用于在可冗余操作的工业通信网络中进行消息传输的方法和用于可冗余操作的工业通信网络的通信设备技术

本发明专利技术涉及一种用于在可冗余操作的通信网络中进行消息传输的方法，所述通信网络包括具有树状拓扑的第一子网和第二子网。在第一子网中根据生成树协议传输消息。在此，与第一子网的网络节点相关联的通信设备相互交换具有拓扑信息的消息以用于形成树状拓扑。在第二子网中，根据并行或环形冗余协议传输消息。与第二子网的网络节点相关联的通信设备根据并行或环形冗余协议相互交换具有第一子网的拓扑信息的消息并且将所述消息与第一子网的本地可用的拓扑信息进行比较。根据比较结果，与第二子网的网络节点相关联的通信设备确定第一子网的所得出的拓扑信息。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种用于在可冗余操作的通信网络中进行消息传输的方法，所述通信网络包括具有树状拓扑的第一子网和第二子网。在第一子网中根据生成树协议传输消息。在此，与第一子网的网络节点相关联的通信设备相互交换具有拓扑信息的消息以用于形成树状拓扑。在第二子网中，根据并行或环形冗余协议传输消息。与第二子网的网络节点相关联的通信设备根据并行或环形冗余协议相互交换具有第一子网的拓扑信息的消息并且将所述消息与第一子网的本地可用的拓扑信息进行比较。根据比较结果，与第二子网的网络节点相关联的通信设备确定第一子网的所得出的拓扑信息。【专利说明】用于在可冗余操作的工业通信网络中进行消息传输的方法和用于可冗余操作的工业通信网络的通信设备
本专利技术涉及一种用于在可冗余操作的工业通信网络中进行消息传输的方法和一种用于可冗余操作的工业通信网络的通信设备。
技术介绍
工业自动化系统通常包括多个经由工业通信网络相互联网的自动化设备并且在制造或生产自动化的范围中用于控制或调节装置、机器或者设备。由于在借助于工业自动化系统自动化的技术系统中的时间重要的框架条件，在工业通信网络中主要应用实时通信协议，如Profinet、Profibus或实时以太网来在自动化设备之间进行通信。在工业自动化系统或者自动化设备的计算单元之间的通信连接的中断能够导致服务请求的传输的不期望或者不必要的重复。这造成工业自动化系统的通信连接的附加的负荷，这可能会导致进一步的系统故障或系统错误。此外，没有被传输的或没有完全地传输的消息例如阻碍工业自动化系统过渡到安全的操作状态下或者留在安全的操作状态下。这最终可能会导致整个生产装置的失效和昂贵的生产停工状态。在工业自动化系统中，常常由具有相对多的、但是相对短的消息的讯息流量而引起特殊的问题，由此加剧了上述问题。从W02008/119649A1中已知一种用于重新配置分组交换的通信网络的方法，所述通信网络包括第一子网和第二子网。当在第一子网中应用第一网络协议时，在第二子网中应用不同于第一网络协议的第二网络协议。两个子网通过至少三个冗余的数据链相互连接，分别仅激活所述三个冗余的数据链中的一个以用于有效数据交换。在此，主数据链预先设定地是激活的，而至少两个从数据链预先设定地是禁用的。通过第二子网的与主数据链连接的主桥来监视主数据链或者从数据链的失效。在这样的失效的情况下，主桥生成第一数据包并且将其传送给第二子网的与从数据链连接的从桥。根据可预设的选择规则通过主桥来选择从桥。接下来，通过所选择的从桥来处理第一数据包。第一数据包包括逻辑信息，根据所述逻辑信息至少部分地执行在从桥的与从数据链连接的端口上的第一网络协议并且通过在从桥的端口上执行的第一网络协议来激活从数据链。在EP2343857A1中说明了一种用于通信网络的网络节点，所述通信网络包括第一子网和与所述第一子网连接的第二子网。在第一子网中应用生成树协议，而在第二子网中应用与第一子网的协议不同的第二协议。网络节点设立为用于第二子网的元素并且构造成用于在第二子网内进行通信。此外，网络节点借助于生成树功能构造和设立为用于监视和控制第二子网的生成树主节点。因此，第二子网被在第一子网中应用的生成树协议视作为虚拟的网络节点，其方式为:作为生成树主节点的网络节点对第二子网的其他网络节点进行生成树协议应用。从W02010/105828A1中已知一种用于操作具有冗余特性的通信网络的方法，所述通信网络具有环形网络拓扑。在通信网络内，通信设备经由数据线与其数据端口相互连接并且基于通信协议经由数据线交换控制数据以及有效数据。为了避免消息在通信网络的网中无限地循环，除用于控制或者监视媒体冗余的消息以外，借助于通信协议阻止消息经由各个通信设备的所选定的数据端口进行传输。在通信网络内将两个不同的通信协议彼此并行地应用在通信设备中。例如通过将待阻塞的数据端口的监控分配给单独的通信协议来实现不同的通信协议的并行应用。替选于此，能够为通信协议选择参数，使得通过第一通信协议不阻挡根据第二通信协议视为激活的连接。
