DE102013219713A1

DE102013219713A1 - Fieldbus redundancy for non-redundant field device

Info

Publication number: DE102013219713A1
Application number: DE201310219713
Authority: DE
Inventors: Thomas Both; Jürgen Reupke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-04-02
Also published as: WO2015043903A1

Abstract

Eine Eingabeeinrichtung zur Abtastung eines externen Prozesses durch ein entferntes Rechnersystem umfasst einen Schnittstellenbaustein zur Bereitstellung einer Information in Abhängigkeit von einem externen Signal und eine Vermittlungseinrichtung zur Verbindung des Schnittstellenbausteins mit einem ersten und einem davon unabhängigen zweiten Netzwerk, die jeweils zur Verbindung mit dem Rechnersystem eingerichtet sind. Dabei ist die Vermittlungseinrichtung dazu eingerichtet, die bereitgestellte Information vom Schnittstellenbaustein entgegen zu nehmen und alternativ über das erste oder das zweite Netzwerk zu übertragen.An input device for scanning an external process by a remote computer system comprises an interface module for providing information in dependence on an external signal and a switching device for connecting the interface module to a first and a second network independent thereof, which are each set up for connection to the computer system , In this case, the switching device is set up to receive the information provided by the interface module and, alternatively, to transmit it via the first or the second network.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Feldbus. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Technik zur Verbindung eines nicht redundanten Feldgeräts an redundante Feldbusse. The present invention relates to a field bus. In particular, the present invention relates to a technique for connecting a non-redundant field device to redundant field buses.

Ein Feldbus verbindet allgemein ein Feldgerät oder ein Stellglied mit einem Steuerungsgerät. Dadurch kann das Steuerungsgerät dazu verwendet werden, einen Prozess zu steuern, der eines oder mehrere Signale entgegennimmt und eines oder mehrere Signale bereitstellt. Der Prozess kann beispielsweise eine industrielle Maschine, eine technische Einrichtung oder eine technische Anlage umfassen. Beispielsweise kann eine chemische oder mechanische Produktionsanlage, ein Verkehrsnetz oder ein Kraftwerk mittels eines Feldbusses gesteuert werden. A fieldbus generally connects a field device or an actuator to a controller. Thereby, the controller may be used to control a process that receives one or more signals and provides one or more signals. The process may include, for example, an industrial machine, a technical facility or a technical facility. For example, a chemical or mechanical production plant, a transport network or a power plant can be controlled by means of a fieldbus.

Um ein Signal an den Prozess auszugeben, wird eine entsprechende Information von dem Steuerungsgerät über den Feldbus an das Stellglied übermittelt und das Stellglied wandelt die Information in ein korrespondierendes Signal um. Das Signal kann beispielsweise ein Spannungssignal, eine Bewegung, einen Strom, eine Spannung oder ein anderes Signal umfassen, das auf den zu steuernden Prozess einwirkt. In entsprechender aber umgekehrter Weise erfolgt eine Eingabe eines Signals vom Prozess an das Steuerungsgerät: Vom Prozess wird ein Signal abgetastet und mittels eines Messfühlers oder einer anderen Einrichtung in eine korrespondierende Information umgewandelt. Die Information wird über den Feldbus an das Steuergerät übermittelt, sodass das Steuerungsgerät die prozessrelevante Information erhält. Das Steuern des Prozesses erfolgt üblicherweise, indem eine Ausgabe eines Signals auf einer geeigneten Verarbeitung eines eingegebenen Signals basiert. In order to output a signal to the process, corresponding information is transmitted from the control device via the fieldbus to the actuator and the actuator converts the information into a corresponding signal. The signal may comprise, for example, a voltage signal, a movement, a current, a voltage or another signal which acts on the process to be controlled. In a corresponding but reversed manner, a signal is input from the process to the control device: the process scans a signal and converts it into corresponding information by means of a measuring sensor or another device. The information is transmitted via the fieldbus to the control unit so that the control unit receives the process-relevant information. The control of the process is usually done by basing an output of a signal on a suitable processing of an input signal.

