專利名稱：：用于工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的冗余耦合器的制作方法用于工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的冗余耦合器
背景技術(shù)：
本發(fā)明通常涉及工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)，尤其涉及給這樣的網(wǎng)絡(luò)提供熱備份能力."現(xiàn)場總線(fieldbus)"網(wǎng)絡(luò)是使用串行總線并且雙向的工業(yè)多站(multidrop)數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò).現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)一般在工業(yè)環(huán)境中用于鏈接單獨的設(shè)備，這些設(shè)備可以包括控制器、變送器、傳感器和致動器.向每個現(xiàn)場設(shè)備提供一些計算能力，從而這些設(shè)備除提供通信外還能夠執(zhí)行一定的控制和維護功能.現(xiàn)場總線目前由國際標準所覆蓋.PROFIBUS系統(tǒng)是一種類型的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，其允許使用增強的RS485接線技術(shù)在計算機和PLC之間進行高速數(shù)字通信.它在工廠中和工業(yè)自動化、過程控制和工廠整合中的過程自動化中得以使用，并且能夠滿足大型安裝的需要.PROFIBUS系統(tǒng)以與異步令牌總線相似的方式運轉(zhuǎn).定義有主-從通信關(guān)系.雖然允許多個主方，但是任何PROFIBUS或現(xiàn)場總線設(shè)備的輸出只能被分配給一個主方。由此，在這樣的網(wǎng)絡(luò)中的單個主方的故陣會導(dǎo)致失去對一個或多個PROFIBUS或現(xiàn)場總線設(shè)備的控制，并且無法從一個或多個PROFIBUS或現(xiàn)場總線設(shè)備獲取數(shù)據(jù).
發(fā)明內(nèi)容在一個方面，本發(fā)明提供一種用于在現(xiàn)場總線上提供熱備份主方的方法.所述方法包括把冗余耦合器可通信地耦合至現(xiàn)場總線，所述現(xiàn)場總線具有至少一個可通信地與之耦合的從方設(shè)備.所述方法進一步包括把多個冗余現(xiàn)場總線主方控制器(MC)可通信地耦合至所述耦合器，并且利用所述耦合器來確定所述多個冗余MC中的哪一個是活動的。所述方法還包括使用所述耦合器從活動MC接收信息，并且把從所述活動MC所接收的信息經(jīng)由現(xiàn)場總線轉(zhuǎn)發(fā)至一個或多個從方設(shè)備。此外，所述耦合器被用于從其它冗余MC接收通信訊息，并且防止從所述其它冗余MC所接收的信息被轉(zhuǎn)發(fā)至所述一個或多個從方設(shè)備.提供一種冗余耦合器，其被配置成把多個冗余主方控制器(MC)耦合至現(xiàn)場總線，所述現(xiàn)場總線也具有至少一個可通信地與之耦合的從方設(shè)備。所述耦合器還被配置成確定所述多個冗余MC中的哪一個是活動的，從活動MC接收信息，并且把來自所述活動MC的信息經(jīng)由現(xiàn)場總線轉(zhuǎn)發(fā)至所述一個或多個從方設(shè)備.而且，所述耦合器還被配置成從其它冗余MC接收信息，并且防止來自所述其它冗余MC的信息被轉(zhuǎn)發(fā)至所述一個或多個從方設(shè)備.在又另一個方面，本發(fā)明提供一種通信系統(tǒng)，其包括現(xiàn)場總線、至少一個可通信地耦合至所述現(xiàn)場總線的從方設(shè)備、可通信地輛合至所述現(xiàn)場總線的冗余耦合器、和經(jīng)由所述冗余耦合器和所述現(xiàn)場總線可通信地耦合至所述從方設(shè)備的多個冗余主方控制器(MC).所述耦合器被配置成把所述多個冗余MC耦合至所述現(xiàn)場總線.所述耦合器還被配置成確定所述多個冗余MC中的哪一個是活動的，從活動MC接收信息，并且把來自所述活動MC的信息經(jīng)由現(xiàn)場總線轉(zhuǎn)發(fā)至所述一個或多個從方設(shè)備.所述冗余耦合器還被配置成從其它冗余MC接收信息，并且防止來自所述其它冗余MC的信息被轉(zhuǎn)發(fā)至所述一個或多個從方設(shè)備。