CN102694703B - 用于建立由自动化设备的装置组成的通信网络的方法 - Google Patents

用于建立由自动化设备的装置组成的通信网络的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于建立由自动化设备的装置组成的通信网络的方法，其中自动化设备基于装置的逻辑地址而设计，并且其中装置分配有物理地址，通过该物理地址使得用于交换数据的装置在自动化设备运行时通过通信网络而被寻址。根据本发明的方法的特征在于，利用作为网络节点的装置建立一种分散网络形式的覆盖网络，其中对于分散网络已知的、用于公开资源以及用于订阅资源的机构用于，使在设计自动化设备时所应用的逻辑地址反映到自动化设备运行时所应用的物理地址上。这通过以下方式进行：在相应装置初始化时，以合适的方式公开资源或者订阅资源，其中将资源基于密钥存储在分散网络里，这种密钥对应于逻辑地址。资源内容与之对应地是物理地址。

Description

用于建立由自动化设备的装置组成的通信网络的方法
技术领域
本发明涉及一种用于建立由自动化设备的装置组成的通信网络的方法，以及一种相应的通信网络和一种相应的自动化设备。
背景技术
自动化设备在加工自动化或过程自动化中的配置或再配置是比较复杂，费时间并且费用高的。在一种所谓的工程的范围里，通常首先规划自动化设备，然后设计它的自动化。同时也需在自动化设备的各个装置之间规划通信基础设施。自动化设备的装置在这里和以下都是指在自动化过程的范围里参与实施自动化或者说与之关联的通信的任意的单元。这些装置优选地包括场内的传感器和执行元件，以及基于传感器的数据适合地控制相应的执行元件的控制装置。
为了在自动化设备的各个装置之间实现通信，由背景技术得知有不同的协议。为了保证在装置之间能够实时进行数据交换，尤其是建立一种基于工业以太网的通信网络。在此已知了多种通信协议，它们基于工业以太网的应用、例如像Profinet协议。在自动化设备运行期间的通信方面，采用了相应的物理地址，例如像IP-地址和MAC-地址，利用这些地址使得各个装置直接被寻址(angesprochen)。在自动化设备的工程设计方面还得知：应用各个装置的相应的逻辑地址代替物理地址，来对自动化功能进行一般性的说明。在此存在以下问题：在运行时或者在自动化设备加速运行时，需将逻辑地址以合适的方式转变为装置的物理地址，以便因此保证设备能实时地运行。目前并不知道这样的方法，即可以以简单的方式，利用尽可能少的人工方面的投入实现逻辑地址与装置的物理地址的配合。
发明内容
因此本发明的目的是提出一种用于建立由自动化设备的装置组成的通信网络的方法，利用该方法可以以简单的方式将自动化设备的工程设计方面所应用的逻辑地址转变为物理地址，物理地址在认证设备的运行中被使用。
该目的通过独立权利要求来实现。本发明的改进方案在从属权利要求中定义。
根据本发明的方法用于建立由自动化设备的装置组成的通信网络，其中自动化设备基于装置的逻辑地址而设计，并且其中装置分配有物理地址，通过物理地址使得用于交换数据的装置在自动化设备运行时通过通信网络而被寻址。建立通信网络的概念在这里和以下都是广义的理解，而且不仅涉及通信网络开始的初始化，而且也涉及在新的装置或者备用装置初始化时通信网络的再配置。
在根据本发明的方法的范围里，在装置之间建立一种分散网络形式的(逻辑的)覆盖网络。分散网络的概念包括了每种端对端网络。在这种分散网络中，自动化设备的每个装置是一个网络节点，它对于多个密钥负责，其中在分散网络里，可以公开那些通过相应的、对应于资源的密钥和资源内容而详细说明的资源，和可以公开对通过相应的、对应于资源的密钥和进行订阅的装置所详细说明的资源的订阅。这样进行公开，即在那个对资源的密钥负责的网络节点上公开资源或者对资源的订阅，其中订阅资源时，进行订阅的装置在公开资源时用订阅的密钥了解到资源内容。
因此根据本发明以已知的方式在装置之间建立了一种分散网络，其中这种网络供由背景技术中已知的机构使用，用于公开或者预定资源。该机构，如在订阅的范围里相应的资源内容到达订阅的网络节点那样，可以设计成各不相同的。尤其是可以在公开资源之后，立即用一种相应的通知传输资源内容。同样也有以下可能性：在通知方面，进行订阅的网络节点只是了解到资源的公开情况，接着网络节点则自动地搜索资源，并得到资源内容作为搜索结果。
根据本发明的方法合适地利用了上面所述的、分散的覆盖网络的机构，以便了解在装置之间的物理地址。这发生在各个装置的初始化方面。一个装置在其初始化时作为网络节点被接收到分散网络里，并且起到第一个和/或第二个装置的作用，其中在自动化设备运行时，需通过通信网络(也就是说，在基于相应的物理地址进行通信时)将第一个装置上的数据发送给第二个装置，或者需获取第二个装置上的数据用于第一个装置。在发送数据的范围里，通过第一个装置或者配属于该装置的一个单元，使得数据自动地传输给第二个装置。在获取数据的范围里，通过第一个装置或者配属于第一个装置的一个单元，从另外第二个装置里调用出数据。
