WO2008031695A1 - Communication network with main users and topology server - Google Patents

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WO2008031695A1
WO2008031695A1 PCT/EP2007/058671 EP2007058671W WO2008031695A1 WO 2008031695 A1 WO2008031695 A1 WO 2008031695A1 EP 2007058671 W EP2007058671 W EP 2007058671W WO 2008031695 A1 WO2008031695 A1 WO 2008031695A1
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WO
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topology
communication
communication network
server
main
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/058671
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German (de)
French (fr)
Inventor
Werner Blumenstock
Matthias Wenk
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/40169—Flexible bus arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/02—Topology update or discovery

Definitions

  • the present invention relates to a communication network with main participants, which are interconnected according to a current actual topology.
  • Ethernet-based communication networks are widespread and implemented in many forms.
  • An example of such an embodiment is Ethernet-based communication networks.
  • Communication networks are used for real-time bound Kommunikati ⁇ configuration tasks (for example in the context of industrial controllers) and for non-real-time-based communication tasks.
  • Real-time communication methods involve deterministic communication.
  • deterministic communication means that it is known in advance which main participant should exchange which data with which other main participant and, above all, in which time frame the data exchange takes place.
  • EtherCAT networks A similar problem exists in so-called EtherCAT networks.
  • the efficiency of the communication can be increased if the communication can be topology-dependent.
  • the topology of the communication network is usually ⁇ projek ⁇ advantage by means of the engineering system.
  • the procedure of the prior art requires that the configured topology of the communication network and the actual actual topology of the communication network match.
  • each projek ⁇ oriented main participant must be in place no additional main participant must be present and the main participant must be connected according to the configured topology.
  • the object of the present invention is a
  • Communication network of the type described above further develop such that changes in a once configured actual topology without engineering system are possible and yet a topology-dependent communication of the main participants is possible in the operation of the communication network.
  • the communication network includes a topology server
  • the topology server is programmed such that it checks whether a network-internal event has occurred, and in the case of entry of the internal network EVENT ⁇ Nisses automatically determines the current actual topology, hand arrival of the main participants associated Communication relationship determined topology-dependent communication data and transmitted to each main participant the relevant for him part of the topology-dependent communication data.
  • the network-internal event can especially be a Zeitab ⁇ run, a change in the current actual topology and / or a power-up.
  • the topology server can then determine the current actual topology and the topology-dependent communication data and transmit the topology-dependent communication data when it is specified by an operator of the communication network from the outside an initiation signal.
  • the topology-dependent communication data may in particular include communication planning.
  • the topology server can be designed as a full-fledged engineering system. In this case, not only the topology-dependent communication data can be determined by him. Rather, the communication relationships assigned to the main participants can also be changed by him. Preferably, the topologies However gieserver programmed such that the main part ⁇ holders associated communication relationships of it can not be changed. This measure ensures that the topology server can be realized considerably more compactly.
  • the topology server performs the calculation and the transmission of topology-dependent communication data through only if no previous actual topology and / or none of the previous actual topology stored associated topology-dependent communication data in the topology server or indeed a previous actual topology and the previous actual topology assigned in the topology server topology-dependent communi ⁇ cation data are stored, the previous actual topology per ⁇ but different to the current actual topology.
  • the topology server determines whether and, if appropriate, which supplemental participant contains the communication network.
  • the earlier actual topology may include any supplemental participants included in the communication network.
  • the topology server is preferably formed in this case such that it does not perform the determination and the transfer Mitt ⁇ development of communication scheduling when the ac- actual actual topology differs only from the former actual topology with regard to the supplementary participants.
  • the topology server determines in the determination of the current actual topology, and if so which complement participants are included in the communication network, the topology server is preferably such program ⁇ mized that - analogously to the main participants - the complement participants associated communication relationships of it can not be changed are.
  • the topology server automatically transmits activation signals to the main subscribers for activating the transmitted parts of the topology-dependent communication data.
  • the topology server it can be determined from which point in time the topology-dependent communication data transmitted to the main subscribers is valid.
  • the topology server assigns the erstoff him ⁇ th topology-dependent communication data of the current actual topology and stores the current actual topology and determined by him topology dependent communication data from. This makes it possible to update the actual topology and the topology-dependent communication data.
  • the topology server stores the ermit ⁇ Telte from it current actual topology and / or determined by it topology-dependent communication data such that they can be accessed by other devices. For example, they can be retrieved from another machine.
  • the other computer may in particular be the already mentioned engineering system.
  • the topology server checks whether the associated main part ⁇ holders communication relationships by means of the current actual topology can be realized. Depending on the result of the check, the topology server can use a man-machine ne interface of the communication network issue an error message or determine the topology-dependent communication data. By means of this measure, the operational safety and the operating comfort of the communication network can be increased.
  • the topology server preferably checks whether the topology determined by it dependent data communication to ensure that between the main participants communications unit concluded a predetermined time limit fulfillment ⁇ len. Depending on the result of the inspection of the topology server can issue a warning message via a man-machine interface of the communication ⁇ network. The warning informs an operator that a real-time condition, ie a reaction within the predetermined time limit, is no longer fulfilled.
  • the topology server is usually used in industrial control. In this case, it is preferably associated with a human machine interface of the industrial controller or an input / output controller of the industrial controller. He may be integrated into the facility to which he is assigned.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a communication network
  • a communication network has main subscribers 1.
  • the main participants 1 are shown in FIG 1, for example, in network topology arranged in a line structure.
  • the arrangement of the main participants 1 in a line structure is not mandatory. There could also be other structures, for example a ring structure or a double-ring structure.
  • supplemental participants 2 may be present.
  • the supplementary participants 2 are not arranged in the topology structure of the main subscribers 1, but are only connected to the communication network via the main subscribers 1.
  • the main participants 1 preferably have the following basic structure according to FIG. 2:
  • the interface 3 5 may have, for example, two partial interfaces 4, wherein each part of interface 4, 5 is connected with either ge ⁇ precisely a part interface of another Participant 1 or terminated.
  • Such embodiments of the interface 3 are common, especially in Ethernet-based communication networks.
  • the interface 3 is connected to a filter circuit 6.
  • the filter circuit 6 receives data packets P which are supplied to it via the interface 3. It checks whether the received data packet P is intended for the main subscriber 1, in which the filter circuit 6 is arranged.
  • the filter circuit 6 If the received data packet P is intended for the receiving main subscriber 1, the filter circuit 6 carries the data packet P of a processing circuit 7 of the main processor. Participant 1 to. Furthermore, feeding the filter circuit 6 Da ⁇ tenzige P that are sent from the main station 1, in which the filter circuit 6 is arranged, in the actual topology via the interface 3 (here, the line structure) a.
  • the line structure is not separated by the interface 3 ⁇ .
  • Received data packets P which reach the interface 3, are in this case also simultaneously supplied to the other main subscribers 1.
  • Sent data packets P are fed to the other main participants 1 in both directions.
  • the behavior of the filter circuit 6 is in this case with respect to received data packets P except for the feeding of the data packets P to the processing circuit 7, regardless of whether the received data packet P is determined for the respective main participant 1 ⁇ or not.
  • a transmitted data packet P is always transmitted in both directions. Also, the emission is independent of whether the main station 1, for the transmitted data packet P is determined, left or right of the ⁇ represent provided in FIG 2 the main station 1 is arranged in this case.
  • the filter circuit 6 operates in a different way.
  • the filter circuit 6 receives each data packet P received via one of the subinterfaces 4, 5 (eg the subinterface 4). It checks whether the entge- gen taken data packet P for the "own" main station 1 determines is If the data packet P for its own main ⁇ subscriber 1 determines., Leads the data packet P of the proces ⁇ crizscloc 7 to you will be attracted to.
  • the filter circuit 6 feeds the received data packet P back into the line via the other of the subsection parts 4, 5 (eg the subinterface 5) so that it is fed to the next main subscriber 1.
  • the processing circuit 7, the pa ⁇ ket P is not supplied in this case.
  • the filter circuit 6 In a planned communication of the filter circuit 6 is known, via which of the sub-interfaces 4, 5 it must communicate with wel ⁇ chen the other main participant 1. Therefore, it can feed the data packet P into the actual topology via only one of the subinterfaces 4, 5 when sending a data packet P. This makes the data traffic more efficient, since the communication network is less heavily loaded. Furthermore, the filter circuit 6 with received data packets P check whether the subcircuit 4, 5, over which the relevant data packet P was received with a predetermined subcircuit 4, 5 corresponds. It can thereby detect any deviation or change in the actual topology.
  • the allocation of the subcircuits 4, 5 to certain other main subscribers 1 can determine the filter circuit 6 on the basis of a communication planning 10 (or more generally topology-dependent communication data 10), which is stored in a planning memory 11.
  • the planning memory 11 is connected to the filter circuit 6, so that the filter circuit 6 the content of the planning memory 11 (ie, the Kommunikati ⁇ ons doctrine 10) can read and use.
  • the communication plans 10 of all main participants 1 in their entirety correspond to a communication planning of the actual topology.
  • data may be stored in the scheduling memory 11, for example, from which the processing circuit 7 (alternatively or additionally from the filter circuit 6) can determine which data packets P in which Actual topology should be fed and / or at what times data packets P are expected from other main participants 1.
  • the communication planning 10 of the main participants 1 must be changed, at least as a rule. This will be explained below with reference to a simple example.
  • each main participant 1 is formed according to FIG.
  • the central main ⁇ participants 1 is connected via each of its two sub-interfaces 4, 5, each with one of the outer main participant 1.
  • the two outer main participants 1 are connected via one of its two sub-interfaces 4, 5 with the central main participant 1, the other of the sub-interfaces 4, 5 is terminated.
  • the terminated sub-interfaces 4, 5 are not used.
  • Already interchanging terminierter and used sub-interface 4, 5 of the outer main participants ⁇ 1 in this case represents a topology change, which must be considered in the communication planning 10 of the two outer main participant 1 accordingly.
  • the entirety of the communication planning 10 is determined by means of an engineering system, by means of which the communication relationships 8 of the main participants 1 can also be configured.
  • a topology server 12 is coupled to the communications network.
  • the topology server 12 is a software programmable device.
  • the topology ⁇ server 12 is supplied via a suitable interface 13, a Com ⁇ computer program 14, which is stored on a data carrier 15.
  • the data carrier 15 can be designed, for example, as a USB memory stick.
  • Corresponding ⁇ ponding the interface 13 is formed in this case as a USB interface.
  • the design of the data carrier 15 and the interface 13 may also be different. In ⁇ example, training as a CD-ROM and CD drive or as a hard drive or RAM of a server and Internetanbin ⁇ tion is possible.
  • the computer program 14 is designed such that the to ⁇ pologieserver 12 due to the programming by the computer program 14 executes a method which will be explained in more detail below in conjunction with FIG.
  • the topology server 12 first checks in a step S1 whether an in-network event has occurred.
  • the network- internal event can be, for example, a timeout, a change of the current actual topology or a startup. For example, it is possible to check whether since the last review Fung is the current actual topology for an hour or a day or any other period of time (greater than one day, less than one hour between one hour and one day) ver ⁇ painted. A combination of several possibilities can also represent the network-internal event. Even a one ⁇ comes of another internal network event can be checked for. B. an update of the computer program 14th
  • step S2 the topology server 12 checks whether an initiation signal is given to it by an operator of the communication network from the outside.
  • step S3 the topology server 12 determines the current actual topology of the communication network - subsequently provided with the reference numeral 17 '. This step is known as such in engineering systems - compare the comments in the introduction to the description - and therefore need not be explained in more detail.