Um eine hohe Betriebssicherheit des Prozesses bzw. der Steuerung zu erzielen, ist es üblich, Steuerungskomponenten redundant auszulegen. Beispielsweise kann das Steuerungsgerät ein Rechnersystem mit mehreren Rechenkomponenten umfassen, von denen nur eine aktiv ist und die anderen sich lediglich zum Betrieb bereithalten (Hot Stand-by). Fällt die aktive Rechenkomponente aus, so kann eine der nicht aktiven Rechenkomponenten deren Aufgaben übernehmen. Auch der beschriebene Feldbus kann redundant aufgebaut sein, indem beispielsweise zwei voneinander unabhängige Netzwerke vorgesehen sind. Die Netzwerke können dann redundant betrieben werden. Dabei kann wieder ein Netzwerk aktiv sein, während das andere sich lediglich bereithält. In order to achieve high reliability of the process or the control, it is customary to design control components redundant. For example, the control device may comprise a computer system with several computing components, of which only one is active and the others are only ready for operation (hot stand-by). If the active computational component fails, one of the non-active computational components can take over its tasks. Also, the fieldbus described can be constructed redundantly, for example, by two independent networks are provided. The networks can then be operated redundantly. In this case, a network can be active again, while the other only holds ready.

Eingabeeinrichtungen und Ausgabeeinrichtungen, die Anschlüsse für redundante Netzwerke aufweisen, sind jedoch aufwändig und dementsprechend kostspielig. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Technik anzugeben, mit der ein übliches, nicht redundantes Feldgerät mit redundanten Netzwerken verbunden werden kann. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels einer Eingabeeinrichtung, einer Ausgabeeinrichtung und eines Systems mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder. However, input devices and output devices having redundant network connections are expensive and therefore expensive. The object of the present invention is to provide a technique with which a conventional, non-redundant field device can be connected to redundant networks. The invention solves this object by means of an input device, an output device and a system having the features of the independent claims. Subclaims give preferred embodiments again.

Eine erfindungsgemäße Eingabeeinrichtung zur Abtastung eines externen Prozesses durch ein entferntes Rechnersystem umfasst einen Schnittstellenbaustein zur Bereitstellung einer Information in Abhängigkeit von einem externen Signal, und eine Vermittlungseinrichtung zur Verbindung des Schnittstellenbausteins mit einem ersten und einem davon unabhängigen zweiten Netzwerk, die jeweils zur Verbindung mit dem Rechnersystem eingerichtet sind. Dabei ist die Vermittlungseinrichtung dazu eingerichtet, die bereitgestellte Information vom Schnittstellenbaustein entgegenzunehmen und alternativ über das erste oder das zweite Netzwerk zu übertragen. An input device according to the invention for scanning an external process by a remote computer system comprises an interface module for providing information as a function of an external signal, and a switching device for connecting the interface module to a first and an independent second network, each for connection to the computer system are set up. In this case, the switching device is set up to receive the information provided by the interface module and, alternatively, to transmit it via the first or the second network.

Dadurch ist es möglich, einen bekannten Schnittstellenbaustein, der eine unmittelbare Verbindung mit nur einem Netzwerk unterstützt, an zwei Netzwerken zu betreiben, die zueinander redundant sind. Die Vermittlungseinrichtung kann physikalisch so nah am Schnittstellenbaustein vorgesehen sein, dass die Gefahr einer Störung der Verbindung zwischen der Vermittlungseinrichtung und dem Schnittstellenbaustein vernachlässigbar gering ist. Eine Verfügbarkeit der Eingabeeinrichtung kann durch die Unterstützung zweier Netzwerke stark angehoben sein. Die beiden Netzwerke können lastverteilt betrieben werden, wobei eine Kommunikationslast auf beide Netzwerke verteilt wird. This makes it possible to operate a known interface module, which supports a direct connection with only one network, to two networks that are redundant to one another. The switching device can be physically provided so close to the interface module, that the risk of disturbing the connection between the switching device and the interface module is negligible. An availability of the input device can be greatly increased by the support of two networks. The two networks can be operated load-balanced, with a communication load being distributed to both networks.

