ES2233797T3 - Procedimiento y dispositivo para la transmision de datos con modos de disponibilidad seleccionables. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para la transmision de datos con modos de disponibilidad seleccionables.Info
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Abstract
Procedimiento para la transmisión de datos en un sistema de automatización (2) realizado de forma redundante, que comprende una pluralidad de unidades de transmisión de datos (6) y una pluralidad de unidades de procesamiento de datos (4), en el que un flujo de datos, que caracteriza la transmisión de los datos, es supervisado de una manera continua sobre las unidades de transmisión de datos (6) respectivas y se conmuta en función del flujo de datos entre diferentes tipos de funcionamiento, de tal manera que en el caso de presencia de un flujo de datos sincronizado, se conecta en al menos dos unidades de transmisión de datos (6) un segundo tipo de funcionamiento, que presenta una disponibilidad más elevada frente a un primer tipo de funcionamiento, caracterizado porque en el caso de una recepción desigual de datos sobre varias unidades de transmisión de datos (6), se conecta el primer tipo de funcionamiento, en el que las unidades de transmisión de datos (6) están diseñadas para diferente tráfico de datos y, por lo tanto, para diferentes flujos de datos.
Description
Procedimiento y dispositivo para la transmisión
de datos con modos de disponibilidad seleccionables.
La invención se refiere a un procedimiento y a un
dispositivo para la transmisión de datos, por ejemplo en un sistema
de ordenador realizado de forma redundante, especialmente en un
sistema de alta disponibilidad.
Habitualmente, los conceptos de redundancia de
sistemas de automatización o sistemas de ordenador se diferencian
con respecto a su disponibilidad y distribución de los nodos de
redundancia según la redundancia de los medios o la redundancia del
sistema. Por redundancia de los medios se entiende la ejecución
redundante de unidades de transmisión para la elevación de la
disponibilidad de las unidades de transmisión entre dos unidades de
procesamiento de datos de comunicación. La redundancia de medios,
en la que están previstos a modo de nodos de redundancia
comparativamente estrechos, respectivamente, un nodo de redundancia
para el medio y uno para la estación de emisión, se utiliza
especialmente para sistemas de automatización o de control de
instalaciones relevantes para la fiabilidad, en los que un fallo de
la comunicación de datos puede conducir a situaciones críticas en
la instalación. Los sistemas redundantes de medios son insensibles
frente a las repercusiones en sistemas conectados entre sí. En este
caso es un inconveniente que los sistemas conectados entre sí no se
pueden diagnosticar en particular o sólo de una manera muy limitada
con respecto a un error. Además, un fallo conduce a una reducción
considerable de la disponibilidad del sistema y a una elevación
considerable de los tiempos de reacción en el sistema.
En cambio, en la redundancia del sistema, en la
que solamente puede estar previsto, en la forma de otros nodos de
redundancia comparables, un único nodo de redundancia para un
sistema general, se eleva la disponibilidad de todo el sistema de
ordenador, estando realizadas de forma redundante especialmente las
unidades de procesamiento de datos relevantes para la fiabilidad y
otros componentes, como por ejemplo controles descentralizados,
impresoras. Habitualmente, se realizan de forma redundante en este
caso sobre todo el control central así como los grupos
estructurales de entrada y salida que son relevantes para la
seguridad. Por medio de una redundancia de este tipo, que se
refiere en gran medida a todo el sistema. Se consigue una
disponibilidad especialmente alta, pudiendo diagnosticarse los
errores individuales de una manera selectiva.
Para los sistemas redundantes de medios están
previstos habitualmente los llamados aparatos intercalados, que
posibilitan desde un control de un canal o desde una unidad de
procesamiento de datos una transmisión de datos de dos canales o
una transmisión redundante múltiple. No es posible actualmente una
conmutación o combinación de redundancia de medios y redundancia del
sistema.
Se conoce a partir del documento WO 90/09633
dejar que los ordenadores circulen en dos canales de una manera
redundante entre sí, en el que una interferencia en uno de los
canales conduce a que se prosiga el tráfico de datos con un solo
canal.
Por lo tanto, la invención tiene el cometido de
indicar un procedimiento según la reivindicación 1 y un dispositivo
según la reivindicación 7 para la transmisión de datos entre
unidades de procesamiento de datos que se comunican entre sí en un
sistema conectado en red, en el que es posible un aprovechamiento
lo más alto posible de los recursos dados de la comunicación.
