專利名稱：配置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明特別能夠應(yīng)用于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，例如Profinet RTCreal time^PProfinet IRT(isochronous real time),然而原則上也可以用于任意其它(例如過程現(xiàn)場總線Profibus或者聯(lián)絡(luò)母線Interbus)，優(yōu)選基于以太網(wǎng)的通訊網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，特別是(過程)自動化技術(shù)(工業(yè)以太網(wǎng))的領(lǐng)域內(nèi)，本發(fā)明涉及配置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的方法和裝置，該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點作為特別是基于實時的或者實時連接的、以及必要時同步的或者等時的(isochronen)并且優(yōu)選循環(huán)的、在節(jié)點之間的通訊或者數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?guī)劃設(shè)計和安裝建立的一部分。
背景技術(shù)：
首先，實時和實時連接以及特別是等時的(isochixme)的通訊網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)例如Profinet RT或者Profinet IRT(這種網(wǎng)絡(luò)能夠保證在其至少兩個節(jié)點之間進行基于實時的或者實時連接的以及必要時同步的或者等時的并由此確定的以及必要時等距離的通訊和數(shù)據(jù)傳輸)需要在其安裝建立的過程中預(yù)先進行規(guī)劃或設(shè)計。這至少涉及邏輯配置(例如關(guān)于在Profinet RT和Profinet IRT下傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的順序)和必要時的物理配置(例如關(guān)于在Profinet IRT下的、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸通道)。同步或者等時的通訊和數(shù)據(jù)傳輸(例如能夠以Profinet IRT實現(xiàn))對于傳動技術(shù)中的運動的控制(Motion Control)是必需的，所以對發(fā)動機控制或者定位過程也是必需的。在本發(fā)明申請的范圍內(nèi)將通訊網(wǎng)絡(luò)或者數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)簡單記為網(wǎng)絡(luò)，該通訊網(wǎng)絡(luò)或者數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了在經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)或者通過網(wǎng)絡(luò)連接的節(jié)點之間進行數(shù)據(jù)交換從而實現(xiàn)通訊。上面提到的節(jié)點例如是計算機、可編程存儲控制器或者其它的機器或者儀器，特別是(過程)自動化技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的例如傳感器或者制動器，其通過網(wǎng)絡(luò)彼此通訊和進行數(shù)據(jù)交換并且特別進行數(shù)據(jù)處理 。邏輯配置特別包含所謂的IO映射、待發(fā)送或者待接收的IO數(shù)據(jù)的定義和IO配置。10映射或者映像在儀器的過程數(shù)據(jù)連接或者10數(shù)據(jù)連接中指的是從控制程序的變量到各個過程數(shù)據(jù)對象和10數(shù)據(jù)對象和儀器的網(wǎng)絡(luò)接口(端口和必要時的下級端口)的映射。該儀器首先只以列表(所謂的儀器列表)中的數(shù)據(jù)塊形式存在，或者在該列表中注冊，其中注冊的儀器是可能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，這些儀器優(yōu)選能夠由運行控制程序的控制設(shè)備，特別是可編程存儲的控制器(SPS)(其同樣是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，特別用于驅(qū)動自動化過程)控制，或者被運行控制程序的控制設(shè)備，特別是可編程存儲的控制器(SPS)(其同樣是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，特別用于驅(qū)動自動化過程)控制。此處儀器列表優(yōu)選包括裝置或者機器的不同的變體的所有可能的儀器的數(shù)據(jù)記錄，該裝置或者機器能夠借助控制程序進行控制。儀器數(shù)據(jù)記錄含有一些描述各個儀器部分的信息，例如儀器名稱、產(chǎn)品標記、功能描述，可用接口的個數(shù)和每個唯一的標記以及標記和/或由儀器提供的和為儀器提供的過程數(shù)據(jù)對象或10數(shù)據(jù)對象的定義。
控制程序優(yōu)選由模塊組成并且以優(yōu)選方式包含與每個可能的儀器或者每個儀器類型，和裝置或儀器列表的每個儀器類型，其中各個程序區(qū)段可以包含一個或者若干個功能模塊。在通過控制設(shè)備運行控制程序時，運行對在裝置中確實存在的、并由此連接到網(wǎng)絡(luò)的、并且與控制設(shè)備連接的儀器或者組成部分進行控制所必需的程序塊。IO配置表示在數(shù)據(jù)電報中的過程數(shù)據(jù)或者IO數(shù)據(jù)，特別是鑒于其結(jié)構(gòu)、數(shù)量和順序的組合的定義。物理配置包含網(wǎng)絡(luò)的布局的定義，也就是說網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和節(jié)點之間的連接以及節(jié)點的接口。