Die gehobene Verfügbarkeit der Eingabeeinrichtung kann beispielsweise eine Sicherheitsanforderung nach der SIL-Kategorisierung verbessern. Die Eingabeeinrichtung kann dadurch auch unter verschärften Sicherheitsauflagen einsetzbar sein. Die Verwendung eines bekannten Schnittstellenbausteins mit nur einer Netzwerkanbindung erlaubt die Verwendung von bekannten und kostengünstigen Bauteilen. Außerdem können Funktionalitäten bestehender Schnittstellenbausteine an den redundanten Netzwerken verwendet werden, ohne korrespondierende Schnittstellenbausteine entwickeln zu müssen, die für den redundanten Betrieb mehrerer Netzwerke geeignet sind. So können Kostenvorteile realisiert werden. For example, the upscale availability of the input device may improve a security requirement for SIL categorization. The input device can thereby also be used under tightened security requirements. The use of a known interface module with only one network connection allows the use of known and inexpensive components. In addition, functionalities of existing interface blocks can be used on the redundant networks without having to develop corresponding interface blocks that are suitable for the redundant operation of multiple networks. This allows cost advantages to be realized.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Vermittlungseinrichtung dazu eingerichtet, eine Information vom Schnittstellenbaustein entgegenzunehmen, in mehrere Teilinformationen zu unterteilen und die Teilinformationen über unterschiedliche Netzwerke weiterzuleiten. In a particularly preferred embodiment, the switching device is set up to receive information from the interface module in several Subdivide sub information and forward the sub information across different networks.

Dadurch ist es möglich, unterschiedliche Betriebsarten beider Netzwerke auszunutzen. Insbesondere kann eine Variante des redundanten Betriebs, bei dem beide Netzwerke ständig aktiv sind, unterstützt werden. In weiteren Ausführungsformen kann eines der Netzwerke auch in einer anderen Betriebsart wie beispielsweise lastverteilt, als Hot Stand-by oder als Cold Stand-by betrieben werden. This makes it possible to exploit different operating modes of both networks. In particular, a variant of the redundant operation, in which both networks are constantly active, can be supported. In further embodiments, one of the networks may also be operated in a different operating mode such as, for example, load-distributed, as a hot stand-by or as a cold stand-by.

In entsprechender Weise umfasst eine erfindungsgemäße Ausgabeeinrichtung zur Steuerung eines externen Prozesses durch ein entferntes Rechnersystem einen Schnittstellenbaustein zur Bereitstellung eines externen Signals in Abhängigkeit von einer Information und eine Vermittlungseinrichtung zur Verbindung des Schnittstellenbausteins mit einem ersten und einem davon unabhängigen zweiten Netzwerk, die jeweils zur Verbindung mit dem Rechnersystem eingerichtet sind. Dabei ist die Vermittlungseinrichtung dazu eingerichtet, eine Information, die vom Rechnersystem an den Schnittstellenbaustein gerichtet ist, alternativ vom ersten oder vom zweiten Netzwerk entgegenzunehmen und an den Schnittstellenbaustein weiterzuleiten. In a corresponding manner, an output device according to the invention for controlling an external process by a remote computer system comprises an interface module for providing an external signal as a function of information and a switching device for connecting the interface module to a first and an independent second network, each for connection to the computer system are set up. In this case, the switching device is set up to accept information directed by the computer system to the interface module alternatively from the first or from the second network and forward it to the interface module.

Dadurch kann eine zu der oben beschriebenen Eingabeeinrichtung korrespondierende Ausgabeeinrichtung bereitgestellt werden, die auf einem bekannten ausgabefähigen Schnittstellenbaustein basiert, der lediglich einen Anschluss für ein einziges Netzwerk bietet. Durch die Vermittlungseinrichtung kann der Ausgabe-Schnittstellenbaustein an zueinander redundanten Netzwerken betrieben werden. As a result, an output device corresponding to the input device described above can be provided, which is based on a known output-capable interface module, which only offers a connection for a single network. The switching device allows the output interface module to be operated on mutually redundant networks.

Die Vermittlungseinrichtung der Ausgabeeinrichtung ist bevorzugterweise dazu eingerichtet, mehrere Teilinformationen von unterschiedlichen Netzwerken entgegenzunehmen, zu einer Information zusammenzufügen und an den Schnittstellenbaustein weiterzuleiten. The switching device of the output device is preferably configured to receive a plurality of sub-information from different networks, to assemble into an information and forward it to the interface module.

