Sistema de automatización redundante.

Método para la operación redundante de un sistema de automatización (1) que comprende uno o una pluralidadde ordenadores de usuario (100),

al menos, dos ordenadores de puerta de enlace (201, 202), y una pluralidad decontroladores lógicos programables (10, 11, 12, 13, 14), en donde los ordenadores de usuario (100) y losordenadores de puerta de enlace (201, 202) se encuentran conectados con un primer sistema de bus (20) de unaprimera clase, y los ordenadores de puerta de enlace (201, 202), así como los controladores lógicos programables(10, 11, 12, 13, 14) se encuentran conectados con un segundo sistema de bus (30) de una segunda clase, con locual los controladores lógicos programables (10, 11, 12, 13, 14) pueden ser controlados y/o monitorizados por losordenadores de usuario (100) a través de uno de los ordenadores de puerta de enlace (201, 202), caracterizado porque

- para la conformación de un enlace de comunicaciones entre uno de los ordenadores de usuario (100) y uno o unapluralidad de controladores lógicos programables (10, 11, 12, 13, 14), el ordenador de usuario (100) contacta unordenador de puerta de enlace virtual (200) con un identificador virtual para todos los ordenadores de puerta deenlace (201, 202) del sistema de automatización (1), el cual establece un enlace de comunicaciones físico con unode los ordenadores de puerta de enlace seleccionado (201, 202);

- en el ordenador de puerta de enlace (201, 202) activo seleccionado, se generan y se almacenan parámetros deconfiguración para el enlace de comunicaciones;

- los parámetros de configuración para el enlace de comunicaciones se intercambian entre el ordenador de puerta deenlace activo (201, 202) y los ordenadores de puerta de enlace restantes (201, 202).

Sistema de automatización redundante La presente invención hace referencia a un método para la operación redundante de un sistema de automatización, a un ordenador de puerta de enlace de un sistema de automatización, y a un sistema de automatización.

Un sistema de automatización comprende convencionalmente uno o una pluralidad de ordenadores de usuario, al menos, dos ordenadores de puerta de enlace, y una pluralidad de controladores lógicos programables (PLC) . Los ordenadores de usuario y los ordenadores de puerta de enlace, se encuentran conectados con un primer sistema de bus de una primera clase. En cambio, los ordenadores de puerta de enlace, así como los controladores lógicos programables, se encuentran conectados con un segundo sistema de bus de una segunda clase. Los sistemas de bus de la primera y la segunda clase, utilizan convencionalmente diferentes protocolos. El o los ordenadores de usuario pueden controlar y/o monitorizar los controladores lógicos programables, a través de los ordenadores de puerta de enlace.

Los sistemas de automatización de la clase descrita anteriormente, presentan una complejidad elevada debido a la pluralidad de controladores lógicos programables y/o a los ordenadores de usuario que presentan. Por ejemplo, un sistema de automatización de esta clase se puede utilizar para el control de una instalación industrial. Además, presenta una importancia decisiva el hecho de que se garantiza el control y/o la monitorización de los controladores lógicos programables, también ante un fallo de los componentes individuales. Por este motivo, los sistemas de automatización se diseñan de manera redundante.

Por ejemplo, ante el fallo de un ordenador de puerta de enlace, se debe garantizar además el control y/o la monitorización de los controladores lógicos programables, mediante los ordenadores de usuario. Además, se puede activar un ordenador de puerta de enlace redundante, en el caso de un error del ordenador de puerta de enlace original. La activación del ordenador de puerta de enlace redundante se realiza frecuentemente de manera manual. Como consecuencia de dicha activación, en el periodo de tiempo entre el fallo del ordenador de puerta de enlace original, y la activación del ordenador de puerta de enlace redundante, no se puede realizar un control y/o una monitorización de los controladores lógicos programables. Por otra parte, la conmutación al ordenador de puerta de enlace redundante se asocia en general con trabajos de configuración adicionales.

La declaración de patente US 2005/0065669 revela un sistema de control para aeronaves, en donde una pluralidad de ordenadores de usuario se encuentran conectados de manera redundante con diferentes controladores lógicos programables, a través de dos puertas de enlace.

