WO2004034639A2 - Verfahren zur änderung eines parameters für den betrieb eines netzwerks sowie teilnehmer zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur änderung eines parameters für den betrieb eines netzwerks sowie teilnehmer zur durchführung des verfahrens Download PDF

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    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40208—Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
    • H04L2012/40221—Profibus

Definitions

  • the invention relates to a method for changing a parameter for the operation of a network, in particular the slot time or the baud rate of a network according to the PROFIBUS specification, according to the preamble of claim 1, and to a subscriber for carrying out the method according to the preamble of claim 7 ,
  • a network is used for data transmission between different devices, which are arranged, for example, in an automation system at different locations across the system.
  • the network can have any topology.
  • Network participants are devices that participate in data communication in the network.
  • An example of such a network is PROFIBUS (process field bus), an open and in the European standard
  • EN 50170, Vol. 2 standardized bus system for communication between field devices within an automation system.
  • certain parameters must be the same so that data communication can be carried out.
  • the essential parameters for the operation of PROFIBUS are, for example, the slot time and the baud rate.
  • this parameterization also changes the parameter set for the control of the data communication, which is identical for all participants, and in particular an essential parameter, for example the baud rate, of these parameters, this can lead to a permanent disturbance of the network.
  • the invention has for its object to find a method for changing a parameter for the operation of a network, in particular a network according to the PROFIBUS specification, by which the previously great effort for a new parameterization of the participants is reduced, and to create a participant that is suitable for performing the method.
  • the new method of the type mentioned at the outset has the features described in the characterizing part of the Proceed 1 specified process steps. Particularly advantageous developments of the method are described in the dependent claims, and a participant suitable for carrying out the method is described in claim 7.
  • the invention has the advantage that parameters essential for the operation of the network can be changed with only a brief interruption of the data traffic, that is to say quasi online. Extensive manual interventions by the individual network participants are not necessary. This considerably simplifies the project planning of a network with changed operating parameters, especially with large numbers of participants and a large network expansion. In the case of a PROFIBUS network in particular, the baud rate or slot time can be changed without manual intervention by the individual participants. The time and manpower required for this is considerably reduced.
  • Errors in changing the operating parameters are advantageously recognized when the central participant checks after returning to the online state by means of a query telegram whether all other participants have returned to the online state with the new operating parameters. Appropriate troubleshooting measures can be taken.
  • the method can advantageously be carried out in a fault-tolerant manner if the central subscriber sends a confirmation telegram to the other subscribers in the event of a good outcome, ie when all the other subscribers have returned to the online state with the new operating parameters, to inform them that the parameters have been set correctly.
  • a good outcome ie when all the other subscribers have returned to the online state with the new operating parameters
  • the central participant does not send such a confirmation telegram to the other participants. If the other participants have not received a confirmation telegram within a certain period of time, this is recognized as an error when reconfiguring the network and they go offline, take over the old operating parameters again and then return to the online state.
  • the original state of the network is thus set again before the start of the method. This ensures that there is no permanent malfunction and that the operability of the system is retained in any case. This behavior is particularly important when the method is used in automation systems, since a system downtime caused by communication problems would be associated with considerable costs.
  • the method works particularly quickly if the request telegram is sent as a so-called broadcast telegram from the central subscriber to all other subscribers at the same time.
  • the new operating parameters are thus adopted simultaneously for all parameters.
  • the request telegram can be an acknowledged telegram addressed to each individual other subscriber.
  • a request telegram is sent to each of the other participants. Acknowledgment of the telegram traffic results in feedback from the individual participants addressed and improved operational reliability is achieved.
  • FIG. 1 shows a network with several participants
  • FIG. 2 shows a flowchart of the method for a central participant
  • FIG. 3 shows a flowchart of the method for one of the other participants.
  • subscribers 1 ... 5 are connected to one another in a network for data communication.
  • the participants 1 ... 5 each have a bus connection to which a bus line 6 is connected.
  • subscriber 1 is an automation device
  • subscribers 2 ... 5 are field devices of an automation system.
  • the network meets the PROFIBUS specification.
  • the subscriber 1 has the function of a central subscriber, who initiates the process for changing the operational parameterization of the subscribers 1 ... 5.
  • Participants 2 ... 5 are referred to as other participants. This division of functions is maintained for the duration of the procedure. After that, however, it can be changed. In the following description of the method it is assumed that only subscriber 1 has access to a system configuration and initiates a re-parameterization of subscriber 1 ... 5. If the operating parameters are to be changed, the central subscriber 1 first checks whether the change in the
  • FIGS. 2 and 3 show diagrams of the basic method sequence for the central participant 1 or, for example, for participant 2 as one of the other participants 2 ... 5. In both cases, the process begins with "Start”. To enable later detection of errors in the process sequence, a first so-called life list is first created by central subscriber 1. For this purpose, an FDL (field data link) is created by PROFIBUS The first life list is created in a step 20 shown in FIG. 2.
  • FDL field data link
  • the central subscriber 1 then sends a request telegram T1 to the others in a step 21 Subscriber 2 ... 5.
