CN116530058A - 具有主从结构的自动化系统、分配器和电报传输方法 - Google Patents

Abstract

一种具有通过数据总线连接的多个用户的自动化系统包括作为用户的第一主单元1、第一分配器3、第二主单元2、第二分配器4和至少一个从单元5。第一分配器3和第二分配器4的第一发送/接收装置31，41通过环形数据总线6连接。第一分配器3和第二分配器4的第二发送/接收装置32，42通过环形数据总线6连接。在第一运行模式中，第一分配器3将第一主单元1接收的电报转发到第一发送/接收装置31。此外，第一分配器3将第二发送/接收装置32接收的电报转发到第一主单元1。此外，第二分配器4将第一发送/接收装置41接收的第一电报转发到第二发送/接收装置42。在第二运行模式中，第二分配器4将第二主单元2接收的电报转发到第二发送/接收装置42。此外，第二分配器2将第一发送/接收装置41接收的电报转发到第二主单元2。此外，第一分配器3将第二发送/接收装置32接收的电报转发到第一发送/接收装置31。

Description

具有主从结构的自动化系统、分配器和电报传输方法

技术领域

本发明涉及一种具有主从结构的自动化系统、一种用于自动化系统中的分配器以及一种用于在这种自动化系统中传输电报的方法。

背景技术

该专利申请要求于2020年10月22日提交的标题为具有主从结构的自动化系统、分配器和电报传输方法的德国专利申请DE 10 2020127 804.7的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

串行网络系统通常用于制造和自动化技术，其中机器外围装置的分散布置的设备，如I/O模块、变送器、驱动器、阀门和运行员终端与自动化、工程或可视化系统通信。在此，所有用户通过串行数据总线，优选地通过现场总线彼此联网，其中通过数据总线的数据交换通常基于主从原理以也称为电报的数据包的形式执行。

数据总线上的主单元，通常是控制设备，具有总线访问权限并且确定数据总线上的数据传输。数据总线上的从单元、通常机器外围设备没有总线访问权限，这意味着其只能确认接收的电报或根据主单元的请求将电报传送给主单元。

电报，也称为帧，由控制数据和有效载荷数据组成。用于控制数据总线上的数据交换的协议通常是以太网标准，其允许长度高达1500字节的电报，同时传输速度高达10Gbit/sec。

主从自动化系统的数据总线通常具有环形结构，其中各个从单元在传输路径上连接成环，其中每个用户与两个邻居连接，并且环中的第一个和最后一个用户与主单元连接。在这种情况下，电报在一个方向上从主单元出发通过其发送单元传输到连接的第一个从单元，并从那里传输到下一个从单元，直到在数据传输方向上到达环中的最后一个从单元，然后从最后一个从单元返回到主单元的接收单元。

对主从自动化系统的要求，尤其是在制造和过程自动化中使用时的要求是高的容错性，即自动化系统尽管发生故障仍能确保所要求的功能，即例如工件的制造的能力。在此，除了电报中的故障之外，在自动化系统中必须在没有损害的情况下被克服的故障也是传输路径中的用户的失效或传输路径的中断，例如通过传输介质的物理切断。

由EP 1 869 836 B1已知一种主从自动化系统，其中数据总线具有双环拓扑结构，所述双环拓扑结构具有两个分开的通信路径，所述通信路径将主单元与从单元连接。主单元生成具有相同有效载荷数据块的两个电报，这两个电报在两个通信路径上反向运行。在故障的情况下，在数据总线中的路线故障的情况下，在两个与中断点邻接的从单元中，两个分开的通信路径被短接。通过在主单元中循环之后叠加两个电报的有效载荷数据块，可以生成组合数据字段，其中包含所有待由从单元传输的所有数据，而不考虑电报如何通过通信路径反馈到主单元。

为了补偿主单元的失效，在EP 3 072 262 B1中描述了主从自动化系统的扩展，其中在数据总线上设置有两个主单元。在一个主单元失效时，第二备用主单元可以接管通信。为了能够执行这种切换，第二备用主单元需要附加硬件，因此备用主单元不能在任意的工业PC中实现或仅以附加的耗费实现。

由DE 10 2006 055 889 B3已知一种自动化系统，其具有冗余的主单元、至少一个从单元和环形数据总线，其中，此外设置有两个分配器，所述分配器分别具有交换装置，主单元通过所述交换装置与环形数据总线连接。

由DE 10 2008 037 610 A1已知一种自动化系统，其具有冗余的主单元、至少一个从单元和环形数据总线，其中，通过切换开关或者第一主单元或者第二主单元与环形数据总线连接。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有主从结构的自动化系统、一种用于这种自动化系统的分配器和一种用于在这种自动化系统中传输电报的方法，其允许在主单元运行改变时更好地重新配置电报传输路径。

该目的通过根据权利要求1所述的自动化系统、根据权利要求7所述的分配器和根据权利要求8所述的方法来实现。优选的改进方案在从属权利要求中给出。

具有多个用户和环形数据总线的自动化系统包括作为用户的第一主单元、第一分配器、第二主单元、第二分配器和至少一个从单元。

第一主单元和第二主单元分别具有控制装置，所述控制装置被设计成产生电报，其中，所述电报分别包括具有单独标识符的控制数据块和有效载荷数据块。

第一分配器具有交换装置、第一发送/接收装置和第二发送/接收装置，其中，交换装置与第一主单元的控制装置以及第一和第二发送/接收装置连接，以便在基于交换装置中确定的第一交换规则评估包含在电报中的单独标识符之后，在第一主单元的控制装置、第一发送/接收装置和第二发送/接收装置之间传输电报。

第二分配器具有交换装置、第一发送/接收装置和第二发送/接收装置，其中，交换装置与第二主单元的控制装置以及第一和第二发送/接收装置连接，以便在基于交换装置中确定的第二交换规则评估包含在电报中的单独标识符之后，在第二主单元的控制装置、第一发送/接收装置和第二发送/接收装置之间传输电报。

第一分配器和第二分配器的第一发送/接收装置通过环形数据总线连接，以便在第一分配器和第二分配器的第一发送/接收装置之间传输电报。此外，第一分配器和第二分配器的第二发送/接收装置通过环形数据总线连接，以便在第一分配器和第二分配器的第二发送/接收装置之间传输电报。

从单元包括处理单元、第一发送/接收装置和第二发送/接收装置，其中，处理单元连接到第一发送/接收装置和第二发送/接收装置，并且被设计为处理在第一发送/接收装置和第二发送/接收装置之间交换的电报，并且其中，第一发送/接收装置连接到数据总线，以便在数据总线上与第一分配器的第一发送/接收装置交换电报，其中，第二发送/接收装置连接到数据总线，以便在数据总线上与第二分配器的第一发送/接收装置交换电报。

在第一运行模式中，在第一分配器的交换装置中确定的第一交换规则将第一主单元接收的电报转发到第一发送/接收装置。此外，在第一分配器的交换装置中确定的第一交换规则将通过第二发送/接收装置接收的电报转发到第一主单元。此外，在第二分配器的交换装置中确定的第二交换规则将第一发送/接收装置接收的第一电报转发到第二发送/接收装置。

在第二运行模式中，在第二分配器的交换装置中确定的第二交换规则将第二主单元接收的电报转发到第二发送/接收装置。此外，在第二分配器的交换装置中确定的第二交换规则将第一发送/接收装置接收的电报转发到第二主单元。此外，在第一分配器的交换装置中确定的第一交换规则将第二发送/接收装置接收的电报转发到第一发送/接收装置。

主从自动化系统的这种设计能够以少量的附加硬件耗费实现在两个运行模式之间切换时，例如由于当前负责控制自动化系统的主单元的失效而自动地实时地重新配置电报传输路径。容错功能通过两个附加地设置在自动化系统中的分配器或通过其预先存储的交换规则实现，所述交换规则独立地从一个主单元转换到另一个主单元上。

数据总线可以包括第一通信路径和第二通信路径，其中第一分配器和第二分配器的第一发送/接收装置分别连接到数据总线的第一通信路径和第二通信路径，以便在数据总线的第一通信路径和第二通信路径上传输电报。从单元的第一发送/接收装置连接到数据总线的第一通信路径和第二通信路径，以便在数据总线的第一通信路径和第二通信路径上与第一分配器的第一发送/接收装置交换电报。从单元的第二发送/接收装置连接到数据总线的第一通信路径和第二通信路径，以便在数据总线的第一通信路径和第二通信路径上与第二分配器的第一发送/接收装置交换电报。

在第一运行模式中，第一主单元的控制装置生成具有第一标识符的第一电报和具有第二标识符的第二电报，第一电报和第二电报具有相同的有效载荷数据块。然后，在第一分配器的交换装置中确定的第一交换规则将第一主单元接收的第一电报转发到第一发送/接收装置，并且将第一主单元接收的第二电报转发到第二发送/接收装置。此外，在第一分配器的交换装置中确定的第一交换规则将第一发送/接收装置接收的第二电报和第二发送/接收装置接收的第一电报转发到第一主单元。此外，在第二分配器的交换装置中确定的第二交换规则将第二发送/接收装置接收的第二电报转发到第一发送/接收装置。此外，在第二分配器的交换装置中确定的第二交换规则将第一发送/接收装置接收的第一电报转发到第二发送/接收装置。

在第二运行模式中，第二主单元的控制装置生成具有第三标识符的第三电报和具有第四标识符的第四电报，第三电报和第四电报具有相同的有效载荷数据块。在第二分配器的交换装置中确定的第二交换规则将第二主单元接收的第三电报转发到第二发送/接收装置，并且将第二主单元接收的第四电报转发到第一发送/接收装置。此外，在第二分配器的交换装置中确定的第二交换规则将第一发送/接收装置接收的第三电报和第二发送/接收装置接收的第四电报转发到第二主单元。此外，在第一分配器的交换装置中确定的第一交换规则将第二发送/接收装置接收的第三电报转发到第一发送/接收装置。此外，在第一分配器的交换装置中确定的第一交换规则将第一发送/接收装置接收的第四电报转发到第二发送/接收装置。

利用双环拓扑结构，当在一条通信路径上发生路径故障时，可以将电报传输切换到另一条通信路径，其中，额外设置在主从自动化系统中的两个分配器或其预先存储的交换规则使得即使在两个主单元之间切换时，在两条通信路径上的电报也正确地绕着电报传输路径运行。

从单元还可以具有耦合装置，该耦合装置被设计为，在发生到与第一发送/接收装置连接的用户的数据传输故障时，将第一发送/接收装置中的第一通信路径和第二通信路径短接，并且在发生到与第二发送/接收装置连接的用户的数据传输故障时，将第二发送/接收装置中的第一通信路径和第二通信路径短接。

在第一运行模式中，在第一分配器的交换装置中确定的第一交换规则进一步将第一发送/接收装置接收的第一电报和第二发送/接收装置接收的第二电报转发到第一主单元。此外，在第二分配器的交换装置中确定的第二交换规则将第一发送/接收装置接收的第二电报转发到第二发送/接收装置。

在第二运行模式中，在第一分配器的交换装置中确定的第一交换规则将第一发送/接收装置接收的第三电报进一步转发到第二发送/接收装置。此外，在交换装置中确定的第二交换规则将第二发送/接收装置接收的第三电报和第一发送/接收装置接收的第四电报转发到第二主单元。