可以意識到，本發(fā)明的配置使得可能提供現(xiàn)場總線或PROFIBUS上的冗余主方控制器，并且允許除了活動主方控制器之外的每個主方控制器都能夠處于熱備份狀態(tài).圖l是引入冗余耦合器的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的笫一示例配置的框圖.圖2是引入冗余耦合器的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的第二示例配置的框圖，所述冗余耦合器具有所包括的主方控制器.圖3是引入兩個冗余耦合器的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的第三示例配置的框圖.一些附圖標記所指代的元件如下10冗余輛合器12冗余現(xiàn)場總線主方控制器(MC)14冗余PROFIBUS(或現(xiàn)場總線)主方控制器(MC)或備份MC16單輸出PROFIBUS(或現(xiàn)場總線)主方控制器(MC)或從方總線或第三總線18PROFIBUS(或現(xiàn)場總線)設(shè)備或從方設(shè)備20PROFIBUS(或現(xiàn)場總線)設(shè)備或從方設(shè)備22從方設(shè)備24從方總線側(cè)26主方總線側(cè)28PROFIBUS(或現(xiàn)場總線)主方總線30PROFIBUS(或現(xiàn)場總線)主方總線32PROFIBUS類型1主方或嵌入主方40耦合器42附加總線具體實施方式如在此所使用的，以單數(shù)所引用的前面有"一個"的部件或步猓應(yīng)當(dāng)理解為其不排除多個所述部件或步驟，除非這樣的排除是明確聲明的，此外，對于本發(fā)明的"一個實施例"的參考并不意在被解釋為排除同樣引入所引用特征的其它實施例.而且，除非明確作了相反聲明，否則"包括"或"具有"一個或多個具有特定屬性的部件的實施例，也可以包括不具有那些屬性的其它部件.在一些配置中并參考圖1，PROFIBUS(或現(xiàn)場總線)冗余耦合器10是能夠把至少兩個PROFIBUS(或現(xiàn)場總線)主方控制器(MC)12、14耦合至單輸出PROFIBUS(或現(xiàn)場總線)總線16的設(shè)備，其中一個主方為優(yōu)選主方14而其它的(一個或者多個)主方作為熱備份運行.冗余耦合器10允許主方12、14都能看到來自從方設(shè)備18、20的所有輸入控制數(shù)據(jù)和診斷，所述從方設(shè)備18、20位于冗余耦合器10遠離MC12、14的從方總線側(cè)24，同時僅允許把來自活動MC12的輸出控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至從方設(shè)備18、20.MC12、14位于冗余輛合器10遠離從方總線16的主方總線側(cè)26.冗余耦合器10對于MC12、14是透明的，因為每個MC12、14各自訪問每個從方設(shè)備18、20，就好像從方設(shè)備18、20是連接至那個MC的本地總線一樣.因此，在該示例性實施例中，每個主方12、14能夠訪問連接至共享PROFIBUS或現(xiàn)場總線16上的每個從方設(shè)備18、20上的244字節(jié)的輸入和/或輸出數(shù)據(jù).作為選擇，每個主方12、14能夠訪問每個從方設(shè)備18、20上的比244字節(jié)更多或更少的輸入和/或輸出數(shù)據(jù).在另一個實施例中，本發(fā)明可用不同于PROFIBUS總線的現(xiàn)場總線來實施.在活動MC12的現(xiàn)場總線或PROFIBUS總線出現(xiàn)故障的情況下，冗余輛合器10無擾切換至備用MC14來輸出數(shù)據(jù).因此，本發(fā)明的許多配置利用兩個獨立的PROFIBUS總線(或現(xiàn)場總線)28、30作為主方總線，每個總線分別具有對應(yīng)的類型1主方12、14.作為選擇，，本發(fā)明可利用不同于PROFIBUS總線的現(xiàn)場總線來實施?？偩€28、30的每一個在此被稱為"主方總線".類型l主方設(shè)備12、14都試圖控制或"擁有"連接至第三總線16的所有PROFIBUS從方設(shè)備18、20，所述笫三總線16在此被稱為"從方總線".冗余耦合器10是唯一連接到所有三個總線16、28、30上的設(shè)備.