  • This telegram T1 informs subscriber 2, for example, that a new operational parameterization of the network is to be set, and the operating parameters are transferred at the same time
  • subscriber 2 evaluates 40 in a query the received telegram determines whether it is a request telegram T1 for changing parameters g acts. If a request telegram T1 has been received, the actual method begins and the subscriber 2 goes into an offline state in a step 31, in which he does not participate in the data traffic of the network.
  • the central participant 1 After a short waiting time in order to give all other participants 2 ... 5 sufficient time to switch to the online state, the central participant 1 prepares a second life list in a step 22, which, if all other participants 2 ... 5 support the procedure is empty. A query 23 therefore checks whether the central subscriber 1 is alone in the network. If this is not the case, the central one breaks
  • participant 1 aborts the procedure and retains the old operating parameters that were set before the procedure started prevailed at.
  • the desired change in the operating parameterization must then be carried out with great effort in the manner already known.
  • steps 22 and 23 which are used to query the other participants as to whether they support the method for changing parameters.
  • the central subscriber could send a multicast telegram and use it to request all other subscribers to send back a data telegram.
  • the data of this reply telegram could then contain the bus address of the responding subscriber and a code to identify whether the subscriber supports the method.
  • this alternative would have the disadvantage that a number of response telegrams corresponding to the number of other participants would have to be transmitted and evaluated over the network. Depending on the size of the network, this would take a considerable amount of time.
  • the central subscriber 1 After checking the second life list in the query 23, the central subscriber 1 also switches to the offline state in a step 24, in which it remains until a predefinable minimum duration, represented as a delay 25, has passed.
  • the subscriber 2 also remains in the offline state for a predefinable minimum duration, as is illustrated in FIG. 3 by a delay 43.
  • These time specifications take into account the fact that subscribers 1 ... 5 on the network react differently quickly due to different device behavior or different operating environments.
  • the waiting time is correct after the slowest of these participants. It does not have to be the same size in all nodes, but it must be selected so that in any case all nodes in the network can go offline before any other node with new operating parameters returns to the online state.
  • the time measurement of the waiting time can be started, for example, in subscriber 1 by sending the telegram T1, in subscribers 2 ... 5 by receiving it.
  • the central subscriber 1 then creates a third life list of those subscribers who have successfully returned to the online state with the new operating parameters.
  • the third life list is compared with the first life list created at the beginning of the method. If the content of both lists is the same, the central subscriber 1 sends a confirmation telegram T2 to the other subscribers 2 ... 5 in a step 29 to inform them that the parameter change was successfully carried out.
  • subscriber 2 waits for a predetermined minimum duration.
  • the confirmation telegram T2 is advantageously an acknowledged telegram, the receipt of which is indicated to the central subscriber 1 by the other subscribers 2 ... 5 by means of a reply telegram. This ensures that communication is working after the procedure has been completed, since all nodes with the new operating parameters have both sent telegrams and received telegrams.
  • Creating the third life list in step 27 and reviewing this life list in step 28 Figure 2 is used to check whether all other participants 2 ... 5 have returned to the online state with the new operating parameters.
  • the central subscriber 1 could of course alternatively send a query telegram to the other subscribers 2 ... 5 after returning to the online state.
  • the exemplary embodiment described with the creation of the third life list has the advantage of less effort since an existing FDL service of the PROFIBUS specification is used. This service is of course based on a query of the other participants by means of a query telegram.
  • the request telegram T1 sent by the central subscriber 1 in step 21 in accordance with the sequence in FIG. 2 can be sent to all other subscribers 2 ... 5 simultaneously as an unacknowledged PROFIBUS broadcast telegram.
  • the transmission can optionally be carried out several times in order to increase the probability that it will be received by all other participants 2 ... 5.
  • the advantage of this variant is that the changeover to the new parameters is initiated at the same time and takes place quickly.
  • the central subscriber 1 can send request telegrams T1 in sequence to all other subscribers 2 ... 5 as acknowledged PROFIBUS telegrams.
  • the advantage of this variant can be seen in the fact that the acknowledgment telegram provides feedback to the addressed participants.
  • the procedure can be carried out fault-tolerant: In the event of an error, e.g., if a new baud rate is not functional when the distances between the individual participants are too high, the participants switch back to the original setting. This means that an automation system can still be operated. - The problem of a permanent disruption of communication in an automation system is excluded.
  • Layer 2 and Layer 4 communication mechanisms e.g. B. Transport connections and creating a life list can be used. Only a few new mechanisms have to be implemented.
  • the central subscriber can provide information about which other subscribers have not correctly taken over the re-parameterization. This makes it easy to narrow down the cause of the error.
  • the respective waiting times can be calculated by a configuration device.
  • the waiting times can then be communicated to the individual participants via telegrams before the process is started.
