專利名稱：具有多個空間分布站的控制系統(tǒng)和在所述控制系統(tǒng)中傳送數(shù)據(jù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在具有經(jīng)由通信介質(zhì)相互連接的多個空間分布站的控制系統(tǒng)中傳送數(shù)據(jù)的方法，所述站被邏輯上排列為一個組，該組限定了第一站、至少一個第二站和最后一站，所述方法包括以下步驟-所述第一站生成具有多個數(shù)據(jù)字段的數(shù)據(jù)幀，其中明確地為每個第二站和最后一站分配用于填充傳輸數(shù)據(jù)的至少一個數(shù)據(jù)字段；-所述第一站作為輸出數(shù)據(jù)幀將所述數(shù)據(jù)幀發(fā)送到所述組中跟在該第一站之后的
第二站；-每個第二站從所述組中各自的前一站接收所述輸出數(shù)據(jù)幀、用傳輸數(shù)據(jù)填充分配給它的數(shù)據(jù)字段，并且將具有所述傳輸數(shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)幀發(fā)送到所述組中的下一站；以及-最后一站接收來自所述組中前一站的所述輸出數(shù)據(jù)幀、用最后的傳輸數(shù)據(jù)填充分配給它的數(shù)據(jù)字段，并且作為返回數(shù)據(jù)幀將具有所有傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀返回給所述站組。本發(fā)明還涉及一種用于自動控制裝置或器械的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括經(jīng)由通信介質(zhì)相互連接的多個空間分布的站，其中，所述站被邏輯上排列為一個組，該組限定了第一站、至少一個第二站和最后一站，以及其中，所述站被設計為實現(xiàn)上述類型的方法。
背景技術(shù)：
從DE 199 34 514 Cl知道一種前述類型的系統(tǒng)和方法。DE 199 34 514 Cl定義了一種用于配置連接到現(xiàn)場總線的站(在該文獻中稱為總線用戶)的方法。特別地，該文獻涉及對站的邏輯地址的故障保護分配，其中所述站經(jīng)由所謂的hterbus連接到其它總線用戶/站。hterbus是特別用于裝置和器械的工業(yè)自動化的已知的指定現(xiàn)場總線系統(tǒng)。其它已知的現(xiàn)場總線系統(tǒng)是所謂的CAN總線和所謂的 Profibus0已知的現(xiàn)場總線系統(tǒng)被用于將多個空間分布的站/總線用戶相互連接以便它們可以互相交換信息。在該上下文中，現(xiàn)場總線系統(tǒng)特別適合于這樣的通信需求即用作用于自動控制裝置和器械的控制系統(tǒng)中的通信介質(zhì)。除最簡單和最健壯的布線可能外，這些特別包括針對數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_定時間響應，以及還有從許多站傳送較少量數(shù)據(jù)的能力。典型地，現(xiàn)場總線具有與其連接的一個或幾個(智能)控制單元，以及還有許多遠程I/O單元， 其中所述遠程I/O單元經(jīng)由傳感器從所述裝置或器械獲得狀態(tài)信號并將其報告給所述控制單元，和/或從上級控制單元接收控制數(shù)據(jù)并根據(jù)它操作合適的制動器(actuator)。作為例子，I/O單元可以獲得來自尤其是位置開關(guān)、遮光板、旋轉(zhuǎn)位置轉(zhuǎn)換器(transducer)的信號，并且可以經(jīng)由現(xiàn)場總線將所述信號發(fā)送到上級控制單元。通常是可編程邏輯控制器 (PLC)的控制單元將這些過程變量視為確定用于制動器的控制數(shù)據(jù)的基礎，所述制動器特別例如是電磁閥、接觸器、驅(qū)動器。I/O單元經(jīng)由現(xiàn)場總線接收來自上級控制器的控制數(shù)據(jù)， 并且操作制動器。在導言部分引述的^iterbus以大型移位寄存器的方式操作，該大型移位寄存器的各個存儲位置是在所連接的站中。通常物理上安排在上級控制單元中的所謂的總線主控(bus master)生成數(shù)據(jù)幀，所述數(shù)據(jù)幀具有對應于“移位寄存器”中的存儲位置數(shù)量的若干數(shù)據(jù)字段。這個數(shù)據(jù)幀從總線主控發(fā)送到連成組的站，并且通過這么做被逐數(shù)據(jù)字段地從一個站轉(zhuǎn)發(fā)到下一個。所述組中的最后一個站將數(shù)據(jù)幀返回給總線主控，以便最終獲得環(huán)形結(jié)構(gòu)。當由總線主控生成的開始字在經(jīng)過所述環(huán)形結(jié)構(gòu)之后再次到達該總線主控并且沒有任何傳輸差錯在后續(xù)校驗和計算中被識別出時，該總線主控使用控制信號來信號通知所有被連接的站它們必須接受所述數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)然后在它們各自的移位寄存器中用于進一步處理。另外，各個站在總線主控發(fā)起新的數(shù)據(jù)循環(huán)時，通過將存儲在它們的內(nèi)部移位寄存器中的數(shù)據(jù)發(fā)送到環(huán)形中的下一站來“清空”它們的填充有傳輸數(shù)據(jù)的移位寄存器。 hterbus的一個特征因而是循環(huán)數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)字段的數(shù)量等于所連接的站中存儲位置的數(shù)量。另外，通信實際上僅在每個單獨站與總線主控之間發(fā)生。由于發(fā)送站首先將其數(shù)據(jù)發(fā)送到總線主控并且總線主控將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到第二數(shù)據(jù)循環(huán)中的接收站，因此不具有總線主控功能的兩個站之間的互連業(yè)務可能僅從一個傳輸循環(huán)到下一個。Interbus概念的優(yōu)點在于確定的時間響應，即可以高度確定地預測發(fā)送一段信息所需的時間。另外，在競爭消息之間不會發(fā)生任何沖突。與此相反，在例如CAN總線的所謂的面向消息的現(xiàn)場總線系統(tǒng)的情況下，沖突基本上是可能的，這是由于各個站可以獨立地生成和發(fā)送數(shù)據(jù)消息。在CAN總線的情況下，這種沖突借助于具有不同優(yōu)先級的站而得到解決，其中具有較高優(yōu)先級的站在發(fā)生沖突的情況下維護其權(quán)力。