冗余耦合器10被配置成提供必需的信號，使得MC12、14都表現(xiàn)得好像是它們在控制從方設(shè)備18、20，即主方12、14均得到由連接至從方總線16的每個PROFIBUS或現(xiàn)場總線設(shè)備18、20所提供的輸入數(shù)據(jù)、診斷數(shù)據(jù)等.本發(fā)明的一些配置也不要求PROFIBUS主方12、14中的任一個知曉或支持這種類型的冗余，而與在一些配置中要求對冗余耦合器進行配置不同。此外，在本發(fā)明的一些配置中，連接至從方總線16的PROFIBUS設(shè)備18、20類似地也不需要關(guān)心冗余性.在一些配置中，冗余耦合器10被配置成選擇兩個主方總線28、30中的一個作為"優(yōu)選"總線。只要在優(yōu)選總線(例如，28)上指定的輸出以無錯并且及時的方式被接收，就將其轉(zhuǎn)發(fā)至從方總線16.如果不滿足這些條件或者條件滿足終止，則該冗余耦合器10接著使用由處于非優(yōu)選(或"備用")總線30上的MC14所提供的輸出.PROFIBUS規(guī)范所包括的命令，這些命令不同于為使得PROFIBUS主方設(shè)備12，14按所需方式運行而提供總線28、30上都必須支持的輸入和輸出的那些命令.需要這些額外的命令以使得主方設(shè)備12、14就像它們控制著從方總線16上的設(shè)備18、20—樣，并且由此，掃描從方總線16上的設(shè)備18、20來設(shè)置從方總線16上的設(shè)備18、20的輸出，和讀取從方總線16上的設(shè)備18、20的輸入，等等.在本發(fā)明的一些配置中，命令的最小可接受集合由"DP-V0"從方的強制要求所定義，其中請求/響應(yīng)'1/0數(shù)據(jù)交換。(主方12使用該命令來支持主方12和從方18之間的輸出和輸入的循環(huán)交換.如果從方設(shè)備18沒有定期接收到該請求，即從方設(shè)備18中的監(jiān)視計時器超時，則從方設(shè)備18獨立地將其輸出設(shè)置為缺省值.)設(shè)置參數(shù).(主方12使用該命令來發(fā)送Lock/Unlock(加鎖/解鎖)請求、Sync/Freeze(同步/凍結(jié))請求、總線特定配置信息，例如從方監(jiān)視計時器時間、最小響應(yīng)延遲時間和設(shè)備特定參數(shù).)檢查配置.(主方12使用該命令來驗證其所具有的對于給定的從方設(shè)備18的配置信息與從方設(shè)備所希望的相匹配，例如I/0量等.)讀取從方診斷.(主方12使用該命令來驗證設(shè)備18的存在，還檢查設(shè)備18的狀態(tài)和完好情況，包括諸如"短路"、"斷線"等的信道特定故障.)全局控制，(主方12使用該命令來向一個(即，單播)或幾個(即，組播)DP-從方18、20發(fā)送特殊控制命令.)為了簡化問題，可以在本發(fā)明的一些配置中施加額外限制.例如，一些配置不需要支持由Freeze或Sync命令所引入的復(fù)雜情況，從而這些配置中的一些根本不需要支持"全局控制"請求。本發(fā)明的配置可以進一步簡化，雖然在一些情況下，對它們操作實施的限制可能不得不由用戶而不是制造商來負責(zé).例如，本發(fā)明的一些配置使用以下簡化中的一個或多個1.要求被用于冗余的主方14具有相同的PROFIBUS地址，該簡化是實用的，原因在于每個主方12、14處于不同的總線28、30上.由此，冗余耦合器10能夠被配置成不加修改地傳遞包，并且能夠保證從方設(shè)備18、20將既不會忽略所述包也不會改變所有權(quán)，而忽略包或改變所有權(quán)會導(dǎo)致從方設(shè)備18、20的輸出中的"擾動(bump)".該筒化還允許來自總線28、30二者上的主方l2、l4的"設(shè)置參數(shù)"命令通過.2.對于由冗余主方12、14二者所共享的從方設(shè)備18、20,要求冗余主方12、14對于每個設(shè)備18、20具有確切相同的參數(shù)數(shù)據(jù).3.對于由冗余主方12、14二者所共享的從方設(shè)備18、20,要求冗余主方12、14具有確切相同的配置。由MC12所使用來利用給定PROFIBUS從方設(shè)備18來開始執(zhí)行I/O數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移的典型請求序列是1.請求ReadSlaveDiags直至從方設(shè)備18響應(yīng).檢查響應(yīng)數(shù)據(jù)以確定另一個MC14是否"擁有"從方設(shè)備18.