技术实现思路
本专利技术基于下述目的，提供一种用于在可冗余操作的、具有至少两个子网的工业通信网络中进行消息传输的方法，所述方法在应用至少两个不同的通信协议的情况下能够实现在设备失效或者连接失效之后快速地激活备用连接，以及提供一种适合于实施所述方法的通信设备。根据本专利技术，所述目的通过一种用于在可冗余操作的工业通信网络中进行消息传输的方法和一种用于可冗余操作的工业通信网络的通信设备来实现。本专利技术的有利的改进形式在下文中说明。按照根据本专利技术的方法，在具有树状拓扑的第一子网中根据生成树协议传输消息。在此，与第一子网的网络节点相关联的通信设备相互交换具有拓扑信息的消息以用于形成树状拓扑。根据所交换的拓扑信息，通过与第一子网的网络节点相关联的通信设备确定作为树状拓扑的基本元素的根网络节点。从根网络节点开始建立到第一子网的其余的网络节点的无环路的连接。在第二子网中，根据并行或环形冗余协议传输消息。第一子网和第二子网经由多个通信设备相互耦合。与第一或第二子网的网络节点相关联的通信设备优选是交换机或者网桥。与第二子网的网络节点相关联的通信设备根据并行或环形冗余协议相互交换具有第一子网的拓扑信息的消息，并且将其与第一子网的本地可用的拓扑信息进行比较。与第二子网的网络节点相关联的通信设备根据比较结果确定第一子网的所得出的拓扑信息。此外，与第二子网的网络节点相关联的通信设备根据第一子网的被确定的所得出的拓扑信息相关于到所述第一子网的闭合的和/或断开的连接调整所述通信设备的配置。根据本专利技术，根据另一设计方案通过与第二子网的网络节点相关联的全部通信设备统一地确定第一子网的所得出的拓扑信息。此外，对与第一子网的网络节点相关联的通信设备恒定地提供所得出的拓扑信息，以用于在第一子网中应用生成树协议。与至今为止的途径相反，根据本专利技术，在第二子网内不并行应用生成树协议和并行或环形冗余协议。优选在与第二子网相关联的通信设备的网络节点之间仅根据并行或环形冗余协议传输消息。因此，对于第二子网而言不必借助于生成树协议形成树状拓扑。这决定性地有助于在设备或连接失效之后快速地激活备用连接。此外，在相应的子网中基本上以相互脱耦的方式应用生成树协议和并行或环形冗余协议。优选地，为了在第一子网中应用生成树协议，第二子网通过在第一子网中将各个网络节点相互连接的通信设备来代表。总的来说，在第一子网中的生成树协议的应用对于第二子网中的通信设备而言显现为透明的并且反之亦然。通过将第一子网的拓扑信息隧穿(Tunnelling)第二子网以及通过将该拓扑信息相对于在导出最佳的信息的意义上得出的拓扑信息进行调整来实现这种脱耦。所得出的该拓扑信息又能够用于在第一子网中应用生成树协议。按照根据本专利技术的方法的一个优选的设计方案，第一子网的拓扑信息包括对第一子网的网络节点之间的现有的连接的说明，并且从根网络节点起到第一子网的其余的网络节点的无环路的连接根据确定到根网络节点的最小的路径成本来建立。生成树协议例如能够是根据IEEE802.1d的生成树协议、根据IEEE802.1w的快速生成树协议或者根据IEEE802.1s的多生成树协议。具有第一子网的拓扑信息的消息例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在能冗余操作的工业通信网络中进行消息传输的方法，其中，?在具有树状拓扑的第一子网中根据生成树协议传输消息，其中与所述第一子网的网络节点相关联的通信设备相互交换具有拓扑信息的消息以用于形成树状拓扑，并且根据所交换的拓扑信息通过与所述第一子网的网络节点相关联的所述通信设备确定作为树状拓扑的基本元素的根网络节点，并且其中，从所述根网络节点起建立到所述第一子网的其余的网络节点的无环路的连接，?在第二子网中，根据并行或环形冗余协议传输消息，?所述第一子网和所述第二子网经由多个通信设备相互耦合，?与所述第二子网的网络节点相关联的通信设备根据所述并行或环形冗余协议相互交换具有所述第一子网的拓扑信息的消息，与所述第一子网的本地可用的拓扑信息进行比较，并且根据比较结果确定所述第一子网的所得出的拓扑信息，?与所述第二子网的网络节点相关联的所述通信设备根据所述第一子网的所确定的得出的所述拓扑信息相关于到所述第一子网的闭合的和/或断开的连接调整所述通信设备的配置，?通过与所述第二子网的网络节点相关联的全部通信设备统一地确定所述第一子网的所得出的所述拓扑信息，?通过与所述第二子网的网络节点相关联的所述通信设备提供所得出的一致的拓扑信息以用于在所述第一子网中应用生成树协议。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马塞尔·基斯林，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：