Dadurch kann eines der angeschlossenen Netzwerke mit dem Schnittstellenbaustein in Betriebsmodi wie lastverteilt, Hot Stand-by und Cold Stand-by verwendet werden. As a result, one of the connected networks with the interface module can be used in operating modes such as load-balanced, hot stand-by and cold stand-by.

In einer weiteren Ausführungsform können eine Eingabeeinrichtung und eine Ausgabeeinrichtung miteinander kombiniert ausgeführt sein. Dadurch kann eine Eingabe-Ausgabe-Einrichtung realisiert sein, die an redundanten Netzwerken betrieben werden kann. In a further embodiment, an input device and an output device can be designed to be combined with one another. As a result, an input-output device can be realized, which can be operated on redundant networks.

Bevorzugterweise sind die Netzwerke vom LAN- oder WAN-Typ. Die Netzwerke können insbesondere auf dem Ethernet-Standard basieren und sind bevorzugterweise für Echtzeitkommunikation ausgelegt. Beispielsweise kann ein Profinet I/O als Netzwerk verwendet werden. Während die Netzwerke beliebig lange Distanzen überbrücken können, ist es bevorzugt, dass eine Verbindung zwischen der Vermittlungseinrichtung und dem Schnittstellenbaustein möglichst kurz ist. Beispielsweise können die Vermittlungseinrichtung und der Schnittstellenbaustein auf einer gemeinsamen Leiterplatte, an einer gemeinsamen Hutschiene oder in einem gemeinsamen Schaltschrank angeordnet sein. In Kombination der weitläufigen LAN- oder WAN-Netzwerke mit der kurzen Verbindung innerhalb der Eingabeeinrichtung bzw. Ausgabeeinrichtung kann insbesondere ein stark dezentraler Prozess durch das Rechnersystem gesteuert werden. Beispielsweise kann eine Weiche in einem Gleisnetz auf die beschriebene Weise mit einem physikalisch weit entfernten Rechnersystem verbunden sein. Das Rechnersystem kann beispielsweise mehrere hundert Meter oder mehrere Kilometer von der Eingabeeinrichtung bzw. Ausgabeeinrichtung entfernt sein, die sich in wenigen Metern Entfernung zur Weiche befinden. Preferably, the networks are of the LAN or WAN type. The networks may be based in particular on the Ethernet standard and are preferably designed for real-time communication. For example, a Profinet I / O can be used as a network. While the networks can bridge arbitrarily long distances, it is preferred that a connection between the switching device and the interface module is as short as possible. For example, the switching device and the interface module can be arranged on a common printed circuit board, on a common DIN rail or in a common control cabinet. In combination of the extensive LAN or WAN networks with the short connection within the input device or output device, in particular a highly decentralized process can be controlled by the computer system. For example, a switch in a rail network in the manner described be connected to a physically distant computer system. The computer system can be, for example, several hundred meters or several kilometers away from the input device or output device, which are located a few meters away from the switch.

Das Rechnersystem umfasst bevorzugterweise eine erste und eine zweite Rechenkomponente, die hochverfügbar miteinander kombiniert sind, indem die erste Rechenkomponente dazu eingerichtet ist, eine den Prozess betreffende Steueraufgabe der zweiten Rechenkomponente zu übernehmen. Das Übernehmen kann insbesondere dann erfolgen, wenn die zweite Rechenkomponente einen Fehler aufweist. Die Rechenkomponente können beispielsweise CPU des Typs Simatic S7 Distributed Safety umfassen. Dadurch kann ein System aufgebaut werden, das die Steuerung des Prozesses weitgehend hochverfügbar durchführt. The computer system preferably comprises a first and a second computing component, which are combined with one another in a highly available manner, in that the first computing component is set up to take over a control task of the second computing component relating to the process. The transfer can take place in particular if the second calculation component has an error. The computation component may include, for example, Simatic S7 distributed safety CPU. As a result, a system can be set up that performs the control of the process largely highly available.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Rechnersystem eine erste und eine zweite Rechenkomponente, wobei die erste Rechenkomponente mit dem ersten Netzwerk und die zweite Rechenkomponente mit dem zweiten Netzwerk verbunden ist und die erste Rechenkomponente dazu eingerichtet ist, eine den Prozess betreffende Steueraufgabe der zweiten Rechenkomponente zu übernehmen, wenn das zweite Netzwerk einen Fehler aufweist. In a further embodiment, the computer system comprises a first and a second computing component, wherein the first computing component is connected to the first network and the second computing component is connected to the second network and the first computing component is adapted to take over a control task of the second computing component relating to the process if the second network has an error.