如果不是，則MC12執(zhí)行以下步驟.2.主方12使用SetParameters來試圖成為設(shè)備18的"擁有者"，通過設(shè)置一些參數(shù)，例如監(jiān)視超時值、要求響應(yīng)延遲等，SetParameters也提供設(shè)備18的一些配置。3.MC12使用CheckConfig來為從方設(shè)備18提供配置數(shù)據(jù).從方設(shè)備18驗證由MC12所提供的配置就格式、長度和I/O區(qū)域與實際的、真實的配置相匹配.CheckConfig也確保主方12具有設(shè)置為支持的值的"Consistency(—致)"標志，或者當(dāng)接下來取回從方診斷時，主方12在這些診斷中指示配置故障，4.ReadSlaveDiags提供用于驗證主方12目前是設(shè)備18的"擁有者"的結(jié)果，來檢查參數(shù)表示和配置故障，并且等待從方設(shè)備18指示其"就緒".如果MC12被確定為"擁有者"并且還沒有發(fā)生參數(shù)表示/配置錯誤，則重復(fù)該請求直至從方設(shè)備18變?yōu)?就緒".5.除了指示主方12的自身操作模式之外，MC12使用IODataExchange來為從方設(shè)備18指定輸出.從方設(shè)備18以其輸入以及其是否具有要報告的任何診斷消息或錯誤的指示進行答復(fù).如果指示了診斷消息或錯誤，則MC12能夠發(fā)出單獨的"ReadSlaveDiags"請求來得到它們.由此，至少支持i/o數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移的配置支持所有這些請求和響應(yīng).示例1本發(fā)明的一些配置包括定制固件，例如，所述定制固件可以嵌入到冗余耦合器10的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)中，以支持12Mbps的3個端口.所述定制固件支持冗余耦合器10所要求的PROFIBUS級別2協(xié)議。對用于這些配置的硬件進行配置，使得級別1協(xié)議(即，物理介質(zhì))由可商業(yè)獲得的硬件(即，支持PROFIBUS-DP的RS-485收發(fā)器，例如AnalogDevicesADM-2486或TexasInstrumentSN65HVD1176)處理.相比由傳統(tǒng)完全PROFIBUS級別2堆棧所提供的對級別2協(xié)議的支持，提供了對級別2協(xié)議較少的支持，更具體地，在一些配置中，這種受限的支持僅僅確定每個PROFIBUS請求或響應(yīng)的類型.依照所確定的類型，為PROFIBUS請求和響應(yīng)提供以下受限的支持1.不加修改地向適當(dāng)?shù)目偩€傳遞PROFIBUS請求和響應(yīng)；2.對PROFIBUS請求和響應(yīng)進行分析以提取并緩沖請求或響應(yīng)中包含的數(shù)據(jù)(例如，諸如在一些配置中提取并緩沖的輸出值或診斷值的數(shù)據(jù)).依據(jù)源或目的地址，視情況，所述緩沖發(fā)生在為請求或響應(yīng)設(shè)備保留的區(qū)域，所述數(shù)據(jù)接著被未修改地傳遞至適當(dāng)?shù)目偩€；或者3.使用之前所緩沖的數(shù)據(jù)直接進行答復(fù)PROFIBUS請求和響應(yīng)(例如，對于當(dāng)"優(yōu)選主方總線"仍在運行或被監(jiān)聽時來自"備用主方總線"的i/o數(shù)據(jù)傳輸請求).一些示例1配置還提供來自兩個或更多主方總線28、30的請求的定序，使得在任意一個時間，在從方總線16上只有一個PROFIBUS請求是待處理的.而且，這些配置中的一些確定哪一個主方總線28、30在控制著從方總線16上的設(shè)備18、20的輸出.通過不接受從方總線16上的任何主方設(shè)備12、14，就可能對這些配置作進一步簡化.該進一步簡化使得支持通過冗余耦合器的主方至主方的通信(包括令牌傳遞)變得并非必要.請求冗余輛合器行為(用于示例1)I/ODataExchange(1/0數(shù)據(jù)交如果這是"優(yōu)選"總線，則開啟換)(來自活動總線，不論其是總線轉(zhuǎn)換監(jiān)視計時器(假設(shè)沒有否為"優(yōu)選"總線)CRC錯誤).不加修改地將請求放置在從方總線上.如果從方總線返回響應(yīng)，則確定成功/失敗狀態(tài).如果成功，則使用源地址作為索引，把輸入數(shù)據(jù)復(fù)制到"保存區(qū)域"中.