El primer cometido mencionado se soluciona según
la invención por medio de un procedimiento para la transmisión de
datos en un sistema de automatización realizado de forma
redundante, que comprende una pluralidad de unidades de transmisión
de datos y una pluralidad de unidades de procesamiento de datos, en
el que un flujo de datos, que caracteriza la transmisión de los
datos, es supervisado de una manera continua sobre las unidades de
transmisión de datos respectivas y se conmuta en función del flujo
de datos entre diferentes tipos de funcionamiento, de tal manera
que en el caso de presencia de un flujo de datos sincronizado, se
ajusta en al menos dos unidades de transmisión de datos un tipo de
funcionamiento, que presenta una disponibilidad más elevada frente a
un tipo de funcionamiento con un flujo de datos erróneo sobre una
de las unidades de transmisión de datos.
Por medio de un ajuste de esta clase del tipo de
funcionamiento, que tiene en cuenta el flujo de datos respectivo
sobre las unidades de transmisión de datos respectivas así como las
redundancias disponibles según el hardware de las unidades de
transmisión de datos, se consigue una combinación o conmutación de
diferentes fases de disponibilidad de las unidades redundantes de
transmisión de datos y, por lo tanto, del sistema de automatización
redundante.
De una manera más conveniente, el flujo siguiente
de datos se realiza en función del tipo de funcionamiento ajustado
a través de una de las unidades de transmisión de datos o a través
de varias unidades de transmisión de datos, de esta manera, es
posible tanto una transmisión de datos especialmente libre de
errores como también una transmisión de datos altamente disponible.
En el caso de una transmisión de datos altamente disponible -es
decir, una transmisión de datos redundante en gran medida
simultánea sobre varias unidades de transmisión de datos- se
sincronizan las unidades de transmisión de datos respectivas. El
tipo de funcionamiento, que caracteriza la transmisión de datos
altamente disponible, se llama en adelante tipo de funcionamiento
redundante de medios.
Para evitar reacoplamientos en unidades de
procesamiento de datos afectadas con errores, se ajuste de una
manera preferida un tipo de funcionamiento predeterminado en
función del estado de una de las unidades de procesamiento de
datos. De esta manera se posibilita un intercambio de datos libre de
repercusiones a través de las unidades de transmisión de datos.
Para un intercambio de datos especialmente libre
de errores se define y se ajusta en función del tipo de
funcionamiento ajustado una de las unidades de transmisión de datos
como canal preferente y otra unidad de transmisión de datos como
canal de reserva. Por ejemplo, en el caso de una recepción desigual
de datos sobre varias unidades de transmisión de datos, se define
la unidad de transmisión de datos con un flujo de datos libre de
error como canal preferente y se define la unidad de transmisión de
datos con flujo de datos erróneo como canal de reserva. De una
manera alternativa, se define como canal preferente la unidad de
transmisión de datos, por medio de la cual se transmiten datos
relevantes del proceso y/o relevantes de la seguridad. En cambio, se
define como canal de reserva la unidad de transmisión de datos, por
medio de la cual se transmiten datos relevantes de la diagnosis y/o
relevantes de la administración. Este tipo de funcionamiento, en el
que las unidades de transmisión de datos están diseñadas para
diferentes flujos de datos, se llama en adelante como un tipo de
funcionamiento redundante del sistema.
Para una transmisión de datos, que garantice un
alto estándar de fiabilidad, en la que se intercambian unos y los
mismos datos en paralelo sobre varias unidades de transmisión de
datos, se ajusta de una manera más conveniente el tipo de
funcionamiento con alta disponibilidad, en el que el flujo de datos
es supervisado de una manera continua sobre todas las unidades de
transmisión de datos respectivas. De esta manera se garantiza que
se detecte de la manera más rápida posible un fallo de un canal de
transmisión de datos individual. Por medio de una función de
diagnosis de la línea de este tipo se posibilita un reconocimiento
y un mantenimiento preventivos de los canales. Especialmente en el
caso de recepción errónea o unilateral, en un solo canal, se puede
conmutar directamente al tipo de funcionamiento redundante del
sistema.
