CN105515821A - 分析控制网络的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种分析控制网络的装置及方法。本发明的方面提供了隔离和应用可以被在多个网络级上的多个设备使用的公共协议，以对控制网络的整个***进行分析。可以个别地向在网络级上的目标地址发送通用消息。如果诸如在暂停期间内从在目标地址处的设备接收到响应，则可以发送个别的设备定制的特定消息以提取更多的关于设备的详细信息，包括与其他设备和网络的连接关系。***可以自动地继续，直到确定整个***的资源利用从而提供诊断和可靠***。
Description
技术领域
本发明涉及控制网络，更具体地，涉及分析控制网络的***和方法。
背景技术
诸如可编程逻辑控制器(PLC)的工业控制器是例如在工程环境中用于工业处理或者机械的控制的专用电子计算机***。工业控制器与常规计算机在很多方面不同。物理上，它们被构建成相对于震动和损坏更稳健并且更好地抵抗外部污染和极端环境条件。处理器和操作***被优化以进行实时控制，并执行允许对程序的定制符合各种不同控制器应用的语言。工业控制器可以具有用于访问、控制和/或监控工业控制器的用户接口，诸如通过具有键盘、鼠标和显示器的本地或者远程连接的终端。
典型地，工业控制器具有高度模块化的架构，其使得不同数量和类型的网卡或者网络适配器用于将控制器连接到要通过适于高度可靠且可用的实时通信的专门“控制网络”控制的处理器或者机械。通常在工业控制***中使用的这样的控制网络包括例如ControlNet、DeviceNet、EtherNet/IP和Sercos，其技术规范已经出版并且其协议被多个制造商或供应商广泛地使用。控制网络与诸如Ethernet的标准通信网络不同在于控制网络保证最大通信延迟，这例如可以通过对网络的带宽的预调度和/或提供高可用性的冗余通信能力获得。控制网络同样在物理方面互不相同，例如，介质的类型(例如，同轴电缆、双绞线、光纤、无线通信等)、其操作的协议(例如、波特率、信道的数量、字传输大小、连接消息的使用、请求的和未经请求的消息等)以及数据如何被格式化和其如何被收集到标准消息中。
作为它们的增强的模块化的一部分，工业控制器可以使用一个或者多个通过控制网络耦接的工业设备。工业设备可以包括一个或者更多个I/O模块、AC/DC驱动器、运动驱动器或者专用于特定类型的工业功能的其他硬件设备，例如连同工业处理检测输入AC或DC信号或者控制输出AC或DC信号，或者运行电机或其他机械。每个I/O模块或者驱动可以具有使它们与其他选择的I/O模块或者驱动一起以不同组合被安装在一个工业设备中的连接器***，以满足特定应用的要求。多个工业设备可以位于受控处理或者机械附近的方便的控制点处，以经由控制网络与工业控制器通信。
在整个工厂环境内可以定期地增加、移除和/或更新工业控制器和/或工业设备。例如，可以通过新的工业设备增加新的工业处理以增加工业***的能力和容量。类似地，可以修改工业***中已有的工业控制器和/或工业设备以包括更新的硬件或者更新的固件。在一些应用中，还必须在工业***活跃运行时增加、移除和/或更新工业控制器和/或工业设备。这可能在例如中断处理将引起成本高昂的故障停机时间和/或产品缺陷时发生。因此，工业***可以通常随时间并且在整个操作地域或者在工厂中遍及物理上分散的区域改变。
被转让给本受让人并通过引用将其全部内容结合到本文中的美国专利申请序号第13/528,198号，题为“工业硬件安装基座报告及故障监控”公开了一种用于自动地检索网络中的设备的安装信息的装置及方法。这里，包括设备名、包括节点数或者IP地址的硬件区域位置、序列号、出厂日期、产品类型、设备码、硬件描述、固件版次、主要和次要故障标志、插槽数以及重要条件监控参数的***的安装信息可以自动地在***中被发现。
需要一种具有最大速度和最小侵入性的分析控制网络的改进的***。另外，需要一种精确地确定控制网络的资源利用的技术以便提供诊断和可靠性(DR)服务。
发明内容