此外基于至少幾個這類由邏輯或者物理配置得出的信息，對于一個Profinet IRT網(wǎng)絡(luò)還可以通過IRT規(guī)劃算法算出網(wǎng)絡(luò)的IRT通訊參數(shù)，這些參數(shù)定義發(fā)送或者接收的時間點，即數(shù)據(jù)電報從一個節(jié)點傳遞到另一個節(jié)點的時間。為了規(guī)劃和設(shè)計一個實時以及必要時等時的網(wǎng)絡(luò)的邏輯和物理配置，該規(guī)劃和設(shè)計作為為了在新建或改建(過程)自動化裝置之后使該網(wǎng)絡(luò)運行而進行的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和建立的一部分，對于Profinet IRT網(wǎng)絡(luò)已知，信賴該網(wǎng)絡(luò)或者裝置的設(shè)計的人使用所謂的設(shè)計系統(tǒng)，該系統(tǒng)通常通過由數(shù)據(jù)處理設(shè)備實施的設(shè)計裝置形成，在該設(shè)備中還運行用于計算IRT網(wǎng)絡(luò)的IRT通訊參數(shù)的IRT規(guī)劃算法。在該規(guī)劃步驟的最后，通過IRT規(guī)劃算法計算出IRT通訊參數(shù)。緊接著從設(shè)計系統(tǒng)(該系統(tǒng)至少短暫為該目的與網(wǎng)絡(luò)相連)將下列信息傳遞到控制設(shè)備:控制或者管理程序；儀器列表；10映射；10配置；作為網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點以及連接的建立的預(yù)先規(guī)定的設(shè)計布局還有其它IRT通訊參數(shù)。一般這類設(shè)計系統(tǒng)對于許多網(wǎng)絡(luò)類型，除了 Profinet、Profinet RT和Profinet IRT以外還有過程現(xiàn)場總線、聯(lián)絡(luò)母線或者其它的特別是基于以太網(wǎng)的總線是已知并且可得到的。從這些位于控制設(shè)備的信息，特別是從設(shè)計布局和IRT通訊參數(shù)中傳遞出各個相關(guān)的部分到網(wǎng)絡(luò)的每個節(jié)點。然后網(wǎng)絡(luò)節(jié)點自動驗證，直接相鄰的節(jié)點是否與設(shè)計布局的規(guī)劃的節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)接口相符。一旦每個節(jié)點識別出對應(yīng)相符，可以將設(shè)計布局作為實際布局激活并且開始運行含有節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)，或者含有儀器的裝置。然而當節(jié)點在驗證中識別到相鄰節(jié)點的實際狀態(tài)偏離設(shè)計布局時，該節(jié)點向控制設(shè)備發(fā)送診斷報告，該控制設(shè)備阻止網(wǎng)絡(luò)的運行，直至故障排除。圖1中以圖表示出了該已知的實現(xiàn)方法，其中通過設(shè)計布局實現(xiàn)物理配置，而通過IO映射實現(xiàn)邏輯配置，其中IO映射通過儀器列表和控制程序之間的箭頭示出。在圖1中以圖表示出的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法的缺點是，雖然控制程序這樣構(gòu)成，通過相應(yīng)的程序模塊塑造各個儀器、裝置的部分或者機器的部分和功能，由此可以通過控制程序控制一個裝置或者機器的多個變體，但是在網(wǎng)絡(luò)的實際布局或者說實際狀態(tài)通過改變裝置、減少和/或增加儀器而產(chǎn)生每一次改變時，實際布局必須借助設(shè)計系統(tǒng)進行相應(yīng)的匹配并且與基于此而重新計算出的IRT通訊參數(shù)共同重新傳遞到控制設(shè)備，特別是涉及到改變的節(jié)點和相鄰節(jié)點從控制設(shè)備獲取新的信息，特別是設(shè)計布局和IRT參數(shù)，然后處于改變狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)或者裝置可以重新開始運行。根據(jù)實時和必要時等時的網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和規(guī)劃的另一個已知方法設(shè)置，在控制裝備上同時提供若干個替代性的配置，并且特別是各個設(shè)計布局和必要時的IRT參數(shù)對應(yīng)于一個裝置或者機器的所有可能的變體，這些變體不需要通常的設(shè)計系統(tǒng)，而對應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)的每一個實際布局或者實際狀態(tài)，需要通過從屬于控制設(shè)備的人機界面，特別是直接與控制設(shè)備相連的顯示和操作單元進行選擇。該實現(xiàn)方法的問題是，對于變體較多的機器(例如模塊化的機械制造，其中機器的變體種類接近無窮種)不可能實現(xiàn)，對于每一種可能的變體，在控制設(shè)備上已經(jīng)存在所需要的配置包括設(shè)計布局和IRT通訊參數(shù)。根據(jù)德國專利申請DE 102006042949.4的另外一個已知的實現(xiàn)方法基于網(wǎng)絡(luò)的實際布局并且在一定程度上放棄了設(shè)計布局。在通訊網(wǎng)絡(luò)中的所謂的布局服務(wù)器與其它主節(jié)點這樣編程，該服務(wù)器驗證是否在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部有事件發(fā)生，如果在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部有事件發(fā)生，就自動判定當前實際布局，根據(jù)從主節(jié)點映射的通訊關(guān)系自動判定依賴于布局的通訊數(shù)據(jù)，并且自動將依賴于布局的通訊數(shù)據(jù)的與各個主節(jié)點相關(guān)的部分傳輸?shù)礁鱾€主節(jié)點。該實現(xiàn)方法與前述方法相比提供了更高的靈活性。然而缺點是由于放棄了不依賴于實際布局或者說網(wǎng)絡(luò)的實際狀態(tài)的設(shè)計布局而存在安全風險。因為沒有將設(shè)計和實際進行比較，所以不可能可靠地識別出錯誤，例如接線失敗或者至少一個相應(yīng)設(shè)置在機器或者裝置的某個變體中的儀器出錯。此外，雖然這個實現(xiàn)方法設(shè)置了，操作員可以從外面啟動自動配置過程，但是沒有設(shè)置影響配置的其它方法。