El segundo cometido mencionado se soluciona según
la invención por medio de un dispositivo para la transmisión de
datos en un sistema de automatización realizado de forma
redundante, que comprende una pluralidad de unidades de
procesamiento de datos, que están conectadas entre sí a través de un
número de unidades de transmisión de datos, comprendiendo al menos
una unidad de procesamiento de datos un módulo de redundancia para
la supervisión de un flujo de datos, que caracteriza la transmisión
de datos, siendo conmutable, en función del flujo de datos por
medio del módulo de redundancia, uno de una pluralidad de tipos de
funcionamiento, de tal forma que en el caso de presencia de un flujo
de datos sincronizado sobre al menos dos unidades de transmisión de
datos, se ajusta un tipo de funcionamiento, que presenta una
disponibilidad más alta frente a un tipo de funcionamiento con un
flujo de datos unilateral sobre una de las unidades de transmisión
de datos. El módulo de redundancia sirve en este caso para la
conmutación controlada de forma automática desde un tipo de
funcionamiento a otro tipo de funcionamiento aprovechando los tipos
de transmisión de datos presentes en cuanto al hardware y/o al
software. Es decir, que están previstas varias unidades de
transmisión de datos y se identifica con la ayuda de la diagnosis
una transmisión de datos libre de errores, luego se conmuta el
sistema por medio del módulo de redundancia a un tipo de
funcionamiento lo más altamente disponible posible -tipo de
funcionamiento redundante de medios-, en el que uno y los mismos
datos son transmitidos a través de varias unidades de transmisión
de datos en paralelo y aproximadamente al mismo tiempo y, por lo
tanto, de forma redundante. A tal fin, se sincronizan las unidades
de transmisión de datos.
Las ventajas conseguidas con la invención
consisten especialmente en que en función de la calidad del flujo
de datos sobre las unidades de transmisión de datos así como en
función del número, del tipo y de la función de las unidades de
transmisión de datos y/o de las unidades de procesamiento de datos
se pueden ajustar de forma automática diferentes tipos de
funcionamiento, que están escalonados con respecto a la
disponibilidad o redundancia. De una manera independiente de la
calidad del flujo de datos se asegura en este caso una adaptación
óptima en el sistema superpuesto. De este modo, en virtud de la
supervisión continua se posibilita un diagnóstico rápido así como
una transmisión de datos optimizada con respecto a los recursos de
hardware actuales y/o a los recursos de comunicación actuales.
A continuación se explican en detalle ejemplos de
realización de la invención con la ayuda de un dibujo.
La figura muestra un dispositivo para la
transmisión de datos en un sistema de automatización 2 realizado de
forma redundante. El sistema de automatización 2 es, por ejemplo,
un control programable con memoria o un sistema de ordenador
conectado en red. El sistema de automatización 2 comprende una
pluralidad de unidades de procesamiento de datos 4, que están
conectadas entre sí a través de una pluralidad de unidades de
transmisión de datos 6. Según el tipo y la forma de realización del
sistema de automatización 2, las unidades de procesamiento de datos
4 y/o las unidades de transmisión de datos 6 están realizadas de una
manera redundante sencilla y/o redundante múltiple. En la figura se
representa una de las dos unidades de procesamiento de datos 4 con
una redundancia sencilla. La otra unidad de procesamiento de datos
4 (en la figura la unidad inferior) está constituida sencilla. Las
dos unidades de procesamiento de datos 4 están conectadas entre sí
a través de dos unidades de transmisión de datos 6, que están
realizadas de forma redundante.
Las unidades de procesamiento de datos 4
presentan para la supervisión de un flujo de datos, que caracteriza
la transmisión de datos, respectivamente, un módulo de redundancia
8. Por medio del módulo de redundancia 8 se ajusta uno de varios
tipos de funcionamiento, en función del flujo de datos calculado, de
tal forma que en el caso de presencia de un flujo de datos
sincronizado sobre las dos unidades de transmisión de datos 6 se
puede ajustar un tipo de funcionamiento, que presenta una
disponibilidad más elevada frente a un tipo de funcionamiento con
un flujo de datos erróneo sobre una de las unidades de transmisión
de datos 6. Este tipo de funcionamiento de alta disponibilidad con
un flujo de datos sincronizado se llama también un tipo de
funcionamiento redundante de medios.
En la posición básica del módulo de redundancia 8
en el lado de recepción, éste espera datos desde ambas unidades de
transmisión de datos 6. Según el tipo del flujo de datos se ajusta
un tipo de funcionamiento respectivo. Para el caso de que sean
recibidos diferentes datos por medio de las dos unidades de
transmisión de datos 6 o datos erróneos desde una de las dos
unidades de transmisión de datos 6, se ajusta una de las unidades
de transmisión de datos 6 como canal preferente. Este tipo de
funcionamiento se llama tipo de funcionamiento redundante del
sistema.