然而，對于具有較低優(yōu)先級的站，這意味著其至少被暫時禁止發(fā)送消息。 為實現(xiàn)確定的時間響應，有必要限制現(xiàn)場總線的最大利用級別，這是因為沖突的概率隨總線利用級別的增長而升高。另一方面，基于CAN總線的控制系統(tǒng)提供了較高級別的靈活性， 這是因為互連業(yè)務在沒有總線主控插入的情況下原則上是可能的。這特別意味著例如緊急斷開命令的有關(guān)安全的數(shù)據(jù)可以被更快地發(fā)送，如果合適，甚至作為廣播電報被發(fā)送。在指定現(xiàn)場總線技術(shù)之外，由于互聯(lián)網(wǎng)和個人計算機的聯(lián)網(wǎng)，基于所謂的以太網(wǎng)標準的通信網(wǎng)絡開始被廣泛使用。在以太網(wǎng)中，每個用戶(每個站)擁有單獨的稱為MAC地址的地址。原則上，任何站可以在任何時間發(fā)送消息。每個發(fā)送站監(jiān)控連接線以確定所發(fā)送的消息是否可以以未破壞的形式被讀出，如果與同步發(fā)送的站存在沖突則將不是這種情形。在沖突的情況下，每個站在超出隨機選擇的時間段之后再次發(fā)送其傳輸數(shù)據(jù)。由于廣泛的使用，以太網(wǎng)具有相關(guān)硬件部件非常便宜的優(yōu)點。然而，它們不具有確定的時序響應，以及此外針對由幾個連接站進行的較大量數(shù)據(jù)的非循環(huán)傳輸而是更加優(yōu)化的。通過對比，控制系統(tǒng)主要要求循環(huán)數(shù)據(jù)傳輸。然而，便宜的硬件部件也意味著這些年來，對于將以太網(wǎng)技術(shù)用于在用于控制技術(shù)裝置或技術(shù)器械的控制系統(tǒng)中在站之間進行通信已經(jīng)做出了努力。 原理和相應部件的提供者在德文刊物Industrial Ethernet"中作為例子進行了描述，該刊物可以通過 ISBN 3-8259-1925-0 從97064 Wurzburg 中的VogeHndustrie Medien GmbH und Co. KG 獲得。然而，前面提出的在自動控制系統(tǒng)中使用以太網(wǎng)部件的方法不是最優(yōu)的。特別由于傳輸與安全有關(guān)的控制數(shù)據(jù)而出現(xiàn)困難，例如傳輸緊急斷開信號或傳輸由驅(qū)動器的控制單元隨后生成的關(guān)閉命令。例如，驅(qū)動器控制所需的具有較短循環(huán)時間的數(shù)據(jù)傳輸也難以基于以太網(wǎng)部件來實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
對照所述背景，本發(fā)明的目的是提供一種在導言部分提到的方法，該方法使得數(shù)據(jù)能夠在用于自動控制裝置或器械的控制系統(tǒng)中以高實時要求被傳送。本發(fā)明的另一個目的是提供一種在導言部分提到的控制系統(tǒng)，在該控制系統(tǒng)中，控制和過程數(shù)據(jù)可以利用特別是以太網(wǎng)部件的商業(yè)部件來被發(fā)送，然而該系統(tǒng)旨在實現(xiàn)與安全有關(guān)的控制和過程數(shù)據(jù)的傳輸。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，這個目的通過在導言部分提到的方法來達到，在所述方法中，站從返回數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)字段讀取外來的傳輸數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種在導言部分提到的控制系統(tǒng)，其中，站被設計為從返回數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)字段讀取外來的傳輸數(shù)據(jù)，以及其中，為站單獨分配輸出數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)字段來填充它們自己的傳輸數(shù)據(jù)、以及返回數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)字段來讀取外來的傳輸數(shù)據(jù)。特別優(yōu)選地，如果所述站包括被設計為循環(huán)處理過程數(shù)據(jù)并基于其生成控制數(shù)據(jù)的至少一個控制單元，以及還包括被設計為將過程數(shù)據(jù)發(fā)送到控制單元并且從控制單元接收控制數(shù)據(jù)的多個I/O單元。然而原則上，所述新方法還可以被用于其它控制系統(tǒng)和/或通信網(wǎng)絡。根據(jù)另一方面，本發(fā)明提出了一種用于之前提到的控制系統(tǒng)中的站的通信模塊， 其中所述通信模塊被設計為在站中實現(xiàn)本發(fā)明的方法，換句話說即實現(xiàn)根據(jù)所述方法的通信協(xié)議。本發(fā)明因此基于一種原則上從hterbus可知的概念，即具有多個數(shù)據(jù)字段的數(shù)據(jù)幀的產(chǎn)生和傳輸，所述數(shù)據(jù)幀在一組站中從一個站轉(zhuǎn)發(fā)到下一個。然而，本發(fā)明不同于已知的Interbus，因為各個站直接從返回數(shù)據(jù)幀讀取外來的傳輸數(shù)據(jù)，而在hterbus的情況下典型地僅從輸出數(shù)據(jù)幀中讀取數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，各個站僅從返回數(shù)據(jù)幀讀取外來的傳輸數(shù)據(jù)，并且它們將它們自己的傳輸數(shù)據(jù)僅置于輸出數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)字段中。然而與此背離的是，本發(fā)明的更一般的細分還包括所述一般原理的例外。在實際實現(xiàn)中，本發(fā)明根本不同于根據(jù)規(guī)范是大型“移位寄存器”形式的 hterbus。與此相反，本發(fā)明與通信介質(zhì)的物理實現(xiàn)無關(guān)。在下面將進一步討論的特別優(yōu)選的細分中，通信介質(zhì)是與以太網(wǎng)兼容的傳輸鏈路，并且數(shù)據(jù)幀是與以太網(wǎng)兼容的數(shù)據(jù)幀， 即其基本結(jié)構(gòu)適合以太網(wǎng)規(guī)范的數(shù)據(jù)幀。盡管已知的hterbus實現(xiàn)了用于發(fā)送數(shù)據(jù)的環(huán)形結(jié)構(gòu)，其中最后一個站將數(shù)據(jù)幀直接返回給邏輯項中的第一站，然而本發(fā)明生成“雙重線路”，其中輸出數(shù)據(jù)幀和返回數(shù)據(jù)幀二者都經(jīng)過邏輯項中的所有站。