基于高級petri網(wǎng)devicenet總線可靠性分析

李少英++陽小華++劉曜

摘要：以隨機高級Petri網(wǎng)為工具，對devicenet總線主從結(jié)構(gòu)的可靠性進行了定性和定量的分析和研究，建立了系統(tǒng)模型，從另一個角度對其可靠性進行了分析和評價。事實證明，這種方法是有效的。

關(guān)鍵詞：高級隨機Petri網(wǎng)；devicenet總線；可靠性

中圖分類號：TP393 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）07-0041-03

Application of Stochastic High-level Petri Net in Reliability of DeviceNet

LI Shao-ying， YANG Xiao-hua， LIU Yao

（School of Computer Science and Technology， South-China University， Hengyang 421001， China）

Abstract：This paper quantitatively and qualitatively analyses the reliability of devicenet bus with the tool of stochastic high-level petri net（SHLPN）， establishing the mathematical model of the system and evaluating the reliability of the system from another angle. The method is proved valid.

Key words： Stochastic high-level petri net； devicenet bus； Reliability

Petri網(wǎng)是對信息處理系統(tǒng)進行描述和建模的數(shù)學(xué)工具之一，其對并行性，不確定性，異步以及對分布式系統(tǒng)有較強描述能力和分析能力，已在很多領(lǐng)域得到運用，而隨機高級Petri網(wǎng)作為Petri網(wǎng)的發(fā)展，更適合可靠性建模和計算。DeviceNet是一種基于CAN總線典型的應(yīng)用協(xié)議，DeviceNe總線具有簡單，可靠，配置靈活同時兼顧成本低，性能高，目前在工業(yè)領(lǐng)域為廣泛運用。本項目背景為接受中國核動力院資助，嘗試將DeviceNet總線運用于核電高可靠DCS，對其可靠性加以研究有重要意義。本文用Petri理論計算DeviceNet總線結(jié)構(gòu)的可靠性是有效的嘗試。

1 隨機高級Petri 網(wǎng)（SHLPN）的基本概念和定義[1][2]

定義 一個連續(xù)時SHLPN 基于HLPN 系統(tǒng)， SHLPN 為（P，T， F， A，V，D，X，W，M0，λ），其中HLPN =（P，T，F(xiàn)，A，V，D，X，W，M0）是一個 系統(tǒng)，λ=（[λ1] ，[λ2]，… ，[λn] ），是變遷平均速率的集合。

4 總結(jié)

本文以高級隨機Petri網(wǎng)為工具，以devicenet總線主從結(jié)構(gòu)為研究對象，建立了該總線的可靠性分析模型，分析了總線動態(tài)過程，并且得到了求解可靠性的一組數(shù)學(xué)表達式，計算了可靠度。同時所建模型直觀反映了devicenet總線在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制方式等方面的特性，從數(shù)學(xué)和結(jié)構(gòu)變遷的方式給出了分析系統(tǒng)可靠性的方法。從模型可以分析得，從站并聯(lián)可靠性高，單主站與從站并聯(lián)可靠性較差，同時線路無冗余對其整體可靠性會有較大影響。下一階段工作是依據(jù)分析綜合實際需求，對系統(tǒng)冗余設(shè)計，同時充分細(xì)化子系統(tǒng)，得出子系統(tǒng)模型，為總線設(shè)計中優(yōu)化可靠性提供依據(jù)。

參考文獻：

[1] 吳哲輝.PETRI網(wǎng)導(dǎo)論[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[2] 林闖.隨機Petri網(wǎng)和系統(tǒng)性能評價[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

[3] 王桂榮.CAN總線和基于CAN總線的高層協(xié)議[J].計算機測量與控制，2003，11（3）：391-394.

[4] Balagurusamy E. Reliability Engineering[M]. Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited， NewDelhi， 1984.