Dadurch kann ein von einem Fehler betroffenes Netzwerk nicht weiter benutzt werden, ohne dass die Steueraufgabe des Systems eingeschränkt werden müsste. As a result, a network affected by an error can no longer be used without the control task of the system having to be restricted.

Bevorzugterweise ist die Vermittlungseinrichtung dazu eingerichtet, einen Kommunikationsfehler über eines der Netzwerke zu bestimmen und die Kommunikation mit dem Rechnersystem über das andere Netzwerk fortzusetzen. The switching device is preferably set up to determine a communication error via one of the networks and to continue the communication with the computer system via the other network.

Ein Ausfall eines der Netzwerke kann so dem Schnittstellenbaustein vollständig verborgen bleiben. Die Kommunikation mit dem Rechensystem kann trotzdem ungehindert fortgesetzt werden. A failure of one of the networks can thus remain completely hidden from the interface module. Nevertheless, the communication with the computing system can continue unhindered.

Weiter ist bevorzugt, dass die Vermittlungseinrichtung dazu eingerichtet ist, Informationen mit dem Rechnersystem im Quittungsbetrieb auszutauschen, sodass eine nicht korrekte Übermittlung einer Information erfasst und die Information erneut übermittelt werden kann. Dadurch kann weiter dazu beigetragen werden, dass ein auftretender Fehler schnell erfasst und durch Abschalten einer fehlerhaften Komponente beseitigt wird. It is further preferred that the switching device is set up to exchange information with the computer system in the acknowledgment mode, so that an incorrect transmission of information can be detected and the information can be transmitted again. This can further contribute to the fact that an occurring error is quickly detected and eliminated by switching off a faulty component.

Ein erfindungsgemäßes System umfasst die oben beschriebene Eingabeeinrichtung oder die oben beschriebene Ausgabeeinrichtung, das Rechnersystem und die Netzwerke. A system according to the invention comprises the input device described above or the output device described above, the computer system and the networks.

Mittels des Systems kann auf kostengünstige Weise eine redundante Steuerung des Prozesses durchgeführt werden. By means of the system, a redundant control of the process can be carried out in a cost-effective manner.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden, wobei die Figur ein System zur Steuerung eines externen Prozesses darstellt. The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments which will be described in connection with the drawing, wherein the figure is a system to control an external process.

1 zeigt ein System 100 zur Steuerung eines externen Prozesses 105. Der Prozess 105 ist bezüglich des Systems 100 dahingehend extern, dass das System 100 eine Datenverarbeitung vornimmt, während der Prozess 105 einen von der Verarbeitung separaten technischen, chemischen oder physikalischen Ablauf umfasst. Der Prozess 105 ist in 1 rein exemplarisch als Gleisnetz mit Weichen angedeutet. Das System 100 ist dazu eingerichtet, eines oder mehrere Signale vom Prozess 105 abzutasten oder eines oder mehrere Signale dem Prozess 105 bereitzustellen. Die Signale betreffen dabei physikalische Größen, die außerhalb des Systems 100 liegen. 1 shows a system 100 to control an external process 105 , The process 105 is about the system 100 to the effect that the external system 100 performs a data processing while the process 105 includes a separate from the processing technical, chemical or physical process. The process 105 is in 1 purely exemplarily indicated as a track network with switches. The system 100 is set up to receive one or more signals from the process 105 to sample or one or more signals to the process 105 provide. The signals relate to physical quantities that are outside the system 100 lie.

