WO2005022828A1 - Data transmission in a data transmission network for an automation system - Google Patents

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WO2005022828A1 PCT/EP2004/009181 EP2004009181W WO2005022828A1 WO 2005022828 A1 WO2005022828 A1 WO 2005022828A1 EP 2004009181 W EP2004009181 W EP 2004009181W WO 2005022828 A1 WO2005022828 A1 WO 2005022828A1
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data
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data transmission
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/06—Management of faults, events, alarms or notifications
    • H04L41/0681—Configuration of triggering conditions
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies

Definitions

  • the present invention relates to data transmission in a data transmission network for an automation system.
  • the present invention relates to a method for reporting transmission errors in the data transmission between a transmitter and a receiver in the data transmission network according to the preamble of claim 1.
  • Automation systems are widely used today to automate process flows.
  • Various units of the automation system such as process modules,
  • Programming devices or also required engineering systems are connected to one another in a suitable manner. Such automation systems are increasingly decentralized. Several units are then combined locally, which communicate with one another, for example via a backplane bus. Additional, more distant units communicate with these local units, for example via the Internet or an Ethernet.
  • Communication networks are set up in such a way that communication partners are connected to one another via different communication channels in such a way that signals and data can be transmitted between these communication partners.
  • the individual communication channels will consist of wired or wireless connections or combinations thereof.
  • OSI model [Bertsekas, Di Itri P.:. Data Networks, 2nd ed, Prentice Hall, 1992] known and standardized layers
  • This layer model divides network communication into seven layers, the top layers being the so-called application layer (layer 7), the presentation layer (layer 6) and the session layer (layer 5). These layers are used to divide up the actual user functions deal with the level of the communication partners.
  • Layer 4 transport layer
  • Layer 3 network layer
  • the units of a decentralized automation system shown in the figure can be connected via a wide variety of communication paths in a communication network and can communicate with one another, the individual communication paths in turn consisting of a wide variety of data transmission connections.
  • several units are connected as local communication partners via a backplane bus as a data transmission connection.
  • Remote units referred to as so-called red communication partners, are connected to the local communication partners via a local or also a public network.
  • the local network such as a LAN or WLAN network, or an Ethernet
  • the public network can have wired as well as wireless data transmission connections or combinations thereof.
  • the timing of the communication between the individual local and remote communication partners that is to say for example the communication between unit A and unit B of the automation system, must be guaranteed.
  • the transmission of data or signals which takes place via the possible communication paths and thus via the most varied of data transmission connections, must be monitored.
  • this communication monitoring can be implemented in the simplest way for an automation system at the level of the upper application layers. This means that an application in the automation system is designed in such a way that it monitors the communication between unit A and unit B, that is, checks whether the data and signals sent by unit A are also from unit B within a certain time were received.
  • the individual data transmission connections of a communication path generally have a wide variety of transmission properties, which are also influenced by external influences.
  • the transmission time required for the data transmission for the data transmission connection will thus also vary over time. If, as shown in the figure, the units A and B are connected to one another via a communication path which consists of different data transmission connections, the transmission times of all possible data transmission connections must be taken into account during monitoring. But that also means that when monitoring at the application layer level, that is, at the communication partner level, the monitoring time must be chosen so long that each of these transmission properties are taken into account. If a transmission error now occurs, such as an interruption or a time delay, on one of the data transmission connections, this is only reported when the monitoring time has elapsed and is noticed by the user.
  • Network protocols are indeed defined at the level of the protocol layers, that is to say at the level of the individual senders and receivers of a data transmission connection, in order to ensure reliable transmission of the data over these data transmission connections largely independently of time. However, these network protocols are not available to the user.
  • the object of the present invention is therefore to specify a method with which a user of an automation system quickly receives detailed information about transmission errors that occur in a data transmission connection in the data transmission network for automation systems.
  • the data rate of the data transmitted between a transmitter and a receiver via a data transmission connection is determined, this data rate is then compared with a target rate and a detected transmission error is passed on for reporting, the user of the automation system can immediately receive a transmission error of this data transmission connection are reported and thus displayed.
  • an error that is to say when a transmission error detected at the application layer level occurs, for example because the permissible transmission time specified in the user program has expired or because a time period specified by the automation system has expired, more detailed information is available on the occurred Transmission problems available.
  • the user can very quickly determine which of the individual data transmission connections has experienced a transmission error.
  • a decentralized automation system units communicate as remote communication partners with local communication partners over networks, such as the Internet, over which the user has no influence, he can at least receive appropriate information via this connection at the interface to these networks.
  • different units of an automation system are combined and connected to each other with a backplane bus. These combined units communicate with one another as so-called local communication partners via this backplane bus.
