專利名稱：帶有幾個(gè)站的通信網(wǎng)及其運(yùn)行過(guò)程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有幾個(gè)站以及連接這些站的總線的通信網(wǎng)。
這些通信網(wǎng)被用來(lái)連接，例如，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性有很高要求的控制中心和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)終端。例如，EN54標(biāo)準(zhǔn)要求所謂的故障安全能力，這意味著在電纜出現(xiàn)斷路或短路時(shí)必須顯示報(bào)警，以及如果在連接電纜中出現(xiàn)短路或開(kāi)路，通信只在相當(dāng)短的時(shí)間間隔內(nèi)中斷。
本發(fā)明的目的在于給出能滿足這些要求的通信網(wǎng)，并且其中對(duì)上述的這種干擾，一方面可識(shí)別出來(lái)，以及另一方面可在短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)予以消除。
按照本發(fā)明的通信網(wǎng)，其特點(diǎn)為總線被布線成環(huán)狀，它可在任一點(diǎn)處斷開(kāi)，且在終端接以電阻，每一站分配兩個(gè)用于斷續(xù)到相鄰站的連接的兩個(gè)繼電器，每個(gè)繼電器配置兩個(gè)電阻，此電阻在繼電器處在斷開(kāi)位置構(gòu)成端接電阻。
進(jìn)一步地，本發(fā)明涉及所述通信網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程，網(wǎng)站通過(guò)總線不斷地互相通信，并且周期性地發(fā)出站識(shí)別信息。
按照本發(fā)明的處理過(guò)程，其特點(diǎn)為在一個(gè)站出故障時(shí)-以不存在站識(shí)別信息指示-所有站的兩個(gè)繼電器被切換為開(kāi)路位置，這樣所有連接都斷開(kāi)，為了識(shí)別故障線段，網(wǎng)站藉交替地切換繼電器及發(fā)送消息來(lái)測(cè)試連接情況，要被切換的繼電器的選擇和進(jìn)行測(cè)試連接的時(shí)間間隔的選擇以隨機(jī)方式實(shí)行，而對(duì)被檢測(cè)為有故障的連接，藉將其相鄰的繼電器切換成斷開(kāi)以使其與網(wǎng)絡(luò)隔開(kāi)。
這樣，按照本發(fā)明的通信網(wǎng)受保護(hù)而不被中斷(線路上的短路或斷開(kāi))，且不需要用于對(duì)這類故障進(jìn)行檢測(cè)的特別的短路或斷路檢測(cè)硬件。運(yùn)行此通信網(wǎng)的程序是基于所述的這類故障會(huì)造成通信失敗的基本知識(shí)，因而站識(shí)別信息不再被從有關(guān)站接收到。為了確定故障的位置，允許通過(guò)繼電器斷開(kāi)連接而使總線癱瘓，以致于各個(gè)站不再互相連接?，F(xiàn)在逐步地把網(wǎng)站重新連接起來(lái)，藉此，由于逐步的過(guò)程，可檢測(cè)出故障的位置，把其相應(yīng)的連接和網(wǎng)絡(luò)分開(kāi)。
按照本發(fā)明的處理過(guò)程的第一優(yōu)選實(shí)施例，其特點(diǎn)是，為了在一個(gè)站發(fā)生故障后重建連接，它的一個(gè)繼電器進(jìn)行切換，試圖建立與有關(guān)的相鄰站的連接，且在償試成功后和該相鄰站結(jié)合在一起構(gòu)成部分網(wǎng)，以這種方式構(gòu)成的部分網(wǎng)以相同的方式成對(duì)結(jié)合在一起，以及一直重復(fù)著這些步驟，直到僅僅一個(gè)單獨(dú)的連接所有站的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)為止。
