ПРИОРИТИЗИРОВАННАЯ ПЕРЕДАЧА ТЕЛЕГРАММ ДАННЫХ Российский патент 2015 года по МПК H04W4/00 H04L12/413 

Изобретение относится к способу передачи телеграмм данных от передающего устройства на по меньшей мере одно приемное устройство, при котором с подлежащими передаче телеграммами данных ассоциируется ступень приоритета, которая при передаче соответствующей телеграммы данных указывает приоритет, который следует учитывать таким образом, что телеграмма данных с более высокой ступенью приоритета по отношению к таковой с более низкой ступенью приоритета от передающего устройства передается предпочтительным образом по связанной как с передающим устройством, так и с приемным устройством физической коммуникационной среде на приемное устройство. Кроме того, изобретение также относится к соответствующему электрическому прибору, который выполнен с возможностью передачи телеграмм данных.

При передаче телеграмм данных между электрическими приборами ввиду ограниченной ширины полосы передачи физической среды передачи, имеющейся между электрическими приборами, могут иметь место задержки при передаче данных. Такие задержки проявляются особенно критичным образом тогда, когда телеграммы данных с очень важным и/или кратковременно передаваемым содержанием данных подвергаются их влиянию, в то время как другие телеграммы данных, содержание данных у которых менее важно и/или которые допускают более долговременную передачу, в меньшей степени подвергаются такому влиянию.

Передача данных различной важности может иметь значение при самых различных сценариях, как это можно пояснить на следующих примерах:

Согласно первому примеру, передача различных телеграмм данных осуществляется по работающей согласно IP протоколу коммуникационной сети домашней или офисной сети с Интернет-подключением. Там могут, например, возникать телеграммы данных, которые содержат части массива (файла) данных, которые были запрошены от оконечного устройства, подключенного к коммуникационной сети, в процессе загрузки и для которых длительность передачи часто играет подчиненную роль. Наряду с этим по той же коммуникационной сети могут также передаваться, например, такие телеграммы данных, которые служат цели передачи игрового фильма на проигрывающее устройство согласно так называемой услуге «видео-по-требованию»; такие телеграммы данных должны - чтобы избегать помех изображения и/или несопоставимо длинных прерываний загрузки - по возможности быстро и полно передаваться по коммуникационной сети.

Согласно другому примеру, такие телеграммы данных должны передаваться между отдельными автоматизированными устройствами энергетической автоматизированной установки. При этом телеграммы данных могут содержать так называемые записи помех - то есть записанные во время действия помехи для последующего анализа характеристики измеренных значений, - которые должны от электрического полевого (эксплуатируемого) прибора передаваться на центральный сетевой пульт управления. Эту передачу следует рассматривать как некритичную ко времени. Однако по той же физической коммуникационной среде между автоматизированными устройствами энергетической автоматизированной установки должны также передаваться сообщения, характеризующие текущие неисправности, и/или измеренные значения, подлежащие кратковременной оценке, и/или управляющие команды, которые должны за короткий срок поступать в соответствующий приемник, так как автоматизированная установка должна в течение по возможности короткого времени реагировать на них, и поэтому задержка при передаче телеграмм данных с соответствующим содержанием не может допускаться.

Для того чтобы избежать таких задержек при передаче телеграмм данных с критическим содержанием, пришли к тому, что с телеграммами данных ассоциируются отдельные ступени приоритета, которые указывают, с каким приоритетом следует обрабатывать телеграмму данных от соответствующих передающих и приемных устройств в системе передачи данных. Так, например, предусматривается, что телеграммы данных передающих и/или приемных устройств с высокой ступенью приоритета передаются предпочтительным образом, в то время как передача телеграмм данных более низкой ступени приоритета может приостанавливаться в пользу более высокоприоритетных телеграмм данных. Этот способ, известный под обобщенным понятием «качество обслуживания», имеет, однако, недостаток, состоящий в том, что он делает необходимым анализ телеграммы данных на наличие маркировки, указывающей одну из ступеней приоритета, так называемый «флаг», на сравнительно высоком уровне установленной для передачи данных OSI-модели уровней, так что отдельные приборы, которые принимают участие в передаче данных, сначала должны предпринять анализ телеграммы данных, чтобы определить ее ступень приоритета и затем телеграмму данных соответственно определенной ступени приоритета обрабатывать, или приостанавливать в пользу другой телеграммы данных.

Поэтому в основе изобретения лежит задача предложить способ вышеуказанного типа, при котором передача телеграмм данных может осуществляться с различными ступенями приоритета сравнительно менее затратным образом и за счет этого еще более быстро. Другая задача состоит в том, чтобы предложить соответствующее передающее и приемное устройство.