利用具有主从结构的自动化系统的这种设计，在发生路径故障的情况下，也可以在双环拓扑中仅在一条通信路径上进行电报传输路径的自动重新配置。自动化系统中的用户的行为在重新配置情况下，即在发生路线故障时与正常运行中的行为没有区别。通过额外设置在主从自动化系统中的两个分配器或通过其预先存储的交换规则进行自动重新配置，确保了切换过程中的高动态性，从而能够满足自动化系统中的实时要求。

如果第一运行模式是标准运行模式，则在第一运行模式中，在第二分配器的交换装置中设置的第二交换规则将第一发送/接收装置接收的电报额外地转发给第二主单元。

通过该方法，使得两个主单元以及备用主单元始终获得完整的电报通信，使得当从主主单元切换到备用主单元时，备用主单元可以基于当前状态无延迟地继续自动化系统中的控制过程。

然后，第二主单元的控制装置可以监控标准运行模式，以便在确定标准运行模式中断时开始第二运行模式。

利用这种处理方式，确保了在主主单元失效时备用主单元无延迟地开始运行，以便在自动化系统中无中断地继续控制过程。

第二主单元的控制装置还可以被设计为，在恢复标准运行模式时，将在第二运行模式下通过第二主单元的控制装置接收的电报传输到第一主单元的控制装置。

该处理方式引起，例如在主主单元被消除之后能够无延迟地恢复标准运行模式。

附图说明

根据附图详细阐述本发明。

图1以示意图示出了具有双环结构的主从自动化系统，该双环结构具有作为具有第一分配器的主主单元的第一主单元和作为具有第二分配器的备用主单元的第二主单元。

图2以示意图示出了从单元的可能结构。

图3以示意图示出了图1中的自动化系统，其中，图3A示出了用作标准运行模式的第一运行模式，并且图1B示出了用作备用运行模式的第二运行模式。

图4以示意图示出了图1中的自动化系统，其中，图4A示出分别在发生线路故障时的第一运行模式并且图4B示出了第二运行模式。

具体实施方式

在工业自动化中，网络用于将传感器/致动器层级的分布式布置的现场设备连接到控制层级。自动化系统，也称为现场总线系统，通常具有串行总线，网络用户连接到该串行总线。制造商使用不同的现场总线概念，这些概念在连接结构、总线访问和标准化现场总线协议方面有所不同。

网络协议决定了如何在网络上的用户之间进行数据交换。网络协议决定了用户通信行为的规则和格式。网络协议确定的消息构造包含了数据交换中所有重要信息，如发送方和接收方、消息类型、消息大小和用于跟踪无差错传输的校验和。此信息作为报头在消息中的有效载荷前面，或者作为预告附加。

以太网协议已成为短距离网络的通信标准，特别是在自动化系统中。以太网协议将要传输的数据划分为所谓的帧，其结构在IEEE 802.3标准中定义。在实际的以太网帧之前有一个前导码和一个起始位，即所谓的起始帧分隔符SFD。然后连接实际的以太网电报。以太网电报由头部分、报头、有效载荷数据块和末端部分、即尾部组成。

报头以一个6字节的目标地址字段开始，然后是另一个6字节的源地址字段。然后，另一个6字节字段，即所谓的标签字段，可以跟随在报头中的附加控制数据，其尤其包含优先级信息。标头以一个2字节的字段结束，即所谓的类型字段，该字段提供关于处理有效载荷数据块中的数据的协议的信息。

连接到报头的有效载荷数据块可以具有1500字节的长度，其中在不同的以太网协议扩展中也可以允许更大的数据块。有效载荷数据块可以由所谓的PAD字段结束，以保证以太网帧的指定最小长度。

尾部连接到有效载荷数据块，尾部具有一个带有校验和的6字节字段。当创建以太网电报时，对位序列执行CRC计算，并将校验和附加到数据块。接收方在接收后执行相同的计算。如果接收的校验和与自己计算的校验和不一致，则接收方假定传输有错误。然后丢弃以太网电报。

以太网标准在工业自动化中的应用使得提供实时解决方案成为可能。基于以太网标准的实时现场总线系统包括例如PROFINET、EtherCAT、Powerlink或SERCOS III。分别使用的现场总线协议显示为以太网帧报头中的类型字段。

除了以太网标准之外，自动化系统还可以使用其他现场总线协议，例如CANopen、Interbus或Profibus。

自动化系统通常采用主从结构运行。自动化系统中的主单元是控制器，其具有总线访问权限，可以向现场总线输出数据。现场总线系统中的从单元是现场设备，例如I/O设备、阀门、驱动器、传感器、变送器等。其没有总线访问权限，只能确认接收的数据，并根据主单元的请求传输数据。

在主从自动化系统中，通过自动化系统进行控制通常使得主单元优选地循环地执行控制过程，以便基于从单元的输入数据产生用于该和/或其他从单元的输出数据。

在控制过程周期结束之后，主单元在现场总线上以电报的形式发送输出数据，其中从单元可以从电报中提取配属给相应的从单元的输出数据，并且可以利用这些输出数据执行本地用户过程。然后，由本地用户过程确定的数据又从从单元传输到主单元，并且随后由主单元用作用于下一个控制过程周期的输入数据。

具有主从结构的自动化系统通常这样设计，使得各个从单元通过传输介质连接成链，其中每个从单元与两个相邻部连接、链中的第一个和最后一个从单元在此与主单元连接，从而得到环形结构。数据总线上的数据传输在一个方向上进行，从主单元开始到第一个相邻的从单元，从那里到下一个直到最后一个从单元，然后返回到主单元。

在具有通过数据总线连接的多个用户的自动化系统中，可以集成多个主单元，所述主单元与不同的运行模式配属。这种设计方案特别适合在主单元失效时通过主从自动化系统中的控制过程不中断地继续数据通信。第二主单元用作主从自动化系统中的备用主单元，在主主单元发生失效之后，该备用主单元随后执行与从单元的电报通信。

为了在主从自动化系统中以小的附加硬件耗费自动地实现两种运行模式，例如为了在当前负责控制自动化系统的主主单元发生失效时自动地继续与备用主单元的电报传输路径，两个主单元分别通过分配器与实施为环形结构的数据总线连接。所述两个分配器分别具有一个交换装置，所述交换装置与所配属的主单元的控制装置连接。

主单元的控制装置被设计成生成电报，所述电报分别包括具有单独标识符的控制数据块和有效载荷数据块。此外，两个分配器分别具有第一发送/接收装置和第二发送/接收装置，所述第一发送/接收装置和第二发送/接收装置与分配器中的交换装置连接。分配器的第一发送/接收装置和第二发送/接收装置具有相同的结构。将发送/接收装置标识为第一发送/接收装置和分配器的第二发送/接收装置选择为，使得在第一或第二分配器的交换装置中确定的第一或第二交换规则将由所配属的第一或第二主单元生成的电报始终转发到第一发送/接收装置，以便在连接到第一发送/接收装置的数据总线上输出电报。

主单元和所配属的分配器可以被设计为分开的构件。在这种情况下，电报传输装置连接在主单元的控制装置和分配器的交换装置之间，所述电报传输装置由配属给主单元的发送/接收装置和配属给分配器的发送/接收装置组成，所述发送/接收装置通过数据总线彼此连接。配属给主单元的发送/接收装置通过内部数据连接连接到主单元的控制装置。作为主单元，可以使用传统的主单元，而不需要附加的硬件，所述主单元例如在工业PC上实现。然后，分配器被实现为用于主单元的附加构件，其中，配属给分配器的发送/接收装置通过内部数据连接连接到分配器的交换装置。然而，也存在将主单元和分配器集成到单个构件中的可能性，其中，主单元的控制装置和分配器的交换装置然后通过内部数据连接直接彼此连接。所述构件例如可以实现为专用集成电路(application-specific integratedcircuit，ASIC)。

两个分配器的第一发送/接收装置和第二发送/接收装置分别通过环形数据总线彼此连接，以便在数据总线上传输电报。从单元连接到两个分配器之间的环形数据总线中。

每个从单元包括处理单元、第一发送/接收装置和第二发送/接收装置，其中处理单元连接到第一发送/接收装置和第二发送/接收装置并且被设计成处理在第一发送/接收装置和第二发送/接收装置之间交换的电报。从单元的第一发送/接收装置和第二发送/接收装置分别连接到环形数据总线，以便在数据总线上与第一或第二分配器的第一发送/接收装置或第二发送/接收装置交换电报。

此外，假设至少一个从单元的第一发送/接收装置通过数据总线连接到第一分配器的第一发送/接收装置，以便由第一分配器的第一发送/接收装置接收数据总线上的电报。此外，假设至少一个从单元的第二发送/接收装置通过数据总线连接到第二分配器的第一发送/接收装置，以便在与处理单元进行数据交换之后，在数据总线上通过从单元时将电报转发到第二分配器的第一发送/接收装置。然而，原则上存在如下可能性：从单元在数据总线中不仅布置在两个分配器的第一发送/接收装置之间而且布置在两个分配器的第二发送/接收装置之间。

在第一运行模式中，在第一分配器的交换装置中确定的第一交换规则将第一主单元接收的电报转发到第一发送/接收装置。此外，在第一分配器的交换装置中确定的第一交换规则将第二发送/接收装置接收的电报转发到第一主单元。此外，在第二分配器的交换装置中确定的第二交换规则将第一发送/接收装置接收的第一电报转发到第二发送/接收装置。

在第二运行模式中，在第二分配器的交换装置中确定的第二交换规则将第二主单元接收的电报转发到第二发送/接收装置。此外，在第二分配器的交换装置中确定的第二交换规则将第一发送/接收装置接收的电报转发到第二主单元。此外，在第一分配器的交换装置中确定的第一交换规则将第二发送/接收装置接收的电报转发到第一发送/接收装置。

额外地设置在自动化系统中的两个分配器或其预先存储的交换规则确保，无论电报是由第一主单元还是第二主单元在自动化系统中生成，电报都在数据总线中循环，并且在此由连接到数据总线的所有从单元处理。在例如由于当前负责控制自动化系统的主单元的失效而从一个主单元切换到另一个主单元时，电报传输路径的重新配置是实时自动进行的。

为了尤其在自动化系统中的线路故障的情况下，即在与从单元的整个传输区段例如由于线路断裂而失效的情况下确保高的容错性，主从自动化系统此外通常具有第二备用通信路径，所述第二备用通信路径将主单元与从单元连接成另一环形结构。

然后，数据总线具有第一通信路径和第二通信路径，其中，第一分配器和第二分配器的第一发送/接收装置分别连接到数据总线的第一通信路径和第二通信路径，以便在数据总线的第一通信路径和第二通信路径上传输电报。

至少一个从单元的第一发送/接收装置连接到数据总线的第一通信路径和第二通信路径，以便在数据总线的第一通信路径和第二通信路径上与第一分配器的第一发送/接收装置交换电报。从单元的第二发送/接收装置连接到数据总线的第一通信路径和第二通信路径，以便在数据总线的第一通信路径和第二通信路径上与第二分配器的第一发送/接收装置交换电报。