  • the waiting times can be predefined as standard for each participant and communicated to the configuration device for checking before each start of the method. This allows a flexible interpretation of the waiting times or increases operational reliability.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Änderung eines Parameters für den Betrieb eines Netzwerks, insbesondere nach der PFOFIBUS-Spezifikation. Ein zentraler Teilnehmer (1) sendet ein Aufforderungstelegramm (T1) zur Parameteränderung an die übrigen Teilnehmer (2 ... 5). Die Teilnehmer (1 ... 5) gehen danach für eine vorgebbare Mindestdauer in einen Offline-Zustand und kehren mit der neuen Betriebsparametrierung in den Online-Zustand zurück. Die jeweilige Mindestdauer des Offline-Zustands ist derart vorgegeben, dass sich zu keinem Zeitpunkt Teilnehmer mit verschiedenen Betriebsparametrierungen gleichzeitig im Online-Zustand befinden. Durch weitere Maßnahmen kann das Verfahren fehlertolerant ausgebildet werden. Das Verfahren erlaubt eine automatische Neuparametrierung aller Netzwerkteilnehmer.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Änderung eines Parameters für den Betrieb eines Netzwerks sowie Teilnehmer zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Änderung eines Parameters für den Betrieb eines Netzwerks, insbesondere der Slot-Time oder der Baudrate eines Netzwerks nach der PROFIBUS-Spezifikation, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Teilnehmer zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Ein Netzwerk dient zur Datenübertragung zwischen verschiedenen Geräten, die beispielsweise in einer automatisierungs- technischen Anlage an verschiedenen Orten über die Anlage verteilt angeordnet sind. Das Netzwerk kann prinzipiell eine beliebige Topologie aufweisen. Teilnehmer des Netzwerks sind Geräte, die an der Datenkommunikation im Netzwerk teilnehmen. Ein Beispiel eines derartigen Netzwerks ist PROFIBUS (process field bus) , ein offenes und in der europäischen Norm
EN 50170, Vol. 2 genormtes Bussystem für die Kommunikation zwischen Feldgeräten innerhalb einer automatisierungstechnischen Anlage. In den einzelnen Geräten müssen jedoch bestimmte Parameter gleich sein, damit eine Datenkommunikation durchgeführt werden kann. Für den Betrieb von PROFIBUS wesentliche Parameter sind beispielsweise die Slot-Time und die Baudrate. In Automatisierungssystemen mit mehreren vernetzten Geräten kann es von Zeit zu Zeit erforderlich werden, eine Neuparametrierung des Netzwerks durchzuführen. Wird durch diese Neuparametrierung auch der für alle Teilnehmer identische Parametersatz für die Steuerung der Datenkommunikation und von diesen Parametern insbesondere ein wesentlicher Parameter, beispielsweise die Baudrate, geändert, so kann es zu einer Dauerstörung des Netzwerks kommen. Diese tritt auf, sobald der erste Teilnehmer mit neuen Betriebsparametern in den Online-Zustand zurückkehrt, die restlichen Teilnehmer jedoch noch mit der alten Betriebsparametrierung arbeiten, so dass in dem genannten Beispiel zwei unterschiedliche Baud- raten auf dem PROFIBUS-Netz kollidieren. Eine Folge davon ist, dass die zentrale Station die übrigen Teilnehmer nicht mehr erreichen kann. Die Datenkommunikation innerhalb eines PROFIBUS-Netzwerks setzt nämlich zwingend voraus, dass alle Teilnehmer mit der gleichen Übertragungsgeschwindigkeit, d. h. mit der gleichen Baudrate, den Telegrammverkehr abwickeln. Unterschiedliche Baudraten führen zu einer Dauerstörung, weil keine korrekte Synchronisation der Teilnehmer mehr möglich ist.
Aus diesem Grund wird für eine Neuprojektierung der Anlage durch Ändern wesentlicher Betriebsparameter eine Bedienungsperson benötigt, welche „manuell" bei jedem einzelnen Teil- nehmer die Änderung der Betriebsparametrierung vornimmt. Dazu müssen alle Teilnehmer nacheinander in den Offline-Zustand gebracht werden, in welchem sie nicht mehr am Telegrammverkehr teilnehmen. Anschließend werden sie mit der neuen Parametrierung konfiguriert. Alle Teilnehmer müssen mit der neuen Betriebsparametrierung neu anlaufen, um in den Online-
Zustand zurückzukehren. Erst nachdem alle Teilnehmer auf diese Art die neuen Parameter übernommen haben, kann der zentrale Teilnehmer weitere Projektierungsinformationen, beispielsweise Verbindungslisten oder Datensätze, über das nun wieder funktionsfähige Netzwerk an die einzelnen übrigen Teilnehmer übertragen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Änderung eines Parameters für den Betrieb eines Netzwerks, insbesondere eines Netzwerks nach der PROFIBUS-Spezifikation, zu finden, durch welches der bisher große Aufwand für eine Neuparametrierung der Teilnehmer verringert wird, sowie einen Teilnehmer zu schaffen, der zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist .
Zur Lösung dieser Aufgabe weist das neue Verfahren der eingangs genannten Art die im kennzeichnenden Teil des An- Spruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte auf . Besonders vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen, ein zur Durchführung des Verfahrens geeigneter Teilnehmer ist in Anspruch 7 beschrieben.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass für den Betrieb des Netzwerks wesentliche Parameter bei lediglich kurzer Unterbrechung des Datenverkehrs, also quasi online, verändert werden können. Aufwendige manuelle Eingriffe bei den einzelnen Netz- Werkteilnehmern sind dabei nicht erforderlich. Damit wird die Neuprojektierung eines Netzwerks mit geänderten Betriebsparametern wesentlich vereinfacht, insbesondere bei hohen Teilnehmerzahlen und einer großen Ausdehnung des Netzwerks. Insbesondere bei einem PROFIBUS-Netzwerk können die Baudrate oder die Slot-Time verändert werden, ohne dass hierzu manuelle Eingriffe bei den einzelnen Teilnehmern erforderlich wären. Der dazu erforderliche zeitliche wie personelle Aufwand wird somit erheblich verringert.
Fehler bei der Änderung der Betriebsparametrierung werden in vorteilhafter Weise erkannt, wenn der zentrale Teilnehmer nach Rückkehr in den Online-Zustand durch ein Abfragetelegramm prüft, ob alle übrigen Teilnehmer mit der neuen Betriebsparametrierung in den Online-Zustand zurückgekehrt sind. Dadurch können geeignete Maßnahmen zur Fehlerbehebung ergriffen werden.
Vorteilhaft kann das Verfahren fehlertolerant ausgeführt werden, wenn der zentrale Teilnehmer im Gutfall, d. h. wenn alle übrigen Teilnehmer mit der neuen Betriebsparametrierung in den Online-Zustand zurückgekehrt sind, ein Bestätigungstelegramm zur Mitteilung einer korrekt erfolgten Parametrie- rung an die übrigen Teilnehmer sendet. Im Fehlerfall, d. h. wenn zumindest einer der übrigen Teilnehmer nicht mit der neuen Betriebsparametrierung in den Online-Zustand zurückgekehrt ist, sendet der zentrale Teilnehmer kein derartiges Bestätigungstelegramm an die übrigen Teilnehmer. Wenn die übrigen Teilnehmer innerhalb einer gewissen Zeitspanne kein Bestätigungstelegramm empfangen haben, wird dies als ein Fehler bei der Neuprojektierung des Netzwerks erkannt und sie gehen in den Offline-Zustand über, übernehmen wieder die alten Betriebsparameter und kehren danach wieder in den On- line-Zustand zurück. Es wird somit wieder der ursprüngliche Zustand des Netzwerks vor Beginn des Verfahrens eingestellt. Dadurch wird sichergestellt, dass keine Dauerstörung auftritt und somit die Bedienbarkeit der Anlage auf jeden Fall erhal- ten bleibt. Dieses Verhalten ist insbesondere bei einer Anwendung des Verfahrens in automatisierungstechnischen Anlagen von großer Bedeutung, da ein durch Kommunikationsstörungen verursachter Anlagenstillstand mit erheblichen Kosten verbunden wäre .
Wenn die übrigen Teilnehmer den Empfang eines von dem zentralen Teilnehmer gesendeten Bestätigungstelegramms quittieren, so hat dies den Vorteil, dass eine zusätzliche Prüfung der Datenkommunikation über das Netzwerk mit den neuen Betriebsparametern erfolgt, da auf diese Weise alle Teilnehmer zumindest einmal ein Telegramm gesendet und empfangen haben.
Das Verfahren arbeitet besonders schnell, wenn das Aufforde- rungstelegramm als so genanntes Broadcast-Telegramm vom zentralen Teilnehmer gleichzeitig an alle übrigen Teilnehmer gesendet wird. Die Übernahme der neuen Betriebsparametrierung erfolgt damit bei allen Parametern gleichzeitig.
Alternativ dazu kann das Aufforderungstelegramm ein an jeden einzelnen übrigen Teilnehmer adressiertes, quittiertes Telegramm sein. In diesem Fall wird nacheinander an jeden der übrigen Teilnehmer jeweils ein derartiges Aufforderungstelegramm gesendet . Durch den Quittungsbetrieb des Telegramm- Verkehrs erfolgt eine Rückmeldung der einzelnen angesprochenen Teilnehmer und es wird eine bessere Betriebssicherheit erreicht . Anhand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, werden im Folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Vorteile näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 ein Netzwerk mit mehreren Teilnehmern, Figur 2 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens für einen zentralen Teilnehmer und Figur 3 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens für einen der übrigen Teilnehmer.