在根据本发明的方法中，在第一个装置初始化时，利用作为密钥的逻辑地址和作为进行订阅的装置的第一个装置，公开了对资源的订阅，其中，需给其发送数据或者需获取其数据的第二个装置在其初始化时，利用与在第一个装置初始化时按照对资源的订阅的逻辑地址相同的、作为密钥的逻辑地址，并利用第二个装置的物理地址使资源公开。装置初始化的概念应广义地理解，并且可以涉及到接入在通信网络里已有的装置，或者说在通信网络里新接收一个装置，或者说在通信网络里，在另一个装置失效时也接收一个备用装置。
随着上面所述的订阅的或者资源的公开，以合适的方式确保了：在它们之间需传输数据的第一个和第二个装置之间，合适地对基于逻辑地址的物理地址进行披露。自动地用由分散的覆盖网络得知的机构，使设备工程中应用的逻辑地址反映到物理地址上。
在根据本发明的方法的一种优选的实施方式中，第一个装置在其初始化时，利用其作为密钥的固有的逻辑地址，公开了对资源的订阅，其中需给其发送第一个装置上的数据或者需获取其数据用于第一个装置的第二个装置在初始化时利用作为密钥的、第一个装置的逻辑地址并利用作为资源内容的、第二个装置的物理地址使资源公开。这种方案尤其是当第一个装置并不了解第二个装置的逻辑地址时才使用。
在根据本发明的方法的另外一种实施方式中，第一个装置在其初始化时，利用作为密钥的、第二个装置的逻辑地址，公开了对资源的订阅，需给第二个装置发送第一个装置上的数据或者需获取其数据(为了提供)用于第一个装置，其中第二个装置在其初始化时，利用其作为密钥的逻辑地址并利用其作为资源内容的物理地址使资源公开。这种变体尤其是当第一个装置了解第二个装置的逻辑地址时才使用。
在另外一种优选的实施方式中，进行订阅的装置在订阅时通过其相应的物理地址而被详细说明。
在一种特别优选的实施方式中，根据本发明的方法应用在一种自动化设备中，该自动化设备作为装置包括传感器、执行元件和控制装置，其中在自动化设备运行时，需基于装置的至少一部分的物理地址将传感器上的传感器数据发送给控制装置或者需为控制装置获取该数据，并且需将控制信号基于传感器数据从控制装置(出发地)和尤其是通过控制装置发送给执行元件。控制装置优选地具有一种控制功能，利用该控制功能，基于在控制装置里所接收的传感器数据，查明需发送给执行元件的控制信号，其中，控制功能基于传感器的逻辑地址和执行元件的逻辑地址。在自动化设备的工程方面，应用了一种具有一般性的逻辑地址的控制功能，这些逻辑地址则在建立通信网络用于自动化设备的运行时被反映在物理地址上。
在根据本发明的方法的一种特别优选的实施方式中，使传感器和控制装置初始化用于(推-)运行，在该运行中，自动地通过传感器，或者说通过配属于传感器的单元，将传感器上的传感器数据发送给控制装置，其中，传感器在其初始化时起到第一个装置的作用，并利用其作为密钥的逻辑地址公开了对资源的订阅，并且其中，控制装置起到第二个装置的作用，并利用作为密钥的、传感器的逻辑地址，和利用作为资源内容的、控制装置的物理地址使资源公开。
在根据本发明的方法的另一种变体中，使传感器和控制装置初始化用于一种(拉-)运行，在该运行中获取传感器上的传感器数据用于控制装置，其中通过控制装置或者配属于控制装置的单元，优选按有规则的间隔获取数据。控制装置在其初始化时起到第一个装置的作用，并利用作为密钥的、传感器的逻辑地址公开对资源的订阅。与之相反，传感器起到第二个装置的作用，并利用其作为密钥的逻辑地址和利用其作为资源内容的物理地址使资源公开。在上面所述的推-或拉的运行中考虑到：控制装置了解传感器的逻辑地址，然而传感器不必强制地了解控制装置的逻辑地址。
在另一种特别优选的实施方式中，使执行元件和控制装置初始化用于运行，在运行中，从控制装置(出发地)将传感器信号发送给执行元件，其中，控制装置在其初始化时起到第一个装置的作用，并利用作为密钥的、执行元件的逻辑地址公开对资源的订阅，并且其中执行元件起到第二个装置的作用，并利用其作为密钥的逻辑地址和利用其作为资源内容的物理地址使资源公开。在这种变体中，控制装置或配属于控制装置的单元自动地将相应的控制信号发送给执行元件。
用作为覆盖网络的分散网络可以任意地设计。在一种特别优选的实施方式中，采用一种基于分布的哈希-表(Hash-Tabelle)的端对端网络，尤其是由背景技术充分得知的弦环(Chord-Ring)。
在自动化设备运行时在通信方面，可以在通信网络里应用任意的协议用于交换数据。通信交换优选基于工业以太网或Profinet。在通信范围里在自动化设备运行时采用的物理地址例如可以是MAC-地址或者IP-地址。