  • step S4 the topology server 12 determines topology-dependent communication data 18 'based on the communication relationships assigned to the main participants 1, for example a total communication planning 18'.
  • the step S4 is also known as such in engineering systems and therefore need not be explained in detail.
  • step S5 the topology server 12 automatically transmits to each main subscriber 1 the information relevant to the relevant part of the topology-dependent communication data 18 ', that is, for example. B. the
  • the topology server 12 can transmit data packets P to the relevant main participant 1, so that the Processing device 7 of the relevant main participant
  • I accept the communication planning 10 intended for it and store it in the scheduling memory 11.
  • the storage of the communication planning 10 in the scheduling memory 11 by the processing device 7 is shown in FIG. 2 by an arrow from the processing circuit 7 to the scheduling memory
  • the main users 1 prefferably, however, in a step S6, the topology server 12 transmits to the main participants 1 activation signals A for activating the transmitted topology-dependent communication data 18 '.
  • a step S7 may be arranged downstream, in which the topology server 12 checks whether to adjust the further execution of the program fourteenth If this check is negative, the topology server 12 returns to step S1. Otherwise, the execution of the program Computerpro ⁇ 14 is completed. Step S7 is only optional. He could be omitted. If it does not exist, computer program 14 must be called again to run again.
  • step S the topology server 12 checks whether an earlier actual topology 17 has been stored in an internal memory 16 of the topology server 12. If the check of the step Sil is negative, the topology server 12 proceeds to step S4.
  • step S12 the topology server 12 checks whether there is stored in the internal memory 16 an overall communication schedule 18 which is assigned to the earlier actual topology 17 found in step S11. If this check is negative, the topology server 12 proceeds to step S4.
  • step S12 If the check of step S12 has been positive, then the topology server 12 checks in step S13 whether the in
  • Step S3 determined actual topology 17 'with the read from the internal memory 16 previous actual topology 17 matches. If the check of step S13 is negative, the topology server 12 proceeds to step S4.
  • step S5 a step S14 nachzu ⁇ .
  • step S14 the topology server 12 assigns the total communication planning 18 'of the current actual topology 17' determined by it. He also saves the current actual topology 17 'and the determined heylonkommunika ⁇ tion planning 18' from. The storage takes place in the internal memory 16 of the topology server 12.
  • the internal memory 16 is preferably designed such that its memory contents are retained even when the external power supply of the topology server 12 is switched off.
  • it may be formed as a magnetic memory, as an EEPROM, as a buffered RAM or otherwise. It may be permanently connected to the topology server 12 or be detachable from it. For example, it can be designed as a USB stick.
  • step S14 in step S14 tospei ⁇ -assured actual topology displaced 17 ', the former actual topology 17.
  • the stored overall communication planning 18 displaces' the previously stored in the internal memory 16 earlier total communication planning 18.
  • the current Actual topology 17 'and the total communication planning 18' ascertained by the topology server 12 must be stored in the internal memory 16 in addition to the previously stored earlier actual topology 17 and in addition to the previously stored total communication plan 18. If appropriate, it can be decided on the basis of an input by the operator whether the newly stored actual topology 17 'and the newly stored overall communication planning 18' displace the previously stored data 17, 18 or not.
  • the topology server-internal memory 16 stored actual topology 17 and stored in the internal memory 16 total communication planning 18 are preferably retrievable from other devices 20. This is indicated in FIG. 1 by a corresponding arrow from the internal memory 16 to the other device 20.
  • the other device 20 may be configured as a game as the engineering system in ⁇ .
  • the topology server 12 determines not only the current actual topology of Hauptteil- contractor 1. It also determines whether and, if appropriate wel ⁇ che supplement station 2 includes the communication network. Furthermore, if present, the step S14 can be configured such that the stored actual topology 17 also includes the supplementary participants 2 and their coupling to the communication network. However, this is not mandatory. The supplemental participants 2 are irrelevant with respect to the question of whether a new determination of the communication planning 10 is required. For this reason, the step S13 gege ⁇ appropriate, designed accordingly.
  • step S13 the previous and the current actual topology 17, 17 'only checked for compliance, as far as the communica ⁇ tion of the main participants one another. In the context of step S13, therefore, step S13 does not proceed to step S4 if the current actual topology 17 'differs from the earlier actual topology 17 only with regard to the supplementary participants 2.
  • the topology server 12 can be designed with regard to its functionality as a full-fledged engineering system. Preferably, however, it is only able to determine and transmit the total communication planning 18 '. Therefore, it is preferably programmed such that the main part 1 ⁇ holders associated communication links 8 of it can not be changed. This is indicated in FIG 2, characterized in that an access of the processing device 7 is shown only in dashed lines on the relationship memory 9. Because the access as such is possible. However, it is only possible if a full-fledged engineering system is connected to the communication network. By contrast, the access is preferably not possible if only the topology server 12 is coupled to the communication network.
  • the topology server 12 is preferably programmed in such a way that, with regard to optional supplementary participants 2, their communication relationships from the topology server 12 are likewise not changeable.
  • step S3 is followed by a step S16.
  • step S16 the topology server 12 checks whether the communication relationships 8 assigned to the main users 1 can be realized by means of the current topology 17 'determined by the user. If the communication relations 8 are realizable, the topology server 12 proceeds to step S4. If the communication relationships 8 are unrealizable, the topology server 12 proceeds to a step S17. In step S17, the topology server 12 issues an error message to the operator via the human-machine interface 19.
  • steps S18 and S19 are furthermore arranged downstream of step S4.
  • step S18 the Topologieser- determined ver 12 on the basis of his known data of Merunikationsnet ⁇ zes - in particular a working cycle, the data to be transmitted, the communication links 8 and the communication plans 10 - a response time T, within which respectively transmitting at ⁇ falling data packets P from Main participant 1 are transmitted to the respective receiving main participant 1.
  • the reaction time T compares the topology server 12 in step S19 with a predetermined time limit T '.
  • step S20 the topology server 12 - analogous to the error message of step S17 - via the man-machine interface 19 a warning message to the operator.
  • the topology server 12 is preferably used in industrial
  • Controllers used for example at a ackpro ⁇ programmable logic controller (PLC), a numerical control (CNC), or a motion control controller. It can be designed as a separate device according to FIG. Preferably, however - see FIGS. 6 and 7 - the topology server 12 is assigned to one of the subscribers 1, 2 of the communication network. In particular, it is possible for the topology server 12 to communicate with the users only via the subscriber 1, 2 to whom it is associated Main participants 1 can communicate. For example, it can be integrated in the subscriber 1, 2 to which it is assigned.
  • the participant 1, 2, to which the topology server 12 is assigned is preferably one of the main participants 1. However, it may alternatively be assigned to one of the supplementary participants 2. As a subscriber to whom the topology server 12 is assigned, in particular the already mentioned human-machine interface 19 (see FIG. 6) or an input / output controller 21 of the industrial control (see FIG. 7) come into question.

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  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

The invention relates to a communication network with main users (1), being connected according to a current “as is”-topology (17'). Furthermore, it comprises a topology server (12). The topology server (12) is programmed such that is checks whether an internal network event took place, and in such a case detects the current “as is”-topology by itself. It detects topology dependant communication data (18') due to assigned communication relations (8) from the main users (1) and transmits by itself to each main user (1) the relevant part (10) of the topology dependant communication data (18').

Description

Kommunikationsnetz mit Haupteilnehmern und Topologieserver Communication network with main participants and topology servers
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikationsnetz mit Hauptteilnehmern, die gemäß einer aktuellen Isttopologie miteinander verbunden sind.The present invention relates to a communication network with main participants, which are interconnected according to a current actual topology.
Kommunikationsnetze sind weit verbreitet und in vielerlei Ausgestaltungen realisiert. Ein Beispiel einer derartigen Ausgestaltung sind Ethernet-basierte Kommunikationsnetze.Communication networks are widespread and implemented in many forms. An example of such an embodiment is Ethernet-based communication networks.
Kommunikationsnetze werden für echtzeitgebundene Kommunikati¬ onsaufgaben (beispielsweise im Rahmen industrieller Steuerungen) und für nicht echtzeitgebundene Kommunikationsaufgaben eingesetzt .Communication networks are used for real-time bound Kommunikati ¬ configuration tasks (for example in the context of industrial controllers) and for non-real-time-based communication tasks.
Bei echtzeitgebundenen Kommunikationsverfahren erfolgt eine deterministische Kommunikation. Der Begriff „deterministische Kommunikation" bedeutet, dass vorab bekannt ist, welcher Hauptteilnehmer mit welchem anderen Hauptteilnehmer welche Daten austauschen soll und vor allem in welchem Zeitrahmen der Datenaustausch erfolgt.Real-time communication methods involve deterministic communication. The term "deterministic communication" means that it is known in advance which main participant should exchange which data with which other main participant and, above all, in which time frame the data exchange takes place.
Im Stand der Technik wird oftmals in einem Engineering System festgelegt, welche Hauptteilnehmer mit welchen anderen Hauptteilnehmern welche Daten austauschen sollen. Das Engineering System ermittelt anhand dieser Daten den erreichbaren Zeitrahmen. Je nach Ergebnis des vom Engineering System ermittelten Zeitrahmens ist ein Redesign des Kommunikationsnetzes er¬ forderlich, damit der erreichbare Zeitrahmen innerhalb eines geforderten Zeitrahmens liegt.In the prior art, it is often determined in an engineering system which main participants should exchange which data with which other main participants. The engineering system uses this data to determine the achievable time frame. Depending on the result of the time frame determined by the engineering system a redesign of the communications network is he ¬ conducive to allow the achievable time frame is within a required time frame.
Es ist bekannt, dass die Effizienz von echtzeitfähigen Kommu¬ nikationsverfahren für Ethernet-basierte Kommunikationsnetze deutlich gesteigert werden kann, wenn die Kommunikation zwischen den Hauptteilnehmern geplant erfolgt. Denn in diesem Fall können Zeitpunkte, zu denen bestimmte Datenpakete (Fra- mes) von einem Hauptteilnehmer empfangen, gesendet oder weitergeleitet werden sollen, vorab festgelegt werden. Alterna¬ tiv oder zusätzlich können gegebenenfalls Datenwege vorab festgelegt werden. Eine so ermittelte Kommunikationsplanung (bzw. allgemeiner topologieabhängige Kommunikationsdaten) wird vom Engineering System in die Hauptteilnehmer geladen, dort gespeichert und im laufenden Betrieb ausgeführt. Eine solche Kommunikationsplanung ist jedoch nur dann realisierbar, wenn die Topologie des Kommunikationsnetzes bekannt ist.It is known that the efficiency can be significantly enhanced by real-time communi ¬ nikationsverfahren for Ethernet-based communication networks, occurs when the communication between the main participants planned. Because in this case, times at which certain data packets (questions) mes) are to be received, sent or forwarded by a main subscriber. Alterna ¬ tively or additionally, if appropriate, data paths can be determined in advance. A communication planning determined in this way (or more generally topology-dependent communication data) is loaded by the engineering system into the main participants, stored there and executed during operation. However, such communication planning can only be realized if the topology of the communication network is known.
Eine ähnliche Problematik existiert bei sogenannten EtherCAT- Netzen. Auch hier kann die Effizienz der Kommunikation gesteigert werden, wenn die Kommunikation topologieabhängig erfolgen kann.A similar problem exists in so-called EtherCAT networks. Here, too, the efficiency of the communication can be increased if the communication can be topology-dependent.