Для решения этой задачи способ вышеописанного типа в соответствии с изобретением дополнительно усовершенствуется таким образом, что в передающем устройстве с каждой ступенью приоритета ассоциируется область промежуточного хранения, телеграммы данных передаются по физической коммуникационной среде через различные логические соединения передачи данных, причем количество логических соединений передачи данных соответствует числу ступеней приоритета, телеграммы данных, имеющиеся в ассоциированной с более низкой ступенью приоритета области промежуточного запоминающего устройства, передаются по логическому соединению передачи данных, ассоциированному с этой ступенью приоритета, до тех пор, пока не появится по меньшей мере одна телеграмма данных в области промежуточного запоминающего устройства, ассоциированной с более высокой ступенью приоритета, и телеграмма данных, имеющаяся в области промежуточного запоминающего устройства, ассоциированной с более высокой ступенью приоритета, передается по логическому соединению передачи данных, ассоциированному с более высокой ступенью приоритета.

В качестве предпочтительного в соответствующем изобретению способе рассматривается то, что передача телеграмм данных по одной и той же физической коммуникационной среде осуществляется в отдельных друг от друга логических соединениях передачи данных, причем с каждым логическим соединением передачи данных жестко ассоциирована ступень приоритета. Физическая коммуникационная среда может представлять собой, например, проводную сеть, например, на медном проводе, коаксиальной линии или стекловолоконной линии, или беспроводное коммуникационное соединение, например радиосоединение. Передача телеграмм данных может осуществляться, например, по Ethernet-протоколу, Profibus-протоколу или другим коммуникационным протоколам. Под логическим соединением передачи данных в этой связи следует понимать в известной степени отдельно установленный в физической коммуникационной среде канал передачи, который соответственно применяемому коммуникационному протоколу определяет отдельное соединение передачи данных между передающим устройством и приемным устройством. Например, для этого с каждым логическим соединением передачи данных может быть ассоциирован собственный логический адрес (например, адрес управления доступом к среде передачи (МАС-адрес) или специальный адрес прибора) приемного устройства.

За счет применения отдельных логических соединений передачи данных и жесткого ассоциирования соответствующей каждой ступени приоритета с одним из таких логических соединений передачи данных гарантируется то, что распознавание соответствующей ступени приоритета телеграммы данных может осуществляться уже на самом нижнем уровне OSI-модели уровней, не требуя анализа содержания телеграммы данных. За счет ассоциирования отдельных областей промежуточного запоминающего устройства со ступенями приоритета - и, тем самым, также с логическими соединениями передачи данных - каждое логическое соединение передачи данных, так сказать, питается телеграммами данных одной и той же ступени приоритета из собственного источника.

Пока в области промежуточного запоминающего устройства имеются только телеграммы данных более низкой ступени приоритета, эти телеграммы данных передаются друг за другом по соответствующему логическому соединению передачи данных к приемному устройству. Однако как только в области промежуточного запоминающего устройства появляется телеграмма данных более высокой ступени приоритета, она передается по соответствующему логическому соединению передачи данных, в то время как передача телеграмм данных более низкой ступени приоритета приостанавливается.

В особенности в том случае, когда передача данных отдельных телеграммы данных осуществляется не непосредственно от передающего устройства к окончательному приемному устройству, а передача телеграмм данных происходит на нескольких участках передачи с промежуточным включением нескольких устройств (например, маршрутизаторов), соответствующий изобретению способ предоставляет заметные преимущества по времени по сравнению с известным способом действий, так как никакой анализ содержания телеграммы данных на наличие флага, указывающего ступень приоритета, не должен выполняться, а только посредством выбранного логического соединения передачи данных однозначно указывается ступень приоритета соответствующей телеграммы данных. При маршрутизации принятой телеграммы данных необходимо только телеграмму данных далее передавать на логическом соединении передачи данных соответствующей ступени приоритета. Иными словами, устанавливается однозначная «скоростная трасса» для телеграмм данных с высокой ступенью приоритета по той же физической коммуникационной среде, так что высокоприоритетная телеграмма данных в течение полной передачи передается от исходного отправителя до окончательного получателя по скоростной трассе, соответствующей ее ступени приоритета.

Соответствующий изобретению способ пригоден как для передачи телеграмм данных от передающего устройства к принимающему устройству, так и для передачи телеграмм данных от передающего устройства на множество принимающих устройств.

Предпочтительный вариант осуществления соответствующего изобретению способа предусматривает, что текущая передача телеграммы данных по логическому соединению передачи данных, ассоциированному с более низкой ступенью приоритета, прерывается, как только в области промежуточного запоминающего устройства, ассоциированной с более высокой ступенью приоритета, появляется телеграмма данных. Тем самым может гарантироваться, что передача высокоприоритетной телеграммы данных осуществляется непосредственно после ее загрузки в соответствующую область промежуточного запоминающего устройства более высокой ступени приоритета, и любая еще существующая передача низкоприоритетных телеграмм данных немедленно прерывается.

В этой связи в качестве выгодного рассматривается то, что к телеграмме данных, переданной не полностью из-за прерывания передачи, присоединяется указатель, который маркирует телеграмму данных как подлежащую отбрасыванию приемным устройством.

Таким способом приемному устройству может быть очень просто сообщено, что передача соответствующей низкоприоритетной телеграммы данных была прервана и что телеграмму данных соответственно не следует обрабатывать. Это обеспечивает преимущество особенно в том случае, когда не полностью переданная телеграмма данных должна передаваться на другие устройства, и за счет неполной - и, тем самым, не пригодной для использования - телеграммы данных ненужным образом создавалась бы нагрузка последующей коммуникационной среды.