除了上面所述的用于建立一种通信网络的方法之外，本发明还涉及一种由自动化设备的装置组成的通信网络，其中自动化设备基于装置的逻辑地址而设计，并且其中装置分配有物理地址，通过物理地址使得用于交换数据的装置在自动化设备运行时通过通信网络而被寻址。通信网络这样设计，即通信网络利用根据本发明的方法或者说根据本发明的方法的一种或者多种变体来建立。
除此之外本发明还涉及一种具有多个装置的自动化设备，其中在装置之间形成一种刚才所述的根据本发明的通信网络。
附图说明
以下根据附图1至3详细说明本发明的实施例。这些附图简略表示了根据本发明的、用于在自动化设备的装置之间建立一种通信网络的方法的一个实施方式。
具体实施方式
以下基于自动化设备的装置对本发明的一个实施例进行说明，在这些装置之间设置了一种以充分地由背景技术得知的弦环形式的端对端网络作为覆盖网络。这种环在图1至3中通过以虚线示出的圆来表示，其中环的各个端或节点由自动化设备的相应的装置构成。该装置包括有传感器、执行元件和控制装置。在图1中例如示出了传感器S1，S2，S3，S4和S5，控制装置C1，C2，C3和C4，以及执行元件A1，A2，A3，A4和A5。弦环基于一种所谓的分布的哈希-表DHT(DHT＝Distributed Hash Table)，这个表具有大小为2m的整数的相同范围。这种相同范围通过封闭的环来体现，其中环的每个节点代表了由识别范围得出的相应的相同之处。每个单一的节点对于相同值的间隔负责，这些值大于其在前的节点的相同值，而小于等于其固有的相同值。节点的顺序在图1所示的实施方式中对应于顺时针方向。
利用弦环的本身已知的机构，可以利用对应密钥将资源存入在各个节点里或者公开，其中通过借助于一种哈希函数将密钥转换成哈希值的方式，而在弦环上得到一个相同值。对于这种相同值负责的那些网络节点则也对相应的资源负责。除了公开资源的机构之外，根据本发明也应用了对资源进行订阅的机构。网络节点可以利用相应的密钥对资源订阅，其中公开了对那个利用该密钥对资源负责的网络节点的订阅。如果利用这个密钥使资源在负责的节点上公开，那么一种相应的订阅就导致了：那个对于资源进行订阅的网络节点了解到资源的存在。接着已经了解到资源存在的节点可以借助于一种本身已知的查询来搜索资源，而且从资源位于其上的那个节点获取该资源。在一定的条件下也可以相同地用信息传输资源，使得这种资源已经存储在一个相应的网络节点上。
上面所述的公开资源和对资源订阅的机构对于端对端系统来说是充分地已知的，并且也称之为发布-订阅(Publish-Subscribe)机构。这种发布-订阅机构在这里所述的实施方式中被用于，公布自动化设备的设计所基于的逻辑地址与通信网络里各个装置的物理地址的对应关系。物理地址是那些在自动化设备实时运行时，被应用于为各个装置寻址的地址，并且可以实现一种例如基于工业以太网的、实时的运行。物理地址可以根据自动化设备的设计方案，是MAC-地址、IP-地址或者类似地址。与此有区别的是：逻辑地址只是应用于设备方案设计时或者说在工程设计的范围里，然而并不用于设备的实时运行。利用根据本发明的方法可以使自动化设备一般性地按逻辑地址来设计，其中接着在开始实时运行之前实施装置的逻辑地址和实际的物理地址之间的配合，并且保证设备的实时运行。本方法这样来设计，即通过覆盖网络的应用也可以简单地通过采用装置的物理地址的发布-订阅机构，公布新附加于自动化设备的，或者说等效于其它装置的装置。
以下基于图1至3来说明根据本发明的方法的一种实施方式，它用于在传感器S5、控制装置C1和执行元件A4之间的通信。控制装置C1借助于一种控制功能来处理传感器S5的传感器数据，并将相应的传感器数据转换成用于执行元件A4的控制信号。如上所述，传感器S5、控制装置C1和执行元件A4是弦环的一部分，该弦环通过具有实时能力的自动化网络限定。控制装置、传感器和执行元件以及也包括在图1中所示的所有其它的装置分别获得明确的相同性，并存储那些资源或者订阅，它们由于在环里的相同性而对于其密钥负责。除此之外，控制装置、传感器和执行元件可以作为端对端网络的用户，如上所述发布资源或者订阅，或者搜索它们。各个装置可以通过相应的通信网点直接连接于自动化网络，并且因此形成能够自动通信的单元。同样在一定条件下也有可能的是，使装置和另外的构件固定地布线连接，这些构件则连接于自动化网络。这些构件对于与之布线连接的装置来说起到所谓代理的作用，并且控制其通信。这种只是间接地通过代理连接于自动化网络的装置优选是价廉的传感器或执行元件，它们没有固有的通信功能。
各个控制装置、传感器和执行元件又可以自身集成在另外的模块或单元里，例如集成在分开的自动化模块里。本发明的一种优选的应用场合是在一种模块化构造的自动化设备里的通信，其中自动化设备基于单独的自动化模块而设计，并随后基于这种自动化模块进行组装并进行合适的配置。
