配置工业自动化系统的模块式控制设备的方法和模块式控制设备技术方案

为了配置工业自动化系统的、包含分别带有一个集成的路由器的中央单元和至少一个通信模块的模块式控制设备，路由器‑配置单元检测第一路由器可支配的路由器‑功能和其他的路由器所配属的优先值。第一路由器具有拓展的路由器‑功能，用于与上级的通信网络进行连接。第二路由器包含受限的路由器‑功能，用于与下级的现场级子网络进行连接。在存在其他的第一路由器时，第一路由器的路由器‑配置单元分别借助优先值检查，哪些第一路由器配有最高的优先值。具有最高的优先值的第一路由器被配置为上级的路由器，用于与上级的通信网络进行连接。

Method of configuring modular control equipment for industrial automation system and modular control equipment

In order to configure the industrial automation system, including a central unit with an integrated router and a modular control device with at least one communication module, the router detection configuration unit detects the priority values of the routers that the first router can dominate and the other routers. The first router has an extended router function, which is used to connect with the superior communication network. The second router contains a limited router function, which is used to connect with the lower level sub network. In the presence of other first routers, the first routers' router configuration units are checked with priority values and which first routers have the highest priority. The first router with the highest priority is configured as a higher level router to connect to the superior communication network.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】配置工业自动化系统的模块式控制设备的方法和模块式控制设备
技术介绍
工业自动化系统用于对技术过程进行监控、闭环控制和开环控制，尤其是在制造、处理和楼宇自动化领域，并且能够实现控制装置、传感器、机器和工业设备的、尽可能自主并且不依赖人工干预的运行。基于信息技术对于包含许多联网的控制或计算机单元的自动化系统不断提升的重要性，对于提供监控、闭环控制和开环控制功能来说，用于可靠地提供分布在一个自动化系统上的功能的方法越来越重要。工业自动化系统的计算机单元或者自动化设备之间的通信连接的中断可能导致不期望地或不必要地重复传输服务请求。这造成工业自动化系统的通信连接的额外负荷，这可能导致进一步的系统干扰或者错误。此外，未传输或未完整传输的报文可能例如会妨碍工业自动化系统过渡到或者保持在可靠的运行状态。这最终可能导致整个生产设备的停机和高成本的停产。工业自动化系统中经常因为较多、但是相对较短的报文的消息往来而引起特别严重的问题，由此使得以上问题更加严重。由EP1188293B1已知一种用于可编程逻辑控制器的端口模块，端口模块使得能够通过工业自动化系统以外的通信设备或计算机单元将数据请求传输到可编程逻辑控制器，例如通过因特网。端口模块包括一个具有实时运行系统的处理器、一个通信网络端口和一个用于可编程逻辑控制器的背板总线系统的背板总线驱动器。此外在端口模块中应用了包括第一和第二协议栈的双协议栈、以及一个客户端控制过程。客户端控制过程用于与双协议栈以及背板总线驱动器通信并且初始化数据请求。额外地还预设了服务器控制过程，以用于与双协议栈以及背板总线驱动器通信并且应答数据请求。