Другая форма выполнения в этой связи предусматривает, что передача не полностью переданной телеграмма повторяется после того, как последняя телеграмма данных, имеющаяся в текущий момент в области промежуточного запоминающего устройства, ассоциированной с более высокой ступенью приоритета, будет передана. Таким способом может гарантироваться, что и не полностью переданная телеграмма не потеряется, а будет повторно передана после передачи соответствующей более высокоприоритетной телеграммы данных.

В качестве альтернативы прерыванию передачи низкоприоритетной телеграммы данных, может, однако, предусматриваться, что текущая передача телеграммы данных по логическому соединению передачи данных, ассоциированному с более низкой ступенью приоритета, сначала завершается, прежде чем телеграмма данных, имеющаяся в области промежуточного запоминающего устройства, ассоциированной с более высокой ступенью приоритета, будет передаваться по логическому соединению передачи данных, ассоциированному с более высокой ступенью приоритета.

В этой форме выполнения текущая осуществляемая передача телеграммы данных с более низким приоритетом полностью завершается и в том случае, когда в соответствующей области промежуточного запоминающего устройства уже имеется телеграмма данных более высокой ступени приоритета. В этой форме выполнения сознательно допускается незначительная задержка высокоприоритетной телеграммы данных, чтобы, например, избежать дополнительных затрат при повторной передаче не полностью переданной телеграммы.

К тому же предпочтительная форма выполнения соответствующего изобретению способа предусматривает, что указание ступени приоритета для соответствующей телеграммы данных осуществляется посредством применяемого целевого адреса приемного устройства.

Таким способом может осуществляться особенно простое указание ступени приоритета соответствующей телеграммы данных, именно за счет того, что в качестве целевого адреса соответствующей телеграммы данных применяется целевой адрес, ассоциированный в приемном устройстве с соответствующим логическим соединением передачи данных. Следовательно, не требуется предпринимать никаких дополнительных указаний целевого адреса телеграммы данных.

Другая предпочтительная форма выполнения предусматривает в этой связи, что целевые адреса, применяемые для различных ступеней приоритета, определяются согласно установленному правилу, так что при знании целевого адреса, который ассоциирован с определенной ступенью приоритета, все целевые адреса остальных ступеней приоритета могут быть выведены из известного целевого адреса.

За счет этого передающее устройство при знании единственного целевого адреса приемного устройства, ассоциированного с определенной ступенью приоритета, может определять все другие адреса приемных устройств, ассоциированные с остальными ступенями приоритета, так как передающему устройству известно правило, согласно которому формируются целевые адреса для отдельных ступеней приоритета и, тем самым, возможен вывод неизвестных целевых адресов из известного целевого адреса.

Другая предпочтительная форма выполнения соответствующего изобретению способа предусматривает, что для пуска в действие системы из по меньшей мере одного передающего устройства и по меньшей мере одного приемного устройства по меньшей мере одно из устройств передает широковещательное сообщение на целевой адрес, определенный в масштабах системы, причем этот целевой адрес, определенный в масштабах системы, ассоциирован с определенной ступенью приоритета, и устройство, принимающее это широковещательное сообщение, выявляет из широковещательного сообщения адрес отправителя, указывающий на отправителя этого широковещательного сообщения, и применяет затем этот адрес отправителя в качестве целевого адреса, ассоциированного с отправителем, для этой ступени приоритета.

Таким способом пуск в действие, в особенности, системы с множеством передающих и/или приемных устройств, заметно упрощается, за счет того что в масштабах системы (то есть для всех принимающих участие устройств единым образом) предусматривается определенный целевой адрес, например МАС-адрес “0xFFFFFFFFFFFF”, на который отсылается так называемое широковещательное сообщение, то есть телеграмма данных, которая направлена на все устройства, подключенные к физической коммуникационной среде. Определенный целевой адрес ассоциирован с определенной ступенью приоритета, так что устройства, принимающие это широковещательное сообщение, могут применять затем для передачи данных телеграмм данных этой ступени приоритета к отправителю широковещательного сообщения его адрес отправителя в качестве целевого адреса. Если в этом случае дополнительно отдельные целевые адреса соответствующих ступеней приоритета, как описано выше, являются взаимозависимыми согласно установленному правилу, то можно на основе этого одного широковещательного сообщения определить все остальные целевые адреса соответствующих устройств-отправителей для соответствующей ступени приоритета.

Для решения вышеуказанной задачи, кроме того, предложен электрический прибор с коммуникационным интерфейсом для установления коммуникационного соединения через с по меньшей мере одним другим электрическим прибором, причем физическая коммуникационная среда обеспечивает передачу телеграмм данных между приборами. В соответствии с изобретением предусмотрено, что коммуникационный интерфейс выполнен с возможностью установления по меньшей мере двух логических соединений передачи данных через физическую коммуникационную среду, причем с каждым логическим соединением передачи данных ассоциирована различная ступень приоритета, и электрический прибор выполнен с возможностью передачи телеграммы данных согласно способу по любому из описанных выше пунктов 1-8 формулы изобретения.

