[发明专利]具有多个空间分布站的控制系统和在所述控制系统中传送数据的方法

说明书

本申请是于2005年12月21日提交的、题为“具有多个空间分布站的控制系统和在所述控制系统中传送数据的方法”的中国专利申请200580047658.7的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于在具有经由通信介质相互连接的多个空间分布站的控制系统中传送数据的方法，所述站被逻辑上排列为一个组，该组限定了第一站、至少一个第二站和最后一站，所述方法包括以下步骤：

-所述第一站生成具有多个数据字段的数据帧，其中明确地为每个第二站和最后一站分配用于填充传输数据的至少一个数据字段；

-所述第一站作为输出数据帧将所述数据帧发送到所述组中跟在该第一站之后的第二站；

-每个第二站从所述组中各自的前一站接收所述输出数据帧、用传输数据填充分配给它的数据字段，并且将具有所述传输数据的输出数据帧发送到所述组中的下一站；以及

-最后一站接收来自所述组中前一站的所述输出数据帧、用最后的传输数据填充分配给它的数据字段，并且作为返回数据帧将具有所有传输数据的数据帧返回给所述站组。

本发明还涉及一种用于自动控制装置或器械的控制系统，所述控制系统包括经由通信介质相互连接的多个空间分布的站，其中，所述站被逻辑上排列为一个组，该组限定了第一站、至少一个第二站和最后一站，以及其中，所述站被设计为实现上述类型的方法。

背景技术

从DE 199 34 514 C1知道一种前述类型的系统和方法。

DE 199 34 514 C1定义了一种用于配置连接到现场总线的站(在该文献中称为总线用户)的方法。特别地，该文献涉及对站的逻辑地址的故障保护分配，其中所述站经由所谓的Interbus连接到其它总线用户/站。Interbus是特别用于装置和器械的工业自动化的已知的指定现场总线系统。其它已知的现场总线系统是所谓的CAN总线和所谓的Profibus。

已知的现场总线系统被用于将多个空间分布的站/总线用户相互连接以便它们可以互相交换信息。在该上下文中，现场总线系统特别适合于这样的通信需求：即用作用于自动控制装置和器械的控制系统中的通信介质。除最简单和最健壮的布线可能外，这些特别包括针对数据传输的确定时间响应，以及还有从许多站传送较少量数据的能力。典型地，现场总线具有与其连接的一个或几个(智能)控制单元，以及还有许多远程I/O单元，其中所述远程I/O单元经由传感器从所述装置或器械获得状态信号并将其报告给所述控制单元，和/或从上级控制单元接收控制数据并根据它操作合适的制动器(actuator)。作为例子，I/O单元可以获得来自尤其是位置开关、遮光板、旋转位置转换器(transducer)的信号，并且可以经由现场总线将所述信号发送到上级控制单元。通常是可编程逻辑控制器(PLC)的控制单元将这些过程变量视为确定用于制动器的控制数据的基础，所述制动器特别例如是电磁阀、接触器、驱动器。I/O单元经由现场总线接收来自上级控制器的控制数据，并且操作制动器。

在导言部分引述的Interbus以大型移位寄存器的方式操作，该大型移位寄存器的各个存储位置是在所连接的站中。通常物理上安排在上级控制单元中的所谓的总线主控(bus master)生成数据帧，所述数据帧具有对应于“移位寄存器”中的存储位置数量的若干数据字段。这个数据帧从总线主控发送到连成组的站，并且通过这么做被逐数据字段地从一个站转发到下一个。所述组中的最后一个站将数据帧返回给总线主控，以便最终获得环形结构。当由总线主控生成的开始字在经过所述环形结构之后再次到达该总线主控并且没有任何传输差错在后续校验和计算中被识别出时，该总线主控使用控制信号来信号通知所有被连接的站它们必须接受所述数据，所述数据然后在它们各自的移位寄存器中用于进一步处理。另外，各个站在总线主控发起新的数据循环时，通过将存储在它们的内部移位寄存器中的数据发送到环形中的下一站来“清空”它们的填充有传输数据的移位寄存器。Interbus的一个特征因而是循环数据帧中的数据字段的数量等于所连接的站中存储位置的数量。另外，通信实际上仅在每个单独站与总线主控之间发生。由于发送站首先将其数据发送到总线主控并且总线主控将该数据转发到第二数据循环中的接收站，因此不具有总线主控功能的两个站之间的互连业务可能仅从一个传输循环到下一个。Interbus概念的优点在于确定的时间响应，即可以高度确定地预测发送一段信息所需的时间。另外，在竞争消息之间不会发生任何冲突。