在流程工业中，高可用性（有效性）至关重要，要害的运用有必要保证安全可靠性，需求经过一种办法来阻挠因为硬件损坏或许电缆受损时导致的功用性中止，这便是经过中心操控单元的冗余来完结，假如IPC当机，第二个单元需求当即告诉毛病并且接纳失效单元的使命，阻挠正在操作的使命推迟，另一个要到达高可用性（有效性）的必要条件是线缆及操控毛病定位。
阿尔斯通是EPSG（POWERLINK规范安排）的成员之一，活泼于全球动力和运送范畴。公司根据POWERLINK研制了一套冗余体系，具有呼应时刻短、实时同步性高、高传输速率及易于确诊的特色。
应战
阿尔斯通之前仅运用”工厂履行协议FIP”，除非有必要运用另一个现场总线解决计划，在咱们最新的进程序列中，现在的数据量现已超过了FIP的带宽，项目经理 斯戴芬.宝特赫说：“因而咱们需求一个能够处理愈加许多的实时数据并且习惯冗余拓扑的总线备选计划。
体系的挑选
宝特赫解说了阿尔斯通的评判规范，重要的不仅仅在于比如带宽之类的技能功用，也包含体系的规范化，究竟挑选一个新技能总是带来许多出资维护的问题。
因而，操控技能需求坚持长时刻的可用及透明度，咱们坚信Ethernet POWERLINK的敞开性答应咱们开发习惯任何进程的运用。此外，阿尔斯通要求整厂共同的计划。“咱们在寻觅一个实时且具有承认性的网络以能够使得咱们的会集进程经过散布的I/O来完结。”Potier如是提到。阿尔斯通的体系专家们罗列出体系的需求后，杂乱的决议计划进程继续了几个月的时刻，工程师们选用一个优先等级矩阵来对不同的契合条件的总线体系进行长处和缺陷的比较剖析，权衡利弊，阿尔斯通终究挑选了Ethernet POWERLINK及ProfiNet-IRT，这两个总线满意了一切的需求及所希望的高速率，因为ProfiNet IRT那时候没有正式在商场发布，真实的挑选就很清楚了。
POWERLINK前史
POWERLINK是由一家奥地利操控技能制造商—贝加莱（B&R）在2001年开发的。贝加莱的方针是经过在IEEE802.3规范以太网协议的扩展在微秒级上完结实时数据传输。
POWERLINK关于其它的开发者而言是敞开的，在2002年，它由一个民主敞开的EPSG安排领导，2003年，EPSG表决经过POWERLINK V2技能规范，它最重要的扩展是规范化了根据CANopen规范界说的机制的运用接口。
POWERLINK
POWERLINK的要害特性在于对网络上设备的时钟办理，不像规范以太网体系，在那里，传输速度依赖于数据量，POWERLINK扩展性选用了时刻槽的办法，这能够保证数据交换的同步性，为了使得数据传输同步，运用了整个带宽并且阻挠了数据抵触，在一个POWERLINK总线内的设备被指使了办理节点（MN）功用，而一起一切其它设备则扮演一个受控节点（CN），MN经过在一个时钟循环内发送恳求（Poll 恳求帧，PR eq）,包含一个呼应帧（PR es）给一切的受控节点，来界说一切设备同步的时钟脉冲并操控数据通信。因为以太网是一个播送体系，一切的网络节点能够接纳数据，一个POWERLINK循环由四个周期构成，在“发动”周期，MN发送循环帧发动（SoC）给一切CN使得设备同步。
循环的同步数据交换在第二个周期（循环周期）内产生，下面的”非同步周期”使得非实时数据传输得以完结。一个”闲暇”周期完结了整个循环，因为时刻槽办法阻挠了不同设备一起发送数据，在网段内HUB的数量不受约束，这答使用户完结恣意拓扑结构，在恣意一个网段，各自的MN能够被指使多达240个受控节点，更多的POWERLINK优势在于这个根据软件完结办法及已存的规范化，一个循环由实时Poll恳求和Poll呼应的实时脉冲及用于传输非实时数据的非实时脉冲构成。
经过其它安排的作业，在这个范畴供给了许多优势，咱们现已在冗余技能方面积累了丰厚的经历，咱们能够定位咱们公司的开发前瞻性并且给予高可用性规范化巨大贡献。