  • Other units such as the programming device shown here or an engineering system, communicate as so-called remote communication partners with the local units via a local area network, such as a WLAN or LAN network.
  • a local area network such as a WLAN or LAN network.
  • Another unit is connected as a further remote communication partner via the LAN network, which is designed here as Ethernet, and the Internet with the local communication partners.
  • the transmission both in the Ethernet and in the Internet can take place via both wired and wireless data transmission connections.
  • the remote communication partners are connected to one another via different communication paths, each of which still have different data transmission connections.
  • the unit A shown in the figure is connected to the unit B via the backplane bus, the local network and the public network with a large number of wired data transmission connections connected by means of nodes and a wireless data transmission connection.
  • the backplane bus as well as the local and the public network, which consist of wired data transmission connections and also wireless connections, such as a mobile radio network, and other communication paths, not shown, form the data transmission network for the automation system.
  • the communication partners are set up according to the layer model described at the beginning and known as the OSI model or also as the seven-layer model.
  • Corresponding protocols on the lowest layers such as so-called CRC or ARQ transport protocols, are provided to ensure, from the user's point of view, largely error-free communication between the communication partners of the automation system. to ensure tems. If communication problems nevertheless occur within the communication network, these must be displayed to the user so that he can react accordingly.
  • the data rate at the level, the transport layer defined by the OSI model or at a lower level, that is to say directly at the level of the individual data transmission connections be determined on the basis of this determined data rate and possibly determine a transmission error this is then passed on. Because reported transmission errors are reported to the user, which are also a quality feature of the communication path, the user can now immediately recognize possible communication problems of individual data transmission connections and react to them.
  • the user thus receives information about quality features of the individual data transmission connections of the communication paths between two
  • Communication partners of an automation system if the communication between the communication partners does not behave as expected at the application layer level, he can evaluate the quality of the individual data transmission connections very quickly using the determined and reported values.
  • units of the automation system communicate via public networks, such as the Internet, over which the user has no influence.
  • data rates are determined, compared with a target rate and detected transmission errors are passed on for reporting, the user has the option of receiving detailed information on the connection via this network and, if necessary, reacting to it.
  • this amount of data can be determined per time interval and compared with a predetermined target value. If the determined amount of data per unit of time is less than the target value or if it is determined that no data has been transmitted at all, a transmission error is assumed and this information is forwarded for reporting. The user thus has the opportunity to recognize such transmission errors on one of the data transmission connections of the automation device and to react accordingly.
  • the data rate can be determined by determining how much time passes before a certain amount of data packets have been transmitted over the data transmission connection. This determination can preferably be made by querying the transport protocols already implemented on layer 2 or layer 3, such as CRC (Circle Redundancy Check) and ARQ (Automatic Repeat Request). Both the CRC and ARQ protocols are intended to ensure that a certain amount of data packets are securely transmitted from the transmitter to the receiver and received by the receiver via a data transmission connection.
  • CRC Chip Redundancy Check
  • ARQ Automatic Repeat Request
  • the information that a transmission error has occurred can be made available as an information function via the programming device or on a user program as soon as it is ascertained.
  • the reporting of such transmission can also be made immediately after detection by optical display means, in particular by light-emitting diodes, directly on the transmitter or receiver.
  • the report can be made by an electronic message, such as an e-mail or a standardized, so-called SNMP protocol. As soon as a transmission error has been determined, this electronic message is transmitted to a pre-configured destination address in the automation system.
  • the user thus has a direct possibility of recognizing transmission errors on individual data transmission connections of the communication paths between two communication partners of an automation system.

Abstract

Disclosed is a method for reporting transmission errors during the transmission of data between a transmitter and a receiver in a data transmission network for an automation system, especially for reporting transmission errors on the transport layer or a lower layer of a standard layer model representing the communication in the data transmission network. Said method comprises the following steps: - a data rate is determined based on the quantity of data transmitted and the time required to do so, the data being transmitted in data packets from the transmitter to the receiver; - the determined data rate is compared to a predefined setpoint rate, a transmission error being identified when the determined data rate does not correspond to the setpoint rate; - the identified transmission error is forwarded so as to report the transmission error to a user of the automation system.

Description

Beschreibungdescription
Datenübertragung in einem Datenübertragungsnetzwerk für ein AutomatisierungssystemData transmission in a data transmission network for an automation system
Die vorliegende Erfindung betrifft die Datenübertragung in einem Datenübertragungsnetzwerk für ein Automatisierungssystem. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Melden von Übertragungsfehlern bei der Datenüber- tragung zwischen einem Sender und einem Empfänger im Datenübertragungsnetzwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to data transmission in a data transmission network for an automation system. In particular, the present invention relates to a method for reporting transmission errors in the data transmission between a transmitter and a receiver in the data transmission network according to the preamble of claim 1.