僅通過這種方法，各個站可以將它們自己的傳輸數(shù)據(jù)填充到輸出數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)字段中并且從返回數(shù)據(jù)幀讀取外來的傳輸數(shù)據(jù)。由于該特征，每個站在一個傳輸循環(huán)中接收兩次循環(huán)數(shù)據(jù)幀。這使得兩個或更多任意站之間的任何互連業(yè)務可以在一個傳輸循環(huán)中被推斷。本發(fā)明因此實現(xiàn)了滿足高實時要求的數(shù)據(jù)通信。本發(fā)明還實現(xiàn)了任意站之間的極度靈活的通信。本發(fā)明因此具有面向消息的傳輸方法的優(yōu)點，例如CAN總線或以太網(wǎng)連接的那些。借助于循環(huán)數(shù)據(jù)幀和用于直接交叉通信的發(fā)明機會，本發(fā)明實現(xiàn)了非常迅速和確定的通信。其因此非常適于以將在下面詳細描述的方式發(fā)送甚至是與安全有關(guān)的控制數(shù)據(jù)。前述目標因此完全達到。在本發(fā)明的優(yōu)選細分中，所述第一站以預定的時間間隔循環(huán)生成輸出數(shù)據(jù)幀并將其發(fā)送到下一個第二站。在優(yōu)選的示例性實施例中，循環(huán)時間是可調(diào)整的，即傳輸兩個接連但相互獨立的數(shù)據(jù)幀之間的時間。在一個優(yōu)選示例性實施例中，循環(huán)時間可以在各個中間步驟中在大約 60 μ s和大約6ms之間被調(diào)整。該細分特別適于用于自動控制技術(shù)裝置或器械的控制系統(tǒng)，因為信息通常在所述控制系統(tǒng)中被循環(huán)生成。特別以例如62. 5μ s的短循環(huán)時間，該細分使得調(diào)整機器中的驅(qū)動器所需的過程和控制數(shù)據(jù)可以利用所述新方法而被發(fā)送。換句話說，該細分中的控制系統(tǒng)可以被集成到機器的驅(qū)動器控制的控制回路中，這特別實現(xiàn)了便宜且靈活的裝置或器械的自動化。在另一細分中，所述數(shù)據(jù)幀包含至少第一和第二組數(shù)據(jù)字段，其中對于所有數(shù)據(jù)幀所述第一組中的數(shù)據(jù)字段被固定分配給各個站，以及其中所述第二組中的數(shù)據(jù)字段基于對各自數(shù)據(jù)幀的單獨請求而被分配給站。該細分提高了通信的靈活性，并且使得控制系統(tǒng)可以在數(shù)據(jù)吞吐量和傳輸速度方面得到優(yōu)化。所述第一組數(shù)據(jù)字段可以被用于在不需要向它們添加地址信息的情況下發(fā)送數(shù)據(jù)。這是因為各個數(shù)據(jù)字段的固定關(guān)聯(lián)固定地指示了地址結(jié)構(gòu)。另一方面，所述第二組數(shù)據(jù)字段使得額外的傳輸容量可以基于請求而被預留給各個站。所述第二組數(shù)據(jù)字段特別有利于發(fā)送例如診斷數(shù)據(jù)的非循環(huán)數(shù)據(jù)。另外，所述第二組中的數(shù)據(jù)字段還可以被非常有利地用于發(fā)送關(guān)于系統(tǒng)外部的可用通信介質(zhì)的數(shù)據(jù)，例如從PC發(fā)送到連接到通信網(wǎng)絡的打印機的打印機數(shù)據(jù)。在一個特別優(yōu)選的實施例中，所述第二組中的數(shù)據(jù)字段是利用標記來被分配的，所述標記基于每個新數(shù)據(jù)幀而被重置為狀態(tài)“數(shù)據(jù)字段空”。想要填充所述第二組中的數(shù)據(jù)字段的站因而需要僅檢查所述標記，并且如果合適將其設為“已占用”。非循環(huán)通信優(yōu)選地利用已知尋址方法來被處理，其中地址同樣在所述第二組的數(shù)據(jù)字段中被發(fā)送。在另一細分中，返回數(shù)據(jù)幀以與輸出數(shù)據(jù)幀相反的順序經(jīng)過站組?？蛇x地，返回數(shù)據(jù)幀原則上也可以以不同的順序被路由。另外，原則上還可以同時將返回數(shù)據(jù)幀發(fā)送到多個或所有連接的站，這在例如無線鏈路作為傳輸介質(zhì)的情況下是相當可能的。相反，本細分具有管理復雜性被簡化以確保無差錯通信的優(yōu)點。特別地，所述優(yōu)選細分中的第一站可以非常容易地監(jiān)控返回數(shù)據(jù)幀是否已到達所有連接的站。這特別對于例如緊急斷開控制命令的與安全有關(guān)的數(shù)據(jù)的傳輸是非常重要的。
在另一細分中，所述第一站監(jiān)控返回數(shù)據(jù)幀是否在預時序間段內(nèi)到達。在所述第一站中監(jiān)控返回數(shù)據(jù)幀特別有利于傳輸與安全有關(guān)的數(shù)據(jù)，因為這使得通信鏈路的故障可以被快速檢測到?；趯崟r要求，第一站因而可以或者發(fā)起重復幀或者開始差錯處理例程。在特別優(yōu)選的細分中，所述通信介質(zhì)是與以太網(wǎng)兼容的傳輸鏈路，以及所述數(shù)據(jù)幀是與以太網(wǎng)兼容的數(shù)據(jù)幀。該細分至少一定程度上是商業(yè)可用的并且因此可以使用非常便宜的硬件部件。另外，該細分使得非常易于將本來用于控制任務的數(shù)據(jù)傳輸鏈路也用于其它目的，例如用于傳送與TCP/IP兼容的數(shù)據(jù)分組。因此，當在工作間等中聯(lián)網(wǎng)部件時可以節(jié)約可觀的成本。 本細分的一個特征尤其在于，每個站擁有其自己的MAC地址，這原則上允許各個站之間的隨機通信。然而結(jié)合本發(fā)明，每個站分別將至少輸出數(shù)據(jù)幀(以及優(yōu)選地還有返回數(shù)據(jù)幀) 發(fā)送到正好一個準確定義的另一站。在另一細分中，每個站利用所謂的直通(cut-through)方法將輸出數(shù)據(jù)幀發(fā)送到所述組中的下一站。所述直通方法專用于與以太網(wǎng)兼容的傳輸鏈路，并且涉及在輸入數(shù)據(jù)幀已被各自的站完全接收之前已經(jīng)實際分析和轉(zhuǎn)發(fā)該輸入數(shù)據(jù)幀的站。該細分減少了輸出數(shù)據(jù)幀的接收和轉(zhuǎn)發(fā)之間的延遲時間。這使得系統(tǒng)的循環(huán)時間可以非常容易地最小化。在另一細分中，每個站將輸出數(shù)據(jù)幀發(fā)送到正好一個下一站。與此背離，原則上還可以生成分支，特別是當使用以太網(wǎng)部件時。然而，所述優(yōu)選細分阻止了循環(huán)的形成。另外，傳輸鏈路上的沖突被排除，這允許生成具有非常短的循環(huán)時間的確定時間響應。在另一細分中，所述第一站生成多個數(shù)據(jù)幀，并且作為輸出數(shù)據(jù)幀將它們發(fā)送到