如上所述，自动化设备的各个装置或者说对它们加以抽象的服务分别具有逻辑地址，基于这种地址来说明设备在工程设计时在装置之间的通信。给控制装置C1赋予逻辑地址LA_C1，给传感器S5赋予逻辑地址LA_S5，而给执行元件赋予逻辑地址LA_A4。控制装置C1以本身已知的方式应用一种调节功能fcontroller，利用该功能将传感器S5的相应的传感器数据转换成用于执行元件A4的控制信号。这就是说有效的是fcontroller(SD)→CS，其中SD表示了传感器S5的传感器数据或传感器值，而CS表示了一个由此得出的用于执行元件A4的控制信号。在控制装置C1和传感器S5或执行元件A4之间的交替作用的范围里先决条件为：传感器和执行元件了解其固有的逻辑地址。控制装置同样也了解其固有的逻辑地址以及传感器和执行元件的逻辑地址。除此之外，控制装置、传感器和执行元件了解其物理地址。控制装置C1的物理地址在下面用PA_C1表示，传感器S5的物理地址用PA_S5表示，并且执行元件A4的物理地址用PA_A4表示。
在以下所说明的附图中，通过标记PR(key，val)，用密钥key和资源内容val表示一种资源的发布。此外，通过PS(key，res)，用密钥key带有回答地址res表示对一种资源的订阅。S(key)表示了用密钥key搜索资源。此外通过R(key)＝xy详细说明用密钥key搜索资源的结果。用N(key)表示用密钥key对一种资源订阅的通知。此外在附图中，通过一个布置在一个节点上的以虚线示出的小框规定一个在该节点上公开的订阅SUB，并通过一个用实线表示的并布置在一个节点上的小框规定一个相应的存储在节点上的资源RES。
按照图1至图3说明了一种基于所谓推-结构式样，根据本发明的方法的方案，在该式样中在自动化设备运行时，将传感器数据自动地从传感器S5发送给控制装置C1。在建立通信关系时因此需使得传感器S5得到控制装置C1的物理地址。以下说明，如何在初始化或接通控制装置C1、传感器S5以及执行元件A4之后在这些装置之间建立通信联系，其中在建立这种联系之后在装置之间进行通信，如在通常的工业以太网里那样。在接通传感器S5之后，该传感器在步骤S1里利用其逻辑地址LA_S5作为密钥，首先发布对一种资源的订阅，其中它本身作为进行订阅的网络节点通过其物理地址PA_S5被详细说明。在图1所示的场景中，网络节点C3对密钥LA_S5负责，从而公开对于该网络节点的订阅。接着传感器S5在步骤S2里利用其作为密钥的逻辑地址LA_S5搜索一种资源，因为在初始化之后其不了解：是否已经有一种资源利用密钥LA_S5存储在端对端网络里。这种资源只是当控制器C1接通或初始化时才公开。这在图1所示的场景中还不是这样，从而使一种空的搜索结果NULL在步骤S3里从控制装置C3反馈给传感器S5。在接通执行元件A4之后，该执行元件在端对端网络里利用其作为密钥的逻辑地址LA_A4，和利用其作为资源内容的物理地址PA_A4发布一种正常的资源(步骤S4)。因为在图1所示的场景中网络节点S2对于密钥LA_A4负责，因此在该网络节点上进行发布。
在图2中则继续实施该方法，使得控制装置C1也接通。该装置分析其控制功能fcontroller并确认：具有逻辑地址LA_S5的传感器S5需要数据作为输入数据，以便基于此将控制信号传输给具有其逻辑地址LA_A4的执行元件A4。在工程设计范围里建立的控制功能只是了解逻辑地址。根据本发明的方法的目的是公布相应的物理地址，从而可以在自动化设备运行时实时地传输相应的信息。控制装置C1在接通之后在步骤S5里，利用作为密钥的、传感器S5的逻辑地址LA_S5，并利用作为在节点C3上的资源内容的物理地址PA_C1发布一种资源。这种发布导致了：传感器S5由于其在步骤S1里实施的订阅而了解到，在步骤S5里存储的资源的存在情况。这通过在步骤S6里传输的通知N(LA_S5)来进行。在这里所述的实施方式中，利用通知还不能传输资源的内容。因此传感器S5在通过其密钥LA_S5对应发布资源之后，在步骤S7里搜索通知的接受。在步骤S8里则作为资源内容的结果以控制装置C1的物理地址PA_C1的形式反馈至传感器S5。接着传感器S5可以直接通过物理地址PA_C1实时地将其传感器数据SD传输给控制装置C1，如同通过步骤S9所表示的那样。
如由图3可见，控制装置C1在其初始化时不仅用逻辑地址LA_S5作为密钥发布一种资源，而且也用在上述的调节功能fcontroller里所规定的执行元件A4的逻辑地址LA_A4作为密钥，发布对一种资源的订阅。这在步骤S10里进行。因为网络节点S2对逻辑地址LA_A4负责，因此在该网络节点上进行公开。这种订阅确保了：控制装置C1也可以了解到物理元件A4的逻辑地址，如果执行元件在控制装置C1之后才接通的话，并且其物理地址随后在逻辑地址下(见上面的步骤S4)发布。如果执行元件A4在控制器C1后面初始化的话，那么在步骤S10里订阅之后就在步骤S11里进行通知的传输，利用该通知使得控制装置C1了解到：利用逻辑地址LA_A4的密钥在节点S2上已经存储了一种资源。接着控制装置C1在步骤S12里搜索这资源，并作为结果在步骤S13里得到执行元件A4的物理地址PA_A4，接着控制装置C1可以将由其调节功能fcontroller得出的控制信号CS传输给执行元件A4，应用了其物理地址，如通过步骤S14所表明的那样。