本发明人认识到通过隔离和应用可以被在多个网络级上的多个设备使用的公共协议，可以提供对控制网络的整个***的更加快速并且较少侵入的分析。可以个别地向网络级上的目标地址发送通用、未经请求的消息。如果诸如在暂停期间内从在目标地址处的设备接收到响应，则可以发送个别设备定制的特定信息以提取更多的关于该设备的包括其与其他设备和网络的连接关系的详细信息。***可以自动地继续，直到已经询问了网络上的所有设备，并且确定整个***的资源利用，以进而提供诊断和可靠***。
公共工业协议(CIP)是由开放式设备供货商协会(ODVA)所支持的用于工业自动化应用的媒体独立工业协议。CIP在“公共工业协议(CIP)以及CIP网络族”Copyright2006,OpenDeviceNetVendorAssociation,Inc.”中被描述，该文献的全部内容通过引用并入到本文中。
CIP包含一套综合的用于包括控制、安全、同步、运动、配置以及其他信息的制造自动化应用的集合的消息和服务。CIP的应用扩展包括CIP安全、CIP运动以及CIP同步，其中CIP安全提供节点之间的通信，诸如在根据IEC61508标准的高达安全整体性等级(SIL)3的安全应用中的安全I/O模块、安全联锁开关、安全光幕以及安全PLC，CIP运动允许对在同一网络上的现场设备和运动驱动器进行集成从而不需要单独的运动优化网络，而CIP同步是基于最近的IEEE-1588标准--即网络测量和控制***的精密时钟同步协议--对CIP的时间同步扩展，提供了排序要求事件记录、分布式运动控制和其他分布式应用的增强的控制协调。CIP使工业***中的设备之间的兼容性最大化，以及实现CIP的典型控制网络包括EtherNet/IP、DeviceNet、ControlNet以及其技术规范已经出版并且其协议已经被多个制造商和供应商广泛地使用的类似网络。
CIP显式消息包含引导接收设备在设备的特定部分(例如，属性)上执行某一服务(动作)的寻址和服务信息。可以个别地向网络中的目标地址发送诸如Logix5000编程的“RSWho”消息的通用CIP显式消息以搜索设备类型信息。如果在暂停期间并未接收到响应，则***可以简单地移动到下一个地址。然而，如果接收到了标识设备类型的响应，诸如标识属性的CIP身份对象，则可以查询库以发送特定于该设备类型的第二消息以最大限度从设备提取详细信息，包括经销商ID、设备类型、产品代码、版次、状态、序列号、产品名称、状态、配置一致性值、心跳间隔和/或支持的语言以及包括节点数或IP地址的固件区域位置、出厂日期、产品类型、设备代码、硬件描述、固件版次、序列号、主要和次要故障标志、插槽数以及重要条件监控参数的属性等。
因此，可以收集数据并将其存储在数据结构内以使得任何连接的设备能够直接询问。这样的询问可以按需发生。
于是具体地，本发明在一个实施例中提供用于分析工业控制网络的模块，包括：库数据结构，所述库数据结构将消息与多个设备类型相关；通信接口，所述通信接口用于与所述控制网络中的设备通信；以及电子处理器，所述电子处理器执行存储在非暂时性计算机可读存储介质中的程序。所述处理器可以执行从而：(a)经由所述通信接口向所述控制网络中的目标位置发送第一通信，其中所述第一通信包括配置成被任何设备类型处理的消息，并且其中所述第一通信引导设备以提供用于标识其设备类型的信息；(b)经由所述通信接口接收来自所述目标位置处的设备的响应，其中所述响应提供标识其设备类型的信息；以及(c)经由所述通信接口向所述设备发送第二通信，其中所述第二通信包括被配置成包括已识别的设备类型的设备类型子集处理的消息，并且其中所述第二通信引导所述设备以提供数据值或者数据值的范围。
本发明在另一个实施例中提供了一种使用将消息和多个设备类型相关的库数据结构分析工业控制网络的方法。所述方法可以包括：(a)经由通信接口向控制网络中的目标位置发送第一通信，其中所述第一通信包括配置成被任何设备类型处理的消息，并且其中所述第一通信引导设备以提供用于标识其设备类型的信息；(b)经由所述通信接口接收来自所述目标位置处的设备的响应，其中所述响应提供标识其设备类型的信息；以及(c)经由所述通信接口向所述设备发送第二通信，其中所述第二通信包括被配置成被包括已识别的设备类型的设备类型子集处理的消息，并且其中所述第二通信引导所述设备提供数据值。
