用于總線訂戶的冗余控制的自動化設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及借助于第一控制器和第二控制器用于總線訂戶的冗余控制的自動化設(shè)備(100)，具有：與總線訂戶通信的總線接口(101)；經(jīng)第一通信網(wǎng)絡(luò)與第一控制器通信的第一通信接口(103)；經(jīng)第二通信網(wǎng)絡(luò)與第二控制器通信的第二通信接口(105)；處理器(107)，其配置成將從總線接口接收的總線數(shù)據(jù)發(fā)到第一和第二通信接口；其中第一通信接口配置成將接收的總線數(shù)據(jù)發(fā)到第一控制器，其中第二通信接口配置成將接收的總線數(shù)據(jù)發(fā)到第二控制器，并且其中，第一和第二通信接口彼此通信地分離；并且其中，處理器配置成將經(jīng)第一通信接口接收的第一通信數(shù)據(jù)和經(jīng)第二通信接口接收的第二通信數(shù)據(jù)經(jīng)總線接口發(fā)到總線訂戶。
【專利說明】用于總線訂戶的冗余控制的自動化設(shè)備
[0001]本發(fā)明涉及用于總線訂戶的冗余控制的自動化設(shè)備。
[0002]在自動化技術(shù)中，并且在造船方面的控制系統(tǒng)中，諸如致動器或傳感器的總線訂戶被頻繁地以冗余方式進(jìn)行控制。為了對總線訂戶進(jìn)行冗余控制，具有至少兩個控制器和自動化設(shè)備的系統(tǒng)被頻繁使用，其中總線訂戶具有經(jīng)由總線連接到自動化設(shè)備的通信連接并且自動化設(shè)備具有經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)到控制器的通信連接。
[0003]文檔DE 10 2010 015 455 B4描述了自動化設(shè)備，其具有用于連接到現(xiàn)場總線的冗余設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)接口，其中自動化設(shè)備具有帶有唯一MAC地址的現(xiàn)場總線控制器和連接到現(xiàn)場總線控制器的網(wǎng)絡(luò)分配器，其中網(wǎng)絡(luò)分配器被設(shè)計為以太網(wǎng)交換機，并且自動化設(shè)備被配置成仿真關(guān)于至少兩個網(wǎng)絡(luò)接口的單獨的MAC地址以便將不同的MAC地址轉(zhuǎn)換為公共現(xiàn)場總線控制器的MAC地址，并且其中，網(wǎng)絡(luò)分配器被配置成每次根據(jù)單獨的MAC地址來給多個網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)置單獨的網(wǎng)絡(luò)地址。
[0004]本發(fā)明的根本目標(biāo)是為總線訂戶的冗余控制產(chǎn)生更有效和更經(jīng)濟的方案。
[0005]此目標(biāo)通過具有根據(jù)獨立權(quán)利要求和根據(jù)附屬權(quán)利要求所述的特征的主題來實現(xiàn)。本發(fā)明的有利實施例是附圖、說明書和從屬權(quán)利要求的主題。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過借助于第一控制器和第二控制器用于對總線訂戶進(jìn)行冗余控制的自動化設(shè)備來實現(xiàn)本目標(biāo)，所述自動化設(shè)備具有:用于與總線訂戶進(jìn)行通信的總線接口；用于經(jīng)由第一通信網(wǎng)絡(luò)與第一控制器進(jìn)行通信的第一通信接口；用于經(jīng)由第二通信網(wǎng)絡(luò)與第二控制器進(jìn)行通信的第二通信接口；以及處理器，其中處理器被配置成將從總線接口接收的總線數(shù)據(jù)發(fā)送到第一通信接口以及發(fā)送到第二通信接口 ；其中第一通信接口被配置成將所接收的總線數(shù)據(jù)發(fā)送到第一控制器，其中，第二通信接口被配置成將所接收的總線數(shù)據(jù)發(fā)送到第二控制器，并且其中，第一通信接口和第二通信接口彼此通信地分離;并且其中，處理器被配置成將經(jīng)由第一通信接口接收的第一通信數(shù)據(jù)和經(jīng)由第二通信接口接收的第二通信數(shù)據(jù)經(jīng)由總線接口發(fā)送到總線訂戶。據(jù)此實現(xiàn)的優(yōu)點是:關(guān)于相應(yīng)的通信接口的網(wǎng)絡(luò)地址或MAC地址的成本過高的仿真可以被避免。此外，諸如以太網(wǎng)交換機的高成本網(wǎng)絡(luò)分配器可以被省去。多個總線訂戶還可以借助于自動化設(shè)備來進(jìn)行冗余控制。多個例如是2、3、4、5、10、15、20、25或30。
[0007]自動化設(shè)備可以是總線耦合器，其建立到總線訂戶的連接。自動化設(shè)備還可以是次級控制器，例如在線控制器(ILC)或Ax1controKAXC)控制器?？偩€訂戶還可以是傳感器或致動器可以連接到其的輸入/輸出模塊，例如I/O模塊。自動化設(shè)備和總線訂戶還可以形成遠(yuǎn)程I/O站?？偩€訂戶還可以是具有總線接口的可控制的致動器或傳感器。
[0008]相應(yīng)的控制器可以是可編程邏輯控制器(PLC)。相應(yīng)的控制器還可以具有用于控制總線訂戶的用戶接口。例如，第一控制器是主控制器并且第二控制器是次級控制器或備份控制器。例如，相應(yīng)的控制器可以具有用于經(jīng)由相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的通信接口。根據(jù)一個實施例，相應(yīng)的控制器可以被組合成一個控制單元。
