[發(fā)明專利]用于運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)的方法和網(wǎng)絡(luò)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110228952.5
• 申請(qǐng)日: 2011-08-10
• 公開（公告）號(hào): CN102402212A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 赫伯特·巴特爾;賴納·格里斯鮑姆;恩里科·拉姆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 吳孟秋;李慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)的方法，該網(wǎng)絡(luò)具有兩個(gè)控制設(shè)備和至少一個(gè)外圍設(shè)備，本發(fā)明還涉及這樣一種網(wǎng)絡(luò)。

背景技術(shù)

為了控制生產(chǎn)設(shè)備和類似設(shè)備，以公知的方式使用的是那些通常基于所謂的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)。為了避免發(fā)生網(wǎng)絡(luò)失靈或者甚至發(fā)生可能由于生產(chǎn)設(shè)備失控而造成的事故以至于造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，在此具有重大意義的是，要確保網(wǎng)絡(luò)和其組件的特別高的可用性。因此，通常提供兩個(gè)冗余控制設(shè)備，分別用其中一個(gè)作為激活的控制設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)的其余組件發(fā)送控制信號(hào)，其中，另一個(gè)控制設(shè)備用作后備控制設(shè)備，并且僅僅在第一個(gè)控制設(shè)備發(fā)生故障時(shí)才承擔(dān)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制的任務(wù)。

在設(shè)備復(fù)雜的情況下重要的是，讓后備控制設(shè)備也在任何時(shí)候獲知設(shè)備的狀態(tài)，從而在主控制設(shè)備失靈時(shí)能夠無縫地承擔(dān)控制的任務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，在控制設(shè)備之間發(fā)生同步作用。此外，后備控制設(shè)備還可以通過同步來確認(rèn)主控制設(shè)備是否還是激活的。

然而在此存在以下問題，即，當(dāng)控制設(shè)備之間的同步失靈時(shí)，后備控制設(shè)備不能確定，是否真的是主控制設(shè)備失靈還是僅僅同步失靈。如果主控制設(shè)備在同步失靈時(shí)還是激活的，那么后備控制設(shè)備不需要試圖承擔(dān)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制的任務(wù)，這是因?yàn)榉駝t兩個(gè)控制設(shè)備可能向網(wǎng)絡(luò)的組件發(fā)送相互矛盾的控制信號(hào)。這樣一來，網(wǎng)絡(luò)可能進(jìn)入一種未定義的狀態(tài)，這同樣可能導(dǎo)致設(shè)備失靈或者甚至導(dǎo)致?lián)p壞設(shè)備。因此，通常在兩個(gè)控制設(shè)備之間冗余地設(shè)計(jì)有同步裝置和同步線路。

但是，這樣以不利的方式增加了這種網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)成本。此外，在一個(gè)冗余的同步線路或者同步裝置中也可能發(fā)生這種情況，即，主控制設(shè)備仍是激活的，而與此同時(shí)，兩個(gè)同步線路或者同步裝置失靈。在這種情況下也再次出現(xiàn)以下問題，即，兩個(gè)控制設(shè)備可能同時(shí)試圖承擔(dān)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

因此本發(fā)明的目的是，提供開頭所述類型的一種方法以及一種網(wǎng)絡(luò)，它們使得具有兩個(gè)控制設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)能夠特別可靠地并且無沖突地運(yùn)行。

該目的通過一種具有權(quán)利要求1所述特征的方法以及通過一種具有權(quán)利要求11所述特征的網(wǎng)絡(luò)得以實(shí)現(xiàn)。

