CN1703874A - 用于改变网络运行参数的方法以及执行该方法的用户 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于改变网络、特别是符合PROFIBUS规范的网络的运行参数的方法。中心用户(1)向其余用户(2...5)发送改变参数的请求电文(T1)。随后，用户(1...5)进入离线状态至一个可以预先给定的最小时间间隔，并且以新的运行参数返回在线状态。这样预先给定离线状态的各个最小时间间隔，使得在任何时刻具有不同的运行参数化的用户不同时处于在线状态。通过其它的措施可以使得该方法是容错的。该方法可使所有网络用户都自动地重新参数化。

Description

用于改变网络运行参数的方法以及执行该方法的用户

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1上位概念的、用于改变网络运行参数、特别是改变符合PROFIBUS规范的网络的时隙或波特率的方法，以及一种按照权利要求7上位概念的、执行该方法的用户。

背景技术

网络用于在不同的设备之间进行数据传输，这些设备例如在自动化设施中分散地分布在设施的不同位置。网络原则上可以具有任意的拓扑结构。网络的用户是在该网络中参与数据通信的设备。这种网络的一个例子是PROFIBUS(过程现场总线)，它是一种用于在自动化设施内的现场设备之间进行通信的、公开的和在欧洲标准EN50170卷2中标准化的总线系统。不过，为了可以进行通信，各个设备中的特定参数必须相同。用于运行PROFIBUS的重要参数例如有时隙和波特率。在具有多个联网设备的自动化系统中可能不时地要求对网络进行重新参数化。如果通过该重新参数化还改变了对所有用户相同的、用于控制数据通信的参数组，尤其是改变了这些参数中的例如波特率的重要参数，则可能造成网络的持久故障。一旦第一用户按照新的运行参数返回到在线状态而其余用户还按照旧的运行参数运行，使得在该例子中两个不同的波特率在PROFIBUS网络上冲突，则出现该问题。其后果之一是中心站不再可以识别其余的用户。也就是说，PROFIBUS网络内的通信的必要前提是，所有的用户按照相同的传输速率、即按照相同的波特率进行电文交换。不同的波特率将导致持久的故障，因为不再可能得到用户的正确同步。

出于这种原因，通过改变重要的运行参数而对设施重新规划需要操作人员“手动地”在每个单个用户处进行运行参数化的改变。为此，必须将所有用户逐个置于不再参与电文交换的离线状态。然后利用新的参数化对其进行配置。所有用户必须利用新的参数化重新运行，以便回到在线状态。只有在所有用户按照这种方式获得新的参数之后，中心站才可以通过此时再次可以工作的网络向各个其余的用户传输其它规划信息，例如连接清单或数据组。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种用于改变网络、特别是改变符合PROFIBUS规范的网络运行参数的方法，以及提供一种适合于执行该方法的用户。

为了解决该技术问题，本文开始部分提到类型的新的方法包括权利要求1特征部分给出的方法步骤。在从属权利要求中描述了该方法特别优选的扩展，而在权利要求7中描述了适合于执行该方法的用户。

本发明具有这样的优点，即，可以仅仅在数据交换的较短的中断(即近乎于在线)的条件下改变对于网络运行重要的参数。在此，不再需要在单个网络用户处的昂贵的手动干预。由此，尤其是在用户数目多和网络延伸大的的条件下，大大简化了利用改变后的运行参数对网络的重新参数化。特别是在PROFIBUS网络中，可以在不要求在单个用户处手动干预的条件下改变波特率和时隙。因此极大地减小了为此所需的时间和人员的花费。

按照优选方式识别出在改变运行参数化中的错误：中心用户在返回到在线状态之后通过问询电文验证，是否所有其余用户都按照新的运行参数化返回到在线状态。这样可以采取适当的消除错误的措施。