要是在实施步骤S10时执行元件A4已经接通，那么由控制装置C1自动地引起一种用逻辑地址LA_A4对资源的搜索，从而控制装置C1在这种情况下也接受执行元件的物理地址。在一定条件下也有可能，总是这样设计前面所述的订阅，从而，如果在公开这订阅时，在网络节点上已经存在一个对应公开的资源，那么也就将一个通知反馈给订阅的网络节点。在这种情况下订阅的节点在公开这订阅之后，只是在得到一个通知之后才会引起搜索。如刚才所述，如果在相应的通知中同时传输资源内容，那么也可以完全放弃搜索。
如果控制装置需要来自多个逻辑传感器的数据，或者需将信号传输给多个执行元件，那么就实施上面所述的，用于每个传感器或每个执行元件的步骤。如果一个逻辑传感器的数据被多个控制装置所需要，那么传感器由于通过不同的控制装置的多重发布，了解到不同的控制装置的物理地址，从而它可以向所有这些不同的控制装置发送其传感器数据。一旦一个传感器了解控制装置的物理地址，那么可以在传感器和控制装置之间使一个任意的应用协议，例如一个用于交换通信参数的协议初始化。这个协议在传感器数据真正发送之前。
在控制装置和执行元件之间的通信方面，在一定条件下控制信号也可以传输给多个执行元件，这按如下方式来实现：控制装置对于执行元件的每个逻辑地址发布一个订阅。类似于在传感器和控制装置之间的通信，在将执行元件的物理地址传输给控制装置之后，可以在控制装置和执行元件之间建立任意的应用协议，例如用于交换通信参数。这个协议在将控制信号真正发送给执行元件之前。
如果在自动化设备中由于传感器的失效而用一个新的来替换，那么根据本发明的方法确保了：新的传感器由于对一种资源的订阅，利用其固有的传感器逻辑地址作为密钥，得到控制装置的物理地址。如果控制装置通过一个新的控制装置来替换，或者说通过另外一个自动化模块的控制装置实施一个控制装置的任务，那么上面所述的方法确保了：通过按传感器逻辑地址对一种资源的发布，就给传感器通知了新的控制装置的物理地址。此外一个新的控制装置可以通过其对一种资源的订阅，利用执行元件的逻辑地址得到执行元件的物理地址。
如果一个执行元件在通信网络里失效，或者一个执行元件用另外一个具有另外一个物理地址的执行元件替换，那么新的执行元件就用它的逻辑地址作为密钥，并用它的物理地址作为资源内容，通过公开一种相应的资源，发布一个新的物理地址。因为控制装置将一个订阅保持在一个逻辑地址上，因此要对此加以考虑，并因此得到执行元件的物理地址。
前面已经按照图1至图3说明了一种推-结构式样，其中传感器S5由自身自动地将传感器数据传输给控制装置C1。在一种改变的方案中，也可以采用一种所谓的拉-结构式样来代替推-结构式样，在这拉-结构式样中控制装置在传感器处获取或询问传感器数据。在这种情况下传感器的作用类似于上面所述方法里的执行元件。以下叙述在建立通信联系时，在一种拉-结构式样中对于传感器S5、控制装置C1和执行元件A4的主要步骤。
如果将传感器接通，那么它在端对端网络里代替一种订阅而发布一种正常的资源，用其逻辑地址LA_S5作为密钥并用其物理地址PA_S5作为资源内容。控制装置在接通之后又分析其调节功能fcontroller，并且确定：需从传感器S5用逻辑地址LA_S5获取传感器数据，以便由此求得相应的控制信号，这信号则需用逻辑地址LA_A4传输给执行元件。为了实现这种情况，控制装置S5在网络里，用调节功能里规定的传感器逻辑地址LA_S5作为密钥发布一种订阅。这种订阅确保了：如果传感器S5只是在控制装置之后接通，并且按逻辑地址LA_S5公开其物理地址，则控制装置也可以了解到传感器S5的物理地址。
最后，控制装置C1在端对端网络里用调节功能里规定的逻辑地址LA_S5启动搜索一种资源。如果传感器S5在控制装置C1之前被启动，那么控制装置作为这种搜索的结果得到由传感器发布的资源，用传感器的物理地址作为内容。基于这种物理地址则可以在拉-结构式样的范围里，控制装置可以继续从传感器S5获取传感器数据。如果传感器S5还没有启动，那么控制装置需等待，直到在传感器启动之后得到一种对其订阅的通知，并且因此接受传感器S5的逻辑地址。
