[發明專利]用于在冗余的自動化系統中同步地執行程序的方法

無效

• 申請號: 201310010113.5
• 申請日: 2013-01-10
• 公開（公告）號: CN103207596A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 弗里茨·哈姆森;克里斯蒂安·維斯
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

技術領域

本發明涉及一種用于在冗余的、包括至少兩個子系統的自動化系統中同步地執行程序的方法，其中，基于至少一個對于執行程序中的一個程序的請求啟動調度過程，并且在該調度過程期間決定，是否在子系統中的每一子系統上執行這一個程序。此外，本發明還涉及一種冗余的、包括至少兩個子系統的、適合執行該方法的自動化系統。

背景技術

從2011年版西門子-目錄ST70第6章中已知了一種冗余的、包括兩個子系統的自動化系統，該自動化系統設計用于同步地執行程序。為此，自動化系統設有一些設備，這些設備基于事件首先決定必須啟動哪個程序，以恰當地對事件作出反應。對于這種情況而言，即例如在執行程序期間，某一事件以待控制的技術過程的等候處理的警報的形式施加在自動化系統的報告入口上，則通常使運行中的程序停在等待點上，并且啟動設計用于分析警報并引入排除造成警報的原因的措施的程序。此外，為了能夠滿足對于冗余的、或具有高度可使用的自動化系統的要求，需要同步執行該程序。

必須定期地使這類“事件同步的”、包括兩個或者多個子系統的自動化系統同步，這意味著，必須按時地使這些子系統同步。由此保證這些子系統中的一個系統的失效不會起到妨礙待控制的過程的作用，這是因為其它子系統能夠繼續執行或處理其相應的控制程序的相應部分，或者執行或處理該控制程序的相應部分。后面將程序既理解為這樣的程序，也將程序理解為子程序、程序的一部分、任務（Task）、線程（Thread）、組織模塊、功能模塊或者其它合適的、用于實現自動化功能的程序碼，其中，自動化系統的程序通常分成多個優先級，并且根據它所分配的優先權來處理以及執行。

對于這種情況而言，即例如在第一子系統上出現的事件不與包括兩個子系統的自動化系統的第二子系統同步，并且在通過第一子系統處理事件后，該子系統失效，則待控制的技術過程的運行可能受到妨礙；因為第二子系統運行-沒有對事件的認識-不同于第二子系統在認識事件的情況下會運行的、代表程序的執行順序的另一個程序路徑，并且該另一個程序路徑也是必要的，用于不妨礙所述的待控制的技術過程的運行。

同樣地對于該情況而言，即例如在子系統中的一個子系統上出現的事件只能夠本地地在這一個子系統上處理，則也必須使其它子系統在程序的執行或處理方面同步。例如可能出現這種情況，即在所有的子系統上能夠同步地執行另一個程序之前，在第一子系統上基于在第一個子系統上出現的事件必須首先執行程序，以運行和/或控制該第一子系統的端口。在第一子系統上處理用于運行或者控制端口的程序期間，處理其它子系統上的其它程序可能導致在待控制的技術過程的運行方面的故障，也就是說，這將損害事件同步性并且因此必須停止。

自動化系統的程序被-如前所述-分為多個優先等級并且根據它所分配的優先權來處理或執行。其中，程序的處理或執行過程中的變化必須在自動化系統的所有子系統上同步，并且此外還應決定，哪個程序將是下一個待處理或待執行的程序，這在后面被稱為調度（Scheduling），其中該調度在調度過程（Scheduling-Durchlauf）期間進行。對于這種情況而言，即例如在第一子系統上執行第一程序期間出現請求執行更高優先等級的第二程序的事件，則通常使該事件同步，使第一程序在所有的子系統上在程序停止點上中斷并且在所有的子系統上執行更高優先等級的第二程序。

但是，如果例如因為臨時的故障存在多個高優先級的事件，它們將需要持續地執行更高優先等級的第二程序，那么在順利的總過程的意義上必要的是，也以規律的間隔執行低優先級的第一程序；這是因為例如可能出現這樣的情況，即否則將不再能夠訪問連接在第一個子系統的端口或者多個子系統的端口上的外圍設備，或者取消與通信伙伴的連接。這意味著，在這種情況下損害了調度的“公平性（Fairness）”，并且此外，如果低優先級的第一程序僅以不規律的間隔執行，則調度的決定性將受到損害。

發明內容

本發明的目的因而在于，說明一種開頭所述類型的方法，該方法使所有程序根據它們的優先權都能夠在程序執行中占有公平的和決定性的份額。此外還能夠提出一種適合實施該方法的自動化系統。

本發明在方法方面通過權利要求1的特征部分中說明的措施實現，在關于自動化系統的方面通過權利要求4的特征部分中說明的措施實現。