在工业网络系统中，例如在用于运动控制的PROFInet-IRT网络系统或一般的具有等时时间结构用于传递时间上要求严格的数据的网络系统中，本发明专利技术的目的是，在安装过程中或在维修和设备更换的情况下显著简化处理过程。对此，本发明专利技术提供了一种不依赖于端口的、拓扑结构设计的实时网络系统，该实时网络系统在遵循至少诸如PROFInet-IRT的安全标准的同时，还省去对所应用的网络接口的(参考)规范设定。还涉及根据本发明专利技术的单元。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种不依赖于端口的、拓扑结构设计的实时网络系统(IRTnet-isochronous real time network),该实时网络系统可以特别用于工业网络,诸如PROFINET-1RT(Process Field Network isochronous real time);而另一方面，优选特别在(过程)自动化
中用于基于以太网的通讯网络或数据传递网络(所谓的工业以太网)。
技术介绍
实时或与实时相关的、特别是同步或等时的通讯网络和数据传递网络，对于其建立具有网络系统拓扑结构的完整规范。例如对于等时网络系统，可以采用Profinet IRT、SERCOS III、VARAN或EtherCAT，这些网络系统确保在至少两个网络用户之间实现基于实时 或与实时相关的、同步或时间同步的、并由此实现决定性的亦或是等距离的通讯或数据传递。因为在工业领域中，网络系统的连接大多数由机器对机器来实现，所以这样的工业以太网网络系统大多数在线形拓扑结构或环形拓扑结构中来实现。为了实现通过以太网技术实现决定性的通讯性能，对于通讯介质上的存取要进行额外规定。这里具有不同的方法。一些标准负责完全用于实时电报的介质，另一些标准负责用于实时电报的时间段。对于这样的介质存取时间设计，以及为了实现拓扑结构的地址提供，首要条件是对精确的网络拓扑结构的了解。因此，拓扑结构设计的实时以太网(RTE)网络系统首先要具有精确的设计，在拓扑结构设计的实时以太网网络系统的哪个设备上连接该第一设备的哪个预设的以太网接口(所谓的“端口”)上的哪个与该第一设备相邻的设备。此外，通常预先设定两个设备之间的连接的导线长度。首选，精确的设计至少涉及到网络系统的逻辑配置，特别涉及到待传递数据的排列；以及还可能涉及到物理配置，特别涉及到数据传递路径，用以根据网络系统的拓扑结构来优化数据传递。利用拓扑结构设计的实时以太网网络系统的时间同步或等时的通讯或数据传递特别用于控制驱动技术(运动控制)中的运动，也就是用在发动机控制或定位过程中。在本申请的范围内，通讯网络或数据传递网络、也就是连接系统，也被简化地称为网络，其中，连接系统实现了由该连接系统或经由该连接系统连接的用户之间的数据交换以及相关的通讯。所提及的用户特别是指计算机、可用存储器编程的控制单元或其它机器或设备，特别是(过程)自动化
的机器或设备，诸如传感器或激励器，这些用户经由网络进行相互通讯或彼此数据交换，特别还对数据进行处理。控制程序优选模块化组合在一起，并且优选包括对应于设施或设备列表的每个设备类型和每个实时形式的、用于这些控制单元的程序段，其中，每个程序段可以包括一个或多个功能模块。然后在通过控制结构实施控制程序的过程中，执行程序段，这些程序段用于控制实际位于设施中的、并由此与网络连接的且与控制机构连接的设备或用户。数据电报中过程数据或IO数据的组合的定义被称为IO配置，组合特别指的是结构、数量和排列。对于物理配置涉及到网络的拓扑结构的定义，也就是网络用户和这些网络用户的网络接口之间的连接。此外，对于RTE网络系统，根据至少一些上述由逻辑和物理配置得出的信息通过RTE设计算法、附加地用于网络系统的RTE通讯参数实现了 定义出哪些特定的发送和接收时间点，也就是指数据电报由第一网络用户传递到第二网络用户的时间。在网络相对于运行的设计和规划范围内，也就是根据(过程)自动化设施的新构造或改建，为了对实时和等时网络的逻辑和物理配置进行设计和规划，例如对于PR0FINETIRT网络系统可知，对此，一个负责对该网络或设施进行规划的操作者使用所谓的工程系 统。这样的工程系统通常由在数据处理机构上实施的工程工具构成，与其前后结合，还能够使RTE设计算法用于计算RTE网络系统的RTE通讯参数。在该设计步骤的最后，通过RTE设计算法计算RTE通讯参数。接下来，至少暂时有目的地与网络连接的工程系统将以下信息传递到控制机构上控制程序、设备列表、IO分配、IO配置、参考拓扑结构(作为网络与其用户设置和连接的规范)以及其它RTE通讯参数。通常，这样的工程系统对于许多网络类型、特别是基于以太网的网络都是公知的且可获得的。来自控制机构的信息、特别来自参考拓扑结构和RTE通讯参数的信息到网络的每个用户上传递与该用户相关的那部分信息。然后，网络用户自身检测，与其直接相邻的用户根据参考拓扑机构是否与设计的用户和网络接口相一致。如果，每个用户都具有相应的一致性，那么参考拓扑结构可以作为实际拓扑结构而被激活，并使网络与其用户、或设施与其设备投入运行。然而，如果一个用户通过与其相邻用户的检测存在实际状态与参考拓扑结构的偏差，那么由公知技术可知，该用户发送诊断警报到控制机构，该控制机构阻止网络投入运行，直至故障解除。