根据下面的详细描述和附图，本发明的这些和其他特征以及优点对于本领域技术人员来说将变得明显。然而，应理解，详细的描述和特定的示例虽然表示了本发明的优选实施例，但仅是为了说明给出而并非限制。可以在本发明的范围之内作出许多变型和修改而未脱离其精神，并且本发明包括所有这样的修改。
附图说明
在附图中图示了本发明的优选的示例性实施例，其中通篇相同的参考标记表示相同的部件，并且其中：
图1是根据本发明实施例的控制网络***的简化图；
图2是根据本发明的另一实施例的控制网络***的简化图；
图3是根据本发明实施例的用于分析控制网络***的诊断和可靠性工具的简化图；
图4是图3的诊断和可靠性工具使用的库数据结构的简化图；
图5是图3的诊断和可靠性工具使用的网络数据结构的简化图；
图6是根据本发明实施例的用于分析控制网络***的处理的简化流程图；
图7是根据本发明的另一实施例的用于分析跨越多网络级的控制网络***的处理的简化流程图。
具体实施方式
现参照图1，提供了根据本发明的一个实施例的示例性控制网络***10的简化图。***10可以包括经由第一级网络16连接到一个或者更多个第一级设备14的主设备12。每个第一级设备14可以再经由一个或者更多个第二级网络20连接到一个或者更多个第二级设备18。类似地，每个第二级设备18可以再经由一个或者更多个第三级网络连接到一个或者更多个第三级设备，以此类推(附加网络)。因此，控制网络***10可以经由多网络级扩展到相当多的网络设备。
包括主设备12、第一级设备14以及第二级设备18的网络设备的每个可以是网络兼容设备，诸如可编程逻辑控制器(PLC)或者其他工业控制器或者设备。网络设备可以实现诸如ControlNet、DeviceNet、EtherNet/IP或者SERCOS的控制网络协议。相应地，包括第一级网络16、第二级网络20等的网络级的每个可以是诸如ControlNet、DeviceNet、EtherNet/IP或者SERCOS网络类型的控制网络。
另外，不同的网络级可以实现不同的网络类型。例如，第一级网络16可以实现EtherNet/IP网络，而第二级网络20(及其他)可以不同地实现ControlNet、DeviceNet或者SERCOS网络。在实施例中，在各个网络级上的网络设备中的一个或者更多个可以被用于控制自动化环境中的处理和/或机械，诸如，通过对控制传感器和致动器的工业设备进行控制，包括如美国专利申请序号第13/528,198号，题为“工业硬件安装基座报告及故障监控”中所描述，其全部内容通过引用结合到本文中。
尽管网络级可以因网络类型而不同，然而网络级可以在它们之间在更高的抽象级实现公共协议，诸如，如在“公共工业协议(CIP)及CIP网络族”，Copyright2006,OpenDeviceNetVendorAssociation,Inc.中所描述的公共工业协议(CIP)，该文献的全部内容通过引用并入到本文中。因此，公共协议可以被用于不同网络级上的网络设备之间的通信，不同的网络级还可以具有不同的网络类型。
诊断和可靠性(DR)工具22可以用来自动地分析和确定***10的资源并相应地提供诊断和可靠***。DR工具22可以经由主设备12或者替选地经由第一级网络16与控制网络***10耦接。在与主设备12耦接的情况下，DR工具22可以通过主设备12发送和接收通信。替选地，在与第一级网络16耦接的情况下，DR工具22可以与作为***中的另一个网络设备的其他网络设备发送和接收通信。