[0009]總線接口可以是串行總線接口、并行總線接口、背板總線接口(特別是串行背板總線接口)、Interbus接口、Prof ibus接口或控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)總線接口。
[0010]相應(yīng)的通信接口可以包括串行接口、并行接口、以太網(wǎng)通信接口和/或無線局域網(wǎng)絡(luò)通信接口。相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)還可以是計算機網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)。相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)還可以具有環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0011]處理器還可以充當(dāng)在總線訂戶和相應(yīng)的控制器之間的轉(zhuǎn)換器?？偩€數(shù)據(jù)還可以包括由總線訂戶發(fā)送的數(shù)據(jù)(例如輸入過程數(shù)據(jù))。相應(yīng)的通信數(shù)據(jù)還可以包括由相應(yīng)的控制器發(fā)送的數(shù)據(jù)(例如輸出過程數(shù)據(jù))。
[0012]由于相應(yīng)的控制器到自動化設(shè)備的冗余連接，總線訂戶的冗余控制可以被啟用。例如，第一控制器是主控制器并且第二控制器是備份控制器。在第一通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障的情況下，例如，由于線纜斷裂、電源故障或網(wǎng)絡(luò)過載，或在第一控制器發(fā)生故障的情況下，總線訂戶仍然可以在本文借助于第二控制器來進(jìn)行控制。從第一控制器到第二控制器的切換可以被以自動的方式來實施。為了這樣做，第一控制器和第二控制器可以具有通信連接并且可以被配置成交換與總線訂戶的控制相關(guān)的狀態(tài)信息。根據(jù)一個實施例，從第一控制器到第二控制器的切換還可以通過相應(yīng)的控制器的用戶(例如借助于相應(yīng)的控制器的用戶接口)來手動實施。
[0013]在自動化設(shè)備的一個有利的實施例中，第一通信接口和第二通信接口被配置成將所接收的總線數(shù)據(jù)同時發(fā)送到第一控制器和第二控制器。據(jù)此實現(xiàn)的優(yōu)點是，總線訂戶可以用兩個控制器來同時進(jìn)行控制。
[0014]在自動化設(shè)備的另外的有利的實施例中，第一MAC地址被永久地分配給第一通信接口并且第一通信接口被配置用于使用第一 MAC地址經(jīng)由第一通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，和/或第二MAC地址被永久地分配給第二通信接口，并且第二通信接口被配置用于使用第二MAC地址經(jīng)由第二通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。據(jù)此實現(xiàn)的優(yōu)點是，MAC地址的成本過高的仿真或轉(zhuǎn)換可以被省去。相應(yīng)的MAC地址可以是介質(zhì)訪問控制地址。
[0015]在自動化設(shè)備的另外的有利的實施例中，第一通信接口包括用于經(jīng)由第一通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的第一網(wǎng)絡(luò)接口和控制第一網(wǎng)絡(luò)接口的第一網(wǎng)絡(luò)控制器，和/或第二通信接口包括用于經(jīng)由第二通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的第二網(wǎng)絡(luò)接口和控制第二網(wǎng)絡(luò)接口的第二網(wǎng)絡(luò)控制器。據(jù)此實現(xiàn)的優(yōu)點是，經(jīng)由相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)的通信可以被有效地和經(jīng)濟地控制。相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口可以是以太網(wǎng)通信接口。相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)控制器還可以是以太網(wǎng)控制器。
[0016]在自動化設(shè)備的另外的有利的實施例中，第一通信接口包括用于經(jīng)由第一通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的多個第一網(wǎng)絡(luò)接口和控制多個第一網(wǎng)絡(luò)接口的第一網(wǎng)絡(luò)分配器，和/或第二通信接口包括用于經(jīng)由第二通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的多個第二網(wǎng)絡(luò)接口和控制多個第二網(wǎng)絡(luò)接口的第二網(wǎng)絡(luò)分配器。據(jù)此實現(xiàn)的優(yōu)點是，相應(yīng)的通信接口與相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)的通信連接可以被冗余配置。相應(yīng)的通信接口還可以在沒有例如交換機的外部網(wǎng)絡(luò)分配器的情況下被集成到兩個單獨的分布式線型或環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中。因此，成本降低可以被實現(xiàn)，并且布線支出可以被減少。多個可以是2、3、4、5、6、7、8、9或10。相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)分配器還可以由交換機來形成。