在第一运行模式中，第一主单元的控制装置生成具有第一标识符的第一电报和具有第二标识符的第二电报，第一电报和第二电报具有相同的有效载荷数据块。然后，在第一分配器的交换装置中确定的第一交换规则将第一主单元接收的第一电报转发到第一发送/接收装置，并且将第一主单元接收的第二电报转发到第二发送/接收装置。此外，在第一分配器的交换装置中确定的第一交换规则将第一发送/接收装置接收的第二电报和第二发送/接收装置接收的第一电报转发到第一主单元。

此外，在第二分配器的交换装置中确定的第二交换规则将第二发送/接收装置接收的第二电报转发到第一发送/接收装置。此外，在第二分配器的交换装置中确定的第二交换规则将第一发送/接收装置接收的第一电报转发到第二发送/接收装置。

在第二运行模式中，第二主单元的控制装置生成具有第三标识符的第三电报和具有第四标识符的第四电报，第三电报和第四电报具有相同的有效载荷数据块。在第二分配器的交换装置中确定的第二交换规则将第二主单元接收的第三电报转发到第二发送/接收装置，并且将第二主单元接收的第四电报转发到第一发送/接收装置。此外，在第二分配器的交换装置中确定的第二交换规则将第一发送/接收装置接收的第三电报和第二发送/接收装置接收的第四电报转发到第二主单元。此外，在第一分配器的交换装置中确定的第一交换规则将第二发送/接收装置接收的第三电报转发到第一发送/接收装置。此外，在第一分配器的交换装置中确定的第一交换规则将第一发送/接收装置接收的第四电报转发到第二发送/接收装置。

利用双环拓扑结构，当在一条通信路径上发生路径故障时，可以将电报传输切换到另一条通信路径，其中，额外设置在主从自动化系统中的两个分配器或其预先存储的交换规则使得即使在两个主单元之间切换时，在两条通信路径上的电报也正确地绕着电报传输路径运行。由于主单元总是允许具有相同有效载荷数据块的两个电报循环，因此可靠地确保即使在数据总线中的通信路径出现失效时，也总是有一个电报通过数据总线上的所有从单元，并且同时由从单元中的处理单元解释和处理。因此，主单元获得至少一个由数据总线上的所有从单元完全处理的电报。在两个电报已通过数据总线上的所有从单元完全处理的情况下，主单元可以丢弃两个电报中的一个。

为了即使在双环拓扑结构中的仅一个通信路径上出现路径故障时也自动地重新配置电报传输路径，从单元分别还包括耦合装置，该耦合装置被设计为在出现与第一发送/接收装置连接的用户的数据传输故障时在第一发送/接收装置中短接第一通信路径和第二通信路径，并且在出现与第二发送/接收装置连接的用户的数据传输故障时在第二发送/接收装置中短接第一通信路径和第二通信路径。

在第一运行模式中，在交换装置中确定的第一交换规则进一步将第一发送/接收装置接收的第一电报和第二发送/接收装置接收的第二电报转发到第一主单元。此外，在第二分配器的交换装置中确定的第二交换规则将第一发送/接收装置接收的第二电报转发到第二发送/接收装置。

在第二运行模式中，在第一分配器的交换装置中确定的第一交换规则将第一发送/接收装置接收的第三电报进一步转发到第二发送/接收装置。此外，在第二分配器的交换装置中确定的第二交换规则将第二发送/接收装置接收的第三电报和第二发送/接收装置接收的第四电报转发到第二主单元。

利用主从自动化系统的这种设计，当双环拓扑结构中的一条通信路径出现路径故障时，对电报传输路径进行自动重新配置。在重新配置的情况下，自动化系统中的用户的行为与正常运行中的行为没有区别。通过在主从自动化系统中额外设置的两个分配器或其预先存储的交换规则进行自动重新配置，确保了切换过程中的高动态性，从而能够满足自动化系统中的实时要求。

从单元中的耦合装置被设计成使得所有电报都在正常运行和短路运行中，如果在发生到与第一或第二发送/接收装置连接的用户的数据传输故障时耦合装置使得相应的发送/接收装置中的第一通信路径和第二通信路径短接，则电报总是一次通过从单元的处理单元。这确保了电报可以由从单元的处理单元解释和处理。

在具有相同有效载荷数据块的两个电报中，第一或第二主单元的控制装置可以附加地具有设置为预定值的计数器字段。然后，每个从单元的处理单元在通过电报时以预定值改变计数器字段的值。然后，第一或第二主单元的控制装置评估在数据总线上循环的两个电报的计数器字段的值，以便确定连接到数据总线的所有从单元是否已经处理了相应的电报。通过将两个接收的电报的计数器字段中的值相关联还可以确定：在哪些从单元之间在数据总线的通信路径中出现了路径故障，或者从单元是否或在何处完全失效。

优选地，通过将计数器字段值相加来评估在第一和第二通信路径上接收的两个环绕的电报的计数器字段。然后，总值指示是否所有连接的从单元都处于活动状态，因为其数量直接反映在总和值中。

当在读取运行中，即当从单元要向主单元传输数据时，具有相同的有效载荷数据块的两个电报在第一和第二通信路径上反向地循环时，主从自动化系统的容错性得到进一步改进，其中，当相应电报通过时，从单元将数据写入有效载荷数据块中。然后，主单元的控制装置对在第一通信路径和第二通信路径上循环的两个电报的有效载荷数据块进行或运算。

通过这种方式，在主从自动化系统中以简单的方式，特别是在重新配置的情况下，当电报传输路径由于路径故障而通过短接第一通信路径和第二通信路径而在从单元中改变并且各个用户已经切换到故障运行时，确保可靠的读取运行。通过对所接收的两个电报的有效载荷数据块进行或运算以生成组合的有效载荷数据块，在所述组合的有效载荷数据块中，无论电报如何通过第一和第二通信路径反馈到主单元，要由从单元传送的所有数据都包含在所述组合的有效载荷数据块中。

图1示意性地示出了具有数据总线的双环实施方案的容错主从自动化系统的可能的结构。主从自动化系统具有在下文中也称为主主单元的第一主单元1以及在下文中也称为备用主单元的第二主单元2，第一分配器3，第二分配器4和N个从单元5，所述从单元被编号为从单元5-1，5-2，…，5-N-1，5-N。

主主单元1和备用主单元2具有相同的结构。主主单元1具有发送/接收装置10，在下文中也称为Port_P0，所述发送/接收装置包括发送单元TX 101和接收单元RX 102。此外，主单元1包含控制装置11，所述控制装置通过数据连接12连接到Port_P0 10。备用主单元2具有发送/接收装置20，在下文中也称为Port_P0，所述发送/接收装置包括发送单元TX 201和接收单元RX 202。此外，备用主单元2包含控制装置21，所述控制装置通过数据连接22连接到Port_P0 20。

第一分配器3和第二分配器4也同样地构造。第一分配器3包括在下文中也称为Port_P0、包括发送单元TX 301和接收单元RX 302的主发送/接收装置30；在下文中也称为Port_P1、包括发送单元TX 311和接收单元RX 312的第一发送/接收装置31和在下文中也称为Port_P2、包括发送单元TX 321和接收单元RX 322的第二发送/接收装置32。此外，设置有交换装置33，该交换装置通过内部数据连接34连接到Port_P0 30、Port_P1 31和Port_P232。第二分配器4具有在下文中也称为Port_P0、包括发送单元TX 401和接收单元RX 402的主发送/接收装置40；在下文中也称为Port_P1、包括发送单元TX 411和接收单元RX 412的第一发送/接收装置41和在下文中也称为Port_P2、包括发送单元TX 421和接收单元RX 422的第二发送/接收装置42。此外，设置有交换装置43，该交换装置通过内部数据连接44连接到Port_P0 40、Port_P1 41和Port_P2 42。

主从自动化系统还具有从数据总线6，所述从数据总线具有两个单向通信路径，所述单向通信路径被称为第一通信路径61和第二通信路径62。从数据总线6将第一分配器3、从单元5-1，5-2，…，5-N-1，5-N和第二分配器4彼此串行连接。

第一分配器3通过Port_P1 31的发送单元TX 311连接到第一通信路径61作为电报耦合输出点，并且通过Port_P1 31的接收单元RX 312连接到第二通信路径62作为电报耦合输入点。此外，第二分配器4通过Port_P1 41的发送单元TX 411连接到第二通信路径62作为电报耦合输出点，并且通过Port_P1 41的接收单元RX 412连接到第一通信路径61作为电报耦合输入点。

第一分配器3的Port_P2 32的发送单元TX 321通过第二通信路径62连接到第二分配器4的Port_P2 42的接收单元RX 422。此外，第一分配器3的Port_P2 32的接收单元RX322通过第一通信路径61与第二分配器4的Port_P2 42的发送单元TX 421连接。

主主单元1的Port_P0 10通过主数据总线7连接到第一分配器1的Port_P0 30。在此，主主单元1的Port_P0 10的发送单元TX 101通过第一单向通信路径71连接到第一分配器3的Port_P0 30的接收单元RX 302。此外，主主单元1的Port_P0 10的接收单元RX 102通过第二单向通信路径72连接到第一分配器3的Port_P0 30的发送单元TX 301。

备用主单元2的Port_P0 20通过备用数据总线8连接到第二分配器4的Port_P040。在此，备用主单元2的Port_P0 20的发送单元TX 201通过第一单向通信路径81连接到第二分配器4的Port_P0 40的接收单元RX 402。此外，备用主单元2的Port_P0 20的接收单元RX 202通过第二单向通信路径82连接到第二分配器4的Port_P0 40的发送单元TX 401。

主数据总线7和备用数据总线8在此可以分别实施为从数据总线6的分支，其环形地将第一分配器3依次与从单元5-1，5-2，...，5-N-1，5-N和第二分配器4连接，然后又与第一分配器3连接，其中，两个单向通信路径61，62反向运行。然而，原则上也可以在从数据总线中在第一分配器3和第二分配器4之间布置从单元。

所有从单元单元5-1，5-2，...，5-N-1，5-N具有相同的结构。示例性地解释从单元5的结构。从主主单元1观察，从单元5具有用于连接到前一个用户的第一发送/接收装置50(在下文中也称为Port-P1)，并且具有用于连接到下一个用户的第二发送/接收装置51(在下文中也称为Port_P2)。Port_P1 50包括发送单元TX 501和接收单元RX 502，其中Port_P150的发送单元TX 501连接到第二通信路径62，Port_P1 50的接收单元RX 502连接到第一通信路径61。Port_P2 51包括发送单元TX 511和接收单元RX 512，其中Port_P1 51的发送单元TX 511连接到第一通信路径61，Port_P1 51的接收单元RX 512连接到第二通信路径62。在Port_P1 50和Port_P2 51之间连接有处理装置52，该处理装置通过内部数据连接53连接到Port_P1 50和Port_P2 51。

从单元5的一个可能的设计方案在图2中示出。处理装置52包括电报处理单元520和耦合装置521，耦合装置包括第一切换开关5211和第二切换开关5212。第一切换开关5211和第二切换开关5212分别设计为2-1复用器。