En este caso, la selección del canal preferente
por medio del módulo de redundancia 8 se realiza con la ayuda de la
unidad de transmisión de datos 6 predeterminada para la unidad de
procesamiento de datos 4 respectivo. La otra unidad de transmisión
de datos 6 se define como canal de reserva.
Después de la recepción de los datos, se define y
se ajusta con la ayuda de una estadística de errores para la unidad
de transmisión de datos 6 respectiva por medio del módulo de
redundancia 8, como canal preferente, aquélla que presente el menor
número de errores posible durante la transmisión de datos en el
pasado. Se indica a la unidad de procesamiento de datos 4
respectiva a través de qué unidad de transmisión de datos 6 se
realiza el flujo de datos. En este caso, en el funcionamiento
redundante del sistema, por medio de la unidad de transmisión de
datos 6 definida como canal preferente, se lleva a cabo el tráfico
de datos específico de la aplicación y/o específico de la función.
La unidad de transmisión 6 ajustada como canal de reserva solamente
sirve para el tráfico de datos relevante para la información y/o
para la administración.
Para el caso de que los datos sean iguales sobre
las dos unidades de transmisión de datos 6,se sincronizan durante
la recepción de los datos en la posición básica del módulo de
redundancia 8 las dos unidades de transmisión de datos 6. La
sincronización corresponde en este caso aproximadamente a un
intervalo de tiempo (= demora) máximo admisible entre las dos
unidades de transmisión de datos 6 para la transmisión redundante
de unos y los mismos datos. En el caso de que esto no se realice
dentro del intervalo de tiempo (llamada también ventana de
sincronización), entonces se define y se ajusta una unidad de
transmisión de datos como canal preferente por medio del módulo de
redundancia 8 con la ayuda de la calidad y función de la unidad de
transmisión de datos respectiva 6.
Después de haber conseguido la sincronización, se
conmuta por medio del módulo de redundancia 8 al tipo de
funcionamiento redundante de medios. El flujo de datos siguiente a
través de las unidades de transmisión de datos 6 es supervisado de
una manera continua en el tipo de funcionamiento redundante de
medios, siendo comparados entre sí los datos recibidos desde las dos
unidades de transmisión de datos 6. Además, se verifica la
presencia de errores en los datos individuales y solamente se
procesan los datos o telegramas libres de errores por medio de la
unidad de procesamiento de datos 4 respectiva. En el caso de
igualdad de los datos, se mantienen conectadas activas las unidades
de transmisión de datos 6 y, por lo tanto, también el tipo de
funcionamiento redundante de medios. En el caso de desigualdad de
los datos sin errores, es decir, cuando dentro de un periodo de
tiempo o intervalo se recibe una pluralidad de n datos o telegramas
asimétricos, se desconecta de forma automática el tipo de
funcionamiento redundante de medios. En función del número de las
unidades de transmisión de datos 6 redundantes se conmuta a un tipo
de funcionamiento, que presentas una disponibilidad más baja con
respecto al tipo de funcionamiento redundante de medios, por
ejemplo se conmuta al tipo de funcionamiento redundante del sistema
con una transmisión de datos a través de canales preferentes
individuales o a través de una pluralidad de canales
preferentes.
Según el tipo y la forma de realización del
sistema de automatización 2 está prevista para cada unidad de
transmisión de datos 6 por medio del módulo de redundancia 8 un
contador estadístico para la detección del número de telegramas
erróneos o de transmisión es de datos erróneas. En sistemas de
automatización 2 con normas de fiabilidad especialmente altas, por
ejemplo en controles para centrales eléctricas o instalaciones
químicas, se explora 8 veces cada unidad de transmisión de datos 6
para la elevación de la fiabilidad y se evalúa y diagnostica de una
manera correspondiente. Con la ayuda de la estadística de errores
se puede definir, además, de una manera sencilla una de las unidades
de transmisión de datos 6 como canal preferente para la transmisión
de datos. A través de una función de diagnosis adicional por medio
del módulo de redundancia 8 se pueden reconocer oportunamente los
flujos de datos erróneos, de manera que se posibilita un
mantenimiento preventivo.