类似于按照图1至图3的方法，控制装置C1在端对端网络里还发布一个订阅，用这在其调节功能fcontroller里规定的逻辑地址LA_A4作为密钥。这个发布确保了：如果执行元件只是在控制装置之后接通，并且按执行元件逻辑地址发布其物理地址，则控制装置也可以了解到执行元件A4的物理地址PA_A4。接着控制装置在端对端网络里用这在调节功能里所规定的执行元件的逻辑地址LA_A4作为密钥启动对一种资源的搜索。如果相应的执行元件在控制器之前被初始化，那么控制装置作为这种搜索的结果得到由执行元件发布的资源，用执行元件的物理地址作为资源内容。控制装置则可以继续向该执行元件地址发送其控制信号。如果相应的执行元件还没有被启动，那么控制装置需等待，直到在执行元件启动之后得到一种对其订阅的通知，并且因此可以接收物理的执行元件地址。
前面所述的、根据本发明的方法的实施方式具有一系列优点。在自动化设备的配置方面所规定的逻辑地址和自动化设备的装置之间的通信联系，在设备上行时尤其是可以以物理地址来解决，并且因此建立专门的、能实时的物理通信连接。因此那些要给它们发送数据，或者从它们获取数据的装置的物理地址，不再需在自动化设备的工程设计方面加以配置，因此简化了工程设计。在自动化设备里的相应的传感器和执行元件只是还需了解它们的逻辑地址或物理地址，和在其调节功能里所得到的传感器和执行元件的逻辑地址。当自动化设备中有一个装置失效时，可以将其替换而不重新配置其它的元件，即使当备用装置具有另一个物理地址时也是这样。在控制装置失效或者过载时，也可以通过另外一个具有其它物理地址的控制装置来实施调节功能。

Claims (24)

1.一种用于建立由自动化设备的装置(C1，S5，A4)组成的通信网络的方法，其中所述自动化设备基于所述装置(C1，S5，A4)的逻辑地址(LA_C1，LA_S5，LA_A4)而设计，并且其中所述装置(C1，S5，A4)分配有物理地址(PA_C1，PA_S5，PA_A4)，通过物理地址使得用于交换数据的所述装置(C1，S5，A4)在所述自动化设备运行时通过所述通信网络而被寻址，其中：
-在所述装置(C1，S5，A4)之间建立一种分散网络形式的覆盖网络，在所述覆盖网络中，每个装置(C1，S5，A4)是一个网络节点，所述网络节点对于多个密钥负责，其中，通过在对于一种资源的密钥负责的那个网络节点上将所述资源或者对资源的订阅公开，实现了在所述分散网络里公开资源以及对资源的订阅，资源通过相应的、对应于资源的密钥和资源内容而被详细说明，并且对资源的订阅通过相应的、对应于资源的密钥和进行订阅的装置(C1，S5，A4)而被详细说明，其中在订阅资源时，所述进行订阅的装置(C1，S5，A4)在公开资源时利用订阅的密钥了解到资源内容；
-一个装置(C1，S5，A4)在其初始化时作为网络节点被接收到所述分散网络里，并且起到第一个和/或第二个装置的作用，其中在所述自动化设备运行时，需通过所述通信网络将所述第一个装置上的数据发送给所述第二个装置，或者需获取所述第二个装置上的数据用于所述第一个装置，其中在所述第一个装置初始化时，利用作为密钥的一个逻辑地址(LA_C1，LA_S5，LA_A4)并利用作为进行订阅的装置的第一个装置，公开了对资源的订阅，其中，需给其发送数据或者需获取其数据的所述第二个装置在其初始化时，利用与在所述第一个装置初始化时按照对资源的订阅的逻辑地址(LA_C1，LA_S5，LA_A4)相同的、作为密钥的逻辑地址(LA_C1，LA_S5，LA_A4)，并利用作为资源内容的、所述第二个装置的物理地址(PA_C1，PA_S5，PA_A4)使资源公开。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一个装置在其初始化时，利用其作为密钥的逻辑地址(LA_C1，LA_S5，LA_A4)，公开了对资源的订阅，其中，需给其发送所述第一个装置上的数据或者需获取其数据用于所述第一个装置的所述第二个装置在其初始化时利用作为密钥的、所述第一个装置的逻辑地址(LA_C1，LA_S5，LA_A4)并利用作为资源内容的、所述第二个装置的物理地址(PA_C1，PA_S5，PA_A4)使资源公开。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一个装置在其初始化时，利用作为密钥的、所述第二个装置的逻辑地址(LA_C1，LA_S5，LA_A4)，公开了对资源的订阅，需给所述第二个装置发送所述第一个装置上的数据或者需获取其数据用于所述第一个装置，其中所述第二个装置在其初始化时，利用其作为密钥的逻辑地址(LA_C1，LA_S5，LA_A4)并利用其作为资源内容的物理地址(PA_C1，PA_S5，PA_A4)使资源公开。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述进行订阅的装置(C1，S5，A4)在订阅时通过其物理地址而被详细说明。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述进行订阅的装置(C1，S5，A4)在订阅时通过其物理地址而被详细说明。