[0017]在自動化設(shè)備的另外的有利的實施例中，第一通信接口包括以太網(wǎng)通信接口，和/或第二通信接口包括以太網(wǎng)通信接口。據(jù)此實現(xiàn)的優(yōu)點是，可以通過使用標(biāo)準(zhǔn)化的通信接口來特別經(jīng)濟地制造自動化設(shè)備。
[0018]在自動化設(shè)備的另外的有利的實施例中，自動化設(shè)備被配置有控制總線接口的總線控制器。據(jù)此實現(xiàn)的優(yōu)點是，可以使用較低成本的處理器。
[0019]在自動化設(shè)備的另外的有利的實施例中，總線接口是背板總線接口。據(jù)此實現(xiàn)的優(yōu)點是，可以通過使用標(biāo)準(zhǔn)化的總線接口來特別經(jīng)濟地制造自動化設(shè)備。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，該目標(biāo)通過用于總線訂戶的冗余控制的系統(tǒng)來實現(xiàn)，其具有:根據(jù)本發(fā)明的自動化設(shè)備，其經(jīng)由總線接口可連接到總線訂戶;控制總線訂戶的第一控制器，其中第一控制器具有用于經(jīng)由第一通信網(wǎng)絡(luò)與自動化設(shè)備的第一通信接口進(jìn)行通信的第三通信接口；和控制總線訂戶的第二控制器，其中第二控制器具有用于經(jīng)由第二通信網(wǎng)絡(luò)與自動化設(shè)備的第二通信接口進(jìn)行通信的第四通信接口。據(jù)此實現(xiàn)的優(yōu)點是，總線訂戶可以被以有效的和經(jīng)濟的方式來進(jìn)行冗余控制。
[0021]總線訂戶可以是傳感器或致動器可以連接到其的輸入/輸出模塊，例如I/O模塊?？偩€訂戶還可以是具有總線接口的可控制的致動器或傳感器。例如，總線接口是背板總線接口。相應(yīng)的通信接口可以包括串行接口、并行接口、以太網(wǎng)通信接口和/或無線局域網(wǎng)絡(luò)通信接口。相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)還可以是計算機網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)。相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)還可以具有環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0022]相應(yīng)的控制器可以是可編程邏輯控制器。相應(yīng)的控制器還可以具有用于控制總線訂戶的用戶接口。例如，第一控制器是主控制器并且第二控制器是次級控制器或備份控制器。根據(jù)一個實施例，相應(yīng)的控制器可以被組合成一個控制單元。
[0023]在系統(tǒng)的一個有利的實施例中，第一通信接口以及第三通信接口和/或第二通信接口以及第四通信接口是以太網(wǎng)通信接口。據(jù)此實現(xiàn)的優(yōu)點是，可以實現(xiàn)將相應(yīng)的控制器特別經(jīng)濟地集成到線型或環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中。
[0024]在系統(tǒng)的另外的有利的實施例中，第一通信接口以及第三通信接口和/或第二通信接口以及第四通信接口被配置成使用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行通信。據(jù)此實現(xiàn)的優(yōu)點是，可以使用標(biāo)準(zhǔn)化的通信協(xié)議。
[0025]在系統(tǒng)的另外的有利的實施例中，第一控制器和第二控制器被通信地連接到彼此，并且第一控制器和第二控制器被配置成交換與總線訂戶的控制有關(guān)的狀態(tài)信息。據(jù)此實現(xiàn)的優(yōu)點是，可以使相應(yīng)的控制器彼此同步。例如，只有在第一控制器發(fā)生故障的時候，自動化設(shè)備才從第二控制器接收第二通信數(shù)據(jù)。
[0026]在系統(tǒng)的另外的有利的實施例中，第一控制器被配置成檢測在第一控制器和自動化設(shè)備之間的通信中的通信錯誤，第一控制器還被配置成響應(yīng)于檢測到通信錯誤而將檢測到通信錯誤的通知發(fā)送到第二控制器，并且第二控制器被配置成響應(yīng)于接收到檢測到通信錯誤的通知來控制總線訂戶。據(jù)此實現(xiàn)的優(yōu)點是，從第一控制器到第二控制器的自動切換可以在第一控制器和自動化設(shè)備之間的通信中的通信錯誤的情況下被實現(xiàn)。第一控制器和自動化設(shè)備之間的通信中的通信錯誤可以由第一通信網(wǎng)絡(luò)的故障而引起。例如，第一通信網(wǎng)絡(luò)故障由于線纜斷裂而引起，由于電源故障而引起或由于網(wǎng)絡(luò)過載而引起。
[0027]本發(fā)明的示例實施例被在附圖中示出并且被在下面進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0028]在附圖中:
[0029]圖1示出根據(jù)一個實施例的自動化設(shè)備的示意圖；
[0030]圖2不出根據(jù)另外的實施例的自動化設(shè)備的不意圖；
[0031]圖3示出根據(jù)另外的實施例的自動化設(shè)備的示意圖；
[0032]圖4示出根據(jù)一個實施例的用于總線訂戶的冗余控制的系統(tǒng)的示意圖；
[0033]圖5示出根據(jù)另外的實施例的用于總線訂戶的冗余控制的系統(tǒng)的示意圖；以及
[0034]圖6示出根據(jù)另外的實施例的用于總線訂戶的冗余控制的系統(tǒng)的示意圖。
[0035]圖1示出根據(jù)一個實施例的自動化設(shè)備100的示意圖。自動化設(shè)備100包括總線接口 101、第一通信接口 103、第二通信接口 105和處理器107。
[0036]借助于第一控制器和第二控制器用于對總線訂戶進(jìn)行冗余控制的自動化設(shè)備100被配置有:用于與總線訂戶進(jìn)行通信的總線接口 101;用于經(jīng)由第一通信網(wǎng)絡(luò)與第一控制器進(jìn)行通信的第一通信接口 103;用于經(jīng)由第二通信網(wǎng)絡(luò)與第二控制器進(jìn)行通信的第二通信接口 105;以及處理器107，其中處理器107被配置成將從總線接口 101接收的總線數(shù)據(jù)發(fā)送到第一通信接口 103和第二通信接口 105;其中，第一通信接口 103被配置成將所接收的總線數(shù)據(jù)發(fā)送到第一控制器，其中第二通信接口 105被配置成將所接收的總線數(shù)據(jù)發(fā)送到第二控制器，以及其中第一通信接口 103和第二通信接口 105彼此通信地分離；以及其中處理器107被配置成將經(jīng)由第一通信接口 103接收的第一通信數(shù)據(jù)和經(jīng)由第二通信接口 105接收的第二通信數(shù)據(jù)經(jīng)由總線接口 101發(fā)送到總線訂戶。
[0037]還可以借助于自動化設(shè)備100來冗余控制多個總線訂戶。多個例如是2、3、4、5、10、
15、20、25或30。
[0038]自動化設(shè)備100可以是總線耦合器，其建立到總線訂戶的連接。自動化設(shè)備100還可以是次級控制器，例如在線控制器(ILC)或Ax1controKAXC)控制器。總線訂戶還可以是傳感器或致動器可以連接到其的輸入/輸出模塊，例如I/O模塊。自動化設(shè)備100和總線訂戶還可以形成遠(yuǎn)程I/O站。總線訂戶還可以是具有總線接口的可控制的致動器或傳感器。
[0039]相應(yīng)的控制器可以是可編程邏輯控制器(PLC)。相應(yīng)的控制器還可以具有用于控制總線訂戶的用戶接口。例如，第一控制器是主控制器并且第二控制器是次級控制器或備份控制器。此外，相應(yīng)的控制器可以具有用于經(jīng)由相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的通信接口。根據(jù)一個實施例，相應(yīng)的控制器可以被組合成一個控制單元。
[0040]總線接口101可以是串行總線接口、并行總線接口、背板總線接口(特別是串行背板總線接口)、Interbus接口、Prof ibus接口或控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)總線接口。
[0041]相應(yīng)的通信接口103、105可以包括串行接口、并行接口、以太網(wǎng)通信接口和/或無線局域網(wǎng)絡(luò)通信接口。相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)還可以是計算機網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)。相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)還可以具有環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0042]處理器107還可以充當(dāng)在總線訂戶和相應(yīng)的控制器之間的轉(zhuǎn)換器。總線數(shù)據(jù)還可以包括由總線訂戶發(fā)送的數(shù)據(jù)(例如輸入過程數(shù)據(jù))。相應(yīng)的通信數(shù)據(jù)還可以包括由相應(yīng)的控制器發(fā)送的數(shù)據(jù)(例如輸出過程數(shù)據(jù))。
[0043]總線訂戶的冗余控制可以由于相應(yīng)的控制器到自動化設(shè)備100的冗余連接而被啟用。例如，第一控制器是主控制器，并且第二控制器是備份控制器。在第一通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障的情況下，例如，由于線纜斷裂、電源故障或網(wǎng)絡(luò)過載，或在第一控制器發(fā)生故障的情況下，總線訂戶仍然可以在本文借助于第二控制器來進(jìn)行控制?？梢砸宰詣臃绞絹韺嵤牡谝豢刂破鞯降诙刂破鞯那袚Q。為了做到這一點，第一控制器和第二控制器可以具有通信連接，并且可以被配置成交換與總線訂戶的控制有關(guān)的狀態(tài)信息。根據(jù)一個實施例，從第一控制器到第二控制器的切換還可以通過相應(yīng)的控制器的用戶(例如借助于相應(yīng)的控制器的用戶接口)來手動實施。