直接接連的下一第二站。在該細分中，甚至其本身就是對用于在控制系統(tǒng)中發(fā)送數(shù)據(jù)的已知方法的創(chuàng)造性發(fā)展，所述第一站在一個傳輸循環(huán)中生成并發(fā)送多個數(shù)據(jù)幀。換句話說，第一輸出數(shù)據(jù)幀和直接跟隨的其它數(shù)據(jù)幀(后續(xù)幀)在循環(huán)時間內(nèi)被發(fā)送。如果要被循環(huán)發(fā)送的數(shù)據(jù)量非常大并且其次單個數(shù)據(jù)幀的長度不能超過特定最大值，則該細分是特別有利的。當大量循環(huán)數(shù)據(jù)需要被發(fā)送但所使用的數(shù)據(jù)幀不能超過以太網(wǎng)規(guī)范中定義的大約1500字節(jié)的長度時，本細分因而是特別有利的。在另一細分中，數(shù)據(jù)幀中的各個數(shù)據(jù)字段可選地被至少兩個站填充以傳輸數(shù)據(jù)。該細分，甚至其本身就是對用于在控制系統(tǒng)中發(fā)送數(shù)據(jù)的已知方法的創(chuàng)造性發(fā)展，實現(xiàn)了多路復用模式，其中各個數(shù)據(jù)字段從一個循環(huán)到下一個由不同站來填充。然而在這種情況下，各個數(shù)據(jù)字段也被明確地分配給所涉及的站。當具有不同重復速度的循環(huán)數(shù)據(jù)出現(xiàn)在控制系統(tǒng)中時，所述多路復用模式是特別有利的。在這種情況下，較慢的站可以以多路復用模式共享各個數(shù)據(jù)字段，以便總的可用傳輸容量被利用至最佳的程度。在另一細分中，各個站用與現(xiàn)場總線電報兼容的傳輸數(shù)據(jù)填充數(shù)據(jù)幀中的至少一個數(shù)據(jù)字段。如果所述傳輸數(shù)據(jù)與基于CAN總線、Profibus和/或Devicenet的電報兼容， 則其是特別優(yōu)選的。在該細分中，所述現(xiàn)場總線電報是利用所述新方法以“隧道化”方式被發(fā)送的。該細分使得現(xiàn)有現(xiàn)場總線網(wǎng)絡及其部件可以被非常容易地集成。與安全有關(guān)的過程和控制數(shù)據(jù)通過該方式以隧道方式被發(fā)送是特別優(yōu)選的，因為在此情況下可以針對面向安全的自動化而使用嘗試與測試以及證明或準許部件。在另一細分中，單獨地為所述站分配輸出數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)字段用于以它們自己的傳輸數(shù)據(jù)填充，以及返回數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)字段用于讀取外來的傳輸數(shù)據(jù)。該細分實現(xiàn)了基于通信介質(zhì)在任意站之間的非常靈活且快速的信息傳輸。特別地，該細分使得站非常易于在一個傳輸循環(huán)中接收來自多個其它站的信息或數(shù)據(jù)。為此，所述站點僅需要單獨地從返回數(shù)據(jù)幀中取特定數(shù)據(jù)。在另一細分中，甚至其本身就是對用于在控制系統(tǒng)中發(fā)送數(shù)據(jù)的已知方法的創(chuàng)造性發(fā)展，所述站從返回數(shù)據(jù)幀(或從各個不同的返回數(shù)據(jù)幀)讀取外來的傳輸數(shù)據(jù)，并且重新排列它們以形成指定站的數(shù)據(jù)字。因此，每個站包含具有數(shù)據(jù)分類器的上述類型的通信模塊，其中所述數(shù)據(jù)分類器被設計為重新排列來自返回數(shù)據(jù)幀的外來的傳輸數(shù)據(jù)以形成指定站的數(shù)據(jù)字。作為替換，還可以作為例子實際上關(guān)于發(fā)送器或關(guān)于以適合于接收器的方式的傳輸來編譯外來的傳輸數(shù)據(jù)。相反，所述優(yōu)選的細分具有較高級別的靈活性，因為每個接收站可以基于個體來編譯與其相關(guān)的外來的傳輸數(shù)據(jù)以便該接收站中后續(xù)數(shù)據(jù)處理可以以最優(yōu)方式被執(zhí)行。特別地，傳輸數(shù)據(jù)可以在不同的指定站的組合中以不同方式被編譯多次。該上下文中的特定優(yōu)選在于指定接收器的數(shù)據(jù)分類是否發(fā)生在通信模塊中，即在OSI參考模型的非常低的級別上，這是因為接收站上的較高應用可以非?？焖偾冶憷靥幚碇匦屡帕械臄?shù)據(jù)。這實現(xiàn)了大范圍的互操作性。另外，該細分特別利于結(jié)合后續(xù)幀的使用和/或上述多路復用模式的使用，這是因為基于多個返回數(shù)據(jù)幀的傳輸數(shù)據(jù)的編譯被大大簡化。在另一細分中，所述第一站生成具有多個狀態(tài)字段的每個輸出數(shù)據(jù)幀，其中為每個第二站分配至少一個狀態(tài)字段，以及其中每個第二站在每次輸出數(shù)據(jù)幀經(jīng)過時改變其狀態(tài)字段。這種狀態(tài)字段可以被用于非常容易地實現(xiàn)壽命監(jiān)控。每個站基于所述經(jīng)過而改變其狀態(tài)字段這一事實意味著，第一站可以檢查最初出現(xiàn)的第二站在每個循環(huán)的末尾是否仍然出現(xiàn)并且激活。當所述新方法旨在被用于發(fā)送與安全有關(guān)的過程和控制數(shù)據(jù)時，該細分是特別有利的，這是因為與安全有關(guān)的站的故障是安全關(guān)鍵狀態(tài)，并且合適的差錯消息或差錯處理例程需要被啟動。不言而喻，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，上面已描述的以及下面的將要描述的特征不僅可以以各個指出的組合被使用，還可以以其它組合或其本身而被使用。


本發(fā)明的示例性實施例在附圖中示出，并且在下面的描述中被詳細說明。其中圖1示意地示出了本新穎控制系統(tǒng)的示例性實施例；圖2示意地示出了本新穎控制系統(tǒng)的另一示例性實施例；圖3示出了用于說明本新穎方法的示意圖；圖4示出了時序圖，其示出了本新穎控制系統(tǒng)或本新穎方法的各種示例性實施例的各種操作模式；
圖5示出了在本新穎方法的一個示例性實施例中被相繼發(fā)送的多個以太網(wǎng)電報；圖6示出了在本新穎方法的另一示例性實施例中被相繼發(fā)送的多個以太網(wǎng)電報；圖7示意地示出了來自本新穎控制系統(tǒng)的站；以及圖8示意地示出了優(yōu)選的示例性實施例，其中數(shù)據(jù)在從返回數(shù)據(jù)幀中被讀取時被重新排列。