按照本發(fā)明的處理過(guò)程的第二優(yōu)選實(shí)施例，其特點(diǎn)是，為了在出現(xiàn)故障后重建連接，這些站于是檢查連接，以確定它們是能提供服務(wù)的還是有故障的，在已完成檢查的這些站中，將一個(gè)站指派為保持一個(gè)繼電器處在斷開(kāi)位置，而其它站的繼電器都為閉合連接，以及故障連接的繼電器都被置成為斷開(kāi)位置。
下面將藉助于示例性實(shí)施例和附圖，進(jìn)一步詳細(xì)地解釋本發(fā)明，其中


圖1顯示了一個(gè)站的概略表示。
圖2顯示了當(dāng)在連接電纜上出現(xiàn)故障時(shí)，這些站的動(dòng)作的概略表示。
圖3a-3c顯示了各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，圖4顯示了在故障后為建立網(wǎng)絡(luò)的第一處理過(guò)程的狀態(tài)圖。
圖5顯示用于在出現(xiàn)故障后建立網(wǎng)絡(luò)的第二處理過(guò)程的狀態(tài)事件圖，圖6，7顯示了圖5中的圖的細(xì)節(jié)。
圖1顯示了連接到帶有兩個(gè)輸入端并以兩條線1，2表示的總線的一個(gè)站S。兩個(gè)總線輸入端的每一端分別通過(guò)繼電器3a和3b被連接到站S的輸入/輸出變換器4，或者被端接以電阻5a，5a′或5b，5b′。繼電器3a和3b可在兩個(gè)位置，斷開(kāi)位置和閉合位置之間進(jìn)行切換。在斷開(kāi)位置，使連接被各個(gè)繼電器(見(jiàn)繼電器3a)斷開(kāi)或開(kāi)路，而在閉合位置，它被連接起來(lái)(見(jiàn)繼電器3b)。
對(duì)于布線成環(huán)路的網(wǎng)絡(luò)，這樣有可能配置帶有端接終端的總線，因而在完整的系統(tǒng)中，只有一個(gè)站可把其繼電器3a或3b中的一個(gè)繼電器置成斷開(kāi)位置，從而斷開(kāi)了一個(gè)連接。由于這兩個(gè)繼電器3a，3b，站S可如它所希望的那樣中斷到左邊或到右邊的總線1，2。按照該圖，連接A，也就是到左邊的連接，被中斷。
到總線的接入是按照CSMA/CD方法完成的(CSMA/CD，帶有沖撞檢測(cè)的載波檢測(cè)多路存取，它大致意味著以監(jiān)視和沖突檢測(cè)多路存取載波)。在這種方法中，希望恒定發(fā)送的一個(gè)站監(jiān)視載波以確定在其上是否有通信業(yè)務(wù)。如果不是這種情況，該站假定有發(fā)送的權(quán)利并開(kāi)始傳輸。如果在該站本身傳送期間，它檢測(cè)到線路上的信號(hào)與其發(fā)送的信號(hào)不一致，那么它就認(rèn)定出現(xiàn)沖撞并放棄傳輸。在經(jīng)過(guò)由隨機(jī)事件發(fā)生器決定的一段延時(shí)以后，才能允許重新存取線路。
如果出現(xiàn)短路或電纜斷開(kāi)形式的故障以及從而使通信中斷，那么可以藉開(kāi)啟正確的繼電器，以便確保帶有故障的線段不被使用?？偩€可以這種方式處理故障，但困難在于找到一種方法在最短的可能時(shí)間內(nèi)確定繼電器的正確位置而不需要特殊的故障探測(cè)器或故障指示器。
圖2顯示了通過(guò)線路段L互相連接的兩個(gè)相鄰站S1和S2的兩個(gè)半部，這就是從一個(gè)站S1的繼電器3b到連接B和從另一個(gè)站S2的繼電器3a到連接A。在線路段L上出現(xiàn)故障時(shí)，相鄰的兩站S1和S2分別把相應(yīng)的繼電器3b或3a置成斷開(kāi)位置。這就使連接B和A都斷開(kāi)且故障線路段與總線1，2隔離開(kāi)。總線1，2在線路段L的區(qū)域中的故障點(diǎn)處被斷開(kāi)并在站S1處端接以電阻5b′及在站S2處端接以電阻5a′。由于總線的環(huán)形布線，站S1和S2像以前一樣被連接，也就是環(huán)繞回來(lái)。
各種不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示于圖3a到3c，單獨(dú)的站S1到S3被示意性地表示。圖形說(shuō)明以這種方式來(lái)安排以便帶有現(xiàn)存的連接A、B的站只被表示為帶有線1和2的盒子以及連接到輸入/輸出變壓器，并且電阻5a或5b只是在環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)的站中才被示出。繼電器3a，3b(圖1)已被省略。