Automatisierungssysteme sind heute weitverbreitet, um damit Prozessabläufe zu automatisieren. Dabei werden verschiedene Einheiten des Automatisierungssystems, wie Prozessmodule,Automation systems are widely used today to automate process flows. Various units of the automation system, such as process modules,
Programmiergeräte, oder auch benötigte Engineeringssysteme in geeigneter Weise miteinander verbunden. Zunehmend werden solche Automatisierungssysteme dezentralisiert. Hier sind dann mehrere Einheiten lokal zusammengefasst die, beispielsweise über einen Rückwandbus, miteinander kommunizieren. Zusätzliche, weiter entfernte Einheiten kommunizieren mit diesen lokalen Einheiten beispielsweise über das Internet oder ein Ethernet.Programming devices or also required engineering systems are connected to one another in a suitable manner. Such automation systems are increasingly decentralized. Several units are then combined locally, which communicate with one another, for example via a backplane bus. Additional, more distant units communicate with these local units, for example via the Internet or an Ethernet.
Kommunikationsnetzwerke sind so aufgebaut, dass Kommunikationspartner über verschiedene Kommunikationswege so miteinander verbunden sind, dass Signale und Daten zwischen diesen Kommunikationspartnern übertragen werden können. Dabei werden die einzelnen Kommunikationswege aus drahtgebundenen oder drahtlosen Verbindungen oder auch Kombinationen davon bestehen. Zur Darstellung der, für die Kommunikation im Kommuni ations- netzwerk notwendigen Prozesse und Protokolle wird oft das als λOSI-Modell" [Bertsekas, Di itri P. : Data Networks, 2nd ed., Prentice Hall, 1992] bekannte und standardisierte Schichten- odell herangezogen. Dieses Schichtenmodell teilt die Netzwerkkommunikation in sieben Schichten ein. Die obersten Schichten sind die so genannte AnwendungsSchicht (Layer 7) , die Darstellungsschicht (Layer 6) und die Sitzungsschicht (Layer 5) . Mit diesen Schichten lassen sich die eigentlichen Anwenderfunktionen auf der Ebene der Kommunikationspartner abhandeln. Darunter folgen die Protokollschichten, die als Transportschicht (Layer 4) und Netzwerkschicht (Layer 3) bezeichnet werden. Anhand dieser Schichten lassen sich hauptsächlich die Netzwerkprotokolle, die für eine sichere Daten- Übertragung über die einzelnen Verbindungen notwendig sind, abhandeln. Als unterste Schichten folgen die physikalischen Schichten, das sind die Sicherungsschicht (Layer 2) und die Bitübertragungsschicht (Layer 1) . In diesen Schichten wird die eigentliche physikalische Übertragung von Signalen und Daten auf den Verbindungen, die aus drahtgebundenen oder drahtlosen Übertragungsmedien bestehen können, abgehandelt.Communication networks are set up in such a way that communication partners are connected to one another via different communication channels in such a way that signals and data can be transmitted between these communication partners. The individual communication channels will consist of wired or wireless connections or combinations thereof. For the presentation of, ation for communication in the network communi necessary processes and protocols is often as λ OSI model "[Bertsekas, Di Itri P.:. Data Networks, 2nd ed, Prentice Hall, 1992] known and standardized layers This layer model divides network communication into seven layers, the top layers being the so-called application layer (layer 7), the presentation layer (layer 6) and the session layer (layer 5). These layers are used to divide up the actual user functions deal with the level of the communication partners. Below are the protocol layers, which are referred to as the transport layer (Layer 4) and network layer (Layer 3). These layers are used mainly to identify the network protocols that are necessary for secure data transmission over the individual connections, The bottom layers are the physical layers, these are the safeguards layer (Layer 2) and the physical layer (Layer 1). These layers deal with the actual physical transmission of signals and data on the connections, which may consist of wired or wireless transmission media.