В качестве особенно предпочтительного, кроме того, рассматривается то, что электрический прибор представляет собой автоматизированное устройство энергетической автоматизированной установки, предпочтительно электрический прибор защиты, электрический полевой прибор, станционное управляющее устройство, прибор электрического сетевого центра управления или коммуникационное устройство, применяемое в энергетической автоматизированной установке.

Изобретение поясняется далее более подробно со ссылками на чертежи, на которых показано следующее:

Фиг.1 - система, состоящая из передающего и приемного устройства, которые выполнены с возможностью передачи между ними телеграмм данных,

Фиг.2 - система из трех электрических приборов, которые выполнены с возможностью передачи между ними телеграмм данных.

На фиг.1 показана система 1 с передающим устройством 11а и приемным устройством 11b, между которыми предусмотрена физическая коммуникационная среда 12 для передачи телеграмм 13а, 13b данных. Передающее и приемное устройства 11а и 11b могут представлять собой, например, устройства с сетевыми возможностями (например, персональные компьютеры, мультимедийные устройства, серверы, маршрутизаторы, коммутаторы) домашней или офисной сети (при необходимости, с дополнительным Интернет-подключением) или устройства автоматизированной установки, например энергетической автоматизированной установки. Физическая коммуникационная среда 12 может представлять собой проводную среду, например, на медном проводе, коаксиальной линии или стекловолоконной линии, или беспроводное коммуникационное соединение, например радиосоединение стандарта WLAN. Передача телеграмм данных может осуществляться, например, согласно IP-протоколу.

Для подключения к физической коммуникационной среде 12 передающее устройство 12а имеет интерфейс 14а, а приемное устройство 11b - интерфейс 14b. Интерфейсы 14а, 14b выполнены таким образом, что с их помощью в единственной физической коммуникационной среде 12 может устанавливаться множество логических соединений передачи данных между передающим устройством 11а и приемным устройством 11b, из которых на фиг.1 для примера показано первое логическое соединение 15а передачи данных и второе логическое соединение 15b передачи данных.

Кроме того, передающее устройство 11а имеет вычислительное устройство 16а, например микропроцессор (CPU), которое - наряду с другими функциями - выполнено с возможностью генерации сообщений, которые в качестве телеграмм 13а, 13b данных должны передаваться на приемное устройство 11b и там должны дополнительно обрабатываться вычислительным устройством 16b приемного устройства 11b. При этом сообщения должны включать в себя различное по важности содержание данных. Сообщения с важным содержанием данных должны передаваться как телеграммы 13b данных с более высоким приоритетом на приемное устройство 11b, в то время как такие телеграммы 13а данных меньшей важности должны передаваться с соответственно более низким приоритетом на приемное устройство 11b. Тем самым гарантируется, что телеграммы 11b данных с важным - например, критичным по времени - содержанием данных должны распознаваться и как передающим устройством 11а, так и приемным устройством 11b как высокоприоритетные и обрабатываться предпочтительным образом.

Для того чтобы такую передачу телеграмм данных с различными ступенями приоритета выполнять по возможности просто и с высокой скоростью, устройство 16а обработки данных сохраняет телеграммы 13а данных с более низкой ступенью приоритета в области 17а промежуточного запоминающего устройства 18, в то время как такие телеграммы 13b данных с более высокой ступенью приоритета сохраняются в области 17b промежуточного запоминающего устройства 18.

В отличие от представления согласно фиг.1, в котором области 17а и 17b промежуточного запоминающего устройства установлены в одном и том же физическом промежуточном запоминающем устройстве 18, в качестве областей 17а, 17b промежуточного запоминающего устройства могут применяться отдельные одно от другого промежуточные запоминающие устройства (например, два модуля флэш-памяти); то же самое справедливо также для описанных далее более подробно областей 19а, 19b промежуточного запоминающего устройства приемного устройства 11b.

Пока устройство 16а обработки данных сохраняет только телеграммы 13а данных с более низкой ступенью приоритета в области 17а промежуточного запоминающего устройства, они в последовательности их сохранения упорядочиваются в очереди ожидания и последовательно друг за другом передаются на интерфейс 14а, который обеспечивает последовательную передачу телеграмм 13а данных с более низкой ступенью приоритета через логическое соединение 15а передачи данных на интерфейс 14b приемного устройства 11b. Интерфейс 14b приемного устройства 11b распознает, что телеграмма 13а данных была передана через логическое соединение 15а передачи данных с более низкой ступенью приоритета, и сохраняет принятую телеграмму 13а данных в области 19а промежуточного запоминающего устройства 20 приемного устройства 11b, причем эта область 19b промежуточного запоминающего устройства зарезервирована для телеграмм данных более низкой ступени приоритета.

Соединение 16b передачи данных приемного устройства 11b может, таким образом, последовательно друг за другом извлекать телеграммы 13а данных, находящиеся в области 19а промежуточного запоминающего устройства в другой очереди ожидания, из области 19а промежуточного запоминающего устройства и обрабатывать их, причем устройство 16b обработки данных приемного устройства 11b только на основании того факта, что телеграмма 13а данных сохранена в области 19а промежуточного запоминающего устройства, получает знание о том, что телеграмма 13а данных ассоциирована с более низкой ступенью приоритета.