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述方法应用在一种自动化设备中，所述自动化设备作为装置(C1，S5，A4)包括传感器(S5)、执行元件(A4)和控制装置(C1)，其中在所述自动化设备运行时，需基于所述装置(C1，S5，A4)的至少一部分的物理地址(PA_C1，PA_S5，PA_A4)将所述传感器(S5)上的传感器数据(SD)发送给所述控制装置或者需为所述控制装置获取所述数据，并且需将控制信号(CS)基于所述传感器数据(SD)，从所述控制装置(C1)发送给所述执行元件(A4)。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述方法应用在一种自动化设备中，所述自动化设备作为装置(C1，S5，A4)包括传感器(S5)、执行元件(A4)和控制装置(C1)，其中在所述自动化设备运行时，需基于所述装置(C1，S5，A4)的至少一部分的物理地址(PA_C1，PA_S5，PA_A4)将所述传感器(S5)上的传感器数据(SD)发送给所述控制装置或者需为所述控制装置获取所述数据，并且需将控制信号(CS)基于所述传感器数据(SD)，从所述控制装置(C1)发送给所述执行元件(A4)。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制装置(C1)具有控制功能，利用所述控制功能，基于在所述控制装置(C1)里所接收的所述传感器数据(SD)，查明需发送给所述执行元件(A4)的所述控制信号(CS)，其中，所述控制功能基于所述传感器(S5)的逻辑地址(LA_S5)和所述执行元件(A4)的逻辑地址(LA_A4)。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制装置(C1)具有控制功能，利用所述控制功能，基于在所述控制装置(C1)里所接收的所述传感器数据(SD)，查明需发送给所述执行元件(A4)的所述控制信号(CS)，其中，所述控制功能基于所述传感器(S5)的逻辑地址(LA_S5)和所述执行元件(A4)的逻辑地址(LA_A4)。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，使所述传感器(S5)和所述控制装置(C1)初始化用于运行，在运行中，将所述传感器(S5)上的所述传感器数据(SD)发送给所述控制装置(C1)，其中，所述传感器(S5)在其初始化时起到所述第一个装置的作用，并利用其作为密钥的逻辑地址(LA_S5)公开了对资源的订阅，并且其中，所述控制装置(C1)起到所述第二个装置的作用，并利用作为密钥的、所述传感器(S5)的逻辑地址(LA_S5)，和利用作为资源内容的、所述控制装置(C1)的物理地址(PA_C1)使资源公开。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，使所述传感器(S5)和所述控制装置(C1)初始化用于运行，在运行中，将所述传感器(S5)上的所述传感器数据(SD)发送给所述控制装置(C1)，其中，所述传感器(S5)在其初始化时起到所述第一个装置的作用，并利用其作为密钥的逻辑地址(LA_S5)公开了对资源的订阅，并且其中，所述控制装置(C1)起到所述第二个装置的作用，并利用作为密钥的、所述传感器(S5)的逻辑地址(LA_S5)，和利用作为资源内容的、所述控制装置(C1)的物理地址(PA_C1)使资源公开。
12.根据权利要求6所述的方法，其中，使所述传感器(S5)和所述控制装置(C1)初始化用于运行，在运行中获取所述传感器(S5)上的传感器数据用于所述控制装置(C1)，其中所述控制装置(C1)在其初始化时起到所述第一个装置(C1)的作用，并利用作为密钥的、所述传感器(S5)的逻辑地址(LA_S5)公开对资源的订阅，并且其中所述传感器(S5)起到所述第二个装置的作用，并利用其作为密钥的逻辑地址(LA_S5)和利用其作为资源内容的物理地址(PA_S5)使资源公开。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，使所述传感器(S5)和所述控制装置(C1)初始化用于运行，在运行中获取所述传感器(S5)上的传感器数据用于所述控制装置(C1)，其中所述控制装置(C1)在其初始化时起到所述第一个装置(C1)的作用，并利用作为密钥的、所述传感器(S5)的逻辑地址(LA_S5)公开对资源的订阅，并且其中所述传感器(S5)起到所述第二个装置的作用，并利用其作为密钥的逻辑地址(LA_S5)和利用其作为资源内容的物理地址(PA_S5)使资源公开。