(一些配置復(fù)制整個響應(yīng))如果失敗，則保存失敗代碼/指示.(一些配置復(fù)制整個響應(yīng))不加修改地將響應(yīng)放置在活動總線上.I/ODataExchange(1/0數(shù)據(jù)交換)(來自非活動總線，不論其是否為"備用"總線)如果這是"優(yōu)選"總線，則冗余耦合器在之前已經(jīng)切換至備用總線。所述冗余耦合器開始轉(zhuǎn)回過程.然而，該切換可能需要在一些受控制的時間發(fā)生.從而，按要求設(shè)置變量，以指示優(yōu)選總線正在返回在線.提取目的地址.把冗余控制器為I/ODataExchangei己錄的最臨近響應(yīng)復(fù)制(或重構(gòu)，如果需要的話)到來自活動總線的目的地址.(冗余耦合器不通知"非活動"主方給定設(shè)備"就緒"，直至所述給定設(shè)備被活動總線上的主方掃描至少一次，以確保所述冗余耦合器將具有要提供的輸入數(shù)據(jù).)把響應(yīng)放置在非活動總線上.SetParameters(設(shè)置參數(shù))在一些配置中，不加修改地傳<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>在一些"Diag"位在其被讀取之后清空的配置中，冗余耦合器監(jiān)聽響應(yīng)，并且構(gòu)建和管理要提供給備用總線的診斷值集合.一些配置為兩個總線管理這樣的位，從而不管哪一個總線進行這一請求，那個總線就獲得最新診斷而不會"錯過"由另一個總線最初讀取的任何內(nèi)容.GlobalControl(全局控制)在一些配置中根本不支持.或者在一些其它配置中，不加修改地傳遞.在不支持Freeze/Sync的配置中，在此需要支持的唯一命令是"ClearAll(清楚所有)".無論對GlobalControl命令做什么，應(yīng)當(dāng)考慮在什么條件下能夠發(fā)生從"備用"總線轉(zhuǎn)換回到"優(yōu)選"總線.例如，如果"優(yōu)選"總線正在發(fā)送"SetParameters"請求，其中具有不同于當(dāng)前有效搮作數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，并且施加了簡化限制，理想地，冗余輛合器應(yīng)當(dāng)NACK(否定)所述請求.示例2在由示例2所示范的配置中，限制了在單個冗余輛合器之后得到支持的設(shè)備的數(shù)目.例如，一些配置僅允許八個設(shè)備.(在其它配置中，設(shè)備的數(shù)目不同.)每個主方總線被配置有轉(zhuǎn)發(fā)器電路，用于限制那些總線上的電負栽.N個PROFIBUS從方芯片處于每個轉(zhuǎn)發(fā)器的下游側(cè)。每個從方芯片被用作連接至"從方總線"的從方設(shè)備之一的代理.在這些配置中并參考圖2，冗余輛合器10包括PROFIBUS類型1的主方32，所述主方32用于擁有和/或控制從方總線16上的設(shè)備18、20.在這些配置的一些中，用戶通過提供指定哪些從方設(shè)備18、20被連接的數(shù)據(jù)來配置冗余耦合器10.在這些配置的另外一些中，冗余耦合器"探聽""CheckConfig"命令和/或結(jié)果，來確定對于任何給定設(shè)備18、20應(yīng)當(dāng)使用什么配置.為了便于探聽嵌入到冗余耦合器10的PROFIBUS主方32，必須有可能向其添加從方設(shè)備18、20配置，而不干擾其所連接或掃描的PROFIBUS總線或現(xiàn)場總線16.與示例2相一致的配置能夠通過緩沖已經(jīng)由每個主方總線28、30向每個從方設(shè)備18、20所提供的輸出，來支持I/0數(shù)據(jù)交換.在從方總線16的周期內(nèi)，所嵌入的主方32從"活動"主方總線28的援沖器取回輸出，并且把這些輸出發(fā)送至從方總線16上的設(shè)備18、20.類似地，所嵌入的主方32緩沖由從方總線16上的設(shè)備18、20返回的輸入值.在主方總線周期內(nèi)，冗余耦合器10保存來自活動主方總線28(如圖l所示)的緩沖器的輸出以供其嵌入主方32使用，并且向那個設(shè)備返回最新的輸入集合.示例3本發(fā)明的與這一示例相一致的配置和那些與示例2相一致的配置類似，除了在示例3的配置中對PROFIBUS堆棧IP核進行修改，接著將其置于現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)中。