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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schutz eines Echtzeit-Netzwerksegmentes vor Betriebsstörungen, die beispielweise durch Wartungsmaßnahmen hervorgerufen werden können.
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In Automatisierungsnetzen bzw. Netzwerken, die bei der Fertigung eingesetzt werden, gibt es Echtzeit-Netzwerksegmente bzw. Realtime-Netzwerksegmente, in denen eine echtzeitkritische Datenkommunikation auftritt. Diese echtzeitkritische Datenkommunikation umfasst beispielweise die synchronisierte Ansteuerung von Motoren einer oder mehrerer Fertigungseinheiten oder die Durchführung von Regelungsaufgaben, wie etwa das Erfassen von Sensorgrößen und die Ansteuerung von Aktoren über das Netzwerk.
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Dabei darf der Echtzeitdatenverkehr auf dem Echtzeit-Netzwerksegment im laufenden Betrieb, beispielsweise der Produktionsanlage, nicht gestört werden, um einen zuverlässigen Betrieb der Anlage zu gewährleisten. Darüber hinaus können im laufenden Betrieb der Anlage nicht ohne Weiteres dynamisch weitere Netzwerkkomponenten an ein solches Echtzeit-Netzwerksegment angeschlossen werden.
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Echtzeit-Netzwerksegmente und die daran angeschlossenen Geräte bedürfen einer Wartung, wobei es notwendig ist, ein Wartungsgerät bzw. einen Wartungs-PC an ein derartiges Echtzeit-Netzwerksegment anzuschließen.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, die es erlauben, ein Gerät im laufenden Betrieb des Echtzeit-Netzwerksegmentes an dieses anzuschließen, ohne dass dadurch Betriebsstörungen in dem Echtzeit-Netzwerksegment auftreten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Anschlussschutzmodul mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Die Erfindung schafft ein Anschlussschutzmodul zum Anschluss mindestens eines Gerätes an ein Echtzeit-Netzwerksegment, wobei das Anschlussschutzmodul das Eindringen von durch das Gerät abgegebenen Daten in das Echtzeit-Netzwerksegment während derjenigen Zeitabschnitte unterbindet, die in dem Echtzeit-Netzwerksegment für die Übertragung von Echtzeitdaten vorgesehen sind.
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Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmodules weist dieses eine erste Schnittstelle zum Anschluss mindestens eines Gerätes, eine zweite Schnittstelle zum Anschluss an das Echtzeit-Netzwerksegment und eine Schalteinrichtung auf, die zwischen den beiden Schnittstellen vorgesehen ist und das Gerät an das Echtzeit-Netzwerksegment schaltet bzw. davon trennt.
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Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmodules weist dieses Anschlussschutzmodul eine Steuerung auf, welche Schalter der Schalteinrichtung während derjenigen Zeitabschnitte, die in dem Echtzeit-Netzwerksegment für die Übertragung von Echtzeitdaten vorgesehen sind, derart ansteuert, dass das an dem Anschlussschutzmodul angeschlossene Gerät von dem Echtzeit-Netzwerksegment getrennt ist.
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Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmodules weist die Steuerung des Anschlussschutzmodules eine Erkennungseinrichtung auf, die den auf dem Echtzeit-Netzwerksegment auftretenden Datenverkehr beobachtet und daraus diejenigen Zeitabschnitte ermittelt, die für die Übertragung von Echtzeitdaten auf dem Echtzeit-Netzwerksegment vorgesehen sind.
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Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmodules ermittelt die Erkennungseinrichtung anhand eines periodischen Auftretens von Daten auf dem Echtzeit-Netzwerksegment die für die Echtzeitdatenübertragung vorgesehenen Zeitabschnitte.
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Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmodules ermittelt die Erkennungseinrichtung durch Auswerten von Protokollheadern der über das Echtzeit-Netzwerksegment übertragenen Datenpakete die für die Echtzeitdatenübertragung vorgesehen Zeitabschnitte.
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Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmodules weist die Steuerung eine Erkennungseinrichtung auf, die anhand von Konfigurationsdaten, die in einem Konfigurationsspeicher des Anschlussschutzmodules gespeichert sind, die für die Echtzeitdatenübertragung vorgesehenen Zeitabschnitte erkennt bzw. ermittelt.
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In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmodules weist die Steuerung des Anschlussschutzmodules eine Erkennungseinrichtung auf, die anhand eines Referenzsignals, das von einem Referenzzeitgeber stammt, die für die Echtzeitdatenübertragung vorgesehen Zeitabschnitte ermittelt.