Im Stand der Technik wird die Topologie des Kommunikations¬ netzes üblicherweise mittels des Engineering Systems projek¬ tiert. Alternativ ist es möglich, das Engineering System an ein existierendes Kommunikationsnetz anzuschließen und die Isttopologie des Kommunikationsnetzes zu ermitteln.In the prior art, the topology of the communication network is usually ¬ projek ¬ advantage by means of the engineering system. Alternatively, it is possible to connect the engineering system to an existing communication network and to determine the actual topology of the communication network.
Die Vorgehensweise des Standes der Technik setzt voraus, dass die projektierte Topologie des Kommunikationsnetzes und die tatsächliche Isttopologie des Kommunikationsnetzes überein- stimmen. Insbesondere muss in der Isttopologie jeder projek¬ tierte Hauptteilnehmer vorhanden sein, darf kein zusätzlicher Hauptteilnehmer vorhanden sein und müssen die Hauptteilnehmer gemäß der projektierten Topologie miteinander verbunden sein. Ändert sich die Isttopologie - sei es durch Hinzufügen eines zusätzlichen Hauptteilnehmers, sei es durch Entfernen eines Hauptteilnehmers, sei es durch Änderung der Anordnung der Hauptteilnehmer - ist eine erneute Planung der Kommunikation (bzw. allgemeiner Ermittlung der topologieabhängigen Kommunikationsdaten) auf Basis der geänderten Topologie erforder- lieh.The procedure of the prior art requires that the configured topology of the communication network and the actual actual topology of the communication network match. In particular, in the actual topology each projek ¬ oriented main participant must be in place no additional main participant must be present and the main participant must be connected according to the configured topology. If the actual topology changes - whether by adding an additional principal, by removing a principal participant, or by changing the arrangement of the main participants - a new planning of the communication (or more general determination of the topology-dependent communication data) is required on the basis of the changed topology - lent.
Die Gründe, weshalb eine Isttopologie geändert werden kann, sind vielfältiger Natur. Beispielsweise kann eine größere Produktionsmaschine schrittweise in Betrieb genommen werden, können Ausbaustufen einer Maschine oder Anlage in einer anderen Reihenfolge als ursprünglich geplant erfolgen oder können ausgefallene Hauptteilnehmer aus dem Kommunikationsnetz ent- fernt werden.The reasons why an actual topology can be changed are manifold. For example, a larger one If the production machine is put into operation step by step, expansion stages of a machine or plant can take place in a different order than originally planned, or failed main participants can be removed from the communication network.
Im Stand der Technik wird für die erneute Ermittlung der to- pologieabhängigen Kommunikationsdaten das bereits erwähnte Engineering System benötigt. Die Interaktion mit dem Enginee- ring System ist eine hochspezialisierte Tätigkeit. Der norma¬ le Inbetriebnehmer der gesteuerten Maschine bzw. Anlage und der Betreiber der gesteuerten Maschine bzw. Anlage sind hierdurch in aller Regel überfordert.In the prior art, the above-mentioned engineering system is required for the re-determination of the to-pology-dependent communication data. The interaction with the engineering system is a highly specialized activity. The norma ¬ le commissioning the controlled machine or system and the operator of the controlled machine or system are thereby overwhelmed by the rule.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einThe object of the present invention is a
Kommunikationsnetz der obenstehend beschriebenen Art derart weiter zu entwickeln, dass Änderungen einer einmal projektierten Isttopologie ohne Engineering System möglich sind und dennoch im Betrieb des Kommunikationsnetzes eine topologieab- hängige Kommunikation der Hauptteilnehmer möglich ist.Communication network of the type described above further develop such that changes in a once configured actual topology without engineering system are possible and yet a topology-dependent communication of the main participants is possible in the operation of the communication network.
Die Aufgabe wird durch ein Kommunikationsnetz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by a communication network with the features of claim 1.
Erfindungsgemäß enthält das Kommunikationsnetz einen Topolo- gieserver, wobei der Topologieserver derart programmiert ist, dass er prüft, ob ein netzwerkinternes Ereignis eingetreten ist, und im Falle des Eintritts des netzwerkinternen Ereig¬ nisses selbsttätig die aktuelle Isttopologie ermittelt, an- hand von den Hauptteilnehmern zugeordneten Kommunikationsbeziehungen topologieabhängige Kommunikationsdaten ermittelt und an jeden Hauptteilnehmer den für ihn relevanten Teil der topologieabhängigen Kommunikationsdaten übermittelt.According to the invention, the communication network includes a topology server, the topology server is programmed such that it checks whether a network-internal event has occurred, and in the case of entry of the internal network EVENT ¬ Nisses automatically determines the current actual topology, hand arrival of the main participants associated Communication relationship determined topology-dependent communication data and transmitted to each main participant the relevant for him part of the topology-dependent communication data.
Das netzwerkinterne Ereignis kann insbesondere ein Zeitab¬ lauf, eine Änderung der aktuellen Isttopologie und/oder ein Hochlauf sein. Zusätzlich kann der Topologieserver auch dann die aktuelle Isttopologie und die topologieabhängigen Kommunikationsdaten ermitteln und die topologieabhängigen Kommunikationsdaten übermitteln, wenn ihm von einem Bediener des Kommunikations- netzes von außen ein Anstoßsignal vorgegeben wird.The network-internal event can especially be a Zeitab ¬ run, a change in the current actual topology and / or a power-up. In addition, the topology server can then determine the current actual topology and the topology-dependent communication data and transmit the topology-dependent communication data when it is specified by an operator of the communication network from the outside an initiation signal.
Die topologieabhängigen Kommunikationsdaten können insbesondere eine Kommunikationsplanung umfassen.The topology-dependent communication data may in particular include communication planning.
Der Topologieserver kann als vollwertiges Engineering System ausgebildet sein. In diesem Fall sind von ihm nicht nur die topologieabhängigen Kommunikationsdaten ermittelbar. Vielmehr sind auch die den Hauptteilnehmern zugeordneten Kommunikationsbeziehungen von ihm änderbar. Vorzugsweise ist der Topolo- gieserver jedoch derart programmiert, dass die den Hauptteil¬ nehmern zugeordneten Kommunikationsbeziehungen von ihm nicht änderbar sind. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass der Topologieserver erheblich kompakter realisiert werden kann.The topology server can be designed as a full-fledged engineering system. In this case, not only the topology-dependent communication data can be determined by him. Rather, the communication relationships assigned to the main participants can also be changed by him. Preferably, the topologies However gieserver programmed such that the main part ¬ holders associated communication relationships of it can not be changed. This measure ensures that the topology server can be realized considerably more compactly.
Vorzugsweise führt der Topologieserver die Ermittlung und die Übermittlung der topologieabhängigen Kommunikationsdaten nur dann durch, wenn im Topologieserver keine frühere Isttopologie und/oder keine der früheren Isttopologie zugeordneten topologieabhängigen Kommunikationsdaten gespeichert sind oder im Topologieserver zwar eine frühere Isttopologie und der früheren Isttopologie zugeordnete topologieabhängige Kommuni¬ kationsdaten gespeichert sind, die frühere Isttopologie je¬ doch von der aktuellen Isttopologie abweicht.Preferably, the topology server performs the calculation and the transmission of topology-dependent communication data through only if no previous actual topology and / or none of the previous actual topology stored associated topology-dependent communication data in the topology server or indeed a previous actual topology and the previous actual topology assigned in the topology server topology-dependent communi ¬ cation data are stored, the previous actual topology per ¬ but different to the current actual topology.
Es ist möglich, dass der Topologieserver bei der Ermittlung der aktuellen Isttopologie ermittelt, ob und gegebenenfalls welche Ergänzungsteilnehmer das Kommunikationsnetz enthält. Alternativ oder zusätzlich kann die frühere Isttopologie etwaige im Kommunikationsnetz enthaltene Ergänzungsteilnehmer umfassen. Der Topologieserver ist in diesem Fall vorzugsweise derart ausgebildet, dass er die Ermittlung und die Übermitt¬ lung der Kommunikationsplanung nicht durchführt, wenn die ak- tuelle Isttopologie nur bezüglich der Ergänzungsteilnehmer von der früheren Isttopologie abweicht.In the determination of the current actual topology, it is possible that the topology server determines whether and, if appropriate, which supplemental participant contains the communication network. Alternatively or additionally, the earlier actual topology may include any supplemental participants included in the communication network. The topology server is preferably formed in this case such that it does not perform the determination and the transfer Mitt ¬ development of communication scheduling when the ac- actual actual topology differs only from the former actual topology with regard to the supplementary participants.
Für den Fall, dass der Topologieserver bei der Ermittlung der aktuellen Isttopologie auch ermittelt, ob und gegebenenfalls welche Ergänzungsteilnehmer im Kommunikationsnetz enthalten sind, ist der Topologieserver vorzugsweise derart program¬ miert, dass - analog zu den Hauptteilnehmern - den Ergänzungsteilnehmern zugeordnete Kommunikationsbeziehungen von ihm nicht änderbar sind.In the event that the topology server also determines in the determination of the current actual topology, and if so which complement participants are included in the communication network, the topology server is preferably such program ¬ mized that - analogously to the main participants - the complement participants associated communication relationships of it can not be changed are.
Vorzugsweise übermittelt der Topologieserver an die Haupt¬ teilnehmer selbsttätig Aktivierungssignale zum Aktivieren der übermittelten Teile der topologieabhängigen Kommunikationsda- ten. Dadurch kann mittels des Topologieservers festgelegt werden, ab welchem Zeitpunkt die an die Hauptteilnehmer übermittelten topologieabhängigen Kommunikationsdaten gültig sind.Preferably, the topology server automatically transmits activation signals to the main subscribers for activating the transmitted parts of the topology-dependent communication data. By means of the topology server, it can be determined from which point in time the topology-dependent communication data transmitted to the main subscribers is valid.
Vorzugsweise ordnet der Topologieserver die von ihm ermittel¬ ten topologieabhängigen Kommunikationsdaten der aktuellen Isttopologie zu und speichert die aktuelle Isttopologie und die von ihm ermittelten topologieabhängigen Kommunikationsdaten ab. Dadurch ist ein Aktualisieren der Isttopologie und der topologieabhängigen Kommunikationsdaten möglich.Preferably, the topology server assigns the ermittel him ¬ th topology-dependent communication data of the current actual topology and stores the current actual topology and determined by him topology dependent communication data from. This makes it possible to update the actual topology and the topology-dependent communication data.
Vorzugsweise speichert der Topologieserver die von ihm ermit¬ telte aktuelle Isttopologie und/oder die von ihm ermittelten topologieabhängigen Kommunikationsdaten derart, dass sie von anderen Einrichtungen abrufbar sind. Beispielsweise können sie von einem anderen Rechner abgerufen werden. Der andere Rechner kann insbesondere das bereits erwähnte Engineering System sein.Preferably, the topology server stores the ermit ¬ Telte from it current actual topology and / or determined by it topology-dependent communication data such that they can be accessed by other devices. For example, they can be retrieved from another machine. The other computer may in particular be the already mentioned engineering system.