在這樣一種用于運(yùn)行具有兩個(gè)控制設(shè)備和至少一個(gè)外圍設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)的方法中，每個(gè)控制設(shè)備相關(guān)于外圍設(shè)備或處于激活運(yùn)行狀態(tài)中或處于空閑運(yùn)行狀態(tài)中，在激活運(yùn)行狀態(tài)中會(huì)向外圍設(shè)備發(fā)送控制指令，而在空閑運(yùn)行狀態(tài)中不會(huì)向外圍設(shè)備發(fā)送控制指令。這些控制設(shè)備在此相關(guān)于外圍設(shè)備總是處于分別不同的運(yùn)行狀態(tài)中。換句話說，其中一個(gè)控制設(shè)備相關(guān)于外圍設(shè)備總是作為主控制設(shè)備起作用，而另一個(gè)控制設(shè)備承擔(dān)后備功能。此外，這些控制設(shè)備中的相關(guān)于外圍設(shè)備處于激活運(yùn)行狀態(tài)中的那個(gè)控制設(shè)備以規(guī)律的間隔向另一個(gè)控制設(shè)備發(fā)送同步信號(hào)。由此就確保了兩個(gè)控制設(shè)備處于相同的內(nèi)部狀態(tài)中，從而當(dāng)在激活運(yùn)行狀態(tài)中工作的控制設(shè)備失靈時(shí)，另一個(gè)控制設(shè)備能夠無縫地承擔(dān)控制外圍設(shè)備的任務(wù)。

此外，這些控制設(shè)備中的相關(guān)于外圍設(shè)備處于激活運(yùn)行狀態(tài)中的那個(gè)控制設(shè)備還以規(guī)律的間隔向外圍設(shè)備發(fā)送同步信號(hào)。該外圍設(shè)備于是能夠不取決于另一個(gè)控制設(shè)備就確認(rèn)，當(dāng)前激活的主控制設(shè)備是否仍然能夠起作用，為此，它會(huì)控制激活信號(hào)的有規(guī)律的接收情況。這可以被用來避免兩個(gè)控制設(shè)備意外地被同時(shí)激活。此外，如果在一個(gè)預(yù)定時(shí)間段內(nèi)沒有由激活的控制設(shè)備接收到至少一個(gè)同步信號(hào)，那么相關(guān)于外圍設(shè)備處于空閑狀態(tài)的那個(gè)控制設(shè)備就檢查外圍設(shè)備是否在另一個(gè)預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)從在激活運(yùn)行狀態(tài)中的控制設(shè)備那里接收到激活信號(hào)。處于空閑運(yùn)行狀態(tài)中的控制設(shè)備就可以確定，沒有接收到至少一個(gè)同步信號(hào)是因?yàn)樘幱诩せ钸\(yùn)行狀態(tài)中的控制設(shè)備失靈還是僅僅因?yàn)閮蓚€(gè)控制設(shè)備之間的同步失靈。

如果在這次檢查中發(fā)現(xiàn)，即外圍設(shè)備在另一個(gè)預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)實(shí)際上接收到了來自處于激活運(yùn)行狀態(tài)中的控制設(shè)備的激活信號(hào)，那么控制設(shè)備就保持在其空閑運(yùn)行狀態(tài)中，這是因?yàn)榧せ畹目刂圃O(shè)備仍然能夠起作用，并且僅僅是同步失靈。但是，如果外圍設(shè)備在另一個(gè)預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)沒有接收到來自激活運(yùn)行狀態(tài)中的控制設(shè)備的激活信號(hào)，那么處于空閑運(yùn)行狀態(tài)中的控制設(shè)備就可以轉(zhuǎn)換到激活運(yùn)行狀態(tài)中，因?yàn)楝F(xiàn)在明確了，同步信號(hào)的消失實(shí)際上是因?yàn)樘幱诩せ钸\(yùn)行狀態(tài)中的控制設(shè)備失靈。由此可靠地避免兩個(gè)控制設(shè)備同時(shí)轉(zhuǎn)換到激活運(yùn)行狀態(tài)中并且由此引起外圍設(shè)備中發(fā)生沖突。同時(shí)在這種方法中可以放棄在控制設(shè)備之間冗余地設(shè)計(jì)對(duì)同步信號(hào)的傳輸，從而可以成本特別低廉地安裝一種用于執(zhí)行這個(gè)方法的網(wǎng)絡(luò)。