在图I中示出了公知的技术方案的示意图，其中，物理配置由参考拓扑结构来表示，逻辑配置由IO分配来表示，其中，后者通过箭头在设备列表和控制程序之间示出。根据现有技术，图I所示的技术方案的缺点在于尽管，控制程序这样构成，即，使各个设备、也就是设施或机器组件和功能通过对应的程序模块构成，从而能够使设施或机器的多种变化形式通过控制程序进行控制；但是，在实际拓扑结构或网络的实际状态的每次变化中，例如在改建设施、去掉和/或补充设备的变化中，首先必须要使参考拓扑结构通过工程系统进行相应的调整，并且与在此基础上新计算出的RTE通讯参数一起重新传递到控制机构上，由此特别使相关的用户及其相邻用户获得对应部分的新信息，特别获得新的参考拓扑结构和RTE参数，然后使网络或设施可以在改变的状态下再次投入运行。由另一个公知的、用于规划或设计实时和等时网络的技术方案可知，对应于设施或机器的可能的变化，在控制机构上维持同等数量的可替换的配置以及特别是各个参考拓扑结构，并且可以还有与参考拓扑结构相匹配的RTE参数；那么在不需要为此再采用一个工程系统的条件下，对应于设施的特定变化形式的各个实际拓扑结构或各个网络的实际状态，例如经由与控制机构相对应的人机接口、特别经由一个简单与控制机构连接的显示器单元和操作单元，仅需要对前述的可替换的配置、各个参考拓扑结构或与参考拓扑结构相匹配的RTE参数进行选择。然而上述技术方案的问题在于，对于不同的机器、例如对于模块化的机器结构不能实现对于每种可能的变化形式，在控制机构上使所需要的、包括参考拓扑结构和RTE通讯参数在内的配置得以维持；在这种模块化的机器结构中大量的机器变化形式几乎没有限定。根据德文专利申请DE102006042949.4的另一个公知技术方案，基于网络的实际拓扑结构，并且几乎省去对参考拓扑结构的规范。其中，在具有其它主用户的通讯网络中的所谓的拓扑结构服务器这样进行编程，即，该拓扑结构服务器测试是否发生网络系统内部事件，并且在发生网络系统内部事件的情况下，自动获取即时的实际拓扑结构，根据由主用户分配的通讯特征自动获取依赖于拓扑结构的通讯数据，以及自动将与各个主用户相关的那部分依赖于拓扑结构的通讯数据传递到各个主用户上。 尽管上述技术方案相对于前述方式实现了较高的灵活性。但是在安全方面仍存在缺陷，该缺陷是由于省去了根据网络实际拓扑结构或实际状态的参考拓扑结构而造成的。在没有进行参考-实际对比本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.02.17 DE 102011011587.01.一种应用在工业网络系统中的拓扑结构设计的实时网络系统，用以传递在(过程)自动化设施中的时间临界数据，所述拓扑结构设计的实时网络系统具有至少两个网络用户，所述网络用户分别具有至少一个用于连接到所述拓扑结构设计的实时网络系统上的网络接口， 其特征在于，所述网络用户在所述拓扑结构设计的实时网络系统上的连接不依赖于各个网络用户的预设网络接口的应用情况， 其中，通过所述至少两个网络用户的至少相邻用户的参考规范确保通讯设计的可靠实现。2.根据权利要求I所述的拓扑结构设计的实时网络系统，其特征在于，在协调所述相邻用户的过程中，根据网络拓扑结构的参考配置对端口连接的实际物理配置的检测确定在至少一个网络用户的至少一个网络接口上的通讯参数的应用。3.根据权利要求I或2所述的拓扑结构设计的实时网络系统，其特征在于，具有用于配置关于经由一参考状态的网络的数据交换的至少一个网络用户的构件，其中，至少一个用户经由网络与这样的单元连接，该单元如此进行编程，即，该单元根据至少一个由操作者指定的与配置相关的信息生成大量的用于至少配置至少一个用户所需的配置数据，并且将生成的大量的配置数据的至少一部分经由网络传递给该至少一个用户。4.根据权利要求3所述的拓扑结构设计的实时网络系统，其特征在于，具有一单元、用于数据处理和用于执行程序编码的构件以及用于与至少一个第二用户进行数据交换的构件，第一用户的单元经由网络可连接所述至少一个第二用户； 其中，所述单元进行编程，以根据参考状态关于经由网络的数据交换而至少配置至少一个第二用户；以及 其中，所述单元根据至少一个由操作者指定的与配置相关的信息生成大量的用于至少配置至少一个第二用户所需的配置数据，并且将生成的大量的配置数据的至少一部分经由网络传递给该至少一个第二用户。5.根据权利要求4所述的拓扑结构设计的实时网络系统，其特征在于，通过与所述单元相对应的人机接口、特别通过与所述单元连接的具有输入和输出构件的操作单元，操作者可以指定至少一个与配置相关的信息。6.根据权利要求4或5所述的拓扑结构设计的实时网络系统，其特征在于，所述单元进行编程，以在经由网络的数据交换的逻辑和/或物理方面至少配置至少一个第二用户。7.根据权利要求6所述的拓扑结构设计的实时网络系统，其特征在于，大量生成的、用于在物理方面至少配置至少一个第二用户所需的配置数据包括用于网络的参考拓扑结构。8.根据权利要求4至7中任意一项所述的拓扑结构设计的实时网络系统，其特征在于，设有用于经由...
【专利技术属性】
技术研发人员：贡纳尔·莱斯曼，塞巴斯蒂安·施里格尔，
申请(专利权)人：菲尼克斯电气公司，
类型：发明
国别省市：
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