在实施例中，DR工具22可以实现为PLC或者其他工业控制器或设备。另外，DR工具22可以与例如配备有本领域所公知的监视器、键盘、鼠标和/或其他有线或无线I/O功能的数据库/数据库事务管理器和人机接口(HMI)24耦接。数据库/数据库事务管理器可以操作以接收未加工数据并对这样的数据进行处理或者转换用于网络分析。在实施例中，数据库/数据库事务管理器可以与DR工具22、HMI24和/或其他有线或无线连接的硬件集成在一起或者分布其间。例如，事务管理器和数据记录器元件可以集成在HMI24内且数据库在单独的主设备中。替选地，DR工具22可以包括事务管理器和数据记录器，数据库在单独的主设备中。替选地，多个DR工具22或者其中的处理元件的每个可以包括将数据传送到可以位于单独的主设备中的公共数据库中的事务管理器和数据记录器。因此，应理解，在不脱离本发明的精神的情况下各种分布式计算选项是可用的。
在操作中，DR工具22可以诸如经由主设备12向第一级网络16中的目标位置发送第一通信。目标位置可以基于互联网协议(IP)地址、节点地址、媒体访问控制(MAC)地址和/或其他寻址方案中的可能范围，且可以从最小可能地址开始，向最高可能地址增加。第一通信可以包括配置成被诸如设备类型“A”、“B”或者“C”的多个设备类型处理的通用消息。第一通信可以引导设备(如果在目标位置处存在)以提供用于标识其特定设备类型的信息。为了保护***10内的带宽，第一通信可以是在一个目标位置处仅具有一个接收器的CIP显式消息或者单播消息。如果在诸如三十(30)秒的预定暂停期间之内并未接收到响应，则DR工具22可以简单地向下一个地址发送第一通信(或者向下一系列地址发送第一通信)。如果在目标位置处从设备接收了响应，诸如在暂停期间之内，DR工具22可以查询库以发送针对已识别的个别设备定制的特定消息、从而提取关于该装置更详细信息，包括其与其他设备和网络的连接关系。相应地，第二通信可以包括配置成被包括已识别的设备类型的设备类型子集处理的消息。
例如，在特定目标位置或者地址处，在发送第一(通用)通信之后，DR工具22可以从第一级网络16上将其自身标识为设备类型“A”、图示为实例“A0”的第一级设备14接收响应。接着，DR工具22可以基于设备类型生成标签并查询使消息与设备类型相关的库数据结构，接着，向第一级设备14发送第二(特定)通信，其包括配置成被包括已识别的设备类型A的设备类型子集处理的消息。第二通信被设计成提取关于网络设备的更详细信息。另外，可以在接收到对第一通信的响应的情况下建立CIP连接ID，并可以使用CIP连接ID发送第二通信。接着，DR工具22可以继续其对第一级网络16的分析，也许在另一目标位置或者地址处发现已识别的设备类型B，图示为实例“B1”，并且接着在又一个目标位置或者地址发现另一个设备类型B，图示为实例“B2”。
在标识了在第一级网络16上的所有第一级设备14之后，并且在从第一级设备14通过数据值提取了关于第一级设备14的详细信息的情况下，DR工具22可以顺序地或者平行地***地进行到第二级网络20。例如，DR工具22可以从与网络设备A0连接的第二级网络20开始顺序地进行。在如此做时，DR工具22可以经由网络设备A0向在第二级网络20中的目标位置发送第三(通用)通信，并且等待响应，类似于如参照第一级网络16所描述。相应地，DR工具22可以在目标位置或者地址处发现图示为实例“C3”、标识为设备类型C的第二级设备18，其可以是与网络设备A0连接的唯一网络设备。接着DR工具可以发送第四(特定)通信以提取关于网络设备C3的详细信息，接着可以进行到其他第二级网络20，并例如可以发现与网络设备B1连接的网络设备实例“A4”和“A5”，以及与网络设备B2连接的网络设备实例“B6”。接着DR工具22可以用这种方式继续探索第三级网络、第四级网络等等，直到分析并确定了整个***10。替选地，DR工具22可以同时地或者并行地检查多个网络级。DR工具22还可以针对预定故障条件周期性地重新分析***10和/或监控***10。
