工业以太网以其低成本、高传输速率、开放性好的特点,在工业控制领域得到了越来越广泛的应用。传统的工业以太网往往依据生成树协议构建的网络拓扑来应对网络结构变化,但是由于生成树协议的故障脆性,从而导致网络结构的重构/恢复慢。因此,往往难以适应核电、电网和交通运输等高可靠性工业应用的要求。本文在分析能够对网络故障进行快速检测/恢复的冗余协议(介质冗余协议)基础上,设计了两种新的环网冗余技术:多主站环网冗余技术、互连环网冗余技术。并完成了这两种环网冗余技术软件程序实现和基于以太网交换机的功能测试。本论文主要研究内容有:1.设计多主站环网冗余技术,用以解决单主站冗余协议存在的网络风险集中的问题。提出采用优先级选举算法作为冗余环网中的多主站调度机制。设计用于实现优先级选举算法的协议帧和多主站环网冗余技术的状态机。对优先级选举算法收敛性进行仿真分析,推导出主站选举时间、网络故障恢复时间的计算公式。2.设计互连环网冗余技术,用于环网之间的互连通信。完成互连环网冗余技术的网络拓扑结构、协议帧格式及类型、主/从站工作方式和协议状态机的设计工作。推导出其网络故障恢复时间计算公式。3.完成上述两种环网冗余技术基于某国外公司软件开发工具包的软件程序开发。编程实现了TL-SG3210型交换机基于VxWorks操作系统的基本功能。并在该硬件平台上对多主站环网冗余技术和互连环网冗余技术软件程序做了初步的功能性测试。