DE19828173A1 - Netzwerk mit mehreren Teilnehmern sowie Teilnehmer für ein derartiges Netzwerk - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Netzwerk mit mehreren Teilnehmern, in welchem zumindest ein Teilnehmer einen Kommunikationsprozessor aufweist, der unabhängig von anwendungsspezifischen Teilen (11) des Teilnehmers (1) betreibbar ist und bei einer Störung des Teilnehmers (1) eine Nachricht zur Störungsbehandlung an zumindest einen weiteren Teilnehmer (3) sendet. Dem Kommunikationsprozessor (6) ist ein Speicher (8) zugeordnet, in welchem die Nachricht zur Störungsbehandlung hinterlegt ist. Eine Überwachungsinstanz (9) ist zur Feststellung der Störung vorgesehen und veranlaßt den Kommunikationsprozessor (6) zur Übertragung der Nachricht. DOLLAR A Die Erfindung wird angewandt in Kommunikationsprozessoren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Netzwerk mit mehreren Teilnehmern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Teilnehmer für ein derartiges Netzwerk nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 4.

Aus der EP-OS 0 665 487 ist bereits ein Netzwerk bekannt, bei welchem ein Rechner über Busleitungen mit einem zu steuernden technischen Prozeß verbunden ist. Der Rechner ist mit einer Temperaturüberwachungseinheit versehen, die als steckbare Baugruppe ausgebildet und zusammen mit anderen Baugruppen des Rechners, z. B. mit einer CPU-Baugruppe, einer Kommunika­ tionsbaugruppe sowie Speicherbaugruppen, in Steckplätze einer Busplatine mit Adreß-, Daten- und Steuerleitungen gesteckt ist. Die Temperaturüberwachungseinheit mißt die Innentempera­ tur im Rechnergehäuse und vergleicht diese mit einem Tempe­ raturgrenzwert. Beim Überschreiten des Grenzwerts wird ent­ sprechend einer Parametrierung entweder in einer ersten Be­ triebsart der zu steuernde technische Prozeß in einen siche­ ren Zustand nach Maßgabe eines im Rechner ablaufenden Pro­ gramms gesteuert oder in einer zweiten Betriebsart die Rechnerelektronik abgeschaltet. Falls die erste Betriebsart parametriert ist, zeigt die Temperaturüberwachungseinheit über die Adreß-, Daten- und Steuerleitungen der CPU-Baugruppe eine Störung an, wodurch die CPU-Baugruppe ein Fehlerprogramm startet und den zu steuernden technischen Prozeß in einen sicheren Zustand fährt. Diese Betriebsart ist für kritische Anwendungen geeignet, in welchen eine eventuelle Zerstörung des Rechners durch eine überhöhte Innentemperatur aufgrund des verzögerten Ausschaltens in Kauf genommen wird. Nach­ teilig dabei ist, daß im Falle eines plötzlichen Ausfalls des Teilnehmers keine Nachricht zur Störungsbehandlung mehr über­ tragen werden kann, die beispielsweise andere Teilnehmer über den Ausfall unterrichten könnte.

Eine Möglichkeit, in einem Netzwerk festzustellen, ob Teil­ nehmer noch in Betrieb sind, wäre es, zwischen den Teil­ nehmern periodisch Nachrichten auszutauschen allein mit dem Zweck, ihre Erreichbarkeit im Netzwerk zu überprüfen. Da diese Nachrichten jedoch beachtliche Übertragungszeiten des Netzwerks in Anspruch nehmen würden, wäre bei kleinen Über­ wachungszeiten, d. h. kleinen Zeitabständen zwischen den einzelnen Überwachungsnachrichten, eine erhebliche Mehr­ belastung des Netzwerks aufgrund der Übertragung der Über­ wachungsnachrichten zu erwarten. Würden Überwachungszeiten im Bereich mehrerer Sekunden verwendet, so könnte ein Ausfall eines Teilnehmers dagegen erst spät bemerkt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Netzwerk mit mehreren Teilnehmern sowie einen Teilnehmer für ein der­ artiges Netzwerk zu schaffen, bei welchen geeignete Maßnahmen zur Behandlung von Störungen des Teilnehmers in einfacher Weise einzuleiten sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das neue Netzwerk der ein­ gangs genannten Art die im kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 1 angegebenen Merkmale auf. In den Unteransprüchen 2 und 3 sind vorteilhafte Weiterbildungen des Netzwerks be­ schrieben. In Anspruch 4 sind die Merkmale eines Teilnehmers für ein derartiges Netzwerk angegeben.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß sie eine schnelle Detek­ tion von Ausfällen ermöglicht. Fällt ein Teilnehmer im Netz­ werk aus, so wird dies nicht erst dann festgestellt, wenn eine zyklisch im Netzwerk übertragene Überwachungsnachricht seine Abwesenheit im Netzwerk ergibt, sondern der Kommunika­ tionsprozessor des Teilnehmers sendet unmittelbar nach Auf­ treten der Störung eine Nachricht zur Störungsbehandlung an davon betroffene weitere Teilnehmer.