应理解，DR工具22可以按各种序列和顺序在各种时间分析并确定各种网络级和设备。例如，在如图2中所图示的另一个实施例中，在初始对在第一级网络16处的网络设备A0进行分析，并确定了存在与网络设备A0连接的第二级网络20的情况下，DR工具22可以立即经由网络设备A0对第二级网络20进行分析。相应地，DR工具22可以首先发现图示为实例“C1”的第二级设备18，并且可以确定存在与网络设备C1连接的第三级网络32。于是，DR工具22可以立即经由网络设备C1对第三级网络32进行分析，首先发现图示为实例“B2”的第三级设备30，然后发现存在与网络设备B2连接的第四级网络36。DR工具可以立即对第四级网络36进行分析，等等，直到在返回以沿不同的路径进行之前，路径被完全确定。
现参照图3，其提供了根据本发明实施例的用于分析***10的DR工具22的简化框图。DR工具22可以包括中央处理单元(CPU)40或者与用于连接到通信接口44和可选用户接口46的芯片组42通信的其他处理元件或者控制器。替选的实施例可以提供CPU40、芯片组42、通信接口44和用户接口46的各种水平的集成，诸如单个微控制器、可编程逻辑器件(PLD)或者其他逻辑元件，或分布式半导体组件。在一个优选实施例中，DR工具22可以是PLC。
通信接口44可以实现用于与第一级网络16通信的一个或者更多个控制网络协议、诸如ControlNet、DeviceNet、EtherNet/IP或者SERCOS。用户接口46可以实现与通信接口44相同的协议，或者适于与HMI24通信的不同的有线或无线网络协议。
CPU40还与非暂时性计算机可读取存储介质48通信，非暂时性计算机可读取存储介质48可以是诸如DRAM或者闪存的***存储器。存储介质48保存用于执行DR工具22的逻辑的程序50。存储介质48还保存库数据结构52、数据库事务管理器/数据记录器53以及网络数据结构54。库数据结构52以及网络数据结构54可以是与程序50通信的本地关系数据库。数据库事务管理器/数据记录器53可以操作以接收未加工数据并经由网络数据结构54将这样的数据处理或者转换用于网络分析。在替选的实施例中，应理解各种分布式计算选项可以用来提供包括如以上参照图1所描述的程序50、库数据结构52、数据库事务管理器/数据记录器53和/或网络数据结构54，而不脱离本发明的精神。
现参照图4，提供了根据本发明的一个实施例的DR工具22使用的库数据结构52的简化图。库数据结构52使诸如设备类型“A”、“B”、“C”等的多个设备类型与诸如消息“0”、“1”、“2”等的多个消息相关。如图4中所图示，相应的X表示消息是否可以被配置成被特定的设备类型处理。例如，消息0可以被配置成被每个设备类型处理，而消息5可以被配置成只能被设备类型C处理。相应地，一些消息可以被配置成被设备类型的子集处理，诸如消息2，其可以被设备类型A和B处理，而不能被其他类型处理。
被配置成被每个设备类型处理的消息0可以表示消息0为通用消息。在CIP兼容***中，消息0可以是引导接收装置以提供用于标识设备类型诸如标识CIP属性的信息的包含寻址和服务信息的通用CIP显式消息。CIP显式消息可以引导网络设备以提供包括经销商ID、设备类型、产品代码、版次、状态、序列号、产品名称、状态、配置一致性值、心跳间隔和/或支持的语言的一个或者更多个的CIP身份对象属性。例如，消息可以是Logix5000编程的RSWho消息。诸如消息0的通用消息对于到目标位置的第一通信(点对点)来说可能是最佳的，以引导设备提供用于标识设备类型的信息。
替选地，被配置成仅被设备类型C处理的消息5可以表示消息5是特定消息。在CIP兼容***中，消息0可以是特别为对应于设备类型C的设备生成的附加指令，其例如可以用梯形逻辑代码实现。例如，在“Logix5000ControllersAdd-OnInstructions,”RockwellAutomationPublication1756-PM010E-EN-P,September20012”中描述了附加指令，该文献的全部内容通过引用结合到本文中。因此，库数据结构52可以将附加指令与CIP设备类型相关。其他的示例可以是能够引导网络设备以提供包括节点数或IP地址的硬件区域位置、出厂日期、产品类型、设备码、硬件描述、固件版次、序列号、主要和次要故障标志、插槽数以及重要条件监控参数的消息。特定消息还可以被用于发现连接至附加网络级的通信设备。诸如消息5的特定消息对于到目标位置的第二通信来说可能是最佳的以引导已识别的设备提供用于标识设备类型的信息。
