[發(fā)明專利]模塊式工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備和模塊式工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備配置方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710545329.X
• 申請(qǐng)日: 2017-07-05
• 公開（公告）號(hào): CN107592263B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 哈拉爾德·阿爾布雷希特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號(hào): H04L12/751
• 分類號(hào): H04L12/751;H04L12/771;H04L12/24
• 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: 余剛;李慧

為了配置具有中央單元和至少一個(gè)分別包括路由器模塊和路由配置單元的通信模塊的模塊式工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備，路由配置單元將存儲(chǔ)在它的路由表中的路由信息傳輸給其他路由器模塊的路由配置單元。路由配置單元根據(jù)從其他路由器模塊的路由配置單元接收的路由信息在到分配給其他路由器模塊的IPv4子網(wǎng)的路由方面、在默認(rèn)網(wǎng)關(guān)方面并且在相對(duì)應(yīng)的路由器模塊與背板總線系統(tǒng)的連接方面更新分配給其的路由表。

技術(shù)領(lǐng)域

工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)用于監(jiān)控、控制和調(diào)節(jié)技術(shù)流程，尤其是在制造、加工和建筑自動(dòng)化領(lǐng)域，并且實(shí)現(xiàn)控制裝置、傳感器、機(jī)床和工業(yè)設(shè)備的如下運(yùn)行，這種運(yùn)行要盡可能獨(dú)立地并且不依賴人工干涉地實(shí)現(xiàn)。在此具有重要意義的是，實(shí)時(shí)提供監(jiān)控功能、控制功能和調(diào)節(jié)功能。

背景技術(shù)

工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)備或者計(jì)算機(jī)單元之間的通信連接的干擾可能會(huì)導(dǎo)致不利地重復(fù)對(duì)服務(wù)請(qǐng)求的傳輸。尤其是未傳輸?shù)幕蛘呶赐暾麄鬏數(shù)男畔⒖赡芊恋K工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)過渡到或者停留在安全的運(yùn)行狀態(tài)，并且可能導(dǎo)致工業(yè)設(shè)備的故障。生產(chǎn)設(shè)備的故障經(jīng)常導(dǎo)致高成本的生產(chǎn)停滯。工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的一個(gè)特別的問題來源于報(bào)告交換具有比較多、卻相對(duì)較短的、要實(shí)時(shí)傳輸?shù)膱?bào)文。由此加劇了以上問題。

由申請(qǐng)?zhí)枮镋P15185045.0的較早的歐洲專利申請(qǐng)中已知一種工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的模塊式控制器，它包括中央單元和至少一個(gè)相應(yīng)具有一個(gè)集成的路由器的通信模塊。為了配置這種模塊式控制器，第一路由器的路由器配置單元檢測另一個(gè)路由器的可提供的路由器功能和所分配的優(yōu)先級(jí)值。第一路由器具有用于與上級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)連接的、拓展的路由器功能。第二路由器包括用于與下級(jí)的現(xiàn)場層面分網(wǎng)連接的、受限的路由器功能。在存在其他的第一路由器的情況下，第一路由器的路由器配置單元分別借助優(yōu)先級(jí)值檢查，哪一個(gè)第一路由器分配有最高的優(yōu)先級(jí)值。具有最高優(yōu)先級(jí)值的第一路由器被配置作為用于與上級(jí)的通信網(wǎng)絡(luò)連接的上級(jí)路由器。

在EP2913727A1中公知一種具有背板總線系統(tǒng)和多個(gè)連接到背板總線系統(tǒng)的功能模塊的模塊式工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。功能模塊分別包括通信網(wǎng)絡(luò)適配器、用于執(zhí)行通信協(xié)議棧的協(xié)議功能單元和鏈接到通信網(wǎng)絡(luò)適配器的MAC橋接元件。此外還設(shè)置有連接到背板總線系統(tǒng)的路由器模塊，它包括通信網(wǎng)絡(luò)適配器、鏈接到通信網(wǎng)絡(luò)適配器的、用于執(zhí)行路由器通信協(xié)議棧的路由器功能單元、和分別對(duì)于每個(gè)功能模塊的一個(gè)虛擬通信網(wǎng)絡(luò)適配器。虛擬通信網(wǎng)絡(luò)適配器通過背板總線系統(tǒng)將路由器功能單元鏈接到相應(yīng)功能模塊的MAC橋接元件。只有路由器模塊的通信協(xié)議棧包含路由功能。信息借助目標(biāo)-MAC-地址繼續(xù)傳遞。

EP2988465A1涉及一種用于經(jīng)由模塊式控制器的背板總線將IP數(shù)據(jù)包從模塊式控制器的第一自動(dòng)化模塊傳輸?shù)侥K式控制器的第二自動(dòng)化模塊的方法。在此，IP數(shù)據(jù)包包括報(bào)頭區(qū)域和數(shù)據(jù)區(qū)域。由存在于第一自動(dòng)化模塊中的IP數(shù)據(jù)包創(chuàng)建運(yùn)輸數(shù)據(jù)包。運(yùn)輸數(shù)據(jù)包包括IP數(shù)據(jù)包的報(bào)頭區(qū)域的數(shù)據(jù)選擇和IP數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)區(qū)域。運(yùn)輸數(shù)據(jù)包經(jīng)由背板總線傳輸?shù)降诙詣?dòng)化模塊。然后從運(yùn)輸數(shù)據(jù)包重建IP數(shù)據(jù)包。

在US2004/0114591A1中描述了一種可編程邏輯控制器，它包括一個(gè)背板總線系統(tǒng)以及連接到該背板總線系統(tǒng)的模塊，它們借助因特網(wǎng)通信協(xié)議(IP)經(jīng)由背板總線系統(tǒng)進(jìn)行通信。在這里，每個(gè)模塊都有自己的IP地址。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明基于以下目的，實(shí)現(xiàn)一種能夠低耗費(fèi)地進(jìn)行配置的模塊式工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備，它使得能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)連接著自動(dòng)化設(shè)備的分網(wǎng)之間的路由，以及提供用于配置模塊式工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的合適方法。

根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)化設(shè)備包括用于處理控制程序的中央單元和至少一個(gè)通信模塊以及設(shè)置作為IPv4子網(wǎng)的背板總線系統(tǒng)。中央單元和至少一個(gè)通信模塊經(jīng)由背板總線系統(tǒng)相互連接，并且中央單元和至少一個(gè)通信模塊分別具有用于執(zhí)行包含網(wǎng)路層功能的通信協(xié)議棧的路由器模塊。通過路由器模塊執(zhí)行的通信協(xié)議棧優(yōu)選地是IP堆棧，尤其是TCP/IP堆棧或UDP/IP堆棧。