[發明專利]控制系統、控制計算機以及用于運行控制系統的方法

有效

• 申請號: 200980118830.1
• 申請日: 2009-05-26
• 公開（公告）號: CN102037419A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 阿克塞爾·保爾斯伯格
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G05B19/05
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 謝強

技術領域

本發明涉及一種控制系統，所述控制系統包括：為數據交換而提供有至少一個外圍設備的控制計算機，和與該控制計算機通過通信通道連接并設計為用于承擔控制計算機的功能性的至少部分的至少一個另外的控制計算機。

背景技術

這樣的控制系統例如從已公開的國際專利申請WO?02/01305?A1中已知。該專利申請描述了冗余的控制系統，其中，外圍設備既連接在第一控制計算機又連接在第二控制計算機上。兩個控制計算機同步地執行相同的控制程序，其中為將二者同步提供了具有冗余耦合形式的通信通道。只要在控制系統方面識別到兩個控制計算機之一的故障時，則進行向另一個控制計算機的切換，該另一個控制計算機然后直接承擔與外圍設備的數據交換。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，給出特別簡單并且同時防止故障的控制系統。

根據本發明，該技術問題通過前述類型的控制系統解決，其中，控制計算機設計為在其部分故障的情況中將由另外的控制計算機通過通信通道接收的數據傳遞到外圍設備，和/或將由外圍設備接收的數據通過通信通道傳遞到另外的控制計算機。

根據本發明的控制系統提供了可省略控制計算機的冗余設置的優點。這通過如下方式實現，即將控制計算機設計為使得它即使在其部分故障的情況中也可用于傳遞數據。這實現了由另外的控制計算機承擔故障的控制計算機的功能性，即處理功能，而不為此要求外圍設備的直接連接或外圍設備在另外的控制計算機上的連接。因此省略了外圍設備或多個外圍設備在多個控制計算機上的相應連接的必要性。

冗余控制系統例如已知為所謂的2x2v2系統，其中可使用兩個獨立的安全的2v2系統，即兩個分別分開的二通道系統。與之相比，根據本發明的控制系統需要更少的部件，由此節約了費用和成本。但同時其中控制系統的防止故障性保持不受影響。

優選地，根據本發明的控制系統改造為使得另外的控制計算機與至少一個外圍設備相關聯，并且另外的控制計算機為數據交換提供有另外的外圍設備。這提供的優點是另外的計算機自身可用于與至少一個另外的外圍設備進行數據交換并且可用于控制所述至少一個另外的外圍設備。這意味著，在控制計算機部分故障的情況中，另外的控制計算機除其實際的任務之外還承擔了所述控制計算機的功能性或至少部分該功能性。其優點是為與該至少一個另外的外圍設備交換另外的數據，不要求附加的控制計算機。

原則上，控制計算機可以是任意構造并且任意結構的計算機。這例如包括任意的硬件配置和操作系統。在根據本發明的控制系統的另外的特別優選的實施形式中，控制計算機是多通道的安全的計算機。這具有如下優點，即例如在2v2計算機的一個通道故障時，雖然無故障的通道單獨不再能保證安全的處理，但此通道此外仍可用于傳遞數據，即數據路由。連接在控制計算機上的外圍設備或多個外圍設備的該實際控制在此通過無故障的優選地同樣多通道安全的另外的控制計算機進行。

在優選的實施形式中，根據本發明的控制系統構造為使其設計為通過控制計算機從另外的控制計算機向外圍設備和/或通過控制計算機從外圍設備向另外的控制計算機進行防損壞的安全數據傳輸。這是有利的，因為對于安全相關的應用，以此實現了對于所傳輸的數據的完整性的檢查。例如，如果控制計算機的一個通道發生故障，則不可排除，現在唯一地用于傳遞或通行數據的剩余的無故障通道因另外的未發現的故障而使經其傳遞的數據可能受損。使用前述的根據本發明的控制系統的優選實施形式，現在實現了在外圍設備方面和/或另外的控制計算機方面識別相應的損壞，并且可采取相應的措施，例如具有如下形式的措施：丟棄所傳輸的數據，重復數據傳輸，和/或輸出錯誤信號。損壞的識別可例如通過分析所傳輸的數據的(例如按照Hash值形式的)簽名進行。