전에 수신된 텔레그램의 지연된 복사본 또는 지연되고 아직 수신되지 않은 텔레그램)경우 수락하지 않는다.
버스 중 하나에서 주소 대상 텔레그램의 수신 확인은 주소 텔레그램의 수신 가입자 ADi가 RPM 예약 서비스에서 생성하고 발신 장치 ASj에 2개의 동일한 기능적 프레임 형태로 1a 및 1b 버스를 통해 전송하는 특수 ACK 응답 텔레그램을 사용하여 수행된다.
ACK 텔레그램을 전송하기 전에 대상 텔레그램의 ADi 수신 장치는 IDij 텔레그램 식별자, FIij 반복 프레임 식별자 및 TLA 텔레그램의 APM 기능적 레벨로 전달에 대한 STij 상태를 생성하여 ACK 텔레그램의 데이터 필드에 배치한다. ACK (IDij, IFij, STij) 텔레그램이 형성된다.
ACK 텔레그램의 IDij 식별자는 장치 ADi에 의해 수신 및 수락된 대상 주소 텔레그램의 INji 개별 번호 값을 할당하여 생성된다: IDij: = INji.
ACK 텔레그램의 FIij 프레임 식별자는 TLA 텔레그램의 수신 및 수락된 FNji 반복 프레임의 번호 값을 장치 ADi에 할당함으로써 장치 ADi에 의해 생성된다: FIij: = FNji.
ACK 텔레그램을 전송할 때 개별 번호를 사용하지 않는다.
오페레이션 코드및 IDij 및 IFij 식별자를 통해서에서 RPM 서비스의 ASj 장치는 자기가 발신 대상 TLAR 텔레그램 또는 TLAR 텔레그램의 반복 프레임에 대한 응답으로 각각 수신된 ACK 텔레그램 또는 반복 프레임을 인식한다. ASj 장치는 IDij = NTCji 및 FIij = RCji인 경우 ACK를 수신한다. IDij ≠ NTCji 또는 FIij ≠ RCji이면 ACK 텔레그램이 수신되지 않습니다.
ACK 텔레그램의 STij 상태에는 RPM 서비스에서 ADi 장치의 APM 기능적 레벨로 주소 텔레그램의 전달 여부 결과가 표시된다. STij의 값에 따라 ASj 장치는 텔레그램 전송을 완료하고 STij = 11인 경우 성공적인 텔레그램 전달을 등록하고 STij = 10인 경우 텔레그램 전달 실패를 등록한다. 장치 ASj가 STij = 01 상탱의 응답 텔레그램을 수신하거나 30 ms의 타임-아웃 시간 내에 ACK 응답 텔레그램을 수신하지 않으면 응답 분석과 함께 최대 2번의 텔레그램 재전송 절차를 수행하며, 텔레그램 전달이 없거나 성공적인 텔레그램 전달로 완료된다.
INji 개별 번호 및 RPM 서비스에 저장된 마지막 수신 텔레그램 INRij의 개별 번호 값으로 현재 주소 텔레그램의 RPM 서비스에 의한 수락/비수락 조건을 결정하기 위한 전산 및 표 형식이란 2개의 알고리즘이 제안된다.
주소 텔레그램 수신/비수신 조건을 결정하기 위한 계산 알고리즘이 도 5 및 도 6 그려져 있는 다이어그램에 설명되어 있다.
본 다이어그램은 주소 텔레그램 전송 때 NTCji 카운터 상태가 0에서 L - 1로 주기적으로 변경되는 것과 현재 수신된 텔레그램의 INji 개별 번호의 위치가 도시되어 있다.
이러한 경우에는 NTCji 카운터의 현재 변경주기 내에서 마지막으로 수신된 텔레그램 번호의 위치에 관계없이 마지막으로 수신된 텔레그램보다 늦게 발행된 양(L/2-1)의 수신된 텔레그램 수 숫자 INRij는 마지막으로 수신된 텔레그램보다 먼저 발행된 수신되지 않은 텔레그램의 숫자(L/2 + 1)와 다르다. 즉, 본 L 범위 내의 모든 숫자는 INRij 숫자의 값에 관계없이 고유하다.
