[发明专利]同步方法

说明书

本发明涉及一种由至少两个分系统构成的冗余自动化系统的同步方法，其中至少两个分系统具有至少一个处理器并通过通信装置相互联通，所述分系统为控制一个过程执行功能相同的机器指令序列并有时候通过通信装置相互同步。

通常的自动化系统的同步方法是已知的。在采用EP-A-0497147的方法时，由两个分系统构成的自动化系统的分系统至迟在由使用者预选定的时间后进行同步。类似的方法在EP-A-0 616 274中也有所记载。在此，根据机器指令序列的实际运行时间进行同步。为此，既需要了解应用程序指令的运行时间，又需要对这些运行时间持续累加。由于为实现同步不必要地消耗过多的时间，因此已知的方法就此而言还不是最佳的。

故本发明的目的在于，提出一种以最小付出实现一个至少由两个分系统构成的自动化系统的同步的同步方法。其中同步方法应与是否具有专用的硬件无关。其中本发明的同步方法对自动化系统的计算能力的影响应当尽可能小。

本发明的目的是通过具有权利要求1或2特征部分的特征的方法来实现的。

本发明的同步方法以每个分系统的计数器(以下称作同步计数器)为基础，该同步计数器通过增值变更语句被增值变更，即增大1。对一个处理器来说，增值变更是一个特别简单的任务，该任务在具体情况下甚至在一个脉冲周期内即可完成，并因而可特别迅速地完成。

至少当至少两个分系统中的一个，以下称作报警分系统，记录了一个特殊事件，例如一个中断或报警时，进行同步。在此情况时，报警分系统向至少另一分系统转送其同步计数器的实际值。通过此转送至少另一分系统至少被告知，出现了特殊事件。至少另一分系统向每个其它的分系统转送其同步计数器的实际值。每个分系统随之既了解了自己的同步计数器的实际值，又了解了至少另一分系统的同步计数器的值。

在出现特殊事件的时间点，就执行机器指令序列而言，一个分系统可以超前于至少另一分系统。如果是此情况，此外超前的分系统可能已经执行了较大数量的增值变更语句，从而出现了两个分系统同步计数器值的差异。

每个分系统由自己的同步计数器的值和至少另一分系统的同步计数器的值求出实际最大值。所有的分系统通过继续执行机器指令序列可共同到达的同步计数器的值是同步计数器增大了1的，即经增值变更的最大值。因而在每个分系统中，所有的分系统的同步计数器的最大值都被增值变更。这个对所有的分系统都相同的值在下面被称作同步计数器-目的值。对此值当然也可以采用另一方式加以确定，其中首先对同步计数器的值进行增值变更并接着求出作为最大值的同步计数器-目的值。

当到达某个增值变更语句位置时，下面对此称作同步位置，在此位置同步计数器的值到达同步计数器-目的值，分系统中断执行机器指令序列。由于增值变更语句出现在机器指令功能相同的序列的相互一致的位置，因此增值变更语句特别适用于作为潜在的同步位置。

另一方面，通过某个同步计数器的值与同步计数器-目的值的比较可以非常简单地推断出是否到达这种同步位置。故同步方法基本建立在增值-及比较运算上，由一个处理器即可以特别迅速和高效地实现所述增值-及比较运算。

由于两个分系统可以在不同的时间点上到达其同步位置，故每个分系统都利用同步信号向至少另一分系统通告到达同步位置的信息。每个分系统接着等待由至少另一分系统发送的同步信号的输入，通过此同步信号该分系统通告它已经到达同步位置。在有一个以上的其它的分系统情况下，每个分系统都要等待来自所有其它的分系统的同步信号的输入，从而使每个分系统只有在所有的分系统已到达同步位置时，才继续动作。

但在到达同步位置时不交换同步信号的应用情况也同样是可以想像的。

每个分系统在至少另一分系统到达同步位置并记录同步信号后，求出对特殊事件的特定的响应并执行此响应。该响应是对特殊事件特定的机器指令序列。此后每个分系统继续执行这个机器指令序列，在到达同步位置时基于同步及基于对特殊事件的响应该执行被复位。

报警的分系统最早直接在记录特殊事件后，例如结合转送同步计数器的实际值，最迟也可以结合同步信号向至少另一分系统转送特殊事件。

但也有下述情况，在执行对特殊事件的特定的响应时不进行交换和对同步信号的等待。在这种情况时，当到达同步位置时直接执行特殊事件-特定的响应。虽然未进行时间同步，但采用本发明的方法保证了尽管不是同时，但却是在某个分系统机器指令序列内的功能相同的位置执行特殊事件-特定的响应。由于同步位置设置在功能相同的机器指令序列的相互一致的位置，故采用此方式可以保证所需的同步。