圖3a顯示了普通的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)站，此處表示了站S1，斷開(kāi)環(huán)狀網(wǎng)，且兩個(gè)末端以電阻5a和5a′端接。站S1的相應(yīng)的繼電器3a處在斷開(kāi)位置，所有其它繼電器都處在閉合位置。由在站S1和S2之間的虛線所表示的線路段L′不被使用。此不用的線段L′周期性地被轉(zhuǎn)換，以使其可能的故障可被注意。在圖3b上，不同的線路段位于站S1和S2之間；環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)的末端現(xiàn)在端接在站S1的電阻5b和5b′。在圖3c上，位于站S1和S2之間的故障線路段被站S1和S2藉分別啟動(dòng)繼電器3b和3a而從總線上移去(圖2)。在出現(xiàn)故障時(shí)，兩個(gè)繼電器總是處在斷開(kāi)位置。網(wǎng)絡(luò)被端接以電阻5b′(站1)和5a′(站2)。
每個(gè)站S周期性地，優(yōu)選地每3秒發(fā)送站識(shí)別消息給所有其它站。不存在站識(shí)別消息意味著一個(gè)站已由于故障而退出。由于沒(méi)有關(guān)于故障地點(diǎn)的數(shù)據(jù)而且這些數(shù)據(jù)也不能得到，首先嘗試著達(dá)到明確的狀態(tài)，它可優(yōu)選地藉把所有繼電器或所有站置成斷開(kāi)位置而實(shí)現(xiàn)，其結(jié)果是總線被中斷。剩下的只是不再互相連接的單獨(dú)站，然后試圖把它們?cè)龠B接在一起而故障不再包括在內(nèi)。
用于在出現(xiàn)故障后建立該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的兩方法將在下面藉助于圖4和圖5到7加以說(shuō)明，在兩種情況下都是由于不存在站識(shí)別消息而被觸發(fā)的。網(wǎng)絡(luò)建立——方法1在示于圖4的處理過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)被這樣建立以使一個(gè)站隨機(jī)地選擇其兩個(gè)繼電器3a或3b中的一個(gè)，并且在同樣的隨機(jī)時(shí)間間隔期間試圖和另一個(gè)站進(jìn)行連接。如果成功了，那么相應(yīng)的連接就處于可用狀態(tài)，且搜索站將它自己連接到新發(fā)現(xiàn)的站上，或如果是能使用的，就聯(lián)合起來(lái)構(gòu)成帶有新發(fā)現(xiàn)的站的局部網(wǎng)。如果這些已發(fā)現(xiàn)的站突然消失(丟失站識(shí)別消息)，那么連接就歸于失敗。如果什么也沒(méi)有發(fā)生，也就是不能建立聯(lián)系，連接仍是未知的且在以后再次被測(cè)試。然后開(kāi)啟另一個(gè)繼電器，試圖還在隨機(jī)時(shí)間間隔內(nèi)連接到另一側(cè)的相鄰站。
由于要被連接的兩個(gè)繼電器和用于試圖連接的時(shí)間是被隨機(jī)選取的，因此相鄰站可相當(dāng)快地互相找看對(duì)方。結(jié)果，第一步，部分網(wǎng)由兩個(gè)站構(gòu)成，其每個(gè)站就像單獨(dú)的站那樣運(yùn)行。如果在接著的步驟中這些部分網(wǎng)試圖和相鄰的部分網(wǎng)建立聯(lián)系，那么每個(gè)部分網(wǎng)的單獨(dú)站一致遵循這樣的原則，部分網(wǎng)只有一端尋找新站。如果不是這樣，那么在發(fā)現(xiàn)與新站的連接時(shí)，將不知道所做的連接是連到部分網(wǎng)的哪一端。而且也不知道兩個(gè)可能連接中的哪一個(gè)連接是良好的連接。更多的部分網(wǎng)以所述的方式被結(jié)合在一起，直到存在只有一個(gè)單個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接著所有站為止，此單個(gè)網(wǎng)絡(luò)不包含故障線路段，因?yàn)檎維1(圖3c)不能進(jìn)行連接到相鄰站S2，而且站S2也不能進(jìn)行連接到相鄰站S1。