Die in der Figur gezeigten Einheiten eines dezentralisierten Automatisierungssystems können über die verschiedensten Kom- munikationswege eines Kommunikationsnetzwerkes verbunden sein und miteinander kommunizieren, wobei die einzelnen Kommunikationswege wiederum aus unterschiedlichsten Datenübertragungsverbindungen bestehen. Im vorliegenden Beispiel sind mehrere Einheiten als lokale Kommunikationspartner über einen Rück- wandbus als Datenübertragungsverbindung verbunden. Entfernte Einheiten, als so genannte re ote Kommunikationspartner bezeichnet, sind über ein lokales oder auch ein öffentliches Netz mit den lokalen Kommunikationspartnern verbunden. Dabei können sowohl das lokale Netz, wie beispielsweise ein LAN oder WLAN Netz, oder auch ein Ethernet, als auch das öffentliche Netz drahtgebundene als auch drahtlose Datenübertragungsverbindungen oder Kombinationen davon aufweisen. Zum si- cheren Betrieb des Automatisierungssystems muss der zeitliche Ablauf der Kommunikation zwischen den einzelnen lokalen und remoten Kommunikationspartnern, das heißt zum Beispiel die Kommunikation zwischen der Einheit A und der Einheit B des Automatisierungssystems, gewährleistet sein. Dafür muss die Übertragung von Daten oder auch Signalen, die über die möglichen Kommunikationswege und damit über die verschiedensten Datenübertragungsverbindungen erfolgt, überwacht werden. Mit Bezug auf das standardisierte OSI-Modell kann für ein Automatisierungssystem diese Kommunikationsüberwachung in einfachs- ter Weise auf der Ebene der oberen Anwendungsschichten realisiert werden. Das bedeutet, dass eine Anwendung im Automatisierungssystem so ausgelegt ist, dass sie die Kommunikation zwischen Einheit A und Einheit B überwacht, das heißt, überprüft, ob die von einer Einheit A gesendeten Daten und Signa- len auch innerhalb einer gewissen Zeit von der Einheit B empfangen wurden.The units of a decentralized automation system shown in the figure can be connected via a wide variety of communication paths in a communication network and can communicate with one another, the individual communication paths in turn consisting of a wide variety of data transmission connections. In the present example, several units are connected as local communication partners via a backplane bus as a data transmission connection. Remote units, referred to as so-called red communication partners, are connected to the local communication partners via a local or also a public network. there Both the local network, such as a LAN or WLAN network, or an Ethernet, and the public network can have wired as well as wireless data transmission connections or combinations thereof. For the safe operation of the automation system, the timing of the communication between the individual local and remote communication partners, that is to say for example the communication between unit A and unit B of the automation system, must be guaranteed. For this, the transmission of data or signals, which takes place via the possible communication paths and thus via the most varied of data transmission connections, must be monitored. With reference to the standardized OSI model, this communication monitoring can be implemented in the simplest way for an automation system at the level of the upper application layers. This means that an application in the automation system is designed in such a way that it monitors the communication between unit A and unit B, that is, checks whether the data and signals sent by unit A are also from unit B within a certain time were received.
Die einzelnen Datenübertragungsverbindungen eines Kommunikationsweges weisen in der Regel unterschiedlichste Übertra- gungseigenschaften auf, die zudem noch durch äußere Einflüsse beeinflusst werden. Damit wird auch die für die Datenübertragung benötigte Übertragungszeit für die Datenübertragungsverbindung zeitlich variieren. Sind jetzt, wie in der Figur gezeigt, die Einheiten A und B über einen Kommunikationsweg, der aus verschiedenen Datenübertragungsverbindungen besteht, miteinander verbunden, so müssen bei der Überwachung die ÜbertragungsZeiten aller möglichen Datenübertragungsverbindungen berücksichtigt werden. Das bedeutet dann aber auch, dass bei der Überwachung auf der Ebene der Anwendungsschicht, das heißt auf der Ebene der Kommunikationspartner, die Überwachungszeit so groß gewählt werden muss, dass jede dieser Übertragungseigenschaften berücksichtigt sind. Tritt nun ein Übertragungsfehler, wie beispielsweise eine Unterbrechung oder eine zeitliche Verzögerung, bei einer der Datenübertragungsverbindungen auf, so wird dieser erst mit Ablauf der Überwachungszeit gemeldet und vom Annwender bemerkt. Zwar sind auf der Ebene der Protokollschichten, das heißt auf der Ebene der einzelnen Sender und Empfänger einer Datenübertragungsverbindung, Netzwerkprotokolle definiert, um weitgehend zeitunabhängig eine sichere Übertragung der Daten über diese Datenübertragungsverbindungen zu gewährleisten. Diese Netzwerkprotokolle stehen dem Anwender aber nicht zur Verfügung.The individual data transmission connections of a communication path generally have a wide variety of transmission properties, which are also influenced by external influences. The transmission time required for the data transmission for the data transmission connection will thus also vary over time. If, as shown in the figure, the units A and B are connected to one another via a communication path which consists of different data transmission connections, the transmission times of all possible data transmission connections must be taken into account during monitoring. But that also means that when monitoring at the application layer level, that is, at the communication partner level, the monitoring time must be chosen so long that each of these transmission properties are taken into account. If a transmission error now occurs, such as an interruption or a time delay, on one of the data transmission connections, this is only reported when the monitoring time has elapsed and is noticed by the user. Network protocols are indeed defined at the level of the protocol layers, that is to say at the level of the individual senders and receivers of a data transmission connection, in order to ensure reliable transmission of the data over these data transmission connections largely independently of time. However, these network protocols are not available to the user.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb, ein Verfahren anzugeben, mit dem ein Anwender eines Automatisierungssystem schnell detaillierte Informationen zu auftretenden Übertragungsfehlern bei einer Datenübertragungsverbindung im Daten- Übertragungsnetzwerk für Automatisierungssysteme erhält.The object of the present invention is therefore to specify a method with which a user of an automation system quickly receives detailed information about transmission errors that occur in a data transmission connection in the data transmission network for automation systems.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved by the method with the features of claim 1.