具體實施例方式在圖1中，本新穎控制系統(tǒng)的示例性實施例整體標記為10?？刂葡到y(tǒng)10包括例如這里稱作PLC可編程邏輯控制器形式的控制單元12?？蛇x地，它還可以是不同的控制單元，例如工業(yè)PC?？刂茊卧?2在應用層承擔對例如生產(chǎn)或傳送裝置的技術(shù)裝置(這里未詳細示出)的控制。在這點上，它處理利用傳感器捕獲的來自所述裝置的過程或狀態(tài)數(shù)據(jù)，并且生成被用于操作制動器的控制數(shù)據(jù)。為與傳感器和制動器通信，控制單元12使用以下面描述的方式實現(xiàn)本新穎方法的示例性實施例的通信網(wǎng)絡。為與本地傳感器和制動器通信，控制單元12在此情況下具有所謂的總線管理器 14，其在本發(fā)明的上下文中是第一站。在本發(fā)明的其它示例性實施例中，所述總線管理器可以與控制單元12分離地實現(xiàn)?？刂茊卧?2在此情況下可以包含通信模塊，該通信模塊就本發(fā)明來說作為第二站將其連接到通信網(wǎng)絡?？刂葡到y(tǒng)10還包括多個站16、18、20、22、24，其中站16-22就本發(fā)明來說是第二站，而該示例性實施例中的站對就本發(fā)明來說是最后一站。在所示的實施例中，站16M每個都是被設計為從傳感器獲得輸入信號并向制動器輸出控制信號的I/O單元?？偩€管理器14 (以及因此控制單元12)借助于通信介質(zhì)沈連接到站16至24。在這種情況下，通信介質(zhì)26包含這里作為一個可能實現(xiàn)的例子而顯示的開關(guān)觀。特別地，總線管理器14在這種情況下借助于以太網(wǎng)電纜而連接到開關(guān)觀的一個連接。開關(guān)觀的第二連接借助于另一以太網(wǎng)電纜而連接到站16的第一連接。站16的第二連接借助于另一個以太網(wǎng)電纜而連接到站18的第一連接。最后，站18借助于第二連接和另一以太網(wǎng)電纜而連接到站20?？偩€管理器14、開關(guān)28以及站16-20因而物理上被排列成一組，其中每個站都借助于點到點連接而連接到其在該組中的鄰居。在該示例性實施例中，開關(guān)觀還借助于第三連接和另一以太網(wǎng)電纜而連接到站 22，以及借助于第四連接和另一以太網(wǎng)電纜而連接到站M。該示例性實施例中的控制系統(tǒng)10中的通信網(wǎng)絡因而具有包括串行拓撲和星型拓撲的混合形式。然而邏輯上，所有站 16-24和總線管理器14如下面更詳細描述的那樣被排列成一組。在該簡化的示例性實施例中，站16具有與其連接的保護門30。這涉及可用于監(jiān)視保護門的打開和關(guān)閉狀態(tài)的傳感器。類似地，站18具有與其連接的緊急斷開開關(guān)32，以及站22具有與其連接的光柵34。上述三個傳感器30、32、34是用于保護自動運轉(zhuǎn)裝置的傳感器的典型示例。不言而喻，本發(fā)明不限于這種安全傳感器的使用，即站16-20同樣可以也具有與其連接的用于標準控制任務的傳感器。在這種情況下，站22和M作為例子而具有電磁閥36、38和與其連接的驅(qū)動器40。 這些是用于自動控制裝置中的典型制動器，盡管本發(fā)明不限于這些制動器。在該示例性實施例中，各個站和總線管理器與開關(guān)之間的連接是借助于CAT5以
10太網(wǎng)電纜來實現(xiàn)的。因此，站、總線管理器和開關(guān)的各個連接42是以RJ45連接42的形式的。然而，在本發(fā)明的其它示例性實施例中，還可以使用例如玻璃纖維光纜或無線鏈路(例如WLAN)的其它線路。根據(jù)本新穎方法，總線管理器14以規(guī)則的時間間隔生成總線電報44，所述總線電報包含具有多個數(shù)據(jù)字段(在這種情況下未分離示出)的數(shù)據(jù)幀46。在圖1的示例性實施例中，總線電報44是具有在開端處的以太網(wǎng)報頭和結(jié)尾校驗和的與以太網(wǎng)兼容的電報。由以太網(wǎng)電報提供的數(shù)據(jù)區(qū)域是數(shù)據(jù)幀46?？偩€管理器14將總線電報44發(fā)送到在所述邏輯組中跟在其后的站16。在這種情況下，其使用其MAC地址以根據(jù)以太網(wǎng)已知的方式尋址站16。站16接收該總線電報44，以下面描述的方式用傳輸數(shù)據(jù)填充分配給它的數(shù)據(jù)字段，并且將具有新的與以太網(wǎng)兼容的總線電報(這里未示出)的數(shù)據(jù)幀46發(fā)送到下一站18。在該上下文中，站16還使用其MAC 地址尋址站18。以相同的方式，站18將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到站20。接下來，站20將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到站22。從那里，數(shù)據(jù)幀被轉(zhuǎn)發(fā)到站對，并且然后數(shù)據(jù)幀46以相反順序穿過站22至16并且最后達到總線主控14。在該上下文中，數(shù)據(jù)幀46是利用目的站的各自MAC地址從一個站被轉(zhuǎn)發(fā)到下一個。開關(guān)觀是透明的，即，盡管其物理上呈現(xiàn)出在不需要在過程中改變數(shù)據(jù)幀46的情況下將數(shù)據(jù)幀46僅從各自發(fā)送站路由到所尋址的接收站。圖2示出了在其中通信網(wǎng)絡的物理拓撲還對應于所述邏輯組的簡化實施例中數(shù)據(jù)幀46從一個站到下一個以及反向的轉(zhuǎn)發(fā)。在這種情況下，相同的參考標記表示與之前相同的單元。數(shù)據(jù)幀46首先由總線管理器14發(fā)送到站16，總線管理器14使用其MAC地址尋址站16。站16用傳輸數(shù)據(jù)填充數(shù)據(jù)幀46中分配給它的數(shù)據(jù)字段，并且將包含新傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀46’發(fā)送到站18。站18將其傳輸數(shù)據(jù)置于分配給它的數(shù)據(jù)字段中，并且將包含來自站16和站18的傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀46”發(fā)送到站20。站20用其傳輸數(shù)據(jù)填充分配給它的數(shù)據(jù)字段，并且將包含所有傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀46”’返回到站18。