该方法可以优选容错地执行：中心用户在正常情况下、即所有其余用户按照新的运行参数化返回到在线状态，向这些其余用户发送用来通知正确完成参数改变的确认电文。在异常情况下、即其余用户中的至少一个没有按照新的运行参数化返回到在线状态，中心用户不向这些其余用户发送这种确认电文。其余用户如果在一定的时间间隔之内没有接收到确认电文，则将其识别为在网络重新规划中的错误，并且进入离线状态、再次采用旧的运行参数化以及随后再次返回到在线状态。因此，再次设置成该方法开始前网络的原始状态。由此保证了，不会出现持久的故障并且在任何情况下都可保持设施的可操作性。该特性尤其在将本方法应用到自动化设施中具有重大意义，因为由于通信故障造成的设施停止意味着巨大的花费。

如果其余用户对从中心用户发送的确认电文的接收进行签收，则具有这样的优点，即，利用新的运行参数可以额外地对通过网络的数据通信进行检验，因为通过这种方式所有用户至少发送和接收了一次电文。

如果将请求电文作为所谓的广播电文同时向所有其余用户发送，则该方法工作得尤其迅速。由此新的运行参数化的取得在所有参数下同时进行。

与之不同的是，请求电文可以是一个向每个单个其余用户寻址的、签收的电文。在这种情况下依次地向每个其余用户分别发送一个这种请求电文。通过对电文交换的签收运行得到各个对话用户的回答，并得到更好的运行可靠性。

附图说明

下面对照表示本发明实施方式的附图对本发明以及其结构和优点作进一步的说明。图中：

图1示出一个具有多个用户的网络，

图2示出用于中心用户的方法流程图，并且

图3示出用于其余用户的方法流程图。

具体实施方式

按照图1，用户1...5在一个网络中相互连接进行数据通信。为此，用户1...5分别具有一个其上连接有总线6的总线连接器(Busanschaltung)。在示出的实施方式中用户1是一个自动化设备，而用户2...5是一个自动化技术设施的现场设备。该网络满足PROFIBUS规范。用户1具有启动用于改变用户1...5运行参数方法的、中心用户的功能。用户2...5被视为其余用户。在该方法持续期间保持这种功能分配。不过，该功能分配随后可以被改变。在下面方法的描述中的出发点是，仅仅用户1具有对设施规划的访问权并且引入对用户1...5的重新参数化。如果要进行对运行参数的改变，则中心用户1首先检验是否由于对规划的改动也要改变当前设置的对所有用户1...5一致的网络参数组。如果由于重新规划要改变基本的、即对于运行重要的参数(例如波特率)，则将为此使用在下面更详细描述的、用于改变网络运行参数的方法。

为了更详细地解释该方法在图2和图3中示出了用于中心用户1以及作为其余用户2...5例子的用户2的原理性方法流程的图。在两种情况下该方法在“开始”处开始。为了可以随后识别在方法流程中的错误，首先由中心用户1建立第一、所谓的寿命清单(Life-List)。PROFIBUS为此提供了一种FDL(field datalink，现场数据链接)服务，该服务提供网络中可以运行的用户的当前清单。第一寿命清单的建立在图2示出的步骤20中实现。然后，在步骤21中中心用户1向其余用户2...5发送一个请求电文T1。通过该电文T1例如通知用户2应该设置网络的新的运行参数化。同时传输这些运行参数。在步骤39中接收到电文T之后，用户2在询问40中分析，看接收的电文是否是用于改变参数的请求电文T1。如果接收到请求电文T1，则实际开始该方法并且用户2在步骤41进入离线状态，在该离线状态中其不参与网络的数据交换。否则的话，用户2在步骤42进行按照各自应用的正常运行的操作，不过该应用对于这里描述的方法没有进一步的含义。在短暂的等待时间之后，为使所有其余用户2...5有足够的转换到在线状态的时间，中心用户1在步骤22完成第二寿命清单，如果所有其余用户2...5支持该方法，则该清单是空的。即，在询问23中进行检验中心用户1是否单独位于网络上。如果不是这样，则中心用户1在该位置中断本方法，并且保持该方法开始前所采用的、旧的运行参数化。然后，必须利用巨大的花费按照已知的方式进行所希望的、对运行参数化的变更。

自然地，只有当事先不能保证所有用户都支持本方法时，才需要进行所描述的第二寿命清单的建立并且将该清单与在开始时建立的第一寿命清单进行比较。否则的话也可以选择性地去掉这些步骤。