Dadurch, dass im Datenübertragungsnetzwerk, mit Bezug auf das standardisierte OSI-Modell, auf der Ebene der Transportschicht oder einer niedrigeren Schicht die Datenrate der, zwischen einem vom Sender über eine Datenübertragungsverbindung zu einem Empfängerübertragenen Daten ermittelt wird, diese Datenrate anschließend mit einer Sollrate verglichen wird und ein festgestellter Übertragungsfehler zum Melden weitergereicht wird, kann dem Anwender des Automatisierungssystems sofort ein Übertragungsfehler dieser Datenübertra- gungsverbindung gemeldet und damit angezeigt werden. Insbesondere stehen dem Anwender zudem im Fehlerfall, das heißt bei Auftreten eines auf der Ebene der Anwendungsschicht de- tektierten Übertragungsfehlers, beispielsweise, weil die im Anwenderprogramm festgelegte zulässige Übertragungszeit abgelaufen ist, oder weil eine vom Automatisierungssystem vorgegebene Zeitspanne abgelaufen ist, detailliertere Informationen zu den aufgetretenen Übertragungsproblemen zur Verfügung. Verhält sich die Kommunikation zwischen den Kommunikations- partnern nicht so wie erwartet, kann der Anwender sehr rasch die feststellen, bei welcher der einzelnen Datenübertragungsverbindungen ein Übertragungsfehler aufgetreten ist. Besonders dann, wenn in einem dezentralisierten Automatisierungssystem Einheiten als remote Kommunikationspartner mit lokalen Kommunikationspartner über Netze, wie zum Beispiel das Internet, kommunizieren, auf die der Anwender keinen Einfluss hat, kann er zumindest an der Schnittstelle zu diesen Netzen entsprechende Informationen über diese Verbindung erhalten.Due to the fact that in the data transmission network, with reference to the standardized OSI model, at the level of the transport layer or a lower layer, the data rate of the data transmitted between a transmitter and a receiver via a data transmission connection is determined, this data rate is then compared with a target rate and a detected transmission error is passed on for reporting, the user of the automation system can immediately receive a transmission error of this data transmission connection are reported and thus displayed. In particular, in the event of an error, that is to say when a transmission error detected at the application layer level occurs, for example because the permissible transmission time specified in the user program has expired or because a time period specified by the automation system has expired, more detailed information is available on the occurred Transmission problems available. If the communication between the communication partners does not behave as expected, the user can very quickly determine which of the individual data transmission connections has experienced a transmission error. Especially when in a decentralized automation system units communicate as remote communication partners with local communication partners over networks, such as the Internet, over which the user has no influence, he can at least receive appropriate information via this connection at the interface to these networks.
Weitere vorteilhafte Ausführungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous designs and preferred developments of the invention can be found in the subclaims.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen werden im Weiteren anhand des in der Figur beispielhaft gezeigten Automa- tisierungssystems näher beschrieben.The invention and advantageous embodiments are described in more detail below with reference to the automation system shown by way of example in the figure.
