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🔌 BS EN 62439 系列是英国标准协会(BSI)对欧洲标准 EN 62439 的英国实施版本,其技术内容与国际电工委员会标准 IEC 62439 完全一致,覆盖了工业通信网络中的高可用自动化网络(High availability automation networks)技术。该系列由 CENELEC 技术委员会(工业通信:过程测量与控制,含现场总线,对应英国技术委员会 AMT/7)负责起草,是过程控制、轨道交通、电力自动化以及智能制造领域构建”零停机”工业网络的关键标准依据。它取代了早期版本 EN 62439:2008 的部分内容,并随着工业以太网冗余技术(如并行冗余协议 PRP 与高可用无缝冗余协议 HSR)的普及不断更新。
整个系列由多个相互关联的分册组成,每一分册针对不同的冗余机制与计算方法作出规定。根据该系列目前发布的英国/欧洲标准版本,主要包括以下分册:
| 分册 | 版本 | 主题内容 |
|---|---|---|
| BS EN 62439-1:2010+A1:2012 | 2010 发布,2012 修订 | 通用概念与计算方法(General concepts and calculation methods) |
| BS EN 62439-3:2012 | 2012 | 并行冗余协议 PRP 与高可用无缝冗余协议 HSR |
| BS EN 62439-4:2010+A1:2012 | 2010 发布,2012 修订 | 跨网络冗余协议 CRP(Cross-network Redundancy Protocol) |
| BS EN 62439-7:2012 | 2012(2015 确认) | 面向环形拓扑等场景的冗余机制扩展 |
该系列标准归属于 ICS 25.040.40(工业过程测量与控制)、35.040(字符集与信息编码)及 35.110(网络技术)等分类。根据标准前言的规定,英国在其编制过程中的参与工作由技术委员会 AMT/7 承担,各部分的英国实施版均与对应 IEC 文本保持一致,修订内容以增补标记(如 IEC 增补 1 的标记)在正文中标出。
BS EN 62439-1:2010+A1:2012 是该系列的基础性文件,它建立了高可用自动化网络的通用概念、术语体系与数学计算框架,为后续各协议分册提供了统一的评价语言。其核心内容包括:
这一部分的计算方法并不依赖具体协议实现,因此既适用于 PRP、HSR 等本系列规定的协议,也可用于评估其他网络架构的可用性水平,是进行网络可靠性设计时必须首先阅读的文档。
BS EN 62439-3:2012 是这一系列中应用最广、影响最大的分册,它定义了两种互为补充的无缝冗余协议:
PRP 的基本思路是让每个节点通过两个独立的端口,同时连接到两个互不相关的局域网络(LAN A 与 LAN B)。发送方在每个帧的末尾附加一个冗余控制尾(RCT,Redundancy Control Trailer),并将同一帧通过两个网络并行发送;接收方收到第一份正确的帧即交付上层协议栈,对重复到达的第二份帧予以丢弃。由于两个网络完全独立,任何单一网络发生故障都不会造成帧丢失,切换时间为零。
HSR 面向环形拓扑的高速网络设计,所有节点串接在一个环形网络上,节点同时向环的两个方向发送彼此的帧。环网中的任一链路断开后,帧仍可通过另一方向到达目的地,同样实现零切换时间的无缝冗余。HSR 无需额外的冗余网络布线,特别适合车内、机柜内等布线空间受限的场景,常用于变电站自动化(符合 IEC 61850 的要求)与轨道交通车辆网络。
BS EN 62439-4:2010+A1:2012 规定了跨网络冗余协议 CRP(Cross-network Redundancy Protocol)。CRP 适用于由多个子网络通过网桥或网关互联构成的复杂网络,其作用是在不同子网之间建立冗余路径,从而在网络间链路或中间网桥发生故障时依然保持端到端通信。2012 年的增补(A1)对第 8.4.1.1 条及表 7 的内容作了修改,进一步完善了 CRP 在特定拓扑下的行为描述与参数取值。与 PRP、HSR 相比,CRP 更多用于”网络与网络之间”的冗余,适用于分布式控制系统中多子网并存、且要求跨子网故障隔离的场景。
此外,购置设备时应要求供应商提供符合 BS EN 62439 相关分册的符合性声明与试验报告,尤其是 PRP/HSR 节点的冗余控制尾(RCT)格式、SAN(单接入节点)与 DAN(双接入节点)行为等关键实现细节,必须与标准规定一致。