El objeto de la presente invención consiste en mejorar la disponibilidad de un sistema de automatización en el caso de un fallo de un ordenador de puerta de enlace. En particular, se crea una redundancia que se puede realizar de manera automática sin intervenciones administrativas de un administrador del sistema de automatización.

Dichos objetos se solucionan mediante un método de acuerdo con las características de la reivindicación 1, un ordenador de puerta de enlace de acuerdo con las características de la reivindicación 11, y un sistema de automatización de acuerdo con las características de la reivindicación 13. Los acondicionamientos ventajosos se indican en las reivindicaciones relacionadas.

La presente invención recomienda un método para la operación redundante de un sistema de automatización que comprende uno o una pluralidad de ordenadores de usuario, al menos, dos ordenadores de puerta de enlace, y una pluralidad de controladores lógicos programables (PLC) . El respectivo número de ordenadores de usuario, de ordenadores de puerta de enlace y de controladores lógicos programables, se puede seleccionar en principio de manera aleatoria. Convencionalmente, los ordenadores de usuario, los ordenadores de puerta de enlace y los controladores lógicos programables, presentan respectivamente un identificador inequívoco para el sistema de automatización. Como identificador se utiliza convencionalmente la dirección de red de los respectivos componentes de comunicaciones de las unidades mencionadas.

Los ordenadores de usuario y los ordenadores de puerta de enlace se encuentran conectados con un primer sistema de bus de una primera clase, y los ordenadores de puerta de enlace, así como los controladores lógicos programables se encuentran conectados con un segundo sistema de bus de una segunda clase. El primer y el segundo sistema de bus se realizan convencionalmente con diferentes tecnologías, y utilizan en general diferentes protocolos de comunicaciones. Esencialmente, también resulta concebible que el primer y el segundo sistema de bus se conformen con la misma tecnología, utilizando el mismo protocolo o diferentes protocolos de comunicaciones. Preferentemente, el primer sistema de bus está diseñado para realizar comunicaciones basadas en el protocolo TCP/IP, particularmente de acuerdo con el estándar OPC. En cambio, el segundo sistema de bus es preferentemente un bus de instalación propio, particularmente un bus de campo, como por ejemplo, un profibus. Un primer sistema de bus basado en el protocolo TCP/IP, permite utilizar componentes de ordenador convencionales

como ordenadores de usuario y ordenadores de puerta de enlace, debido a su estandarización. Por el contrario, el segundo sistema de bus propio se orienta a los controladores lógicos programables utilizados en el sistema de automatización, y a los protocolos utilizados por los controladotes mencionados.

De una manera conocida, los ordenadores de usuario pueden controlar y/o monitorizar los controladores lógicos programables, a través de los ordenadores de puerta de enlace, en donde mediante los ordenadores de puerta de enlace se puede realizar una transformación del protocolo entre el protocolo del primer sistema de bus y el protocolo del segundo sistema de bus. Después de que cada ordenador de puerta de enlace pueda ser contactado por más de un ordenador de usuario para una comunicación con los controladores lógicos programables, los ordenadores de puerta de enlace proporcionan una función de servidor. Por el contrario, los ordenadores de usuario presentan la función de un cliente.

Para la conformación de un enlace de comunicaciones entre uno de los ordenadores de usuario y uno o una pluralidad de controladores lógicos programables, el ordenador de usuario contacta un ordenador de puerta de enlace virtual con un identificador virtual para todos los ordenadores de puerta de enlace del sistema de automatización, el cual establece un enlace de comunicaciones físico con uno de los ordenadores de puerta de enlace seleccionado. El ordenador de puerta de enlace virtual se puede proporcionar, por ejemplo, mediante un mecanismo denominado “equilibrio de carga de red” (NLB) . Mediante dicho mecanismo se garantiza una distribución de carga uniforme entre los ordenadores de puerta de enlace que conforman el ordenador virtual. El mecanismo de NLB está conformado respectivamente por componentes de soporte lógico que comunican entre sí, en los ordenadores de puerta de enlace del sistema de automatización, en donde los componentes de soporte lógico se comunican entre sí para proporcionar la funcionalidad. En particular, en relación con la respectiva carga de los ordenadores de puerta de enlace, se establece cuál de los ordenadores de puerta de enlace es el ordenador de puerta de enlace seleccionado. Desde el punto de vista del ordenador de usuario, se puede acceder a todos los ordenadores de puerta de enlace con el mismo identificador, preferentemente una dirección de red. Independientemente del número real de ordenadores de puerta de enlace del sistema de automatización, esto significa que desde el punto de vista del ordenador de usuario, sólo existe un único ordenador de puerta de enlace. De esta manera, se obtienen ventajas en la configuración simplificada del ordenador de usuario, así como la posibilidad de proporcionar una redundancia automatizada, en relación con los ordenadores de puerta de enlace.

