通信系統(tǒng)、備用裝置、通信方法以及備用程序的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通信系統(tǒng)、備用裝置、通信方法以及備用程序，特別地，涉及采用系統(tǒng)切換方式的通信系統(tǒng)、備用裝置、通信方法以及備用程序。
【背景技術(shù)】
[0002]存在應(yīng)用了主機(jī)-從機(jī)方式的面向計量裝置領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。圖1是表示應(yīng)用了主機(jī)-從機(jī)方式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(系統(tǒng)切換系統(tǒng)500)的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。
[0003]為了維持可用性，圖1所示的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由2臺主機(jī)100(控制系統(tǒng)主機(jī)10a和備用系統(tǒng)主機(jī)100b)和多臺從機(jī)200(從機(jī)I (2001)、...、從機(jī)n(200n))構(gòu)成。所謂維持可用性，是指使系統(tǒng)停止的時間盡可能短。
[0004]以上述方式，通過將主機(jī)100雙重化，從而即使控制系統(tǒng)主機(jī)10a發(fā)生故障，備用系統(tǒng)主機(jī)10b也能夠接替它的角色，能夠維持可用性。
[0005]另外，為了維持可用性，不僅將主機(jī)100雙重化，還需要縮短控制系統(tǒng)主機(jī)10a和備用系統(tǒng)主機(jī)10b的角色切換時發(fā)生的停機(jī)時間。
[0006]所謂停機(jī)時間，是指系統(tǒng)、服務(wù)停止的時間。在這里，指從控制系統(tǒng)主機(jī)10a發(fā)生故障起直至在備用系統(tǒng)主機(jī)10b和從機(jī)200之間重新開始通信為止的時間。
[0007]作為縮短停機(jī)時間的技術(shù)的例子而示出專利文獻(xiàn)I。在專利文獻(xiàn)I中，在執(zhí)行計算裝置(execut1n computing machine)發(fā)生故障時，使備用計算裝置的執(zhí)行在線系統(tǒng)(execut1n on-line system)的啟動時間縮短。專利文獻(xiàn)I的系統(tǒng)由I臺執(zhí)行計算裝置和I臺備用計算裝置構(gòu)成。在執(zhí)行計算裝置安裝有執(zhí)行在線系統(tǒng)，在備用計算裝置安裝有偽在線系統(tǒng)(dummy on-line system)，在執(zhí)行計算裝置和備用計算裝置安裝有切換監(jiān)視器程序。
[0008]專利文獻(xiàn)I的系統(tǒng)的動作如下所示。首先，在通常時，執(zhí)行計算裝置進(jìn)行動作。此時，備用計算裝置將與執(zhí)行計算裝置相同內(nèi)容的偽在線系統(tǒng)展開于存儲器上。以后，直至切換系統(tǒng)為止，在備用計算裝置上執(zhí)行偽在線系統(tǒng)。
[0009]如果執(zhí)行計算裝置發(fā)生故障，則切換系統(tǒng)，執(zhí)行計算裝置的處理由備用計算裝置接替。由于在備用計算裝置中已經(jīng)啟動相同內(nèi)容的偽在線系統(tǒng)，因此能夠繼續(xù)進(jìn)行處理而不用將存儲器初始化，能夠縮短停機(jī)時間。
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本特開平08 — 221287號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]近年來，在圖1所示的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，從提高系統(tǒng)的安全性的角度出發(fā)，要求將以連接型通信為基礎(chǔ)的功能安全通信應(yīng)用于系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)部。所謂功能安全通信，是指為了無誤且可靠地發(fā)送指令而滿足下面(a)?(d)的條件的通信。
[0012](a)針對意料外的重復(fù)、順序不正確、喪失、不能允許的延遲、偽造、尋址等通信錯誤，采取了對策。
[0013](b)將CRC(Cyclic Redundancy Check)附加于控制通信的數(shù)據(jù)包，以能夠檢測出發(fā)送過程中的數(shù)據(jù)破損。
[0014](C)具有功能安全通信專用的處理部(安全通信層)。
[0015](d)在開始通信前，以實(shí)施功能安全通信的連接為單位，執(zhí)行以下的功能安全通信初始化序列。
[0016]<功能安全通信初始化序列>
[0017][I]安全連接的建立請求和響應(yīng)。
[0018][2]網(wǎng)絡(luò)參數(shù)確認(rèn)請求和響應(yīng)，參數(shù)的保存。