另外一個問題是，由于雖然可以實現(xiàn)至少部分地將物理配置與變化的網(wǎng)絡(luò)布局進行動態(tài)匹配的實現(xiàn)方法是已知的，但是原則上沒有將邏輯配置與IO映射和/或IO配置的變化進行動態(tài)匹配。而已經(jīng)通過設(shè)計系統(tǒng)定義了 IO映射和/或IO配置始終不變，因此IO映射和/或IO配置需要再次借助設(shè)計系統(tǒng)來進行匹配。當裝置或者機器的一個儀器由于故障需要更換并且新的儀器雖然具有與舊的機器同樣的功能但是需要其它的過程數(shù)據(jù)連接或者IO數(shù)據(jù)連接和/或在數(shù)據(jù)電報中需要其它的過程數(shù)據(jù)或者IO數(shù)據(jù)時，該再次匹配是特別不可行的，因為新的儀器是另外一個類型和/或來自與舊的儀器不同的制造商。然而只有相應(yīng)的專業(yè)人員能夠掌握使用設(shè)計系統(tǒng)，因此對于普通的操作工程師和裝置使用者來說要求就過高了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種替代性的、靈活的并且可靠的作為節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?guī)劃和建立的一部分的節(jié)點配置的方法，該方法至少使上述提到的現(xiàn)有技術(shù)的幾個缺點的其中一點得到改善。該方法特別應(yīng)該適用于具有節(jié)點之間的實時的和必要時同步的或者等時的數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。特別應(yīng)該使設(shè)計系統(tǒng)成為多余的。特別應(yīng)該鑒于網(wǎng)絡(luò)布局能夠?qū)⒃O(shè)計和實際進行比較。特別應(yīng)該避免提供和提前準備大量的設(shè)計布局。特別應(yīng)該能夠進行通訊和網(wǎng)絡(luò)的邏輯配置和/或物理配置。特別應(yīng)該適用于具有多種變體的裝置和機器。本發(fā)明的目的的實現(xiàn)方法為根據(jù)獨立權(quán)利要求的、通過額定狀態(tài)下網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換對網(wǎng)絡(luò)的至少一個節(jié)點進行配置的方法，至少一個節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備相連，該設(shè)備這樣進行編程，響應(yīng)至少一個由操作員給出的與配置相關(guān)的信息，生成大量的對于至少一個節(jié)點的配置所必需的配置數(shù)據(jù)，并且通過網(wǎng)絡(luò)將該生成的大量的配置數(shù)據(jù)的至少部分數(shù)據(jù)傳輸?shù)街辽僖粋€節(jié)點。本發(fā)明的目的的實現(xiàn)方法為根據(jù)另一個獨立權(quán)利要求的、適用于實施前述方法的、具有進行數(shù)據(jù)處理和實施編碼的裝置和與至少一個其它節(jié)點進行數(shù)據(jù)交換的裝置的設(shè)備，該設(shè)備(可以說其本身示出了第一節(jié)點)能夠通過網(wǎng)絡(luò)與至少一個其它節(jié)點連接，其中該設(shè)備編程為，對通過額定狀態(tài)下網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)交換的至少一個其它節(jié)點進行配置。該設(shè)備響應(yīng)至少一個由操作員給出的與配置相關(guān)的信息，生成大量的對于至少一個其它節(jié)點的配置所必需的配置數(shù)據(jù)，并且通過網(wǎng)絡(luò)將該生成的大量配置數(shù)據(jù)的至少部分數(shù)據(jù)傳輸?shù)街辽僖粋€其它節(jié)點。為了對設(shè)備進行編程原則上只需要一次設(shè)計系統(tǒng)或者類似的系統(tǒng)。然后與網(wǎng)絡(luò)相連并且通過網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備相連的節(jié)點無需再次借助設(shè)計系統(tǒng)就可以通過額定狀態(tài)下網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換進行配置，其中操作員由于必須要給出至少一個與配置相關(guān)的信息，所以可以參與到配置過程中。由此一方面存在操作員對原本自動運行的配置過程產(chǎn)生影響的可能，另一方面得到比DE 102006042949.4中描述的實現(xiàn)方法更高的安全性能(稍后將結(jié)合附圖更詳細地闡明)。此外還有優(yōu)點，操作員不用面對非常復(fù)雜的設(shè)計系統(tǒng)，就能鑒于通過網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換來配置節(jié)點。至少一個與配置相關(guān)的信息有利地借助從屬于設(shè)備的人機界面，特別是借助于設(shè)備相連的具有輸入和輸出裝置的操作單元由操作員給出。設(shè)備優(yōu)選這樣編程，通過網(wǎng)絡(luò)配置至少一個其它節(jié)點的數(shù)據(jù)交換的邏輯和/或物
理方面。邏輯方面例如，開頭處已經(jīng)提到的待發(fā)送和待接收的IO數(shù)據(jù)、IO映射和IO配置。物理方面特別是同樣已經(jīng)提到過的網(wǎng)絡(luò)的布局。由此設(shè)備和方法以有利的方式一方面能夠應(yīng)用于例如Profinet RT網(wǎng)絡(luò)(其只需要邏輯配置)中的節(jié)點的配置，也能應(yīng)用于Profinet IRT網(wǎng)絡(luò)(其還需要物理配置)中的節(jié)點的配置。接下來還將借助附圖詳細地闡明:當需要對裝置或者機器的一個儀器進行更換并且新的儀器雖然與舊的儀器功能相同但是需要其它的過程數(shù)據(jù)連接或者IO數(shù)據(jù)連接和/或在數(shù)據(jù)電報中需要其它的過程數(shù)據(jù)或者IO數(shù)據(jù)時，通過本發(fā)明的不用借助設(shè)計系統(tǒng)就能實現(xiàn)的邏輯配置特別具有優(yōu)勢，因為新的儀器是另外一個類型和/或來自與舊的儀器不同的制造商。