[0044]圖2示出根據(jù)另外的實施例的自動化設(shè)備100的示意圖。自動化設(shè)備100包括總線接口 101、第一通信接口 103、第二通信接口 105和處理器107。本文中，第一通信接口 103具有第一網(wǎng)絡(luò)控制器201、第一網(wǎng)絡(luò)接口203和第一網(wǎng)絡(luò)連接接口205，其中，第一網(wǎng)絡(luò)控制器201被配置成控制第一網(wǎng)絡(luò)接口 203。第二通信接口 105還具有第二網(wǎng)絡(luò)控制器207、第二網(wǎng)絡(luò)接口209和第二網(wǎng)絡(luò)連接接口205，其中，第二網(wǎng)絡(luò)控制器207被配置成控制第二網(wǎng)絡(luò)接口 209。自動化設(shè)備100還包括控制總線接口 1I的總線控制器213。
[0045]網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的冗余(至少雙重)設(shè)計被頻繁需要以用于在造船方面的控制系統(tǒng)。為了以簡單的方式將自動化設(shè)備100(例如，模塊化遠(yuǎn)程I/O站)集成到該類型的基礎(chǔ)設(shè)施中，所述設(shè)備可以被設(shè)計有第一網(wǎng)絡(luò)接口 203和第二網(wǎng)絡(luò)接口 209 ο本文中在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口 203、209之間不存在通信連接，即:沒有網(wǎng)絡(luò)分配器(例如以太網(wǎng)交換機)被集成到自動化設(shè)備100中。相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口 203、209利用單獨的MAC地址和單獨的網(wǎng)絡(luò)地址(例如，IPl和IP2)進(jìn)行操作。自動化設(shè)備100的核心是處理器107(例如處理器單元)，其經(jīng)由相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)控制器201、207(例如MAC單元)物理連接到相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)(例如兩個網(wǎng)絡(luò)介質(zhì))。處理器107經(jīng)由總線控制器213(例如背板總線控制器)連接到總線接口 101(例如背板總線接口)。處理器107充當(dāng)在經(jīng)由總線接口 101連接的總線訂戶和經(jīng)由相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)連接接口 205、211進(jìn)行連接的一個或多個控制器(例如自動化設(shè)備或可編程邏輯控制器(PLC))之間的轉(zhuǎn)換器。雙向訪問是可能的。即使相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)中的一個發(fā)生故障(例如，由于線纜斷裂、電源故障或網(wǎng)絡(luò)過載而引起)，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的冗余設(shè)計也允許與自動化設(shè)備100的通信。
[0046]圖3示出根據(jù)另外的實施例的自動化設(shè)備100的示意圖。自動化設(shè)備100具有總線接口 101、第一通信接口 103、第二通信接口 105、處理器107和總線控制器213。本文中，第一通信接口 103具有第一網(wǎng)絡(luò)分配器301、兩個第一網(wǎng)絡(luò)接口 203和兩個第一網(wǎng)絡(luò)連接接口205，其中第一網(wǎng)絡(luò)分配器301被配置成控制第一網(wǎng)絡(luò)接口 203。第二通信接口 105還具有第二網(wǎng)絡(luò)分配器303、兩個第二網(wǎng)絡(luò)接口 209和兩個第二網(wǎng)絡(luò)連接接口 211，其中第二網(wǎng)絡(luò)分配器303被配置成控制第二網(wǎng)絡(luò)接口 209。根據(jù)一個實施例，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)分配器301、303可以由交換機來形成。
[0047]圖4示出根據(jù)一個實施例的用于總線訂戶的冗余控制的系統(tǒng)400的示意圖。系統(tǒng)400包括自動化設(shè)備100、第一控制器401和第二控制器405，第一控制器401具有經(jīng)由第一通信網(wǎng)絡(luò)403到自動化設(shè)備100的通信連接，第二控制器405具有經(jīng)由第二通信網(wǎng)絡(luò)407到自動化設(shè)備100的通信連接。
[0048]用于總線訂戶的冗余控制的系統(tǒng)400被配置有:自動化設(shè)備100，其經(jīng)由總線接口101可連接到總線訂戶;控制總線訂戶的第一控制器401，其中第一控制器401具有用于經(jīng)由第一通信網(wǎng)絡(luò)403與自動化設(shè)備100的第一通信接口 103進(jìn)行通信的第三通信接口；以及控制總線訂戶的第二控制器405，其中第二控制器405具有用于經(jīng)由第二通信網(wǎng)絡(luò)407與自動化設(shè)備100的第二通信接口 105進(jìn)行通信的第四通信接口。
[0049]相應(yīng)的控制器401、405的通信接口可以在每種情況下包括串行接口、并行接口、以太網(wǎng)通信接口和/或無線局域網(wǎng)絡(luò)通信接口。相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)403、407還可以是計算機網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)。相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)403、407還可以具有環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0050]相應(yīng)的控制器401、405可以是可編程邏輯控制器。相應(yīng)的控制器401、405還可以具有用于控制總線訂戶的用戶接口。例如，第一控制器401是主控制器，并且第二控制器405是次級控制器或備份控制器。根據(jù)一個實施例，相應(yīng)的控制器401、405可以被組合成一個控制單元。
[0051]圖5示出根據(jù)另外的實施例的用于總線訂戶的冗余控制的系統(tǒng)400的示意圖。系統(tǒng)400具有自動化設(shè)備100、第一控制器401和第二控制器403。本文中，第一控制器401和第二控制器403被經(jīng)由通信連接501進(jìn)行通信連接。自動化設(shè)備100和第一控制器401還在每種情況下經(jīng)由外部網(wǎng)絡(luò)分配器503被集成到第一通信網(wǎng)絡(luò)403中。自動化設(shè)備100和第二控制器405還在每種情況下經(jīng)由外部網(wǎng)絡(luò)分配器503被集成到第二通信網(wǎng)絡(luò)407中。在本文中，相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)403、407在每種情況下具有環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)403、407還可以是根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的通信網(wǎng)絡(luò)。
[0052]自動化設(shè)備100在相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)403、407中操作，具有兩個IP地址，其根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組件在每種情況下彼此不同，其中相應(yīng)的控制器401、405位于相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)403、407中。自動化設(shè)備100(例如總線耦合器)給兩個控制器401、405提供待使用的總線訂戶或背板總線訂戶的輸入過程數(shù)據(jù)并且根據(jù)“后進(jìn)先出”原則在輸出方向上操作。兩個控制器401、405可以經(jīng)由通信連接501彼此同步，使得只要第一控制器401(例如主控制器)出現(xiàn)故障，則自動化設(shè)備100從第二控制器405(例如，備份控制器)接收輸出過程數(shù)據(jù)。然而，自動化設(shè)備100不對此進(jìn)行檢查或監(jiān)控。相應(yīng)的控制器401、405還可以被組合成一個單元。相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)403、407的環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被在圖5中通過示例的方式示出，但是線型或星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還可替代地是可實現(xiàn)的。如果多個自動化設(shè)備100被連接到相應(yīng)的控制器401、405，如圖5中所示，則外部網(wǎng)絡(luò)分配器503可以被使用。
[0053]圖6示出根據(jù)另外的實施例的用于總線訂戶的冗余控制的系統(tǒng)400的示意圖。系統(tǒng)400包括根據(jù)圖3中所示的自動化設(shè)備100的實施例的自動化設(shè)備100。相比于圖5中所示的系統(tǒng)400的實施例，自動化設(shè)備100經(jīng)由兩個第一網(wǎng)絡(luò)接口連接205被集成到第一通信網(wǎng)絡(luò)403中并且經(jīng)由兩個第二網(wǎng)絡(luò)連接接口 211被集成到第二通信網(wǎng)絡(luò)407中。
[0054]由于該設(shè)施直接集成到兩個單獨的通信網(wǎng)絡(luò)403、407中，其可以在每種情況下被在線型或環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中進(jìn)行配置，所以兩個外部網(wǎng)絡(luò)分配器503可以被省去。環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被在圖6中通過示例的方式示出，但是線型或星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還可替代地是可實現(xiàn)的，其中在星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的情況下，圖1和圖2中示出的自動化設(shè)備100的實施例還可以在沒有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)分配器301、303的情況下被使用。
[0055]根據(jù)一個實施例，兩個單獨的MAC地址可以被分配給相應(yīng)的通信接口103、105或被分配給相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口 203、209。被集成到自動化設(shè)備100中的網(wǎng)絡(luò)分配器可以在本文被省去，因為沒有在連接的通信網(wǎng)絡(luò)403、407之間提供數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，其表示網(wǎng)絡(luò)分配器(例如以太網(wǎng)交換機)的核心任務(wù)。
[0056]根據(jù)另外的實施例，不借助于自動化設(shè)備100來實施MAC地址的仿真或轉(zhuǎn)換，而是直接將單獨的MAC和IP地址分配給相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口 203、209。被轉(zhuǎn)換為兩個其它地址的“中心的”第三MAC地址可以在本文被省去。
[0057]根據(jù)另外的實施例，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口203、209總是工作的。在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口 203、209或連接的通信網(wǎng)絡(luò)403、407中的一個發(fā)生故障的情況下，沒有特別的動作被實施以激活相應(yīng)的其它網(wǎng)絡(luò)接口 203、209。
[0058]根據(jù)另外的實施例，在被有效地使用的通信網(wǎng)絡(luò)(例如第一通信網(wǎng)絡(luò)403)發(fā)生故障的情況下，退卻到其它通信網(wǎng)絡(luò)(例如到第二通信網(wǎng)絡(luò)407)是可能的。為了這個目的，相應(yīng)的控制器401、405現(xiàn)在可以訪問具有IP地址2并且不再具有IP地址I的自動化設(shè)備100。網(wǎng)絡(luò)消息可以因此被調(diào)整。
[0059]根據(jù)另外的實施例，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口203、209可以在每種情況下被分配到一個或多個虛擬網(wǎng)絡(luò)(例如，一個或多個虛擬局域網(wǎng)(VLAN))。
[0060]根據(jù)另外的實施例，處理器107可以被配置成運行固件以便提供處理器107的以上描述的功能。
[0061]結(jié)合本發(fā)明的單獨的實施例說明和示出的所有特征可以被在根據(jù)本發(fā)明的主題中以不同的組合來提供以便同時實現(xiàn)它們的有利的效果。
[0062]參考數(shù)字列表
[0063]100自動化設(shè)備
[0064]101 總線接口
[0065]103第一通信接口
[0066]105第二通信接口
[0067]107處理器
[0068]201第一網(wǎng)絡(luò)控制器
[0069]203第一網(wǎng)絡(luò)接口
[0070]205第一網(wǎng)絡(luò)連接接口
[0071]207第二網(wǎng)絡(luò)控制器
[0072]209第二網(wǎng)絡(luò)接口
[0073]211第二網(wǎng)絡(luò)連接接口
[0074]213總線控制器
[0075]301第一網(wǎng)絡(luò)分配器
[0076]303第二網(wǎng)絡(luò)分配器
[0077]400 系統(tǒng)
[0078]401第一控制器
[0079]403第一通信網(wǎng)絡(luò)
[0080]405第二控制器[0081 ] 407第二通信網(wǎng)絡(luò)
[0082]501通信連接
[0083]503外部網(wǎng)絡(luò)分配器
【主權(quán)項】
1.一種自動化設(shè)備(100)，其用于借助于第一控制器(401)和第二控制器(405)對總線訂戶進(jìn)行冗余控制，所述自動化設(shè)備(100)具有: 總線接口(101)，其用于與所述總線訂戶進(jìn)行通信； 第一通信接口(103)，其用于經(jīng)由第一通信網(wǎng)絡(luò)(403)與所述第一控制器(401)進(jìn)行通?目; 第二通信接口(105)，其用于經(jīng)由第二通信網(wǎng)絡(luò)(407)與所述第二控制器(405)進(jìn)行通信；以及 處理器(107)，其中所述處理器(107)被配置成將從所述總線接口(101)接收的總線數(shù)據(jù)發(fā)送到所述第一通信接口( 103)和所述第二通信接口( 105); 其中所述第一通信接口(103)被配置成將所述接收的總線數(shù)據(jù)發(fā)送到所述第一控制器(401)，其中所述第二通信接口(105)被配置成將所述接收的總線數(shù)據(jù)發(fā)送到所述第二控制器(405)，并且其中，所述第一通信接口(103)和所述第二通信接口(105)彼此通信地分離；以及 其中所述處理器(107)被配置成將經(jīng)由所述第一通信接口(103)接收的第一通信數(shù)據(jù)和經(jīng)由所述第二通信接口(105)接收的第二通信數(shù)據(jù)經(jīng)由所述總線接口(101)發(fā)送到所述總線訂戶。