此外，存在这样的可能性，即，用不同的手段代替向其它用户询问它们是否支持该用于参数变更的方法的步骤22和23。例如，中心用户可以发送一个多点广播电文并利用该电文要求所有其余用户回送一个数据电文。这样，该回答电文的数据可以包含各个回答的用户的总线地址和一个用于识别是否支持该方法的代码。不过，这种替代方式的缺点是必须通过网络传输并分析与其余用户的数量相对应的多个回答电文。由此，根据网络的大小不同会造成巨大的时间花费。

在询问23中对第二寿命清单进行了检验之后，中心用户1在步骤24也转换到离线状态，其一直保持该状态直到经过了一个可以预先给定的、被表示为延迟25的最小时间间隔。如在图3中用延迟43所示出的那样，用户2同样停留在离线状态一个可以预先给定的最小时间间隔。通过这些时间设置考虑到这样的事实，即，用户1...5在网络上由于不同的设备特性或者相互偏差的运行环境而反应快慢不同。等待时间取决于这些用户中最慢的。其不必对所有用户是相同的，不过要这样选择，即，在任何一个其它用户按照新的运行参数化返回到在线状态之前，网络的所有用户无论如何都能进入离线状态。等待时间的时间测量例如在用户1中可以以电文T1的发送、在用户2...5以该电文的接收开始。

在最小时间间隔过后用户按照新的运行参数化返回到在线状态。这点在对于中心用户1的图2中的步骤26以及在对于用户2的图3中的步骤44中实现。

此时，本发明的用于改变网络用户的运行参数的方法就此结束。随后的步骤用于错误识别和错误处理，以提高本方法的运行可靠性。

随后，在图2的步骤27中中心用户1建立按照新的运行参数化成功地返回到在线状态的用户的第三寿命清单。通过适当地预先给出前面提到的最小时间间隔或者通过中心用户1的额外的等待时间，可以按照简单的方式保证其余用户2...5具有足够时间来按照新的运行参数化返回到在线状态。在询问28中将该第三寿命清单与本方法开始时建立的第一寿命清单进行比较。如果两个清单的内容相同，则中心用户1在步骤29向其余用户2...5发送一个确认电文T2，以便通知已经成功地进行了参数变更。通过图3中的询问45用户2等待一个预先给定的最小时间间隔。如果是这样，则对于用户2的方法随着成功地设置了新的运行参数化而结束。反之，如果在该最小时间间隔内没有接收到确认电文、即询问45得到肯定的回答，则用户2在步骤47重新进入离线状态、重新采用旧的运行参数并以旧的运行参数化返回到在线状态。该方法随着再次设置原始的状态而结束。

如果在图2的询问28中得出第三寿命清单与第一寿命清单不同，则其余用户2...5中的至少一个没有正确地进行重新参数化，并且中心用户1在步骤30重新进入离线状态。直到另一个预先给定的最小时间间隔过后中心用户1才在一个延迟31之后按照原始的运行参数化返回到在线状态，并且该方法被中断。通过适当地给出在重新返回到在线状态之前的等待时间，保证了其余用户2...5识别出确认电文T2的消失并进入离线状态。因此，在任何时刻都没有具有不同运行参数化的用户同时处于在线状态。

按照优选的方式，确认电文T2是一个签收电文，其余用户2...5通过一个回答电文向中心用户1表明该确认电文的接收。因此，在该方法结束后保证了起作用的通信，因为所有的用户按照新的运行参数化都既发送了电文也接收了电文。在图2的步骤27中建立第三寿命清单以及在步骤28中对该寿命清单的检验，用于检验是否所有其余用户2...5都按照新的运行参数化返回到在线状态。为了同样的目的，中心用户1自然也可以在返回到在线状态之后向其余用户2...5发送一个询问电文。不过，所述带有建立第三寿命清单的实施方式具有极小花费的优点，因为采用了PROFIBUS规范现有的FDL服务。这种服务自然是以通过询问电文询问其余用户为基础的。

按照图2的流程在步骤21中由中心用户1发送的请求电文T1可以作为不签收的PROFIBUS广播电文同时向所有其余用户2...5发送。该发送出于安全原因可以选择性地多次进行，以便提高其被所有其余用户2...5接收的概率。这种变形的优点在于，同时引入并迅速实现到新的参数化的转换。