在這些站之間進(jìn)行通信業(yè)務(wù)期間，使用了以下類型的消息“a”“我已有控制且正在啟動(dòng)我的繼電器”“b”“我的繼電器為開(kāi)路，我正放棄控制”“c”配置消息“d”返顯信息“我見(jiàn)到你并請(qǐng)求立即確認(rèn)”“e”返顯應(yīng)答，對(duì)“d”的確認(rèn)“f”“我將結(jié)束我的算法并且關(guān)機(jī)”相應(yīng)于圖4所示的示意圖的算法將在以下的編碼表中以偽碼描述。在該碼中，將列舉具有下列意義和時(shí)間間隔的不同時(shí)間名稱“Timeout”等待時(shí)間，100ms
“WTimeout”測(cè)試時(shí)間到的等待時(shí)間＜WTimeout＜230ms“BTimeout”算法結(jié)束，時(shí)間間隔約為8到10秒用于重新配置網(wǎng)絡(luò)的偽碼從Remove或接收配置消息開(kāi)始Init(起始)分開(kāi)發(fā)送配置消息到兩側(cè)斷開(kāi)兩個(gè)繼電器，等待4秒現(xiàn)在每個(gè)站知道網(wǎng)絡(luò)在重新配置把兩個(gè)連接記為“未知”，隨機(jī)地選擇起始的繼電器，信號(hào)為“a”繼續(xù)轉(zhuǎn)到測(cè)試(Test)Test(測(cè)試)設(shè)置隨機(jī)時(shí)間間隔，閉合繼電器等待New(新)，Remove(去除)或WTimeout-如果新用戶出現(xiàn)(僅僅“a”或“b”發(fā)射機(jī))；標(biāo)記連接為“OK”，繼續(xù)轉(zhuǎn)到Verify(驗(yàn)證)。
-如果先前用戶消失(僅僅“a”或“b”發(fā)射機(jī))斷開(kāi)繼電器，標(biāo)記連接為“defective”(故障)-如果我的繼電器中沒(méi)有一個(gè)是“unknown”(未知)＝＞End(結(jié)束)[等待一段短時(shí)間。等待時(shí)間Timeout]選取另一個(gè)繼電器，繼續(xù)轉(zhuǎn)到Test(測(cè)試)否則繼續(xù)轉(zhuǎn)到Unknown(未知)。Verify(驗(yàn)證)和其它站握手以驗(yàn)證它也看到我(從兩個(gè)面！等待時(shí)間Timeout)
-握手出錯(cuò)設(shè)置連接為“unknown”(未知)，繼續(xù)轉(zhuǎn)到Unknown(未知)。
-如果我的繼電器沒(méi)有一個(gè)是“unknown”＝＞End(結(jié)束)-如果我的總線地址比其它的“a”發(fā)射機(jī)的低，那么我的信號(hào)是“a”，否則是“b”。
繼續(xù)進(jìn)到Get Master。(得到主控)Get Master(得到主控)等待直到?jīng)]有人發(fā)送“a”(可能與我自己無(wú)關(guān))-如果最后的外部“a”發(fā)射機(jī)現(xiàn)在發(fā)送“b”(*第二組*)我的信號(hào)是“a”選擇“unknown”(未知)繼電器(其它繼電器優(yōu)先)，繼續(xù)轉(zhuǎn)到Test(測(cè)試)。
-如果沒(méi)有其它的“b”發(fā)射機(jī)在那里我的信號(hào)是“a”選擇“unknown”繼電器(優(yōu)先于其它繼電器)，繼續(xù)轉(zhuǎn)到Test。
-如果我的總線地址比其它的“b”發(fā)射機(jī)的低；我的信號(hào)是“a”。
選擇“unknown”繼電器(其它繼電器優(yōu)先)，繼續(xù)轉(zhuǎn)到Test。
否則繼續(xù)轉(zhuǎn)到Slave(從屬)。Slave(從屬)我的信號(hào)是“b”。我正在等待直到某人發(fā)送“a”。繼續(xù)轉(zhuǎn)到Get Master。Unknown(未知)如果是BTimeout如果任何人發(fā)送“b”斷開(kāi)繼電器。
