【技术实现步骤摘要】
用于可冗余操作的工业通信网络的通信设备以及用于操作通信设备的方法
本专利技术涉及一种用于可冗余操作的工业通信网络的通信设备以及一种用于操作通信设备的方法。
技术介绍
在分布式工业自动化系统中,在记录、评估和传输测量和控制数据时应该确保,完整的和未经更改的数据特别是在对时间要求严格的工业生产过程中实时存在。要避免有意的、无意的或由技术错误引起的改变,因为这在工业自动化系统内能够导致不一致的系统状态以及伴随经济上严重后果的停工时间的系统故障。附加地,在工业自动化系统的计算单元之间的通信连接的中断可能会导致不期望或不必要地重复服务请求的传输。这造成工业自动化系统的通信连接的额外的负荷,这可能会导致进一步的系统干扰或故障。在工业自动化系统中,通常由具有相对多的、但是相对短的消息的讯息交换引起特殊的问题,由此加剧上述问题。为了能够补偿通信连接或通信设备的失效,通信协议,如高可用性无缝冗余或并行冗余协议被开发用于高可用性的、可冗余操作的工业通信网络。在IEC标准62439-3中定义高可用性无缝冗余(HSR)和并联冗余协议(PRP),并且以极短的恢复时间实现数据包的无损伤的冗余传输。根据高可用性无缝冗余和并行冗余协议,每个数据包由进行发送的通信设备复制,并且以两种不同的路径发送到接收器。通过接收器侧的通信设备,从接收数据流中过滤掉代表副本的冗余数据包。在DE102008017192A1中描述一种用于建立网络的方法,所述网络包括具有一组端口的第一网络用户。所述端口与网络的其它网络用户的端口连接。在第一方法步骤中,将分配给第一网络用户的端口切换到第一操作模式下。在第一操作模 ...
【技术保护点】
用于能冗余操作的工业通信网络的通信设备,具有:?至少一个第一发送和接收单元和第二发送和接收单元,所述至少一个第一发送和接收单元和第二发送和接收单元分别具有用于工业通信网络的网络连接的接口,其中第一发送和接收单元和第二发送和接收单元具有相同的网络地址和相同的设备标识符;?与所述第一发送和接收单元和第二发送和接收单元连接的信号处理单元,所述信号处理单元具有用于将待发送的数据包并行转发给两方的发送单元的多路复用器单元以及用于处理由两方的接收单元接收到的数据包的冗余处理单元,其中所述冗余处理单元包括过滤器单元,所述过滤器单元设计为用于检测所接收到的冗余数据包;?经由耦合元件与所述信号处理单元连接的单向链接的网络节点,其特征在于,?所述信号处理单元经由第一接口和第二接口与所述耦合元件连接,其中所述第一接口设置为用于传输通过第一接收单元接收到的数据包,并且其中所述第二接口设置为用于传输通过第二接收单元接收到的数据包,?所述冗余处理单元包括标识单元,所述标识单元设计为用于将冗余指示符插入所接收到的冗余数据包中,其中所述冗余处理单元设计为用于将通过两方的接收单元接收到的数据包以无缓存的方式转发给所述耦 ...
【技术特征摘要】
2012.02.29 EP 12157499.01.用于能冗余操作的工业通信网络的通信设备,具有:-至少一个第一发送和接收单元和第二发送和接收单元,所述至少一个第一发送和接收单元和第二发送和接收单元分别具有用于工业通信网络的网络连接的接口,其中第一发送和接收单元和第二发送和接收单元具有相同的网络地址和相同的设备标识符;-与所述第一发送和接收单元和第二发送和接收单元连接的信号处理单元,所述信号处理单元具有用于将待发送的数据包并行转发给两方的发送单元的多路复用器单元以及用于处理由两方的接收单元接收到的数据包的冗余处理单元,其中所述冗余处理单元包括过滤器单元,所述过滤器单元设计为用于检测所接收到的冗余数据包;-经由耦合元件与所述信号处理单元连接的单向链接的网络节点,其特征在于,-所述信号处理单元经由第一接口和第二接口与所述耦合元件连接,其中所述第一接口设置为用于将通过第一接收单元接收到的数据包传输给所述耦合元件,并且其中所述第二接口设置为用于将通过第二接收单元接收到的数据包传输给所述耦合元件,-所述冗余处理单元包括标识单元,所述标识单元设计为用于将冗余指示符插入所接收到的冗余数据包中,其中所述冗余处理单元设计为用于将通过两方的接收单元接收到的数据包以无缓存的方式转发给所述耦合元件,其中为所述耦合元件分配检测单元,所述检测单元设计为用于评估所接收到的数据包中的冗余指示符,以及设计为用于丢弃具有冗余指示符的数据包。2.如权利要求1所述的通信设备,其中相互冗余的数据包通过统一的序列号标识,并且其中为所述信号处理单元分配存储单元,所述存储单元设计为用于存储已经无错地接收到的数据包的序列号,并且其中所述冗余处理单元设计为用于在接收到新的数据包时检查已经存储的序列号。3.如权利要求2所述的通信设备,其中为所述耦合元件分配计数器单元,所述计数器单元设计为用于记录无错地接收到的数据包和有错地接收到的数据包,并且其中所述计数器单元与评估单元连接,所述评估单元设计为用于在无错地接收到的数据包和有错地接收到的数据包之间的差低于能预设的阈值的情况下用信号传递无错的冗余网络状态。4.如权利要求3所述的通信设备,其中所述评估单元设计为用于在无错地接收到的数据包的数量增长并且同时有错地接收到的数据包的数量基本上停滞的情况下用信号传递具有冗余丢失的网络状态。5.如权利要求4所述的通信设备,其中所述评估单元设计为用于在无错地接收到的数据包和有错地接收到的数据包的数量停滞的情况下用信号传递网络失效。6.如权利要求2所述的通信设备,其中数据包包括至少一个数据帧,并且其中所述冗余指示符通过数据帧的所插入的无效日期构成。7.如权利要求2所述的通信设备,其中所述耦合元件是高速总线,并且其中其它单向链接的网络节点经由所述高速总线与所...
【专利技术属性】
技术研发人员:赫尔曼·昂斯特,约阿希姆·洛迈尔,
申请(专利权)人:西门子公司,
类型:发明
国别省市:
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