在另一个变形中，中心用户1可以将请求电文T1作为签收的PROFIBUS电文依次向所有其余用户2...5发送。这种变形的优点在于，通过签收电文实现被请求的用户的回应。

下面，将本方法的优点再次进行总结：

-本方法由中心用户启动。如果该中心用户具有对网络规划的访问权限，则可以将变化的规划按照简单的方式转换为网络用户的新的运行参数化。

-所有其余用户2...5可以响应中心用户的发起而经历新的参数化。

-本方法可以容错地进行：在异常情况下、例如新的波特率在单个用户之间的距离过远而不能工作时，则用户再次返回到原始的设置。由此，自动化设施继续保持可以操作。

-排除了在自动化设施中持久的通信故障的问题。

-对于本方法的实现可以基本上采用在PROFIBUS规范中现有的层2和层4通信机制(Layer-2-und Layer-4-Kommunikationsmechanismen)，例如传送连接和建立寿命清单。仅仅需要实现极少的新机制。

-中心用户在异常情况下可以提供关于哪个其余用户没有正确地采用新的参数化的信息。由此可以容易地限定故障原因。

根据用户以及当前和新的参数化的类型和数量，规划装置可以计算出各自的等待时间。然后，可以在本方法开始之前将等待时间通过电文通知各个用户。也可以将等待时间在每个用户除预先定义并在每次启动该方法之前在电文中通知规划装置以及验证。由此可以灵活设置等待时间并提高运行可靠性。

Claims (7)

1.一种用于改变网络、特别是符合PROFIBUS规范的网络的运行参数的方法，该网络具有多个用户(1…5)，其特征在于，

-启动参数改变的中心用户(1)在网络运行期间向其余用户(2…5)发送改变参数的请求电文(T1)，并随后进入离线状态至一个可以预先给定的最小时间间隔，在该最小时间间隔内其不参与网络上的数据交换，

-所述其余用户(2…5)在接收到该请求电文(T1)之后同样进入离线状态至一个可以预先给定的最小时间间隔，

-所述用户(1…5)在各自的最小时间间隔过后以新的运行参数化返回到在线状态，和

-这样预先给定离线状态的各个最小时间间隔，使得在任何时刻具有不同运行参数化的用户不同时处于在线状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中心用户(1)在返回到在线状态之后通过一个问询电文验证，是否所有其余用户都以新的运行参数化返回到在线状态。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

-所述中心用户(1)在正常情况下、即所有其余用户(2…5)都以新的运行参数化返回到了在线状态，向这些其余用户(2…5)发送一个用来通知正确完成参数改变的确认电文(T2)，

-所述中心用户(1)在异常情况下、即其余用户(2…5)中的至少一个没有以新的运行参数化返回到在线状态，不向这些其余用户(2…5)发送确认电文，进入离线状态并且在最小时间间隔之后按照旧的运行参数化返回到在线状态，和

-其余用户(2…5)如果在最小时间间隔之后没有接收到确认电文，则进入离线状态并且按照旧的运行参数化返回到在线状态。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，由其余用户(2…5)对确认电文(T2)的接收进行签收。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所述请求电文(T1)作为广播电文同时向所有其余用户(2…5)发送。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，

-所述请求电文(T1)是向各个用户分别寻址的、签收的电文，和

-依次向每个其余用户(2…5)发送请求电文(T1)。

7.一种执行该方法的用户，其特征在于，

-所述用户构造用来，作为启动参数改变的中心用户(1)，在网络运行期间向其余用户(2…5)发送改变参数的请求电文(T1)，并随后进入离线状态至一个可以预先给定的最小时间间隔，在该最小时间间隔内其不参与网络上的数据交换，并且在该最小间隔过后按照新的运行参数化返回到在线状态，和/或

-所述用户构造用来，作为其余用户(2…5)在接收到该请求电文(T1)之后同样进入离线状态至一个可以预先给定的最小时间间隔，并且在该最小时间间隔过后按照新的运行参数化返回到在线状态，其中，这样预先给定离线状态的各个最小时间间隔，使得在任何时刻具有不同运行参数化的用户不同时处于在线状态。

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