[发明专利]自动化设备的冗余运行

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于冗余地运行自动化设备的方法，其中自动化设备的电气现场设备与自动化设备的电气控制站通过以双星形结构构造的通讯网来交换数据报文，其中在通讯网的第一星形结构中设置第一网络部件，现场设备和控制站分别通过第一通讯连接与该第一网络部件相连接，并且在通讯网的第二星形结构中设置第二网络部件，现场设备和控制站分别通过第二通讯连接与该第二网络部件相连接。

本发明还涉及一种电气现场设备，该现场设备被构造为用于在这样的自动化设备中冗余运行。

背景技术

自动化设备用于设备的自动化，例如用于电气供电设备，诸如电气供电网或电气开关装置的自动化，并且通常包括所谓的现场设备，所述现场设备布置在相应的设备的主要组件附近，也就是例如布置在电气供电网的主要组件附近。这样的主要组件在电气供电网的情况下例如可以是电缆和导线、变压器、发电机、电动机或变流器。电气现场设备在此通常接收测量值，该测量值描述了电气供电网的各个主要组件的运行状态。该测量值可以被存储或者被进一步传输到各个现场设备的上级的控制和监视部件，即所谓的自动化设备的控制站。在自动化设备的现场设备和控制站之间必须传输大量数据报文以用于控制和监视设备。多数自动化运行的设备还要求高的可靠性。

该要求具有对通讯网的强烈影响，现场设备和控制站利用该通讯网彼此连接。因此，目前在自动化设备中通常冗余地设计通讯网，即，在通讯网内的一个通讯连接故障的情况下也确保在现场设备和控制站之间可靠地传输数据报文。

这样的冗余结构的特别是在中华人民共和国优选的一种可能性在于，通讯网设置在所谓的双星形结构中。在此，第一星形结构具有第一网络部件（例如交换机或路由器），自动化设备（或自动化设备的至少一个相关联的部分）的所有现场设备和所有控制站通过第一通讯连接与该第一网络部件相连接。附加地设置第二星形结构，该第二星形结构具有第二网络部件，自动化设备（或自动化设备的至少一个相关联的部分）的所有现场设备和所有控制站通过第二通讯连接与该第二网络部件相连接。

概念“通讯连接”在下面应当包括在各个现场设备或控制站与网络部件之间的完整传输线路，也就是包括现有的（电缆连接的或无线的）传输媒介以及其与各个现场设备或控制站的物理的、通讯技术的和逻辑的连接（例如接口、通讯装置、协议栈）。

通过通讯网的冗余结构应当确保，在网络部件和控制站之间的一个通讯连接发生故障的情况下也保持确保通过通讯网传输数据报文。由于在这样的双星形结构中的所有通讯连接都是双重的，现场设备通常必须包含两个通讯装置、特别是分别具有MAC地址（MAC=Media Access Control）的两个媒介接入控制装置。包括了从通讯连接的故障所涉及的媒介接入控制装置到另外的媒介接入控制装置的冗余切换在内的通讯的控制在此在OSI层模型（OSI=Open Systems Interconnection）的应用层（第7层）上进行，并且在此要求现场设备的相对高的计算功率。此外，应用两个通讯装置和两个媒介接入控制装置是相对昂贵的并且由于每个现场设备具有两个MAC地址而在参数化时是麻烦的，该参数化例如包括确定网络部件的地址表。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种用于冗余运行自动化设备的不太麻烦并且更便宜的解决方案，以及一种相应的现场设备。

为了解决上述技术问题按照本发明设置，现场设备分别具有恰好一个媒介接入控制装置，该媒介接入控制装置具有第一通讯端口，该第一通讯端口与第一网络部件相连接并且是激活的，用于通过第一通讯连接发送和接收数据报文，并且该媒介接入控制装置具有第二通讯端口，该第二通讯端口通过第二通讯连接与第二网络部件相连接并且是非激活的；第一网络部件在此监视与控制站相连的各个第一通讯连接并且在通讯连接发生故障的情况下产生故障报文，该故障报文被传输到现场设备。作为对接收到故障报文的反应，各个现场设备停用其激活的第一通讯端口并且激活其非激活的第二通讯端口以用于通过第二通讯连接发送和接收数据报文。

通过在按照本发明的方法中仅需要一个媒介接入控制装置（并且由此也仅需要现场设备的一个MAC地址），在一方面可以节省用于另外所需的第二媒介接入控制装置的开销，另一方面如下地降低了用于通讯网络的参数化（例如用于网络部件的地址表）的开销，即在网络中每个现场设备仅仅基于一个MAC地址可以被实现，由此省下了每个现场设备对多个MAC地址的管理。