對PROFIBUS協(xié)議堆棧的IP核進行修改，使得其將對多個從方設(shè)備地址進行響應(yīng)。該修改的IP核為每個這樣的設(shè)備地址提供不同的I/O數(shù)據(jù)、診斷數(shù)據(jù)等，所以一些配置包含多個完全PROFIBUS堆棧的實例，即每個"從方總線"上所支持的設(shè)備具有一個所述實例.由此，在本發(fā)明的一些配置中并參考圖1、2和3，提供了一種用于在現(xiàn)場總線30上提供熱備份主方14的方法.所述方法包括把耦合器10可通信地耦合至現(xiàn)場總線16，所述現(xiàn)場總線16具有至少一個可通信地與之耦合的從方設(shè)備18、20.所述方法進一步包括把多個冗余現(xiàn)場總線主方控制器(MC)12、14可通信地耦合至耦合器10，并且利用耦合器IO來確定所述多個冗余MC12、14中的哪一個是活動的.所述方法還包括使用輛合器IO從活動MC12接收信息，并且把從活動MC12所接收的信息經(jīng)由現(xiàn)場總線16轉(zhuǎn)發(fā)至一個或多個從方設(shè)備18、20.此外，耦合器10被用于從其它冗余MC14接收信息，并且防止從其它冗余MC14所接收的信息被轉(zhuǎn)發(fā)至一個或多個從方設(shè)備18、20.一些配置進一步包括使用耦合器10從一個或多個從方設(shè)備18、20接收信息，并且把來自從方設(shè)備18、20的信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述多個冗余MC12、14,而且，在本發(fā)明的一些配置中，冗余主方12、14在現(xiàn)場總線16上具有相同的地址；并且在這些配置的一些中，現(xiàn)場總線16是PROFIBUS總線。此外，本發(fā)明的各種配置包括把從活動MC12所接收的信息作為未修改的包經(jīng)由現(xiàn)場總線16轉(zhuǎn)發(fā)至一個或多個從方設(shè)備18、20。一些配置還針對所述一個或多個從方設(shè)備18、20中的每一個，給每個冗余主方14加載相同的參數(shù)數(shù)據(jù).還在一些配置中，對于共享所述多個冗余主方12、14的所述一個或多個從方設(shè)備18、20中的每一個，被共享的冗余主方12、14中的每一個具有相同的配置.而且，在本發(fā)明的一些其中現(xiàn)場總線16是PROFIBUS的配置中，對PROFIBUS請求和響應(yīng)僅提供了受限的支持.特別地，每個PROFIBUS請求或響應(yīng)或a)被不加修改地傳遞；或b)被分析以提取并緩沖在所迷請求或響應(yīng)中所包含的數(shù)據(jù)并接著被不加修改地傳遞；或者c)使用之前所緩沖的數(shù)據(jù)直接進行答復(fù).本發(fā)明的一些配置提供了一種冗余耦合器10，其被配置成把多個冗余主方控制器(MC)12、14耦合至現(xiàn)場總線16，所述現(xiàn)場總線16還具有至少一個可通信地與之耦合的從方設(shè)備18、20.耦合器10還被配置成確定所述多個冗余MC12、14中的哪一個是活動的，從活動MC12接收信息，并且把從所述活動MC12所接收的信息經(jīng)由現(xiàn)場總線16轉(zhuǎn)發(fā)至一個或多個從方設(shè)備18、20.而且，所述耦合器10還被配置成從其它冗余MC14接收信息，并且防止從所述其它冗余MC14所接收的信息被轉(zhuǎn)發(fā)至一個或多個從方設(shè)備18、20,—些配置進一步被配置為從一個或多個從方設(shè)備18、20接收信息，并且把來自所述一個或多個從方設(shè)備18、20的信息轉(zhuǎn)發(fā)至多個冗余MC12、14.在一些配置中，冗余耦合器10被配置成輛合至PROFIBUS總線16.而且，在一些配置中，冗余輛合器10被配置成把來自活動MC12的信息作為未修改的包經(jīng)由現(xiàn)場總線16轉(zhuǎn)發(fā)至一個或多個從方設(shè)備18、20.在一些配置中，冗余耦合器IO不僅被配置成耦合至PROFIBUS總線16，而且還被配置成對PROFIBUS請求和響應(yīng)僅提供受限的支持.也就是說，每個PROFIBUS請求或響應(yīng)或a)由耦合器10不加修改地傳遞；或b)由耦合器10分析以提取并援沖在所述請求或響應(yīng)中所包含的數(shù)據(jù)并接著不加修改地傳遞；或者c)由耦合器10使用之前緩沖的數(shù)據(jù)直接進行答復(fù).