Vorzugsweise prüft der Topologieserver, ob die den Hauptteil¬ nehmern zugeordneten Kommunikationsbeziehungen mittels der aktuellen Isttopologie realisierbar sind. Je nach Ergebnis der Prüfung kann der Topologieserver über eine Mensch-Maschi- ne-Schnittstelle des Kommunikationsnetzes eine Fehlermeldung ausgeben oder die topologieabhängigen Kommunikationsdaten ermitteln. Durch diese Maßnahme können die Betriebssicherheit und der Betriebskomfort des Kommunikationsnetzes erhöht wer- den .Preferably, the topology server checks whether the associated main part ¬ holders communication relationships by means of the current actual topology can be realized. Depending on the result of the check, the topology server can use a man-machine ne interface of the communication network issue an error message or determine the topology-dependent communication data. By means of this measure, the operational safety and the operating comfort of the communication network can be increased.
In analoger Weise prüft der Topologieserver vorzugsweise, ob die von ihm ermittelten topologieabhängigen Kommunikationsdaten gewährleisten, dass zwischen den Hauptteilnehmern erfol- gende Kommunikationen eine vorbestimmte Zeitschranke erfül¬ len. Je nach Ergebnis der Prüfung kann der Topologieserver über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle des Kommunikations¬ netzes eine Warnmeldung ausgeben. Durch die Warnmeldung wird ein Bediener darauf hingewiesen, dass eine Echtzeitbedingung, d. h. eine Reaktion innerhalb der vorbestimmten Zeitschranke, nicht mehr erfüllt ist.In an analogous manner the topology server preferably checks whether the topology determined by it dependent data communication to ensure that between the main participants communications unit concluded a predetermined time limit fulfillment ¬ len. Depending on the result of the inspection of the topology server can issue a warning message via a man-machine interface of the communication ¬ network. The warning informs an operator that a real-time condition, ie a reaction within the predetermined time limit, is no longer fulfilled.
Der Topologieserver wird in der Regel bei einer industriellen Steuerung eingesetzt. In diesem Fall ist er vorzugsweise ei- ner Mensch-Maschine-Schnittstelle der industriellen Steuerung oder einem Ein-/Ausgabecontroller der industriellen Steuerung zugeordnet. Er kann in die Einrichtung, der er zugeordnet ist, integriert sein.The topology server is usually used in industrial control. In this case, it is preferably associated with a human machine interface of the industrial controller or an input / output controller of the industrial controller. He may be integrated into the facility to which he is assigned.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:Further advantages and details will become apparent from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the drawings. In a schematic representation:
FIG 1 ein Blockschaltbild eines Kommunikationsnetzes,1 shows a block diagram of a communication network,
FIG 2 ein Blockschaltbild eines Hauptteilnehmers,2 shows a block diagram of a main participant,
FIG 3 bis 5 Ablaufdiagramme und3 to 5 are flowcharts and
FIG 6 und 7 Varianten des Kommunikationsnetzes von FIG 1.6 and 7 variants of the communication network of FIG. 1
Gemäß FIG 1 weist ein Kommunikationsnetz Hauptteilnehmer 1 auf. Die Hauptteilnehmer 1 sind gemäß FIG 1 beispielsweise in netzwerktopologischer Hinsicht in einer Linienstruktur angeordnet. Eine aktuelle Isttopologie, gemäß der die Hauptteil¬ nehmer 1 miteinander verbunden sind, entspricht daher der Linienstruktur, gegebenenfalls in Verbindung mit der Reihenfol- ge der Hauptteilnehmer 1 in der Linienstruktur.According to FIG. 1, a communication network has main subscribers 1. The main participants 1 are shown in FIG 1, for example, in network topology arranged in a line structure. A current actual topology, according to which the main part ¬ slave 1 are connected with each other, therefore, corresponds to the line structure, optionally in conjunction with the Reihenfol- ge of the main station 1 in the line structure.
Die Anordnung der Hauptteilnehmer 1 in einer Linienstruktur ist nicht zwingend erforderlich. Es könnten auch andere Strukturen gegeben sein, beispielsweise eine Ringstruktur oder eine Doppelringstruktur.The arrangement of the main participants 1 in a line structure is not mandatory. There could also be other structures, for example a ring structure or a double-ring structure.
Zusätzlich zu den Hauptteilnehmern 1 können Ergänzungsteilnehmer 2 vorhanden sein. Die Ergänzungsteilnehmer 2 sind nicht in der Topologiestruktur der Hauptteilnehmer 1 angeord- net, sondern nur über die Hauptteilnehmer 1 an das Kommunikationsnetz angebunden.In addition to the main participants 1, supplemental participants 2 may be present. The supplementary participants 2 are not arranged in the topology structure of the main subscribers 1, but are only connected to the communication network via the main subscribers 1.
Die Hauptteilnehmer 1 weisen, soweit es die Kommunikation der Hauptteilnehmer 1 untereinander betrifft, gemäß FIG 2 vor- zugsweise folgende Grundstruktur auf:As far as the communication of the main participants 1 with respect to one another is concerned, the main participants 1 preferably have the following basic structure according to FIG. 2:
Sie weisen eine Schnittstelle 3 auf, über die sie mit anderen Hauptteilnehmern 1 unmittelbar verbunden sind. Die Schnittstelle 3 kann beispielsweise zwei Teilschnittstellen 4, 5 aufweisen, wobei jede Teilschnittstelle 4, 5 entweder mit ge¬ nau einer Teilschnittstelle eines anderen Hauptteilnehmers 1 verbunden ist oder terminiert ist. Derartige Ausgestaltungen der Schnittstelle 3 sind insbesondere bei Ethernet-basierten Kommunikationsnetzen allgemein üblich.They have an interface 3, via which they are directly connected to other main participants 1. The interface 3 5 may have, for example, two partial interfaces 4, wherein each part of interface 4, 5 is connected with either ge ¬ precisely a part interface of another Participant 1 or terminated. Such embodiments of the interface 3 are common, especially in Ethernet-based communication networks.
Die Schnittstelle 3 ist mit einer Filterschaltung 6 verbunden. Die Filterschaltung 6 nimmt Datenpakete P die ihr über die Schnittstelle 3 zugeführt werden entgegen. Sie prüft, ob das entgegen genommene Datenpaket P für den Hauptteilnehmer 1 bestimmt ist, in dem die Filterschaltung 6 angeordnet ist.The interface 3 is connected to a filter circuit 6. The filter circuit 6 receives data packets P which are supplied to it via the interface 3. It checks whether the received data packet P is intended for the main subscriber 1, in which the filter circuit 6 is arranged.
Wenn das entgegen genommene Datenpaket P für den empfangenden Hauptteilnehmer 1 bestimmt ist, führt die Filterschaltung 6 das Datenpaket P einer Verarbeitungsschaltung 7 des Haupt- teilnehmers 1 zu. Weiterhin speist die Filterschaltung 6 Da¬ tenpakete P, die von dem Hauptteilnehmer 1, in dem die Filterschaltung 6 angeordnet ist, gesendet werden, über die Schnittstelle 3 in die Isttopologie (hier: die Linienstruk- tur) ein.If the received data packet P is intended for the receiving main subscriber 1, the filter circuit 6 carries the data packet P of a processing circuit 7 of the main processor. Participant 1 to. Furthermore, feeding the filter circuit 6 Da ¬ tenpakete P that are sent from the main station 1, in which the filter circuit 6 is arranged, in the actual topology via the interface 3 (here, the line structure) a.
Welche der empfangenen Datenpakete P für den jeweiligen Hauptteilnehmer 1 bestimmt sind und welche Datenpakete P der jeweilige Hauptteilnehmer 1 an die anderen Hauptteilnehmer 1 übermitteln muss, ist auf Grund von Kommunikationsbeziehungen 8 bekannt, die in einem Beziehungsspeicher 9 hinterlegt sind. Der Beziehungsspeicher 9 ist mit der Filterschaltung 6 verbunden, damit die Filterschaltung 6 dessen Inhalt auslesen und entsprechend verwerten kann.Which of the received data packets P are intended for the respective main subscriber 1 and which data packets P the respective main subscriber 1 must transmit to the other main users 1 is known on the basis of communication relationships 8 which are stored in a relationship memory 9. The relationship memory 9 is connected to the filter circuit 6 so that the filter circuit 6 can read its contents and utilize accordingly.
Wenn die Schnittstelle 3 als einteilige Schnittstelle ausge¬ bildet ist, die über eine Stichleitung an die Linienstruktur angekoppelt ist, wird die Linienstruktur durch die Schnitt¬ stelle 3 nicht aufgetrennt. Empfangene Datenpakete P, die zu der Schnittstelle 3 gelangen, werden in diesem Fall simultan auch den anderen Hauptteilnehmern 1 zugeführt. Gesendete Datenpakete P werden in beide Richtungen den anderen Hauptteilnehmern 1 zugeführt. Das Verhalten der Filterschaltung 6 ist in diesem Fall bezüglich empfangener Datenpakete P bis auf das Zuführen der Datenpakete P zur Verarbeitungsschaltung 7 unabhängig davon, ob das empfangene Datenpaket P für den je¬ weiligen Hauptteilnehmer 1 bestimmt ist oder nicht. Ebenso wird ein gesendetes Datenpaket P stets in beide Richtungen ausgesendet. Auch das Aussenden ist in diesem Fall unabhängig davon, ob der Hauptteilnehmer 1, für den das gesendete Datenpaket P bestimmt ist, links oder rechts von dem in FIG 2 dar¬ gestellten Hauptteilnehmer 1 angeordnet ist.If the interface 3 is ¬ forms a one-piece interface that is coupled via a branch line to the line structure, the line structure is not separated by the interface 3 ¬. Received data packets P, which reach the interface 3, are in this case also simultaneously supplied to the other main subscribers 1. Sent data packets P are fed to the other main participants 1 in both directions. The behavior of the filter circuit 6 is in this case with respect to received data packets P except for the feeding of the data packets P to the processing circuit 7, regardless of whether the received data packet P is determined for the respective main participant 1 ¬ or not. Likewise, a transmitted data packet P is always transmitted in both directions. Also, the emission is independent of whether the main station 1, for the transmitted data packet P is determined, left or right of the ¬ represent provided in FIG 2 the main station 1 is arranged in this case.
Wenn die Schnittstelle 3 hingegen die beiden Teilschnittstel- len 4, 5 aufweist - die Linie also auftrennt -, wie dies bei dem in FIG 2 dargestellten Hauptteilnehmer 1 der Fall ist, arbeitet die Filterschaltung 6 auf andere Weise. Bei einer ungeplanten (bzw. allgemeiner topologieunabhängi- gen) Kommunikation nimmt die Filterschaltung 6 jedes über eine der Teilschnittstellen 4, 5 (z. B. die Teilschnittstelle 4) empfangene Datenpaket P entgegen. Sie prüft, ob das entge- gen genommene Datenpaket P für den „eigenen" Hauptteilnehmer 1 bestimmt ist. Ist das Datenpaket P für den eigenen Haupt¬ teilnehmer 1 bestimmt, führt sie das Datenpaket P der Verar¬ beitungsschaltung 7 zu. Sie führt es in diesem Fall hingegen nicht der anderen der Teilschnittstellen 4, 5 (z. B. der Teilschnittstelle 5) zu. Sie filtert es also aus der Linie (bzw. allgemeiner aus der aktuellen Isttopologie) aus. Ist das entgegen genommene Datenpakt P nicht für den eigenen Hauptteilnehmer 1 bestimmt, speist die Filterschaltung 6 das entgegen genommene Datenpaket P über die andere der Teil- schnittsteilen 4, 5 (z. B. die Teilschnittstelle 5) wieder in die Linie ein, so dass es dem nächsten Hauptteilnehmer 1 zugeführt wird. Der Verarbeitungsschaltung 7 wird das Datenpa¬ ket P in diesem Fall nicht zugeführt.On the other hand, if the interface 3 has the two subinterfaces 4, 5 - ie the line is separated - as is the case with the main user 1 shown in FIG. 2, the filter circuit 6 operates in a different way. In an unplanned (or more generally topology-independent) communication, the filter circuit 6 receives each data packet P received via one of the subinterfaces 4, 5 (eg the subinterface 4). It checks whether the entge- gen taken data packet P for the "own" main station 1 determines is If the data packet P for its own main ¬ subscriber 1 determines., Leads the data packet P of the proces ¬ beitungsschaltung 7 to you will be attracted to. In contrast, in this case, it does not belong to the other of the subinterfaces 4, 5 (for example, the subinterface 5), ie it filters it out of the line (or more generally from the current actual topology.) If the accepted data packet P is not for one's own If the main subscriber 1 determines, the filter circuit 6 feeds the received data packet P back into the line via the other of the subsection parts 4, 5 (eg the subinterface 5) so that it is fed to the next main subscriber 1. The processing circuit 7, the Datenpa ¬ ket P is not supplied in this case.
