本技術(shù)涉及工業(yè)現(xiàn)場控制，更具體地說，涉及一種適用于工業(yè)現(xiàn)場總線的通信速率調(diào)整方法及工業(yè)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在利用工業(yè)現(xiàn)場總線通信的工業(yè)控制系統(tǒng)的使用過程中，工業(yè)控制系統(tǒng)中的主節(jié)點（主控）與從節(jié)點（普通io及遠程io）之間的總線通信經(jīng)常需要根據(jù)總線負載的大小和系統(tǒng)響應(yīng)時間的需要來調(diào)整相應(yīng)的通信速率，以保證現(xiàn)場總線通信可靠的同時，又能兼顧數(shù)據(jù)的快速傳輸。但是與主節(jié)點連接的現(xiàn)場總線上的從節(jié)點眾多，因此，如何快速而便捷的根據(jù)需求調(diào)整現(xiàn)場總線的通信速率，即快速且便捷的根據(jù)總線負載的大小和系統(tǒng)響應(yīng)時間的需要來調(diào)整現(xiàn)場總線的通信速率是當前亟需解決的問題。

2、為了實現(xiàn)現(xiàn)場總線通信速率的調(diào)整，在現(xiàn)有技術(shù)中，可以根據(jù)工業(yè)控制系統(tǒng)所支持的通信速率數(shù)量，配置對應(yīng)位數(shù)的撥碼開關(guān)，技術(shù)人員通過調(diào)整各個撥碼開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)來調(diào)整現(xiàn)場總線的通信速率。但是，這種方法需要配置一定數(shù)量的撥碼開關(guān)，不僅會增加硬件和結(jié)構(gòu)件的復(fù)雜度，還會增加一定的成本；每次調(diào)整現(xiàn)場總線的通信速率時，均需要技術(shù)人員手動逐個修改每個撥碼開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，不僅工作量大、效率低，而且還容易出現(xiàn)因撥碼開關(guān)反復(fù)撥動而失效的情況，從而造成通信速率的調(diào)整失敗。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本技術(shù)提供一種適用于工業(yè)現(xiàn)場總線的通信速率調(diào)整方法及工業(yè)控制系統(tǒng)，以減少硬件和結(jié)構(gòu)件的復(fù)雜度，降低相應(yīng)的成本，降低調(diào)整工業(yè)現(xiàn)場總線通信速率的工作量和提高調(diào)整效率，同時避免出現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中由于撥碼開關(guān)反復(fù)撥動而失效的情況，從而造成通信速率調(diào)整失敗的問題。

2、本技術(shù)第一方面提供一種適用于工業(yè)現(xiàn)場總線的通信速率調(diào)整方法，應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)，所述工業(yè)控制系統(tǒng)包括工程師站、交換機、主節(jié)點和多個從節(jié)點，所述主節(jié)點和所述從節(jié)點之間通過現(xiàn)場總線連接，所述方法包括：

3、通過所述主節(jié)點接收工程師站發(fā)送的總線通信速率參數(shù)和總線通信周期參數(shù)，并根據(jù)所述總線通信速率參數(shù)和所述總線通信周期參數(shù)調(diào)整所述現(xiàn)場總線的通信速率和通信周期；

4、通過所述主節(jié)點根據(jù)預(yù)先約定的同步命令、每個所述從節(jié)點的從節(jié)點地址、總線通信周期參數(shù)和第一整包校驗值，生成每個從節(jié)點對應(yīng)的速率同步包，并按照所述現(xiàn)場總線的通信速率和通信周期向每個所述從節(jié)點發(fā)送對應(yīng)的速率同步包；其中，所述從節(jié)點的第一整包校驗值是所述主節(jié)點依據(jù)與所述從節(jié)點預(yù)先約定的計算公式，根據(jù)從節(jié)點地址、同步命令和總線通信周期參數(shù)而生成的；