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Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmodules schaltet die Steuerung die Schalter der Schalteinrichtung während derjenigen Zeitabschnitte, die in den Echtzeit-Netzwerksegmente für die Übertragung von Echtzeitdaten vorgesehen sind, an einen Signalgenerator, der ein Belegtsignal für das angeschlossene Gerät erzeugt, welches anzeigt, dass die von dem Gerät abgegeben Daten von dem Anschlussschutzmodul momentan gesperrt werden.
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Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmodules ist ein Zwischenspeicher vorgesehen, der die von dem Gerät abgegebenen Daten während der für die Echtzeitdatenübertragung vorgesehenen Zeitabschnitte zwischenspeichert.
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Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmodules ist die erste Schnittstelle des Anschlussschutzmodules zum Anschluss eines Wartungsgerätes an das Anschlussschutzmodul vorgesehen.
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Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmodules ist die zweite Schnittstelle des Anschlussschutzmodules zum Anschluss eines Profinet-Netzwerksegmentes oder eines Industrial-Ethernet-Netzwerksegmentes an das Anschlussschutzmodul vorgesehen.
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Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmodules ist die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle jeweils drahtlos implementiert.
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Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmodules ist die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle jeweils drahtgebunden implementiert.
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Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmodules weist dieses eine Fragmentierungseinheit zum Fragmentieren und eine Defragementierungseinheit zum Zusammenfassen von Datenpakten auf, die von dem angeschlossenen Gerät abgegeben werden.
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Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmodules ist dieses als Netzwerkzwischenstecker ausgebildet.
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Bei einer alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmodules ist dieses als Netzwerkanschlussdose ausgebildet.
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Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Schutz eines Echtzeit-Netzwerksegmentes vor Betriebsstörungen, die insbesondere durch Wartungsmaßnahmen hervorgerufen werden, wobei das Eindringen von Daten, die durch ein an das Echtzeit-Netzwerksegment angeschlossenes Gerät, insbesondere einem Wartungsgerät gesendet werden, während derjenigen Zeitabschnitte unterbunden wird, die für die Übertragung von Echtzeitdaten in dem Echtzeit-Netzwerksegment vorgesehen sind.
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Des Weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmodules sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Schutz eines Echtzeit-Netzwerksegmentes vor Betriebsstörungen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert.
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Es zeigen:
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1 ein Blockschaltbild zur Darstellung eines Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Anschlussschutzmodules;
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2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmodules;
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3 ein Blockschaltbild zur Darstellung eines Anwendungsbeispiels für den Einsatz des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmodules.
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Wie man aus 1 erkennen kann, dient das erfindungsgemäße Anschlussschutzmodul 1 zum Anschluss mindestens eines Gerätes 2 an ein Echtzeit-Netzwerksegment 3. Auf dem Echtzeit-Netzwerksegment 3 werden Echtzeitdaten übertragen, beispielsweise Steuerdaten oder Sensordaten zum Steuern und Regeln von Fertigungseinheiten. Bei dem Echtzeit-Netzwerksegment 3 kann es sich beispielsweise um ein ProfiNet-Netzwerksegment oder ein anderes Industrial-Ethernet-Netzwerksegment handeln. Weitere Beispiele für echtzeitfähige Netzwerksegmente sind Ethernet/IP, EtherCAT, Powerlink, Modbus-TCP, Sercos III, Foundation Fieldbus HSE, FL-Net oder auch Synqnet. Alle diese Echtzeit-Netzwerksegmente haben gemeinsam, dass eine echtzeitkritische Datenkommunikation gemäß einem vorgegebenen Datenübertragungs-Protokolls übertragen wird. Entsprechend dem Echtzeitdatenübertragungsprotokoll des jeweiligen Echtzeit-Netzwerksegmentes sind bestimme Zeitabschnitte für die Übertragung von Echtzeitdaten innerhalb des Echtzeit-Netzwerksegmentes vorgesehen. Dabei können die Zeitabschnitte konstant fest vorgegeben sein, aber auch dynamisch zugewiesen werden. Das erfindungsgemäße Anschlussschutzmodul 1, wie es in 1 dargestellt ist, weist bei der dargestellten Ausführungsform mindestens eine erste Schnittstelle 1A zum Anschluss eines Gerätes 2 auf. Weiterhin enthält das Anschlussschutzmodul eine zweite Schnittstelle 1B zum Anschluss an das Echtzeit-Netzwerksegment 3. Zwischen den beiden Schnittstellen 1A, 1B ist eine Schalteinrichtung 1C vorgesehen, die zum Schalten des Gerätes 2 an das Echtzeit-Netzwerksegment 3 bzw. zum Trennen des Gerätes 2 von dem Echtzeit-Netzwerksegment 3 dient. Die Schalteinrichtung 1C wird bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine integrierte Steuerung 1D angesteuert, welche Schalter der Schalteinrichtung 1C während derjenigen Zeitabschnitte, die in dem Echtzeit-Netzwerksegment 3 für die Übertragung von Echtzeitdaten vorgesehen sind, derart ansteuert, dass das an dem Anschlussschutzmodul 1 über die Schnittstelle 1A angeschlossene Gerät 2 von dem mittels der zweiten Schnittestelle 1B angeschlossenen Echtzeit-Netzwerksegment 3 getrennt wird. Hierzu kann die interne Steuerung 1D des Anschlussschutzmoduls eine Erkennungseinrichtung 1E aufweisen, die den auf dem Echtzeit-Netzwerksegment 3 auftretenden Echtzeit-Datenverkehr beobachtet und daraus diejenigen Zeitabschnitte ermittelt, die für die Übertragung von Echtzeitdaten in dem Netzwerksegment 3 vorgesehen sind.