Bei zu sendenden Datenpaketen P ist der Filterschaltung 6 bei einer ungeplanten Kommunikation in der Regel nicht bekannt, über welche der Teilschaltungen 4, 5 sie das betreffende Da¬ tenpaket P einspeisen muss, um es an den Hauptteilnehmer 1 zu übermitteln, für den das Datenpaket P bestimmt ist. Sie speist das betreffende Datenpaket P bei einer ungeplantenOn send data packets P of the filter circuit 6 is not known when an unscheduled communication usually over which the sub-circuits 4, 5 it must feed the respective Since ¬ tenpaket P, to convey it to the main station 1, for which the data packet P is determined. It feeds the relevant data packet P in the event of an unplanned
Kommunikation daher in der Regel über beide Teilschnittstellen 4, 5 in die aktuelle Isttopologie ein.Communication therefore usually via both sub-interfaces 4, 5 in the current actual topology.
Bei einer geplanten Kommunikation ist der Filterschaltung 6 bekannt, über welche der Teilschnittstellen 4, 5 sie mit wel¬ chen der anderen Hauptteilnehmer 1 kommunizieren muss. Sie kann daher zum einen beim Senden eines Datenpaket P dieses Datenpaket P über nur eine der Teilschnittstellen 4, 5 in die Isttopologie einspeisen. Der Datenverkehr wird dadurch effi- zienter gestaltet, da das Kommunikationsnetz geringer belastet wird. Weiterhin kann die Filterschaltung 6 bei empfangenen Datenpaketen P überprüfen, ob die Teilschaltung 4, 5, über die das betreffende Datenpaket P empfangen wurde, mit einer vorbestimmten Teilschaltung 4, 5 korrespondiert. Sie kann dadurch eine etwaige Abweichung bzw. Änderung der Istto- pologie erkennen.In a planned communication of the filter circuit 6 is known, via which of the sub-interfaces 4, 5 it must communicate with wel ¬ chen the other main participant 1. Therefore, it can feed the data packet P into the actual topology via only one of the subinterfaces 4, 5 when sending a data packet P. This makes the data traffic more efficient, since the communication network is less heavily loaded. Furthermore, the filter circuit 6 with received data packets P check whether the subcircuit 4, 5, over which the relevant data packet P was received with a predetermined subcircuit 4, 5 corresponds. It can thereby detect any deviation or change in the actual topology.
Die Zuordnung der Teilschaltungen 4, 5 zu bestimmten anderen Hauptteilnehmern 1 kann die Filterschaltung 6 anhand einer Kommunikationsplanung 10 (bzw. allgemeiner topologieabhängi- gen Kommunikationsdaten 10) ermitteln, die in einem Planungsspeicher 11 hinterlegt ist. Der Planungsspeicher 11 ist mit der Filterschaltung 6 verbunden, so dass die Filterschaltung 6 den Inhalt des Planungsspeichers 11 (also die Kommunikati¬ onsplanung 10) auslesen und verwerten kann. Die Kommunikationsplanungen 10 aller Hauptteilnehmer 1 entsprechen in ihrer Gesamtheit einer Kommunikationsplanung der Isttopologie .The allocation of the subcircuits 4, 5 to certain other main subscribers 1 can determine the filter circuit 6 on the basis of a communication planning 10 (or more generally topology-dependent communication data 10), which is stored in a planning memory 11. The planning memory 11 is connected to the filter circuit 6, so that the filter circuit 6 the content of the planning memory 11 (ie, the Kommunikati ¬ onsplanung 10) can read and use. The communication plans 10 of all main participants 1 in their entirety correspond to a communication planning of the actual topology.
Alternativ oder zusätzlich zur Zuordnung der Teilschnittstellen 4, 5 zu bestimmten anderen Hauptteilnehmern 1 können im Planungsspeicher 11 beispielsweise Daten hinterlegt sein, anhand derer von der Verarbeitungsschaltung 7 (alternativ oder zusätzlich von der Filterschaltung 6) ermittelbar ist, zu welchen Zeitpunkten welche Datenpakete P in die Isttopologie eingespeist werden sollen und/oder zu welchen Zeitpunkten Datenpakte P von anderen Hauptteilnehmern 1 erwartet werden.As an alternative or in addition to the assignment of the subinterfaces 4, 5 to certain other main subscribers 1, data may be stored in the scheduling memory 11, for example, from which the processing circuit 7 (alternatively or additionally from the filter circuit 6) can determine which data packets P in which Actual topology should be fed and / or at what times data packets P are expected from other main participants 1.
Wenn die Isttopologie verändert wird, muss - zumindest in der Regel - die Kommunikationsplanung 10 der Hauptteilnehmer 1 geändert werden. Dies wird nachfolgend anhand eines einfachen Beispiels erläutert.If the actual topology is changed, the communication planning 10 of the main participants 1 must be changed, at least as a rule. This will be explained below with reference to a simple example.
Man nehme an, das Kommunikationsnetz weise zwei äußere und einen mittleren Hauptteilnehmer 1 auf. Jeder Hauptteilnehmer 1 sei entsprechend FIG 2 ausgebildet. Der mittlere Hauptteil¬ nehmer 1 sei über jede seiner beiden Teilschnittstellen 4, 5 mit je einem der äußeren Hauptteilnehmer 1 verbunden. Die beiden äußeren Hauptteilnehmer 1 seien über eine ihrer beiden Teilschnittstellen 4, 5 mit dem mittleren Hauptteilnehmer 1 verbunden, die andere der Teilschnittstellen 4, 5 sei terminiert. Bei dem obenstehend erläuterten Beispiel kommunizieren die beiden äußeren Hauptteilnehmer 1 ausschließlich über die nicht terminierte Teilschnittstelle 4, 5 mit den anderen Hauptteilnehmern 1. Die terminierten Teilschnittstellen 4, 5 werden nicht genutzt. Bereits ein Vertauschen von terminier- ter und benutzter Teilschnittstelle 4, 5 der äußeren Haupt¬ teilnehmer 1 stellt in diesem Fall eine Topologieänderung dar, die in den Kommunikationsplanungen 10 der beiden äußeren Hauptteilnehmer 1 entsprechend berücksichtigt werden muss.Assume that the communication network has two outer and one middle main participant 1. Each main participant 1 is formed according to FIG. The central main ¬ participants 1 is connected via each of its two sub-interfaces 4, 5, each with one of the outer main participant 1. The two outer main participants 1 are connected via one of its two sub-interfaces 4, 5 with the central main participant 1, the other of the sub-interfaces 4, 5 is terminated. In the example explained above, communicate the two outer main participants 1 exclusively on the non-terminated sub-interface 4, 5 with the other main participants 1. The terminated sub-interfaces 4, 5 are not used. Already interchanging terminierter and used sub-interface 4, 5 of the outer main participants ¬ 1 in this case represents a topology change, which must be considered in the communication planning 10 of the two outer main participant 1 accordingly.
Im Stand der Technik erfolgt die Ermittlung der Gesamtheit der Kommunikationsplanung 10 mittels eines Engineering Systems, mittels dessen auch die Kommunikationsbeziehungen 8 der Hauptteilnehmer 1 projektierbar sind. Bei der vorliegenden Erfindung hingegen ist gemäß FIG 1 an das Kommunikationsnetz ein Topologieserver 12 angekoppelt. Der Topologieserver 12 ist eine softwareprogrammierbare Einrichtung. Dem Topologie¬ server 12 wird über eine geeignete Schnittstelle 13 ein Com¬ puterprogramm 14 zugeführt, das auf einem Datenträger 15 gespeichert ist. Der Datenträger 15 kann gemäß FIG 1 beispiels- weise als USB-Memorystick ausgebildet sein. Hiermit korres¬ pondierend ist die Schnittstelle 13 in diesem Fall als USB- Schnittstelle ausgebildet. Die Ausbildung des Datenträgers 15 und der Schnittstelle 13 können auch andersartig sein. Bei¬ spielsweise ist eine Ausbildung als CD-ROM und CD-Laufwerk oder als Festplatte bzw. RAM eines Servers und Internetanbin¬ dung möglich.In the prior art, the entirety of the communication planning 10 is determined by means of an engineering system, by means of which the communication relationships 8 of the main participants 1 can also be configured. In contrast, in the present invention, according to FIG. 1, a topology server 12 is coupled to the communications network. The topology server 12 is a software programmable device. The topology ¬ server 12 is supplied via a suitable interface 13, a Com ¬ computer program 14, which is stored on a data carrier 15. According to FIG. 1, the data carrier 15 can be designed, for example, as a USB memory stick. Corresponding ¬ ponding the interface 13 is formed in this case as a USB interface. The design of the data carrier 15 and the interface 13 may also be different. In ¬ example, training as a CD-ROM and CD drive or as a hard drive or RAM of a server and Internetanbin ¬ tion is possible.
Das Computerprogramm 14 ist derart ausgebildet, dass der To¬ pologieserver 12 auf Grund der Programmierung durch das Com- puterprogramm 14 ein Verfahren ausführt, das nachstehend in Verbindung mit FIG 3 näher erläutert wird.The computer program 14 is designed such that the to ¬ pologieserver 12 due to the programming by the computer program 14 executes a method which will be explained in more detail below in conjunction with FIG.
Gemäß FIG 3 prüft der Topologieserver 12 bei Abarbeitung des Computerprogramms 14 zunächst in einem Schritt Sl, ob ein netzwerkinternes Ereignis eingetreten ist. Das netzwerkinter¬ ne Ereignis kann beispielsweise ein Zeitablauf, eine Änderung der aktuellen Isttopologie oder ein Hochlauf sein. Es kann beispielsweise geprüft werden, ob seit der letzten Überprü- fung der aktuellen Isttopologie eine Stunde oder ein Tag oder ein beliebiger anderer Zeitraum (größer als ein Tag, kleiner als eine Stunde, zwischen einer Stunde und einem Tag) ver¬ strichen ist. Auch eine Kombination mehrerer Möglichkeiten kann das netzwerkinterne Ereignis darstellen. Auch ein Ein¬ tritt eines anderen netzwerkinternen Ereignisses kann überprüft werden, z. B. eine Aktualisierung des Computerprogramms 14.According to FIG. 3, when the computer program 14 is processed, the topology server 12 first checks in a step S1 whether an in-network event has occurred. The network- internal event can be, for example, a timeout, a change of the current actual topology or a startup. For example, it is possible to check whether since the last review Fung is the current actual topology for an hour or a day or any other period of time (greater than one day, less than one hour between one hour and one day) ver ¬ painted. A combination of several possibilities can also represent the network-internal event. Even a one ¬ comes of another internal network event can be checked for. B. an update of the computer program 14th
Wenn das netzwerkinterne Ereignis nicht eingetreten ist, ist es optional möglich, dass der Topologieserver 12 einen Schritt S2 ausführt. Im Schritt S2 prüft der Topologieserver 12, ob ihm von einem Bediener des Kommunikationsnetzes von außen ein Anstoßsignal vorgegeben wird.If the network-internal event has not occurred, it is optionally possible for the topology server 12 to perform a step S2. In step S2, the topology server 12 checks whether an initiation signal is given to it by an operator of the communication network from the outside.