Verschiedene Einheiten eines Automatisierungssystems sind, wie hier gezeigt, zusammengefasst und mit einem Rückwandbus miteinander verbunden. Diese zusammengefassten Einheiten kom- munizieren als so genannte lokale Kommunikationspartner über diesen Rückwandbus miteinander. Weitere Einheiten, wie das hier gezeigte Programmiergerät oder ein Engineeringsystem, kommunizieren als so genannte remote Kommunikationspartner mit den lokalen Einheiten über ein lokales Netz, wie beispielsweise ein WLAN- oder LAN-Netz. Eine weitere Einheit ist als weiterer remoter Kommunikationspartner über das LAN-Netz, das hier als Ethernet ausgebildet ist, und das Internet mit den lokalen Kommunikationspartnern verbunden. Die Übertragung sowohl im Ethernet als auch im Internet kann sowohl über drahtgebundene als auch drahtlose Datenübertragungsverbindungen erfolgen. Im Gegensatz zu lokalen Kommunikationspartnern, die im Allgemeinen über einen einzigen gemeinsamen Kommunika- tionsweg, wie den hier gezeigten Rückwandbus, verbunden sind, sind die remoten Kommunikationspartner über verschiedene Kommunikationswege, die jeweils noch verschiedenen Datenübertragungsverbindungen aufweisen, miteinander verbunden. So ist die in der Figur gezeigte Einheit A über den Rückwandbus, das lokale Netz, sowie das öffentliche Netz mit einer Vielzahl, mittels Knoten verbundener, drahtgebundenen Datenübertragungsverbindungen sowie einer drahtlosen Datenübertragungsverbindung mit der Einheit B verbunden.As shown here, different units of an automation system are combined and connected to each other with a backplane bus. These combined units communicate with one another as so-called local communication partners via this backplane bus. Other units, such as the programming device shown here or an engineering system, communicate as so-called remote communication partners with the local units via a local area network, such as a WLAN or LAN network. Another unit is connected as a further remote communication partner via the LAN network, which is designed here as Ethernet, and the Internet with the local communication partners. The transmission both in the Ethernet and in the Internet can take place via both wired and wireless data transmission connections. In contrast to local communication partners, which are generally connected via a single common communication path, such as the backplane bus shown here, the remote communication partners are connected to one another via different communication paths, each of which still have different data transmission connections. The unit A shown in the figure is connected to the unit B via the backplane bus, the local network and the public network with a large number of wired data transmission connections connected by means of nodes and a wireless data transmission connection.
Der Rückwandbus, sowie das lokale und das öffentliche Netz, die aus drahtgebundenen Datenübertragungsverbindungen und auch drahtlosen Verbindungen, wie beispielsweise ein Mobilfunknetz, bestehen und andere nicht gezeigte Kommunikationswege bilden das Datenübertragungsnetzwerk für das Automati- sierungssystem. Zur sicheren Übertragung der Signale und Daten innerhalb des Datenübertragungsnetzwerkes werden die Kommunikationspartner nach dem eingangs beschriebenen und als OSI-Modell oder auch als Sieben-Schichten-Modell bekannten Schichtenmodell eingerichtet. Entsprechende Protokolle auf den untersten Schichten, wie beispielsweise so genannte CRC- oder ARQ- Transportprotokolle, sind vorgesehen, um aus der Sicht des Anwenders eine weitgehend fehlerfreie Kommunikation zwischen den Kommunikationspartnern des Automatisierungssys- tems zu gewährleisten. Treten trotzdem Kommunikationsprobleme innerhalb des Kommunikationsnetzwerkes auf, müssen diese dem Anwender angezeigt werden, damit dieser darauf entsprechend reagieren kann.The backplane bus, as well as the local and the public network, which consist of wired data transmission connections and also wireless connections, such as a mobile radio network, and other communication paths, not shown, form the data transmission network for the automation system. For the secure transmission of the signals and data within the data transmission network, the communication partners are set up according to the layer model described at the beginning and known as the OSI model or also as the seven-layer model. Corresponding protocols on the lowest layers, such as so-called CRC or ARQ transport protocols, are provided to ensure, from the user's point of view, largely error-free communication between the communication partners of the automation system. to ensure tems. If communication problems nevertheless occur within the communication network, these must be displayed to the user so that he can react accordingly.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun vorgeschlagen, dass die Datenrate auf der Ebene, der durch das OSI-Modell definierten Transportschicht oder einer niedrigeren Ebene, das heißt direkt auf der Ebene der einzelnen Datenübertragungs- Verbindungen ermittelt, anhand dieser ermittelten Datenrate gegebenenfalls ein Übertragungsfehler feststellt und dieser dann weitergereicht wird. Dadurch, dass festgestellte Übertragungsfehler dem Anwender gemeldet werden, die ja auch ein Qualitätsmerkmal des Kommunikationsweges sind, kann der An- wender nun sofort mögliche Kommunikationsprobleme einzelner Datenübertragungsverbindungen erkennen und darauf reagieren.According to the present invention, it is now proposed that the data rate at the level, the transport layer defined by the OSI model or at a lower level, that is to say directly at the level of the individual data transmission connections, be determined on the basis of this determined data rate and possibly determine a transmission error this is then passed on. Because reported transmission errors are reported to the user, which are also a quality feature of the communication path, the user can now immediately recognize possible communication problems of individual data transmission connections and react to them.