In vorteilhafter Weise können in einem dem Kommunikations­ prozessor zugeordneten Speicher anwendungsspezifische Nach­ richten zur Störungsbehandlung hinterlegt werden. Beispiels­ weise kann durch eine Nachricht ein Umschalten auf einen redundanten Teilnehmer, der die Aufgaben des ausgefallenen Teilnehmers übernimmt, veranlaßt werden. Weiterhin kann durch die Nachricht eine Störungsmeldung mit der Störungsursache und dem Zeitpunkt des Auftretens der Störung erfolgen, die auf einem empfangenden Teilnehmer zur Anzeige gebracht wird. Zudem können Aktuatoren, die zur Beeinflussung eines Prozeß­ ablaufs vorgesehen sind, in Abhängigkeit der Nachricht zur Störungsbehandlung für einen sicheren Betrieb eingestellt werden, der auch ohne den ausgefallenen Teilnehmer möglich ist.

Weiterhin werden in dem erfindungsgemäßen Netzwerk keinerlei Überwachungsnachrichten benötigt, mit welchen die Anwesenheit der Teilnehmer im Netzwerk abgefragt wird. Die Störungs­ behandlung beeinträchtigt im Normalbetrieb somit in keiner Weise die Übertragungskapazität des Netzwerks.

Wenn die Überwachungsinstanz einen einstellbaren Timer auf­ weist, der bei störungsfreiem Betrieb durch anwendungsspezi­ fische Teile des Teilnehmers periodisch zurückgesetzt wird, kann ohne zusätzlichen Hardware-Aufwand bei Zeitüberschrei­ tung des Timers eine Störung des Teilnehmers detektiert werden, da Timer ohnehin bei den meisten handelsüblichen Prozessoren vorhanden sind. Somit ist eine einfache Reali­ sierung der Überwachungsinstanz möglich.

Der Kommunikationsprozessor kann mit einem Energiespeicher versehen werden, der bei Ausfall der Stromversorgung des Teilnehmers einen Betrieb des Kommunikationsprozessors für die zum Übertragen der Nachricht erforderliche Zeit sicher­ stellt. Damit ist auch eine Störungsbehandlung möglich, wenn die Stromversorgung des Teilnehmers ausfällt.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung dargestellt ist, werden im folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Vorteile näher erläutert.

In der Figur ist ein Netzwerk mit vier Teilnehmern 1, 2, 3 und 4 dargestellt, die über Busleitungen 5 zur Datenübertra­ gung miteinander verbunden sind. In dem gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel sind die Teilnehmer 2 und 4 jeweils eine speicherprogrammierbare Steuerung, an welche Sensoren und Aktuatoren zur Steuerung einer prozeßtechnischen Anlage an­ geschlossen sind. Der Teilnehmer 3 ist ein Industrierechner zum Bedienen und Beobachten des Prozeßablaufs. Der Teil­ nehmer l dient zur Archivierung von Prozeßdaten und ist ebenfalls als Industrierechner ausgeführt. Der Teilnehmer 1 ist in anwendungsspezifische Teile 11, beispielsweise eine CPU-Baugruppe mit einem Daten- und Programmspeicher zur Auf­ bereitung der Prozeßdaten und zur Ausgabe der Daten an eine in der Figur nicht dargestellte, externe Druckereinheit sowie in einen Kommunikationsprozessor 6, der zur Übertragung der Daten über die Busleitungen 5 des Netzwerks vorgesehen ist, untergliedert. Ein Energiespeicher 7 des Kommunikations­ prozessors 6 wird während des Betriebs des Teilnehmers 1 von dessen Stromversorgung aufgeladen und stellt auch nach Aus­ fall der Stromversorgung den Weiterbetrieb des Kommunika­ tionsprozessors 6 für eine Zeit sicher, die zur Übertragung einer Nachricht zur Störungsbehandlung an weitere Teilnehmer 2, 3 und/oder 4 des Netzwerks ausreicht. Zu Beginn des Be­ triebs werden die bei Ausfall des Teilnehmers 1 an weitere Teilnehmer zu sendenden Nachrichten in einem Speicher 8 für die Nachricht zur Störungsbehandlung hinterlegt. In dem Speicher 8 wird als ein Parameter des Kommunikations­ prozessors 6 auch eine Zeit hinterlegt, innerhalb welcher die anwendungsspezifischen Teile 11 des Teilnehmers 1 eine Über­ wachungsinstanz 9, die hier als Timer ausgebildet ist, mit einem Störungserkennungssignal 10, in diesem Ausführungs­ beispiel ein periodischer Rücksetzimpuls, von ihrer Betriebs­ bereitschaft unterrichten wollen. Der Kommunikationsprozes­ sor 6 ist unabhängig von den anwendungsspezifischen Teilen 11 des Teilnehmers 1 betreibbar. Die in dem Speicher 8 hinter­ legte Nachricht zur Störungsbehandlung ist mit einem Testa­ ment vergleichbar, das bei Ausfall des Teilnehmers 1 an die Testamentsempfänger im Netzwerk zu übergeben ist. Nach der Parametrierung der Überwachungsinstanz 9 und der Hinterlegung der Nachricht zur Störungsbehandlung in dem Speicher 8 findet auf dem Netzwerk eine Datenübertragung im Normalbetrieb statt und es müssen keine Überwachungsnachrichten übertragen wer­ den, um den Ausfall einzelner Teilnehmer festzustellen. Bei Zeitüberschreitung des Timers 9, d. h. wenn der Timer 9 nicht innerhalb der parametrierten Zeitspanne durch einen Rück­ setzimpuls 10 zurückgesetzt wird, kann auf einen Ausfall der anwendungsspezifischen Teile 11 des Teilnehmers 1 geschlossen werden und der Kommunikationsprozessor 6 wird zur Übertragung der Nachricht zur Störungsbehandlung veranlaßt. In diesem Ausführungsbeispiel enthält die Nachricht zur Störungsbehand­ lung eine Anweisung an den Teilnehmer 3 zur Ausgabe einer Störungsmeldung an einen Operator, welche die Art der Störung und den Auftrittszeitpunkt anzeigt, sowie eine Anweisung zur Umschaltung der Archivierungsfunktion auf den Teilnehmer 3, der nun die Aufgaben des Teilnehmers 1 mit übernimmt.

An dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird deutlich, daß zur Überwachung der Anwesenheit des Teilnehmers 1 am Netzwerk keinerlei Überwachungsnachrichten über die Busleitungen 5 übertragen werden müssen. Die Überwachung erfolgt in einer Überwachungsinstanz 9, die funktionell dem Kommunikations­ prozessor 6 zugeordnet wird. Die Überwachungsinstanz 9 kann selbstverständlich ebenso als Eigendiagnoseinstanz in die anwendungsspezifischen Teile 11 des Teilnehmers 1 integriert sein und eine entsprechende Meldung an den Kommunikations­ prozessor 6 zur Übertragung über das Netzwerk weitergeben. Diese Eigendiagnoseeinheit muß dann aber unabhängig von den übrigen anwendungsspezifischen Teilen betreibbar sein, damit auch bei Ausfall einer CPU-Baugruppe, beispielsweise aufgrund von Software-Problemen, noch eine Nachricht zur Störungs­ behandlung - einem Testament vergleichbar - über das Netzwerk übertragen werden kann.

Claims (4)

1. Netzwerk mit mehreren Teilnehmern, die über das Netzwerk miteinander kommunizieren, wobei zumindest ein Teilnehmer (1) einen Kommunikationsprozessor (6) aufweist, durch welchen bei einer Störung des Teilnehmers (1) eine Nachricht zur Stö­ rungsbehandlung an zumindest einen weiteren Teilnehmer (3) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Kommunikationsprozessor (6) unabhängig von an­ wendungsspezifischen Teilen (11) des Teilnehmers (1) be­ treibbar ist,
• - daß dem Kommunikationsprozessor (6) ein Speicher (8) zu­ geordnet ist, in welchem die Nachricht zur Störungs­ behandlung hinterlegt ist, und
• - daß eine Überwachungsinstanz (9) zur Feststellung einer Störung vorgesehen ist, die den Kommunikationsprozessor (6) zur Übertragung der Nachricht zur Störungsbehandlung veranlaßt.

2. Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Überwachungsinstanz (9) einen einstellbaren Timer aufweist, der bei störungsfreiem Betrieb periodisch zu­ rückgesetzt wird, und
• - daß durch Zeitüberschreitung des Timers eine Störung des Teilnehmers (1) detektiert wird.

3. Netzwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet,

• - daß der Kommunikationsprozessor (6) mit einem Energie­ speicher (7) versehen ist, der bei Ausfall der Strom­ versorgung des Teilnehmers (1) einen Betrieb für die zum Übertragen der Nachricht erforderliche Zeit sicherstellt.

4. Teilnehmer für ein Netzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Kommunikationsprozessor (6), durch welchen bei einer Störung des Teilnehmers (1) eine Nachricht zur Stö­ rungsbehandlung an zumindest einen weiteren Teilnehmer (3) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Kommunikationsprozessor (6) unabhängig von an­ wendungsspezifischen Teilen (11) des Teilnehmers (1) be­ treibbar ist,
• - daß dem Kommunikationsprozessor (6) ein Speicher (8) zu­ geordnet ist, in welchem die Nachricht zur Störungs­ behandlung hinterlegt ist, und
• - daß eine Überwachungsinstanz (9) zur Feststellung einer Störung vorgesehen ist, die den Kommunikationsprozessor (6) zur Übertragung der Nachricht zur Störungsbehandlung veranlaßt.