Wenn die Prüfung des Schrittes Sl (gegebenenfalls alternativ die Prüfung des Schrittes S2) positiv verlaufen ist, geht der Topologieserver 12 zu einem Schritt S3 über. Im Schritt S3 ermittelt der Topologieserver 12 die aktuelle Isttopologie des Kommunikationsnetzes - nachfolgend mit dem Bezugszeichen 17' versehen. Dieser Schritt ist als solcher bei Engineering Systemen bekannt - vergleiche die Ausführungen in der Beschreibungseinleitung - und muss daher nicht näher erläutert werden .If the check of step S1 (if appropriate, alternatively the check of step S2) has proceeded positively, the topology server 12 proceeds to a step S3. In step S3, the topology server 12 determines the current actual topology of the communication network - subsequently provided with the reference numeral 17 '. This step is known as such in engineering systems - compare the comments in the introduction to the description - and therefore need not be explained in more detail.
Im Schritt S4 ermittelt der Topologieserver 12 anhand der den Hauptteilnehmern 1 zugeordneten Kommunikationsbeziehungen 8 topologieabhängige Kommunikationsdaten 18', beispielsweise eine Gesamtkommunikationsplanung 18'. Der Schritt S4 ist als solcher bei Engineering Systemen ebenfalls bekannt und muss daher nicht näher erläutert werden.In step S4, the topology server 12 determines topology-dependent communication data 18 'based on the communication relationships assigned to the main participants 1, for example a total communication planning 18'. The step S4 is also known as such in engineering systems and therefore need not be explained in detail.
Im Schritt S5 übermittelt der Topologieserver 12 selbsttätig an jeden Hauptteilnehmer 1 den für die relevanten Teil der topologieabhängigen Kommunikationsdaten 18', also z. B. dieIn step S5, the topology server 12 automatically transmits to each main subscriber 1 the information relevant to the relevant part of the topology-dependent communication data 18 ', that is, for example. B. the
Kommunikationsplanung 10 des betreffenden Hauptteilnehmers 1. Beispielsweise kann der Topologieserver 12 Datenpakete P an den betreffenden Hauptteilnehmer 1 übermitteln, so dass die Verarbeitungseinrichtung 7 des betreffenden HauptteilnehmersCommunication planning 10 of the relevant main participant 1. For example, the topology server 12 can transmit data packets P to the relevant main participant 1, so that the Processing device 7 of the relevant main participant
I die für sie bestimmte Kommunikationsplanung 10 entgegen nehmen und im Planungsspeicher 11 hinterlegen kann. Das Hinterlegen der Kommunikationsplanung 10 im Planungsspeicher 11 durch die Verarbeitungseinrichtung 7 ist in FIG 2 durch einen Pfeil von der Verarbeitungsschaltung 7 zum PlanungsspeicherI accept the communication planning 10 intended for it and store it in the scheduling memory 11. The storage of the communication planning 10 in the scheduling memory 11 by the processing device 7 is shown in FIG. 2 by an arrow from the processing circuit 7 to the scheduling memory
II angedeutet.II indicated.
Es ist möglich, dass die Hauptteilnehmer 1 die an sie über- mittelten topologieabhängigen Kommunikationsdaten selbsttätig aktiveren, beispielsweise nach Ablauf einer vorbestimmten Wartezeit. Vorzugsweise jedoch übermittelt der Topologieser- ver 12 in einem Schritt S6 an die Hauptteilnehmer 1 Aktivierungssignale A zum Aktivieren der übermittelten topologieab- hängigen Kommunikationsdaten 18'.It is possible for the main users 1 to automatically activate the topology-dependent communication data transmitted to them, for example after a predetermined waiting time has expired. Preferably, however, in a step S6, the topology server 12 transmits to the main participants 1 activation signals A for activating the transmitted topology-dependent communication data 18 '.
Unabhängig davon, ob die Schritte S3 bis S5 (bzw. S6) ausge¬ führt werden oder nicht, kann ein Schritt S7 nachgeordnet sein, in dem der Topologieserver 12 prüft, ob er die weitere Abarbeitung des Programms 14 einstellen soll. Verläuft diese Prüfung negativ, geht der Topologieserver 12 zum Schritt Sl zurück. Anderenfalls ist die Abarbeitung des Computerpro¬ gramms 14 beendet. Der Schritt S7 ist nur optional. Er könnte entfallen. Wenn er nicht vorhanden ist, muss das Computerpro- gramm 14 erneut aufgerufen werden, um erneut ausgeführt zu werden .Regardless of whether steps S3 to S5 (or S6) leads out ¬ or not, a step S7 may be arranged downstream, in which the topology server 12 checks whether to adjust the further execution of the program fourteenth If this check is negative, the topology server 12 returns to step S1. Otherwise, the execution of the program Computerpro ¬ 14 is completed. Step S7 is only optional. He could be omitted. If it does not exist, computer program 14 must be called again to run again.
Das obenstehend beschriebene Grundprinzip der vorliegenden Erfindung kann auf verschiedene Weise abgewandelt werden. Beispiele derartiger Abwandlungen werden nachfolgend in Verbindung mit den FIG 4 und 5 näher erläutert. Die nachstehend erläuterten Ergänzungen sind in den FIG 4 und 5 vielfach kombiniert erläutert. Sie sind jedoch unabhängig voneinander re¬ alisierbar. Die Kombination der Ergänzungen ist nicht zwin- gend erforderlich.The above-described basic principle of the present invention can be modified in various ways. Examples of such modifications are explained in more detail below in connection with FIGS. 4 and 5. The supplements explained below are explained in many cases combined in FIGS. 4 and 5. However, they are independently re ¬ alisierbar. The combination of supplements is not absolutely necessary.
Gemäß FIG 4 ist es beispielsweise möglich, dem Schritt S3 Schritte Sil bis S13 nachzuschalten. Im Schritt Sil prüft der Topologieserver 12, ob in einem internen Speicher 16 des Topologieservers 12 eine frühere Ist- topologie 17 gespeichert ist. Wenn die Prüfung des Schrittes Sil negativ verläuft, geht der Topologieserver 12 zum Schritt S4 über.According to FIG. 4, it is possible, for example, to follow steps S3 to S13 after step S3. In step S, the topology server 12 checks whether an earlier actual topology 17 has been stored in an internal memory 16 of the topology server 12. If the check of the step Sil is negative, the topology server 12 proceeds to step S4.
Im Schritt S12 prüft der Topologieserver 12, ob im internen Speicher 16 eine Gesamtkommunikationsplanung 18 gespeichert ist, die der im Schritt Sil aufgefundenen früheren Isttopolo- gie 17 zugeordnet ist. Wenn diese Prüfung negativ verläuft, geht der Topologieserver 12 zum Schritt S4 über.In step S12, the topology server 12 checks whether there is stored in the internal memory 16 an overall communication schedule 18 which is assigned to the earlier actual topology 17 found in step S11. If this check is negative, the topology server 12 proceeds to step S4.
Wenn die Prüfung des Schrittes S12 positiv verlaufen ist, prüft der Topologieserver 12 im Schritt S13, ob die imIf the check of step S12 has been positive, then the topology server 12 checks in step S13 whether the in
Schritt S3 ermittelte aktuelle Isttopologie 17' mit der aus dem internen Speicher 16 ausgelesenen früheren Isttopologie 17 übereinstimmt. Wenn die Prüfung des Schrittes S13 negativ verläuft, geht der Topologieserver 12 zum Schritt S4 über.Step S3 determined actual topology 17 'with the read from the internal memory 16 previous actual topology 17 matches. If the check of step S13 is negative, the topology server 12 proceeds to step S4.
Auch ist es möglich, dem Schritt S5 einen Schritt S14 nachzu¬ ordnen. Im Schritt S14 ordnet der Topologieserver 12 die von ihm ermittelte Gesamtkommunikationsplanung 18' der aktuellen Isttopologie 17' zu. Weiterhin speichert er die aktuelle Isttopologie 17' und die von ihm ermittelte Gesamtkommunika¬ tionsplanung 18' ab. Das Abspeichern erfolgt im internen Speicher 16 des Topologieservers 12.It is also possible, arrange the step S5 a step S14 nachzu ¬. In step S14, the topology server 12 assigns the total communication planning 18 'of the current actual topology 17' determined by it. He also saves the current actual topology 17 'and the determined he Gesamtkommunika ¬ tion planning 18' from. The storage takes place in the internal memory 16 of the topology server 12.
Der interne Speicher 16 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sein Speicherinhalt auch bei einem Abschalten einer externen Spannungsversorgung des Topologieservers 12 erhalten bleibt. Beispielsweise kann er als magnetischer Speicher, als EEPROM, als gepuffertes RAM oder anderweitig ausgebildet sein. Er kann mit dem Topologieserver 12 fest verbunden sein oder von ihm lösbar sein. Beispielsweise kann er als USB- Stick ausgebildet sein. Im einfachsten Fall verdrängt die im Schritt S14 abgespei¬ cherte Isttopologie 17' die frühere Isttopologie 17. In die¬ sem Fall verdrängt die abgespeicherte Gesamtkommunikations- planung 18' die zuvor im internen Speicher 16 hinterlegte frühere Gesamtkommunikationsplanung 18. Alternativ ist es möglich, die aktuelle Isttopologie 17' und die vom Topologie- server 12 ermittelte Gesamtkommunikationsplanung 18' zusätzlich zur bisher gespeicherten früheren Isttopologie 17 und zusätzlich zur früher gespeicherten Gesamtkommunikationspla- nung 18 im internen Speicher 16 zu hinterlegen. Gegebenenfalls kann anhand einer Eingabe des Bedieners entschieden werden, ob die neu gespeicherte Isttopologie 17' und die neu gespeicherte Gesamtkommunikationsplanung 18' die bisher gespeicherten Daten 17, 18 verdrängen oder nicht.The internal memory 16 is preferably designed such that its memory contents are retained even when the external power supply of the topology server 12 is switched off. For example, it may be formed as a magnetic memory, as an EEPROM, as a buffered RAM or otherwise. It may be permanently connected to the topology server 12 or be detachable from it. For example, it can be designed as a USB stick. In the simplest case, in step S14 abgespei ¬-assured actual topology displaced 17 ', the former actual topology 17. In the ¬ sem case, the stored overall communication planning 18 displaces' the previously stored in the internal memory 16 earlier total communication planning 18. Alternatively, it is possible for the current Actual topology 17 'and the total communication planning 18' ascertained by the topology server 12 must be stored in the internal memory 16 in addition to the previously stored earlier actual topology 17 and in addition to the previously stored total communication plan 18. If appropriate, it can be decided on the basis of an input by the operator whether the newly stored actual topology 17 'and the newly stored overall communication planning 18' displace the previously stored data 17, 18 or not.