现参照图5，提供了根据本发明的一个实施例的DR工具22使用的网络数据结构54的简化图。在从网络设备接收到响应的情况下，诸如响应于第一(通用)通信，诸如“0”、“1”、“2”等的实例数字可以被分配，并且每个实例可以标识相应的设备类型，诸如，“A”、“B”、“C”等。例如，实例数字0可以标识设备类型A。另外，响应可以基于在第二(特定)通信中使用的设备类型生成标签。
接下来，在从网络设备接收到附加数据值的情况下，诸如响应于第二(特定)通信，可以更新每个实例以标识相应的数据值56。例如，数据值56可以为特定网络设备标识包括节点数或IP地址的硬件区域位置、出厂日期、产品类型、设备码、硬件描述、固件版次、序列号、主要和次要故障标志、插槽数以及重要条件监控参数。还可以更新网络数据结构54的实例以使下游网络设备彼此链接。例如，如以上参照图1所描述，实例0(A0)可以链接实例3(A3)作为在下一个网络级上的下游网络设备。数据值56还可以存储网络设备使用的标签，其可在随后被用于相同或者另一个网络设备的另一个消息使用。
现参照图6，提供了根据本发明的一个实施例的用于分析控制网络***的处理70的简化流程图。在框72中，程序50为在特定网络级处的第一可能网络设备初始化到第一可能地址，其可以是最小可能地址。例如，可以在遵守用于通信的互联网协议的***中使用IP地址，尽管还可以使用诸如节点寻址和/或MAC寻址的替选的寻址方案。接下来，在框74，程序50指示DR工具22中的处理器向特定的目标位置或者地址发送第一(通用)通信。例如，可以在遵守CIP的***中使用诸如RSWho的CIP显式消息。
在框76中，程序50通过DR工具22寻找来自第一通信的响应。如果未收到响应，则在框78中增加目标位置，并且接着在框80中程序50确定是否已经达到最后可能地址。如果还未达到最后可能地址，则程序50返回框74并再次执行以使DR工具22向下一个特定目标位置或者地址发送第一(通用)通信。持续这个循环直到在框76中接收到了响应或者在框80中达到最后可能地址。
如果在框76中接收到了响应，诸如通过第一级网络16从第一级设备14，在框82中执行程序50以指示DR工具22中的处理器查询库数据结构并发送包括如下消息的第二(特定)通信，该消息被配置成要被包括已标识设备类型的设备类型子集处理。第二通信指示网络装置提供诸如数据值56的数据值。另外，程序50建立、继续建立和/或更新包括检索到的信息的网络数据结构54。
替选地，如果在框80中达到了最后可能地址，则在框84中结束程序50以完成对网络级的分析。程序50可以等待预定时间量接着返回框72来重复对工业***的分析。如此，可以捕获遍及工业自动环境中的周期性增加、移除或者更新的工业设备和/或工业控制器。替选地，程序50可以等待以重复对工业自动化环境的分析直到由用户通过HMI24来管理。
可以在各个网络级重复处理70以用不同的方式分析控制网络***，这些方式中包括如以上参照图1和图2所描述的方式。例如，现参照图7以及处理88的简化流程图，在框90的处理中，程序50可以将网络级初始化为0，从而反映对第一级网络的分析。接下来，在框92中，程序50将为在特定网络级处的第一可能的网络设备初始化到第一可能的地址，其可以是最小可能地址。接下来，在框94中，DR工具22向特定的目标位置或者地址发送第一(通用)通信。例如，在遵守CIP的***中可以使用诸如RSWho的CIP显式消息。
在框96中，DR工具22寻找来自第一通信的响应。如果未接收到响应，则在框98中增加目标位置，并且接着在框100中程序50确定是否已经达到最后可能地址。如果还未达到最后可能地址，则程序50返回框94并再次执行以使DR工具22向下一个特定目标位置或者地址发送第一(通用)通信。持续这个循环直到在框96中接收到了响应或者在框100中达到最后可能地址。
