[发明专利]验证工业自动化和控制系统的通信网络的方法、装置和单元

说明书

本发明涉及一种用于验证工业自动化和控制系统的通信网络的单元(10)。验证单元(10)包括：计划模块(11)，配置成存储定义工业自动化和控制系统的所设计通信网络的计划数据；以及收集器模块(12)，配置成收集定义工业自动化和控制系统的所部署通信网络的有效数据。验证单元(10)还包括差检测器(13)，其配置成使用计划数据和有效数据来检测所设计通信网络与所部署通信网络之间的差。相应地，能够有效地检测工业自动化和控制系统中的所部署通信网络中的故障或差错。

技术领域

本发明涉及用于验证工业自动化和控制系统的通信网络的单元，以及涉及验证工业自动化和控制系统的通信网络的方法。

背景技术

工业自动化和控制系统用来控制用于例如制造商品、发电、处理物质、产生电力等的工业设施。在过去数年，以太网被广泛用作工业自动化和控制系统中的通信技术。但是，以太网的使用对调试工程师提出新难题，特别是确保网络如预期来表现。在过去，在仅涉及模拟通信技术时，网络连接可易于使用万用表来检验。在当前通信技术、例如以太网中，当没有正确配置节点或网络控件、例如网络交换机时，诊断问题是困难、费时并且麻烦的问题，因为当前工程工具没有提供以太网配置的自动验证和故障排除。因此，这类工业自动化和控制系统的调试过程会是费时和高费用的。

在接受客户的订单之后，设计工业自动化和控制系统的工程小组可设计所请求系统，并且产生例如系统描述文件。例如，在变电站自动化系统的情况下，可产生按照IEC61850标准的系统描述文件，其是包含与变电站自动化系统中的实体以及与变电站自动化系统中的逻辑数据流有关的信息的SCD文件(SCD：变电站配置描述)。在一般过程自动化系统或工业自动化和控制系统中，系统描述文件可以是系统计划文件。

基于系统描述文件，调试工程师部署工业自动化和系统。一个具体方面是部署工业自动化和控制系统的物理通信网络，其暗示安装网络电缆、控件和端节点等等，以便形成所调试网络架构。

在当前实践中，没有进行无论什么验证过程以自动验证所调试网络架构。没有自动验证所调试网络的现有技术解决方案存在于工业自动化和管制系统领域中。因此，当前没有自动化解决方案来测试所调试网络是否正确部署或者网络是否包含差错，并且因此，在错误部署网络的情况下，仅在工业自动化和控制系统的测试或操作期间才可注意到差错，这可引起显著生产延迟、停工期或者甚至安全风险。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于验证工业自动化和控制系统的通信网络的单元，以及提供一种验证工业自动化和控制系统的通信网络的方法，其验证单元和验证方法没有现有技术的缺点的至少一部分。具体来说，本发明的一个目的是提供一种用于验证工业自动化和控制系统的通信网络的单元，以及提供一种验证工业自动化和控制系统的通信网络的方法，其中它能够有效地验证以高度正确性部署了工业自动化和控制系统的通信网络。

按照本发明，这些目的经过独立权利要求的特征来实现。另外，其它有利实施例由从属权利要求和描述得出。

按照本发明，上述目的具体通过用于验证工业自动化和控制系统的通信网络的单元或工具来实现，其包括：计划模块，配置成存储定义工业自动化和系统的所设计通信网络的计划或配置数据；收集器模块，配置成收集定义或表示工业自动化和控制系统的所部署通信网络的有效数据；以及差检测器，配置成使用计划数据和有效数据来检测或识别所设计通信网络与所部署通信网络之间的差。验证单元可包含到用于调试工业自动化和控制系统的现有调试工具中，例如包含到用于变电站自动化系统的策划和调试的测试工具中。例如，验证单元可包括编程软件模块，其包括用于指导计算机的处理器来执行所需功能的计算机代码。相应地，包括验证单元的笔记本或膝上型计算机可插入工业自动化和控制系统的所部署通信网络的装置或组件之一、例如交换机，以及所部署通信网络的验证可通过收集所部署通信网络的有效数据并且将有效数据与计划数据进行比较来执行。因此，按照本发明的验证单元提供所部署通信网络的自动、可靠和快速验证，使得生产延迟、停工期和安全风险为最小。