텔레그램 수신/미수신 비율을 계산하는 식은 NTCji 카운터의 상태 변경 주기에서 마지막으로 수신된 INRij 텔레그램의 번호 위치에 따라 다르다. 즉, 본 위치가 카운터 상태에 대해 도5에 명기된 바와 같이 오른쪽으로 또는 도 6 에 명기된 바와 같이 왼쪽으로 이동값 Δ에 따라 다르다. 공식은 NTCji = L/2.
도 5는 Δ = (INRij - L/2) > 0에 대한 텔르그램 수신/미수신 조건 계산이 설명되어 있다.
각각 L/2의 INRij 번호에 상대적인 텔레그램 번호 32, 33의 2개 범위가 표시된다. 범위 32의 INji 번호가 포함된 텔레그램은 허용되지 않는다. 번호가 INji = INRij의 텔레그램을 제외하고 33 범위의 번호가 있는 텔레금램이 허용된다.
범위 33에는 두 개의 하위 범위가 포함된다: 즉, 33.1 И 33.2이다. 하위 범위 33.1의 텔레그램 번호는 INRij 번호가 있는 NTCji 카운터의 동일한 주기에 포함된다. 이러한 텔레그램은 Inji　>　INRij관계에 따라 수신된다. 범위 33.2의 텔레그램 번호는 다음의 NTCji 변경의 주기에 포함되며, 여기서 텔레그램은 INRij 번호의 텔레그램보다 늦게 발행되지만 그 번호는 Inji ≤ INRij로 표현된다.
도5에 따르면 텔레그램 수신/미수신 조건 계산은 다음과 같이 수행된다.
1) 만약에 (INji - Δ) > 0이면 (INji 범위: 32, 33.1),
만약에 INji - INRij > 0 이면, 텔레그램이 수신되며,
만약에 INji - INRij ≤ 0 이면 (32 범위), 텔레그램이 수신되지 않는다.
2) 만약에 (INji - Δ) ≤ 0 이면 (범위 INji: 33.2), 텔레그램이 수신된다.
도 6은 Δ = (INRij - L/2) ≤ 0일 때 텔레그램 수신/수신 조건 계산을 보여준다.
INRij 번호에 상대적인 35 및 36의 2개의 텔레그램 번호 범위가 표시된다. 35 범위의 INji 번호가 포함된 텔레그램은 허용되지 않는다. INji = INRij 번호의 텔레그램을 제외하고 36의 범위에 포함된 번호를 가진 텔레그램이 허용된다.
35의 범위는 2개의 하위 범위로 구성되어 있다: 그것은 35.1 및 35.2 이다. 하위 범위 35.1의 텔레그램 번호는 INRij 번호가 있는 동일한 NTCji 변경 주기에 포함된다. 이러한 텔레그램은 INji ≤ INRij 관계로 인해 허용되지 않는다. 하위 범위 35.2의 텔레그램 번호는 INRij 번호가 있는 텔레그램 이전에 텔레그램이 발행되는 이전 NTCji 변경 주기에 포함되지만 그 번호는 INji > INRij이다.
도 6 따르면 텔레그램 수신/미수신 조건 계산은 다음과 같이 수행된다:
1) 만약에 (INij - L + Δ) < 0 이면 (INij 범위: 35.1, 36),
만약에 INji - INRij > 0이면 (INji 범위: 36), 텔레그램이 수신된다,
만약에 INji - INRij ≤ 0 (범위 INji: 35.1), 텔레그램이 수신되지 않는다.
2) 만약에 (INji - L+ Δ) ≥ 0 이면 (범위 INji: 35.2), 텔레그램이 수신되지 않는다.
주소 텔레그램 수신/비수신 조건을 결정하기 위한 테이블 형식 알고리즘은 L = 8에 대해 작성된 테이블의 예로 그림 7에 설명된다. 8 모듈에 따른 개별 텔레그램 번호에 대한 표는 마지막으로 수신된 텔레그램의 INRij 값이 = 0÷7일 때의 개별 번호가 INji = 0÷7인 텔레그램의 수신/미수신 조건을 보여준다.