在返回路徑上，數(shù)據(jù)幀 46”’經(jīng)過所有站直到其到達總線管理器14。包括所述總線管理器的每個站因而可以在其被適當配置的情況下讀取來自其它站的外來傳輸數(shù)據(jù)。關(guān)于各個站16至22被允許以其自己的傳輸數(shù)據(jù)填充哪些數(shù)據(jù)字段、以及站16至 20和總線管理器14被允許讀取哪些包含外來傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)字段的分配，在控制模式被開始之前以配置模式被單獨設定，這由方框箭頭48示意地示出。圖3示出了數(shù)據(jù)幀46的循環(huán)流通以及示意圖中各個數(shù)據(jù)字段的填充和讀取。數(shù)據(jù)幀46在這種情況下被示為具有不同大小的八個數(shù)據(jù)字段50的圓環(huán)段。這八個站中的每個在這種情況下已被分配有專用于填充以傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)字段50。作為例子，站18以傳輸數(shù)據(jù)填充數(shù)據(jù)字段2，站20填充數(shù)據(jù)字段3，以及站22填充數(shù)據(jù)字段4。當所述站已從前一站接收到數(shù)據(jù)幀46時，以及在所述站將數(shù)據(jù)幀46轉(zhuǎn)發(fā)到下一站之前或之時，數(shù)據(jù)字段 50被分別填充以傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)幀46的所述接收和轉(zhuǎn)發(fā)用箭頭52顯示。當被填充以所有傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀46以相反方向從最后一站M被返回時(箭頭 ，各個站可以從其它數(shù)據(jù)字段讀取外來的傳輸數(shù)據(jù)。作為例子，圖3示出了站18從數(shù)據(jù)
字段1讀取傳輸數(shù)據(jù)，即來自站16的傳輸數(shù)據(jù)。在這種情況下，站20從數(shù)據(jù)字段2和5讀取傳輸數(shù)據(jù)，以及站22從數(shù)據(jù)字段7讀取傳輸數(shù)據(jù)。當數(shù)據(jù)幀46已從總線管理器14向最后一站M被發(fā)送了一次并且再次返回時，所有相關(guān)站有機會發(fā)送它們自己的傳輸數(shù)據(jù)并且讀取外來的傳輸數(shù)據(jù)。圖4示出了在本發(fā)明的各個示例性實施例中用于發(fā)送數(shù)據(jù)幀46的時序。標號60 顯示了數(shù)據(jù)幀46的(更確切地說是包含數(shù)據(jù)幀46的總線電報44的)長度。標號62表示循環(huán)時間，即兩個接連但相互獨立的數(shù)據(jù)幀46被生成之間的時間。圖4A示出了其中在每個循環(huán)時間62中正好一個數(shù)據(jù)幀46被生成并被發(fā)送的時序圖。在本發(fā)明的優(yōu)選示例性實施例中，數(shù)據(jù)幀46必須在循環(huán)時間62內(nèi)返回到總線管理器14，以便如果合適則總線管理器14可以在下一循環(huán)時間62中發(fā)送重復幀。該優(yōu)選實施例具有各個站之間的鏈路總是僅承載一個總線電報44這一優(yōu)點，這避免了以太網(wǎng)典型的沖突。然而可選地，甚至在第一數(shù)據(jù)幀46a再次到達總線管理器14之前，基本上也可以發(fā)送第二數(shù)據(jù)幀46b。圖4B示出了其中在每個循環(huán)時間62中總線管理器14生成并發(fā)送兩個直接接連的數(shù)據(jù)幀46、64的示例性實施例。各自的第二數(shù)據(jù)幀64被指定為后續(xù)幀，其利用分離的總線電報而被發(fā)送。然而邏輯上，兩個數(shù)據(jù)幀46、64屬于一個整體，即拆分成兩個分離幀46、 64在這種情況下僅為了觀測以太網(wǎng)規(guī)范的電報寬度，即使以太網(wǎng)電報中提供的數(shù)據(jù)字數(shù)量 (典型為1500字節(jié))不足以提供所有連接的站所需的數(shù)據(jù)字段。圖4C示出了其中各個數(shù)據(jù)字段50以多路復用模式被使用的示例性實施例。在第一傳輸循環(huán)中，數(shù)據(jù)字段50a例如由站18填充以傳輸數(shù)據(jù)。在下一傳輸循環(huán)中，同一數(shù)據(jù)字段(現(xiàn)在表示為50b)由站20填充以傳輸數(shù)據(jù)。在第三傳輸循環(huán)中，站18再次填充數(shù)據(jù)字段50a等。同時，數(shù)據(jù)幀46中的其它數(shù)據(jù)字段可以被單獨分配給其它站。如已提到的， 多路復用模式可以被用于使得各個站能夠具有以比其它站短的連續(xù)時間的傳輸循環(huán)。圖4D示出了同時利用4B中所示的后續(xù)幀和4C中所示的多路復用模式的示例性實施例。優(yōu)選地，多路復用模式中的數(shù)據(jù)字段在這種情況下僅在后續(xù)幀64中被發(fā)送。圖5示出了其中各個以太網(wǎng)總線電報44a、44b和Mc利用通信介質(zhì)沈來被發(fā)送的本新穎方法的示例性實施例。如已知的，每個以太網(wǎng)總線電報具有以太網(wǎng)報頭70和校驗和72。以太網(wǎng)報頭70尤其包含專用于與以太網(wǎng)兼容的通信介質(zhì)的發(fā)送方和接收方的MAC 地址。以太網(wǎng)電報的數(shù)據(jù)區(qū)域包括分別關(guān)聯(lián)于各個站的數(shù)據(jù)字段50。數(shù)據(jù)字段50在圖5 中未分離示出而用術(shù)語“循環(huán)”表示，這是因為分別分配的數(shù)據(jù)字段優(yōu)選地用于每第η個總線電報中的數(shù)據(jù)的循環(huán)傳輸，其中η= 1，2，3...。另外，總線電報44在這種情況下在其數(shù)據(jù)區(qū)域中包含非循環(huán)數(shù)據(jù)區(qū)域74。當請求時，各個站可以用傳輸數(shù)據(jù)填充非循環(huán)數(shù)據(jù)區(qū)域。 如果非循環(huán)數(shù)據(jù)區(qū)域74已被站填充以傳輸數(shù)據(jù)，則這借助于占用標記(未示出)來信號通知，該占用標記例如可以在非循環(huán)區(qū)域的開始部分來提供。想要在非循環(huán)數(shù)據(jù)區(qū)域74中發(fā)送數(shù)據(jù)的站因而可以僅當非循環(huán)數(shù)據(jù)區(qū)域74還未被前一站填充時完成所述操作。這可以容易地從占用標記(未示出)來識別。在特定優(yōu)選實施例中，兩個這種以太網(wǎng)總線電報44a、Mc可以具有在它們之間被傳送的另一以太網(wǎng)總線電報44b，所述另一電報44b例如觀測基于TCP/IP的協(xié)議結(jié)構(gòu)。這樣，除用于控制系統(tǒng)10的控制數(shù)據(jù)外，其它數(shù)據(jù)可以也被發(fā)送。作為例子，連接到通信介質(zhì) 26的PC因而可以將打印機數(shù)據(jù)發(fā)送到同樣連接到通信介質(zhì)的打印機，這些數(shù)據(jù)能夠完全獨立于控制數(shù)據(jù)。