Die im topologieserver-internen Speicher 16 hinterlegte Isttopologie 17 und die im internen Speicher 16 hinterlegte Gesamtkommunikationsplanung 18 sind vorzugsweise von anderen Einrichtungen 20 abrufbar. Dies ist in FIG 1 durch einen ent- sprechenden Pfeil vom internen Speicher 16 zur anderen Einrichtung 20 angedeutet. Die andere Einrichtung 20 kann bei¬ spielsweise als Engineering System ausgebildet sein.The topology server-internal memory 16 stored actual topology 17 and stored in the internal memory 16 total communication planning 18 are preferably retrievable from other devices 20. This is indicated in FIG. 1 by a corresponding arrow from the internal memory 16 to the other device 20. The other device 20 may be configured as a game as the engineering system in ¬.
FIG 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung, die unabhängig von den anderen Ausgestaltungen realisierbar ist.4 shows a further embodiment, which is independent of the other embodiments realizable.
Denn gemäß FIG 4 ist auch der Schritt S3 gegenüber FIG 3 mo¬ difiziert. Im Schritt S3 von FIG 4 ermittelt der Topologie- server 12 nicht nur die aktuelle Isttopologie der Hauptteil- nehmer 1. Er ermittelt zusätzlich, ob und gegebenenfalls wel¬ che Ergänzungsteilnehmer 2 das Kommunikationsnetz enthält. Weiterhin kann - falls vorhanden - der Schritt S14 derart ausgestaltet sein, dass die abgespeicherte Isttopologie 17 auch die Ergänzungsteilnehmer 2 und deren Ankopplung an das Kommunikationsnetz mit umfasst. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Die Ergänzungsteilnehmer 2 sind bezüglich der Frage, ob eine Neuermittlung der Kommunikationsplanungen 10 erforderlich ist, unbeachtlich. Aus diesem Grund ist der Schritt S13 gege¬ benenfalls entsprechend ausgestaltet. In diesem Fall werden im Schritt S13 die frühere und die aktuelle Isttopologie 17, 17' nur auf Übereinstimmung geprüft, soweit es die Kommunika¬ tion der Hauptteilnehmer 1 untereinander betrifft. Im Rahmen des Schrittes S13 wird daher vom Schritt S13 nicht zum Schritt S4 übergegangen, wenn die aktuelle Isttopologie 17' nur bezüglich der Ergänzungssteilnehmer 2 von der früheren Isttopologie 17 abweicht.Because according to FIG 4 and the step S3 compared to FIG 3 is modified ¬ . In step S3 of FIG 4, the topology server 12 determines not only the current actual topology of Hauptteil- contractor 1. It also determines whether and, if appropriate wel ¬ che supplement station 2 includes the communication network. Furthermore, if present, the step S14 can be configured such that the stored actual topology 17 also includes the supplementary participants 2 and their coupling to the communication network. However, this is not mandatory. The supplemental participants 2 are irrelevant with respect to the question of whether a new determination of the communication planning 10 is required. For this reason, the step S13 gege ¬ appropriate, designed accordingly. In this case, in step S13, the previous and the current actual topology 17, 17 'only checked for compliance, as far as the communica ¬ tion of the main participants one another. In the context of step S13, therefore, step S13 does not proceed to step S4 if the current actual topology 17 'differs from the earlier actual topology 17 only with regard to the supplementary participants 2.
Der Topologieserver 12 kann bezüglich seiner Funktionalität als vollwertiges Engineering System ausgebildet sein. Vor- zugsweise ist er jedoch nur in der Lage, die Gesamtkommunika- tionsplanung 18' zu ermitteln und zu übermitteln. Er ist daher vorzugsweise derart programmiert, dass die den Hauptteil¬ nehmern 1 zugeordneten Kommunikationsbeziehungen 8 von ihm nicht änderbar sind. Dies ist in FIG 2 dadurch angedeutet, dass ein Zugriff der Verarbeitungseinrichtung 7 auf den Beziehungsspeicher 9 nur gestrichelt eingezeichnet ist. Denn der Zugriff als solcher ist zwar möglich. Er ist jedoch nur möglich, wenn ein vollwertiges Engineering System an das Kommunikationsnetz angekoppelt ist. Hingegen ist der Zugriff vorzugsweise nicht möglich, wenn nur der Topologieserver 12 an das Kommunikationsnetz angekoppelt ist.The topology server 12 can be designed with regard to its functionality as a full-fledged engineering system. Preferably, however, it is only able to determine and transmit the total communication planning 18 '. Therefore, it is preferably programmed such that the main part 1 ¬ holders associated communication links 8 of it can not be changed. This is indicated in FIG 2, characterized in that an access of the processing device 7 is shown only in dashed lines on the relationship memory 9. Because the access as such is possible. However, it is only possible if a full-fledged engineering system is connected to the communication network. By contrast, the access is preferably not possible if only the topology server 12 is coupled to the communication network.
Aus analogen Gründen ist der Topologieserver 12 vorzugsweise derart programmiert, dass bezüglich gegebenenfalls vorhande- ner Ergänzungsteilnehmer 2 deren Kommunikationsbeziehungen vom Topologieserver 12 ebenfalls nicht änderbar sind.For analogous reasons, the topology server 12 is preferably programmed in such a way that, with regard to optional supplementary participants 2, their communication relationships from the topology server 12 are likewise not changeable.
FIG 5 zeigt zwei weitere Ergänzungen des Grundprinzips von FIG 3. Die beiden Ergänzungen von FIG 5 sind unabhängig von- einander realisierbar. Sie sind alternativ oder zusammen mit einer oder mehreren der Ergänzungen von FIG 4 realisierbar. Gemäß FIG 5 ist dem Schritt S3 ein Schritt S16 nachgeordnet. Im Schritt S16 prüft der Topologieserver 12, ob die den Hauptteilnehmern 1 zugeordneten Kommunikationsbeziehungen 8 mittels der von ihm ermittelten aktuellen Isttopologie 17' realisierbar sind. Wenn die Kommunikationsbeziehungen 8 realisierbar sind, geht der Topologieserver 12 zum Schritt S4 über. Wenn die Kommunikationsbeziehungen 8 nicht realisierbar sind, geht der Topologieserver 12 zu einem Schritt S17 über. Im Schritt S17 gibt der Topologieserver 12 über die Mensch- Maschine-Schnittstelle 19 eine Fehlermeldung an den Bediener aus .5 shows two further additions to the basic principle of FIG. 3. The two supplements of FIG. 5 can be implemented independently of one another. They are alternatively or together with one or more of the supplements of FIG 4 feasible. According to FIG. 5, the step S3 is followed by a step S16. In step S16, the topology server 12 checks whether the communication relationships 8 assigned to the main users 1 can be realized by means of the current topology 17 'determined by the user. If the communication relations 8 are realizable, the topology server 12 proceeds to step S4. If the communication relationships 8 are unrealizable, the topology server 12 proceeds to a step S17. In step S17, the topology server 12 issues an error message to the operator via the human-machine interface 19.
Gemäß FIG 5 sind dem Schritt S4 weiterhin Schritte S18 und S19 nachgeordnet. Im Schritt S18 ermittelt der Topologieser- ver 12 anhand der ihm bekannten Daten des Kommunikationsnet¬ zes - insbesondere eines Arbeitstakts, der zu übertragenden Daten, der Kommunikationsbeziehungen 8 und der Kommunikationsplanungen 10 - eine Reaktionszeit T, innerhalb derer an¬ fallende Datenpakete P vom jeweils sendenden Hauptteilnehmer 1 an den jeweils empfangenden Hauptteilnehmer 1 übermittelt werden. Die Reaktionszeit T vergleicht der Topologieserver 12 im Schritt S19 mit einer vorbestimmten Zeitschranke T' .According to FIG. 5, steps S18 and S19 are furthermore arranged downstream of step S4. In step S18, the Topologieser- determined ver 12 on the basis of his known data of Kommunikationsnet ¬ zes - in particular a working cycle, the data to be transmitted, the communication links 8 and the communication plans 10 - a response time T, within which respectively transmitting at ¬ falling data packets P from Main participant 1 are transmitted to the respective receiving main participant 1. The reaction time T compares the topology server 12 in step S19 with a predetermined time limit T '.
Wenn die Reaktionszeit T die vorbestimmte Zeitschranke T' übersteigt, führt der Topologieserver 12 einen Schritt S20 aus. Im Schritt S20 gibt der Topologieserver 12 - analog zur Fehlermeldung des Schrittes S17 - über die Mensch-Maschine- Schnittstelle 19 eine Warnmeldung an den Bediener aus.When the response time T exceeds the predetermined time limit T ', the topology server 12 executes step S20. In step S20, the topology server 12 - analogous to the error message of step S17 - via the man-machine interface 19 a warning message to the operator.
Der Topologieserver 12 wird vorzugsweise bei industriellenThe topology server 12 is preferably used in industrial
Steuerungen eingesetzt, beispielsweise bei einer speicherpro¬ grammierbaren Steuerung (SPS), einer numerischen Steuerung (CNC) oder einer Motion-Control-Steuerung. Er kann gemäß FIG 1 als eigene Einrichtung ausgebildet sein. Vorzugsweise - siehe die FIG 6 und 7 - ist der Topologieserver 12 jedoch einem der Teilnehmer 1, 2 des Kommunikationsnetzes zugeordnet. Insbesondere ist es möglich, dass der Topologieserver 12 nur über den Teilnehmer 1, 2, dem er zugeordnet ist, mit den Hauptteilnehmern 1 kommunizieren kann. Beispielsweise kann er in den Teilnehmer 1, 2, dem er zugeordnet ist, integriert sein .Controllers used, for example at a speicherpro ¬ programmable logic controller (PLC), a numerical control (CNC), or a motion control controller. It can be designed as a separate device according to FIG. Preferably, however - see FIGS. 6 and 7 - the topology server 12 is assigned to one of the subscribers 1, 2 of the communication network. In particular, it is possible for the topology server 12 to communicate with the users only via the subscriber 1, 2 to whom it is associated Main participants 1 can communicate. For example, it can be integrated in the subscriber 1, 2 to which it is assigned.
Der Teilnehmer 1, 2, dem der Topologieserver 12 zugeordnet ist, ist vorzugsweise einer der Hauptteilnehmer 1. Er kann jedoch alternativ einem der Ergänzungsteilnehmer 2 zugeordnet sein. Als Teilnehmer, dem der Topologieserver 12 zugeordnet ist, kommen insbesondere die bereits erwähnte Mensch-Maschi- ne-Schnittstelle 19 (siehe FIG 6) oder ein Ein-/Ausgabe- controller 21 der industriellen Steuerung (siehe FIG 7) in Frage .The participant 1, 2, to which the topology server 12 is assigned, is preferably one of the main participants 1. However, it may alternatively be assigned to one of the supplementary participants 2. As a subscriber to whom the topology server 12 is assigned, in particular the already mentioned human-machine interface 19 (see FIG. 6) or an input / output controller 21 of the industrial control (see FIG. 7) come into question.
Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Kommunikati- onsnetzes ist insbesondere bei der Inbetriebnahme des Kommu¬ nikationsnetzes eine bisher unereichte Flexibilisierung mög¬ lich. Insbesondere ist bei Änderungen der aktuellen Isttopo- logie 17' während der Inbetriebnahme oder beim Umbau eine An¬ passung der Kommunikationsplanung 18, 18' an die geänderte Isttopologie 17' möglich, ohne ein vollwertiges Engineering System zu benötigen. Bei einem modularen Aufbau wird durch den Topologieserver 12 automatisch eine Anpassung an die jeweils vorhandene Isttopologie 17' (insbesondere zumeist unab¬ hängig von der Reihenfolge des Anbaus der Hauptteilnehmer 1) vorgenommen. Durch die Verlagerung des Topologieserver 12 in eine Komponente, die permanenter Bestandteil des Kommunikati¬ onsnetzes ist, wird weiterhin die Projektierung im Enginee¬ ring System vereinfacht, da im Engineering System keine Kommunikationsplanung mehr durchgeführt werden muss.By means of the configuration of the communication network within the invention is mög ¬ Lich especially when commissioning the commu ¬ nikationsnetzes a previously unereichte flexibility. In particular, in changes to the current actual topology 17 'during start-up or conversion to a ¬ adaptation of the communications planning 18, 18' to the changed actual topology 17 'possible without a full-fledged engineering requiring system. In a modular design, an adaptation to the respectively existing actual topology 17 'is automatically carried out (in particular, usually inde ¬ dependent on the sequence of installation of the main station 1) through the topology server 12th By shifting the topology server 12 into a component that is a permanent part of the Kommunikati ¬ onsnetzes, the configuration in the engineering ¬ ring system is further simplified, since no communication planning must be carried out in the engineering system.
Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein. The above description is only for explanation of the present invention. The scope of the present invention, however, is intended to be determined solely by the appended claims.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kommunikationsnetz mit Hauptteilnehmern (1), die gemäß einer aktuellen Isttopologie (IV) miteinander verbunden sind, wobei das Kommunikationsnetz einen Topologieserver (12) enthält, der derart programmiert ist, dass er prüft, ob ein netzwerkinternes Ereignis eingetreten ist, und im Falle des Eintritts des netzwerkinternen Ereignisses selbsttätig die aktuelle Isttopologie (17') ermittelt, anhand von den Haupt- teilnehmern (1) zugeordneten Kommunikationsbeziehungen (8) selbsttätig topologieabhängige Kommunikationsdaten (18') er¬ mittelt und selbsttätig an jeden Hauptteilnehmer (1) den für ihn relevanten Teil (10) der topologieabhängigen Kommunikationsdaten (18') übermittelt.A communication network with main subscribers (1) interconnected according to a current actual topology (IV), said communication network including a topology server (12) programmed to check if an in-network event has occurred, and if so automatically 'determined based on the main participants (1) associated with the communication relationships (8) automatically topology-dependent communication data (18 of the entry of the network-internal event the current actual topology (17)'), it averages and ¬ automatically to each of the main subscriber (1) to him relevant part (10) of the topology-dependent communication data (18 ') transmitted.
2. Kommunikationsnetz nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das netz¬ werkinterne Ereignis ein Zeitablauf, eine Änderung der aktu¬ ellen Isttopologie (17') und/oder ein Hochlauf ist.2. Communication network according to claim 1, characterized in that the network ¬ internal event is a time out, a change of aktu ¬ ellen actual topology (17 ') and / or a startup is.
3. Kommunikationsnetz nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Topo¬ logieserver (12) auch dann die aktuelle Isttopologie (17') und die topologieabhängigen Kommunikationsdaten (18') ermit- telt und die topologieabhängigen Kommunikationsdaten (18') übermittelt, wenn ihm von einem Bediener des Kommunikations¬ netzes von außen ein Anstoßsignal vorgegeben wird.3. Communication network according to claim 1 or 2, characterized in that the Topo ¬ logieserver (12) also determines the current actual topology (17 ') and the topology-dependent communication data (18') and transmits the topology-dependent communication data (18 '), if it is specified by an operator of the communication ¬ network from the outside an initiation signal.
4. Kommunikationsnetz nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die topo¬ logieabhängigen Kommunikationsdaten (18') eine Kommunikationsplanung (18') umfassen.4. Communication network according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the topo ¬ logipendhängigen communication data (18 ') comprise a communication planning (18').
5. Kommunikationsnetz nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Topo¬ logieserver (12) derart programmiert ist, dass die den Haupt¬ teilnehmern (1) zugeordneten Kommunikationsbeziehungen (8) von ihm nicht änderbar sind. 5. Communication network according to one of the above claims, characterized in that the Topo ¬ logieserver (12) is programmed such that the main ¬ participants (1) associated communication relationships (8) are not changeable by him.
6. Kommunikationsnetz nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Topo- logieserver (12) die topologieabhängigen Kommunikationsdaten (18') nur dann ermittelt und an die Hauptteilnehmer (1) übermittelt, wenn im Topologieserver (12) keine frühere Isttopo- logie (17) und/oder keine der früheren Isttopologie (17) zugeordneten topologieabhängigen Kommunikationsdaten (18) gespeichert sind oder im Topologieserver (12) zwar eine frühere Isttopologie (17) und der früheren Isttopologie (17) zugeord¬ nete topologieabhängige Kommunikationsdaten (18) gespeichert sind, die frühere Isttopologie (17) jedoch von der aktuellen Isttopologie (17') abweicht.6. Communication network according to one of the above claims, characterized in that the topology server (12) only determines the topology-dependent communication data (18 ') and transmits it to the main participants (1) if no previous actual topology (2) in the topology server (12). 17) and / or none of the previous actual topology (17) associated with topology-dependent communication data (18) stored or (in the topology server 12) while a previous actual topology (17) and the previous actual topology (17) are stored zugeord ¬ designated topology-dependent communication data (18) However, the earlier actual topology (17) deviates from the current topology (17 ').
7. Kommunikationsnetz nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Topo¬ logieserver (12) bei der Ermittlung der aktuellen Isttopologie (17') ermittelt, ob und ggf. welche Ergänzungsteilnehmer (2) das Kommunikationsnetz enthält, und/oder dass die frühere Isttopologie (17') etwaige im Kommunikationsnetz enthaltene7. Communication network according to claim 5, characterized in that the Topo ¬ logieserver (12) in determining the current actual topology (17 ') determines whether and possibly which supplementary participants (2) contains the communication network, and / or that the previous actual topology ( 17 ') any contained in the communication network
Ergänzungsteilnehmer (2) umfasst und dass der Topologieserver (12) die Ermittlung und die Übermittlung der topologieabhängigen Kommunikationsdaten (18') nicht durchführt, wenn die aktuelle Isttopologie (17') nur bezüglich der Ergänzungsteil- nehmer (2) von der früheren Isttopologie (17) abweicht.Supplementary participant (2) and that the topology server (12) does not perform the determination and transmission of the topology-dependent communication data (18 '), if the current actual topology (17') only with respect to the supplementary participants (2) from the former actual topology (17 ) deviates.
8. Kommunikationsnetz nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Topo¬ logieserver (12) derart programmiert ist, dass den Ergän- zungsteilnehmern (2) zugeordneten Kommunikationsbeziehungen von ihm nicht änderbar sind.8. Communication network according to claim 7, characterized in that the Topo ¬ logieserver (12) is programmed such that the supplementary participants (2) associated communication relationships are not changeable by him.
9. Kommunikationsnetz nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Topo- logieserver (12) an die Hauptteilnehmer (1) selbsttätig Aktivierungssignale (A) zum Aktivieren der übermittelten Teile (10) der topologieabhängigen Kommunikationsdaten (18') übermittelt. 9. Communication network according to one of the above claims, characterized in that the Topo- logieserver (12) to the main participants (1) automatically activating signals (A) for activating the transmitted parts (10) of the topology-dependent communication data (18 ') transmitted.
10. Kommunikationsnetz nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Topo- logieserver (12) die von ihm ermittelten topologieabhängigen Kommunikationsdaten (18') der aktuellen Isttopologie (17') zuordnet und dass der Topologieserver (12) die aktuelle Isttopologie (17') und die von ihm ermittelten topologieab¬ hängigen Kommunikationsdaten (18') abspeichert.10. Communication network according to one of the above claims, characterized in that the topology server (12) assigns the topology-dependent communication data determined by it (18 ') of the current actual topology (17') and that the topology server (12) the current actual topology (17 '. ) and stores the topology- dependent communication data (18 ') determined by it.
11. Kommunikationsnetz nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Topo¬ logieserver (12) die von ihm ermittelte aktuelle Isttopologie (17') und/oder die von ihm ermittelten topologieabhängigen Kommunikationsdaten (18') derart speichert, dass sie von an- deren Einrichtungen (20) abrufbar ist.11. A communication network according to claim 10, characterized in that the Topo ¬ logy server (12) stores the determined he current actual topology (17 ') and / or determined by it topology-dependent communication data (18') such that it of arrival whose facilities (20) is retrievable.
12. Kommunikationsnetz nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Topo¬ logieserver (12) prüft, ob die den Hauptteilnehmern (1) zuge- ordneten Kommunikationsbeziehungen (8) mittels der aktuellen Isttopologie (17') realisierbar sind, und je nach Ergebnis der Prüfung über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (19) des Kommunikationsnetzes eine Fehlermeldung ausgibt oder die to¬ pologieabhängigen Kommunikationsdaten (18) ermittelt.12. Communication network according to one of the above claims, characterized in that the Topo ¬ logieserver (12) checks whether the main participants (1) associated communication relations (8) by means of the current actual topology (17 ') can be realized, and depending on the result the check via a human-machine interface (19) of the communication network outputs an error message or determines the to ¬ pology-dependent communication data (18).
13. Kommunikationsnetz nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Topo¬ logieserver (12) prüft, ob die von ihm ermittelten topologieabhängigen Kommunikationsdaten (18') gewährleisten, dass zwi- sehen den Hauptteilnehmern (1) erfolgende Kommunikationen eine vorbestimmte Zeitschranke (T' ) erfüllen, und dass der To¬ pologieserver (12) je nach Ergebnis der Prüfung über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (19) des Kommunikationsnetzes eine Warnmeldung ausgibt. 13. Communication network according to one of the above claims, characterized in that the Topo ¬ logieserver (12) checks whether the determined by him topology-dependent communication data (18 ') ensure that see between the main participants (1) occurring communications a predetermined time limit (T '), and that the To ¬ pologieserver (12) depending on the result of the test via a man-machine interface (19) of the communication network outputs a warning message.
14. Kommunikationsnetz nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Topo¬ logieserver (12) bei einer industriellen Steuerung eingesetzt wird und dass der Topologieserver (12) einer Mensch-Maschine- Schnittstelle (19) der industriellen Steuerung oder einem Ein-/Ausgabecontroller (21) der industriellen Steuerung zugeordnet ist.14. Communication network of one of the above claims, characterized in that the Topo ¬ logy server (12) is used in an industrial controller, and that the topology server (12) of a man-machine Interface (19) of the industrial control or an input / output controller (21) is assigned to the industrial control.
15. Kommunikationsnetz nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Topo- logieserver (12) in die Einrichtung (19, 21), der er zugeordnet ist, integriert ist.15. The communication network according to claim 14, wherein a topology server (12) is integrated into the device (19, 21) to which it is assigned.
16. Datenträger mit einem auf dem Datenträger gespeicherten16. Disk with a stored on the disk
Computerprogramm (14), wobei das Computerprogramm (14) derart ausgebildet ist, dass ein Topologieserver (12) nach einem der obigen Ansprüche ausgebildet ist, wenn er mit dem Computer¬ programm (14) programmiert ist. Computer program (14), wherein the computer program (14) is designed such that a topology server (12) is designed according to one of the above claims, when it is programmed with the computer ¬ program (14).
PCT/EP2007/058671 2006-09-13 2007-08-21 Communication network with main users and topology server WO2008031695A1 (en)

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