用于运行网络的方法与流程

本发明涉及一种用于运行网络、特别是自动化网络的方法。

背景技术：

1、所述方法应适合于将自动化网络的组件集成到现有的多功能网络中、例如集成到以太网网络中、特别是集成到被设计为以太网总线的现场总线网络中。

2、在诸如sercos iii的现有的自动化网络中通常存在局限，即，自动化网络中的设备是网络的仅有的用户。并且尽管自动化网络同样实施为以太网网络，但将这样的自动化网络集成到现有网络中并非易事。

3、这些困难包括限制、例如与网络拓扑结构相关的限制，所述限制相应地使得集成到其他网络中令人感到困难直至不可能。

4、也应变得可能的是，将自动化网络集成到tsn网络中。开发了tsn，以便在网络中能实现时间密集的数据传输。通过tsn功能也能预测传输时间。所述tsn网络在ieee802.1下标准化。

5、例如，sercos iii自动化网络基于以无vlan标签的以太网广播形式的总和帧电报。因此，该sercos iii自动化网络需要具有稳定的参与者顺序的确定的网络拓扑结构、例如环形或线形拓扑结构。

6、由于在根据ieee规范将这样的参与者集成到现有的以太网网络时无法保证维持这样的顺序，因此这样的集成变得困难或不可能。也困难的是，将不具tsn功能的参与者集成到tsn网络中。

7、例如，从wo 2018/215209 a1中已知自动化网络中的相应已知的通信。在此，各设备主要以线形拓扑结构连接并能通过数据电报实现相应的通信。

8、为了同样在自动化网络中设置数据节点，例如为了能够使参与者顺序更加可变，从de 10 2018 129 809 a1中已知一种用于在自动化网络中传输电报的方法。不过，这里也固定地预先确定拓扑结构，借助所述拓扑结构将设备连接到自动化网络上。

9、从wo 2017/093014 a1中还已知一种用于通过tsn进行工业通信的方法。在此公开在具tsn功能的网络中的基本的通信和协议。

10、最后，从ep 3 697 034 a1已知一种用于在具tsn功能的网络中利用节点传输数据的方法。通过各个节点能实现在网络的各分支中的不同tsn流式传输。

技术实现思路

1、因此，本发明的任务是将自动化网络集成到现有网络中，并且即使存在不具tsn功能的网络参与者，也能实现tsn功能的使用。

2、该任务利用主权利要求的特征来解决。

3、因此提出一种用于运行网络的方法，所述网络具有至少一个交换机。在此，所述交换机用作网络中的节点并且可以在节点的所有方向发送或接收数据。该交换机还包括可编程逻辑器件，所述可编程逻辑器件可以存储并使用与网络中的其他参与者的关系。

4、同样，所述网络还包括至少两个终端设备和一个控制器。控制器在自动化网络中也称为主站。

5、根据本发明，所述控制器可以通过应用协议向确定的终端设备发送数据以对所述终端设备进行控制。在此，所述应用协议通过osi网络模型的应用层实现。这意味着，所述通信是通过应用协议在osi第7层中实现。

6、以这种方式发送的数据根据用于因特网网络的规范被划分成数据包并且通过网络的数据链路层发送。这意味着，各个数据包在数据链路层(即osi模型的第2层)内传输。因此，数据包在第2层中作为帧(frame)传输。

7、按照本发明，所述数据作为tsn数据流发送。这意味着，所发送和/或接收的数据的数据流配设有按照ieee 802.1的时间密集的特征。

8、所述tsn数据流现在按照本发明划分为至少两个子数据流，这些子数据流同样可以是具tsn功能的。所述划分的目的在于，在各个子数据流之间或在所述子数据流内存在网络中的不具tsn功能的参与者。所述子数据流应能实现，也通过不具tsn功能的参与者配置tsn功能。这点通过例如产生直至不具tsn功能的参与者的子数据流并且该子数据流又在不具tsn功能的参与者之后达至目的地。