圖6示出了針對控制數(shù)據(jù)和其它數(shù)據(jù)如何經(jīng)由通信介質(zhì)沈一起被發(fā)送的另一示例性實施例。與圖5所示的實施例不同，與TCP/IP兼容的數(shù)據(jù)在這種情況下在每個總線電報44a、44b、44c的非循環(huán)數(shù)據(jù)區(qū)域74中被發(fā)送。如果系統(tǒng)的循環(huán)時間不允許傳統(tǒng)以太網(wǎng)電報的分離傳輸或僅以增長的沖突風險允許它，則該可選項是特別優(yōu)選的。然而在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，用于控制數(shù)據(jù)的循環(huán)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)字段50總是預留給數(shù)據(jù)字段50被分別分配到的各個站。根據(jù)另一示例性實施例，圖5和6中所示的總線電報44還包含另一數(shù)據(jù)區(qū)域76， 該數(shù)據(jù)區(qū)域76被用于發(fā)送與傳統(tǒng)現(xiàn)場總線電報兼容的電報數(shù)據(jù)。在一個特定優(yōu)選實施例中，數(shù)據(jù)區(qū)域76被用于發(fā)送基于稱為MfetyBUS ρ的規(guī)范的傳輸數(shù)據(jù)。這是基于CAN總線的特定總線系統(tǒng)(與CAN兼容)，其中額外的協(xié)議層允許安全相關(guān)控制數(shù)據(jù)被發(fā)送。在特定優(yōu)選實施例中，數(shù)據(jù)字段50被用于發(fā)送用于標準控制任務的控制數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)區(qū)域74被用于發(fā)送與Mfety BUS ρ兼容的與安全相關(guān)的控制數(shù)據(jù)，例如來自安全傳感器30、32、34的狀態(tài)信息和用于制動器36到40的停止命令，以及數(shù)據(jù)區(qū)域74被用于發(fā)送各個站僅關(guān)于單獨的請求而分別發(fā)送的診斷數(shù)據(jù)。圖7是用于示出例如站16的各個站的結(jié)構(gòu)設計的簡化框圖。標號80表示代表站 16的應用層的微控制器。該微控制器實現(xiàn)了控制系統(tǒng)10中的站16的功能，即在這種情況下是I/O單元的功能。取代微控制器，還可以使用指定應用的任務的另一部件，例如PC或指定應用的IC(ASIC)。應用80與通信模塊82通信，通信模塊82被設計為基于本發(fā)明方法來實現(xiàn)通信協(xié)議。在優(yōu)選實施例中，其中通信介質(zhì)26是與以太網(wǎng)兼容的傳輸鏈路，通信模塊82借助于兩個連接84、86而連接到各自的協(xié)議塊88、90。協(xié)議塊88、90被路由到RJ45連接42，并生成基于本發(fā)明的數(shù)據(jù)幀46被嵌入到其中的與以太網(wǎng)兼容的總線電報44。數(shù)據(jù)幀46和數(shù)據(jù)區(qū)域74、76(如果被使用)由通信模塊82生成。另外，每個站16包含特別存儲了配置數(shù)據(jù)的存儲器92，所述配置數(shù)據(jù)被用于向每個站分配用于寫或讀其自己的或外來的傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)字段50。振蕩器94生成基準時鐘。在圖7所示的示例性實施例中，通信模塊82是以ASIC形式的，其特別優(yōu)選地用于例如62. 5μ s或125μ s的較短循環(huán)時間。可選地，通信模塊82還可以以軟件塊的形式，該軟件塊是在合適的硬件平臺上被執(zhí)行的。后者特別優(yōu)選地用于例如Ims或5ms的較長循環(huán)時間。圖8是優(yōu)選實施例的示意圖，其中來自兩個接連的返回數(shù)據(jù)幀46、64的傳輸數(shù)據(jù)在讀取時被重新排列或重新編譯，以便它們可以以對于應用100為最優(yōu)的方式被處理。所讀取的傳輸數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)分類器102中被編譯以形成應用100所訪問的新的數(shù)據(jù)字或數(shù)據(jù)幀 104。為此，所述數(shù)據(jù)分類器使用分類表106，當系統(tǒng)被初始化時由總線管理器14將該分類表分配給該數(shù)據(jù)分類器。如由各個不同的圖案所示，數(shù)據(jù)分類器102可以從接連的返回數(shù)據(jù)幀46、64讀取各個傳輸數(shù)據(jù)，并且可以將其編譯到新數(shù)據(jù)字104中，該新數(shù)據(jù)字實現(xiàn)了與后續(xù)幀的特別有利的操作。另外，數(shù)據(jù)分類器102還可以在每種情況下正確地關(guān)聯(lián)可選地以多路復用模式被填充的數(shù)據(jù)字段。為此，它使用數(shù)據(jù)幀計數(shù)器(FC)和循環(huán)計數(shù)器(這里未示出)。前者計數(shù)或標識傳輸循環(huán)內(nèi)的接連的后續(xù)幀，而后者區(qū)分來自不同傳輸循環(huán)的數(shù)據(jù)幀。