[0019][3]安全站點(diǎn)參數(shù)對照請求和響應(yīng)，參數(shù)的合法性的確認(rèn)。
[°02°] [4]在需要選裝功能(opt1nal funct1n)的情況下，執(zhí)行與選裝項(xiàng)有關(guān)的幀的交換。
[0021][5]刷新準(zhǔn)備+偏差(offset)測量請求和響應(yīng)。
[0022][6]基于[5]的偏差測量信息，執(zhí)行安全刷新+偏差生成請求和響應(yīng)。
[0023]在圖1所示的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，在執(zhí)行功能安全通信的情況下，在通信開始前，需要執(zhí)行上述的功能安全通信初始化序列，因此存在系統(tǒng)切換需要時間的課題。
[0024]在專利文獻(xiàn)I所公開的縮短停機(jī)時間的技術(shù)中，未設(shè)想應(yīng)用需要通信的初始化的、基于連接型通信的功能安全通信的情況。
[0025]圖2是將功能安全通信應(yīng)用于圖1的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的情況下的通信時序圖。在圖2中，箭頭表示數(shù)據(jù)的交換。
[0026]如圖2所示，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)置(setup)時，在控制系統(tǒng)主機(jī)10a和從機(jī)200之間、以及控制系統(tǒng)主機(jī)10a和備用系統(tǒng)主機(jī)10b之間，執(zhí)行功能安全通信初始化序列[I]?
[6]。
[0027]如果在控制系統(tǒng)主機(jī)10a中發(fā)生故障、切換了系統(tǒng)，則在開始備用系統(tǒng)主機(jī)10b和從機(jī)200之間的通常通信之前，在備用系統(tǒng)主機(jī)10b和從機(jī)200之間執(zhí)行功能安全通信初始化序列[I]?[6]。因此，存在下述課題，S卩，從控制系統(tǒng)主機(jī)10a發(fā)生故障起，直至發(fā)生系統(tǒng)切換、在備用系統(tǒng)主機(jī)10b和從機(jī)200之間重新開始通信為止的停機(jī)時間變長。
[0028]本發(fā)明的目的在于，在應(yīng)用了功能安全通信的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，在系統(tǒng)切換時縮短實(shí)施功能安全通信的情況下的停機(jī)時間。
[0029]本發(fā)明所涉及的通信系統(tǒng)具有:計算裝置;控制裝置，其對所述計算裝置進(jìn)行控制；以及備用裝置，其在所述控制裝置發(fā)生故障時代替所述控制裝置，在該通信系統(tǒng)中，所述控制裝置具有:控制側(cè)準(zhǔn)備部，其與所述計算裝置之間執(zhí)行包含多個序列的準(zhǔn)備序列組；以及控制側(cè)通信部，其在由所述控制側(cè)準(zhǔn)備部完成所述準(zhǔn)備序列組的執(zhí)行后，與所述計算裝置之間開始對所述計算裝置進(jìn)行控制的控制通信，所述備用裝置具有:第I準(zhǔn)備部，如果由所述控制側(cè)準(zhǔn)備部在所述控制裝置和所述計算裝置之間開始了所述準(zhǔn)備序列組，則該第I準(zhǔn)備部與所述計算裝置之間執(zhí)行第I序列組，該第I序列組是所述準(zhǔn)備序列組所包含的所述多個序列的一部分序列;第2準(zhǔn)備部，如果在由所述第I準(zhǔn)備部完成所述第I序列組的執(zhí)行后檢測到所述控制裝置的故障，則該第2準(zhǔn)備部與所述計算裝置之間執(zhí)行第2序列組，該第2序列組由所述準(zhǔn)備序列組中的除所述第I序列組以外的序列構(gòu)成；以及備用側(cè)通信部，其在由所述第2準(zhǔn)備部完成所述第2序列組的執(zhí)行后，與所述計算裝置之間開始所述控制通信。
[0030]發(fā)明的效果
[0031]根據(jù)本發(fā)明所涉及的通信系統(tǒng)，由于備用裝置具有第I準(zhǔn)備部、第2準(zhǔn)備部、和備用側(cè)通信部，因此能夠縮短在系統(tǒng)切換時在備用裝置和計算裝置之間執(zhí)行的準(zhǔn)備序列組，能夠縮短停機(jī)時間，其中，關(guān)于該第I準(zhǔn)備部，如果在控制裝置和計算裝置之間開始了準(zhǔn)備序列，則該第I準(zhǔn)備部與所述計算裝置之間執(zhí)行第I序列組，該第I序列組由所述準(zhǔn)備序列中的一部分序列構(gòu)成，關(guān)于該第2準(zhǔn)備部，如果在所述第I序列組的執(zhí)行完成后檢測到所述控制裝置的故障，則該第2準(zhǔn)備部與所述計算裝置之間執(zhí)行第2序列組，該第2序列組是所述準(zhǔn)備序列中的除所述第I序列組以外的序列，該備用側(cè)通信部在所述第2序列組的執(zhí)行完成后，與所述計算裝置之間開始控制通信。
【附圖說明】