Если устройство 16а обработки данных приемного устройства 11а генерирует телеграмму 13b данных с очень важным содержанием, то с ней соответственно ассоциируется высокая ступень приоритета, и она устройством 16а обработки данных сохраняется в области 17b промежуточного запоминающего устройства 18. Такая телеграмма 13b данных более высокой ступени приоритета может, например, представлять собой сообщение, которое указывает на неисправность, распознанную передающим устройством 11а, и для оценки должно быть немедленно маршрутизировано на устройство 16b обработки данных приемного устройства 11b. Для этого посредством интерфейса 14а контролируется область 17b промежуточного запоминающего устройства на наличие телеграммы 13b данных. Как только интерфейс 14а распознает, что по меньшей мере одна телеграмма 13b данных сохранена в области 17b промежуточного запоминающего устройства, эта телеграмма 13b данных передается через логическое соединение 15b передачи данных с более высокой ступенью приоритета на интерфейс 14b приемного устройства 11b.

Интерфейс 14b приемного устройства 11b сохраняет телеграмму 13b данных более высокой ступени приоритета, соответственно в области 19b промежуточного запоминающего устройства 20 данных. Устройство 16b обработки данных распознает, что в области 19b промежуточного запоминающего устройства имеется телеграмма 13b данных, и извлекает ее из промежуточного запоминающего устройства 20 предпочтительным образом для дальнейшей обработки.

Для того чтобы непосредственную передачу телеграммы 13b данных более высокой ступени приоритета гарантировать и в том случае, когда в текущий момент через логическое соединение 15а передачи данных еще передается телеграмма 13а данных более низкой ступени приоритета, может, например, предусматриваться, что передача телеграммы 13а данных более низкой ступени приоритета немедленно прерывается, если телеграмма 13b данных сохранена в области 17b промежуточного запоминающего устройства. Предпочтительным образом интерфейс 14а маркирует в этом случае не полностью переданную телеграмму 13а данных как таковую, которая должна отбрасываться принимающим интерфейсом 14b. Такая телеграмма 13а данных, снабженная соответствующей маркировкой неполноты, не только не направляется интерфейсом 14b приемного устройства 11b в промежуточное запоминающее устройство 20, но и отбрасывается непосредственно при приеме. При этом способе действий, за счет прерывания передачи телеграммы 13а данных с более низкой ступенью приоритета, может немедленно начинаться передача телеграммы 13b данных c более высокой ступенью приоритета через физическое соединение 15b передачи данных, так что не возникает никакой задержки при передаче высокоприоритетной телеграммы 13b данных.

Как только телеграмма 13b данных и, при обстоятельствах, другие имеющиеся в области 17b промежуточного запоминающего устройства высокоприоритетные телеграммы данных переданы, интерфейс 14а продолжает передачу низкоприоритетных телеграмм данных из области 17а промежуточного запоминающего устройства, начиная с той телеграммы данных, передача которой перед этим была прервана. Таким способом может достигаться то, что при прерывании передачи не происходит никакой потери низкоприоритетных телеграмм данных.

В качестве альтернативы также может быть предусмотрено, что сначала выжидается полная передача низкоприоритетной телеграммы 13а данных по логическому соединению 15а передачи данных, вместо того, чтобы непосредственно прерывать ее передачу. Только после этого высокоприоритетная телеграмма 13b данных передается по логическому соединению 15b передачи данных. В этом случае следует учитывать только незначительную задержку при передаче высокоприоритетных телеграмм данных.

Особенно просто ступени приоритета для отдельных телеграмм 13а или 13b данных могут указываться тем, что с телеграммами 13а или 13b данных ассоциированы различные целевые адреса приемного устройства 11b. Такие различные целевые адреса на фиг.1 схематично изображены как прямоугольники 21а (целевой адрес более низкой ступени приоритета) и 21b (целевой адрес более высокой ступени приоритета). При таких целевых адресах речь может идти, например, об отличающихся друг от друга МАС-адресах приемного устройства 11b. При этом, кроме обычно записываемого целевого адреса в телеграмме 13а или 13b данных, не требуется никакой собственной записи для обозначения ступени приоритета.

Для того чтобы, в частности, в системах можно было осуществить сравнительно низкозатратное распределение целевых адресов отдельных ступеней приоритета для передачи телеграмм данных с более чем двумя ступенями приоритета, может быть предусмотрено, что целевые адреса, ассоциированные с соответствующими ступенями приоритета, могли быть выведены друг из друга согласно заданному правилу. Например, может предусматриваться, что целевой адрес состоит из первой области, которая указывает соответствующее приемное устройство, например приемное устройство 11b, и к первой области присоединен суффикс, например текущая нумерация, причем с возрастанием значения нумерации связано повышение ступени приоритета (например, суффикс «01»: самый низкий приоритет, суффикс «02»: средний приоритет, суффикс «03»: наивысший приоритет). Если передающее устройство 13а знает целевой адрес приемного устройства 11b, подлежащий применению для телеграмм данных с самым низким приоритетом, то оно может, при знании соответствующего правила, вывести из него без проблем целевые адреса для остальных ступеней приоритета, не требуя их отдельной передачи на передающее устройство 11а или ввода в него в качестве записи при параметризации.