需要提示一點，如果當前網(wǎng)絡(luò)需要，可以這樣實施設(shè)備和方法，借助設(shè)備只實現(xiàn)邏輯配置或者只實現(xiàn)物理配置，而另一個配置繼續(xù)借助設(shè)計系統(tǒng)實現(xiàn)。大量生成的并且對于至少一個其它節(jié)點的配置鑒于物理方面所必需的配置數(shù)據(jù)特別優(yōu)選地包含網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計布局。由設(shè)備生成涉及由使用者給出的大量與模塊化構(gòu)造的裝置或者機器的當前的變體與配置相關(guān)的信息的設(shè)計布局。由此一方面不再需要為多個可能的變體預(yù)先提供多個設(shè)計布局，然后再從中選擇合適的。另一方面，給出實際的設(shè)計布局作為設(shè)計的預(yù)先規(guī)定，進行設(shè)計與實際的比較，并且識別出故障例如接線錯誤或者至少一個儀器的故障(該故障在機器或者裝置的某個變體中)，并由此保證可靠性。
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)以及網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點的種類和規(guī)格，設(shè)備有利地包含用于數(shù)據(jù)交換的裝置，該裝置設(shè)計為用于通過網(wǎng)絡(luò)進行循環(huán)的、實時連接的和/或等時的數(shù)據(jù)交換。其中該優(yōu)選包含用于實時連接的數(shù)據(jù)交換的裝置的設(shè)備特別優(yōu)選地這樣編程，通過網(wǎng)絡(luò)對至少一個其它節(jié)點鑒于實時連接的數(shù)據(jù)交換進行配置。替代性地或者補充性地，該優(yōu)選包含用于等時的數(shù)據(jù)交換的裝置的設(shè)備特別優(yōu)選地這樣編程，通過網(wǎng)絡(luò)對至少一個其它節(jié)點鑒于等時的數(shù)據(jù)交換進行配置。該設(shè)備為了通過網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)交換而優(yōu)選包含用于數(shù)據(jù)交換的裝置，該網(wǎng)絡(luò)根據(jù)Profinet 規(guī)格、Profinet RT 規(guī)格或者 Profinet IRT 規(guī)格設(shè)計。大量生成的并且對于至少一個其它節(jié)點的配置所必需的配置數(shù)據(jù)優(yōu)選包含大量由設(shè)備計算出的IRT的特定參數(shù)。由此該設(shè)備優(yōu)選設(shè)計為，計算對于Profinet IRT網(wǎng)絡(luò)的配置所需要IRT通訊參數(shù)，由此既不需要為了模塊化構(gòu)成的裝置或者機器的多個可能的變體預(yù)先提供多個IRT參數(shù)塊，然后再從中挑選合適的；也不需要為了重新計算這些參數(shù)的設(shè)計系統(tǒng)。根據(jù)特別優(yōu)選的實施變體，設(shè)備由網(wǎng)絡(luò)和/或至少一個其它節(jié)點讀取大量的與配置相關(guān)的信息，基于此信息生成大量的對于至少一個其它節(jié)點的配置所必需的配置數(shù)據(jù)并且響應(yīng)至少一個由操作員給出的與配置相關(guān)的信息，特別是生成的大量的配置數(shù)據(jù)的解鎖，通過網(wǎng)絡(luò)將生成的大量配置數(shù)據(jù)的至少部分數(shù)據(jù)發(fā)送到至少一個其它節(jié)點。根據(jù)優(yōu)選的實施變體，設(shè)備首先驗證大量生成的并且對于至少一個其它節(jié)點的配置所必需的配置數(shù)據(jù)本身的真實性，然后通過網(wǎng)絡(luò)將生成的大量配置數(shù)據(jù)的至少部分數(shù)據(jù)發(fā)送到至少一個其它節(jié)點。根據(jù)特別優(yōu)選的實施變體，設(shè)備首先驗證大量生成的并且對于至少一個其它節(jié)點的配置所必需的配置數(shù)據(jù)鑒于網(wǎng)絡(luò)和至少一個其它節(jié)點的實際狀態(tài)的真實性，然后通過網(wǎng)絡(luò)將生成的大量配置數(shù)據(jù)的至少部分數(shù)據(jù)發(fā)送到至少一個其它節(jié)點。設(shè)備優(yōu)選這樣編程，其本身借助生成的大量配置數(shù)據(jù)的部分數(shù)據(jù)鑒于通過網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換進行配置。根據(jù)特別優(yōu)選的實施變體，設(shè)備這樣編程，在配置之后控制至少一個其它節(jié)點，其中設(shè)備特別是可編程存儲的控制器。由此根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選設(shè)置，這樣對可編程存儲的控制器進行編程，該控制器不僅僅控制網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(該節(jié)點特別是裝置和機器的儀器)，而是在運行階段的準備階段中鑒于通過網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換可以配置這些節(jié)點，為了實施控制程序的程序編碼和配置程序的程序編碼。此外本發(fā)明根據(jù)另一個獨立權(quán)利要求設(shè)置有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，根據(jù)前述實施形式的設(shè)備包含至少一個其它節(jié)點，該節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)彼此相連并且能夠彼此交換數(shù)據(jù)。此外本發(fā)明根據(jù)另一個獨立權(quán)利要求設(shè)置有具有存儲程序編碼的數(shù)據(jù)載體，其中程序編碼這樣設(shè)計，當該設(shè)備以這些程序編碼進行編程時，將構(gòu)成根據(jù)前述實施形式的設(shè)備。


接下來根據(jù)附圖闡明本發(fā)明的該實施變體和其它優(yōu)選的實施變體以及優(yōu)點。