Gemäß Figur 1 sind Teilnehmer 1 ... 5 in einem Netzwerk zur Datenkommunikation miteinander verbunden. Dazu weisen die Teilnehmer 1 ... 5 jeweils eine Busanschaltung auf, an welche eine Busleitung 6 angeschlossen ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei Teilnehmer 1 um ein Automatisierungsgerät, bei den Teilnehmern 2 ... 5 um Feldgeräte einer automatisierungstechnischen Anlage. Das Netzwerk genügt der PROFIBUS-Spezifikation. Der Teilnehmer 1 hat die Funktion eines zentralen Teilnehmers, welcher das Verfahren zur Änderung der Betriebsparametrierung der Teilnehmer 1 ... 5 initiiert. Die Teilnehmer 2 ... 5 werden als übrige Teilnehmer bezeichnet . Für die Dauer des Verfahrens wird diese Funktionsaufteilung beibehalten. Danach kann sie jedoch ge- ändert werden. In der folgenden Beschreibung des Verfahrens wird davon ausgegangen, dass lediglich der Teilnehmer 1 Zugriff auf eine Anlagenprojektierung besitzt und eine Neuparametrierung der Teilnehmer 1 ... 5 einleitet. Soll eine Änderung der Betriebsparameter vorgenommen werden, prüft der zentrale Teilnehmer 1 zunächst, ob durch die Änderung der
Projektierung auch der aktuell eingestellte, für alle Teilnehmer 1 ... 5 einheitliche Satz von Netzwerkparametern verändert wird. Werden durch die Neuprojektierung elementare, d. h. für den Betrieb wesentliche Parameter, beispielsweise die Baudrate, geändert, so wird hierzu das im Folgenden näher beschriebene Verfahren zur Änderung eines Parameters für den Betrieb des Netzwerks angewandt. Zur näheren Erläuterung des Verfahrens sind in den Figuren 2 und 3 Diagramme des prinzipiellen Verfahrensablaufs für den zentralen Teilnehmer 1 bzw. exemplarisch für Teilnehmer 2 als einen der übrigen Teilnehmer 2 ... 5 dargestellt. Das Ver- fahren beginnt in beiden Fällen bei „Start". Zur Ermδglichung einer späteren Erkennung von Fehlern beim Verfahrensablauf wird zunächst durch den zentralen Teilnehmer 1 eine erste, so genannte Life-List erstellt. Hierzu wird vom PROFIBUS ein FDL(field data link) -Dienst angeboten, welcher eine aktuelle Liste der im Netzwerk befindlichen, funktionsfähigen Teilnehmer liefert. Das Erstellen der ersten Life-List erfolgt in einem in Figur 2 dargestellten Schritt 20. Danach sendet der zentrale Teilnehmer 1 in einem Schritt 21 ein Aufforderungstelegramm Tl an die übrigen Teilnehmer 2 ... 5. Durch dieses Telegramm Tl wird beispielsweise dem Teilnehmer 2 mitgeteilt, dass eine neue Betriebsparametrierung des Netzwerks eingestellt werden soll. Gleichzeitig werden die Betriebsparameter übergeben. Nach Empfang eines Telegramms T in Schritt 39 wertet der Teilnehmer 2 in einer Abfrage 40 das empfangene Tele- gramm aus, ob es sich um ein Aufforderungstelegramm Tl zur Parameteränderung handelt. Falls ein Aufforderungstelegramm Tl empfangen wurde, beginnt das eigentliche Verfahren und der Teilnehmer 2 geht in einem Schritt 31 in einen Offline-Zustand über, in welchem er nicht an dem Datenverkehr des Netz- werks teilnimmt. Andernfalls führt er in einem Schritt 42 andere Aktionen des Normalbetriebs gemäß der jeweiligen Applikation durch, die für das hier beschriebene Verfahren jedoch ohne weitere Bedeutung sind. Nach einer kurzen Wartezeit, um allen übrigen Teilnehmern 2 ... 5 genügend Zeit zu geben, in den Online-Zustand zu wechseln, fertigt der zentrale Teilnehmer 1 in einem Schritt 22 eine zweite Life-List an, die, wenn alle übrigen Teilnehmer 2 ... 5 das Verfahren unterstützen, leer ist. In einer Abfrage 23 wird also überprüft, ob sich der zentrale Teilnehmer 1 alleine am Netzwerk befindet. Ist dies nicht der Fall, so bricht der zentrale
Teilnehmer 1 an dieser Stelle das Verfahren ab und behält die alte Betriebsparametrierung, welche vor Beginn des Verfahrens herrschte, bei. Die gewünschte Änderung der Betriebsparametrierung muss dann mit großem Aufwand auf die bereits bekannte Weise durchgeführt werden.
Das beschriebene Erstellen einer zweiten Life-List und der Vergleich dieser Life-List mit der zu Beginn erstellten ersten Life-List sind selbstverständlich nur erforderlich, wenn nicht von vornherein sichergestellt werden kann, dass alle Teilnehmer das Verfahren unterstützen. Andernfalls kön- nen diese Schritte optional auch entfallen.
