1.本实用新型具体涉及一种环形与星形结合的工业通讯网络架构，属于钢铁行业工业网络技术领域。
背景技术：
2.目前，钢铁行业工业网络通讯方式常采用星形架构，单一通讯物理连接、不成环，将各系统的plc以及上位机接入同一个大型交换机；所有网络信息都是通过中央交换机进行通信，plc将信息传输给中央交换机，终端的各上位机通过中央交换机获取plc数据；plc系统内部主cpu与远程i/o分站的通讯方式为树形架构；此网络架构存在的缺点：1.中央交换机负担繁重，不利于扩展网络结构；2.plc与交换机之间光纤断线，plc与上位机之间无法进行通讯，无法做到故障冗余，涉及到的上位机将全部失去画面监控；3.plc与子站之间若中间有一个远程i/o子站掉线，会导致之后的远程i/o子站全部掉线，无法做到故障冗余，直接影响plc系统的正常运行、造成大面积的停机；4.不同plc系统之间无法直接通讯，无法互相读取数据。
技术实现要素：
3.为解决上述问题，本实用新型提出了一种环形与星形结合的工业通讯网络架构，起到了故障冗余的作用，极大的提高了生产的安全性和稳定性。
4.本实用新型的环形与星形结合的工业通讯网络架构，包括
5.多个小环网，所述小环网包括plc主站与多个i/o子站；所述i/o子站通过cra模块与plc主站形成环网连接，
6.大环网，每一所述plc主站通过noc模块接入一交换机，多个所述交换机通过光纤和/或网线环状连接形成大环网连接；所述大环网内还接入有环网交换机；
7.星型网，所述环网交换机上连接a工控机交换机与b工控机交换机，所述a工控机交换机与b工控机交换机均与远程控制室内所有的工控机形成星形网结构。
8.进一步地，所述i/o子站设置有两通信网线。
9.进一步地，所述小环网、大环网和星型网通信协议均为基于以太网的modbus tcp 协议。
10.与现有技术相比，本实用新型的环形与星形结合的工业通讯网络架构，具体如下：
11.1）每套plc系统的主站与i/o子站采用了环网架构，每个远程i/o站上都有两根网线，当其中一个远程i/o站掉线，不会影响其他的远程i/o站；当其中一个网线断开时，对系统无任何影响，起到了故障冗余的作用，极大的提高了生产的安全性和稳定性；
12.2）不同plc系统之间存在通讯、连锁关系，采用此大环网可有效保证某一处通讯节点故障时，系统仍能正常运行，可靠性提高；
13.3）所有plc系统均在大环网上，网络中的任何位置均能方便的读取所有plc数据，非常灵活实用；
14.4）两个环网及星形网络采取基于以太网的modbus tcp 协议，不需要进行数据转换，提高了通讯效率和通讯速度；使用支持光纤传输的modbus tcp协议解决了远距离传输与监控通讯问题；
15.5）针对生产区域占地面积较大且与其他子系统的设备距离比较远的特点，采用环网的连接方式较总线结构和星型结构可以大大减少电缆敷设量，有利于降低投资成本和减少后期维护量。
附图说明
16.图1为本实用新型的实施例1整体结构示意图。
17.图2为本实用新型的实施例1某一小环网接入大环网结构示意图。
18.图3为本实用新型的实施例2整体结构示意图。
具体实施方式
19.实施例1：
20.如图1和图2所示的环形与星形结合的工业通讯网络架构，包括
21.多个小环网s，所述小环网s包括plc主站s1与多个i/o子站s2；所述i/o子站s2通过cra模块与plc主站s1形成环网连接，
22.大环网t，每一所述plc主站s1通过noc模块接入一交换机t1，多个所述交换机t1通过光纤和/或网线环状连接形成大环网t连接；所述大环网t内还接入有环网交换机t2；
23.星型网c，所述环网交换机t2上连接a工控机交换机a与b工控机交换机b，所述a工控机交换机a与b工控机交换机b均与远程控制室f内所有的工控机f1形成星形网结构。
24.其中，所述i/o子站s2设置有两通信网线；所述小环网s、大环网f和星型网c通信协议均为基于以太网的modbus tcp 协议。
25.实施例2：
26.如图3所示，本实用新型的环形与星形结合的工业通讯网络架构，应用于钢铁行业工业网络，如高炉通讯网络其配置具体如下：
27.大环网包括渣处理交换机1、热风炉交换机2、矿槽交换机3、喷煤交换机4、筒仓交换机5、本体交换机6、炉顶交换机7和环网交换机8；各交换机通过光纤和/或网线环状连接构成大环网；其中，渣处理交换机、热风炉交换机、矿槽交换机、喷煤交换机、筒仓交换机、本体交换机和炉顶交换机均通过noc模块接入一plc主站；每一plc主站下通过cra模块接入多个i/o子站；环网交换机为高炉本体环网交换机，环网交换机连接两交换机，两交换机均与远程控制室内所有的工控机（-hmi1~-hmi3）形成星形网结构；
28.两组高炉的矿槽plc主站通过noc模块a接入格雷母线交换机t3，格雷母线交换机t3下接入多个格雷母线的plc（u1、u2），并向焦炭堆场plc（u3）输出控制信号。
29.上述实施例，仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。
技术特征：
1.一种环形与星形结合的工业通讯网络架构，其特征在于：包括多个小环网，所述小环网包括plc主站与多个i/o子站；所述i/o子站通过cra模块与plc主站形成环网连接，大环网，每一所述plc主站通过noc模块接入一交换机，多个所述交换机通过光纤和/或网线环状连接形成大环网连接；所述大环网内还接入有环网交换机；星型网，所述环网交换机上连接a工控机交换机与b工控机交换机，所述a工控机交换机与b工控机交换机均与远程控制室内所有的工控机形成星形网结构。2.根据权利要求1所述的环形与星形结合的工业通讯网络架构，其特征在于：所述i/o子站设置有两通信网线。3.根据权利要求1所述的环形与星形结合的工业通讯网络架构，其特征在于：所述小环网、大环网和星型网通信协议均为基于以太网的modbus tcp 协议。
技术总结
本实用新型公开了一种环形与星形结合的工业通讯网络架构，包括多个小环网，所述小环网包括plc主站与多个i/o子站；所述i/o子站通过cra模块与plc主站形成环网连接，大环网，每一所述plc主站通过noc模块接入一交换机，多个所述交换机通过光纤和/或网线环状连接形成大环网连接；所述大环网内还接入有环网交换机；星型网，所述环网交换机上连接a工控机交换机与b工控机交换机，所述a工控机交换机与b工控机交换机均与远程控制室内所有的工控机形成星形网结构。本实用新型的环形与星形结合的工业通讯网络架构，起到了故障冗余的作用，极大的提高了生产的安全性和稳定性。的提高了生产的安全性和稳定性。的提高了生产的安全性和稳定性。
技术研发人员：范维鹏 刘广亮 王常青
受保护的技术使用者：石横特钢集团有限公司
技术研发日：2021.12.17
技术公布日：2022/5/8