系统模块化的设计理念，上位机后台系统的监控管理功能采用模块化的设计思想，标准的功 能管理模块可直接在后台系统组态，功能管理模块中的框图监控环境、图形监控环境、动态 趋势环境、告警查询、动态报表、逻辑关系、能量管理等均可独立运行于不同的工作站上， 模块化的设计思想提高了系统的可靠性。若干前端机或通信管理单元构成并行厂用电气监控网络，保证了一个通信单元下的通信 故障不会干扰网络的其他部分，系统结构采用双网方式，网络可靠性好。
从上述经济比较看，投资有所减少，并且系统丰富的统计管理功能提高了运行管理效率 ，降低了运行维护成本。因此，在新建机组中建议采用方案3。
DCS的系统网络是DCS的基础和核心。DCS系统网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性起着决定性的作用。以太网以办公自动化为目标设计，其独特的优势在商业领域获得了广泛应用，工业以太网的应用也越来越普及。但是将传统的以太网应用于工业领域还存在明显的缺陷。
（1）不满足工业系统确定性、实时性要求[1-2]。
由于以太网的MAC层协议是CSMA/CD，该协议使得网络上存在冲突，特别是在网络负荷过大时，冲突更加明显。对于一个工业网络，如果存在着大量的冲突，就必须多次重发数据，使得网间通信的不确定性大大增加，信息不能按要求实时传输。在工业控制网络中这种从一处到另一处数据传输的不确定性会带来系统控制性能的降低，甚至引发设备与人身安全事故。
（2）不满足工业系统可靠性要求。
在工业网络应用中。当以太网应用到工业现场，面对恶劣的工况或严重的线间干扰时，会引起可靠性的降低。在DCS系统中，需要通过设备与网络的冗余来保证系统的可靠性。
在此背景下，本文提出一种可以解决传统以太网缺陷[3-4]的应用于DCS系统的网络技术——DNet（Determinate Net Protocal）。DNet是以以太网为基础，为满足工业DCS系统特点而设计的工业以太网网络协议技术。
1 DNet技术简介
DNet协议是处于应用层与驱动层之间的协议技术，在系统中的位置与TCP/IP协议平行。DNet的核心模块是令牌调度模块，令牌调度模块使用令牌环调度技术来实现。系统中所有节点首先注册到令牌环中，通过令牌来控制数据发送的权限，拥有令牌的节点才有发送数据的权限。令牌是指网络中很小的包含网络节点信息的数据包。在网络中，任何时候都只有一个节点拥有令牌。令牌环中的节点收到令牌后发送数据，数据发送完毕后再将令牌发送给令牌环中的下一个节点。
2 DNet主要功能
通过DNet网络协议技术，主要实现了网络通信的下述功能:
（1）数据通信。支持基于以太网报文的节点间任意点对点通信与广播通信方式；
（2）双网冗余。支持双以太网冗余通信，通信主网故障时，可以快速无扰切换至冗余网通信；
（3）站间引用。支持DCS系统I/O站站间数据引用；
（4）域间引用。支持DCS系统多域之间数据引用。
通过DNet网络协议技术，使DCS系统满足了下述性能:
（1）数据传输的确定性、实时性。通过令牌环模块控制数据发送权限，保证了任何时候DCS系统网络只有一个节点在发送数据，解决了以太网MAC层协议CSMA/CD引发的网络冲突；保证了数据传输的确定性和实时性。
（2）安全性。DNet协议是专用协议，对于病毒等第三方软件，该协议的入口是保密的，垃圾数据不会通过DNet协议发送到网络中。
（3）DNet协议支持的网络最大节点数为255个，可以满足大部分DCS系统的规模要求。
（4）兼容性。DNet协议能自动绑定网卡，收发数据。数据格式兼容标准以太网帧结构，可以在标准以太网网卡和交换器上传输。
3 DNet设计方法
DNet协议技术的实现主要是令牌环模块的实现，如何调度组织令牌环是DNet协议技术的核心。令牌环的管理包括令牌环的生成、令牌环中主节点的选取、令牌环中节点离线的处理、令牌在令牌环中的传递管理以及令牌环遇到故障时的处理等。
3.1 令牌环的生成
令牌环包括一个主节点和多个从节点，从节点是网络中的节点通过向主节点注册后才加到该令牌环的，其中注册过程在每次令牌传递一周后进行。令牌环的生成步骤如图3所示。
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