Es besteht zudem die Möglichkeit, die Schritte 22 und 23, welche dazu dienen, die übrigen Teilnehmer abzufragen, ob sie das Verfahren zur Parameteränderung unterstützen, durch eine Alternative zu ersetzen. Beispielsweise könnte der zentrale Teilnehmer ein Multicast-Telegramm versenden und mit diesem alle übrigen Teilnehmer auffordern, ein Datentelegramm zurückzusenden. Die Daten dieses Antworttelegramms könnten dann die Busadresse des jeweils antwortenden Teilnehmers und einen Code zur Kennzeichnung, ob dieser das Verfahren unterstützt, enthalten. Diese Alternative hätte jedoch den Nachteil, dass eine der Zahl der übrigen Teilnehmer entsprechende Anzahl von Antworttelegrammen über das Netz übertragen und ausgewertet werden müsste. Damit wäre je nach Größe des Netz- werks ein erheblicher Zeitaufwand verbunden.
Nach der Überprüfung der zweiten Life-List in der Abfrage 23 wechselt auch der zentrale Teilnehmer 1 in einem Schritt 24 in den Offline-Zustand, in dem er so lange verbleibt, bis eine vorgebbare Mindestdauer, dargestellt als Verzögerung 25, vergangen ist. Der Teilnehmer 2 verharrt ebenfalls für eine vorgebbare Mindestdauer im Offline-Zustand, wie es in Figur 3 durch eine Verzögerung 43 veranschaulicht wird. Durch diese Zeitvorgaben wird der Tatsache Rechnung getragen, dass die Teilnehmer 1 ... 5 am Netzwerk wegen unterschiedlichen Geräteverhaltens oder voneinander abweichenden Ablaufumgebungen verschieden schnell reagieren. Die Wartezeit richtet sich nach dem langsamsten dieser Teilnehmer. Sie muss nicht in allen Teilnehmern gleich groß sein, ist jedoch so zu wählen, dass auf jeden Fall alle Teilnehmer des Netzwerks in den Offline-Zustand übergehen können, bevor irgendein anderer Teilnehmer mit neuer Betriebsparametrierung in den Online- Zustand zurückkehrt. Die Zeitmessung der Wartezeit kann beispielsweise im Teilnehmer 1 mit dem Senden des Telegramms Tl, in den Teilnehmern 2 ... 5 mit dessen Empfang gestartet werden.
Nach Ablauf der Mindestdauer kehren die Teilnehmer mit einer neuen Betriebsparametrierung in den Online-Zustand zurück. Dies geschieht in Figur 2 für den zentralen Teilnehmer 1 in einem Schritt 26 und in Figur 3 für Teilnehmer 2 in einem Schritt 44.
Zu diesem Zeitpunkt ist der Kern des Verfahrens zur Änderung der Betriebsparametrierung der Netzwerkteilnehmer bereits abgeschlossen. Die folgenden Schritte dienen einer Fehler- erkennung und Fehlerbehandlung, die zu einer Erhöhung der
Betriebssicherheit des Verfahrens durchgeführt werden können.
In einem Schritt 27 in Figur 2 erstellt der zentrale Teilnehmer 1 anschließend eine dritte Life-List derjenigen Teil- nehmer, die mit der neuen Betriebsparametrierung erfolgreich in den Online-Zustand zurückgekehrt sind. Durch geeignete Vorgabe der zuvor erwähnten Mindestdauer oder durch eine zusätzliche Wartezeit des zentralen Teilnehmers 1 kann in einfacher Weise sichergestellt werden, dass die übrigen Teil- nehmer 2 ... 5 genügend Zeit hatten, mit der neuen Betriebsparametrierung in den Online-Zustand zurückzukehren. In einer Abfrage 28 wird die dritte Life-List mit der zu Beginn des Verfahrens erstellten ersten Life-List verglichen. Ist der Inhalt beider Listen gleich, so sendet der zentrale Teil- nehmer 1 in einem Schritt 29 ein Bestätigungstelegramm T2 an die übrigen Teilnehmer 2 ... 5 zur Mitteilung, dass die Parameteränderung erfolgreich durchgeführt wurde. Durch eine Ab- frage 45 in Figur 3 wartet der Teilnehmer 2 eine vorgegebene Mindestdauer ab. Falls ja, so endet das Verfahren für den Teilnehmer 2 mit erfolgreicher Einstellung der neuen Betriebsparametrierung. Wird dagegen kein Bestätigungstelegramm innerhalb dieser Mindestdauer empfangen, d. h. wurde die Abfrage 45 mit ja beantwortet, so geht der Teilnehmer 2 in einem Schritt 47 erneut in den Offline-Zustand über, übernimmt erneut die alten Betriebsparameter und kehrt mit der alten Betriebsparametrierung wieder in den Online-Zustand zurück. Das Verfahren ist mit der Wiederherstellung des ursprünglichen Zustands beendet.
Wenn die Abfrage 28 in Figur 2 ergab, dass die dritte Life- List von der ersten Life-List abweicht, hat zumindest einer der übrigen Teilnehmer 2 ... 5 die Neuparametrierung nicht korrekt durchgeführt und die zentrale Station 1 geht in einem Schritt 30 erneut in den Offline-Zustand über. Erst nach Ablauf einer weiteren vorgegebenen Mindestdauer in einer Verzögerung 31 kehrt der zentrale Teilnehmer 1 mit der Ursprung- liehen Betriebsparametrierung in den Online-Zustand zurück und das Verfahren wird abgebrochen. Durch geeignete Vorgabe der Wartezeit vor erneuter Rückkehr in den Online-Zustand wird sichergestellt, dass die übrigen Teilnehmer 2 ... 5 das Ausbleiben des Bestätigungstelegramms T2 erkannt haben und in den Offline-Zustand übergegangen sind. Es befinden sich somit zu keinem Zeitpunkt Teilnehmer mit verschiedenen Betriebs- parametrierungen gleichzeitig im Online-Zustand.