附圖中示出:圖1:現(xiàn)有技術(shù)中已知的對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行配置的實現(xiàn)方法的圖示；圖2a:根據(jù)本發(fā)明的對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行配置的實施變體的圖示；圖2b和2c:應(yīng)用了根據(jù)圖2a中的本發(fā)明實施變體的、由裝置的第一基礎(chǔ)變體(圖2b)變形得到的第二擴展裝置變體(圖2c)的儀器的配置的示例性圖示；圖3a:對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行配置的根據(jù)本發(fā)明的另一個實施變體的圖示；圖3b和3c:應(yīng)用了根據(jù)圖3a中的本發(fā)明的實施變體的儀器的配置的示例性圖示，之后用第二類型的儀器(圖3c)替代第一類型的儀器(圖3b)。
具體實施例方式圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中已知的對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行配置的實現(xiàn)方法的圖示，大體上已經(jīng)在開頭處進行了描述。為了對儀器A、B、C、D和E以及控制器S (這些儀器和控制器屬于一個在圖1中沒有詳細示出的工業(yè)裝置的某個變體并同時是網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點，這些儀器和控制器按照實際布局300通過該網(wǎng)絡(luò)相連并且能夠傳輸和彼此交換數(shù)據(jù))進行邏輯配置和物理配置，在圖1中給出了，由現(xiàn)有技術(shù)已知的實現(xiàn)方法始終需要一個設(shè)計系統(tǒng)100，該系統(tǒng)通常設(shè)計為在數(shù)據(jù)處理設(shè)備上(通常為PC或者工作站)運行的設(shè)計裝置。這樣設(shè)計實際布局300，首先控制器S通過網(wǎng)絡(luò)接口 I與儀器A的網(wǎng)絡(luò)接口 I相連。儀器A除了網(wǎng)絡(luò)接口 I以外還有兩個網(wǎng)絡(luò)接口，稍后也記作端口，其中儀器A通過端口2與儀器B的端口 I相連并且通過端口 3與儀器C的端口 I相連。儀器B通過其另外一個端口 2與儀器D的端口 I相連，并且儀器C通過其另一個端口 3與儀器E的端口 I相連。此外還有一個在儀器D的端口 3和儀器E的端口 4之間的連接。作為具有至少一個控制器S和多個儀器A至E (該控制器和多個儀器作為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點，在通訊中交換數(shù)據(jù))的裝置的規(guī)劃和建立的一部分，設(shè)計系統(tǒng)用于多個程序子基元。通常這類設(shè)計系統(tǒng)對于大量不同的網(wǎng)絡(luò)類型都是已知的并且可獲得的。一方面，設(shè)計系統(tǒng)用于設(shè)計控制程序或者控制器程序10，控制設(shè)備例如控制器S能夠以該程序進行編程，在裝置運行過程中控制儀器例如儀器A至E，儀器A至E特別為傳感器或者制動器?？刂瞥绦?0包括與至少每個儀器A至E的相應(yīng)的程序編碼。另一方面，借助設(shè)計系統(tǒng)100生成一個節(jié)點列表或者儀器列表20，該列表特別含有控制器S和儀器A至E的數(shù)據(jù)塊，其中每個儀器數(shù)據(jù)塊含有大量信息，這些信息詳細描述了各個儀器。需要注意的是，雖然圖1中的儀器列表顯示為儀器A至E是控制器S的下屬的分級，但是在布局中不是必須要這樣設(shè)計。通過將儀器列表20和控制程序10結(jié)合，以設(shè)計系統(tǒng)100實現(xiàn)了鑒于通過網(wǎng)絡(luò)進行的數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點S和A至E的邏輯配置和物理配置，在這里實施為Profinet IRT,因此網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的通訊是或者應(yīng)該是循環(huán)的、實時連接的和等時的。邏輯配置包括例如IO映射30，該映射在圖1中借助儀器列表20中的儀器數(shù)據(jù)塊和控制程序10之間的箭頭表示。在IO映射(也稱映像)中，控制程序10的各個過程變量或者地址11映射到儀器A至E的在儀器列表20的各個儀器數(shù)據(jù)塊中定義的過程對象或者IO數(shù)據(jù)對象上。在圖1中沒有示出的IO配置同樣屬于邏輯配置，IO配置涉及在數(shù)據(jù)電報中的各個節(jié)點的過程數(shù)據(jù)或者IO數(shù)據(jù)特別是鑒于其構(gòu)成的組成的定義。物理配置在圖1中通過設(shè)計布局40表現(xiàn)，借助該設(shè)計布局計劃出節(jié)點之間的通訊連接，即儀器A至E和控制器S之間的通訊連接。在此與在儀器列表20的儀器數(shù)據(jù)塊中含有的信息和鑒于各個儀器A至E和控制器S和它們的網(wǎng)絡(luò)接口的標記有關(guān)。需要再次提醒，邏輯配置的規(guī)劃原則上可以不依賴于物理配置，特別是不依賴于布局。此外只要存在至少一個儀器列表(其至少包含各個節(jié)點和節(jié)點的各個端口的標記)，物理配置的規(guī)劃特別是設(shè)計布局的規(guī)劃原則上不依賴于邏輯配置。此外根據(jù)圖1，設(shè)計系統(tǒng)100還包含IRT規(guī)劃算法170用于為基于Profinet IRT的網(wǎng)絡(luò)計算IRT通訊參數(shù)，這些參數(shù)定義了例如發(fā)送時間點和接收時間點，即數(shù)據(jù)電報從一個節(jié)點傳輸?shù)搅硪粋€節(jié)點的時間，特別是基于設(shè)計布局40和節(jié)點列表或者儀器列表20以及IO配置的信息。在邏輯配置和物理配置的最后，借助設(shè)計系統(tǒng)100將整個配置信息包括儀器列表20和控制程序10儀器傳輸?shù)娇刂破鱏 (圖中表示為下載)，設(shè)計系統(tǒng)100至少短暫與控制器S相連。由這個當前位于控制器S的配置數(shù)據(jù)可以接著向網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點，即儀器A至E傳輸與各個節(jié)點相關(guān)的信息部分(圖中表示為下載)。