INji 숫자가 있는 열과 INRij 숫자가 있는 행의 교차점에 있는 테이블 열의 숫자 1은 이러한 INji 및 INRij 숫자 값으로 텔레그램이 허용되고 숫자 0은 텔레그램이 수신되지 않는다.
테이블 형식 방법은 전산이 필요하지 않으며 추정된 더 높은 성능을 제공하지만 테이블에는 메모리가 필요하며 그 양은 선택한 L 값에 따라 다르다. L = 256 (NTCji 카운터 - 8비트) 및 테이블 데이터의 바이트 표현을 사용하면 허용 가능한 64 KB의 메모리가 필요하다. L 값이 큰 경우 번호가 매겨진 텔레그램을 분석하기 위한 계산 알고리즘이 더 바람직할 수 있다.
도 2 및 도 3에 따라 TLB 기능적 레벨의 브로드캐스트 텔레그램은 발신 장치의 APM 기능적 프로토콜 서비스(26), 인터페이스 게이트웨이의 전송 장치 또는 자동화 프로세서에 의해 생성되며 모드 1의 LLC 23 프로토콜을 통해 LLC 프로토콜의 전달 확인 없이 수신 장치에 개별 번호 지정 없이 두 개의 동일한 프레임 형태로 통신 모듈의 두 채널과 버스 1a, 1b를 통해 전송된다.
도 1 및 3에 따라 게이트웨이(4)는 시간 동기화 SYN의 브로드캐스트 텔레그램은 UULS (11)에 의해 설정된 5초에서 20초까지의 순서 및 규정된 반복 시간에 따라 전송된다.
도 1 및 2에 자동화 프로세서(3)는 자동화 프로세서 3 및 버스 1의 상태에 대해 UULS 11에 경고하기 위해 ANZ 유형의 브로드캐스트 텔레그렘을 전송한다. 이러한 텔레그램은 서로 다른 이벤트 자동화 프로세서에 의해 임의의 간격으로 전송됩니다
도 1에 명기된 바와 같이 브로드캐스트 텔레그렘를 필터링하고 수신하는 방법에 따르면, 이중화 버스(1)에 연결된 자동화 장치는 두 그룹으로 나뉜다.
그룹 1은 버스(1a, 1b)를 통해 전송된 방송 텔레금램 중 SYN 시간 동기화 브로드캐스트 텔레그렘을 수신하고 실행하는 자동화 프로세서(3)와 같은 필드 자동화 장치를 포함한다. 동시에, 버스 1a, 1b에 수신되는 두 개의 프레임 중에서 이러한 장치는 TLA 주소 텔레그램을 수신할 때 다른 버스에서 수신된 두 번째 프레임(사본)이 폐기되는 것처럼 실행을 위해 하나의 프레임을 수락한다.
도 2에 명기된 바와 같이 ANZ 유형의 알림 텔레그램을 포함하여 버스 1에서 전송된 다른 브로드캐스트 텔레그램은 그룹 1 장치에서 사용되지 않으며 첫 번째 TF (22) 필터링 서비스에 의해 폐기된다. "브로드캐스트 스톰(broadcast storm)"에 의해 버스(1a, 1b) 중 하나에서 과부하가 감지되면 자동화 프로세서(3)의 필터링 서비스(22)는 (도1, 2참조) 수신 버퍼에 저장되고 텔레그램 흐름 측정 간격에서 버퍼에 도착하는 모든 브로드캐스트 및 주소 텔레그램의 인터럽트 처리를 주기적으로 차단하여 이 버스의 프로세서 과부하를 방지다. 과부하가 감지되면 필터링 서비스(22)는 "폭풍"의 전체 기간 동안 이 버스에서 수신된 SYN 및 주소 텔레그램의 실행을 금지하여 시간이 지난 SYN 텔레그램의 실행을 배제하고 결함이 있는 버스에서 발생할 수 있는 지연으로 인해 오래된 데이터로 텔레그램을 처리하고 프로세서의 부하를 더욱 줄인다.
그룹 2 장치는 페어링 게이트웨이 4이다.