解决计划
Alstom冗余形式是依照如下规划的：两个或更多的冗余办理节点（RMN）在网络层次的顶端，只要一个作为自动办理节点AMN，其它坚持Stand-by（SMN）状况并扮演一个受控节点。SMN和CN的仅有不同在于SMN继续的监控一切网络及CN功用，在紧迫情况下，这能使得SMN具有AMB功用作为网络内的一个RMN，每个RMN有必要能够装备一切网络设备，其它RMN也不破例。这个冗余形式答应一个大规模的拓扑办法。RMN能够经过HUB拜访一个简略的网络层，一个可行的规划是将RMN和CN放在一个环形内，封闭了网络结构内，第三个对阿尔斯通有利的方面包含冗余数据线，能够维护总线不仅在MN失效，并且在总线电缆失效和毛病的情况下运转。
网络办理状况
阿尔斯通的开发者们有必要进行许多针对网络状况的改动，以能够使得体系集成多个冗余办理站，因为POWERLINK开端只答应对一个MN进行操作，网络办理站NMT是一个根据CAN Open的监测及操控服务。每个网络设备有一个NMT状况机器，这能够供给从MN的NMT主站取得恳求及操作状况信息，界说了四个状况分别是，初始化，预操作，可操作和中止，在初始化阶段，不答应设备发动并且激活网络，在预操作阶段，设备对网络参数进行同步，可是还不能开端传输数据，可操作表明单元彻底可操作的，中止意味着设备从网络断开，只承受一个NMT指令，为了冗余操作，MN能够在任何时候承当操控功用，编程者添加一个第五状况（Stand By）给NMT状况机器，在预操作阶段，RMN查看总线状况，假如没有相关的信号被侦测到，它就切换到激活形式，并且扮演一个AMN功用，假如RMN检测到网络活动，它就会在操作形式切换到等候形式，可是将会以一个规范CN进入体系。
衔接挑选器
除了仓库替换，阿尔斯通的专家们开发了衔接挑选器，这个立异使得网络能够对冗余数据线进行操作。与HUB类似，它衔接了数据行输入和受控节点，扮演了一个相关操作者的人物，并且将信号输送线与CN相连，假如一个线路中止，开关切换到另一个。电缆断掉也能经过衔接挑选器发送信息来定位。
运用
在完结一切形式及技能开发后，阿尔斯通进入一个仿真阶段，在阿尔斯通的工业化装置中，体系是否能够习惯特别进程有必要经过根据计算机形式进行验证。重中之重，仿真承认咱们的开端估量，这展示了100Mbps以太网足以满意数据负载的要求。成果是，咱们发明了丰厚的特别进程，并测试了在这些情况下的体系功用，Potier描绘了这个绵长的仿真阶段，咱们不能在承认之前投入操作，除非它如咱们所愿的那样作业。
成果
阿尔斯通为成果所鼓动，咱们现在有了一个现场网络能够满意咱们一切的要求，体系有一个十分明晰的层次，其它长处在于它支撑热插拔，关于衔接附加设备到体系里无需任何装备方面的尽力，此外，咱们能够轻松的集成网络装备到工程规划的东西中去，因为POWERLINK是一个根据CAN Open的网络，可是最重要的工作在于这个体系归于咱们，咱们知道开发的进程，有一切能够进入的资源在需求时进行更深化的开发，新的功用将被在EPSG规范并且是敞开给任何人的。
阿尔斯通为水电、燃气、燃煤、等使用各类动力资源的发电厂供给交钥匙整合电厂计划、设备和相关服务。
阿尔斯通
展望
POWERLINK技能的敞开和快捷现已给了阿尔斯通的专家们下一步的主意，第一步履行POWERLINK现已成功，咱们现在开端集成POWERLINK到咱们的一切产品规模中去，下一步，将选用POWERLINK Safety技能，这能够使得SIL 3 运用于机器和工厂维护，安满是一个EPSG新的开发方向，它规则了在操控失效下的网络紧迫封闭办法，并且，咱们现已在考虑集成衔接操控器在操控器内，另一个潜在的项目是开发网络时刻戳来与GPS时钟同步，在往后的研制进程中，会有更多的或许。