網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點自動驗證，其直接相鄰的節(jié)點是否與設(shè)計布局中規(guī)劃的節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)接口相符。一旦各個節(jié)點都識別出彼此相符，可以激活含有儀器的裝置并且激活含有節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)并且開始運行。然而如果當一個節(jié)點在驗證過程中識別出實際狀態(tài)偏離額定狀態(tài)，該節(jié)點發(fā)送一個診斷報告給控制器S，控制器S阻止裝置和網(wǎng)絡(luò)的運行，直至故障被排除。以這種方式和方法，一旦有鑒于實際布局的節(jié)點的改變時(可能由于按照另一個變體進行的裝置的設(shè)計的改變)，該改變表現(xiàn)為添加或者減少至少一個節(jié)點或者節(jié)點之間的連接改變，根據(jù)圖1所示的由現(xiàn)有技術(shù)已知的實現(xiàn)方法必須采取措施。該已知實現(xiàn)方法的缺點是明顯的并且在開頭處已經(jīng)闡述。為了保證可追溯性，在下述鑒于圖2a、2b和2c以及3a、3b和3c的根據(jù)本發(fā)明的實施變體中，對于能夠?qū)Ρ鹊奶卣魇褂迷趫D1的已知實現(xiàn)方法中使用的附圖標記。圖2a示出了用于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點配置的、根據(jù)本發(fā)明的實施變體的示圖。待配置的節(jié)點是儀器A、B、C、D和E以及控制器S，這些儀器和控制器屬于一個在圖2a中沒有詳細示出的工業(yè)裝置的某個變體并通過網(wǎng)絡(luò)根據(jù)實際布局300相連接，且能夠通過網(wǎng)絡(luò)傳輸和彼此交換數(shù)據(jù)。實際布局300這樣設(shè)計，首先控制器S通過網(wǎng)絡(luò)接口 I與儀器A的網(wǎng)絡(luò)接口 I相連。儀器A除了網(wǎng)絡(luò)接口 I以外還有兩個網(wǎng)絡(luò)接口，稍后也記作端口，其中儀器A通過端口 2與儀器B的端口 I相連并且通過端口 3與儀器C的端口 I相連。儀器B通過其另外一個端口 2與儀器D的端口 I相連，并且儀器C通過其另一個端口 3與儀器E的端口 I相連。此外還有一個在儀器D的端口 3和儀器E的端口 4之間的連接。控制器S和儀器A至E除了圖2a中示出的網(wǎng)絡(luò)接口或者端口以外還可以具有其它網(wǎng)絡(luò)接口或者端口，然而在圖中沒有示出，因為未示出的網(wǎng)絡(luò)接口或者端口在實際布局300中沒有網(wǎng)絡(luò)連接。作為具有至少一個控制器和一定量的儀器(該控制器和儀器作為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點，在通訊中交換數(shù)據(jù))的裝置的規(guī)劃和建立的一部分，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計系統(tǒng)100用于多個程序子基元。下面詳細闡述根據(jù)本發(fā)明的實施變體與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別，特別是根據(jù)圖1的現(xiàn)有技術(shù)，并且唯一由此導(dǎo)致的優(yōu)點。一方面，設(shè)計系統(tǒng)100用于設(shè)計控制程序或者控制器程序10，控制設(shè)備例如控制器S能夠以該程序進行編程，在裝置運行過程中控制儀器例如儀器A至E，儀器A至E特別為傳感器或者制動器?？刂瞥绦?0包含與至少每個儀器A至E的相應(yīng)的程序編碼，特別是與在根據(jù)圖2a中的裝置不同的變體中使用的其它儀器的程序編碼。另一方面，借助設(shè)計系統(tǒng)100生成一個節(jié)點列表或者儀器列表20，該列表特別含有控制器S和儀器A至E的數(shù)據(jù)塊，優(yōu)選還含有裝置的其它變體中使用的其它儀器的數(shù)據(jù)塊，其中每個儀器數(shù)據(jù)塊含有大量信息，這些信息詳細描述了各個儀器，特別是唯一的儀器名稱或者其它標記(這些信息能夠唯一地對各個儀器進行識別)、儀器種類的信息、儀器類型的信息、儀器制造商的信息、功能描述、儀器的過程數(shù)據(jù)的定義、儀器的各個網(wǎng)絡(luò)接口的唯一標記和各個網(wǎng)絡(luò)接口的類型(例如鑒于所需的傳輸媒介，如銅或者玻璃纖維)。然而在該例中的儀器列表沒有描述出布局。通過將儀器列表20和控制程序10結(jié)合，以設(shè)計系統(tǒng)100實現(xiàn)了鑒于通過網(wǎng)絡(luò)進行的數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點S和A至E的邏輯配置，在這里實施為Profinet IRT，因此網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的通訊是或者應(yīng)該是循環(huán)的、實時連接的和等時的。邏輯配置包含例如IO映射30，該映射在圖2a中借助儀器列表20中的儀器數(shù)據(jù)塊和控制程序10之間的箭頭表示；以及在圖2a中沒有示出的IO配置。在圖2a中示出的根據(jù)本發(fā)明的實施變體中的物理配置不再借助設(shè)計系統(tǒng)100。而是設(shè)置成，設(shè)計并生成配置程序，該配置程序優(yōu)選借助設(shè)計系統(tǒng)100，該配置程序包含程序編碼，設(shè)備200能夠以該編碼進行編程，從而對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點例如儀器A至E鑒于通過網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換進行配置，并且響應(yīng)至少一個由操作員給出的與配置相關(guān)的信息，生成大量的需要的配置數(shù)據(jù)并且將生成的配置數(shù)據(jù)的至少一部分數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)酱渲玫墓?jié)點，其中為了鑒于物理方面的配置，由設(shè)備200生成的大量配置數(shù)據(jù)優(yōu)選包含設(shè)計布局。

