[发明专利]用于在工业通信网络中进行消息传输的方法和通信设备

说明书

本发明涉及一种用于在可冗余操作的通信网络中进行消息传输的方法，所述通信网络包括具有树状拓扑的第一子网和第二子网。在第一子网中根据生成树协议传输消息。在此，与第一子网的网络节点相关联的通信设备相互交换具有拓扑信息的消息以用于形成树状拓扑。在第二子网中，根据并行或环形冗余协议传输消息。虚拟的网络节点配置为第一子网的网络根节点，所述虚拟的网络节点分别经由不会由于错误中断的虚拟的连接与第二子网的全部网络节点连接。

技术领域

本发明涉及一种用于在可冗余操作的工业通信网络中进行消息传输的方法和一种用于可冗余操作的工业通信网络的通信设备。

背景技术

工业自动化系统通常包括多个经由工业通信网络相互联网的自动化设备并且在制造或生产自动化的范围中用于控制或调节装置、机器或者设备。由于在借助于工业自动化系统自动化的技术系统中的时间重要的框架条件，在工业通信网络中主要应用实时通信协议，如Profinet、Profibus或实时以太网来在自动化设备之间进行通信。

在工业自动化系统或者自动化设备的计算单元之间的通信连接的中断能够导致服务请求的传输的不期望或者不必要的重复。这造成工业自动化系统的通信连接的附加的负荷，这可能会导致进一步的系统故障或系统错误。此外，没有被传输的或没有完全地传输的消息例如阻碍工业自动化系统过渡到安全的操作状态下或者留在安全的操作状态下。这最终可能会导致整个生产装置的失效和成本高昂的生产停工状态。在工业自动化系统中，常常由具有相对多的、但是相对短的消息的讯息流量而引起特殊的问题，由此加剧了上述问题。

从WO 2008/119649 A1中已知一种用于重新配置分组交换的通信网络的方法，所述通信网络包括第一子网和第二子网。在第一子网中应用第一网络协议时，而在第二子网中应用不同于第一网络协议的第二网络协议。两个子网通过至少三个冗余的数据链相互连接，分别仅激活所述三个冗余的数据链中的一个以用于有效数据交换。在此，主数据链预先设定地是激活的，而至少两个从数据链预先设定地是禁用的。通过第二子网的与主数据链连接的主桥来监视主数据链或者从数据链的失效。在这样的失效的情况下，主桥生成第一数据包并且将其传送给第二子网的与从数据链连接的从桥。根据可预设的选择规则通过主桥来选择从桥。接下来，通过所选择的从桥来处理第一数据包。第一数据包包括逻辑信息，根据所述逻辑信息至少部分地执行在从桥的与从数据链连接的端口上的第一网络协议并且通过在从桥的端口上执行的第一网络协议来激活从数据链。

在EP 2 343 857 A1中说明了一种用于通信网络的网络节点，所述通信网络包括第一子网和与所述第一子网连接的第二子网。在第一子网中应用生成树协议，而在第二子网中应用与第一子网的协议不同的第二协议。网络节点设立为用于第二子网的元素并且构造成用于在第二子网内进行通信。此外，网络节点借助于生成树功能构造和设立为用于监视和控制第二子网的生成树主节点。因此，第二子网被在第一子网中应用的生成树协议视作为虚拟的网络节点，其方式为：作为生成树主节点的网络节点对第二子网的其他网络节点进行生成树协议应用。

从WO 2010/105828 A1中已知一种用于操作具有冗余特性的通信网络的方法，所述通信网络具有环形网络拓扑。在通信网络内，通信设备经由数据线以其数据端口相互连接并且基于通信协议经由数据线交换控制数据以及有效数据。为了避免消息在通信网络的网中无限地循环，除用于控制或者监视媒体冗余的消息以外，借助于通信协议阻止消息经由各个通信设备的所选定的数据端口进行传输。在通信网络内将两个不同的通信协议彼此并行地应用在通信设备中。例如通过将待阻塞的数据端口的监控分配给单独的通信协议来实现不同的通信协议的并行应用。替选于此，能够为通信协议选择参数，使得通过第一通信协议不阻挡根据第二通信协议视为激活的连接。

发明内容

本发明基于下述目的，提供一种用于在可冗余操作的、具有至少两个子网的工业通信网络中进行消息传输的方法，所述方法在将生成树协议应用在子网中的一个的情况下能够实现在故障情况下快速地重新配置网络，以及提供一种适合于实施所述方法的通信设备。