Das System 100 umfasst ein Rechnersystem 110 mit einer ersten Recheneinrichtung 115 und einer zweiten Recheneinrichtung 120, ein erstes Netzwerk 125, ein zweites Netzwerk 130 und eine Einrichtung 135, die als Eingabeeinrichtung 135, als Ausgabeeinrichtung 135 oder als kombinierte Eingabe-Ausgabeeinrichtung ausgebildet sein kann. Die Einrichtung 135 ist mittels der Netzwerke 125, 130 mit dem Rechnersystem 110 verbunden. Im Sinne des Systems 100 stellt die Einrichtung 135 eine Von-Neumann'sche Eingabe-Ausgabe-Einrichtung dar. Die Einrichtung 135 umfasst einen Schnittstellenbaustein 140 und eine Vermittlungseinrichtung 145. Der Schnittstellenbaustein 140 ist nur zur Verbindung mit einem einzigen Netzwerk eingerichtet. Um den Schnittstellenbaustein 140 trotzdem an beide Netzwerke 125, 130 anschließen zu können, ist die Vermittlungseinrichtung 145 vorgesehen. Es ist bevorzugt, dass die Verbindung zwischen dem Schnittstellenbaustein 140 und der Vermittlungseinrichtung 145 möglichst kurz ist, insbesondere unter ca. 1–2 m, während die Verbindungen der Netzwerke 125 und 130 um eine oder mehrere Größenordnungen länger sind. Ferner ist bevorzugt, dass die Einrichtung 135 physikalisch nahe an der Komponente des Prozesses 105 angeordnet ist, mit dem sie Signale austauschen soll. The system 100 includes a computer system 110 with a first computing device 115 and a second computing device 120 , a first network 125 , a second network 130 and a facility 135 as input device 135 , as output device 135 or may be formed as a combined input-output device. The device 135 is through the networks 125 . 130 with the computer system 110 connected. In the sense of the system 100 represents the device 135 a Von Neumann input-output device. The device 135 includes an interface module 140 and a switch 145 , The interface block 140 is set up to connect to a single network only. To the interface module 140 anyway to both networks 125 . 130 Being able to connect is the switching device 145 intended. It is preferred that the connection between the interface module 140 and the switch 145 As short as possible, especially below about 1-2 m, while the connections of the networks 125 and 130 are one or more orders of magnitude longer. Furthermore, it is preferred that the device 135 physically close to the component of the process 105 is arranged, with which they should exchange signals.

Die Rechenkomponenten 115 und 120 sind nach Art eines redundanten Systems miteinander verschaltet. Dabei überwachen sich die Rechenkomponenten 115, 120 üblicherweise gegenseitig und eine Aufgabe, die eine Rechenkomponente nicht bearbeiten kann, wird üblicherweise an die jeweils andere Rechenkomponente abgegeben. Es können auch mehr als zwei Rechenkomponenten 115, 120 vorgesehen sein. Das erste Netzwerk 125 kann der ersten Rechenkomponente 115 zugeordnet sein, während das zweite Netzwerk 130 der zweiten Rechenkomponente 120 zugeordnet ist. In einer anderen Ausführungsform können auch beide Rechenkomponenten 115, 120 beide Netzwerke 125, 130 verwenden. Es können auch mehr als zwei Netzwerke 125, 130 verwendet werden. Die Netzwerke 125, 130 können gleiche oder unterschiedliche Topologien aufweisen. Es ist jedoch bevorzugt, dass beide Netzwerke 125, 130 verbindungsorientiert und weiter bevorzugt echtzeitfähig sind. Eine Zahl angeschlossener Endgeräte an den Netzwerken 125, 130 ist nicht notwendigerweise limitiert. The computing components 115 and 120 are interconnected in the manner of a redundant system. The computational components are monitored 115 . 120 Usually each other and a task that can not handle a computational component is usually delivered to the other computational component. It can also have more than two computational components 115 . 120 be provided. The first network 125 can be the first computational component 115 be assigned while the second network 130 the second computing component 120 assigned. In another embodiment, both computational components may also be used 115 . 120 both networks 125 . 130 use. It can also have more than two networks 125 . 130 be used. The networks 125 . 130 may have the same or different topologies. However, it is preferred that both networks 125 . 130 connection-oriented and more preferably real-time capable. A number of connected devices on the networks 125 . 130 is not necessarily limited.