由圖2a可以看出，在該例中的設(shè)備200是控制器，因此此處的設(shè)備200同時也是控制器S。因此借助設(shè)計系統(tǒng)100生成的控制程序10除了大量用于儀器控制的含有相應(yīng)的過程變量和/或地址11的程序編碼以外，還具有額外的程序段13，該程序段包含程序編碼，優(yōu)選集成了至少一個功能模塊，用來對儀器或者網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行物理配置。設(shè)備200設(shè)計為與控制器S分離時(根據(jù)本發(fā)明對特定的應(yīng)用同樣可能這樣設(shè)置)，這種功能模塊或者相似的其它結(jié)構(gòu)可以合并到獨立存在的配置程序中。用來補充和合并節(jié)點的功能模塊鑒于用來生成設(shè)計布局的各個確定的儀器標記和端口標記如下:
FB_AddDevice(IN: DeviceID)
FB AddConnecton(IN: DeviceID, PortID, PartnerDeviceID, PartnerPortID) return ErrorCode根據(jù)本發(fā)明，在該實施變體中的配置數(shù)據(jù)包括儀器列表20和控制程序10連同程序段13傳輸?shù)皆O(shè)備200的傳輸已經(jīng)完成(圖中表示為下載)，該設(shè)備200在這里同時是控制器S，其中設(shè)計系統(tǒng)100至少短暫地與設(shè)備200相連接。由此根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選設(shè)置，對可編程存儲的控制器這樣編程，該控制器不僅僅控制網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(該節(jié)點特別是裝置和機器的儀器)，而是在運行階段的準備階段中鑒于通過網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換可以配置這些節(jié)點，為了運行控制程序的程序編碼和配置程序的程序編碼。在運行控制程序時，優(yōu)選首先運行程序段13并由此運行用于配置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的程序編碼。通過在圖中沒有示出的操作單元，操作員可以以簡單的方式給出與配置相關(guān)的信息，以及特別是對于所希望的網(wǎng)絡(luò)布局，哪個儀器通過哪個端口與其它儀器相連接。由此操作員可以查看儀器列表20的數(shù)據(jù)塊的信息，因此優(yōu)選只需要選擇相應(yīng)的儀器和網(wǎng)絡(luò)接口。作為對這些信息的響應(yīng)，設(shè)備200或者控制器S生成補充配置數(shù)據(jù)(鑒于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的數(shù)據(jù)交換的邏輯方面，已經(jīng)由設(shè)計系統(tǒng)100傳輸?shù)呐渲脭?shù)據(jù))的其它的配置信息(鑒于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的數(shù)據(jù)交換的物理方面)特別是設(shè)計布局40。為此以有利的方式應(yīng)用儀器列表20的數(shù)據(jù)塊的信息鑒于各個儀器A至E和控制器S以及其網(wǎng)絡(luò)接口。在運行階段，用于連接節(jié)點S和A至E并生成設(shè)計布局40的程序段如下，其中多次使用上述功能模塊:
權(quán)利要求
1.一種通過額定狀態(tài)下網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換用于配置網(wǎng)絡(luò)的至少一個節(jié)點的方法，其中所述至少一個節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備相連接，所述設(shè)備這樣編程，即所述設(shè)備響應(yīng)至少一個由操作員給出的與配置相關(guān)的信息時，生成大量對所述至少一個節(jié)點的配置所需的配置數(shù)據(jù)并且通過網(wǎng)絡(luò)將該生成的大量配置數(shù)據(jù)的部分數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲋辽僖粋€節(jié)點。
2.一種適用于實施前述權(quán)利要求所述的方法的設(shè)備，所述設(shè)備具有:用于數(shù)據(jù)處理和運行程序編碼的裝置；和用于與至少一個其它節(jié)點進行數(shù)據(jù)交換的裝置，所述設(shè)備自身作為第一個節(jié)點并且能夠通過網(wǎng)絡(luò)與所述至少一個其它節(jié)點相連，其中所述設(shè)備這樣編程，即通過額定狀態(tài)下網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換對所述至少一個其它節(jié)點進行配置，并且所述設(shè)備響應(yīng)至少一個由操作員給出的與配置相關(guān)的信息時，生成大量對所述至少一個其它節(jié)點的配置所需的配置數(shù)據(jù)并且通過網(wǎng)絡(luò)將生成的大量配置數(shù)據(jù)的部分數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲋辽僖粋€其它節(jié)點。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，能夠由操作員借助從屬于所述設(shè)備的人機界面，特別是與所述設(shè)備相連的具有輸入裝置和輸出裝置的操作單元給出至少一個與配置相關(guān)的信息。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備這樣編程，即鑒于通過網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換的邏輯方面和/或物理方面對所述至少一個其它節(jié)點進行配置。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，大量生成的、對于所述至少一個其它節(jié)點的鑒于物理方面的配置所需的配置數(shù)據(jù)包含網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計布局。