En una siguiente etapa, en el ordenador de puerta de enlace activo seleccionado, se generan y se almacenan parámetros de configuración para el enlace de comunicaciones. Dichos parámetros de configuración se requieren para el control y/o la monitorización de los controladores lógicos programables mediante el ordenador de usuario, y se almacenan una única vez en el ordenador de puerta de enlace seleccionado.

Finalmente, los parámetros de configuración para el enlace de comunicaciones se intercambian entre el ordenador... [Seguir leyendo]

1. Método para la operación redundante de un sistema de automatización (1) que comprende uno o una pluralidad de ordenadores de usuario (100) , al menos, dos ordenadores de puerta de enlace (201, 202) , y una pluralidad de controladores lógicos programables (10, 11, 12, 13, 14) , en donde los ordenadores de usuario (100) y los ordenadores de puerta de enlace (201, 202) se encuentran conectados con un primer sistema de bus (20) de una primera clase, y los ordenadores de puerta de enlace (201, 202) , así como los controladores lógicos programables (10, 11, 12, 13, 14) se encuentran conectados con un segundo sistema de bus (30) de una segunda clase, con lo cual los controladores lógicos programables (10, 11, 12, 13, 14) pueden ser controlados y/o monitorizados por los ordenadores de usuario (100) a través de uno de los ordenadores de puerta de enlace (201, 202) , caracterizado porque

- para la conformación de un enlace de comunicaciones entre uno de los ordenadores de usuario (100) y uno o una pluralidad de controladores lógicos programables (10, 11, 12, 13, 14) , el ordenador de usuario (100) contacta un ordenador de puerta de enlace virtual (200) con un identificador virtual para todos los ordenadores de puerta de enlace (201, 202) del sistema de automatización (1) , el cual establece un enlace de comunicaciones físico con uno de los ordenadores de puerta de enlace seleccionado (201, 202) ;

- en el ordenador de puerta de enlace (201, 202) activo seleccionado, se generan y se almacenan parámetros de configuración para el enlace de comunicaciones;

- los parámetros de configuración para el enlace de comunicaciones se intercambian entre el ordenador de puerta de enlace activo (201, 202) y los ordenadores de puerta de enlace restantes (201, 202) .

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que un intercambio de los datos de configuración comprende modificaciones en los datos de configuración.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que en el caso de un fallo del ordenador de puerta de enlace (201, 202) seleccionado, se genera un nuevo enlace de comunicaciones físico entre el ordenador de usuario (100) y otro ordenador de puerta de enlace (201, 202) considerado el nuevo ordenador de puerta de enlace (201, 202) seleccionado.

4. Método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la conformación del nuevo enlace de comunicaciones físico, se realiza de manera automática, en donde para el nuevo enlace de comunicaciones se utilizan los parámetros de configuración del enlace de comunicaciones que presenta el fallo, almacenados en el nuevo ordenador de puerta de enlace (201, 202) seleccionado.

5. Método de acuerdo con la reivindicación 3 ó 4, en el que después de la conmutación desde el ordenador de puerta de enlace (201, 202) seleccionado, que presenta el fallo, al nuevo ordenador de puerta de enlace seleccionado (201, 202) , el nuevo ordenador de puerta de enlace seleccionado (201, 202) detecta la conmutación mediante un mensaje del ordenador de usuario (100) direccionado al ordenador de puerta de enlace virtual (200) y que activa el enlace de comunicaciones, que es recibido por el ordenador de usuario (100) como consecuencia del enlace de comunicaciones antiguo interrumpido.

6. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 4, en el que el fallo del ordenador de puerta de enlace seleccionado (201, 202) se monitoriza mediante la correspondencia de los datos de enlace con el enlace de comunicaciones, mediante el ordenador de puerta de enlace restante (201, 202) , en donde ante la detección del fallo del ordenador de puerta de enlace seleccionado (201, 202) , otro ordenador de puerta de enlace (201, 202) considerado el nuevo ordenador de puerta de enlace seleccionado (201, 202) , establece automáticamente el nuevo enlace de comunicaciones con el ordenador de usuario (100) .

7. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que todos los ordenadores de puerta de enlace (201, 202) se configuran de la misma manera, y proporcionan y administran el mismo espacio de direccionamiento.

8. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que los parámetros de configuración comprenden objetos de contexto, particularmente para el control y/o la monitorización de los controladores lógicos programables (10, 11, 12, 13, 14) , y certificados opcionales.

9. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que no se utilizan los parámetros de configuración almacenados en los ordenadores de puerta de enlace no seleccionados (201, 202) , en tanto que el ordenador de puerta de enlace seleccionado (201, 202) opere conforme al uso previsto.

10. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que además de los datos de configuración, se realiza un intercambio dinámico optativo de información en relación con los controladores lógicos programables (10, 11, 12, 13, 14) conectados con el ordenador de puerta de enlace virtual (201, 202) .

11. Ordenador de puerta de enlace (201, 202) para la operación redundante de un sistema de automatización (1) que comprende uno o una pluralidad de ordenadores de usuario (100) , al menos, dos ordenadores de puerta de enlace (201, 202) , y una pluralidad de controladores lógicos programables (10, 11, 12, 13, 14) , en donde los ordenadores de usuario (100) y los ordenadores de puerta de enlace (201, 202) se encuentran conectados con un primer sistema de bus (20) de una primera clase, y los ordenadores de puerta de enlace (201, 202) , así como los controladores lógicos programables (10, 11, 12, 13, 14) se encuentran conectados con un segundo sistema de bus

(30) de una segunda clase, con lo cual los controladores lógicos programables (10, 11, 12, 13, 14) pueden ser controlados y/o monitorizados por los ordenadores de usuario (100) a través de uno de los ordenadores de puerta de enlace (201, 202) , caracterizado porque el ordenador de puerta de enlace (201, 202) está diseñado:

- para conformar un enlace de comunicaciones entre el ordenador de usuario (100) y uno o una pluralidad de controladores lógicos programables (10, 11, 12, 13, 14) , para procesar un mensaje del ordenador de usuario (100) direccionado a un ordenador de puerta de enlace virtual (200) con un identificador virtual para todos los ordenadores de puerta de enlace (201, 202) del sistema de automatización (1) , en donde el ordenador de puerta de enlace (201, 202) establece un enlace de comunicaciones físico con un ordenador de puerta de enlace seleccionado (201, 202) ;

- para generar y almacenar parámetros de configuración para el enlace de comunicaciones;

- para intercambiar los parámetros de configuración para el enlace de comunicaciones, con los ordenadores de puerta de enlace restantes (201, 202) .

12. Sistema de automatización (1) que comprende uno o una pluralidad de ordenadores de usuario (100) , al menos, dos ordenadores de puerta de enlace (201, 202) , y una pluralidad de controladores lógicos programables (10, 11, 12, 13, 14) , en donde los ordenadores de usuario (100) y los ordenadores de puerta de enlace (201, 202) se encuentran conectados con un primer sistema de bus (20) de una primera clase, y los ordenadores de puerta de enlace (201, 202) , así como los controladores lógicos programables (10, 11, 12, 13, 14) se encuentran conectados con un segundo sistema de bus (30) de una segunda clase, con lo cual los controladores lógicos programables (10, 11, 12, 13, 14) pueden ser controlados y monitorizados por los ordenadores de usuario (100) a través de uno de los ordenadores de puerta de enlace (201, 202) , caracterizado porque los ordenadores de puerta de enlace (201, 202) están diseñados de acuerdo con la reivindicación 11.

13. Sistema de automatización de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque el primer sistema de bus

(20) está diseñado para realizar comunicaciones basadas en el protocolo TCP/IP, particularmente de acuerdo con el estándar OPC.

14. Sistema de automatización de acuerdo con la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque el segundo sistema de bus (30) es un bus de instalación propio, particularmente un bus de campo.