14.根据权利要求6所述的方法，其中使所述执行元件(S5)和所述控制装置(C1)初始化用于运行，在运行中，从所述控制装置(C1)将所述控制信号(CS)发送给所述执行元件(A4)，其中，所述控制装置(C1)在其初始化时起到所述第一个装置的作用，并利用作为密钥的、所述执行元件(A4)的逻辑地址(LA_A4)公开对资源的订阅，并且其中所述执行元件(A4)起到所述第二个装置的作用，并利用其作为密钥的逻辑地址和利用其作为资源内容的物理地址(PA_A4)使资源公开。
15.根据权利要求13所述的方法，其中使所述执行元件(S5)和所述控制装置(C1)初始化用于运行，在运行中，从所述控制装置(C1)将所述控制信号(CS)发送给所述执行元件(A4)，其中，所述控制装置(C1)在其初始化时起到所述第一个装置的作用，并利用作为密钥的、所述执行元件(A4)的逻辑地址(LA_A4)公开对资源的订阅，并且其中所述执行元件(A4)起到所述第二个装置的作用，并利用其作为密钥的逻辑地址和利用其作为资源内容的物理地址(PA_A4)使资源公开。
16.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述分散网络是一种基于分布的哈希-表的端对端网络、尤其是一种弦环。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述分散网络是一种基于分布的哈希-表的端对端网络、尤其是一种弦环。
18.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述自动化设备运行时，用于交换数据的所述通信网络基于工业以太网或Profinet。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，在所述自动化设备运行时，用于交换数据的所述通信网络基于工业以太网或Profinet。
20.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述装置(C1，S5，A4)的所述物理地址(PA_C1，PA_S5，PA_A4)是MAC-地址或者IP-地址。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，所述装置(C1，S5，A4)的所述物理地址(PA_C1，PA_S5，PA_A4)是MAC-地址或者IP-地址。
22.一种由自动化设备的装置(C1，S5，A4)组成的通信网络，其中所述自动化设备基于所述装置(C1，S5，A4)的逻辑地址(LA_C1，LA_S5，LA_A4)而设计，并且其中所述装置(C1，S5，A4)分配有物理地址(PA_C1，PA_S5，PA_A4)，通过物理地址使得用于交换数据的所述装置(C1，S5，A4)在所述自动化设备运行时通过所述通信网络而被寻址，其中所述通信网络这样设计，即所述通信网络利用一种方法来建立，在所述方法中，
-在所述装置(C1，S5，A4)之间建立一种分散网络形式的覆盖网络，在所述覆盖网络中，每个装置(C1，S5，A4)是一个网络节点，所述网络节点对于多个密钥负责，其中通过在对于一种资源的密钥负责的那个网络节点上将所述资源或者对资源的订阅公开，实现了在所述分散网络里公开资源以及对资源的订阅，资源通过相应的、对应于资源的密钥和资源内容而被详细说明，并且对资源的订阅通过相应的、对应于资源的密钥和进行订阅的装置(C1，S5，A4)而被详细说明，其中在订阅资源时，所述进行订阅的装置(C1，S5，A4)在公开资源时利用订阅的密钥了解到资源内容；
-一个装置(C1，S5，A4)在其初始化时作为网络节点被接收到所述分散网络里，并且起到第一个和/或第二个装置的作用，其中在所述自动化设备运行时，需通过所述通信网络将所述第一个装置上的数据发送给所述第二个装置，或者需获取所述第二个装置上的数据用于所述第一个装置，其中在所述第一个装置初始化时，利用作为密钥的一个逻辑地址(LA_C1，LA_S5，LA_A4)并利用作为进行订阅的装置的第一个装置，公开了对资源的订阅，其中，需给其发送数据或者需获取其数据的所述第二个装置在其初始化时，利用与在所述第一个装置初始化时按照对资源的订阅的逻辑地址(LA_C1，LA_S5，LA_A4)相同的、作为密钥的逻辑地址(LA_C1，LA_S5，LA_A4)，并利用作为资源内容的、所述第二个装置的物理地址(PA_C1，PA_S5，PA_A4)使资源公开。
23.根据权利要求22所述的通信网络，所述通信网络这样设计，即所述通信网络利用根据权利要求2至21中任一项所述的方法来建立。
24.一种具有多个装置(C1，S5，A4)的自动化设备，其中，在所述装置(C1，S5，A4)之间形成根据权利要求22或23所述的通信网络。
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