如果在框96中接收到了响应，在框102中可以执行程序50以指示DR工具22中的处理器查询库数据结构并发送第二(特定)通信，其包括配置成要被包括已标识的设备类型的设备类型子集处理的消息。第二通信指示网络装置提供诸如数据值56的数据值。另外，程序50建立、继续建立和/或更新包括检索到的信息的网络数据结构54。
接着，在框104中，程序50确定是否存在附加级网络。如果在框106中发现存在附加网络级，则程序50可以保存当前网络级和当前地址，并在框108中可以将网络级增加1。接着，类似于上面的描述，程序50例如返回到框92以为在当前网络级处的第一可能的硬件设备初始化到第一可能的地址，并继续到目标地址或者位置的第一(通用)通信，直到在框96中接收到响应或者在框100中达到最后可能地址。
如果在框100中达到了最后可能地址，则在框110中程序50确定网络级是否为0。如果网络级不为0，如分析附加网络级时那样，在框112中，当前已经分析了附加网络级的程序50将网络级减1并在框114中在当前网络级处检索之前保存的地址。接着，程序50返回到框98以增加地址级并在框100中再次确定是否已经达到最后可能地址。这样，程序50可以反复地分析处于多级的网络和子网络。
如果在框100中达到最后可能地址，并且在框110中网络级被确定为0，从而表示已经分析了第一级网络，则在框116中程序50结束以完成对控制网络***的分析。程序50可以等待预定时间量，接着返回框92来重复对***的分析。如此，可以捕获遍及工业自动化环境中的周期性增加、移除和/或更新的工业设备和/或工业控制器。替选地，程序50可以等待以重复对工业自动化环境的分析，直到用户通过HMI24进行管理。
DR工具22还可以被实现成监视硬件故障和情况监控，包括参照题为“工业硬件安装基座报告和故障监控”的美国申请序号13/528,198中的图5和图7所描述的那样，其通过引用结合到本文中。
在本文中使用的一些术语仅是为了参考的目的，并因此不意在进行限制。这样的术语可以包括在以上明确提及的词、其派生词、以及类似含义的词。例如，术语“第一”、“第二”以及其他这样的涉及结构的数字术语并不暗示序列或者顺序，除非上下文中明确地有所表示。
当介绍本公开及示例性实施例的元件或者特征时，冠词“一个”(“a”，“an”)、所述(“the”)、该(“said”)意在指存在一个或者更多个这样的元件或者特征。术语包括(“comprising”，“including”)和具有(“having”)意在是包含性的，并且是指除了那些明确提到的元件和特征之外还存在附加元件和特征。还应理解，本文中描述的方法步骤、处理以及操作并不应被解释为一定要求他们的执行一定按所讨论或图示的特定的顺序，除非明确地标识为执行的顺序。还应理解，可以使用附加或者替选步骤。
提到“微处理器”以及“处理器”或者“CPU”可以被理解为包括一个或者更多个能够在单机和/或分布式环境中通信的微处理器，并且因此可以被配置成经由具有其他处理器的有线或者无线通信来通信，其中这样的一个或者更多个处理器可以被配置成在可以是类似的或者不同的设备的一个或者更多个处理器控制设备上操作。另外，提到存储器-除非另有说明，可以包括一个或者更多个处理器可读和访问的存储器元件和/或组件，处理器可读和访问的存储器元件和/或组件可以是处理器控制的设备内部的，是处理器控制的设备外部的，并可以经由有线或者无线网络访问。
特别说明本发明并不限于包含在本文中的实施例和图示，而是权利要求应被理解为包括实施例的部分和不同实施例的元件组合的那些实施例的改形，其在所附权利要求范围内。本文中描述的所有公开，包括专利和非专利公开的全部内容通过引用结合到本文中。
Claims (20)
1.一种用于分析控制网络的模块，包括：
库数据结构，所述库数据结构将消息与多个设备类型相关；
通信接口，所述通信接口用于与所述控制网络中的设备通信；以及
电子处理器，所述电子处理器执行存储在非暂时性计算机可读存储介质中的程序，从而：
(a)经由所述通信接口向所述控制网络中的目标位置发送第一通信，其中所述第一通信包括配置成被任何设备类型处理的消息，并且其中所述第一通信引导设备以提供用于标识其设备类型的信息；
