阮伟，陈根，刘国安

（浙江中控研究院有限公司，杭州310027）

由浙江大学、浙江中控技术股份有限公司联合北京东土科技股份有限公司、上海自动化仪表有限公司提出的分布式环形网络冗余技术（DRP），解决了传统主从式环形网络冗余恢复技术存在的故障风险高度集中的问题，实现了网络化控制系统的高可用性。该技术被国际电工委员会IEC正式接收为国际标准IEC62439。

笔者在分析DRP的基础上，建立了环网故障切换模型，并结合网络化控制系统丢包稳定性模型，对基于DRP的环形网络控制系统稳定性进行了分析，得出环形网络化控制系统稳定性条件，并提出了构建稳定的、基于DPR的环形网络控制系统的方法。

1 DRP协议原理

1.1 DRP环形网络控制系统

基于DRP的环形网络控制系统中的传感器、控制器及执行机构，通过支持DRP协议的交换设备实现互联，如图1所示。

在环形网络系统中普遍采用禁用备用路径的方式，从而避免了由于数据在环网内无休止的回环而形成广播风暴。图1中的交换设备1与交换设备8之间存在物理通路。但是，该物理通路不进行数据传输，在逻辑上形成断路。因此，该环形拓扑在逻辑上退化为线性结构，有效避免了广播风暴的产生。

1.2 DRP的故障探测和恢复机理

在DRP环形网络控制系统中，通信时间被分成多个宏周期，如图2所示。

为了实现快速的故障探测和恢复，DRP同时采用环路探测和链路探测技术，分别针对交换设备故障和物理链路故障进行探测，并根据故障探测的结果实现快速的故障切换。……