此外，一个协议控制过程用于与双协议栈以及背板总线驱动器通信并且调取及应答针对协议栈的请求。第一协议栈是为时间不关键的报文所设置的，而时间关键的报文通过第二协议栈被处理。在US2004/0114591A1中描述了一种可编程逻辑控制器，它包括一个背板总线系统以及与背板总线系统连接的模块，它们借助因特网通信协议(IP)经由背板总线系统通信。在此，每个模块都具有自己的IP地址。EP2913727A1涉及一种模块式工业自动化设备，其具有一个背板总线系统、多个连接在背板总线系统上的功能模块，功能模块分别包括一个通信网络适配器、一个用于应用通信协议栈的功能单元和一个与通信网络适配器耦联的桥接元件。此外还设计了一个连接在背板总线系统上的路由器模块，路由器模块包括一个通信网络适配器、一个与通信网路适配器耦联的用于应用路由器通信协议栈的功能单元和用于每个功能模块的各一个耦联元件。这种耦联元件经由背板总线系统将用于应用路由器通信协议栈的功能单元与各个功能模块的桥接元件耦联。只有路由器模块的通信协议栈包含路由功能。
技术实现思路
本专利技术基于以下目的，实现一种方法，它能够低耗费地配置可与多个不同子网络连接的模块式控制设备，以及提供一种合适的控制设备。所述目的根据本专利技术通过一种具有在权利要求1中提出的特征的方法并且通过一种具有在权利要求13中提出的特征的模块式控制设备得以解决。本专利技术的有利改进方案在从属权利要求中给出。根据本专利技术的方法设置用于配置模块式控制设备，模块式控制设备包括用于处理控制程序的中央单元和至少一个通信模块，它们分别包括一个集成的路由器并且经由背板总线系统相互连接。在此，第一路由器具有拓展的路由器功能以用于与上级通信网络连接，而第二路由器具有受限的路由器功能以用于与下级的现场级子网络连接。经由背板总线系统进行的数据传输优选地按照因特网协议实现。根据本专利技术，第一路由器的路由器配置单元分别检测经由其他路由器的路由器配置单元可提供的路由器功能和相应路由器所配属的优先值。此外，第一路由器的路由器配置单元分别根据所检测的、其他路由器的路由器功能检查，是否存在其他的第一路由器。此外，在存在其他的第一路由器时，第一路由器的路由器配置单元还分别根据优先值来检查，哪个第一路由器分配有最高优先值。具有最高优先值的第一路由器被配置为上级路由器，以用于与上级通信网络连接。所有其余的路由器分别配置为下级路由器，以用于与下级的现场级子网络连接并且接收通过上级路由器预设的名称服务配置和子网络地址配置。以这种方式，即使没有事先的规划也可以确保模块式控制设备与多个下级的现场级子网络以及与上级通信网络之间的自动连接。按照根据本专利技术的方法的一种有利的改进方案，如果不存在第一路由器，就将中央单元的路由器配置为上级路由器。在这种情况下，中央单元的路由器例如可以接收借助规划系统预设的名称服务配置和子网络地址配置，从而始终确保限定的配置。此外，按照本专利技术的另一种有利的设计方案，上级路由器能够借助它的路由器配置单元从上级通信网络接收名称服务配置和子网络地址配置。优选地，下级路由器借助它们的相应的路由器配置单元接收上级路由器的名称服务配置和子网络地址配置。因此确保模块式控制设备的所有集成的路由器的彼此一致的配置。按照根据本专利技术的方法的一种优选的设计方案，在运行持续期间，在不替换地移除一个通信模块时，剩余的路由器的配置保持不变。以有利的方式，在运行持续期间，配属于中央单元的路由器配置单元只有或者说在添加通信模块时才检查，哪个路由器要配置成上级路由器。与之相应地，配属于中央单元的路由器配置单元只有在上级路由器发生改变时才使得配置分别与上级路由器的改变相关的路由器进行重新配置。以这种方式能够使得模块式控制设备的配置在运行持续时保持尽可能稳定。尤其是，尚未完全结束的通信模块更换以这种方式不会导致出现不一致的或者不稳定的系统配置。在这个意义上还可以提出，在控制程序运行期间，配属于中央单元的路由器配置单元针对配置改变被锁止。在这种情况下还优选地，在控制程序运行期间，配置于中央单元的路由器配置单元即使在添加通信模块时也针对配置改变被锁止。按照本专利技术的另一种设计方案，在存在其他的第一路由器时，第一路由器的路由器配置单元检查，在中央单元内是否存储有上级路由器的规划，该规划相对于相应的第一路由器的优先值是优先的。有利地，在检查结果为是的情况下，符合存储在中央单元中的规划的第一路由器被配置为上级路由器。因此也可以通过规划的配置来预设期望的路由器拓扑。根据本专利技术的模块式控制设备设置用于执行符合先前实施方式的方法，并且包括用于处理控制程序的中央单元和至少一个通信模块，它们分别包括集成的路由器并且经由背板总线系统相互连接。在此，第一路由器具有拓展的路由器功能，以用于与上级通信网络连接，而第二路由器具有受限的路由器功能，以用于与下级的现场级子网络连接。