5、針對每個所述從節(jié)點，通過所述從節(jié)點接收所述主節(jié)點發(fā)送的所述從節(jié)點的速率同步包，并對接收到的所述從節(jié)點的速率同步包進行校驗；

6、若所述從節(jié)點確定所述從節(jié)點的速率同步包校驗通過，控制所述從節(jié)點將當前速率設(shè)置為接收到所述從節(jié)點的速率同步包時使用的通信速率，生成相應(yīng)的同步確認包，以向所述主節(jié)點反饋所述同步確認包，并利用所述速率同步包中的總線通信周期參數(shù)確定通信周期；

7、通過所述主節(jié)點對所述從節(jié)點反饋的所述同步確認包進行校驗，當確認同步確定包校驗通過的情況下，將所述從節(jié)點的標識標記為在位標識。

8、可選的，所述通過所述主節(jié)點接收工程師站發(fā)送的總線通信速率參數(shù)和總線通信周期參數(shù)，并根據(jù)所述總線通信速率參數(shù)和所述總線通信周期參數(shù)調(diào)整所述現(xiàn)場總線的通信速率和通信周期，包括：

9、通過所述主節(jié)點接收工程師站發(fā)送的總線通信速率參數(shù)和總線通信周期參數(shù)，并將總線通信速率參數(shù)和總線通信周期參數(shù)存儲至內(nèi)部非易失存儲器中；

10、通過所述主節(jié)點根據(jù)預(yù)先設(shè)置的總線通信速率參數(shù)與通信速率的對應(yīng)關(guān)系，從預(yù)先設(shè)置的各個通信速度中，確定所述總線通信速率參數(shù)對應(yīng)的目標通信速率，并根據(jù)所述目標通信速率調(diào)整所述現(xiàn)場總線的通信速率；

11、通過所述主節(jié)點根據(jù)預(yù)先設(shè)置的總線通信周期參數(shù)與通信周期的對應(yīng)關(guān)系，從預(yù)先設(shè)置的各個通信周期中，確定所述總線通信周期參數(shù)對應(yīng)的目標通信周期，并根據(jù)所述目標通信周期調(diào)整所述現(xiàn)場總線的通信周期。

12、可選的，所述針對每個所述從節(jié)點，通過所述從節(jié)點接收所述主節(jié)點發(fā)送的所述從節(jié)點的速率同步包，并對接收到的所述從節(jié)點的速率同步包進行校驗，包括：

13、針對每個從節(jié)點，控制所述從節(jié)點以預(yù)先約定的最大通信周期為切換時間，按照預(yù)先設(shè)置的各個通信速度的變換順序，從預(yù)先設(shè)置的各個通信速率中選擇對應(yīng)的通信速率來偵聽所述主節(jié)點通過所述現(xiàn)場總線發(fā)送的所述節(jié)點的速率同步包，并對接收到的所述從節(jié)點速率同步包進行校驗。

14、可選的，所述通過所述從節(jié)點對接收到的所述從節(jié)點的速率同步包進行校驗，包括：

15、通過所述從節(jié)點接收所述主節(jié)點發(fā)送的所述從節(jié)點的速率同步包；其中，所述速率同步包包括從節(jié)點地址、同步命令、總線通信周期參數(shù)和第一整包校驗值；

16、通過所述從節(jié)點按照與所述主節(jié)點預(yù)先預(yù)定的計算公式根據(jù)所述速率同步包中的從節(jié)點地址、同步命令和總線通信周期參數(shù)生成第二整包校驗值，并在所述第二整包校驗值與所述速率同步包中的第一整包校驗值一致，且所述速率同步包中的從節(jié)點地址與所述從節(jié)點的從節(jié)點地址一致的情況下，確定接收到的所述從節(jié)點的速率同步包校驗通過。

17、可選的，所述若所述從節(jié)點確定所述從節(jié)點的速率同步包校驗通過，控制所述從節(jié)點將當前速率設(shè)置為接收到所述從節(jié)點的速率同步包時使用的通信速率，生成相應(yīng)的同步確認包，以向所述主節(jié)點反饋所述同步確認包，并利用所述速率同步包中的總線通信周期參數(shù)確定通信周期，包括：