(b)经由所述通信接口接收来自所述目标位置处的设备的响应，其中所述响应提供标识其设备类型的信息；以及
(c)经由所述通信接口向所述设备发送第二通信，其中所述第二通信包括被配置成由包括已识别的设备类型的设备类型子集处理的消息，并且其中所述第二通信引导所述设备以提供数据值。
2.根据权利要求1所述的模块，其中所述控制网络是第一级网络，并且还包括接收指示所述设备与第二级网络的连接的数据值，并且向所述第二级网络中的目标位置发送第三通信。
3.根据权利要求2所述的模块，其中所述第三通信被配置成被任何设备类型处理，并且其中所述第三通信引导第二设备提供用于标识其设备类型的信息。
4.根据权利要求2所述的模块，其中所述第一级网络是ControlNet,DeviceNet,EtherNet/IP和SERCOS网络类型中的至少一个，并且所述第二级网络是与所述第一级网络不同的网络类型。
5.根据权利要求1所述的模块，其中所述第一通信是单播消息。
6.根据权利要求1所述的模块，其中所述第一通信是CIP显式消息。
7.根据权利要求6所述的模块，其中在接收到所述响应的情况下建立CIP连接ID，并且使用所述CIP连接ID发送所述第二通信。
8.根据权利要求6所述的模块，其中标识所述设备类型的信息对应于包括经销商ID、设备类型、产品代码、序列号、产品名称中的至少一个的CIP身份对象属性。
9.根据权利要求6所述的模块，其中所述库数据结构使附加指令与CIP设备类型相关。
10.根据权利要求8所述的模块，其中所述第二通信包括特定于已识别的设备类型的附加指令。
11.根据权利要求1所述的模块，其中所述目标位置对应于IP地址、节点地址和MAC地址中的至少一个。
12.根据权利要求11所述的模块，其中标识所述设备类型的信息作为标签存储在本地数据库中。
13.根据权利要求1所述的模块，其中所述数据值是物理位置、固件版次号、序列号、节点数、插槽数和故障标志中的至少一个。
14.根据权利要求1所述的模块，其中所述模块是可编程逻辑控制器(PLC)。
15.一种使用将消息和多个设备类型相关的库数据结构分析控制网络的方法，所述方法包括：
(a)经由通信接口向所述控制网络中的目标位置发送第一通信，其中所述第一通信包括配置成被任何设备类型处理的消息，并且其中所述第一通信引导设备提供用于标识其设备类型的信息；
(b)经由所述通信接口接收来自所述目标位置处的设备的响应，其中所述响应提供标识其设备类型的信息；以及
(c)经由所述通信接口向所述设备发送第二通信，其中所述第二通信包括被配置成由包括已识别的设备类型的设备类型子集处理的消息，并且其中所述第二通信引导所述设备提供数据值。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述控制网络是第一级网络，并且还包括接收指示所述设备与第二级网络连接的数据值，并且向所述第二级网络中的目标位置发送第三通信。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第三通信被配置成被任何设备类型处理，并且还包括经由所述第三通信引导第二设备提供用于标识其设备类型的信息。
18.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括向所述第二设备发送第四通信，其中所述第四通信包括被配置成由包括所述第二设备的已识别设备类型的设备类型子集处理的消息。
19.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括发送特定于已识别的设备类型的附加指令作为所述第二通信的一部分。
20.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括建立CIP连接ID并经由所述CIP连接ID发送所述第二通信。
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