第一路由器的路由器配置单元构造和设置用于，分别检测经由其他路由器的路由器配置单元可提供的路由器功能和相应的路由器所配属的优先值。此外，第一路由器的路由器配置单元构造和设置用于，分别根据所检测的、其他路由器的路由器功能检查，是否存在其他的第一路由器。根据本专利技术，第一路由器的路由器配置单元构造和设置用于，在存在其他的第一路由器时分别根据优先值检查，哪些第一路由器分配有最高优先值。此外，路由器还构造和设置用于，将具有最高优先值的第一路由器配置为上级路由器，用于与上级通信网络连接。额外地，路由器还构造并且设置用于，将所有其余的路由器分别配置为下级路由器以用于与下级的现场级子网络连接，并且接收通过上级路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于配置工业自动化系统的模块式控制设备的方法，其中‑所述控制设备包括用于处理控制程序的中央单元和至少一个通信模块，所述中央单元和所述通信模块分别包括集成的路由器并且经由背板总线系统相互连接，其中，第一路由器具有拓展的路由器功能以用于与上级通信网络连接，并且第二路由器具有受限的路由器功能以用于与下级的现场级子网络连接，‑第一路由器的路由器配置单元分别检测经由其他路由器的路由器配置单元能提供的路由器功能和相应路由器所配属的优先值，‑所述第一路由器的路由器配置单元分别根据所检测的、其他路由器的路由器功能检查，是否存在其他的第一路由器，‑在存在其他的第一路由器时，所述第一路由器的路由器配置单元分别根据所述优先值来检查，哪个第一路由器分配有最高优先值，‑具有所述最高优先值的第一路由器被配置为上级路由器，以用于与上级通信网络连接，‑所有其余的路由器分别配置为下级路由器以用于与下级的现场级子网络连接并且接收通过所述上级路由器预设的名称服务配置和子网络地址配置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.14 EP 15185045.01.一种用于配置工业自动化系统的模块式控制设备的方法，其中-所述控制设备包括用于处理控制程序的中央单元和至少一个通信模块，所述中央单元和所述通信模块分别包括集成的路由器并且经由背板总线系统相互连接，其中，第一路由器具有拓展的路由器功能以用于与上级通信网络连接，并且第二路由器具有受限的路由器功能以用于与下级的现场级子网络连接，-第一路由器的路由器配置单元分别检测经由其他路由器的路由器配置单元能提供的路由器功能和相应路由器所配属的优先值，-所述第一路由器的路由器配置单元分别根据所检测的、其他路由器的路由器功能检查，是否存在其他的第一路由器，-在存在其他的第一路由器时，所述第一路由器的路由器配置单元分别根据所述优先值来检查，哪个第一路由器分配有最高优先值，-具有所述最高优先值的第一路由器被配置为上级路由器，以用于与上级通信网络连接，-所有其余的路由器分别配置为下级路由器以用于与下级的现场级子网络连接并且接收通过所述上级路由器预设的名称服务配置和子网络地址配置。2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果不存在第一路由器，所述中央单元的路由器被配置为上级路由器。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述中央单元的路由器接收借助规划系统预设的名称服务配置和子网络地址配置。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述上级路由器借助上级路由器的路由器配置单元从上级通信网络接收名称服务配置和子网络地址配置。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述下级路由器借助下级路由器的相应的路由器配置单元接收所述上级路由器的名称服务配置和子网络地址配置。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，在运行持续期间，在不替换地移除一个通信模块时，剩余的路由器的配置保持不变。7.根据权利要求6所述的方法，其中，在运行持续期间，配属于所述中央单元的路由器配置单元只有在添加通信模块时才检查，哪个路由器要配置成上级路由器，并且其中，只有在上级路由器发生改变时，配...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈拉尔德·阿尔布雷克特，赖纳·泊龙卡，哈特穆特·施图茨，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE