DE10155355B4 - Verfahren und Einrichtung zum automatischen Konfigurieren eines Netzwerkes verteilt angeordneter Teilnehmer entsprechend einem festgelegten Muster - Google Patents

Abstract

Verfahren zum automatischen Konfigurieren eines Netzwerkes räumlich verteilt angeordneter Teilnehmer entsprechend einem festgelegten Muster, dadurch gekennzeichnet, dass für die einzelnen Teilnehmer (DR1, bis DRS) exklusive Identifikationskennzeichen vergeben werden, dass an den Einsatzorten der Teilnehmer im Netzwerk Einrichtungen (IDl bis ID5) angeordnet werden, denen das Identifikationskennzeichen des dort anzuordnenden Teilnehmers eingeprägt ist zur Übermittlung des Identifikationskennzeichens an einen zu seinem Einsatzort verbrachten Teilnehmer.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie auf eine Einrichtung zum automatischen Konfigurieren eines Netzwerkes verteilt angeorndeter Teilnehmer entsprechend einem festgelegten Muster. Ein solches Verfahren und eine solche Einrichtung werden benötigt u. a. zum Aufbau einer Rechneranordnung mit einer Vielzahl räumlich beabstandeter dezentraler Rechner, wobei die Rechner jeweils gleiche oder unterschiedliche Funktionalität aufweisen können. Eine mögliche Anwendung hierfür ist beispielsweise im Eisenbahnwesen für die Steuerung von Bahnübergangssicherungsanlagen gegeben ( DE 199 28 317 A1 ). Für solche Bahnübergangssicherungsanlagen ist vorgesehen, den einzelnen Komponenten eines Bahnüberganges wie Schienenkontakten, Lichtsignalen und Schranken gesonderte Rechner, sogenannte Safetyboxen, zuzuweisen, die untereinander kommunizieren und gemeinsam die Steuerung und Überwachung des Bahnüberganges bewerkstelligen. Mindestens dann, wenn die dezentralen Rechner wie im Anwendungsfall Bahnübergangssicherungsanlage unterschiedliche Funktionalitäten aufweisen sollen, ist es erforderlich, eine feste Zuordnung zwi schen dem Einsatzort der Rechner und den einzelnen Rechnern herzustellen, d. h. dafür zu sorgen, dass ein Rechner an einem bestimmten Einbauplatz so konzipiert ist, dass er z. B. die Steuerung und Überwachung von Straßenverkehrssignalen übernehmen kann, während ein anderer Rechner an einem anderen Einbauplatz z. B. die Steuerung der Schrankenanlagen gewährleistet. Dazu wiederum ist es erforderlich, die einzelnen Rechner mit den zur Realisierung ihrer Funktionalität jeweils erforderlichen Verarbeitungsprogrammen und individuellen Parameterdaten zu versorgen. Das kann herstellerseitig erfolgen, wobei dann sicherzustellen ist, dass an einem bestimmten Einbauplatz auch tatsächlich ein Rechner installiert wird, der die dort geforderte Funktionalität und Individualität aufweist. Ferner ist es erforderlich, die übrigen dezentralen Rechner, die mit diesem Rechner kommunizieren sollen, davon zu unterrichten, unter welcher Adresse sie Daten an diesen Rechner übermitteln können bzw. von dort erhalten werden. Diese Zuordnung zwischen Einbauplatz und Rechner wird heute vielfach über Schalter oder Kodierstecker verschiedenster Bauart realisiert. Dazu ist an den einzelnen Rechnern eine Bedienhandlung erforderlich, wobei es gelegentlich zu Fehleinstellungen oder Vertauschungen kommen kann. Soll im späteren Betrieb eines der Geräte ausgetauscht werden, so ist dem Austauschgerät die gleiche Geräteidentifikation zuzuordnen wie dem ausgetauschten Gerät oder das Rechnernetzwerk ist neu zu konfigurieren.
• Es ist aber auch möglich, den Rechnern erst vor Ort ihre jeweilige Funktionalität zuzuweisen. Auch hierzu ist es erforderlich, die einzelnen Rechner mit ortsspezifischen Kennungen zu versehen, über die sie gezielt angesprochen und mit Verarbeitungsprogrammen und Parameterdaten versorgt werden können.
• Aus der EP 0 407 875 A3 ist ein Verfahren und eine Anordnung zur Konfiguration eines Steuerungssystems für Gleisanlagen bekannt, bei dem den einzelnen Gleiselementen Steuerungsbausteine in Form von Mikrorechnern zugeordnet sind. Jeder Mikrorechner weiß, welcher Art von Gleiselement er zugeordnet ist. In einer Initialisierungsphase wird eine automatische Selbstkonfiguration des dezentralen Steuerungsystems Mikrorechner entsprechend der Gleiskonfiguration durchgeführt. Hierzu wird einem der Mikrorechner ein digitaler Identifikationscode zugewiesen. Dieser Mikrorechner weist den Mikrorechnern der benachbarten Gleiselemente seinerseits einen Identifikationscode zu. Die so benannten Mikrorechner der Nachbargleiselemente verfahren ebenso, bis schließlich alle Mikrorechner einen Identifikationscode aufweisen. Über die Verknüpfung der Mikrorechner entsprechend den ihnen zugewiesenen Identifikationscodes konfiguriert sich das Mikrorech nersystem entsprechend dem konkreten Aufbau der zu steuernden Gleisanlage selbst. Voraussetzung für diese Selbstkonfiguration ist jedoch, dass die einzelnen Mikrorechner eine gewisse Mindestintelligenz aufweisen, die sie befähigen, den Nachbarelementen Identifikationscodes zuzuweisen. Diese Identifikationscodes müssen bezogen auf die konkrete Gleisanlage jeweils einmalig sein, um zu einer zweifelsfreien Verknüpfung der Mikrorechner entsprechend dem Gleisanlagenaufbau zu gelangen. Voraussetzung für den Betrieb des Steuerungssystems Gleisanlage ist neben der Konfiguration der verwendeten Mikrorechner, dass die Mikrorechner über den jeweils zu realisierenden Gleiselementtyp und die Parameterdaten des konkreten Gleiselementes Bescheid wissen. Dies geschieht dadurch, dass in einer Steuerungszentrale für die einzelnen Gleiselemente speziell an deren Funktion angepasste und mit den zugehörigen Parameterdaten versorgte Mikrorechner installiert sind.
• Bei einem Netzwerk mit räumlich verteilt angeordneten Teilnehmern, bei dem im Prinzip jeder Teilnehmer möglichst mit jedem anderen Teilnehmer kommunizieren können soll, ist eine solche Selbstkonfiguration nicht möglich, weil nicht erkennbar ist, welcher konkrete Teilnehmer eine Kennung erhalten hat, sondern allenfalls, dass irgendein Teilnehmer die Kennung erhalten hat. Es ist damit nicht möglich, über diese Art der Verkettung Teilnehmern an einer ganz bestimmten Stelle des Netzwerkes individuell zugeschnittene Programme oder vorbestimmte Daten zukommen zu lassen.
• Aus der US 5,684,469 A ist ein Verfahren zur Selbstkonfigurierung eines Bürokommunikationsnetzwerkes bekannt, bei dem Teilnehmerkennungen und die Funktionen der Teilnehmer von einem zentralen Steuerrechner koordiniert und gesteuert werden.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum automatischen Konfigurieren eines Netzwerkes aus mehreren räumlich verteilt angeordneten Teilnehmern sowie eine entsprechende Einrichtung zu schaffen, mit der es möglich ist, die Einbauplätze mit an sich beliebigen Teilnehmern zu bestücken und diese vor Ort automatisch mit Kennungen zu versehen, die es ermöglichen, die einzelnen Teilnehmer später gezielt anzusprechen.
• Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass alle Teilnehmer gleich konfiguriert sein können, so dass es möglich ist, jeden beliebigen Teilnehmer an jedem beliebigen Einbauplatz zu verwenden und zwar sowohl bei der erstmaligen Inbetriebnahme eines Systems als auch bei der Wiederinbetriebnahme nach dem Austausch eines oder mehre rer Teilnehmer. Weil es nicht erforderlich ist, den einzelnen Teilnehmern vorab bestimmte Funktionalitäten zuzuweisen, wird die Bereitstellung von Ersatzteilen wesentlich vereinfacht. Die Erfindung und besonders vorteilhafte Ausprägungen der Erfindung sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in
• 1 die in besonderer weise vorbereiteten Einbauplätze für die dezentralen Rechner eines Rechnersystems, und in
• 2 die Anordnung und das Zusammenwirken dieser Rechner während einer Initialisierungsphase.
• In 1 sind die Einsatzorte 1 bis 5 eines aus fünf dezentralen Rechnern aufzubauenden Rechnernetzwerkes in ihrer räumlichen Anordnung angegeben, wobei die einzelnen Einsatzorte durch gestrichelte Linien markiert sind. Die Anordnung und die Anzahl der im Netzwerk unterzubringenden und miteinander kommunizierenden Rechner richtet sich nach dem jeweiligen Anwendungsfall, z. B. dem zu steuernden oder zu überwachenden Prozess und der Anzahl der zu steuernden Elemente. Jeder der in das Netzwerk einzubindenden dezentralen Rechner kann eine Funktionalität besitzen, die verschieden ist von der anderer dezentraler Rechner. Welche Funktionalität die Rechner einbauplatzbezogen aufweisen sollen, ist natürlich nicht gleichgültig, sondern ist vorab bei der Projektierung des Netzwerkes im Einzelnen festzulegen. Bei der Projektierung wird also festgelegt, welche der später in der Anlage zu betreibenden Rechner welche Funktionalität aufweisen sollen. Diese Funktionalität wird dem betreffenden Rechner in der Projektierungsphase durch ein Identifikationskennzeichen zugewiesen, das mindestens mittelbar die Funktionalität des betreffenden Rechners angibt. Diese Identifikationskennzeichen werden vor Ort an den einzelnen Einsatzorten der Rechner hinterlegt. Dies geschieht durch entsprechend programmierte Identifikationskennzeichen-Geber IDl bis ID5, die in der Zeichnung durch mit einer durchgehenden Linie umrandete Kästchen dargestellt sind. Diese ID-Geber sind an oder zumindest in der Nähe der zu betreibenden Rechner zu installieren, beispielsweise indem sie an einem Gehäuse für die Aufnahme der Rechner befestigt werden. Vor der Bestückung des Netzwerkes mit dezentralen Rechnern befinden sich also lediglich die ID-Geber jeweils etwa dort, wo die Rechner später zu installieren sind.
• In 2 sind jeweils neben den einzelnen ID-Gebern die räumlich benachbart zu diesen angeordneten dezentralen Rechner DR1 bis DR5 dargestellt, die gemeinsam ein Rechnernetzwerk bilden sollen. Mit den Aktiven der dezentralen Rechner werden diese über die Identifikationskennzeichen der räumlich benachbarten ID-Geber unterrichtet. Die Übermittlung eines Identifikationskennzeichens kann z. B. über eine Steckverbindung zwischen ID-Geber und ID-Leser des jeweiligen dezentralen Rechners übertragen werden, was allerdings das mechanische Andocken der beiden Komponenten erforderlich machen würde. Vorteilhafter ist die funktechnische Übertragung des einem Einsatzort zugeordneten Identifikationskennzeichens durch eine Datenübertragung im ausschließlichen Nahbereich des ID-Gebers. Dadurch wird sichergestellt, dass nur derjenige dezentrale Rechner von einem bestimmten ID-Geber ein Identifikationskennzeichen übermittelt bekommt, der sich auch tatsächlich im Nahbereich des ID-Gebers befindet. Der einem bestimmten Einsatzort eines dezentralen Rechners zugeordnete Identifikationskennzeichen-Geber ist vorzugsweise in der Nähe der Anschlüsse eines Kabelbaumes befestigt, über den der dezentrale Rechner mit einer Stromversorgung sowie gegebenenfalls mit zu steuernden und zu überwachenden Prozesselementen einer Anlage verbunden ist.
• Mit der Übermittlung der ihnen einbauplatzbezogen zugewiesenen Identifikationskennzeichen sind die dezentralen Rechner gezielt ansprechbar, so dass es möglich ist, z. B. dem Rechner DR3 Programme und Daten zukommen zu lassen, die ihn befähigen, als Steuereinrichtung eines bestimmten Lichtsignals zu agieren. Auch die übrigen Rechner können unter ihren Identifikationskennzeichen mit individuellen Programmen und Daten versorgt werden, die es ihnen ermöglichen, die Steuerung eines individuellen Prozesselement wahrzunehmen. Wie die einzelnen Rechner mit Programmen und Daten versorgt werden, ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
• Muss z. B. in Folge eines Defektes einer der dezentralen Rechner durch einen Reserverechner ersetzt werden, so ist es lediglich erforderlich, den defekten Rechner von seinem Ein-satzort zu entfernen und durch einen intakten Rechner zu ersetzen. Dieser intakte Rechner liest dann das im Identifikationskennzeichen-Geber seines Einsatzortes hinterlegte Identifikationskennzeichen und kann anschließend unter diesen Identifikationskennzeichen mit den für seinen Betrieb erforderlichen Programmen und Daten versorgt werden.
• Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel mit funktechnischer Übertragung der Identifikationskennzeichen können die dezentralen Rechner für die Übertragung dieser Kennzeichen eine Abfrage der Identifikationskennzeichen-Geber ihrer jeweiligen Einsatzorte veranlassen. Es ist aber auch möglich, dass die Identifikationskennzeichen-Geber das ihnen jeweils zugewiesene Identifikationskennzeichen ständig abstrahlen und dass der dem betreffenden Einsatzort zugeordnete dezentrale Rechner nach dem Empfang des Identifikationskennzeichens Quittungsmeldungen an den zugehörigen Identifikationskennzeichen-Geber übermittelt, die diesen von der Kenntnisnahme des Identifikationskennzeichens durch den zugehörigen Rechner informiert und ihn daraufhin veranlasst, von weiteren Übermittlungen des Identifikationskennzeichens solange abzusehen, wie der zugehörige dezentrale Rechner funktionsfähig ist.
• Die für die funktechnische Übermittlung von Identifikationskennzeichen erforderlichen Gerätschaften brauchen nicht neu entwickelt zu werden, sondern sind bereits verfügbar. Entsprechende Lesegeräte und Geber werden in großer Stückzahl z. B. für Wegfahrsperren in Kraftfahrzeugen verwendet. Auch dort basiert die individuelle Übermittlung von Identifikationskennzeichen auf der räumlichen Nähe zwischen einem (stationären) Lesegerät und einem (beweglichen) Geber für Identifikationskennzeichen.
• Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens führt nicht nur zu einer automatischen Konfiguration eines Netzwerkes, sondern kann darüber hinaus mit Vorteil auch zur Fertigungssteuerung, Versandkontrolle und/oder Anbauüberwachung der Identifikationskennzeichen-Geber oder der mit ihnen verbundenen Bauelemente wie beispielsweise Kabelbäume dienen. Das Identifikationskennzeichen des betreffenden Gebers lässt sich über ein dafür vorgesehenes Lesegerät jederzeit feststellen und so ist es z. B. möglich, einen Kabelbaum auf seinem Weg von der Fertigung bis zur Montage zu verfolgen. Durch das Lesen der Identifikationskennzeichen lässt sich so z. B. auch relativ leicht feststellen, ob sämtliche Kabelanschlüsse oder Gehäuse eines Netzwerks zum Versand auf eine Baustelle gegeben wurden oder dort angekommen sind. Auch die Zuordnung der Kabelbäume zu den einzelnen Einbauplätzen lässt sich vor Ort durch Lesen der Identifikationskennzeichen überprüfen.
• Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich überall dort mit Vorteil anwenden, wo es darum geht, eine Vielzahl von zunächst vorzugsweise gleichartigen Teilnehmern, wie z. B. dezentrale Rechner, örtlich verteilt in einem Netzwerk unterzubringen und diesen Rechnern anschließend gezielt bestimmte Funktionalitäten zuzuweisen. Die Konfiguration des Netzwerkes bzw. die Rekonfiguration des Netzwerkes nach einer Störung wird automatisch durchgeführt, ohne dass der Mensch in das System eingreifen muss. Voraussetzung ist lediglich, dass zuvor an den Einsatzplätzen der einzelnen Teilnehmer Indentifikationskennzeichen-Geber zur Übermittlung exklusiver Identifikationskennzeichen installiert wurden und dass die Verteilung dieser Identifikationskennzeichen-Geber über das Netzwerk bekannt ist. Wenn diese Voraussetzung gegeben sind, kann jeder Teilnehmer gezielt angesprochen und mit bestimmten Informationen versorgt werden.

Claims (8)

1. Verfahren zum automatischen Konfigurieren eines Netzwerkes räumlich verteilt angeordneter Teilnehmer entsprechend einem festgelegten Muster, dadurch gekennzeichnet, dass für die einzelnen Teilnehmer (DR1, bis DRS) exklusive Identifikationskennzeichen vergeben werden, dass an den Einsatzorten der Teilnehmer im Netzwerk Einrichtungen (IDl bis ID5) angeordnet werden, denen das Identifikationskennzeichen des dort anzuordnenden Teilnehmers eingeprägt ist zur Übermittlung des Identifikationskennzeichens an einen zu seinem Einsatzort verbrachten Teilnehmer.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationskennzeichen auf funktechnischem Wege oder leitungsgebunden übermittelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Einrichtungen zur Übermittlung von Identifikationskennzeichen aktive oder passive funktechnische Übertragungseinrichtungen mit nur geringer Übertragungsreichweite zur Be grenzung des Übertragungsbereiches auf den Nahbereich der jeweiligen Einrichtungen verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur Übermittlung von Identifikationskennzeichen in, an oder in der Nähe von Gehäusen oder Einbauplätzn für die Aufnahme der Teilnehmer angebracht werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur Übermittlung von Identifikationskennzeichen herstellerseitig an den Kabelbäumen in der Nähe der Anschlußeinrichtungen für die Teilnehmer oder an den Anschlußeinrichtungen selbst angebracht werden und dass die Einrichtungen während der Fertigung, Auslieferung und/oder Montage der Kabelbäume durch Übermittlung der Identifikationskennzeichen an eine Empfangseinrichtung zusätzlich zur Fertigungssteuerung, Versandkontrolle und/oder Anbauüberwachung verwendet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilnehmer mit ihrer Aktivierung in einen Abfrage- und/oder Empfangsmodus für die Identifikationskennzeichen so wie mit dem Erkennen des ihnen vom jeweiligen Einbauplatz zugewiesenen Identifikationskennzeichens in einen Abfrage- und/oder Empfangsmodus für eine adressenorientierte Programm- und/oder Datenübertragung übergehen.
7. Einrichtung zum automatischen Konfigurieren eines Netzwerkes verteilt angeordneter Teilnehmer entsprechend einem festgelegten Muster, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsatzorte der Teilnehmer (DR1 bis DR5) im Netzwerk mit Einrichtungen (ID1 bis ID5) zur Übermittlung von Identifikationskennzeichen versehen sind und dass die Teilnehmer mit Empfangseinrichtungen und Speichern für die Identifikationskennzeichen der in ihrem Nahbereich angeordneten Einrichtungen versehen sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Übermittlung der Identifikationskennzeichen auf funktechnischem Wege oder leitungsgebunden erfolgt.