18、若所述從節(jié)點確定所述從節(jié)點的速率同步包校驗通過，控制所述從節(jié)點鎖定接收到所述從節(jié)點的速率同步包時使用的通信速率，并將當前通信速率設(shè)置為鎖定的通信速率，以使所述從節(jié)點基于鎖定的通信速率與主節(jié)點進行通信；

19、通過所述從節(jié)點生成相應(yīng)的同步確認包，并向所述主節(jié)點反饋所述同步確認包；

20、控制所述從節(jié)點鎖定所述從節(jié)點的速率同步包中的總線通信周期參數(shù)，使所述從節(jié)點將鎖定的總線通信周期參數(shù)作為后續(xù)對通信周期診斷的依據(jù)。

21、可選的，通過所述從節(jié)點生成相應(yīng)的同步確認包，并向所述主節(jié)點反饋所述同步確認包，包括：

22、通過所述從節(jié)點生成相應(yīng)的同步確認信息，并依據(jù)與所述主節(jié)點預(yù)先約定的計算公式，根據(jù)所述從節(jié)點的從節(jié)點地址和所述同步確認信息生成第三整包校驗值；

23、通過所述從節(jié)點根據(jù)所述從節(jié)點的從節(jié)點地址、所述同步確認信息和所述第三整包校驗值生成相應(yīng)的同步確認包，并將所述同步確認包反饋給所述主節(jié)點。

24、可選的，所述通過所述主節(jié)點對所述從節(jié)點反饋的所述同步確認包進行校驗，當確認同步確定包校驗通過的情況下，將所述從節(jié)點的標識標記為在位標識，包括：

25、通過所述主節(jié)點接收所述從節(jié)點反饋的所述同步確認包；

26、通過所述主節(jié)點依據(jù)與所述從節(jié)點預(yù)先約定的計算公式，根據(jù)所述同步確認包中的從節(jié)點地址和同步確認信息生成相應(yīng)的第四整包校驗值，并在所述第四整包校驗值與所述同步確認包中的第三整包校驗值一致的情況下，確定所述從節(jié)點反饋的所述同步確認包校驗通過，并將所述從節(jié)點的標識標記為在位標識。

27、可選的，所述方法還包括：

28、當檢測到所述主節(jié)點重啟時，控制所述主節(jié)點進行初始化，使所述主節(jié)點清除所有標識為在位標識的從節(jié)點的標識，并從所述內(nèi)部非易失存儲器中加載所述總線通信速率參數(shù)和所述總線通信周期參數(shù)，執(zhí)行根據(jù)所述總線通信速率參數(shù)和所述總線通信周期參數(shù)調(diào)整所述現(xiàn)場總線的通信速率和通信周期這一步驟。

29、可選的，所述方法還包括：

30、針對每個所述從節(jié)點，在所述工業(yè)控制系統(tǒng)的正常運行期間，通過所述從節(jié)點實時檢測自身是否發(fā)生重啟；

31、當通過所述從節(jié)點檢測到自身發(fā)生重啟時，通過所述從節(jié)點控制自身復(fù)位后進行初始化，以完成相應(yīng)的重啟操作；

32、通過所述主節(jié)點實時對所述從節(jié)點的標識進行檢測；

33、當所述主節(jié)點檢測到所述從節(jié)點的標識不為在位標識時，執(zhí)行通過所述主節(jié)點按照所述現(xiàn)場總線的通信速率和通信周期向所述從節(jié)點發(fā)送對應(yīng)的速率同步包這一步驟。

34、本技術(shù)第二方面提供一種工業(yè)控制系統(tǒng)，所述工業(yè)控制系統(tǒng)包括工程師站、交換機、主節(jié)點和多個從節(jié)點，所述主節(jié)點和所述從節(jié)點之間通過現(xiàn)場總線連接；