Soll ein Signal vom Prozess 105 abgetastet und an das Rechnersystem 110 übermittelt werden, so erfolgt zunächst eine Umsetzung des Signals durch den Schnittstellenbaustein 140 in eine Information. Die Information wird dann an die Vermittlungseinrichtung 145 weitergegeben, die sie über eines oder beide Netzwerke 125, 130 an das Rechnersystem 110 übermittelt. Im Rechnersystem 110 läuft auf einer der Rechenkomponenten 115, 120 üblicherweise ein Steuerprogramm, das die bereitgestellte Information entgegennimmt und verarbeitet. Should a signal from the process 105 sampled and sent to the computer system 110 are transmitted, it is initially a conversion of the signal through the interface module 140 in an information. The information is then sent to the switch 145 they passed on one or both networks 125 . 130 to the computer system 110 transmitted. In the computer system 110 runs on one of the computational components 115 . 120 usually a control program that receives and processes the information provided.

Soll in umgekehrter Richtung ein Signal des Rechnersystems 110 an den Prozess 105 ausgegeben werden, so wird eine korrespondierende Information durch eine der Rechenkomponenten 115, 120 bereitgestellt und über eines oder beide Netzwerke 125, 130 an die Vermittlungseinrichtung 145 übermittelt. Die Vermittlungseinrichtung 145 leitet die Information weiter an den Schnittstellenbaustein 140, der die Information in das Signal für den Prozess 105 umsetzt und ausgibt. Should be in the reverse direction, a signal from the computer system 110 to the process 105 are output, then a corresponding information by one of the computational components 115 . 120 provided and via one or both networks 125 . 130 to the switching device 145 transmitted. The switching device 145 Forwards the information to the interface module 140 that the information in the signal for the process 105 converts and outputs.

Entscheidend dabei ist, dass die Vermittlungseinrichtung 145 in der Lage ist die Einrichtung 135, "stoßfrei" zwischen den Netzwerken 125, 130 umzuschalten, falls ein Fehler an einem der Netzwerke 125, 130 oder einer der Rechenkomponenten 115, 120 auftritt. Stoßfrei bedeutet in diesem Zusammenhang, dass weder das dem Prozess 105 bereitgestellte Signal noch die vom Prozess 105 abgetastete Information beeinflusst wird. Anders ausgedrückt stellt die Vermittlungseinrichtung 145 eine für die Einrichtung 135 vollständig transparente Anbindung an die Netzwerke 125 und 130 sicher. The decisive factor is that the switching center 145 capable of setting up 135 , "bum-free" between the networks 125 . 130 switch over in case of an error on one of the networks 125 . 130 or one of the computational components 115 . 120 occurs. Bump-free in this context means that neither the process 105 signal still provided by the process 105 sampled information is affected. In other words, the switch represents 145 one for the institution 135 completely transparent connection to the networks 125 and 130 for sure.

Dazu ist die Vermittlungseinrichtung 145 bevorzugterweise dazu eingerichtet, Informationen zur Übertragung über beide Netzwerke 125, 130 geeignet zu fragmentieren bzw. defragmentieren. Die Fragmente können über unterschiedliche der Netzwerke 125, 130 übertragen werden. Außerdem ist die Vermittlungseinrichtung 145 bevorzugterweise dazu eingerichtet, einen Kommunikationsfehler über eines der Netzwerke 125, 130 zu bestimmen und die Kommunikation über das jeweils andere Netzwerk 125, 130 fortzusetzen. Weiter bevorzugt ist, dass die Vermittlungseinrichtung 145 dazu eingerichtet ist, eine begonnene Information über eines der Netzwerke 125, 130 auf dem anderen Netzwerk 125, 130 fortzusetzen, falls das zuvor benutzte Netzwerk 125, 130 einen Fehler aufweist. This is the switching device 145 preferably configured to transmit information over both networks 125 . 130 suitable for fragmenting or defragmenting. The fragments can be over different of the networks 125 . 130 be transmitted. In addition, the switch is 145 preferably configured to cause a communication error over one of the networks 125 . 130 to determine and communicate through the other network 125 . 130 continue. It is further preferred that the switching device 145 is set up a started information on one of the networks 125 . 130 on the other network 125 . 130 continue if the previously used network 125 . 130 has an error.