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項所述的設(shè)備，其特征在于，用于數(shù)據(jù)交換的裝置設(shè)計用于通過網(wǎng)絡(luò)進行的循環(huán)數(shù)據(jù)交換。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于數(shù)據(jù)交換的裝置設(shè)計為用于通過網(wǎng)絡(luò)進行實時連接的數(shù)據(jù)交換，并且所述設(shè)備這樣編程，鑒于通過網(wǎng)絡(luò)的實時連接的數(shù)據(jù)交換對所述至少一個其它節(jié)點進行配置。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于數(shù)據(jù)交換的裝置設(shè)計為用于通過網(wǎng)絡(luò)進行等時的數(shù)據(jù)交換，并且所述設(shè)備這樣編程，鑒于通過網(wǎng)絡(luò)的等時的數(shù)據(jù)交換對所述至少一個其它節(jié)點進行配置。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于數(shù)據(jù)交換的裝置設(shè)計為用于通過Profinet規(guī)格、Profinet RT規(guī)格或者Profinet IRT規(guī)格的網(wǎng)絡(luò)進行的數(shù)據(jù)交換。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，大量生成的、對所述至少一個其它節(jié)點的配置所需的配置數(shù)據(jù)包含大量由所述設(shè)備計算出的IRT規(guī)格的參數(shù)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備由網(wǎng)絡(luò)和/或至少一個其它節(jié)點讀出大量與配置相關(guān)的信息，基于所述信息生成對所述至少一個其它節(jié)點的配置所需的配置數(shù)據(jù)并且響應(yīng)至少一個由操作員給出的與配置相關(guān)的信息，特別是解鎖生成的大量配置數(shù)據(jù)時，將該生成的大量配置數(shù)據(jù)的至少部分數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街辽僖粋€其它節(jié)點。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備首先驗證大量生成的、對所述至少一個其它節(jié)點的配置所需的配置數(shù)據(jù)自身的真實性，然后將生成的大量的配置數(shù)據(jù)的至少部分數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街辽僖粋€其它節(jié)點。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備首先驗證大量生成的、對所述至少一個其它節(jié)點的配置所需的配置數(shù)據(jù)的鑒于網(wǎng)絡(luò)和至少一個其它節(jié)點的實際狀態(tài)的真實性，然后將生成的大量的配置數(shù)據(jù)的至少部分數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街辽僖粋€其它節(jié)點。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備這樣編程，即所述設(shè)備自身通過鑒于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換的、生成的大量的配置數(shù)據(jù)的至少部分數(shù)據(jù)進行配置。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備這樣編程，即在配置之后對至少一個其它節(jié)點進行控制，并且所述設(shè)備特別是可編程存儲的控制器。
16.一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含:一個根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項所述的設(shè)備；和至少一個 其它節(jié)點，所述節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)彼此連接并且能夠彼此交換數(shù)據(jù)。
17.一種數(shù)據(jù)載體，所述數(shù)據(jù)載體具有存儲在其上面的程序編碼，其特征在于，所述程序編碼這樣設(shè)計，當設(shè)備以所述程序編碼編程時，構(gòu)成根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項所述的設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及配置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的方法和設(shè)備，該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的配置作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的、特別是實時連接的并且等時的數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?guī)劃和建立的一部分，其中節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備相連接，該設(shè)備這樣編程，其響應(yīng)至少一個由操作員給出的與配置相關(guān)的信息，生成大量對至少一個節(jié)點的配置所需的配置數(shù)據(jù)并且通過網(wǎng)絡(luò)將該生成的大量配置數(shù)據(jù)的部分數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦?jié)點。
文檔編號H04L12/403GK103168446SQ201180050273
公開日2013年6月19日 申請日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者貢納爾·萊斯曼, 約爾格·耶施因 申請人:菲尼克斯電氣公司