[发明专利]用于工业自动化系统的无线电通信系统及其运行的方法

说明书

本发明涉及一种用于工业自动化系统的无线电通信系统及其运行方法，在该系统中至少一个第一和第二通信设备冗余联接到工业通信网络上。第一通信设备与连接到网络基础结构设备上的序列化单元连接。网络基础结构设备上连接有第一和第二无线电基站。第二通信设备间接或直接地与第一和第二无线电用户站连接。第一无线电用户站与第一无线电基站连接，而第二无线电用户站与第二无线电基站连接。序列化单元以第一或第二无线电用户站的地址替代在经由第一通信设备传输的数据帧中的目标地址。无线电用户站以在序列化单元中被替代的原始的目标地址各自替代在经由无线电基站传输的数据帧中的与其地址一致的目标地址。

技术领域

本申请涉及一种用于工业自动化系统的无线电通信系统以及一种用于运行用于工业自动化系统的无线电通信系统的方法。

背景技术

工业自动化系统尤其是在制造、处理和楼宇自动化领域中用于监视、控制和调节工程过程，并且实现控制装置、传感器、机器和工业设施的运行，应尽可能自动地且与人的干预无关地进行所述运行。由于信息技术对于自动化系统的重要性日益增加，该自动化系统包括大量联网的控制或计算机单元，对于提供监视、控制和调节功能而言，用于可靠地提供经由自动化系统分配的功能的方法越发重要。在工业自动化系统的计算机单元之间或自动化设备之间的通信连接中断会导致不期望地或不必要地重复传输服务请求。在工业自动化系统中，特别的问题通常出现在从具有比较多的、但是相对短的消息的信息通信中，由此扩大了上述问题。

为了能够补偿通信连接或通信设备的故障，开发了用于在高可用性工业通信网络中无干扰地冗余传输消息的通信协议。属于此的是在IEC 62439-3标准中定义的高可用性无缝冗余(HSR)和并行冗余协议(PRP)，并且在网络受干扰的情况下实现以极短的恢复时间无切换干扰地传输消息。根据高可用性无缝冗余和并行冗余协议，每个消息由发送通信设备复制并以两种不同的途径发送到接收器。通过接收侧的通信设备，从接收的数据流中滤除表示副本的冗余消息。

在IEC 62439-3标准中，由于无线通信系统中的延迟运行时间相对长以及由此决定的非确定性传输行为，对于并行冗余协议(PRP)而言，至今为止仅规定了有线传输链路。在“Towards a Reliable Parallel Redundant WLAN Black Channel”，MarkusRentschler,Per Laukemann,IEEE 2012中，研究了WLAN传输链路在PRP通信网络中的适用性。借助于对用于例如空间、时间和频率的不同分集技术的并行应用，可以在WLAN通信网络中充分补偿随机信道衰落的影响。

从EP 2712124A1中公开了一种冗余运行的工业通信系统，其具有冗余地联接到工业通信网络上的通信设备，在其中，至少分部段无线地进行消息传输。在工业通信网络中，设有多个缓冲存储器单元，其用于在网络节点处以线缆连接的方式接收的且由此待无线发送的消息元素。在超过最大缓冲大小时，删除位于相应的缓冲存储器单元中的最早的消息元素。在超过最大的缓冲大小之前，将最早的消息元素选择作为下一个待无线发送的消息元素。

在DE 102012209509A1中描述一种用于在具有至少一个传输装置的移动用户与固定接收器之间安全地进行数据传输的装置。在此，移动用户可以在多个无线电单元之间切换。每个无线电单元具有至少一个传输设备，其以有线连接的方式连接到至少一个网络上。固定接收器同样以有线的方式连接到该至少一个网络上。不仅冗余地进行在移动用户与其各自所属的传输装置之间的无线传输，还冗余地进行在传输设备和至少一个所属的网络之间的有线的数据传输。固定接收器冗余的，并且以有线连接的方式连接到网络上。