＜＝倒數(shù)第二個(gè)Mohican斷開(kāi)＝＞結(jié)束。＜＝最后一個(gè)Mohican繼電器保持閉合！只有一個(gè)繼電器是斷開(kāi)的。
-如果其它繼電器是“unknown”斷開(kāi)繼電器我的信號(hào)是“a”選擇“unknown”繼電器(其它繼電器優(yōu)先)，繼續(xù)轉(zhuǎn)移到Test。
-如果其它繼電器是“defective”(故障)繼續(xù)轉(zhuǎn)移到Test。
-如果另一個(gè)站發(fā)送“b”斷開(kāi)繼電器，繼續(xù)轉(zhuǎn)移到Slave。
繼續(xù)轉(zhuǎn)移到Test(OK/unknown，沒(méi)有其它的“b”發(fā)射機(jī))。End(結(jié)束)信號(hào)是“f”。
轉(zhuǎn)換到正常運(yùn)行等待直到?jīng)]有人發(fā)送“a”或“b”。
等待時(shí)間直到BTimeout＋Timeout過(guò)期-如果繼電器X(右或左)繼開(kāi)和“unknown”斷開(kāi)y，閉合x(chóng)握手(發(fā)送回顯信息，等待回答，等待時(shí)間Timeout)
OK標(biāo)記繼電器X為“OK”。
-Timeout標(biāo)記繼電器為“defective”，錯(cuò)誤消息，繼開(kāi)x，把y設(shè)置到以前狀態(tài)。
信號(hào)是正常的站識(shí)別消息。 碼表結(jié)束 表達(dá)式“Opened”或“Open”和“close”和“closed”分別描述了繼電器的斷開(kāi)位置或閉合位置?！癕aster”和“Slave”描述了正在搜尋的站或正在等待的站。正如從圖4中看到的那樣，兩種可能性A和B存在于進(jìn)一步的Get Master的處理中。在情況A中，程序繼續(xù)轉(zhuǎn)到Test。這種情況出現(xiàn)在當(dāng)其它主控站(master)現(xiàn)在為從屬(slave)時(shí)，或當(dāng)不再有從屬站(slave)時(shí)，或當(dāng)實(shí)際總線地址比其它從屬站的低時(shí)。如果其它主控站丟失以及發(fā)送“f”或正常線路消息，以及如果還有另一個(gè)從屬和實(shí)際總線地址比這個(gè)從屬站的高，那么就出現(xiàn)情況B“繼續(xù)轉(zhuǎn)到Slave”。網(wǎng)絡(luò)建立--方法2在圖5到7所示的方法中，網(wǎng)站也試圖進(jìn)行連接到相鄰站。和圖4所示的網(wǎng)絡(luò)建立方法相反，網(wǎng)站并不結(jié)合起來(lái)構(gòu)成部分網(wǎng)，而是每個(gè)站檢驗(yàn)其兩個(gè)相鄰的連接，且在此測(cè)試后，一個(gè)站被指派為讓一個(gè)繼電器置成斷開(kāi)位置。除了連接以外，繼電器也都被檢驗(yàn)。
在本地網(wǎng)中，總線站也實(shí)行下列任務(wù)-對(duì)于總線，打開(kāi)環(huán)路并且終端端接完整網(wǎng)絡(luò)中恰好一個(gè)站必須斷開(kāi)繞成環(huán)狀的總線并且在其兩個(gè)末端加以端接。-隔開(kāi)出故障的元件在一條連接電纜上有故障或一個(gè)站中的硬件有故障的情況下，把故障元件從總線網(wǎng)絡(luò)上去掉。-連接如果相鄰的連接和網(wǎng)站都正常且另一個(gè)站已具有斷開(kāi)和端接功能，那么兩個(gè)連接可被交換。
為了確定操作狀態(tài)，必須定義對(duì)連接和繼電器進(jìn)行測(cè)試的測(cè)試階段。所有站應(yīng)當(dāng)同時(shí)被測(cè)試且測(cè)試相位的起始必須被傳送給所有站。
這些要求產(chǎn)生了圖5所示的狀態(tài)事件圖，其中在各個(gè)方塊中顯示一種狀態(tài)。沿著連接線的下劃線字的說(shuō)明文描述一個(gè)事件，且在此說(shuō)明下面的是由事件觸發(fā)的動(dòng)作。