Хотя на фиг.1 для более простого представления пояснение дается для передающего устройства 11а и приемного устройства 11b, передача телеграмм данных по физической коммуникационной среде 12 может быть двунаправленной, то есть осуществляться в обоих направлениях, так что как передающее устройство 11a, так и приемное устройство 11b могут выступать в качестве передатчика и приемника телеграмм 13а, 13b данных.

Кроме того, вместо принятых при описании фиг.1 двух ступеней приоритета, разумеется, также могут применяться дополнительные ступени приоритета, описанный способ действий согласуется тогда с соответствующим количеством ступеней приоритета.

На фиг.2 показана система 27, состоящая из трех электрических приборов, которые согласно этому примеру выполнения могут представлять собой автоматизированные устройства энергетической автоматизированной установки. Для этого система 27 имеет электрическое устройство 22а защиты для контроля первичного компонента не показанной электрической сети энергоснабжения (например, воздушной линии или трансформатора), станционное управляющее устройство 22b и устройство 22с обработки данных центрального сетевого пульта управления. Станционное управляющее устройство 22b, с одной стороны, соединено с устройством 22а защиты через физическую коммуникационную среду 23а (например, станционную шину) и, с другой стороны, через физическую коммуникационную среду 23b соединено с устройством 22с обработки данных центрального сетевого пульта управления.

Хотя физические коммуникационные среды 23а и 23b показаны на фиг.2 как отдельные друг от друга физические коммуникационные среды, при этом речь может идти об одной и той же физической коммуникационной среде, например, если все устройства 22а, 22b, 22с соединены с общей коммуникационной сетью. Кроме устройств 22а, 22b, 22с, система 27 может также включать в себя другие устройства, не показанные на фиг.2 для наглядности чертежа.

Устройство 22а защиты генерирует телеграммы данных с более низкой ступенью приоритета и сохраняет их в области 24а промежуточного запоминающего устройства, в то время как генерированные электрически устройством 22а защиты телеграммы данных более высокой ступени приоритета сохраняются в области 24b промежуточного запоминающего устройства. Как пояснено выше со ссылками на фиг.1, в зависимости от ступени приоритета соответствующей телеграммы данных, - т.е. в зависимости от области 24а или 24b запоминающего устройства, в которой сохранены соответствующие телеграммы данных, - осуществляется передача данных по соответствующим логическим соединениям передачи данных, которые установлены на физической коммуникационной среде 23а, на станционное управляющее устройство 22b.

Принятые от станционного управляющего устройства 22b телеграммы данных более низкой ступени приоритета сохраняются в промежуточном запоминающем устройстве 25а, в то время как телеграммы данных более высокой ступени приоритета сохраняются в промежуточном запоминающем устройстве 25b.

Сгенерированные в энергетической автоматизированной установке сообщения низкой ступени приоритета могут представлять собой, например, измеренные значения относительно качества электроэнергии, так называемые записи помех (характеристики измеренных значений, которые были получены во время неисправности), статистические данные, наборы параметров и подобные данные, в то время как сообщения более высокой ступени приоритета могут быть сообщениями, указывающими на неисправность в электрической сети энергоснабжения, или измеренными значениями, подлежащими немедленной дальнейшей обработке. В энергетической автоматизированной установке, которая в отношении ее коммуникации эксплуатируется согласно стандарту IEC 61850, такие высокоприоритетные сообщения могут представлять собой, например, так называемые GOOSE (обобщенные объектно-ориентированные события подстанции) - телеграммы или подлежащие приоритетной передаче дискретизированные измеренные значения, также называемые значениями выборок.

Станционное управляющее устройство 22b может направлять соответствующие телеграммы данных, например, на собственную обработку данных, например, для оценки или индикации содержания данных соответствующих телеграмм данных. При этом оно учитывает, как уже пояснялось со ссылкой на фиг.1, ступени приоритета соответствующей телеграммы данных, распознаваемые на основе соответствующей области 25а, 25b промежуточного запоминающего устройства.

В отношении отдельных телеграмм данных, альтернативно или дополнительно, может предусматриваться также дополнительное направление на устройство 22с обработки данных центрального сетевого пульта управления. В таком случае станционное управляющее устройство 22b принимает на себя, с одной стороны, роль приемного устройства для телеграмм данных, передаваемых от устройства 22а защиты на станционное управляющее устройство 22b, а с другой стороны, роль передающего устройства для тех телеграмм данных, которые маршрутизируются от станционного управляющего устройства 22b на устройство 22с обработки данных центрального сетевого пульта управления.