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化設(shè)備(100)，其中所述第一通信接口(103)和所述第二通信接口(105)被配置成將所述接收的總線數(shù)據(jù)同時發(fā)送到所述第一控制器(401)和所述第二控制器(405)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動化設(shè)備(100)，其中第一MAC地址被永久地分配給所述第一通信接口(103)，并且其中所述第一通信接口(103)被配置成用于使用所述第一MAC地址經(jīng)由所述第一通信網(wǎng)絡(luò)(403)進(jìn)行通信，或其中第二 MAC地址被永久地分配給所述第二通信接口(105)，并且其中所述第二通信接口(105)被配置成用于使用所述第二MAC地址經(jīng)由所述第二通信網(wǎng)絡(luò)(407)進(jìn)行通信。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的自動化設(shè)備(100)，其中所述第一通信接口(103)包括用于經(jīng)由所述第一通信網(wǎng)絡(luò)(403)進(jìn)行通信的第一網(wǎng)絡(luò)接口(203)和控制所述第一網(wǎng)絡(luò)接口(203)的第一網(wǎng)絡(luò)控制器(201)，并且其中所述第二通信接口(105)包括用于經(jīng)由所述第二通信網(wǎng)絡(luò)(407)進(jìn)行通信的第二網(wǎng)絡(luò)接口(209)和控制所述第二網(wǎng)絡(luò)接口(209)的第二網(wǎng)絡(luò)控制器(207)。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的自動化設(shè)備(100)，其中所述第一通信接口(103)包括用于經(jīng)由所述第一通信網(wǎng)絡(luò)(403)進(jìn)行通信的多個第一網(wǎng)絡(luò)接口(203)和控制所述多個第一網(wǎng)絡(luò)接口(203)的第一網(wǎng)絡(luò)分配器(301)，或其中所述第二通信接口(105)包括用于經(jīng)由所述第二通信網(wǎng)絡(luò)(407)進(jìn)行通信的多個第二網(wǎng)絡(luò)接口(209)和控制所述多個第二網(wǎng)絡(luò)接口(209)的第二網(wǎng)絡(luò)分配器(303)。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的自動化設(shè)備(100)，其中所述第一通信接口(103)包括以太網(wǎng)通信接口，或其中所述第二通信接口(105)包括以太網(wǎng)通信接口。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的自動化設(shè)備(100)，其具有控制所述總線接口(101)的總線控制器(213)。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的自動化設(shè)備(100)，其中所述總線接口(101)是背板總線接口。9.一種用于對總線訂戶進(jìn)行冗余控制的系統(tǒng)(400)，所述系統(tǒng)(400)具有: 根據(jù)前述權(quán)利要求1到8中的一項所述的自動化設(shè)備(100)，其經(jīng)由所述總線接口(101)可連接到所述總線訂戶； 控制所述總線訂戶的第一控制器(401)，其中所述第一控制器(401)具有用于經(jīng)由所述第一通信網(wǎng)絡(luò)(403)與所述自動化設(shè)備(100)的所述第一通信接口(103)進(jìn)行通信的第三通信接口；以及 控制所述總線訂戶的第二控制器(405)，其中所述第二控制器(405)具有用于經(jīng)由所述第二通信網(wǎng)絡(luò)(407)與所述自動化設(shè)備(100)的所述第二通信接口(105)進(jìn)行通信的第四通信接口。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)(400)，其中所述第一通信接口(103)和所述第三通信接口或其中所述第二通信接口(105)和所述第四通信接口是以太網(wǎng)通信接口。11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的系統(tǒng)(400)，其中所述第一通信接口(103)和所述第三通信接口或其中所述第二通信接口(105)和所述第四通信接口被配置成使用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行通信。12.根據(jù)權(quán)利要求9到11中的一項所述的系統(tǒng)(400)，其中所述第一控制器(401)和所述第二控制器(405)被通信地連接到彼此，并且其中所述第一控制器(401)和所述第二控制器(405)被配置成交換與對所述總線訂戶的控制有關(guān)的狀態(tài)信息。13.根據(jù)權(quán)利要求9到12中的一項所述的系統(tǒng)(400)，其中所述第一控制器(401)被配置成檢測在所述第一控制器(401)和所述自動化設(shè)備(100)之間的通信中的通信錯誤，其中所述第一控制器(401)還被配置成響應(yīng)于檢測到所述通信錯誤而將檢測到所述通信錯誤的通知發(fā)送到所述第二控制器(405)，并且其中所述第二控制器(405)被配置成響應(yīng)于接收到檢測到所述通信錯誤的所述通知而控制所述總線訂戶。
【文檔編號】G05B9/03GK106059874SQ201610244346
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月18日
【發(fā)明人】簡·波爾曼
【申請人】菲尼克斯電氣公司