基于高级petri网devicenet总线可靠性分析

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摘要：以随机高级Petri网为工具，对devicenet总线主从结构的可靠性进行了定性和定量的分析和研究，建立了系统模型，从另一个角度对其可靠性进行了分析和评价。事实证明，这种方法是有效的。

关键词：高级随机Petri网；devicenet总线；可靠性

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：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网是对信息处理系统进行描述和建模的数学工具之一，其对并行性，不确定性，异步以及对分布式系统有较强描述能力和分析能力，已在很多领域得到运用，而随机高级Petri网作为Petri网的发展，更适合可靠性建模和计算。DeviceNet是一种基于CAN总线典型的应用协议，DeviceNe总线具有简单，可靠，配置灵活同时兼顾成本低，性能高，目前在工业领域为广泛运用。本项目背景为接受中国核动力院资助，尝试将DeviceNet总线运用于核电高可靠DCS，对其可靠性加以研究有重要意义。本文用Petri理论计算DeviceNet总线结构的可靠性是有效的尝试。

1 随机高级petri 网（SHLPN）的基本概念和定义[1][2]

定义 一个连续时SHLPN 基于HLPN 系统， SHLPN 为（P，T， F， A，V，D，X，W，M0，λ），其中HLPN =（P，T，F，A，V，D，X，W，M0）是一个 系统，λ=（[λ1] ，[λ2]，… ，[λn] ），是变迁平均速率的集合。

4 总结

本文以高级随机Petri网为工具，以devicenet总线主从结构为研究对象，建立了该总线的可靠性分析模型，分析了总线动态过程，并且得到了求解可靠性的一组数学表达式，计算了可靠度。同时所建模型直观反映了devicenet总线在拓扑结构、控制方式等方面的特性，从数学和结构变迁的方式给出了分析系统可靠性的方法。从模型可以分析得，从站并联可靠性高，单主站与从站并联可靠性较差，同时线路无冗余对其整体可靠性会有较大影响。下一阶段工作是依据分析综合实际需求，对系统冗余设计，同时充分细化子系统，得出子系统模型，为总线设计中优化可靠性提供依据。

参考文献：

[1] 吴哲辉.PETRI网导论[M].北京：机械工业出版社，2006.

[2] 林闯.随机Petri网和系统性能评价[M].北京：清华大学出版社，2005.

[3] 王桂荣.CAN总线和基于CAN总线的高层协议[J].计算机测量与控制，2003，11（3）：391-394.

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