В результате, станционное управляющее устройство 22b, с учетом ступени приоритета, указанной соответствующей областью 25а, 25b промежуточного запоминающего устройства, передает соответствующие телеграммы данных через соответствующие логические соединения передачи данных физической коммуникационной среды 23b на устройство 22с обработки данных центрального сетевого пульта управления, которое в этом случае принимает на себя роль приемного устройства согласно фиг.1 и сохраняет принятые телеграммы данных в соответствующих областях 26а (для низкоприоритетных телеграмм данных) и 26b (для высокоприоритетных телеграмм данных) промежуточного запоминающего устройства.

Сохраненные телеграммы данных подаются на не показанное на фиг.2 вычислительное устройство (CPU) устройства 22с обработки данных центрального сетевого пульта управления, которое затем предпринимает дополнительную обработку данных относительно принятых телеграмм данных, например, чтобы представить содержание телеграмм данных персоналу пульта управления в форме таблиц и/или диаграмм или осуществить автоматическую оценку относительно содержания телеграмм данных.

Хотя на фиг.2 поясняется только одно направление передачи данных от устройства 22а защиты через станционное управляющее устройство 22b на устройство 22с обработки данных центрального сетевого пульта управления, передача телеграмм данных может также осуществляться и в обратном направлении, так что среды 23а, 23b передачи выполняются с возможностью двунаправленной передачи данных. Например, таким способом низкоприоритетные данные параметризации или высокоприоритетные управляющие команды от устройства 22с обработки данных центрального сетевого пульта управления могут передаваться к станционному управляющему устройству 22b и/или устройству 22а защиты в соответствии с их соответствующей ступенью приоритета.

При пуске в эксплуатацию системы, когда отдельные устройства еще не имеют сведений о целевых адресах соответствующих других устройств, подлежащих применению для различных ступеней приоритета, может быть предпочтительным образом предусмотрено, что по меньшей мере одно устройство передает так называемое широковещательное сообщение на целевой адрес, определенный в масштабах системы (например, МАС-адрес “0xFFFFFFFFFFFF”). Широковещательное сообщение представляет собой сообщение без предопределенного круга приемников, которое направляется на все устройства, подключенные к физической коммуникационной среде. Этот определенный в масштабе системы целевой адрес ассоциирован с определенной ступенью приоритета, например с низшей ступенью приоритета. Каждый приемник широковещательного сообщения выявляет из широковещательного сообщения записанный адрес отправителя для устройства, пославшего широковещательное сообщение, и применяет этот адрес отправителя в качестве целевого адреса для передачи телеграмм данных самой низкой ступени приоритета к отправителю.

Если в этом случае целевые адреса отдельных ступеней приоритета, как описано выше, являются взаимозависимыми, то приемники широковещательного сообщения из известного теперь целевого адреса для самой низкой ступени приоритета могут вывести целевые адреса, подлежащие применению для всех других ступеней приоритета.

Представленные на фиг.1 и 2 системы 10 и 27 гарантируют быструю и надежную передачу телеграмм данных высокого приоритета и надежную передачу телеграмм данных более низкого приоритета. За счет установления отдельных логических соединений передачи данных по имеющимся физическим коммуникационным средам и жесткого ассоциирования логических соединений передачи данных с отдельными ступенями приоритета можно на самом низком уровне OSI-модели уровней, например, путем применения соответственно различных целевых адресов осуществить маркировку соответствующих ступеней приоритета отдельных телеграмм данных. Тем самым предложенный способ может в целом поддерживаться просто и вместе с тем надежно, так как, например, на более высоких уровнях OSI-модели уровней более не требуется использовать вычислительную мощность отдельных электрических приборов, чтобы устанавливать или определять приоритеты отдельных телеграмм данных.