Claims (12)
1. Procedimiento para la transmisión de datos en
un sistema de automatización (2) realizado de forma redundante, que
comprende una pluralidad de unidades de transmisión de datos (6) y
una pluralidad de unidades de procesamiento de datos (4), en el que
un flujo de datos, que caracteriza la transmisión de los
datos, es supervisado de una manera continua sobre las unidades de
transmisión de datos (6) respectivas y se conmuta en función del
flujo de datos entre diferentes tipos de funcionamiento, de tal
manera que en el caso de presencia de un flujo de datos
sincronizado, se conecta en al menos dos unidades de transmisión de
datos (6) un segundo tipo de funcionamiento, que presenta una
disponibilidad más elevada frente a un primer tipo de
funcionamiento, caracterizado porque en el caso de una
recepción desigual de datos sobre varias unidades de transmisión de
datos (6), se conecta el primer tipo de funcionamiento, en el que
las unidades de transmisión de datos (6) están diseñadas para
diferente tráfico de datos y, por lo tanto, para diferentes flujos
de datos.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que en función del tipo de funcionamiento conectado se lleva a cabo
el flujo de datos siguiente a través de una de las unidades de
transmisión de datos (6) o a través de varias unidades de
transmisión de datos (6).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que en función del estado de una de las unidades de
procesamiento de datos (4) se conecta un tipo de funcionamiento
predeterminado.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que en función del tipo de
funcionamiento conectado, se define una de las unidades de
transmisión de datos (6) como canal preferente y se define otra
unidad de transmisión de datos (6) como canal de reserva.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que en el segundo tipo de
funcionamiento con alta disponibilidad se supervisa de forma
continua el flujo de datos sobre todas las unidades de transmisión
de datos (6) respectivas.
6. Procedimiento según la reivindicación 4, en el
que después de la recepción de los datos con la ayuda de una
estadística de errores para la unidad de transmisión de datos (6)
respectiva, se define y se conecta como canal preferente aquella
unidad que presenta el menor número de errores durante la
transmisión de datos en el pasado.
7. Dispositivo (1) para la transmisión de datos
en un sistema de automatización (2) realizado de forma redundante,
que comprende una pluralidad de unidades de procesamiento de datos
(4), que están conectadas entre sí a través de un número de
unidades de transmisión de datos (6), comprendiendo al menos una
unidad de procesamiento de datos (4) un módulo de redundancia (8)
para la supervisión de un flujo de datos, que caracteriza la
transmisión de datos, siendo conmutable, en función del flujo de
datos por medio del módulo de redundancia, uno de una pluralidad de
tipos de funcionamiento, de tal forma que en el caso de presencia
de un flujo de datos sincronizado sobre al menos dos unidades de
transmisión de datos (6), se conecta un segundo tipo de
funcionamiento, que presenta una disponibilidad más alta frente a
un primer tipo de funcionamiento, caracterizado porque en el
caso de una recepción desigual de datos sobre varias unidades de
transmisión de datos (6), se conecta el primer tipo de
funcionamiento, en el que las unidades de transmisión de datos (6)
están diseñadas para diferente tráfico de datos y, por lo tanto,
para diferentes flujos de datos.
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado porque el flujo de datos siguiente, en función
del tipo de funcionamiento conectado, se puede realizar a través de
una de las unidades de transmisión de datos (6) o a través de
varias unidades de transmisión de datos (6).
9. Dispositivo según la reivindicación 7 u 8, en
el que en función del estado de una de las unidades de
procesamiento de datos (4) se puede conectar un tipo de
funcionamiento predeterminado.
10. Dispositivo según una de las reivindicaciones
7 a 9, en el que en función del tipo de funcionamiento conectado se
puede definir una de las unidades de transmisión de datos (6) como
canal preferente y otra unidad de transmisión de datos (6) como
canal de reserva.
11. Dispositivo según una de las reivindicaciones
7 a 10, en el que en el segundo tipo de funcionamiento con alta
disponibilidad, se puede supervisar de forma continua el flujo de
datos sobre todas las unidades de transmisión de datos (6)
respectivas.
12. Dispositivo según una de las reivindicaciones
7 a 11, en el que por medio del módulo de redundancia (8) después
de la recepción de los datos con la ayuda de una estadística de
errores para la unidad de transmisión de datos (6) respectiva, se
define y se conecta como canal preferente aquella unidad que
presenta el menor número de errores en la transmisión de datos en el
pasado. Sigue una hoja de dibujos.
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| DE10105707A DE10105707A1 (de) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | Verfahren und Vorrichtung zur Datenübertragung |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES02704616T Expired - Lifetime ES2233797T3 (es) | 2001-02-08 | 2002-01-28 | Procedimiento y dispositivo para la transmision de datos con modos de disponibilidad seleccionables. |
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