In vorteilhafter Weise handelt es sich bei dem Bestätigungs- telegramm T2 um ein quittiertes Telegramm, dessen Empfang dem zentralen Teilnehmer 1 durch die übrigen Teilnehmer 2 ... 5 durch ein Antworttelegramm angezeigt wird. Damit ist nach Abschluss des Verfahrens eine funktionierende Kommunikation sichergestellt, da alle Teilnehmer mit der neuen Betriebs- parametrierung sowohl Telegramme gesendet als auch Telegramme empfangen haben. Das Erstellen der dritten Life-List in Schritt 27 und die Überprüfung dieser Life-List in Schritt 28 der Figur 2 dient zur Überprüfung, ob alle übrigen Teilnehmer 2 ... 5 mit der neuen Betriebsparametrierung in den Online- Zustand zurückgekehrt sind. Zum selben Zweck könnte selbstverständlich der zentrale Teilnehmer 1 alternativ hierzu nach Rückkehr in den Online-Zustand ein Abfragetelegramm an die übrigen Teilnehmer 2 ... 5 senden. Das beschriebene Ausführungsbeispiel mit Erstellen der dritten Life-List hat jedoch den Vorteil eines geringeren Aufwands, da ein vorhandener FDL-Dienst der PROFIBUS-Spezifikation angewendet wird. Dieser Dienst basiert selbstverständlich auf einer Abfrage der übrigen Teilnehmer durch ein Abfragetelegramm.
Das in Schritt 21 gemäß Ablauf in Figur 2 durch den zentralen Teilnehmer 1 gesendete Aufforderungstelegramm Tl kann als unquittiertes PROFIBUS-Broadcast-Telegramm gleichzeitig an alle übrigen Teilnehmer 2 ... 5 gesendet werden. Das Senden kann optional aus Sicherheitsgründen mehrfach erfolgen, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass es von allen übrigen Teilnehmern 2 ... 5 empfangen wird. Der Vorteil dieser Vari- ante liegt darin, dass die Umschaltung auf die Neuparametrierung gleichzeitig eingeleitet wird und schnell erfolgt.
In einer anderen Variante kann der zentrale Teilnehmer 1 Aufforderungstelegramme Tl der Reihe nach an alle übrigen Teilnehmer 2 ... 5 als quittierte PROFIBUS-Telegramme senden. Der Vorteil dieser Variante ist darin zu sehen, dass durch das Quittungstelegramm eine Rückmeldung der angesprochenen Teilnehmer erfolgt.
Die Vorteile des Verfahrens werden im Folgenden noch einmal zusammengefasst :
- Das Verfahren wird von einem zentralen Teilnehmer angestoßen. Wenn dieser Zugriff auf die Netzwerkprojektierung hat, kann eine geänderte Projektierung in einfacher Weise in eine neue Betriebsparametrierung der Teilnehmer des Netzwerks umgesetzt werden. - Alle übrigen Teilnehmer können auf Initiative des zentralen Teilnehmers eine Neuparametrierung erfahren.
- Das Verfahren kann fehlertolerant ausgeführt werden: In einem Fehlerfall, z. B. wenn eine neue Baudrate bei zu hohen Entfernungen zwischen den einzelnen Teilnehmern nicht funktionsfähig ist, wechseln die Teilnehmer wieder auf die ursprüngliche Einstellung zurück. Dadurch bleibt eine automatisierungstechnische Anlage weiterhin bedienbar. - Das Problem einer Dauerstörung der Kommunikation in einer automatisierungstechnischen Anlage wird ausgeschlossen.
- Für die Realisierung des Verfahrens können im Wesentlichen in der PROFIBUS-Spezifikation vorhandene Layer-2- und Layer-4-Kommunikationsmechanismen, z. B. Transport- Verbindungen und Erstellen einer Life-List, verwendet werden. Es müssen nur wenige neue Mechanismen implementiert werden.
- Der zentrale Teilnehmer kann im Fehlerfall Informationen darüber liefern, welche übrigen Teilnehmer nicht korrekt die Neuparametrierung übernommen haben. Dadurch lässt sich die Fehlerursache leicht eingrenzen.
