[发明专利]电缆冗余以及联网系统

说明书

背景技术

对于关键服务和企业经营，个人、企业和政府正越来越依赖于计算机系统和网络计算操作。在这样的系统中，网络正常运行时间对于基础服务或经营的平稳运行是至关重要的，并且网络故障必须立即得到隔离或修复。因此，在网络故障条件下的故障隔离和自动修复是更宽带宽网络和任务关键型网络的决定性要求。另外，在典型网络故障和修复情形下，即使几百毫秒数量级的延迟也是至关重要的。

在制造或其它自动化系统中，在提供与集中系统相当的性能的同时，可以分散或分布体系结构。例如，Advantys STB(机顶盒)分布式I/O系统是开放、模块化输入/输出系统，使得设计主控制器经由总线或通信网络管理的自动化孤岛成为可能。Advantys STB分布式I/O系统是施耐德自动化公司(Schneider Automation Inc.)One High Street，North Andover，Massachusetts的产品。在网络故障情形下可以遇到的另一个问题是不能在故障地点访问物理链路或设备。

经常，该孤岛和相关I/O模块可能分得很散并且可能处在隔离地点中，或目标系统可能封闭在其它机器中。在这些类型的网络操作中，难以在故障状况下物理访问远程I/O模块或网络链路。而且，在像工业自动化系统那样的网络中，可靠性是至关重要的。例如，在工厂里，如果网络连接断开了，操作人员可能会受到物理伤害。在这些类型的网络操作中，故障修复必须是自动的。

随着工业自动化应用的日益复杂，工业装置中的计算机网络经常包括经由像EtherNet(以太网)/IP网络那样的网络连接的许多设备。为了保证设备能够以可靠方式相互通信，冗余电缆连接经常用于提供传输媒介。如果传输媒介未工作(例如，当不小心除去电缆时)，控制器通常可能需要一段相当长时间来检测实时控制网络中的未工作传输媒介。一旦检测到，控制器就可以重新配置传输路径以利用冗余电缆连接。但是，在传输路径的重新配置期间，在网络上的设备之间可能丢失了一些消息。

在典型故障修复情形中，当发生故障时，将数据业务从当前故障路径改道或切换到备份路径。取决于实际冗余策略，备用或备份数据路径可以是专用的，可以要求物理改变连接，或可以是到有效或基本路径的虚拟备份路径。在网络中提供冗余的当前软件方法要求网络上的设备分析或查找整个网络以确定备份路径。快速生成树协议(RSTP)和赫思曼(Hirschmann)HIPER-环是两种这样的方法。在RSTP和赫思曼HIPER-环两者中，在可以实现改道之前必须查找整个网络，既多花费了时间又多出了将计算资源用于故障修复。另外，在RSTP和赫思曼HIPER-环两者中，实现故障修复的网络设备必须与网络上的其它网络设备通信。

因此，存在提供不明显中断运行地在实时控制网络中提供冗余传输媒介的可靠和迅速手段的真正市场需要。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种在连接网络控制器和I/O设备的网络中支持电缆冗余的装置、计算机可读媒体和方法。该网络通常包括交换机和支持多个适配器，其中在扫描器与每个适配器之间配置两种或更多种传输媒介。另外，交换机和路由器可以位于扫描器与适配器之间。

关于本发明的另一个方面，适配器包括第一端口和第二端口，用于分别在第一和第二传输媒介上接收来自扫描器的第一和第二消息，其中这两个消息包含相同输出数据。当所述第一传输媒介在工作时，连接模块向交换模块发出指令，以将包含在所述第一消息中的输出数据引向一种数据结构。当所述第一传输媒介未工作而所述第二传输媒介在工作时，所述连接管理器向所述交换模块发出指令，以将包含在所述第二消息中的输出数据引向所述数据结构。

关于本发明的另一个方面，适配器将来自输入数据的消息格式化。当基本传输媒介在工作时，连接管理器向交换机发出指令，以便将所述消息引向基本端口，以及当所述基本传输媒介未工作而辅助传输媒介在工作时，向所述交换机发出指令，以便将所述消息引向辅助端口。

关于本发明的另一个方面，适配器预约多播地址，以便在正常工作期间在第二端口上接收的消息与在第一端口上接收的消息相同。因此，输出数据经由多播寻址到达所述适配器。

关于本发明的另一个方面，当第一传输媒介未工作而第二传输媒介在工作时，适配器动态地将第二端口的分配地址改变成第一端口的地址。因此，通信伙伴不用检测可能迫使所述通信伙伴与正常工作不同地工作的通信错误。

附图说明

通过结合附图进行如下描述，可以更完整地了解本发明及其优点，在附图中，相同标号指示相同特征，以及其中：