已參考與以太網(wǎng)兼容的通信介質(zhì)說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。這是特別優(yōu)選的， 因為以太網(wǎng)是廣泛使用的通信平臺，并且所需的硬件和軟件部件因而是以低成本商業(yè)上可用的。然而作為上述可選項，本發(fā)明原則上還可以基于其它通信介質(zhì)來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用于包括經(jīng)由通信介質(zhì)相互連接的空間分布的多個站的控制系統(tǒng)的站，所述多個站被邏輯上排列成一組，所述組限定了第一站、至少一個第二站和最后一站，所述站被配置成作為第二站操作，其特征在于，包括通信模塊(82)，該通信模塊(82)包括用于與所述第一站建立通信的第一連接和用于與所述最后一站建立通信的分離的第二連接，所述通信模塊(8 被設計為在所述第一連接上接收輸出數(shù)據(jù)幀(46’、46”)并用傳輸數(shù)據(jù)填充它，并且經(jīng)由所述第二連接來發(fā)送填充后的輸出數(shù)據(jù)幀；以及在所述第二連接上接收返回數(shù)據(jù)幀并只從該返回數(shù)據(jù)幀中讀取傳輸數(shù)據(jù)，并且經(jīng)由所述第一連接來轉(zhuǎn)發(fā)該返回數(shù)據(jù)幀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的站，其特征在于，所述第一站以預定的時間間隔循環(huán)生成所述數(shù)據(jù)幀，并且將其發(fā)送到下一個第二站。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的站，其特征在于，所述數(shù)據(jù)幀至少包含第一數(shù)據(jù)字段組和第二數(shù)據(jù)字段組，其中對于所有所述數(shù)據(jù)幀所述第一數(shù)據(jù)字段組中的數(shù)據(jù)字段被固定分配給各個站，以及其中所述第二數(shù)據(jù)字段組中的數(shù)據(jù)字段基于對各自數(shù)據(jù)幀的單獨請求而被分配給所述站。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的站，其特征在于，所述返回數(shù)據(jù)幀以與所述輸出數(shù)據(jù)幀相反的順序經(jīng)過所述組。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的站，其特征在于，所述第一站監(jiān)控所述返回數(shù)據(jù)幀是否在限定的時期內(nèi)到達。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的站，其特征在于，所述通信介質(zhì)是與以太網(wǎng)兼容的傳輸鏈路， 以及所述數(shù)據(jù)幀是與以太網(wǎng)兼容的數(shù)據(jù)幀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的站，其特征在于，至少每個第二站利用直通方法將所述輸出數(shù)據(jù)幀發(fā)送到所述組中的下一站。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的站，其特征在于，每個站將所述輸出數(shù)據(jù)幀發(fā)送到正好一個下一站。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的站，其特征在于，所述第一站生成多個數(shù)據(jù)幀，并且將它們作為輸出數(shù)據(jù)幀發(fā)送到直接接連的下一第二站。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，各個數(shù)據(jù)字段由至少兩個站填充以在不同的傳輸循環(huán)中傳輸數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的站，其特征在于，各個站用與現(xiàn)場總線電報兼容的傳輸數(shù)據(jù)填充所述數(shù)據(jù)幀中的至少一個數(shù)據(jù)字段。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的站，其特征在于，為所述站分別分配所述輸出數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)字段用于填充以它們自己的傳輸數(shù)據(jù)，以及所述返回數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)字段用于讀取外來的傳輸數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的站，其特征在于，所述站從所述返回數(shù)據(jù)幀讀取外來的傳輸數(shù)據(jù)，并且重新排列它們以形成指定站的數(shù)據(jù)字。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的站，其特征在于，所述第一站生成具有多個狀態(tài)字段的每個輸出數(shù)據(jù)幀，其中，為每個第二站分配至少一個狀態(tài)字段，以及其中，每個第二站在所述輸出數(shù)據(jù)幀經(jīng)過時改變其狀態(tài)字段。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的站，其特征在于，包括被設計為循環(huán)處理過程數(shù)據(jù)并基于其生成控制數(shù)據(jù)的至少一個控制單元，并且還包括被設計為將過程數(shù)據(jù)發(fā)送到所述控制單元以及從所述控制單元接收控制數(shù)據(jù)的多個I/O單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在控制系統(tǒng)中傳送數(shù)據(jù)的方法，其中，第一站(14)生成具有多個數(shù)據(jù)字段的數(shù)據(jù)幀(46)。要被填充以傳輸數(shù)據(jù)的至少一個數(shù)據(jù)字段被明確分配給每個另一站(16-20)。數(shù)據(jù)幀(46)作為輸出數(shù)據(jù)幀(46’，46”)從一個站被傳送到下一個，其中每個站用傳輸數(shù)據(jù)填充被分別分配的數(shù)據(jù)字段。最后一站(20)作為返回數(shù)據(jù)幀(46’)將數(shù)據(jù)幀返回給站組。根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述站(14-20)從返回數(shù)據(jù)幀(46’)中的數(shù)據(jù)字段讀取外來的傳輸數(shù)據(jù)，優(yōu)選地各個數(shù)據(jù)字段被分別分配給所述站(14-20)。
文檔編號G05B19/418GK102360206SQ20111023804
公開日2012年2月22日 申請日期2005年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月24日
發(fā)明者H·施文克爾, K·烏哈斯, M·霍扎普費爾, R·斯派爾, R·魯普 申請人:皮爾茨公司