Mit der vorliegenden Erfindung erhält der Anwender somit Informationen über Qualitätsmerkmale der einzelnen Datenüber- tragungsverbindungen der Kommunikationswege zwischen zweiWith the present invention, the user thus receives information about quality features of the individual data transmission connections of the communication paths between two
Kommunikationspartnern eines Automatisierungssystems. Insbesondere kann er dann, wenn sich die Kommunikation zwischen den Kommunikationspartnern auf der Ebene der Anwendungsschicht nicht so wie erwartet verhält, sehr rasch über die ermittelten und gemeldeten Werte die Qualität der einzelnen Datenübertragungsverbindungen bewerten. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn in einem dezentralisierten Datenübertragungsnetzwerk Einheiten des Automatisierungssystems über öffentliche Netze, wie das Internet, kommuniziert, auf die der Anwender keinen Einfluss hat. Dadurch, dass zumindest an den Sendern und Empfängern, welche die Schnittstelle zwischen lokalen und remoten Kommunikationspartnern mit dem Netz bilden, Datenraten ermittelt, mit einer Sollrate verglichen und festgestellte Übertragungsfehler zum Melden weitergereicht werden, hat der Anwender die Möglichkeit, detaillierte Informationen zur Verbindung über dieses Netz zu erhalten und gegebenenfalls darauf zu reagieren.Communication partners of an automation system. In particular, if the communication between the communication partners does not behave as expected at the application layer level, he can evaluate the quality of the individual data transmission connections very quickly using the determined and reported values. This is particularly advantageous if, in a decentralized data transmission network, units of the automation system communicate via public networks, such as the Internet, over which the user has no influence. Characterized in that at least on the transmitters and receivers which form the interface between local and remote communication partners with the network, data rates are determined, compared with a target rate and detected transmission errors are passed on for reporting, the user has the option of receiving detailed information on the connection via this network and, if necessary, reacting to it.
Werden die Daten zyklisch, das heißt eine bestimmte Menge von Datenpaketen in definierten Zeitintervallen, übertragen, so kann diese Datenmenge pro Zeitintervall ermittelt und mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen werden. Ist die ermit- telte Datenmenge pro Zeiteinheit geringer als der Sollwert oder wird festgestellt, dass überhaupt keine Daten übertragen wurden, wird von einem Übertragungsfehler ausgegangen und diese Information zum Melden weitergeleitet. Der Anwender erhält damit die Möglichkeit, solche Übertragungsfehler auf ei- ner der Datenübertragungsverbindung des Automatisierungsgerätes zu erkennen und entsprechend darauf zu reagieren.If the data is transmitted cyclically, that is to say a certain amount of data packets at defined time intervals, this amount of data can be determined per time interval and compared with a predetermined target value. If the determined amount of data per unit of time is less than the target value or if it is determined that no data has been transmitted at all, a transmission error is assumed and this information is forwarded for reporting. The user thus has the opportunity to recognize such transmission errors on one of the data transmission connections of the automation device and to react accordingly.
Alternativ kann die Datenrate ermittelt werden, indem festgestellt wird, wie viel Zeit vergeht, bis eine bestimmte Menge an Datenpaketen über die Datenübertragungsverbindung übertragen wurden. Diese Feststellung kann vorzugsweise dadurch erfolgen, dass die auf Layer 2 oder Layer 3 bereits implementierten Transportprotokolle, wie CRC (Circle Redundancy Check) und ARQ (Automatic Repeat Request) abgefragt werden. Sowohl die CRC- als auch ARQ- Protokolle sollen sicherstellen, dass eine bestimmte Menge von Datenpakten sicher über eine Datenübertragungsverbindung vom Sender an den Empfänger übermittelt und von diesem empfangen wird.Alternatively, the data rate can be determined by determining how much time passes before a certain amount of data packets have been transmitted over the data transmission connection. This determination can preferably be made by querying the transport protocols already implemented on layer 2 or layer 3, such as CRC (Circle Redundancy Check) and ARQ (Automatic Repeat Request). Both the CRC and ARQ protocols are intended to ensure that a certain amount of data packets are securely transmitted from the transmitter to the receiver and received by the receiver via a data transmission connection.
Die Information, dass ein Übertragungsfehler aufgetreten ist, kann sofort nach dessen Feststellung als Auskunftsfunktion über das Programmiergerät oder auf einem Anwenderprogramm zur Verfügung gestellt werden. Die Meldung solcher Übertragungs- fehler kann aber auch sofort nach deren Feststellung durch optische Anzeigemittel, insbesondere durch Leuchtdioden, direkt am Sender oder Empfänger erfolgen. Die Meldung kann, zusätzlich oder auch alternativ zu den zuvor beschriebenen Va- rianten, durch eine elektronische Nachricht, wie beispielsweise eine e-mail oder ein standardisiertes, so genanntes SNMP-Protokoll, erfolgen. Sobald ein Übertragungsfehler festgestellt wurde, wird diese elektronische Nachricht im Automatisierungssystem zu einer vorkonfigurierten Zieladresse über- mittelt.The information that a transmission error has occurred can be made available as an information function via the programming device or on a user program as soon as it is ascertained. The reporting of such transmission However, errors can also be made immediately after detection by optical display means, in particular by light-emitting diodes, directly on the transmitter or receiver. In addition to or as an alternative to the previously described variants, the report can be made by an electronic message, such as an e-mail or a standardized, so-called SNMP protocol. As soon as a transmission error has been determined, this electronic message is transmitted to a pre-configured destination address in the automation system.