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Bei einer möglichen Ausführungsform ist dabei die Erkennungseinrichtung 1E an die zweite Schnittstelle 1D für das Echtzeit-Netzwerksegment 3 angeschlossen und beobachtet den auf dem Echtzeit-Netzwerksegment 3 auftretenden Datenverkehr.
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Bei einer möglichen Variante ermittelt die Erkennungseinrichtung 1E anhand eines periodischen Auftretens von Daten auf dem Echtzeit-Netzwerksegment 3 die darin für die Echtzeitdaten-Übertragung vorgesehenen Zeitabschnitte. Beispielsweise übertragen Sensoren typischerweise Sensordaten in regelmäßigen Zeitabständen an eine in dem Echtzeit-Netzwerksegment 3 vorgesehene Recheneinheit. Erkennt die Erkennungseinheit 1E das regelmäßige Auftreten von Daten auf dem Echtzeit-Netzwerksegment, beispielsweise alle 10 ms, so kann sie bei dieser Ausführungsform daraus diejenigen Zeitabschnitte ermitteln, die für die Übertragung von Echtzeitdaten in dem Echtzeit-Netzwerksegment vorgesehen sind. Durch die Steuerung 1D wird während dieser Zeitabschnitte das Eindringen von Daten, die von dem angeschlossenen Gerät 2 abgegeben werden, in das Echtzeit-Netzwerksegment 3 unterbunden, indem die Steuerung 1D Schalter der Schalteinrichtung 1C während dieser Zeitabschnitte, die in dem Echtzeit-Netzwerksegment 3 für die Übertragung von Echtzeitdaten vorgesehen sind, derart ansteuert, dass das an dem Anschlussschutzmodul 1 angeschlossene Gerät 2 von dem Echtzeit-Netzwerksegment 3 getrennt wird.
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Bei einer alternativen Ausführungsform ermittelt die Erkennungseinrichtung 1E durch Auswerten von Protokoll-Headerdaten bzw. Paketverwaltungsdaten der über das Echtzeit-Netzwerksegment 3 übertragenen Datenpakete die für die Echtzeitdatenübertragung vorgesehenen Zeitabschnitte. Vorzugsweise können Protokoll-Header erkannt werden, die eine hohe Priorität für die Echtzeit-Datenkommunikation aufweisen.