정상 작동 모드의 인터페이스 게이트웨이(4) (도 1 및 3 참조)는 ANZ 유형의 브로드캐스트 텔레그램, 자동화 단지 및 버스의 이벤트 알림, UULS (11) (도1참조)로의 전송을 위한 주소 텔레그램을 수신한다. 복제된 버스의 2개 버스 중 하나의 상태에 대한 ANZ 텔레그램은 일반적으로 정상 버스를 통해 전송되며 다른 버스의 오류 유형 및 해당 식별자에 대한 정보를 포함한다. 그래서 2개의 버스의 ANZ 기능적 텔레그램은 페이어링 기능적 게이트웨이의 레벨에 공통 파일로 도착하고 이 형식으로 UULS 11의 보관 펄도에 저장된다. 결함이 있는 버스 1a 또는 1b를 식별할 수 있다. 브로드캐스트 SYN 텔레그램은 페이어링 게이트웨이 필터링 서비스에 의해 폐기된다.
주소 텔레그램은 2개의 버스 중 하나에서 수신되며, 이 버스에 처음 도착한다. 다른 버스에서 수신된 텔레그램의 사본 및 지연된 주소 텔레그램은 개별 번호 지정 절차에 따라 폐기되고 데이터는 처리 및 분석을 위해 UULS (11)로 전송된다.
버스(1a, 1b) 중 하나에서 "브로드캐스트 스톰(broadcast storm)"의 경우, 인터페이스 게이트웨이(4)의 제2 필터링 서비스(25)는 수신 버퍼에 저장된 모든 브로드캐스트 및 주소 텔레그램의 인터럽트 처리를 차단함으로써 이 버스의 프로세서 과부하를 방지하고 과부하 측정 간격에 버퍼를 입력한다. 필터링 서비스 25는 또한 "스톰"의 전체 기간 동안 이 버스에 도착하는 브로드캣트 및 주소 텔레그램의 실행을 금지하여 ANZ 텔레그램의 실행을 배제하고 결함이 있는 버스에서의 지연 가능성으로 인해 오래된 데이터가 있는 주소 텔레그램을 처리하요 게이트웨이 통신 모듈 결합의 프로세서에 대한 부하를 더 줄인다.
정상적인 작동 조건(브로드캐스트 스톰이 없는 경우)에서 UULS 아카이브의 자동화 시스템 및 버스 이벤트를 분석하기 위해 버스 1a, 1b 및 파일에서 개별 번호 지정 절차에 따라 수신된 주소 텔레그램 데이터 두 버스에서 수신된 ANZ 브로드캐스트 텔레그램을 사용하여 다른 버스 또는 다른 버스에 연결된 모듈 채널의 오류를 나타낸다.
브로드캐스트 스톰 조건에서 자동화 시스템 및 버스의 이벤트를 분석하기 위해 과부하 등록 중에 통신 모듈에서 생성되고 정상 버스를 통해 전송되는 ANZ 브로드캐스트 텔레그램과 정상 버스를 통해 전송되는 주소 텔레그램이 사용된다.
자동화 프로세서의 필터링 구조는 그림 8에 나와 있다.
버스(1a/1b)를 통해 자동화 프로세서(3)의 통신 모듈(6)에 도착하는 모든 텔레그램은 직접 액세스 채널(41a/41b)을 통해 자동화 프로세서의 통신 모듈의 첫 번째/두 번째 채널(40a/40b)의 해당 수신 버퍼(43a/43b)로 전송된다.
자동화 프로세서의 통신 모듈의 각 채널에서 해당 수신 버퍼(43a/43b)에 텔레그램을 쓴 후 인터럽트가 발생하여 제1 필터링 서비스 TF(22a/22b)의 텔레그램 핸들러 프로그램(43a/43b)으로 제어가 전달되고 60a/60b라인을 통해 수신 버퍼에서 읽고 인터럽트를 일으킨 텔레그램을 처리한다.
제1 TF (22a) 필터링 서비스의 텔레그램 처리기(45a)는 제1 채널을 통해 수신된 텔레그램으로서 그룹 1 자동화 장치에서 다음과 같은 기능을 수행한다.
