[发明专利]自动化系统和自动化系统的操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动化系统，包括一自动化控制装置、至少一个外围设备和一总线系统，本发明还涉及一种操作这种自动化系统的方法。

背景技术

上述类型的已知自动化系统基于自动化控制装置和由该自动化控制装置控制的外围设备之间的主从通信。其中，自动化控制装置为主设备，外围设备为从设备。主设备通过总线系统与从设备通信，从设备之间则不通信或只进行有限通信。需要满足较高可用性要求的自动化系统(例如用于轨道车辆自动化的自动化系统)必须具有能抵御自动化控制装置发生故障或出现可用性缺陷或者对此加以补偿的能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种运行可靠性得到改善的自动化系统。本发明的另一目的是提供一种能可靠操作这种自动化系统的方法。

在自动化系统方面，权利要求1所述的特征为本发明用以达成上述目的的解决方案，在方法方面，权利要求4所述的特征为本发明用以达成上述目的的解决方案。

本发明的有利设计方案请参阅从属权利要求。

本发明的自动化系统具有一第一自动化控制装置和一冗余第二自动化控制装置。此外还具有至少一个外围设备和一总线系统，所述总线系统用于连接所述两个自动化控制装置和所述至少一个外围设备。所述至少一个外围设备借助一相应的总线接口单元连接到所述总线系统。所述总线接口单元包括一第一总线控制器、一第二总线控制器和一转换单元，所述第一总线控制器被分配给所述第一自动化控制装置并通过所述总线系统与所述第一自动化控制装置连接，所述第二总线控制器被分配给所述第二自动化控制装置并通过所述总线系统与所述第二自动化控制装置连接，所述转换单元用于在所述两个总线控制器之间进行转换。

在所述自动化系统具有两个相同类型的自动化控制装置的情况下，当其中一个自动化控制装置发生故障或不可用时，可以通过第二个自动化控制装置加以补偿。其优点是能提高该自动化系统的运行可靠性。

在所述外围设备的总线接口单元各具有两个总线控制器，并且这两个总线控制器分属不同的自动化控制装置且与各自的自动化控制装置连接的情况下，在转换承担自动化系统控制任务的自动化控制装置时，承接控制任务的自动化控制装置可以完全通过与之对应的总线控制器很快地对外围设备进行访问，因为到这些总线控制器的链路已经存在，而不需要到那时候才建立。这样能缩短转换自动化系统控制任务时的转换时间，这对于在可靠性要求和转换时间方面需要满足较高要求的自动化系统而言特别有利。

有利的一点是，转换时间的缩短只需要较少的硬件投入，且不需要额外的软件投入，因为只有总线控制器数量有所增加，总线接口单元和外围设备的其他组件则都保持不变。

根据一种优选设计方案，所述总线系统是一现场总线系统。

如此一来，自动化系统就可以对现场总线系统的已知有利特性加以利用。主要是减小布线难度，降低布线成本，信号路径短能提高可靠性和可用性，自动化系统便于扩展和修改。

一总线接口单元的第一总线控制器优选直接连接到所述总线系统，所述第二总线控制器与所述第一总线控制器连接并通过这一链路间接连接到所述总线系统。

这样就只需要将总线接口单元的其中一个总线控制器连接到现场总线系统，因而在连接到总线系统方面，本发明的总线接口单元与只包括一个总线控制器的总线接口单元并无两样。这样能减少第二总线控制器的硬件投入，从而使本发明的自动化系统更加容易实现。

本发明还提供一种操作本发明自动化系统的方法，其中，根据具体情况从所述两个自动化控制装置中选择其中一个来控制所述自动化系统。此外，从所述至少一个外围设备的总线接口单元中选择被分配给承担自动化系统控制任务的自动化控制装置的总线控制器来访问所述外围设备。

通过按具体情况选择其中一个自动化控制装置来控制自动化系统，可以使这样的控制与具体情况所决定的要求相匹配。特别是当其中一个自动化控制装置发生故障或不可用时，可以用另一个自动化控制装置控制自动化系统，如上所述，这样能提高自动化系统的运行可靠性。

通过选择被分配给承担控制任务的自动化控制装置的总线控制器来访问外围设备，可以像上文所提到的那样，在转换承担控制任务的自动化控制装置时缩短转换时间。

根据所述方法的一种设计方案，如果所述第一自动化控制装置可用于实施控制并处于准备就绪状态，所述自动化系统就由所述第一自动化控制装置控制，如果所述第一自动化控制装置尚未准备就绪或者不可用，所述自动化系统就由所述第二自动化控制装置控制。