冗余耦合器10的一些配置進一步包括PROFIBUS類型1主方32，其被配置成控制從方總線上的設(shè)備.而且，本發(fā)明的一些配置提供了一種通信系統(tǒng)，其包括現(xiàn)場總線16、至少一個可通信地耦合至所述現(xiàn)場總線16的從方設(shè)備18、20、可通信地耦合至所述現(xiàn)場總線16的冗余耦合器10、和多個經(jīng)由所述冗余耦合器10和所述現(xiàn)場總線16可通信地耥合至所述從方設(shè)備18、20的冗余主方控制器(MC)12、14.所述耦合器10被配置成把所述多個冗余MC12、14耦合至所述現(xiàn)場總線16.所述耦合器10還被配置成確定所述多個冗余MC12、14中的哪一個是活動的，從活動MC12接收信息，并且把來自所述活動MC12的信息經(jīng)由現(xiàn)場總線16轉(zhuǎn)發(fā)至一個或多個從方設(shè)備18、20。所述冗余輛合器10還被配置成從其它冗余MC14接收信息，并且防止來自所述其它冗余MC14的信息被轉(zhuǎn)發(fā)至所述一個或多個從方設(shè)備18、20.在一些網(wǎng)絡(luò)配置中，冗余耦合器10還被配置成從所述一個或多個從方設(shè)備18、20接收信息，并且把來自所述一個或多個從方設(shè)備18、20的信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述多個冗余MC12、14,還在一些配置中，所述現(xiàn)場總線是PROFIBUS總線16.冗余耦合器10能夠被配置成把來自活動MC12的信息作為未修改的包經(jīng)由現(xiàn)場總線16轉(zhuǎn)發(fā)至一個或多個從方i殳備18、20.在一些網(wǎng)絡(luò)配置中，所述現(xiàn)場總線是PROFIBUS總線16并且冗余耦合器10對PROFIBUS請求和響應(yīng)僅提供受限的支持.特別地，每個PROFIBUS請求或響應(yīng)或a)由耦合器10不加修改地傳遞；或b)由耦合器10分析以提取并緩沖在所述請求或響應(yīng)中所包含的數(shù)據(jù)并接著不加修改地傳遞；或者c)由耦合器IO使用之前緩沖的數(shù)據(jù)直接進行答復(fù).在本發(fā)明的一些配置中并參考圖3，提供了多于一個的耦合器IO、40,在一個這樣的配置中，耦合器40同MC12、14一起使用為附加總線42提供冗余，所述附加總線42具有耦合至其上的一個或多個從方設(shè)備22.例如，MC12是總線16的活動主方，而MC14是熱備份主方.然而，耦合器40提供MC14用作附加總線42的活動主方，而MC12則作為附加總線42的熱備份主方。將會理解的是，本發(fā)明的配置使得可能提供現(xiàn)場總線或PROFIBUS上的冗余主方控制器，并且允許除了活動主方控制器之外的每個主方控制器處于熱備份狀態(tài).更具體地，本發(fā)明的配置提供了以下優(yōu)勢中的一個或多個1.能夠在冗余主方配置中使用不具有冗余能力的從方設(shè)備.2.主方設(shè)備不必彼此協(xié)調(diào)，來確定哪一個是活動的.耦合器能夠決定并對優(yōu)選主方作出優(yōu)先選擇，3.兩個主方都能夠看到來自從方設(shè)備的所有輸入和診斷數(shù)據(jù).從方設(shè)備只能看到來自活動主方的輸出數(shù)據(jù).4.耦合器能夠被置于每個設(shè)備或一系列設(shè)備之前，所以應(yīng)用程序設(shè)計者能夠選定容錯水平.5.耦合器對于現(xiàn)場總線主方和從方設(shè)備是透明的.盡管根據(jù)各個特定實施例對本發(fā)明進行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，可以在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)對本發(fā)明進行修改.權(quán)利要求1.一種冗余耦合器(10)，被配置成把多個冗余主方控制器(MC)(12、14)耦合至現(xiàn)場總線(16)，所述現(xiàn)場總線(16)還具有至少一個可通信地與之耦合的從方設(shè)備(18、20)，所述冗余耦合器還被配置成確定所述多個冗余MC(12、14)中的哪一個是活動的；從活動MC接收信息，并且把來自所述活動MC的所述信息經(jīng)由所述現(xiàn)場總線轉(zhuǎn)發(fā)至所述至少一個從方設(shè)備；以及從其它冗余MC接收信息，并且防止來自所述其它冗余MC的所述信息被轉(zhuǎn)發(fā)至所述至少一個從方設(shè)備。