35、所述主節(jié)點，用于接收工程師站發(fā)送的總線通信速率參數(shù)和總線通信周期參數(shù)，并根據(jù)所述總線通信速率參數(shù)和所述總線通信周期參數(shù)調(diào)整所述現(xiàn)場總線的通信速率和通信周期；根據(jù)預(yù)先約定的同步命令、每個所述從節(jié)點的從節(jié)點地址、總線通信周期參數(shù)和第一整包校驗值，生成每個從節(jié)點對應(yīng)的速率同步包，并按照所述現(xiàn)場總線的通信速率和通信周期向每個所述從節(jié)點發(fā)送對應(yīng)的速率同步包；其中，所述從節(jié)點的第一整包校驗值是所述主節(jié)點依據(jù)與所述從節(jié)點預(yù)先約定的計算公式，根據(jù)從節(jié)點地址、同步命令和總線通信周期參數(shù)而生成的；對所述從節(jié)點反饋的同步確認包進行校驗，當確認同步確定包校驗通過的情況下，將所述從節(jié)點的標識標記為在位標識；

36、所述從節(jié)點，用于接收所述主節(jié)點發(fā)送的所述從節(jié)點的速率同步包，并對接收到的所述從節(jié)點的速率同步包進行校驗；若所述從節(jié)點確定所述從節(jié)點的速率同步包校驗通過，將當前速率設(shè)置為接收到所述從節(jié)點的速率同步包時使用的通信速率，生成相應(yīng)的同步確認包，以向所述主節(jié)點反饋所述同步確認包，并利用所述速率同步包中的總線通信周期參數(shù)確定通信周期。

37、本技術(shù)提供一種適用于工業(yè)現(xiàn)場總線的通信速率調(diào)整方法及工業(yè)控制系統(tǒng)，工業(yè)控制系統(tǒng)包括工程師站、交換機、主節(jié)點和多個從節(jié)點，主節(jié)點和從節(jié)點之間通過現(xiàn)場總線連接，通過主節(jié)點接收工程師站發(fā)送的總線通信速率參數(shù)和總線通信周期參數(shù)，并根據(jù)總線通信速率參數(shù)和總線通信周期參數(shù)調(diào)整現(xiàn)場總線的通信速率和通信周期，無需增加相應(yīng)的硬件結(jié)構(gòu)，不僅能夠降低結(jié)構(gòu)件的復(fù)雜度，還能夠降低一定的成本；并且整個調(diào)整過程也無需人工介入，不僅能夠降低工作人員的工作量，提高總線的通信速率的調(diào)整效率，還能夠有效避免因撥碼開關(guān)反復(fù)撥動而失效，從而造成通信速率的調(diào)整失敗的情況；主節(jié)點在調(diào)整好現(xiàn)場總線的通信速率和通信周期后，可以預(yù)先約定的同步命令、每個從節(jié)點的從節(jié)點地址、總線通信周期參數(shù)和第一整包校驗值，生成每個從節(jié)點對應(yīng)的速率同步包，并按照現(xiàn)場總線的通信速率和通信周期向每個從節(jié)點發(fā)送對應(yīng)的速率同步包，以便從節(jié)點偵聽接收主節(jié)點發(fā)送的從節(jié)點的速率同步包，并對偵聽到的從節(jié)點的速率同步包進行校驗，以保證從節(jié)點能夠接收到的正確且完整的速率同步包；從節(jié)點在確定從節(jié)點的速率同步包校驗通過的情況下，將當前速率設(shè)置為接收到從節(jié)點的速率同步包時使用的通信速率，生成相應(yīng)的同步確認包，并向主節(jié)點反饋同步確認包，并利用速率同步包中的總線通信周期參數(shù)確定通信周期；主節(jié)點對從節(jié)點反饋的同步確認包進行校驗，當校驗通過的情況下，將從節(jié)點的標識標記為在位標識。