1) 브로드캐스트 또는 주소 텔레그램이 라인(60a)에 도착할 때 라인(63a)에서 주기적으로 2초의 기본 기간으로 첫 번째 타임아웃(46a)을 트리거한다. 타임아웃 46a는 라인 69에서 100 Hz의 주파수를 갖는 타이머 48로부터의 인터럽트에 의해 카운트된다.
2) 타임아웃 간격(46a) 동안 용량 N을 갖는 카운터(44a)의 텔레그램을 카운트하고 카운터 오버플로우에 과부하를 등록함으로써, SYN, ANZ 브로드캐스트 텔레그램 및 이중 버스 1과 관련되지 않은 브로드캐스트 텔레그램을 포함하는 브로드캐스트 및 주소 텔레그램의 스트림을 주기적으로 측정하고, 72a행에 표시된다.
3) 과부하가 없고 그에 따라 카운터(44a)가 타임아웃(46a) 동안 오버플로우되면, 텔레그램 핸들러(45a)는 텔레그램 데이터 필드로부터 현재 시간 값을 직접 실시간 카운터(49)에 써서 착신 SYN 텔레그램을 실행한다. 라인 17a를 통한 자동화 프로세서의 통신 모듈; 기능적 프로토콜(26)에서의 번호 매기기 절차 및 후속 실행에 따른 분석 및 처리를 위해 회선(16a)을 통해 LLC 프로토콜(23a)로 그리고 추가로 회선(27a)을 통해 RPM(24) 예약 서비스로 TLA 주소 텔레그램을 전송하고; ANZ 텔레그램을 포함하여 다른 유형의 브로드캐스트 텔레그램을 삭제한다.
4) SYN 텔레그램이 실행을 위해 도착한 후, 텔레그램 처리기(45a)는 라인(64a)에서 기본적으로 5초와 동일한 두 번째 타임아웃(47a)을 시작하며, 이는 이 시간 동안 다른 버스에 도착하는 SYN 텔레그램의 복사본 실행을 금지하고, 실행된 전보 후 5초 미만의 규제되지 않은 시간 간격으로 두 버스 모두에 도착하는 새로운 SYN 텔레그램의 실행 및 "브로드캐스트 스톰"으로 인한 첫 번째 타임아웃(46a)에서 과부하 측정 중에 도착하는 SYN 텔레그램의 실행을 추가로 금지하다.
5) 수신 버퍼(43a)에 저장된 모든 브로드캐스트 및 주소 텔레그램의 라인 67a에서 인터럽트 처리를 차단하고 제1 타임아웃(46a)에 의해 지정된 간격으로 과부하 측정 시 버퍼에 입력하여 "브로드캐스트 스톰" 동안 잘못된 버스의 브로드캐스트 및 주소 텔레그램에 의한 모듈 프로세서의 과부하를 방지한다. 전보 카운터(44a)가 오버플로된 순간부터 타임아웃(46a)이 종료될 때까지 인터럽트에 의한 전보 처리 차단이 수행된다.
6) 카운터 44a 오버플로의 첫 번째 등록에서 텔레그램 핸들러는 오버로드 플래그를 상태 1로 설정하여 텔레그램 데이터 필드에서 시간 값의 전송을 금지하여 브로드캐스트 스톰의 전체 기간 동안 SYN 텔레그램의 실행을 금지하여 라인 17a를 통해 실시간 카운터(49)로 전송하고 라인 16a에서 LLC (23) 프로토콜로의 텔레그램 전송을 금지함으로써 주소 텔레그램의 실행을 금지한다. 금지는 잘못된 버스에서 오래된 데이터로 지연된 텔레그램의 실행을 방지하기 위해 설정된다.
6) 라인 72a에서 10번의 타임아웃(46a)에서 연속으로 오버로드 없음을 10회(기본값) 등록한 후 오버로드 플래그를 상태 0으로 설정하여 SYN 텔레그램 및 주소 텔레그램 실행 금지를 제거한다.
7) 첫 번째 채널에 과부하를 등록하고 과부하 플래그를 1로 설정하면 버스 1a의 과부하에 대한 UULS (11)의 ANZ9811 알림 텔레그램을 생성하고 라인 71a를 통해 서비스 가능한 버스 1b로 출력한다.