除了圖5所示的狀態(tài)，還有業(yè)務(wù)模式(圖上未示出)，它可在設(shè)備的安裝維修期間被使用，因?yàn)樵谶@時(shí)的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)配置會(huì)妨礙工作。
單個(gè)動(dòng)作和事件具有下列意義-“通過(guò)所有其它站”藉助于消息把重新配置的開(kāi)始通知給本地總線網(wǎng)的所有站。-“測(cè)試連接和繼電器”見(jiàn)圖6，圖上顯示了測(cè)試周期的狀態(tài)事件圖。-“端接”見(jiàn)圖7，圖上顯示該動(dòng)作的狀態(tài)圖。-“隔開(kāi)故障元件”如果故障連接被檢測(cè)出，那么故障元件必須被隔開(kāi)，從而使故障不會(huì)傳到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。有關(guān)的故障元件的這種隔開(kāi)只能由重新配置來(lái)取消。-“連接”繼電器3a和3b處于閉合位置，連接A和B通過(guò)輸入/輸出變換器4(圖1)被結(jié)合在一起。-“重新配置開(kāi)始”本地網(wǎng)的重新配置藉在特定站的鍵盤(pán)上的輸入或藉接收特別信息而開(kāi)始。-“一個(gè)站的站識(shí)別信息丟失”一個(gè)站的站識(shí)別信息消失；假定是線上的故障。-“所有站被通知”其它站已被告知重新配置。由于故障連接不能接收任何信息的站在它們自己的站識(shí)別監(jiān)視的基礎(chǔ)上開(kāi)始重新配置。-“繼電器故障”故障繼電器已被檢測(cè)出。-“一個(gè)連接出故障”在可供使用的測(cè)試時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)連接能被成功地測(cè)試；另一個(gè)連接必須被假定為出故障。-“連接和繼電器正?！边B接和繼電器都能被成功地測(cè)試。-“兩個(gè)連接出故障”兩個(gè)連接都不能成功地被測(cè)試。-“另一個(gè)站被接通”發(fā)現(xiàn)一個(gè)站正保持一個(gè)連接斷開(kāi)。這樣特定站可閉合其兩個(gè)連接。
圖6所示的測(cè)試周期被用于測(cè)試連接到一個(gè)站的兩條連接電纜。在此測(cè)試中，一個(gè)連接閉合，另一個(gè)連接斷開(kāi)，然后信息被發(fā)送。一旦應(yīng)答消息從遠(yuǎn)方站到達(dá)，就認(rèn)為相應(yīng)的連接電纜是經(jīng)測(cè)試過(guò)的。在隨機(jī)建立的測(cè)試時(shí)間到期時(shí)，有效連接被轉(zhuǎn)換，且處理過(guò)程被重復(fù)。在繼電器測(cè)試中，兩個(gè)連接都被斷開(kāi)，且發(fā)送一個(gè)消息。如果盡管斷開(kāi)連接仍可接收到應(yīng)答消息，那么一定有一個(gè)繼電器出故障。在圖6和7中，正如在網(wǎng)絡(luò)建立，方法1的碼表中那樣，術(shù)語(yǔ)“繼電器斷開(kāi)”和“繼電器閉合”分別描述了繼電器的斷開(kāi)和閉合位置。
在網(wǎng)絡(luò)中保持一個(gè)連接斷開(kāi)是很重要的。已成功地測(cè)試連接和繼電器的每個(gè)站對(duì)滿足此條件負(fù)責(zé)。然而，它可把保持一個(gè)連接斷開(kāi)的任務(wù)傳給另一個(gè)站，也就是傳給已成功地測(cè)試其連接和繼電器的，且具有較低總線地址的站或者傳給已檢測(cè)出有故障連接的站。
這種模式示于圖7。斷開(kāi)連接，例如，每三分鐘作周期性地改變，這樣有故障的線段可被檢測(cè)出。
