[发明专利]用于在自动化网络中的用户之间数据通信的方法、用于自动化网络的主用户和自动化网络

说明书

本发明涉及一种用于在自动化网络(100)中的用户之间进行实时数据通信的方法(200)，其中，自动化网络(100)包括一个主用户(101)、多个从用户(103)和至少一个连接单元(A)，其中，该方法(200)包括以下方法步骤：在第一布置步骤(201)中，通过主用户(101)按发送顺序以该发送顺序的总占用持续时间布置n个待发送的数据包，在优化步骤(203)中，通过主用户(101)实施用于确定具有最小总占用持续时间的优化的发送顺序的优化方法，并且在发送步骤(205)中，通过主用户(101)将n个数据包以优化的发送顺序发送给从用户(103)。本发明还涉及一种用于执行该方法(200)的主用户(101)以及一种具有主用户(101)的自动化网络(100)。

技术领域

本发明涉及一种用于在自动化网络中的用户之间进行数据通信的方法。本发明还涉及一种用于自动化网络的主用户，其被构造用于执行用于在自动化网络的用户之间进行数据通信的方法，并且涉及一种相应的自动化网络。

背景技术

自动化网络常常作为“现场总线系统”来运行。现场总线系统是工业总线系统，它们能够实现对自动化网络的机器或设备的有实时能力的控制。通常，自动化网络的机器或设备借助于存储器可编程的控制器(SPS)来控制。为了现场设备、即例如自动化网络的机器或设备的传感器和致动器与SPS的通信，SPS使用现场总线系统。如果多个通信用户可被构造成有线或无线总线系统的同一数据线路来发送数据包，则必须规定：哪个通信用户在哪个时间点应当发送。为此目的，存在被规定的架构和标准化的数据传输协议。

大多数情况下，现场总线系统在所谓的“主从运行”下工作。也就是说，主用户承担对过程的控制，而从用户在自动化网络的控制运行中承担子任务的处理。在此，在自动化网络中借助于由主用户输出给从用户的数据包来交换数据。从用户可以读取被寻址到这些从用户的输出数据并且必要时将数据包发送回给主用户。

在借助于数据包的交换来进行数据传输的自动化网络中，数据包可以由从用户转发给其它从用户或者发送回给主用户。

在此，转发表示确定用于在自动化网络中传输数据包的传输路径。对于具有从用户布置在网络的不同分区中的复杂拓扑结构的网络，数据包可以通过相应的连接元件被转发到布置有被寻址的从用户的相应分区中。在此可能出现的是，从网络的不同分区中发送回给主用户的数据包在从用户到主用户的返回路径上彼此相会，也就是说几乎同时到达位于其之间的连接元件，由此引起不同数据包的附加延迟，所述附加延迟因此不利地影响系统的反应时间。但不仅仅在数据路径上的交叉是严重的。通过所述顺序也可以发生，各个数据包这样晚地到达设备或分区并且该装置本身具有强烈的延迟，使得仅非常延迟地调用必须考虑所有数据的控制动作。

但各个数据包的延迟或在主机中发送时的错误顺序一方面引起由于延迟的数据包而导致网络的占用时间的延长，也就是说数据包在通过主用户发送之后传输至相应的从用户并且由主用户再次接收所需的时间段并且在该时间段期间网络被用于传输其它数据包的数据包阻止。网络的占用时间一般也可以称为总占用持续时间。

此外，数据包延迟为了避免数据包迭加可能引起其它数据包的进一步延迟，以便再次避免之前延迟的数据包的冲突。其中数据包的迭加导致至少两个数据包至少部分迭加地在相同的方向上被传输。迭加导致不能明确地读取所迭加的数据包的信息，使得必须延迟所叠加的数据包中的至少一个数据包，以避免迭加。除了延迟之外，也可以使用所传输的数据包的顺序的改变来避免数据包的迭加。这两者都会导致主用户与从用户之间的整个数据通信的延迟并且与此相关地导致降低自动化系统的效率和性能。

为了改善在主用户与多个从用户之间交换多个数据包的数据通信、尤其是为了避免或减少各个数据包的延迟以避免冲突，有利的是以确定的顺序发送数据包，其中数据包这样布置，使得可以完全避免冲突亦或可以减少所需延迟的数量或延迟的总持续时间。