8) 첫 번째 채널에서 과부하가 감지되지 않고 과부하 플래그가 0으로 설정되면 버스 1a의 과부하 제거에 대한 UULS 알림의 텔레그램 ANZ9821을 생성하고 라인 71a를 통해 버스 1b로 출력한다.
두 번째 채널의 텔레그램 필터링 TF (22b) 서비스는 TF (22a) 서비스와 유사한 텔레그램 필터링 기능을 수행한다. 이 경우, TF 22a 서비스에 의해 생성된 ANZ9811, ANZ9821 텔레그램의 기능은 TF 22b 서비스에 의해 생성된 ANZ9812, ANZ9822 텔레그램에 의해 수행된다.
그림 9에 따라 게이트웨이의 필터링 구조는 도시되어 있다.
인터페이스 게이트웨이(4)의 통신 모듈(7)에 도달하는 모든 텔레그램 (도1참조)에서, 버스(1a/1b) 상에서 직접 액세스 채널(51a/51b)을 통해 게이트웨이 통신 모듈의 제1/제2 채널(50a/50b)의 각각의 수신 버퍼(53a/53b)로 전송된다.
게이트웨이의 통신 모듈(7)의 각 채널에서 해당 버퍼(53a/53b)에 텔레그램을 기록한 후 인터럽트가 발생하고 이에 따라 수신 버퍼에서 판독하고 및 인터럽트를 일으킨 텔레그램을 처리하는 필터링 TF1 서비스(25a/25b)의 텔레그램 처리기(55a/55b)의 프로그램으로 제어가 전달된다.
제1 채널을 통해 수신된 텔레그램의 제2 필터링 서비스(25a)의 텔레그램 처리기(55a)는 그룹 2 네트워크 장치에서 다음 기능을 수행한다:
1) 브로드캐스트 또는 주소 텔레그램이 80a 라인에 도착할 때 83a 라인에서 주기적으로 2초의 기본 기간으로 과부하 등록 타임아웃(56a)을 트리거한다. 과부하 타임아웃(56a)은 100 Hz의 주파수를 갖는 타이머(58)로부터의 인터럽트에 의해 카운트된다.
2) 라인 80a의 텔레그램을 카운트하고 과부하 동안 용량 N을 갖는 텔레그램 카운터(54a)의 라인 92a에 타임아웃 56a 동안 오버플로우를 등록함으로써 EN2 버스와 관련되지 않은 브로드캐스트 텔레그램 및 SYN, ANZ 브로드캐스트 텔레그램을 포함하는 브로드캐스트 및 주소 텔레그램의 스트림을 주기적으로 측정한다.
3) 오버로드가 없고 그에 따라 타임아웃(56a) 동안 카운터(54a)의 오버플로우가 있는 경우, 텔레그램 처리기(55a)는 ANZ 텔레그램을 라인(17a)을 통해 LLC 프로토콜(23a)로 전송하여 라인(18a)을 통해 기능적 브로드캐스트를 등록하기 위한 별도의 공통 기능적 프로토콜 파일로 후속 전송한다. ANZ 버스(1a, 1b)를 전송하고 RPM의 번호 매기기 절차에 따라 선택된 RPM 24 형식의 두 개의 동일한 텔레그램 중 하나의 기능적 프로토콜(26)에서 추가 실행을 위해 회선 16a를 통해 TLA 주소 텔레그램을 LLC 프로토콜(23a)로 전송한다. 리던던시 프로토콜은 SYN 텔레그램을 포함하여 다른 유형의 브로드캐스트 텔레그램을 폐기한다.
마찬가지로 필터링 TF1 (25b) 서비스는 채널 B에 도착하는 ANZ 텔레그램 채널 A에 도착하는 ANZ 텔레그램이 있는 공통 파일로 전송한다.
4) "브로드캐스트 스톰" 동안 버스 1a의 브로드캐스트 및 주소 텔레그램에 의해 통신 모듈 프로세서가 과부하되는 것을 수신 버퍼(53a)에 저장되고 과부하 타임아웃(56a)에 의해 지정된 과부하 측정 간격으로 버퍼에 도착하는 모든 브로드캐스트 및 주소 전문의 인터럽트 처리를 회선(87a)에서 차단함으로써 방지한다. 라인 92a에 표시된 텔레그램 카운터(54a)가 오버플로된 순간부터 타임아웃(56a)이 끝날 때까지 인터럽트 텔레그램 처리가 차단된다.