所述總線網(wǎng)絡(luò)具有下列的基本特性-如果出現(xiàn)電纜短路或電纜斷開(kāi)，也能保證本地總線網(wǎng)絡(luò)的所有站之間的通信。-每個(gè)總線站可通過(guò)繼電器把它的信號(hào)變換器連接到線A或線B。開(kāi)路端被端接以電阻。-網(wǎng)絡(luò)被繞成環(huán)狀，導(dǎo)致了可被用于電纜故障事件中的冗余的連接。斷開(kāi)一個(gè)連接產(chǎn)生了一個(gè)不同于環(huán)的總線。-使得用于故障保護(hù)的硬件附加量為最小化，其總量為每個(gè)站兩個(gè)繼電器和四個(gè)電阻。-藉助于在短時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)送的站識(shí)別消息，監(jiān)測(cè)連接電纜的狀態(tài)。每個(gè)站監(jiān)視所有其它站的狀態(tài)。-如果缺少幾個(gè)站識(shí)別信息，那么就在每個(gè)站開(kāi)始隔離處理過(guò)程。它可確保對(duì)故障元件的隔離以及正確的總線端接。
在正確布線的網(wǎng)絡(luò)中，正好一個(gè)連接被斷開(kāi)；環(huán)圈在這一點(diǎn)斷開(kāi)并作為總線被端接。-在電纜故障的情況下，連接到出故障電纜的繼電器被啟動(dòng)。總線的剩余部分被正確地端接；所有站互相連接并可互相通信。
藉助于圖5到7(網(wǎng)絡(luò)建立-方法2)所描述的隔離處理過(guò)程具有以下主要特征-藉發(fā)送和接收特別消息測(cè)試一個(gè)連接。這些測(cè)試消息被發(fā)送到所有站并由帶有隔離繼電器的每個(gè)站進(jìn)行應(yīng)答。-繼電器的工作藉在連接斷開(kāi)時(shí)，也就是繼電器處在斷開(kāi)位置時(shí)發(fā)送消息而得以測(cè)試。如果，不管斷開(kāi)的連接，仍能接收到相鄰站的應(yīng)答消息，一個(gè)繼電器一定是出故障了。-藉助于在測(cè)試期間隨機(jī)地切換繼電器，每個(gè)站可被其相鄰站以一定的統(tǒng)計(jì)確定性進(jìn)行尋址，不會(huì)因閉合兩個(gè)連接而引入任何故障(繼電器從斷開(kāi)被切換到閉合位置)。-當(dāng)一個(gè)站的兩個(gè)連接已被測(cè)試并被確定是正常時(shí)，以及當(dāng)在同時(shí)確知另一個(gè)站肯定有一個(gè)繼電器處于斷開(kāi)位置，也就是保持一個(gè)連接斷開(kāi)時(shí)，那么該站把兩個(gè)連接置為閉合位置。-故障連接的一個(gè)繼電器被保持在斷開(kāi)位置，直到人工始發(fā)的重新配置。-對(duì)于完整的網(wǎng)絡(luò)，具有最低的(邏輯的)總線地址的站總保持其一個(gè)連接斷開(kāi)。
權(quán)利要求
1.具有幾個(gè)站以及連接這些站的總線的通信網(wǎng)，其特征在于，總線(1，2)被布線成環(huán)狀，它可在任一點(diǎn)處被斷開(kāi)，且端接以電阻，在每個(gè)站(S1，S2，S3)被配置了用于斷開(kāi)到相鄰站的連接的兩個(gè)繼電器(3a，3b)，以及每個(gè)繼電器配置兩個(gè)電阻(5a，5a′，5b，5b)，這些電阻在繼電器處在斷開(kāi)位置時(shí)構(gòu)成端接電阻。
2.按照權(quán)利要求1的通信網(wǎng)，其特征在于，在完整的網(wǎng)絡(luò)中，這些站(S1，S2，S3)中的一個(gè)站的一個(gè)繼電器(3a，3b)處在斷開(kāi)位置。
3.按照權(quán)利要求1或2的通信網(wǎng)，其特征在于，如果出現(xiàn)電纜故障，那么故障電纜從網(wǎng)絡(luò)中被去掉及總線的剩余部分藉把連接到故障電纜(L)的繼電器(3a，3b)切換到斷開(kāi)位置而被端接。
4.按照權(quán)利要求1的通信網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程，其網(wǎng)站通過(guò)總線不斷地互相通信，，并且周期性地發(fā)出站識(shí)別信息，其特征在于，在一個(gè)站(S1，S2，S3)出現(xiàn)故障的情況下-由不存在站識(shí)別消息指示--所有站的兩個(gè)繼電器(3a，3b)被切換到開(kāi)路位置，這樣所有連接都斷開(kāi)，為了識(shí)別故障線段，網(wǎng)站藉交替地切換繼電器及發(fā)送消息來(lái)測(cè)試連接情況，對(duì)要被切換到的繼電器的選擇和對(duì)進(jìn)行測(cè)試連接情況的時(shí)間間隔的選擇以隨機(jī)方式實(shí)行，對(duì)于被檢測(cè)為有故障的連接，藉將其相鄰的繼電器切換成斷開(kāi)，以使其與網(wǎng)絡(luò)隔開(kāi)。