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Überträgt das Gerät 2 Datenpakete, können bei einer möglichen Ausführungsform, abhängig von der Größe der gesendeten Datenpakete, auch mehrere Datenpakete zusammengefasst bzw. defragmentiert oder auch größere Datenpakete in mehrere kleine Datenpakete aufgeteilt bzw. defragmentiert werden, um auf diese Weise eine für das Echtzeit-Netzwerksegment 3 geeignete Paketgröße bzw. Datenpaketgröße zu gewährleisten, damit der Zeitbereich bzw. die Zeitspanne, die in dem Echtzeit-Netzwerksegment 3 für Echtzeitdatenübertragung vorgesehen ist, nicht tangiert wird. Ist die Übertragungszeit für ein Datenpaket, welches von dem Gerät 2 stammt, größer als derjenige Zeitabschnitt, der nicht für Echtzeit-Datenverkehr vorgesehen ist, wird das bereitgestellte Datenpaket durch eine in dem Anschlussschutzmodul 1 vorgesehene Fragmentierungseinheit in kleinere Datenpakete zerlegt bzw. fragmentiert, deren Übertragungszeit geringer ist als die für die Nicht-Echtzeitdatenübertragung nutzbare Zeitspanne. Dabei kann ein Datenpaketfragment bzw. Teilpaket vor einem für die Echtzeitdatenübertragung vorgesehenen Zeitabschnitt übertragen werden und das nächste Teilpaket nach diesem für die Echtzeitdatenübertragung vorgesehenen Zeitabschnitt. Bei einer Variante kann die Paketgröße von der Steuerung 1D des Anschlussschutzmoduls automatisch anhand des beobachteten Echtzeit-Datenverkehrs bestimmt werden. Bei einer alternativen Ausführungsform erfolgt die Einstellung der Paketgröße anhand von Konfigurationsparametern.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmoduls 1 ermittelt die Erkennungseinrichtung 1E anhand von Konfigurationsdaten, die in einem Konfigurationsspeicher 1F des Anschlussschutzmoduls 1 gespeichert sind, die für die Echtzeitdatenübertragung vorgesehenen Zeitabschnitte. Diese Ausführungsvariante eignet sich, wenn bestimmte Zeitabschnitte entsprechend dem Datenübertragungsprotokoll für die Echtzeitdatenübertragung fest vorgegeben sind und die Konfigurationsdatei des Anschlussschutzmoduls 1 entsprechend konfiguriert werden kann.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmoduls 1 ermittelt die Erkennungseinheit 1E anhand eines Referenzsignals, das von einem Referenzzeitgeber 4 stammt, die für die Echtzeitdatenübertragung vorgesehenen Zeitabschnitte. Der Referenzzeitgeber 4 kann, wie in 1 dargestellt, über eine Schnittstelle 1H mit der Steuerung 1D verbunden sein.
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2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmoduls 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Anschlussschutzmodul 1 zusätzlich einen Signalgenerator 1I auf, der in der Lage ist, ein Belegtsignal für das angeschlossene Gerät 2 zu erzeugen. Bei der in 2 dargestellten Ausführungsvariante schaltet die Steuerung 1D die Schalter der Schalteinrichtung 1C während derjenigen Zeitabschnitte, die in dem Echtzeit-Netzwerksegment 3 für die Übertragung von Echtzeitdaten vorgesehen sind, an den Signalgenerator 1I, der ein Belegtsignal für das angeschlossene Gerät 2 erzeugt, welches anzeigt, dass die von dem Gerät 2 abgegebenen Daten von dem Anschlussschutzmodul 1 momentan gesperrt werden bzw. an einem Eindringen in das Netzwerksegment 3 gehindert werden. Bei einer Ausführungsform können die Daten, die von dem Gerät 2 während der für die Echtzeitdatenübertragung vorgesehenen Zeitabschnitte abgegeben werden, in einem integrierten Zwischenspeicher zwischengespeichert werden, damit sie nicht verloren gehen und zu einem späteren Zeitpunkt, wenn die Echtzeitdatenübertragung in dem Netzwerksegment 3 abgeschlossen ist, an das Netzwerksegment 3 weitergeleitet werden. Durch das Belegtsignal, das von dem Signalgenerator 1I stammt, erhält das Gerät 2 eine Information darüber, dass die momentan abgegebenen Daten durch das Anschlussschutzmodul 1 gesperrt werden. Bei einer möglichen Ausführungsvariante weist das Anschlussschutzmodul 1 zusätzlich eine Anzeigeeinrichtung, beispielsweise eine Leuchtdiode, auf, die dem Benutzer anzeigt, dass die momentan von dem Gerät 2 abgegebenen Daten nicht in das Echtzeit-Netzwerksegment 3 gelangen.
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Bei dem Gerät 2 kann es sich um ein Wartungsgerät oder ein Analysegerät handeln. Aufgrund des Vorsehens des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmoduls 1 kann es sich bei dem Gerät 2 um ein Standardgerät, beispielsweise ein Standard-PC oder um ein Notebook/Laptop handeln, das nicht notwendigerweise die in dem Echtzeit-Netzwerksegment 3 verwendeten Echtzeit-Datenprotokolle bedienen können muss. Das erfindungsgemäße Anschlussschutzmodul 1, wie es in 1, 2 dargestellt ist, kann in einer möglichen Ausführungsform als Netzwerk-Zwischenstecker ausgebildet sein. Bei einer alternativen Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Anschlussschutzmodul 1 gemäß 1 oder 2 als Anschlussdose des Netzwerks 3 implementiert.