Изобретение относится к способу передачи телеграмм (13а, 13b) данных от передающего устройства (11а) на по меньшей мере одно приемное устройство (11b), при котором с подлежащими передаче телеграммами (13а, 13b) данных ассоциирована ступень приоритета, которая при передаче соответствующей телеграммы (13а, 13b) данных указывает приоритет, который следует учитывать. Технический результат состоит в передаче телеграмм данных с различными ступенями приоритета, выполненной со сравнительно меньшими затратами и за счет этого еще быстрей. Для этого в передающем устройстве (11а) с каждой ступенью приоритета ассоциируется область (17а, 17b) промежуточного запоминающего устройства; телеграммы (13а, 13b) данных передаются по физической коммуникационной среде (12) через различные логические соединения (15а, 15b) передачи данных, причем количество логических соединений (15а, 15b) передачи данных соответствует числу ступеней приоритета; телеграммы (13а, 13b) данных, имеющиеся в ассоциированной с более низкой ступенью приоритета области (17а) промежуточного запоминающего устройства, передаются по логическому соединению (15а) передачи данных, ассоциированному с этой ступенью приоритета, до тех пор, пока не появится по меньшей мере одна телеграмма (13b) данных в области (17b) промежуточного запоминающего устройства, ассоциированной с более высокой ступенью приоритета, и телеграмма (13b) данных, имеющаяся в области (17b) промежуточного запоминающего устройства, ассоциированной с более высокой ступенью приоритета, передается по логическому соединению (15b) передачи данных, ассоциированному с более высокой ступенью приоритета. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ передачи телеграмм (13а, 13b) данных от передающего устройства (11а) на по меньшей мере одно приемное устройство (11b), при котором
с подлежащими передаче телеграммами (13а, 13b) данных ассоциируется ступень приоритета, которая при передаче соответствующей телеграммы (13а, 13b) данных указывает приоритет, который следует учитывать таким образом, что телеграммы (13а, 13b) данных с более высокой ступенью приоритета по отношению к таковым с более низкой ступенью приоритета от передающего устройства (11а) передаются предпочтительным образом по связанной как с передающим устройством (11а), так и с приемным устройством (11b) физической коммуникационной среде (12) на приемное устройство (11b),
в передающем устройстве (11а) с каждой ступенью приоритета ассоциируется область (17а, 17b) промежуточного запоминающего устройства;
телеграммы (13а, 13b) данных передаются по физической коммуникационной среде (12) через различные логические соединения (15а, 15b) передачи данных, причем количество логических соединений (15а, 15b) передачи данных соответствует числу ступеней приоритета;
телеграммы (13а) данных, имеющиеся в ассоциированной с более низкой ступенью приоритета области (17а) промежуточного запоминающего устройства, передаются по логическому соединению (15а) передачи данных, ассоциированному с этой ступенью приоритета, до тех пор, пока не появится по меньшей мере одна телеграмма (13b) данных в области (17b) промежуточного запоминающего устройства, ассоциированной с более высокой ступенью приоритета, и
телеграмма (13b) данных, имеющаяся в области (17b) промежуточного запоминающего устройства, ассоциированной с более высокой ступенью приоритета, передается по логическому соединению (15b) передачи данных, ассоциированному с более высокой ступенью приоритета,
отличающийся тем, что
для пуска в действие системы (20) из по меньшей мере одного передающего устройства (11а) и по меньшей мере одного приемного устройства (11b) по меньшей мере одно из устройств (11а, 11b) передает широковещательное сообщение на целевой адрес, определенный в масштабах системы, причем этот целевой адрес, определенный в масштабах системы, ассоциирован с определенной ступенью приоритета, и
устройство, принимающее это широковещательное сообщение, выявляет из широковещательного сообщения адрес отправителя, указывающий на отправителя этого широковещательного сообщения, и применяет затем этот адрес отправителя в качестве целевого адреса, ассоциированного с отправителем, для этой ступени приоритета.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что текущая передача телеграммы (13а) данных по логическому соединению (15а) передачи данных, ассоциированному с более низкой ступенью приоритета, прерывается, как только в области (17b) промежуточного запоминающего устройства, ассоциированной с более высокой ступенью приоритета, появляется телеграмма (13b) данных.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что к телеграмме (13а) данных, переданной не полностью из-за прерывания передачи, присоединяется указатель, который маркирует телеграмму (13а) данных как подлежащую отбрасыванию приемным устройством (11b).

4. Способ по п. 2 или 3, отличающийся тем, что передача не полностью переданной телеграммы (13а) данных повторяется после того, как последняя телеграмма (13b) данных, имеющаяся в текущий момент в области (17b) промежуточного запоминающего устройства, ассоциированной с более высокой ступенью приоритета, будет передана.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что текущая передача телеграммы (13а) данных по логическому соединению (15а) передачи данных, ассоциированному с более низкой ступенью приоритета, сначала завершается, прежде чем телеграмма (13b) данных, имеющаяся в области (17b) промежуточного запоминающего устройства, ассоциированной с более высокой ступенью приоритета, будет передаваться по логическому соединению (15b) передачи данных, ассоциированному с более высокой ступенью приоритета.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указание ступени приоритета для соответствующей телеграммы (13а, 13b) данных осуществляется посредством применяемого целевого адреса приемного устройства (11b).

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что целевые адреса, применяемые для различных ступеней приоритета, определяются согласно установленному правилу, так что при знании целевого адреса, который ассоциирован с определенной ступенью приоритета, все целевые адреса остальных ступеней приоритета могут быть выведены из известного целевого адреса.

8. Электрический прибор (11а), содержащий
коммуникационный интерфейс (14а) для установления коммуникационного соединения через физическую коммуникационную среду (12) с по меньшей мере одним другим электрическим прибором (12b), причем физическая коммуникационная среда (12) обеспечивает передачу телеграмм данных между приборами (11а, 11b), отличающийся тем, что
коммуникационный интерфейс (14а) выполнен с возможностью установления по меньшей мере двух логических соединений (15а, 15b) передачи данных через физическую коммуникационную среду (12), причем с каждым логическим соединением (15а, 15b) передачи данных ассоциирована разная ступень приоритета, и
электрический прибор (11а) выполнен с возможностью передачи телеграммы (13а, 13b) данных согласно способу по любому из пп. 1-7.

9. Электрический прибор (11а) по п. 8, отличающийся тем, что электрический прибор (11а) представляет собой автоматизированное устройство энергетической автоматизированной установки, предпочтительно электрическое устройство защиты, электрическое полевое устройство, станционное управляющее устройство, устройство электрического сетевого центра управления или коммуникационное устройство, применяемое в энергетической автоматизированной установке.