[发明专利]以网络为中心的进程控制系统中的冗余

说明书

本文中所提出的实施例涉及一种用于在以网络为中心的进程控制系统中提供冗余的方法，该方法包括：通过经由第一中间件服务订阅第一控制功能的输入进程数据、并且经由第一中间件服务发布第一控制功能的输出进程数据，由第一控制服务来执行该第一控制功能；使第一控制服务与第二控制服务同步；并且，基于在第一节点中已经发生故障的确定，由第二控制服务来接管活动控制服务的角色，该接管包括：基于第二控制服务对输入进程数据的订阅，经由为第二控制服务设置的第二中间件服务由第二控制服务来发布第一控制功能的输出进程数据。

技术领域

本公开涉及一种以网络为中心的进程控制系统以及一种用于在以网络为中心的进程控制系统中提供冗余的方法和计算机程序。

背景技术

冗余是进程控制系统的重要方面，以在故障情况下避免不必要的中断。

一些进程控制系统具有基于多重(二重、三重等)硬件单元的冗余概念。其他进程控制系统具有基于一个硬件单元对于多个硬件单元是冗余的冗余概念。很少或没有进程控制系统提供软件冗余(多版本容错)或提供软件和硬件冗余的组合以实现很高的可用性。

为了针对进程控制系统中的不同系统部件具有不同的可用性级别，工程师可能需要从不同供应商那里选择系统部件，这通常在额外的工程设计方面会产生成本费用。可替代地，工程师可以针对所有系统部件选择相同的可用性级别，这通常会增加进程控制系统的硬件成本。

如果客户需要例如通过向硬件冗余控制器中的一些硬件冗余控制器添加软件冗余来增加进程控制系统的某些部件的可用性，则这在当今的进程控制系统中通常是不可能的。

发明内容

一个目的是为进程控制系统节点(诸如充当被控制进程的接口的控制器、网关或设备)提供灵活冗余。

根据第一方面，提出了一种用于在以网络为中心的进程控制系统中提供冗余的方法，其中至少一个节点包括至少一个控制服务以及用于在进程控制系统中进行通信的至少一个中间件服务，其中控制服务和中间件服务各自是在由控制服务和中间件服务的实时操作系统所提供的单独的操作系统进程中运行的单独的可执行文件，其中第一节点中的经由第一中间件服务进行通信并且实现第一控制功能的第一控制服务被设置为充当用于第一控制功能的活动控制服务，并且经由第二中间件服务进行通信并且实现第一控制功能的第二控制服务被设置为充当用于第一控制功能的待机控制服务，该方法包括：

通过经由第一中间件服务订阅第一控制功能的输入进程数据、并且经由第一中间件服务发布第一控制功能的输出进程数据，由第一控制服务来执行第一控制功能；

使第一控制服务与第二控制服务同步，以及

基于在第一节点中已经发生故障的确定，由第二控制服务来接管活动控制服务的角色，该接管包括：基于第二控制服务对输入进程数据的订阅，经由第二中间件服务由第二控制服务来发布第一控制功能的输出进程数据。

根据第二方面，提出了一种以网络为中心的进程控制系统，其包括节点，每个节点包括处理器和存储指令的计算机程序产品，该指令当由处理器执行时，使得节点运行至少一个控制服务，其中该系统包括至少一个控制服务以及用于在进程控制系统中进行通信的至少一个中间件服务，其中该控制服务和中间件服务各自是在由其实时操作系统所提供的单独的操作系统进程中运行的单独的可执行文件，

其中在以网络为中心的进程控制系统中，

第一节点中的经由第一中间件服务进行通信并且实现第一控制功能的第一控制服务通过以下操作被设置为充当用于第一控制功能的活动控制服务：通过经由第一中间件服务订阅第一控制功能的输入进程数据、并且经由第一中间件服务发布第一控制功能的输出进程数据，来执行第一控制功能，

经由第二中间件服务进行通信并且实现第一控制功能的第二控制服务被设置为充当用于第一控制服务的待机控制服务，