Port_P1 50的发送单元TX 501和接收单元RX 502、Port_P2 51的发送单元TX 511和接收单元RX 512、第一切换开关5211、第二切换开关5212和电报处理单元520通过内部数据连接53彼此连接。Port_P1 50的接收单元RX 502在此通过内部数据连接53的数据线路连接到第一切换开关5211的第一输入端。第一切换开关5211的第二输入端通过内部数据连接53的数据线路连接到Port_P2 51的接收单元RX 512。第一切换开关5211的输出端通过内部数据连接53的数据线路连接到电报处理单元520。

第二切换开关5212通过内部数据连接53的数据线路以其第一输入端连接到电报处理单元520，并且通过内部数据连接53的数据线路以其第二输入端连接到Port_P2 51的接收单元RX 512。第二切换开关5212的输出端连接到Port_P1 50的发送单元TX 501。此外，电报处理单元520通过内部数据连接53的数据线路连接到Port_P2 51的发送单元TX 511。

利用从单元5的这种设计，当在一个或两个通信路径中出现到相邻用户的路径故障时，可以实时地执行电报传输路径的重新配置，以便因此尽管存在路径故障，仍确保无干扰的运行。图2中示出的从单元5的实施方案的优点在于，在每个从单元中，在处理装置中必须仅设置一个单独的电报处理单元，无论具有从单元中的切换开关的耦合装置是处于正常运行中还是处于短接第一通信路径和第二通信路径的故障运行中，该电报处理单元总是由具有相同的有效载荷数据块的两个电报中的至少一个电报通过，所述有效载荷数据块在数据总线的第一通信路径和第二通信路径上反向运行。这降低了硬件耗费，从而降低了成本。此外，从单元5在冗余情况下，即在出现路线故障时的行为与在正常运行中的行为没有区别。这同时确保了切换过程中的高动态性。

主主单元1的控制装置11和备用主单元2具有相同的结构。主主单元1具有发送/接收装置10，在下文中也称为Port_P0，所述发送/接收装置包括发送单元TX 101和接收单元RX 102。此外，主单元1包含控制装置11，所述控制装置通过数据连接12连接到Port_P0 10。备用主单元2具有发送/接收装置20，在下文中也称为Port_P0，所述发送/接收装置包括发送单元TX 201和接收单元RX 202。此外，备用主单元2包含控制装置21，所述控制装置通过数据连接22连接到Port_P0 20。

图1中所示的主从自动化系统在第一运行模式中由主主单元1控制，所述第一运行模式是标准运行模式。在用作备用运行模式的第二运行模式中，由备用主单元2接管控制。

在控制过程的范围内，相应的主单元的控制装置，在标准运行模式中主主单元1的控制装置11以及在备用运行模式中备用主单元2的控制装置21生成具有用于识别相应的主单元的标识符的电报。在这种情况下，主单元可以为由主单元生成的所有电报提供相同的标识符。

然而，在如图1所示的数据总线的双环结构的情况下，分别控制电报通信的主单元的控制装置总是产生具有相同有效载荷数据块的两个电报，其中，这两个电报具有不同的标识符，然而，这两个标识符各自单独地标识生成电报的主单元。在这种情况下，电报标识符优选地被输入到电报的报头中。在以太网电报的情况下，可以使用用于附加控制数据的标签字段来输入标识符。电报标识符也可以包含在以太网电报的源地址中。

为了控制电报传输，第一分配器3的交换装置33或第二分配器4的交换装置43具有第一或第二交换规则，在下文中也称为传输表。在传输表中，由主主单元1或备用主单元2分配的电报标识符必要时也被多次列出，其中为每个列出的电报标识符配备两个端口标识符，即在其上接收具有电报标识符的电报的分配器端口，在下文中也被称为接收端口，以及在其上进一步发送电报的分配器端口，在下文中也被称为发送端口。

当通过一端口的接收单元RX接收电报时，相应分配器的交换装置检测电报标识符并且随后将电报转发到该端口的发送单元TX，该发送单元TX被记录在用于电报标识符和接收端口的传输表中作为发送端口。

传输表可以存储在分配器的交换装置的存储器中。在这种情况下，传输表可以在自动化系统启动时例如由配属给分配器的主单元加载到分配器的交换装置的存储器中。也可以将传输表直接编程到分配器中，例如通过可从外部访问的接口。

在下文中，假设主主单元1的控制装置12生成包含相同有效载荷数据块的具有第一标识符1的第一电报和具有第二标识符2的第二电报。此外，假设控制装置21向备用主单元2提供具有第三标识符3的第三电报和具有第四标识符4的第四电报，第三电报和第四电报具有相同的有效载荷数据块。

以下是第一分配器3和第二分配器4的传输表，在图1中所示的主从自动化系统中分别在第一分配器3和第二分配器4中基于该传输表控制电报传输。

借助于第一分配器3或第二分配器4的上述传输表的路由自动地并且独立于主从自动化系统是由主主单元1在标准运行模式下运行还是由备用主单元2在备用运行模式下运行，在主从自动化系统中确保正确的电报转发。这也适用于出现路线故障时，即当从单元由于从数据总线6中的中断而使从数据总线6的第一通信路径61和第二通信路径62短接时。

在下文中，分别针对标准运行模式和备用运行模式解释根据图1的主从自动化系统中的电报传输，其中附加地不仅针对标准运行模式而且针对备用运行模式考虑线路故障的出现。

图3A示出了根据图1的主从自动化系统中的标准运行模式，其中通信路径中的电报传输方向由箭头指示。作为图3A中的实线示出了由主主单元1发送的具有标识符1的第一电报的传输路径。由主主单元1发送的具有标识符2的第二电报的传输路径在图3A中作为虚线示出。

在主从自动化系统的标准运行模式中，由主主单元1的控制装置11生成的具有标识符1的第一电报和由主主单元1的控制装置11生成的具有标识符2的第二电报通过主数据总线7上的Port_P0 10传输到第一分配器3的Port_P0 30，所述第一电报和所述第二电报具有相同的有效载荷数据块。

具有标识符1的第一电报和具有标识符2的第二电报在此可以通过发送单元TX101连续地串行传输。替代地，当主主单元1的Port_P010的发送单元TX 101或第一分配器3的Port_P0 30的接收单元RX 302分别具有两个独立的组件时，也存在实施并行传输的可能性。

下面解释具有标识符1的第一电报从第一分配器3开始的循环：

在通过Port_P0 30接收之后，具有标识符1的第一电报在第一分配器3中通过内部数据连接34被转发到交换装置33。第一分配器3的交换装置33检测电报标识符并且基于第一分配器3的传输表路由电报。为了清楚起见，再次示出了第一分配器3的传输表的一部分，用于在标准运行模式下传输具有标识符1的第一电报。

根据传输表，第一分配器3的交换装置33通过内部数据连接34将在Port_P0 30上接收的具有标识符1的第一电报转发到第一分配器3的Port_P1 31，该Port_P1 31在从数据总线6的第一通信路径61上输出该电报。

具有标识符1的第一电报依次通过布置在第一通信路径61上的从单元5-1至5-N。具有标识符1的第一电报在此分别由从单元5的Port_P1 50接收并且通过内部数据连接53转发给从单元5的处理装置52。处理装置52的电报处理单元520解释通过的具有标识符1的第一电报，并且与电报的有效载荷数据块执行数据交换。在处理之后，具有标识符1的第一电报然后通过内部数据连接53被传递给从单元5的Port_P2 51，该Port_P2 51在第一通信路径61上进一步发送电报。

在电报传输方向上看，在从数据总线6的第一通信路径61上的最后一个从单元5-N在处理具有标识符1的第一电报之后传输到第二分配器4的Port_P1 41。在第二分配器4的Port_P1 41上接收之后，具有标识符1的第一电报在第二分配器4中通过内部数据连接44转发到交换装置43，交换装置43基于存储在第二分配器4中的传输表路由该电报。为了清楚起见，再次示出了第二分配器4的传输表的一部分，用于在标准运行模式下传输具有标识符1的第一电报。

由从单元在第一通信路径61上处理的具有第一标识符1的第一电报由第二分配器4的交换装置43通过内部数据连接44路由到Port_P2 42，通过该Port_P2 42将具有标识符1的第一电报输出到从数据总线6的第一通信路径61上。

附加地，第二分配器4的交换装置43通过内部数据连接44将具有标识符1的第一电报转发给Port_P0 40。然后，第二分配器4的Port_P0 40通过备用数据总线8将具有标识符1的第一电报传输到备用主单元2的Port_P0 20。

通过第二分配器4的Port_P2 42输出的具有标识符1的第一电报在从数据总线6的第一通信路径61上由第一分配器3的Port_P2 32接收，并且由第一分配器3的交换装置33根据第一分配器3的传输表的前述部分通过内部数据连接34路由到Port_P0 30，该Port_P030将具有标识符1的第一电报在主数据总线7上传输到主主单元1的Port_P0 10。

下面解释具有标识符2的第二电报从第一分配器3开始的循环：

在通过Port_P0 30接收之后，具有标识符2的第二电报在第一分配器3中通过内部数据连接34被转发到交换装置33。然后，第一分配器3的交换装置33基于第一分配器3的传输表路由电报，在此再次再现第一分配器3的传输表的一部分，用于在标准运行模式下传输具有标识符2的第二电报。

从传输表中可以看出，在评估电报标识符之后，第一分配器3的交换装置33将具有标识符2的第二电报转发到Port_P2 32，该Port_P232将电报输出到从数据总线6的第二通信路径62。

具有标识符2的第二电报然后由第二分配器4在Port_P2 42上接收并且由第二分配器4的交换装置43根据传输表路由。以下是用于在标准运行模式下传输具有标识符2的第二电报的第二分配器4的传输表的部分：

在Port_P2 42上接收的具有标识符2的第二电报由第二分配器4的交换装置43根据传输表通过内部数据连接34路由到Port_P0 40和Port_P1 41。

然后，第二分配器4的Port_P0 40通过备用数据总线8将具有标识符2的第二电报传输到备用主单元2的Port_P0 20。

具有标识符2的第二电报从第二分配器4的Port_P1 41输出到从数据总线6的第二通信路径62上。具有标识符2的第二电报依次通过布置在第二通信路径62上的从单元5-1至5-N，其中具有标识符2的第二电报在与具有标识符1的第一电报相反的方向上在第一通信路径61上循环，即从从单元5-N通过从单元5-N-1转发到从单元5-1。

具有标识符2的第二电报在此分别由从单元5的Port_P2 51接收并且通过内部数据连接53转发给从单元5的处理装置52。在如图2所示的从单元的一个实施方案中，在标准运行模式下，仅在从数据总线6的第一通信路径61上循环的具有电报标识符1的第一电报由从单元5的处理装置52中的电报处理单元520处理。与此相反，在从数据总线6的第二通信路径62上与具有标识符1的第一电报反向地环绕的具有标识符2的第二电报未经处理地通过从单元5。

为此，在标准运行模式下，处理装置52的耦合装置521中的第一切换开关5211和第二切换开关5212被设置为使得只有在第一通信路径61上接收的具有标识符1的第一电报通过处理装置52的电报处理单元520以被处理。相反，具有第二标识符2的第二电报通过耦合装置521中的第一切换开关5211和第二切换开关5212在内部数据连接53上直接从Port_P251传输到Port_P1 50。