9、同样地，只要不是不具tsn功能的参与者构成通信的目的地，就可以越过不具tsn功能的参与者配置tsn子数据流。

10、所述子数据流负责：各子数据流联合地得出一个连贯的tsn数据流。以此现在可能的是，能在一个包括具tsn功能和不具tsn功能的参与者的网络中实现tsn数据流。因此，可以将任意的自动化网络集成到现存的、传统的网络中。

11、各子数据流为此可以彼此相关。这意味着，在存在例如两个子数据流的情况下，当已经处理了第一子数据流时，才创建第二子数据流。

12、同样地，各子数据流可以与先前的参与者有关。借此可以当在数据流中前置的参与者相应地准备好时才创建一个子数据流。

13、如已经阐述过的那样，各子数据流可以设计为tsn子数据流或者传统的数据流。然而于是，由各子数据流拼合的数据流实施为tsn数据流。

14、交换机应设置在网络的节点上、优选在控制器和终端设备之间。由此不同的拓扑结构可以从这些节点开始在网络中互连。

15、根据拓扑结构以环形或线形，自动化网络的终端设备可以串联连接。这也符合自动化网络的正常功能。原则上，多个自动化网络因此可以通过交换机共同地互连在一个网络中，其中，不属于自动化网络的参与者也可以参与同一网络。

16、根据本发明的方法包括：所述终端设备还可以按照自动化网络和应用协议进行响应，从而所述响应可以从终端设备发送到相应的控制器上。通过使用tsn数据流，可以预测在发送和/或接收数据时的时刻，同样可以对网络中的数据流区分优先级。以此能计划在网络中的通信。

17、优选地提出，控制器和终端设备是自动化总线的参与者。该总线于是作为具有以太网规范的自动化网络来运行。不限制在网络中的控制器和终端设备的数量。

18、作为特别的实施方式，所述交换机可以用路由器替换，因为路由器也包含交换机的功能。同样可以存在其他参与者、如pc、服务器和/或集线器。

19、优选地提出，通过优选地实施为软件的网络管理系统来配置控制器和/或交换机(或路由器)，以便能够实施数据从网络参与者到终端设备的期望走向。

技术特征：

1.用于运行网络的方法，所述网络具有在网络中的多个参与者，所述网络包含至少一个交换机(20、21)、至少两个终端设备(10、11、12)和控制器(30)，

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述子数据流(1、2、4)取决于沿流方向的先前的子数据流(3)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述子数据流(1、2、4)取决于沿流方向的先前的参与者(21)。

4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，将所述子数据流(1、2、3、4)同样实施为tsn数据流。

5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，参与者在环形拓扑结构或线形拓扑结构中与交换机(20、21)连接。

6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，多个终端设备(10、11)串联连接。

7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，所述数据流和子数据流被划分为数据包并且在数据链路层内发送和接收。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述交换机(20、21)实施为路由器或服务器。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，多个控制器(30)作为参与者存在于网络中。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，控制器和终端设备是自动化总线的参与者。

11.按照权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制器和/或所述交换机的配置通过网络管理系统实施。

技术总结
提出一种用于运行网络的方法，所述网络具有在网络中的多个参与者。为此设有一个具有至少一个交换机(20、21)、至少两个终端设备(10、11、12)和控制器(30)的网络。现在按照本发明，所述参与者之一通过应用协议向另外的参与者发送数据，其中，所述数据作为TSN数据流发送和/或接收。现在为了也将不具TSN功能的参与者集成在网络中而建议，所述TSN数据流分为至少两个子数据流(1、2、3、4)。这样的子数据流(1、2、3、4)在此可以被配置为越过不具TSN功能的参与者或在这样的参与者之间。

技术研发人员：A·考夫曼,L·韦斯特尼,R·哈门
受保护的技术使用者：赫思曼自动化控制有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12