5) 카운터 54a 오버플로의 첫 번째 등록에서 텔레그램 핸들러는 오버로드 플래그를 상태 1로 설정하여 LLC의 라인 17a를 통해 이러한 텔레그램을 프로토콜 23a에 기록하는 것과 또한 18a 라인에 따라 기능적 프로토콜 26의 파일에 1a, 1버스에 대한 공통 텔레그램을 기록하는 것을 금지함으로써 브로드캐스트 스톰의 전체 기간 동안 ANZ 텔레그램의 실행을 금지한다. 과부하 플래그는 또한 다음에 따라 RPM (24) 예약 서비스에서 두 개의 동일한 텔레그램 중 하나를 선택한 후 기능적 프로토콜(26)에서 추가 실행을 위해 회선 16a를 통해 LLC 프로토콜(23a)로 이러한 텔레그램의 전송을 금지함으로써 TLA 주소 텔레그램의 실행을 금지하여 번호 매기기 절차 및 기능적 프로토콜의 라인 18a를 통해 전송한다.
금지는 잘못된 버스에서 오래된 데이터로 지연된 텔레그램의 실행을 방지하기 위해 설정된다.
6) 연속으로 10번의 타임아웃(56a)에서 과부하 부재를 10회 등록한 후 0과 동일한 버스 과부하를 기반으로 ANZ 텔레그램을 LLC1 프로토콜에 쓰는 금지를 제거한다.
7) 첫 번째 채널에 과부하를 등록하고 과부하 플래그를 1로 설정하면 버스 채널 1b를 통해 버스 1a의 과부하에 대한 UULS 알림의 내부 메시지 ANZ9811을 생성하고 출력한다.
8) 첫 번째 채널에서 과부하 부재가 감지되고 과부하 플래그가 0으로 설정되면 버스 채널 1b에서 내부 메시지 ANZ9821을 생성 및 발행하여 버스 1a에서 과부하 제거에 대해 UULS에 알린다.
TF1 (25b) 텔레그램 필터링 서비스는 채널 B에 대해 TF1 (25a) 서비스와 동일한 방식으로 필터링 기능을 수행한다. 이 경우, TF1 (25a) 서비스에 의해 생성된 텔레그램 ANZ9811, ANZ9821의 기능은 TF1 (25b) 서비스에 의해 생성된 텔레그램 ANZ9812, ANZ9822에 의해 수행된다.
필터링 효율은 텔레그램 카운터(44, 54)의 용량 N 값과 과부하 타임아웃(46, 56) 값의 선택에 따라 달라진다 (도 8 및 9 참조). 선택된 N 값과 과부하 타임아웃값은 브로드캐스트 스톰의 신뢰할 수 있는 등록을 제공하고 정상적인 텔레그램 흐름 중에 스톰의 잘못된 등록을 배제해야 한다. 기본적으로 N 값은 N = 1000으로 설정되어 ANZ 텔레그램이 자동화 프로세서의 최대 수에 의해 동시에 한 번 발행될 때 잘못된 스톰 등록을 방지하기 위해 현대 원자력 발전소 자동화 시스템에서 최대 약 800이 될 수 있다.