2.如權(quán)利要求l所述的冗余耦合器(10)，其進一步被配置成從所述至少一個從方設(shè)備(18、20)接收信息，并且把來自所述至少一個從方設(shè)備的信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述多個冗余MC(12、14).3.如權(quán)利要求1所述的冗余耦合器(10)，被配置成耦合至PROFIBUS總線(28、30).4.如權(quán)利要求l所述的冗余耦合器(10)，其中所述冗余耦合器被配置成把來自所述活動MC(12、14)的信息作為未修改的包經(jīng)由現(xiàn)場總線(16)轉(zhuǎn)發(fā)至所述至少一個從方設(shè)備(18、20).5.如權(quán)利要求1所述的冗余耦合器(10)，被配置成耦合至PROFIBUS總線(28、30)，并且還包括對PROFIBUS請求和響應(yīng)僅提供受限的支持，其中每個PROFIBUS請求或響應(yīng)或a)由所述冗余耦合器不加修改地傳遞；或b)由所述冗余耦合器分析以提取并緩沖在所述請求或響應(yīng)中所包含的數(shù)據(jù)并接著不加修改地傳遞；或者c)由所述冗余耦合器使用之前緩沖的數(shù)據(jù)直接進行答復(fù).6.如權(quán)利要求1所述的冗余耦合器(10)，還包括PROFIBUS類型l主方控制器(32)，所述PROFIBUS類型1主方控制器(32)被配置成控制從方總線(16)上的設(shè)備(18、20).7.—種通信系統(tǒng)，包括現(xiàn)場總線(16);至少一個可通信地耦合至所述現(xiàn)場總線的從方設(shè)備(18、20);可通信地耦合至所述現(xiàn)場總線的冗余耦合器(10);多個經(jīng)由所述冗余耦合器和所述現(xiàn)場總線可通信地耦合至所述從方設(shè)備的冗余主方控制器(MC)(12、14);以及所述耦合器被配置成把所述多個冗余MC(12、14)耦合至所述現(xiàn)場總線，所述耦合器還被配置成確定所述多個冗余MC中的哪一個是活動的；從活動MC接收信息，并且把來自所述活動MC的信息經(jīng)由現(xiàn)場總線轉(zhuǎn)發(fā)所述至少一個從方設(shè)備；以及從其它冗余MC接收信息，并且防止來自所述其它冗余MC的信息被轉(zhuǎn)發(fā)至所述至少一個從方設(shè)備.8.如權(quán)利要求7所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述冗余輛合器(10)進一步被配置成從所述至少一個從方設(shè)備(18、20)接收信息，并且把來自所述至少一個從方設(shè)備的信息轉(zhuǎn)發(fā)至所述多個冗余MC(12、14).9.如權(quán)利要求7所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述現(xiàn)場總線(16)是PROFIBUS總線.10.如權(quán)利要求7所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述冗余耦合器(10)被配置為把來自所述活動MC(12、14)的信息作為未修改的包經(jīng)由現(xiàn)場總線(16)轉(zhuǎn)發(fā)至所述至少一個從方設(shè)備(18、20),全文摘要提供了一種冗余耦合器(10)，其被配置成把多個冗余主方控制器MC(12、14)耦合至現(xiàn)場總線(16)，所述現(xiàn)場總線(16)還具有至少一個可通信地與之耦合的從方設(shè)備(18、20)。所述耦合器還被配置成確定所述多個冗余MC中的哪一個是活動的，從活動MC接收信息，并且把來自所述活動MC的信息經(jīng)由所述現(xiàn)場總線轉(zhuǎn)發(fā)至所述至少一個從方設(shè)備；以及從其它冗余MC接收信息，并且防止來自所述其它冗余MC的信息被轉(zhuǎn)發(fā)至所述至少一個從方設(shè)備。文檔編號H04L12/24GK101166117SQ20071013833公開日2008年4月23日申請日期2007年7月27日優(yōu)先權(quán)日2006年7月28日發(fā)明者C·M·休利特埃利奧特,C·W·小蘭克福特,D·C·埃利奧特,D·S·塔利申請人:通用電氣范努克自動控制美國有限公司