5.按照權(quán)利要求4的處理過(guò)程，其特征在于，為了在一個(gè)站(S1，S2，S3)發(fā)生故障后重建連接，該站的一個(gè)繼電器(3a，3b)進(jìn)行切換，并試圖與有關(guān)的相鄰站建立連接，且在試圖成功后，和該相鄰站結(jié)合在一起構(gòu)成部分網(wǎng)，以這種方式構(gòu)成的部分網(wǎng)以相同的方式成對(duì)結(jié)合在一起，并且一直重復(fù)著這些步驟，直到僅僅一個(gè)單獨(dú)的連接所有站的網(wǎng)絡(luò)存在為止。
6.按照權(quán)利要求5的處理過(guò)程，其特征在于，當(dāng)試圖在單一部分網(wǎng)之間建立連接時(shí)，每個(gè)部分網(wǎng)的站(S1，S2，S3)對(duì)于以部分網(wǎng)的哪一端來(lái)試圖建立連接達(dá)成一致。
7.按照權(quán)利要求4的處理過(guò)程，其特征在于，為了在出現(xiàn)故障后重建連接，這些站(S1，S2，S3)于是檢查連接(A，B)，以確定它們是能提供服務(wù)的還是有故障的，在已完成檢查的這些站中，將一個(gè)站指派為保持一個(gè)繼電器處在斷開(kāi)位置，而其它站的繼電器都閉合其連接，以及這樣故障連接的繼電器都被置成斷開(kāi)位置。
8.按照權(quán)利要求7的處理過(guò)程，其特征在于，只有在每個(gè)站的兩個(gè)連接(A，B)都已被成功地測(cè)試以及已確定或者是具有比其它各個(gè)站更低的總線地址的站或者已檢測(cè)到有故障的連接的站肯定保持其一個(gè)繼電器為斷開(kāi)位置的情況下，每個(gè)站(S1，S2，S3)才把它的兩個(gè)繼電器(3a，3b)都置成閉合位置。
9.按照權(quán)利要求7的處理過(guò)程，其特征在于，除了連接(A，B)以外，繼電器(3a，3b)也被測(cè)試，藉此，對(duì)于有連接斷開(kāi)和繼電器處在斷開(kāi)位置的情況，每個(gè)站(S1，S2，S3)發(fā)送一個(gè)測(cè)試消息以及對(duì)這個(gè)測(cè)試消息的應(yīng)答的接收被另一個(gè)站譯成為繼電器故障。
全文摘要
通信網(wǎng)包括被布線成環(huán)狀的總線(1，2)，它可在任一點(diǎn)處斷開(kāi)且以電阻(5a，5a′，5b，5b′)進(jìn)行端接，以及由總線連接的幾個(gè)站(S)。每個(gè)站(S)有用于斷開(kāi)到相鄰站的連接的兩個(gè)繼電器(3a，3b)，及每個(gè)繼電器(3a，3b)配置兩個(gè)電阻(5a，5a′，5b，5b′)，此電阻在繼電器處于斷開(kāi)位置時(shí)構(gòu)成端接電阻。在總線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行期間，站(S)發(fā)出站識(shí)別消息，不存在站識(shí)別消息就表示有關(guān)站發(fā)生故障，并觸發(fā)使所有站的繼電器(3a，3b)切換到開(kāi)路位置。然而，網(wǎng)站藉交替地切換繼電器及發(fā)送消息來(lái)測(cè)試連接情況。要被切換到的繼電器的選擇和進(jìn)行測(cè)試連接的時(shí)間間隔的選擇以隨機(jī)方式實(shí)行。對(duì)被檢測(cè)為有故障的連接，藉將兩個(gè)相鄰的繼電器切換到斷開(kāi)位置以使其與網(wǎng)絡(luò)隔開(kāi)。
文檔編號(hào)H04L12/40GK1124077SQ95190145
公開(kāi)日1996年6月5日 申請(qǐng)日期1995年2月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月2日
發(fā)明者M·呂格, M·韋伯 申請(qǐng)人:塞比盧斯有限公司