Claims (1)

  1. 이중 버스는 다음과 같은 것을 포함한다:
    네트워크 스위치를 "가상" 링으로 직렬 연결하기 위해 터버 링 기술을 사용하여 산업용 이더넷 및 점대점 연결의 표준에 따라 만들어진 서로 연결되지 않은 첫 번째 및 두 번째 버스;
    첫 번째 및 두 번째 채널을 통해 중복 자동화 프로세서를 버스에 연결하는 통신 모듈: 첫 번째 채널은 - 첫 번째 버스 스위치로 연결되고 두 번째 채널은 두 번째 버스 스위치로 연결되면서 각자 두 개의 중복 자동화 프로세서는 인터프로세서 인터페이스를 통해 연결되며 공통 네트워크 주소와 자체 제어 및 중복 관리의 내부 수단을 가지고 있으며 동시에 통신 모듈은 버스를 통한 데이터 전송을 제어하는 표준 이더넷 인터페이스 프로토콜이 OSI 터미널 장치의 통신 정보 모델에 따라 자동화 프로세서의 통신 모듈에 설치된다. 즉, OSI 계층 1의 PHY 물리층 프로토콜, OSI 계층 2 채널의 물리적, LLC 논리 링크 프로토콜과 MAC 미디어 액세스 프로토콜 및 OSI 계층 7 애플리케이션의 EN 버스의 통합 애플리케이션 프로토콜 APM이 사용된다;
    이중 버스의 특징은 이중 버스에는 OSI 레벨 1, 2, 7 터미널 장치의 통신 정보 모델에 따라 하위 자동화 장치와 상위 블록 레벨 시스템 간에 프로세스 데이터 및 진단 정보를 전송하는 중복 인터페이스 게이트웨이를 버스에 연결하는 추가 통신 모듈이 포함되며 상위 블록 레벨 시스템에서 자체 네트워크 주소 및 외부 이중화 관리 기능을 가진 독립적인 장치이다;
    OSI 계층 7 및 표준 OSI 계층 1, 2 프로토콜의 데이터 전송을 위한 통합 애플리케이션 프로토콜 외에 자동화 프로세서 및 인터페이스 게이트웨이의 통신 모듈에서: OSI 계층 7에 RPM 중복 서비스가 설치되며 그것은 적어도 하나의 버스를 통한 RPM 서비스의 주소 텔레그램 전달 확인과 함께 모드 1의 LLC 프로토콜에 따라 복제된 버스의 첫 번째 및 두 번째 버스를 통한 주소 및 브로드캐스트 텔레그램의 동시 전송을 제어하며 새로운 전보를 수신하고 이전에 수신된 전보의 지연된 중복을 폐기하기 위해 수신 시 마지막으로 수신된 전보의 수에 상대적인 전보 발행 순서의 전송 및 분석 동안 모듈로 L 주소 전보의 개별 번호를 생성하는 단계를 포함한다;
    자동화 프로세서의 첫 번째 및 두 번째 채널에 있는 OSI 계층 2의 MAC 하위 계층에는 "브로드캐스트 스톰" 중에 발생하고 브로드캐스트 텔레그램과 수신자가 사용할 수 없을 때 브로드캐스트 모드로 전송되는 주소 텔레그램으로 구성되는텔레그램 첫 번째 스트림 필터링 서비스 TF가 설치되어 있다; 인터페이스 게이트웨이의 첫 번째 및 두 번째 채널에 있는 OSI 계층 2의 MAC 하위 계층에서 이러한 전보 스트림의 두 번째 필터링 서비스 TF1이 설치되어 각각 자동화 프로세서 및 인터페이스 게이트웨이, "브로드캐스트 폭풍" 동안 지연된 관련 없는 전보 실행을 포함한 통신 모듈 프로세서의 과부하를 방지한다.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4903201B2 (ja) * 2005-06-23 2012-03-28 ヒルシャー ゲゼルシャフト フュア ジステームアウトマツィオーン ミット ベシュレンクテル ハフツング オープンなオートメーションシステムのバス加入機器のデータ通信方法
DE102009022019A1 (de) 2009-05-15 2010-11-18 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung mit einem die Lage eines mechanischen Bewegteils erfassenden Positionsgebers
RU2431174C1 (ru) * 2010-08-20 2011-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Комплекс резервируемых программно-аппаратных средств автоматизации контроля и управления
RU2450305C1 (ru) * 2010-08-20 2012-05-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Комплекс программно-аппаратных средств автоматизации контроля и управления
RU2430400C1 (ru) * 2010-08-20 2011-09-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Комплекс резервируемых программно-аппаратных средств автоматизации контроля и управления
DE102010050683A1 (de) 2010-11-06 2012-05-10 Jungheinrich Aktiengesellschaft Flurförderzeug mit Verformungssensor im Neigezylinder
EP3070551B1 (de) * 2015-03-17 2018-04-25 Siemens Aktiengesellschaft Datenbuskoppler und verfahren zum betrieb

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