从电报传输方向上看，从数据总线6的第二通信路径62上的最后一个从单元5-1将具有标识符2的第二电报传输到第一分配器3的Port_P1 31。具有标识符2的第二电报通过内部数据连接34被转发到第一分配器3的交换装置33，该交换装置基于存储在第一分配器3中的前述传输表将电报路由到Port_P0 30，从那里具有标识符2的第二电报在主数据总线7上被反馈到主主单元1的Port_P0 10。

在具有标识符1的第一电报和具有标识符2的第二电报的循环结束之后，两个电报在主主单元1的控制装置11中和在备用主单元2的控制装置21中都是相同的。然后，在主从自动化系统的标准运行模式下，由主主单元1的控制装置11进一步处理具有标识符1的反馈的第一电报，所有从单元5-1至5-N都以该第一电报执行了与电报的有效载荷数据块的数据交换。

同时，在备用主单元2的控制装置21中也进行具有标识符1的第一电报的进一步处理。然后，备用主单元2可以在从主主单元1切换到备用主单元2时，例如在主主单元1失效之后无延迟地基于当前状态继续主从自动化系统中的控制过程。

图3B示出了在主主单元1失效之后根据图1的主从自动化系统中的备用运行模式，其中备用主单元2控制主从自动化系统中的电报通信。图3B中的实线表示由备用主单元2发送的具有标识符3的第三电报的传输路径。由备用主单元2发送的具有标识4的第四电报的传输路径在图3B中作为虚线示出。

在主从自动化系统的备用运行模式中，由备用主单元2的控制装置21生成的具有标识符3的第三电报和由备用主单元2的控制装置21生成的具有标识符4的第四电报通过备用数据总线8上的Port_P010传输到第二分配器4的Port_P0 40，所述第三电报和所述第四电报具有相同的有效载荷数据块。

具有标识符3的第三电报和具有标识符4的第四电报在此可以由备用主单元2的Port_P0 20的发送单元TX 201连续地串行传输。替代地，当备用主单元2的Port_P0 20的发送单元TX 201或第二分配器4的Port_P0 40的接收单元RX 402分别具有两个独立的组件时，也存在实施并行传输的可能性。

下面解释具有标识符3的第三电报从第二分配器4开始的循环：

在通过Port_P0 40接收之后，具有标识符3的第三电报在第二分配器4中通过内部数据连接44被转发到交换装置43。第三分配器4的交换装置43检测电报标识符，然后基于第三分配器4的传输表路由电报。为了清楚起见，示出了第三分配器4的传输表的一部分，用于在备用运行模式下传输具有标识符3的第三电报。

在第二分配器4的Port_P0 30处接收的具有标识符3的第三电报由第三分配器4的交换装置43根据传输表通过内部数据连接44路由到Port_P2 42，该Port_P2 42在从数据总线6的第一通信路径61上将电报传输到第一分配器3的Port_P2 32。

在第一分配器3的Port_P2 32上接收之后，在第一分配器3中具有标识符3的第三电报通过内部数据连接34被转发到交换装置33，交换装置基于存储在第一分配器3中的传输表路由该电报。以下是第一分配器3的传输表的一部分，用于在备用运行模式下传输具有标识符3的第三电报。

在Port_P2 32上接收到的具有标识符3的第三电报由第一分配器2的交换装置33通过内部数据连接34转发到Port_P0 30和Port_P131。

然后，第一分配器3的Port_P0 30尝试通过主数据总线7将具有标识符3的第三电报传输到主主单元1的Port_P0 10。然而，由于主主单元1发生故障，因此不接收电报。

具有标识符3的第三电报从第一分配器3的Port_P1 31输出到从数据总线6的第一通信路径61。具有标识符3的第三电报依次通过布置在第一通信路径61上的从单元5-1至5-N。具有标识符3的第三电报在每种情况下由从单元5的Port_P1 50接收，并且通过内部数据连接53发送到处理装置52的电报处理单元520，处理装置52执行与电报的有效载荷数据块的数据交换。在处理之后，具有标识符3的第三电报通过内部数据连接53被传递到从单元5的Port_P2 51，该Port_P2 51然后在第一通信路径61上进一步发送电报。

在电报传输方向上看，在从数据总线6的第一通信路径61上的最后一个从单元5-N在处理之后将具有标识符3的第三电报传输到第四分配器4的Port_P1 41。在第四分配器4的Port_P1 41上接收之后，具有标识符3的第三电报在第二分配器4中通过内部数据连接44转发到交换装置43，交换装置基于存储在第二分配器4中的前述传输表将电报路由到Port_P0 40。通过备用数据总线8上的第二分配器4的Port_P0 40输出的具有标识符3的第三电报由备用主单元2的Port_P0 20接收。

下面解释具有标识符4的第四电报从第二分配器4开始的循环：

在通过Port_P0 40接收之后，具有标识4的第四电报在第二分配器3中通过内部数据连接44被转发到交换装置43。然后，第二分配器4的交换装置43基于第二分配器4的传输表路由电报，在此示出第二分配器4的传输表的一部分，用于在备用运行模式下传输具有标识符4的第四电报。

从传输表中可以看出，在评估电报标识符之后，第二分配器4的交换装置43将具有标识符4的第四电报转发到Port_P1 41，Port_P1 41在从数据总线6的第二通信路径62上输出电报。

具有标识符4的第四电报依次通过布置在第二通信路径62上的从单元5-1至5-N，其中具有标识符4的第四电报在与具有标识符3的第三电报相反的方向上在第一通信路径61上循环，并且由从单元5-N然后传递到从单元5-N-1，直至从单元5-1。

具有标识符4的第四电报在此分别由从单元5的Port_P2 51接收并且通过内部数据连接53转发到从单元5的处理装置52。在如图4所示的从单元的一个实施方案中，在备用运行模式中，类似于标准运行模式，仅在从数据总线6的第一通信路径61上循环的具有电报标识符3的第三电报由从单元5中的处理装置52的电报处理单元520处理。而在从数据总线6的第二通信路径62上与具有标识符3的第三电报反向地环绕的具有标识符4的第四电报由从单元5未经处理地通过。为此，在备用运行模式中，类似于标准运行模式，处理装置52的耦合装置521中的第一切换开关5211和第二切换开关5212被设置为使得只有在第一通信路径61上接收的具有标识符3的第三电报通过处理装置54的电报处理单元520以被处理。相反，具有第四标识符4的第四电报通过第一切换开关5211和第二切换开关5212在内部数据连接53上直接从Port_P2 51传输到Port_P1 50。

从电报传输方向上看，从数据总线6的第二通信路径62上的最后一个从单元5-1将具有标识符4的第四电报传输到第一分配器3的Port_P1 31。然后，具有标识符4的第四电报通过内部数据连接34被转发到第一分配器3的交换装置33，该交换装置基于存储在第一分配器中的传输表路由该电报。以下是用于在备用运行模式下传输具有标识符4的第四电报的第一分配器3的传输表的部分：

在Port_P1 31上接收的具有标识符4的第四电报由第一分配器3的交换装置33根据传输表通过内部数据连接34路由到Port_P0 30和Port_P2 32。

然后，第一分配器3的Port_P0 30尝试通过主数据总线7将具有标识符4的第四电报传输到主主单元1的Port_P0 10。然而，由于主主单元1发生故障，因此不接收电报。

通过第一分配器3的Port_P2 32输出的具有标识符4的第四电报在从数据总线6的第二通信路径62上由第二分配器4的Port_P2 42接收，并且由第二分配器4的交换装置43根据第二分配器4的传输表的前述部分通过内部数据连接44路由到Port_P0 40，该Port_P040将具有标识符4的第四电报在备用数据总线8上传输到备用主单元2的Port_P0 20。

在完成具有标识符3的第三电报和具有标识符4的第四电报的循环之后，在主从自动化系统的备用运行模式下，由备用主单元2的控制装置21进一步处理反馈的具有标识符3的第三电报，通过第三电报，所有从单元5-1至5-N已经执行了与电报的有效载荷数据块的数据交换。

主从自动化系统中的备用主单元2的控制装置21被设计用于监控标准运行模式，在标准运行模式中，主主单元1的控制装置11控制电报通信，以便在确定主主单元1的失效时从备用运行模式中接收。备用主单元2的控制装置21可以无延迟地接收电报通信，因为备用主单元2的控制装置21在标准运行模式中与主主单元1并行地接收到在由从单元5-1至5-N处理之后反馈的具有标识符1的第一电报，并且因此在控制过程的当前状态方面是最新的。

然后，备用主单元2的控制装置21被进一步设计为，在切换回标准运行模式时，当主主单元1再次激活时，将在备用运行模式中由备用主单元2的控制装置21接收的、由从单元5-1至5-N处理的具有标识符4的第四电报传输到主主单元1的控制装置11。因此，主主单元1的控制装置11可以在标准运行模式下无缝地连接到备用运行模式下的电报通信。

图4A示出了根据图1的主从自动化系统中的标准运行模式，其中，在从数据总线6中出现线路故障。主从自动化系统在从数据总线6中出现路径故障时具有自动重新配置的能力，以便因此维持自动化系统中的电报传输。在从数据总线6中出现路线故障时，与故障位置邻接的两个从单元自动过渡到故障运行中，其中，在图2所示的实施方式中，从单元5的处理装置52中的耦合装置521借助于第一切换开关5211和第二切换开关5212使第一通信路径61和第二通信路径62短接，以便将电报从一个通信路径转向另一个通信路径。

如在主从自动化系统的常规标准运行模式中那样，由主主单元1的控制装置11生成具有标识符1的第一电报和具有标识符2的第二电报，所述第一电报和所述第二电报具有相同的有效载荷数据块，并且通过主数据总线7上的Port_P0 10传输到第一分配器3的Port_P030。

通过在与从数据总线6中的故障位置邻接的两个从单元中的第一通信路径61和第二通信路径62的短接(这在图4A中未明确示出)，通过从数据总线6的第一通信路径61和第二通信路径62进行环路状的电报传输。作为实线，在图4A中示出了由主主单元1发送的具有标识符1的第一电报的传输路径。由主主单元1发送的具有标识符2的第二电报的传输路径在图3A中作为虚线示出。

在下文中，描述了从第一分配器3开始的具有标识符1的第一电报的循环，其中，在下文中，描述了第一分配器3的用于在线路故障的标准运行模式下传输具有标识符1的第一电报的传输表的部分：

在通过Port_P0 30接收之后，具有标识符1的第一电报在第一分配器3中通过内部数据连接34被转发到交换装置33。根据传输表，第一分配器3的交换装置33将具有标识符1的第一电报通过内部数据连接34进一步路由到第一分配器3的Port_P1 31。

然后，具有标识符1的第一电报在从数据总线6的第一通信路径61上由第一分配器3的Port_P1 31输出。具有标识符1的第一电报依次通过布置在第一通信路径61上的从单元，直至与路径故障邻接的从单元。在此，具有标识符1的第一电报分别由从单元5的Port_P150接收，并且通过内部数据连接53转发到从单元5的处理装置52，该处理装置的电报处理单元520与经过的具有标识符1的第一电报进行数据交换。在处理电报之后，具有标识符1的第一电报然后通过内部数据连接53被传送到从单元5的Port_P2 51，该Port_P2 51在第一通信路径61上进一步发送电报。

在与路径故障邻接的从单元中，在由电报处理单元520处理之后，具有标识符1的第一电报通过在耦合装置521的第二切换开关5212中的相应转换而返回到Port_P1 50，而不是返回到Port_P2 51，Port_P1 50在第二通信路径62上输出具有标识符1的第一电报。然后，具有标识符1的第一电报反向地通过第二通信路径62上的从单元，而不被进一步处理，直至第一从单元5-1。

然后，第一从单元5-1将具有标识符1的第一电报传输到第一分配器3的Port_P131。具有标识符1的第一电报通过内部数据连接34被转发到第一分配器3的交换装置33，该交换装置基于存储在第一分配器3中的前述传输表将电报路由到Port_P0 30和Port_P232。

第一分配器3的Port_P0 30将主数据总线7上的具有标识符1的第一电报传输到主主单元1的Port_P0 10。

此外，第一分配器3的Port_P2 32在第一通信路径61上将具有标识符1的第一电报发送到第二分配器4的Port_P2 42。具有标识符1的第一电报在第二分配器4中通过内部数据连接44被转发到交换装置43，交换装置43基于存储在第二分配器4中的传输表路由该电报，下面给出第二分配器4的传输表的相应部分，用于在线路故障的情况下在标准运行模式下传输具有标识符1的第一电报。

第二分配器4的交换装置43通过内部数据连接44将具有标识符1的第一电报转发到Port_P0 40。然后，第二分配器4的Port_P0 40通过备用数据总线8将具有标识符1的第一电报传输到备用主单元2的Port_P0 20。

下面解释具有标识符2的第二电报从第一分配器3开始的循环：

在通过Port_P0 30接收之后，具有标识符2的第二电报在第一分配器3中通过内部数据连接34被转发到交换装置33。然后，第一分配器3的交换装置33基于第一分配器3的传输表路由电报，其中再次再现了第一分配器3的传输表的部分，用于在线路故障的情况下在标准运行模式下传输具有标识符2的第二电报。

从传输表中可以看出，在评估具有标识符2的第二电报的电报标识符之后，第一分配器3的交换装置33转发到Port_P2 32，该Port_P232将电报输出到从数据总线6的第二通信路径62。

具有标识符2的第二电报然后由第二分配器4在Port_P2 42上接收并且由第二分配器4的交换装置43根据传输表路由。以下是第二分配器4的传输表的部分，用于在线路故障的情况下在标准运行模式下传输具有标识符2的第二电报：

在Port_P2 42上接收的具有标识符2的第二电报由第二分配器4的交换装置43根据传输表通过内部数据连接34路由到Port_P0 40和Port_P1 41。

然后，第二分配器4的Port_P0 40通过备用数据总线8将具有标识符2的第二电报传输到备用主单元2的Port_P0 20。

具有标识符2的第二电报从第二分配器4的Port_P1 41输出到从数据总线6的第二通信路径62上。具有标识符2的第二电报依次通过布置在第二通信路径62上的从单元，直至与路径故障邻接的从单元，其中具有标识符2的第二电报与具有标识符1的第一电报相反地在第一通信路径61上、即从从单元5-N发出地运行。

具有标识符2的第二电报在此分别由从单元5的Port_P2 51接收并且通过内部数据连接53转发到从单元5的处理装置52，该处理装置通过耦合装置521中的第一切换开关5211和第二切换开关5212的相应设置将具有标识符2的第二电报未经处理地转发到Port_P1 50，该Port_P1 50在第二通信路径62上进一步发送电报。

然而，在与路径故障邻接的从单元中，具有标识符2的第二电报通过在耦合装置521的第一切换开关5211中的相应转换而被转发到处理装置52中的电报处理单元520而非Port_P1 50，所述电报处理单元执行与电报的有效载荷数据块的数据交换。

在处理装置52中的电报处理单元520处理具有标识符2的第二电报之后，电报然后通过内部数据连接53被传送到从单元5的Port_P2 51，该Port_P2 51在与电报接收方向相反的第一通信路径61上将电报发送回第二分配器4。

然后，具有标识符2的第二电报依次通过布置在第一通信路径61上的从单元，其中处理装置52中的电报处理单元520处理通过的电报。在从数据总线6的第一通信路径61上的最后一个从单元5-N在处理之后将具有标识符2的第二电报传输到第二分配器4的Port_P141。

具有标识符2的第二电报在第二分配器4中通过内部数据连接44被转发到交换装置43，该交换装置43基于存储在第二分配器4中的传输表将电报路由到Port_P0 40和Port_P2 42。

第二分配器4的Port_P0 40通过备用数据总线8将具有标识符2的第二电报传输到备用主单元2的Port_P0 20。

由从数据总线6的第一通信路径61上的第二分配器4的Port_P242输出的具有标识符2的第二电报由第一分配器3的Port_P2 32接收，并且由第一分配器3的交换装置33根据第一分配器3的传输表的前述部分通过内部数据连接34路由到Port_P0 30，该Port_P0 30将具有标识符2的第二电报在主数据总线7上传输到主主单元1的Port_P0 10。

在具有标识符1的第一电报和具有标识符2的第二电报的循环结束之后，两个电报在主主单元1的控制装置11中和在备用主单元2的控制装置21中都是相同的。然后，主主单元1的控制装置11和备用主单元2的控制装置21在标准运行模式下，在路径故障的情况下，对具有标识符1的第一电报和具有标识符2的第二电报的有效载荷数据块进行修改，从而产生组合的有效载荷数据块，在该组合的有效载荷数据块中，无论电报是如何通过第一和第二通信路径反馈的，都包含要由从单元传输的所有数据。

图4B示出了在主主单元1失效之后根据图1的主从自动化系统中的备用运行模式，其中备用主单元2控制主从自动化系统中的电报通信，其中附加地在从数据总线6中出现线路故障。在从数据总线6中出现路线故障时，与故障位置邻接的两个从单元自动过渡到故障运行中，其中，在图2所示的实施方式中，从单元5的处理装置52中的耦合装置521借助于第一切换开关5211和第二切换开关5212使第一通信路径61和第二通信路径62短接，以便将电报从一个通信路径转向另一个通信路径。

如在主从自动化系统的常规备用运行模式中那样，由备用主单元2的控制装置21生成具有标识符3的第三电报和具有标识符4的第四电报，所述第三电报和所述第四电报具有相同的有效载荷数据块，并且通过备用数据总线8上的Port_P0 20传输到第二分配器4的Port_P0 40。

通过在与从数据总线6中的故障位置邻接的两个从单元中的第一通信路径61和第二通信路径62的短接(这在图4B中未明确示出)，通过从数据总线6的第一通信路径61和第二通信路径62进行环路状的电报传输。作为实线，在图4B中示出了由备用主单元2发送的具有标识符3的第三电报的传输路径。由主主单元1发送的具有标识符4的第四电报的传输路径在图4B中作为虚线示出。

下面解释具有标识符3的第三电报从第二分配器4开始的循环，其中，这里再现了第二分配器4的传输表的部分，用于在路径故障的情况下在备用运行模式下传输具有标识符3的第三电报：

在通过Port_P0 40接收之后，具有标识符3的第三电报在第二分配器4中通过内部数据连接44被转发到交换装置43。然后，第二分配器4的交换装置43基于传输表将电报路由到第二分配器4的Port_P2 42，第二分配器将具有标识符3的第三电报在从数据总线6的第一通信路径61上传输到第一分配器3的Port_P2 32。

在第一分配器3中，在第一分配器3中具有标识符3的第三电报通过内部数据连接34被转发到交换装置33，该交换装置基于存储在第一分配器3中的传输表路由该电报。在下文中，描述了第一分配器3的传输表的部分，用于在路径故障的情况下在备用运行模式下传输具有标识符3的第三电报。

在Port_P2 32上接收到的具有标识符3的第三电报由第一分配器3的交换装置33通过内部数据连接34转发到Port_P0 30和Port_P131。

然后，第一分配器3的Port_P0 40尝试通过主数据总线7将具有标识符3的第三电报传输到主主单元1的Port_P0 10。然而，由于主主单元1发生故障，因此不接收电报。

具有标识符3的第三电报从第一分配器3的Port_P1 31输出到从数据总线6的第一通信路径61。具有标识符3的第三电报依次通过布置在第一通信路径61上的从单元，直至与路径故障邻接的从单元。具有标识符3的第三电报在每种情况下由从单元5的Port_P1 50接收，并且通过内部数据连接53转发到从单元5的处理装置52，其电报处理单元520与经过的具有标识符3的第三电报进行数据交换。在处理之后，具有标识符3的第三电报然后通过内部数据连接53被传送到从单元5的Port_P2 51，该Port_P2 51然后在第一通信路径61上进一步发送电报。

在与路径故障邻接的从单元中，在由处理单元520处理之后，通过耦合装置521的第二切换开关5212中的相应转换将具有标识符3的第三电报返回到Port_P1 50，而不是返回到Port_P2 51，Port_P1 50在第二通信路径62上输出具有标识符3的第三电报。具有标识符3的第三电报然后反向地通过第二通信路径62上的从单元直至第一从单元5-1，而不被进一步处理。

然后，第一从单元5-1将具有标识符3的第三电报传输到第一分配器3的Port_P131。具有标识符3的第三电报通过内部数据连接34被转发到第一分配器3的交换装置33，该交换装置基于存储在第一分配器3中的前述传输表将电报路由到Port_P0 30和Port_P232。

然后，第一分配器3的Port_P0 40尝试通过主数据总线7将具有标识符3的第三电报再次传输到主主单元1的Port_P0 10。然而，由于主主单元1发生故障，因此不接收电报。

此外，第一分配器3的Port_P2 40在第一通信路径61上将具有标识符3的第三电报发送到第二分配器4的Port_P2 42。具有标识符3的第三电报在第二分配器4中通过内部数据连接44被转发到交换装置43，该交换装置基于存储在第二分配器4中的传输表将电报路由到第二分配器4的Port_P0 40。

第二分配器4的Port_P0 40将备用数据总线8上的具有标识符3的第三电报传输到备用主单元1的Port_P0 20。

下面解释具有标识符4的第四电报从第二分配器4开始的循环：

在通过Port_P0 40接收之后，具有标识符4的第四电报在第二分配器4中通过内部数据连接44被转发到交换装置43。然后，第二分配器4的交换装置43基于第二分配器4的传输表路由电报，为了清楚起见，第二分配器4的传输表的一部分再次被再现，用于在路径故障的情况下在备用运行模式下传输具有标识符4的第四电报。

从传输表中可以看出，在评估电报标识符之后，第二分配器3的交换装置43将具有标识符4的第四电报转发到Port_P1 41，Port_P1 41在从数据总线6的第二通信路径62上输出电报。

具有标识符4的第四电报依次通过布置在第二通信路径62上的从单元，直至与路径故障邻接的从单元，其中具有标识符4的第四电报在与具有标识符3的第三电报相反的方向上在第二通信路径62上、即从从单元5-N发出地运行。

具有标识符4的第四电报在每种情况下由从单元5的Port_P2 51接收，并且通过内部数据连接53传送到从单元5的处理装置52，处理装置将具有标识符4的第四电报未经处理地转发到Port_P1 50，由Port_P1 50在第二通信路径62上发送电报。

在与路径故障邻接的从单元中，通过在耦合装置521的第一切换开关5211中的相应转换，将具有标识符4的第四电报传递给电报处理单元520，而不是传递给Port_P1 50，电报处理单元与具有标识符4的第四电报进行数据交换。然后在第二通信路径62上通过从单元的Port_P2 51输出具有标识符4的经处理的第四电报。

随后，具有标识符4的第四电报沿相反的方向通过第二通信路径62上的从单元直至第一从单元5-1，其中，处理装置52的电报处理单元520分别与经过的具有标识符4的第四电报进行数据交换。

然后，最后一个从单元5-N将具有标识符4的第四电报传输到第二分配器4的Port_P1 41。具有标识符4的第二电报通过内部数据连接44被转发到第二分配器4的交换装置43，该交换装置基于存储在第二分配器4中的前述传输表将电报路由到Port_P0 40和Port_P242。

第二分配器4的Port_P0 40在备用数据总线8上将具有标识符4的第三电报传输到备用主单元2的Port_P0 20。

通过第二分配器4的Port_P2 42输出的具有标识符4的第四电报在从数据总线6的第二通信路径62上由第一分配器3的Port_P2 32接收，并且由第一分配器3的交换装置33根据第一分配器3的传输表的前述部分通过内部数据连接34路由到Port_P0 30。

然后，第一分配器3的Port_P0 30尝试通过主数据总线7将具有标识符4的第四电报传输到主主单元1的Port_P0 10。然而，由于主主单元1发生故障，因此不接收电报。

在具有标识符3的第三电报和具有标识符4的第四电报的循环结束之后，在路径故障的情况下，备用主单元2的控制装置21在备用运行模式下对具有标识符3的第三电报和具有标识符4的第四电报的有效载荷数据块进行或运算，从而生成组合的有效载荷数据块，在该组合的有效载荷数据块中包含所有待由从单元传输的数据，而不管电报是如何通过第一和第二通信路径反馈的。

备用主单元2的控制装置21还被设计为，在切换回标准运行模式时，当主主单元1再次激活时，将在备用运行模式中由备用主单元2的控制装置21接收的、由从单元5-1至5-N处理的具有标识符3的第三电报和具有标识符4的第四电报传输到主主单元1的控制装置11。因此，主主单元1的控制装置11可以在返回到标准运行模式时无缝地将电报通信连接到备用运行模式。

附图标记列表

1 主主单元

2 备用主单元

3 第一分配器

4 第二分配器

5 从单元

6 从数据总线

7 主数据总线

8 备用数据总线

Port_P0 10 主主单元的发送/接收装置

TX 101 Port_P0 10的发送单元

RX 102 Port_P0 10的接收单元

11 主主单元的控制装置

12 数据连接

Port_P0 20 备用主单元的发送/接收装置

TX 201 Port_P0 20的发送单元

RX 202 Port_P0 20的接收单元

21 备用主单元的控制装置

22 数据连接

Port_P0 30 第一分配器的主发送/接收装置

TX 301 Port_P0 30的发送单元

RX 302 Port_P0 30的接收单元

Port_P1 31 第一分配器的第一发送/接收装置

TX 311 Port_P1 31的发送单元

RX 312 Port_P1 31的接收单元

Port_P2 32 第一分配器的第二发送/接收装置

TX 321 Port_P2 32的发送单元

RX 322 Port_P2 32的接收单元

33 交换装置

34 数据连接

Port_P0 40 第二分配器的主发送/接收装置

TX 401 Port_P0 40的发送单元

RX 402 Port_P0 40的接收单元

Port_P1 41 第二分配器的第一发送/接收装置

TX 411 Port_P1 41的发送单元

RX 412 Port_P1 41的接收单元

Port_P2 42 第二分配器的第二发送/接收装置

TX 421 Port_P2 42的发送单元

RX 422 Port_P2 42的接收单元

43 交换装置

44 数据连接

Port_P1 50 从单元的第一发送/接收装置

TX 501 Port_P1 50的发送单元

RX 502 Port_P1 50的接收单元

Port_P1 51 从单元的第二发送/接收装置

TX 511 Port_P1 51的发送单元

RX 512 Port_P1 51的接收单元

52 处理装置

53 数据连接

61 第一通信路径

62 第二通信路径

71 第一单向通信路径

72 第二单向通信路径

81 第一单向通信路径

82 第二单向通信路径

520 电报处理单元

521 耦合装置

5211 第一切换开关

5212 第二切换开关

Claims (13)

1.一种自动化系统，

具有多个用户和环形数据总线，

其中，所述用户具有第一主单元(1)、第一分配器(3)、第二主单元(2)、第二分配器(4)和至少一个从单元(5)，

其中，所述第一主单元(1)和所述第二主单元(2)分别具有控制装置(11，21)，所述控制装置被设计成生成电报，其中，所述电报分别具有包括单独标识符的控制数据块和有效载荷数据块，

其中，所述第一分配器(3)具有交换装置(33)、第一发送/接收装置(31)和第二发送/接收装置(32)，其中，所述交换装置(33)与所述第一主单元(1)的控制装置(11)以及所述第一和第二发送/接收装置(31，32)连接，以便在基于在所述交换装置(33)中确定的第一交换规则评估包含在所述电报中的单独标识符之后，在所述第一主单元(1)的控制装置(11)、所述第一发送/接收装置(31)和所述第二发送/接收装置(32)之间传输所述电报，

其中，所述第二分配器(4)具有交换装置(43)、第一发送/接收装置(41)和第二发送/接收装置(42)，其中，所述交换装置(43)与所述第二主单元(2)的控制装置(21)以及所述第一和第二发送/接收装置(41，42)连接，以便在基于在所述交换装置(43)中确定的第二交换规则评估包含在所述电报中的单独标识符之后，在所述第二主单元(2)的控制装置(21)、所述第一发送/接收装置(41)和所述第二发送/接收装置(42)之间传输所述电报，

其中，所述第一分配器(3)和所述第二分配器(4)的所述第一发送/接收装置(31，41)通过所述环形数据总线(6)连接，以便在所述第一分配器(3)和所述第二分配器(4)的所述第一发送/接收装置(31，41)之间传输电报，

其中，所述第一分配器(3)和所述第二分配器(4)的所述第二发送/接收装置(32，42)通过所述环形数据总线(6)连接，以便在所述第一分配器(3)和所述第二分配器(4)的所述第二发送/接收装置(32，42)之间传输电报，

其中，所述从单元(5)包括处理装置(52)、第一发送/接收装置(50)和第二发送/接收装置(51)，其中，所述处理装置(52)连接到所述第一发送/接收装置(50)和所述第二发送/接收装置(51)，并且被设计为处理在所述第一发送/接收装置(50)和所述第二发送/接收装置(51)之间交换的电报，并且其中，所述第一发送/接收装置(50)连接到所述数据总线(6)，以便在所述数据总线(6)上与所述第一分配器(3)的所述第一发送/接收装置(31)交换电报，其中，所述第二发送/接收装置(51)连接到所述数据总线(6)，以便在所述数据总线(6)上与所述第二分配器(4)的所述第一发送/接收装置(41)交换电报，

其中，在第一运行模式中，

在所述第一分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的所述第一交换规则将所述第一主单元(1)接收的电报转发到所述第一发送/接收装置(41)，

在所述第一分配器(3)的所述交换装置(33)中确定的所述第一交换规则将所述第二发送/接收装置(32)接收的电报转发到所述第一主单元(1)，

并且

在所述第二分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的所述第二交换规则将所述第一发送/接收装置(41)接收的第一电报转发到所述第二发送/接收装置(42)，

其中，在第二运行模式中，

在所述第二分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的所述第二交换规则将所述第二主单元(2)接收的电报转发到所述第二发送/接收装置(42)，

在所述第二分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的所述第二交换规则将所述第一发送/接收装置(41)接收的电报转发到所述第二主单元(2)，并且

在所述第一分配器(3)的所述交换装置(33)中确定的所述第一交换规则将所述第二发送/接收装置(32)接收的电报转发到所述第一发送/接收装置(31)。

2.根据权利要求1所述的自动化系统，

其中，所述数据总线(6)包括第一通信路径(61)和第二通信路径(62)，

其中，所述第一分配器(3)和所述第二分配器(4)的所述第一发送/接收装置(31，41)分别连接到所述数据总线(6)的所述第一通信路径(61)和所述第二通信路径(62)，以便在所述数据总线(6)的所述第一通信路径(61)和所述第二通信路径(62)上传输电报，

其中，所述从单元(5)的所述第一发送/接收装置(50)连接到所述数据总线(6)的所述第一通信路径(61)和所述第二通信路径(62)，以便在所述数据总线(6)的所述第一通信路径(61)和所述第二通信路径(62)上与所述第一分配器(3)的所述第一发送/接收装置(31)交换电报，

其中，所述从单元(5)的所述第二发送/接收装置(51)连接到所述数据总线(6)的所述第一通信路径(61)和所述第二通信路径(62)，以便在所述数据总线(6)的所述第一通信路径(61)和所述第二通信路径(62)上与所述第二分配器(4)的所述第一发送/接收装置(41)交换电报，

其中，在所述第一运行模式中，

所述第一主单元(1)的所述控制装置(11)生成具有第一标识符的第一电报和具有第二标识符的第二电报，所述第一电报和第二电报具有相同的有效载荷数据块，

在所述第一分配器(3)的所述交换装置(33)中确定的所述第一交换规则将所述第一主单元(1)接收的所述第一电报转发到所述第一发送/接收装置(31)，并且将所述第一主单元(1)接收的所述第二电报转发到所述第二发送/接收装置(32)，

在所述第一分配器(3)的所述交换装置(33)中确定的所述第一交换规则将所述第一发送/接收装置(31)接收的第二电报和所述第二发送/接收装置(32)接收的第一电报转发到所述第一主单元(1)，

在所述第二分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的所述第二交换规则将所述第二发送/接收装置(42)接收的第二电报转发到所述第一发送/接收装置(41)，并且

在所述第二分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的所述第二交换规则将所述第一发送/接收装置(41)接收的第一电报转发到所述第二发送/接收装置(42)，

其中，在所述第二运行模式中，

所述第二主单元(2)的所述控制装置(21)生成具有第三标识符的第三电报和具有第四标识符的第四电报，所述第三电报和第四电报具有相同的有效载荷数据块，

在所述第二分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的所述第二交换规则将所述第二主单元(2)接收的所述第三电报转发到所述第二发送/接收装置(42)，并且将所述第二主单元(2)接收的所述第四电报转发到所述第一发送/接收装置(41)，

在所述第二分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的所述第二交换规则将所述第一发送/接收装置(41)接收的所述第三电报和所述第二发送/接收装置(42)接收的所述第四电报转发到所述第二主单元(2)，

在所述第一分配器(3)的所述交换装置(33)中确定的所述第一交换规则将所述第二发送/接收装置(32)接收的第三电报转发到所述第一发送/接收装置(31)，并且

在所述第一分配器(3)的所述交换装置(33)中确定的所述第一交换规则将所述第一发送/接收装置(31)接收的第四电报转发到所述第二发送/接收装置(32)。

3.根据权利要求2所述的自动化系统，

其中，所述从单元(5)还具有耦合装置(521)，所述耦合装置被设计为，在发生到与所述第一发送/接收装置(50)连接的用户的数据传输故障时，将所述第一发送/接收装置(50)中的所述第一通信路径(61)和所述第二通信路径(62)短接，并且在发生到与所述第二发送/接收装置(51)连接的用户的数据传输故障时，将所述第二发送/接收装置(51)中的所述第一通信路径(61)和所述第二通信路径(62)短接，

其中，在所述第一运行模式中，

在所述第一分配器(3)的所述交换装置(33)中确定的所述第一交换规则进一步将所述第一发送/接收装置(31)接收的所述第一电报和所述第二发送/接收装置(32)接收的所述第二电报转发到所述第一主单元(1)，并且

在所述第二分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的所述第二交换规则将所述第一发送/接收装置(41)接收的第二电报进一步转发到所述第二发送/接收装置(42)，并且

其中，在所述第二运行模式中，

在所述第一分配器(3)的所述交换装置(33)中确定的所述第一交换规则将所述第一发送/接收装置(31)接收的第三电报进一步转发到所述第二发送/接收装置(32)，并且

在所述第二分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的所述第二交换规则将所述第二发送/接收装置(42)接收的所述第三电报和所述第二发送/接收装置(42)接收的所述第四电报转发到所述第二主单元(2)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的自动化系统，

其中，所述第一运行模式是所述标准运行模式，并且

在所述第一运行模式中，通过所述第一发送/接收装置(41)接收的电报将在所述第二分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的第二交换规则额外地转发给所述第二主单元(2)。

5.根据权利要求4所述的自动化系统，

其中，所述第二主单元(2)的所述控制装置(21)被设计为，监控所述标准运行模式，以便在确定所述标准运行模式中断时开始所述第二运行模式。

6.根据权利要求5所述的自动化系统，

其中，所述第二主单元(2)的所述控制装置(21)被设计为，在恢复所述标准运行模式时，将在所述第二运行模式下通过所述第二主单元(2)的所述控制装置(21)接收的电报传输到所述第一主单元(1)的所述控制装置(11)。

7.分配器，其应用在根据权利要求1至6中任一项所述的自动化系统中。

8.一种用于在自动化系统中传输电报的方法，所述自动化系统具有多个用户和一个环形数据总线，

其中，所述用户具有第一主单元(1)、第一分配器(3)、第二主单元(2)、第二分配器(4)和至少一个从单元(5)，

其中，所述第一主单元(1)和所述第二主单元(2)分别包括控制装置(11，21)，所述控制装置生成电报，其中，所述电报分别包括具有单独标识符的控制数据块和有效载荷数据块，

其中，所述第一分配器(3)具有交换装置(33)、第一发送/接收装置(31)和第二发送/接收装置(32)，其中，所述交换装置(33)与所述第一主单元(1)的控制装置(11)以及所述第一和第二发送/接收装置(31，32)连接，以便在基于在所述交换装置(33)中确定的第一交换规则评估包含在所述电报中的单独标识符之后，在所述第一主单元(1)的控制装置(11)、所述第一发送/接收装置(31)和所述第二发送/接收装置(32)之间传输所述电报，

其中，所述第二分配器(4)具有交换装置(43)、第一发送/接收装置(41)和第二发送/接收装置(42)，其中，所述交换装置(43)与所述第二主单元(2)的控制装置(21)以及所述第一和第二发送/接收装置(41，42)连接，以便在基于在所述交换装置(43)中确定的第二交换规则评估包含在所述电报中的单独标识符之后，在所述第二主单元(2)的控制装置(21)、所述第一发送/接收装置(41)和所述第二发送/接收装置(42)之间传输所述电报，

其中，所述第一分配器(3)和所述第二分配器(4)的所述第一发送/接收装置(31，41)通过所述环形数据总线(6)连接，以便在所述第一分配器(3)和所述第二分配器(4)的所述第一发送/接收装置(31，41)之间传输电报，

其中，所述第一分配器(3)和所述第二分配器(4)的所述第二发送/接收装置(32，42)通过所述环形数据总线(6)连接，以便在所述第一分配器(3)和所述第二分配器(4)的所述第二发送/接收装置(32，42)之间传输电报，

其中，所述从单元(5)包括处理装置(52)、第一发送/接收装置(50)和第二发送/接收装置(51)，其中，所述处理装置(52)连接到所述第一发送/接收装置(50)和所述第二发送/接收装置(51)，并且被设计为处理在所述第一发送/接收装置(50)和所述第二发送/接收装置(51)之间交换的电报，并且其中，所述第一发送/接收装置(50)连接到所述数据总线(6)，以便在所述数据总线(6)上与所述第一分配器(3)的所述第一发送/接收装置(31)交换电报，其中，所述第二发送/接收装置(51)连接到所述数据总线(6)，以便在所述数据总线(6)上与所述第二分配器(4)的所述第一发送/接收装置(41)交换电报，

其中，在第一运行模式中，

在所述第一分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的所述第一交换规则将所述第一主单元(1)接收的电报转发到所述第一发送/接收装置(41)，

在所述第一分配器(3)的所述交换装置(33)中确定的所述第一交换规则将所述第二发送/接收装置(32)接收的电报转发到所述第一主单元(1)，

并且

在所述第二分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的所述第二交换规则将所述第一发送/接收装置(41)接收的第一电报转发到所述第二发送/接收装置(42)，

其中，在第二运行模式中，

在所述第二分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的所述第二交换规则将所述第二主单元(2)接收的电报转发到所述第二发送/接收装置(42)，

在所述第二分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的所述第二交换规则将所述第一发送/接收装置(41)接收的电报转发到所述第二主单元(2)，并且

在所述第一分配器(3)的所述交换装置(33)中确定的所述第一交换规则将所述第二发送/接收装置(32)接收的电报转发到所述第一发送/接收装置(31)。

9.根据权利要求8所述的方法，

其中，所述数据总线(6)包括第一通信路径(61)和第二通信路径(62)，

其中，所述第一分配器(3)和所述第二分配器(4)的所述第一发送/接收装置(31，41)分别与所述数据总线(6)的所述第一通信路径(61)和所述第二通信路径(62)连接，以便在所述数据总线(6)的所述第一通信路径(61)和所述第二通信路径(62)上传输电报，

其中，所述从单元(5)的所述第一发送/接收装置(50)连接到所述数据总线(6)的所述第一通信路径(61)和所述第二通信路径(62)，以便在所述数据总线(6)的所述第一通信路径(61)和所述第二通信路径(62)上与所述第一分配器(3)的所述第一发送/接收装置(31)交换电报，

其中，所述从单元(5)的所述第二发送/接收装置(51)连接到所述数据总线(6)的所述第一通信路径(61)和所述第二通信路径(62)，以便在所述数据总线(6)的所述第一通信路径(61)和所述第二通信路径(62)上与所述第二分配器(4)的所述第一发送/接收装置(41)交换电报，

其中，在所述第一运行模式中，

所述第一主单元(1)的所述控制装置(11)生成具有第一标识符的第一电报和具有第二标识符的第二电报，所述第一电报和第二电报具有相同的有效载荷数据块，

在所述第一分配器(3)的所述交换装置(33)中确定的所述第一交换规则将所述第一主单元(1)接收的所述第一电报转发到所述第一发送/接收装置(31)，并且将所述第一主单元(1)接收的所述第二电报转发到所述第二发送/接收装置(32)，

在所述第一分配器(3)的所述交换装置(33)中确定的所述第一交换规则将所述第一发送/接收装置(31)接收的第二电报和所述第二发送/接收装置(32)接收的第一电报转发到所述第一主单元(1)，

在所述第二分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的所述第二交换规则将所述第二发送/接收装置(42)接收的第二电报转发到所述第一发送/接收装置(41)，并且

在所述第二分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的所述第二交换规则将所述第一发送/接收装置(41)接收的第一电报转发到所述第二发送/接收装置(42)，

其中，在所述第二运行模式中，

所述第二主单元(2)的所述控制装置(21)生成具有第三标识符的第三电报和具有第四标识符的第四电报，所述第三电报和第四电报具有相同的有效载荷数据块，

在所述第二分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的所述第二交换规则将所述第二主单元(2)接收的所述第三电报转发到所述第二发送/接收装置(42)，并且将所述第二主单元(2)接收的所述第四电报转发到所述第一发送/接收装置(41)，

在所述第二分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的所述第二交换规则将所述第一发送/接收装置(41)接收的所述第三电报和所述第二发送/接收装置(42)接收的所述第四电报转发到所述第二主单元(2)，

在所述第一分配器(3)的所述交换装置(33)中确定的所述第一交换规则将所述第二发送/接收装置(32)接收的第三电报转发到所述第一发送/接收装置(31)，并且

在所述第一分配器(3)的所述交换装置(33)中确定的所述第一交换规则将所述第一发送/接收装置(31)接收的第四电报转发到所述第二发送/接收装置(32)。

10.根据权利要求9所述的方法，

其中，所述从单元(5)还具有耦合装置(521)，所述耦合装置(521)在发生到与所述第一发送/接收装置(50)连接的用户的数据传输故障时使所述第一发送/接收装置(50)中的所述第一通信路径(61)和所述第二通信路径(62)短接，并且在发生到与所述第二发送/接收装置(51)连接的用户的数据传输故障时使所述第二发送/接收装置(51)中的所述第一通信路径(61)和所述第二通信路径(62)短接，

其中，在所述第一运行模式中，

在所述第一分配器(3)的所述交换装置(33)中确定的所述第一交换规则进一步将所述第一发送/接收装置(31)接收的所述第一电报和所述第二发送/接收装置(32)接收的所述第二电报转发到所述第一主单元(1)，并且

在所述第二分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的所述第二交换规则将所述第一发送/接收装置(41)接收的第二电报进一步转发到所述第二发送/接收装置(42)，并且

其中，在所述第二运行模式中，

在所述第一分配器(3)的所述交换装置(33)中确定的所述第一交换规则将所述第一发送/接收装置(31)接收的第三电报进一步转发到所述第二发送/接收装置(32)，并且

在所述第二分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的所述第二交换规则将所述第二发送/接收装置(42)接收的所述第三电报和所述第二发送/接收装置(42)接收的所述第四电报转发到所述第二主单元(2)。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，

其中，所述第一运行模式是所述标准运行模式，并且

在所述第一运行模式中，通过所述第一发送/接收装置(41)接收的电报将在所述第二分配器(4)的所述交换装置(43)中确定的第二交换规则额外地转发给所述第二主单元(2)。

12.根据权利要求11所述的方法，

其中，所述第二主单元(2)的所述控制装置(21)监控所述标准运行模式，以便在确定所述标准运行模式中断时开始所述第二运行模式。

13.根据权利要求12所述的方法，

其中，所述第二主单元(2)的所述控制装置(21)在恢复所述标准运行模式时将在所述第二运行模式下通过所述第二主单元(2)的所述控制装置(21)接收的电报传输到所述第一主单元(1)的所述控制装置(11)。