In Abhängigkeit der Art und der Anzahl der Teilnehmer sowie der aktuellen und der neuen Betriebsparametrierung können die jeweiligen Wartezeiten von einer Projektiereinrichtung berechnet werden. Danach können die Wartezeiten den einzelnen Teilnehmern über Telegramme mitgeteilt werden, bevor das Verfahren gestartet wird. Alternativ können die Wartezeiten standardmäßig bei jedem Teilnehmer vordefiniert sein und vor jedem Start des Verfahrens der Projektiereinrichtung in Telegrammen zur Überprüfung mitgeteilt werden. Dadurch ist eine flexible Auslegung der Wartezeiten möglich bzw. es wird eine Erhöhung der Betriebssicherheit erreicht.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Änderung eines Parameters für den Betrieb eines Netzwerks, insbesondere eines Netzwerks nach der PROFIBUS-Spezifikation, mit mehreren Teilnehmern (1 ... 5) , dadurch gekennzeichnet,
- dass ein zentraler Teilnehmer (1) , der die Parameteränderung initiiert, während des Netzwerkbetriebs an die übrigen Teilnehmer (2 ... 5) ein Aufforderungstelegramm (Tl) zur Änderung des Parameters sendet und danach für eine vorgebbare Mindestdauer in einen Offline-Zustand übergeht, in welchem er nicht an dem Datenverkehr auf dem Netzwerk teilnimmt,
- dass die übrigen Teilnehmer (2 ... 5) nach Empfang des Aufforderungstelegramms (Tl) für eine vorgebbare Mindestdauer ebenfalls in einen Offline-Zustand übergehen,
- dass die Teilnehmer (1 ... 5) nach Ablauf der jeweiligen Mindestdauer mit der neuen Betriebsparametrierung in den Online-Zustand zurückkehren und — dass die jeweilige Mindestdauer des Offline-Zustands derart vorgegeben ist, dass sich zu keinem Zeitpunkt Teilnehmer mit verschiedenen Betriebsparametrierungen gleichzeitig im Online-Zustand befinden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Teilnehmer (1) nach Rückkehr in den Online- Zustand durch ein Abfragetelegramm prüft, ob alle übrigen Teilnehmer mit der neuen Betriebsparametrierung in den Online-Zustand zurückgekehrt sind.
3 . Verfahren nach Anspruch 2 , d a du r c h g e ke nn z e i c hn e t ,
- dass der zentrale Teilnehmer (1) im Gutfall, d. h. wenn alle übrigen Teilnehmer (2 ... 5) mit der neuen Betriebsparametrierung in den Online-Zustand zurückgekehrt sind, ein Bestätigungstelegramm (T2) zur Mitteilung einer korrekt erfolgten Parameteränderung an die übrigen Teilnehmer (2 ... 5) sendet, - dass der zentrale Teilnehmer (1) im Fehlerfall, d. h. wenn zumindest einer der übrigen Teilnehmer (2 ... 5) nicht mit der neuen Betriebsparametrierung in den Online- Zustand zurückgekehrt ist, kein Bestätigungstelegramm an die übrigen Teilnehmer (2 ... 5) sendet, in den Offline- Zustand übergeht und nach Ablauf einer Mindestdauer mit der alten Betriebsparametrierung in den Online-Zustand zurückkehrt und
- dass die übrigen Teilnehmer (2 ... 5) , wenn sie nach Ab- lauf einer Mindestdauer kein Bestätigungstelegramm empfangen haben, in den Offline-Zustand übergehen und mit der alten Betriebsparametrierung in den Online-Zustand zurückkehren.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfang eines Bestätigungstelegramms (T2) durch die übrigen Teilnehmer (2 ... 5) quittiert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass das Aufforderungstelegramm
(Tl) als Broadcast-Telegramm an alle übrigen Teilnehmer (2 ... 5) gleichzeitig gesendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
- dass das Aufforderungstelegramm (Tl) ein an einen einzelnen Teilnehmer adressiertes, quittiertes Telegramm ist und
- dass nacheinander an jeden übrigen Teilnehmer (2 ... 5) ein Aufforderungstelegramm gesendet wird.
7. Teilnehmer zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet ,
- dass der Teilnehmer dazu ausgebildet ist, als ein zen- traler Teilnehmer (1) die Parameteränderung zu initiieren, während des Netzwerkbetriebs an die übrigen Teilnehmer ein Aufforderungstelegramm (Tl) zur Änderung des Parameters zu senden und danach für eine vorgebbare Mindestdauer in einen Offline-Zustand überzugehen, in welchem er nicht an dem Datenverkehr auf dem Netzwerk teilnimmt, und nach Ablauf einer Mindestdauer mit der neuen Betriebsparametrierung in den Offline-Zustand zurückzukehren, und/oder dass der Teilnehmer dazu ausgebildet ist, als einer der übrigen Teilnehmer (2 ... 5) nach Empfang des Aufforde- rungstelegramms (Tl) für eine vorgebbare Mindestdauer in einen Offline-Zustand überzugehen und nach Ablauf der
Mindestdauer mit der neuen Betriebsparametrierung in den Online-Zustand zurückzukehren, wobei die Mindestdauer des Offline-Zustands derart vorgegeben ist, dass sich zu keinem Zeitpunkt Teilnehmer (1 ... 5) mit verschiedenen Be- triebsparametrierungen gleichzeitig im Online-Zustand befinden.
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