Mit der vorliegenden Erfindung erhält der Anwender somit eine direkte Möglichkeit, Übertragungsfehler auf einzelnen Datenübertragungsverbindungen der Kommunikationswege zwischen zwei Kommunikationspartnern eines Automatisierungssystems zu erkennen. With the present invention, the user thus has a direct possibility of recognizing transmission errors on individual data transmission connections of the communication paths between two communication partners of an automation system.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Melden von Übertragungsfehlern bei einer Datenübertragung zwischen einem Sender und einem Empfänger in einem Datenübertragungsnetzwerk für ein Automatisierungssystems, insbesondere der Meldung von Übertragungsfehlern auf der Transportschicht oder einer niedrigeren Schicht eines, die Kommunikation des Datenübertragungsnetzwerkes abbildenden standardisierten Schichtenmodells, m i t d e n S c h r i t t e n - Ermitteln einer Datenrate anhand der übertragenen Datenmenge und der dazu benötigten Zeit, wobei die Daten vom Sender zum Empfänger in Datenpaketen übertragen werden, - Vergleichen dieser ermittelten Datenrate mit einer vor- aus definierten Sollrate und Feststellen eines Übertragungsfehlers, wenn die ermittelte Datenrate nicht der Sollrate entspricht, - Weiterreichen des festgestellten Übertagungsfehlers, um einem Anwender des Automatisierungssystems den Übertra- gungsfehler zu melden.1.Procedure for reporting transmission errors during a data transmission between a transmitter and a receiver in a data transmission network for an automation system, in particular the reporting of transmission errors on the transport layer or a lower layer of a standardized layer model which represents the communication of the data transmission network, with the step-determining a data rate based on the amount of data transferred and the time required for this, the data being transmitted from the transmitter to the receiver in data packets, comparing this determined data rate with a predefined target rate and determining a transmission error if the determined data rate does not correspond to the target rate, - Passing on the determined transmission error in order to report the transmission error to a user of the automation system.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n z e i c h n e t , d a s s die Datenrate ermittelt wird, indem festgestellt wird, wie viele der vom Sender gesendeten Datenpakte in einem be- stimmten Zeitintervall vom Empfänger empfangen werden.2. The method as claimed in claim 1, the data rate being determined by ascertaining how many of the data packets sent by the transmitter are received by the receiver in a specific time interval.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Datenrate ermittelt wird, indem festgestellt wird, wie viel Zeit vergeht, bis eine bestimmte vom Sender gesendete Anzahl von Datenpaketen vom Empfänger empfangen wurde.3. The method of claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the data rate is determined by determining how much time passes until a certain number of data packets sent by the transmitter was received by the receiver.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Meldung des Übertragungsfehlers auf einer entsprechend projektierten Einheit des Automatisierungssystems erfolgt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the transmission error is reported on a correspondingly configured unit of the automation system.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Meldung des Übertragungsfehlers durch ein optisches Anzeigemittel, insbesondere eine Leuchtdiode, direkt am Sender oder Empfänger, erfolgt.5. The method according to any one of claims 1 to 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s the transmission error is reported by an optical display means, in particular a light emitting diode, directly on the transmitter or receiver.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Meldung des Übertragungsfehlers dadurch erfolgt, dass eine elektronische Nachricht an eine entsprechend im Automatisierungssystem vorkonfigurierte Zieladresse übermittelt wird. 6. The method according to claim 1, wherein the transmission error is reported by transmitting an electronic message to a destination address that is preconfigured in the automation system.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6269330B1 (en) * 1997-10-07 2001-07-31 Attune Networks Ltd. Fault location and performance testing of communication networks
US20020087680A1 (en) * 2000-08-01 2002-07-04 Cerami Richard S. Proactive service request management and measurement
US20030079011A1 (en) * 2001-10-23 2003-04-24 Schilling Cynthia K. System and method for displaying network status in a network topology

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6269330B1 (en) * 1997-10-07 2001-07-31 Attune Networks Ltd. Fault location and performance testing of communication networks
US20020087680A1 (en) * 2000-08-01 2002-07-04 Cerami Richard S. Proactive service request management and measurement
US20030079011A1 (en) * 2001-10-23 2003-04-24 Schilling Cynthia K. System and method for displaying network status in a network topology

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