Die Vermittlungseinrichtung 145 kann mit geringen Ressourcen aufgebaut werden, da die Umsetzung zwischen den beiden Netzwerken 125 und 130 einerseits und dem Schnittstellenbaustein 140 andererseits wenig aufwändig ist. Es ist bevorzugt, ein generisches Programm auf der Vermittlungseinrichtung 145 auszuführen, wobei das Programm parametrisiert werden kann, um an unterschiedliche Ausführungsformen angepasst zu werden. Beispielsweise können auch mehr als nur zwei Netzwerke 125, 130 unterstützt werden oder die Zahl der Rechenkomponenten 115, 120 kann größer als 2 sein. Auch kann die Vermittlungseinrichtung 145 einen eingebauten Router umfassen, um die Netzwerke 125, 130 beispielsweise parallel, alternierend, redundant oder konkurrierend zu betreiben. The switching device 145 can be built with low resources, as the implementation between the two networks 125 and 130 on the one hand and the interface module 140 on the other hand is little expensive. It is preferred to have a generic program on the switch 145 The program may be parameterized to suit different embodiments. For example, you can have more than just two networks 125 . 130 be supported or the number of computational components 115 . 120 can be greater than 2 Also, the switching device 145 include a built-in router to the networks 125 . 130 For example, to operate in parallel, alternating, redundant or competitive.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims

Input device ( 135 ) for scanning an external process ( 105 ) by a remote computer system ( 110 ), the input device ( 135 ) comprises: - an interface module ( 140 ) for providing information in dependence on an external signal, and - a switching device ( 145 ) for connecting the interface module ( 140 ) with a first ( 125 ) and a second network ( 130 ), each for connection to the computer system ( 110 ) ( 110 ), wherein the switching device ( 145 ) is set up, the information from the interface module ( 140 ) and alternatively via the first ( 125 ) or the second network ( 125 ) transferred to.

Input device ( 135 ) according to claim 1, wherein the switching device ( 145 ) is set up to receive information from the interface module ( 140 ), subdivide it into several sub-information and display the sub-information on different networks ( 125 . 130 ).

Output device ( 135 ) for controlling an external process by a remote computer system ( 110 ), the output device ( 135 ) comprises: - an interface module ( 140 ) for providing an external signal in response to information, and - a switching device ( 145 ) for connecting the interface module ( 140 ) with a first ( 125 ) and a second network ( 125 ), each for connection to the computer system ( 110 ), wherein the switching device ( 145 ) is set up to receive information from the computer system ( 110 ) to the interface module ( 140 ), alternatively from the first ( 125 ) or from the second network ( 125 ) and to the interface module ( 140 ).

Output device ( 135 ) according to claim 3, wherein the switching device ( 145 ) is set up to provide multiple partial information from different networks ( 125 . 130 ), to put together for information and to the interface module ( 140 ).

Facility ( 135 ) according to one of the preceding claims, wherein the networks ( 125 . 130 ) are of the LAN or WAN type.

Facility ( 135 ) according to one of the preceding claims, wherein the computer system ( 110 ) a first ( 115 ) and a second computing component ( 120 ), which are combined with each other in a highly available manner, by the first computational component ( 115 ) is set up, the process ( 105 ) relevant control task of the second computing component ( 120 ), if the second computing component ( 120 ) has an error.

Facility ( 135 ) according to one of the preceding claims, wherein the computer system ( 110 ) a first ( 115 ) and a second computing component ( 120 ), wherein the first computing component ( 115 ) with the first network ( 125 ) and the second computing component ( 120 ) with the second network ( 130 ) and the first computing component ( 115 ) is set up, the process ( 105 ) control task of the second computing component ( 120 ) when the second network ( 130 ) has an error.

Facility ( 135 ) according to one of the preceding claims, wherein the switching device ( 145 ) is adapted to cause a communication error via one of the networks ( 125 . 130 ) and communication with the computer system ( 110 ) over the other network ( 125 . 130 ) continue.

Facility ( 135 ) according to claim 8, wherein the switching device ( 145 ) is set up over the one network ( 125 . 130 ) started communication with the computer system ( 110 ) over the other network ( 125 . 130 ) continue.

Facility ( 135 ) according to one of the preceding claims, wherein the switching device ( 145 ) is set up to communicate information with the computer system ( 110 ) in the acknowledgment mode, so that an incorrect transmission of information can be detected and the information can be transmitted again.

System comprising a device ( 135 ) according to one of the preceding claims, the computer system ( 110 ) and the networks ( 125 . 130 ).