[0032]圖1是表示應(yīng)用了主機(jī)-從機(jī)方式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(系統(tǒng)切換系統(tǒng)500)的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。
[0033]圖2是將功能安全通信應(yīng)用于圖1的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的情況下的通信時序圖。
[0034]圖3是表示實(shí)施方式I所涉及的主機(jī)100(控制系統(tǒng)主機(jī)100a)的模塊結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。
[0035]圖4是表示實(shí)施方式I所涉及的主機(jī)100(備用系統(tǒng)主機(jī)100b)的模塊結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。
[0036]圖5是表不實(shí)施方式I所涉及的從機(jī)200的模塊結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。
[0037]圖6是表示實(shí)施方式I所涉及的主機(jī)100、從機(jī)200的硬件結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。
[0038]圖7是表示實(shí)施方式I所涉及的系統(tǒng)切換系統(tǒng)500的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。
[0039]圖8是表示實(shí)施方式I所涉及的控制系統(tǒng)主機(jī)10a和從機(jī)200之間的通信序列的圖。
[0040]圖9是表示實(shí)施方式I所涉及的控制系統(tǒng)主機(jī)10a和備用系統(tǒng)主機(jī)10b之間的通信序列的圖。
[0041 ]圖10是表示實(shí)施方式I所涉及的備用系統(tǒng)主機(jī)10b和從機(jī)200之間的通信序列的圖。
[0042]圖11是表示由實(shí)施方式I所涉及的備用系統(tǒng)主機(jī)10b的初始化處理部122b進(jìn)行的初始化作業(yè)判定處理的流程圖。
[0043]圖12是表示實(shí)施方式2所涉及的備用系統(tǒng)主機(jī)10b的模塊結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。
[0044]圖13是表示實(shí)施方式2所涉及的存活信息幀131的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。
[0045 ]圖14是用于說明實(shí)施方式2所涉及的系統(tǒng)切換系統(tǒng)500的動作的圖。
[0046]圖15是表示實(shí)施方式3所涉及的從機(jī)200的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。
[0047]圖16是表示實(shí)施方式3所涉及的功能安全通信的安全幀250的結(jié)構(gòu)的一個例子的
ο
[0048]圖17是表示實(shí)施方式3所涉及的系統(tǒng)切換系統(tǒng)500中的識別符判定處理的動作的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049]實(shí)施方式I
[0050]圖1是表示應(yīng)用了主機(jī)-從機(jī)方式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(系統(tǒng)切換系統(tǒng)500)的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。在本實(shí)施方式中說明下述方式，即，在將功能安全通信應(yīng)用于圖1所示的系統(tǒng)切換系統(tǒng)500(通信系統(tǒng)的一個例子)的情況下，能夠縮短系統(tǒng)切換時的停機(jī)時間。
[0051 ] 控制系統(tǒng)主機(jī)10a和備用系統(tǒng)主機(jī)10b由專用線連接。另外，多臺從機(jī)200 (從機(jī)I(2001)?從機(jī)n(200n))通過傳送路徑而與控制系統(tǒng)主機(jī)10a及備用系統(tǒng)主機(jī)10b線型連接。
[0052]控制系統(tǒng)主機(jī)10a(控制裝置)通過與從機(jī)200(計算裝置)之間進(jìn)行控制通信，從而對從機(jī)200進(jìn)行控制。備用系統(tǒng)主機(jī)10b(備用裝置)在控制系統(tǒng)主機(jī)10a發(fā)生故障時代替控制系統(tǒng)主機(jī)100a?？刂葡到y(tǒng)主機(jī)10a和備用系統(tǒng)主機(jī)10b的結(jié)構(gòu)優(yōu)選為相同結(jié)構(gòu)。
[0053]圖3是