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Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmoduls 1 erfolgt die Sperrung der von dem Gerät 2 stammenden Daten während der für die Echtzeitdatenübertragung vorgesehenen Zeitabschnitte prophylaktisch, das heißt unabhängig davon, ob das Gerät 2 tatsächlich Daten sendet. Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussschutzmoduls erfolgt die Sperrung der von dem Gerät 2 stammenden Daten während der für die Echtzeitdatenübertragung vorgesehenen Zeitabschnitte reaktiv, das heißt nur wenn das Gerät 2 tatsächlich Daten während dieser Zeitabschnitte aussendet. Bei einer möglichen Ausführungsvariante weist das Anschlussschutzmodul einen Sensor oder mechanischen Schalter auf, um festzustellen, ob ein Gerät 2, beispielsweise ein Wartungsgerät, an der Schnittstelle 1A angeschlossen ist. Wird kein Gerät 2 an die Schnittstelle 1A angeschlossen, kann die Steuerung 1D des Anschlussschutzmoduls 1 deaktiviert werden, da keine Gefahr versteht, dass Daten in das Netzwerksegment eindringen können.
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Auf dem Echtzeit-Netzwerksegment 3 können die Echtzeitdaten paketweise oder auch beispielsweise während bestimmter Timeslots bzw. Zeitbereiche, beispielsweise in einem TDMA-Verfahren, übertragen werden. Sind entsprechend dem Echtzeitdatenübertragungsprotokoll bestimmte Zeitabschnitte fest reserviert, können durch Auswertung entsprechender Konfigurationsdaten bzw. durch Vornahme entsprechender Konfigurationseinstellungen diejenigen Zeitabschnitte definiert werden, die für die Echtzeitdatenübertragung vorgesehen sind. Erfolgt umgekehrt die Übertragung der Daten in Echtzeit auf dem Netzwerk entsprechend dem Protokoll paketweise, können durch Auswertung der Protokoll-Header diejenigen Zeitabschnitte ermittelt werden, die für die Echtzeitdatenübertragung vorgesehen sind.
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Um das Aussenden von Datenpaketen durch das Gerät 2 während der für den Echtzeitverkehr vorgesehenen Zeitabschnitte zu verhindern, sind verschiedene Varianten möglich. Bei einer Ausführungsvariante werden diejenigen Datenpakete, die von dem Gerät 2 während der für die Echtzeitdatenübertragung vorgesehenen Zeitabschnitte ausgesendet werden, verworfen bzw. nicht weitergeleitet. Bei einer alternativen Ausführungsform werden diese Pakete verzögert bzw. zwischengespeichert und anschließend während späterer Zeitabschnitte, die nicht für die Echtzeitdatenübertragung vorgesehen sind, an das Echtzeit-Netzwerksegment weitergeleitet.
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3 zeigt ein Anwendungsbeispiel für das erfindungsgemäße Anschlussschutzmodul 1. 3 zeigt ein Fertigungssystem mit zwei Fertigungszellen FZ1, FZ2, wobei in die erste Fertigungszelle FZ1 ein Roboterarm RA durch einen Produktionssteuerrechner 1 angesteuert wird, dessen Integrität während des Produktionssteuervorganges durch eine Sicherheitsüberwachungseinheit Ü überwacht wird. Der Produktionssteuerrechner 1 ist mit der Fertigungseinheit bzw. dem Roboterarm RA über einen lokalen Bus bzw. ein lokales Netzwerk 3-1 verbunden. Das lokale Netzwerk 3-1 ist über ein Sicherheitsmodul bzw. einen Firewall SM1 mit einem Industrienetzwerk NW verbunden, das seinerseits über einen Firewall FW an ein Büronetzwerk angeschlossen sein kann. Eine zweite Fertigungszelle FZ2 weist einen Schweißautomaten SA, der über einen weiteren lokalen Bus bzw. lokales Netzwerk 3-2 mit einem Produktionssteuerrechner PSR2 verbunden ist. Diese zweite Fertigungszelle FZ2 ist über ein Sicherheitsmodul bzw. einen Firewall SM2 mit dem Industrienetzwerk NW verbunden. Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt das Echtzeit-Netzwerksegment 3-1 der Fertigungszelle FZ1 und das Echtzeit-Netzwerksegment 3-2 der Fertigungszelle FZ2 jeweils über ein Anschlussschutzmodul 1-1, 1-2 zum Anschluss eines Gerätes 2, beispielsweise eines Wartungs- oder Analysegerätes. Bei dem in 3 dargestellten Beispiel wird ein Wartungsgerät 2-1 über eine drahtgebundene Schnittstelle an das Anschlussschutzmodul 1-1 angeschlossen. Weiterhin ist, wie in 3 dargestellt, ein weiteres Gerät 2-2 beispielsweise über eine Funkschnittstelle oder eine drahtgebundene Schnittstelle an das zweite Anschlussschutzmodul 1-2 für das zweite Echtzeit-Netzwerksegment 3-2 innerhalb der zweiten Fertigungszelle FZ2 angeschlossen. Bei den beiden Echtzeit-Netzwerksegmenten 3-1, 3-2 kann es sich beispielsweise um ein Profinet-Netzwerksegment oder ein Industrial Ethernet-Netzwerksegment handeln. Andere Ausführungsbeispiele für ein derartiges Echtzeit-Netzwerksegment 3-1, 3-2 sind EtherCAT, Powerlink, Modbus-TCP, Sercos III, Foundation Field Bus HSE, FL-Net oder SynqNet.
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Das erfindungsgemäße Anschlussschutzmodul 1 erlaubt, dass beispielsweise in einem laufenden Produktionsbetrieb ein Wartungsgerät 2-i direkt an das Echtzeit-Netzwerksegment 3-i anzuschließen, ohne dass Betriebsstörungen in dem jeweiligen Echtzeit-Netzwerksegment 3-1 auftreten, die durch das Wartungsgerät 2 verursacht werden. Bisher war dies nur in einer Nicht-Echtzeit-kritischen Phase beispielsweise einer Produktionspause möglich. Weiterhin ermöglicht das erfindungsgemäße Anschlussschutzmodul 1, zur Wartung Standardgeräte einzusetzen, die nicht über Echtzeit-Protokollfähigkeit verfügen müssen. Da während der für die Echtzeit vorgesehenen Zeitabschnitte keine Daten durch ein Wartungsgerät 2-1, 2-2 in ein zugehöriges Echtzeit-Netzwerksegment 3-1, 3-2 eindringen können, können Betriebsstörungen insbesondere durch Wartungsmaßnahmen verhindert werden, so dass die Produktion bzw. Fertigung zuverlässiger durchgeführt werden kann. Bei einer möglichen Ausführungsform wird durch das Anschlussschutzmodul 1 ein Signal erzeugt, das einem Netzwerkadapter des angeschlossenen Gerätes 2 eine Datenübertragung anzeigt, so dass eine Carrier-Sense-Funktion bzw. Collision Detection Function des angeschlossenen Gerätes 2 ein belegtes Datenübertragungsmedium erkennt, wenngleich das Medium nicht notwendigerweise tatsächlich belegt ist, sondern nur für eine Realtime bzw. Echtzeit-Datenkommunikation freigehalten werden soll. Bei einem Ethernet-Netzwerksegment kann beispielsweise ein Signal für den Rechner erzeugt werden, das dem Rechner bzw. dessen Netzwerkadapter anzeigt, dass aktuell eine Datenkommunikation auftritt. Dies kann beispielsweise während derjenigen Phasen erzeugt werden, die für Echtzeit-Datenverkehr freigehalten werden sollen. Dabei kann beispielsweise die bei Ethernet ohnehin vorhandene Kollisionserkennung CSMA/CD verwendet werden, um eine Datenübertragung zu verhindern bzw. zu sperren oder eine laufende Datenübertragung abzubrechen. In diesem Falle glaubt der angeschlossene Rechner gewissermaßen, dass eine Datenübertragung stattfinden würde, wobei dies aber tatsächlich nicht notwendigerweise der Fall ist. Es wird lediglich der angeschlossene Rechner bzw. das angeschlossene Gerät 2 an einer Datenübertragung gehindert, um bestimmte Zeitabschnitte für Echtzeit-Datenverkehr freizuhalten. Bei einer möglichen Ausführungsform kann dies bereits im Vorfeld erfolgen, wenn in absehbarer Zukunft eine Echtzeitdatenübertragung zu erwarten ist.
