DE102008010385A1 - Method for serial data communication between controlling system and subscriber unit, involves transferring non-time-critical and time-critical data of subscriber unit to controlling system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Datenübertragungsanlage zur seriellen Datenübertragung zwischen einer Leiteinrichtung und wenigstens einer Teilnehmereinrichtung, die über eine Taktleitung und wenigstens eine Datenleitung mit der Leiteinrichtung verbunden ist.The The invention relates to a method and a data transmission system for serial data transmission between a guide and at least one subscriber device, via a clock line and at least one data line connected to the guide is.
Ein
Verfahren sowie eine Vorrichtung zur seriellen Datenübertragung
ist beispielsweise aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Datenübertragungsanlage zur Datenübertragung zur Verfügung zu stellen, welches für wenigstens eine Teilnehmereinrichtung in flexibler Weise die Übertragung von zeitunkritischen und zeitkritischen Daten innerhalb von strukturierten Kommunikationszyklen zu einer Leiteinrichtung ermöglicht, wobei während einer vorbestimmten Prozessphase zeitunkritische Daten, insbesondere Systemparameter, vorrangig gegenüber zeitkritischen Daten zur Leiteinrichtung übertragen werden können.Of the Invention is based on the object, a method and a data transmission system to provide data transmission, which for at least one subscriber device in a flexible manner the transmission of non-time critical and time critical Data within structured communication cycles to one Leiteinrichtung allows, during a predetermined non-time-critical data, in particular system parameters, primarily with respect to time-critical data transmitted to the guide can be.
Ein Kerngedanke der Erfindung ist darin zu sehen, dass zeitunkritische Daten in einer Startsequenz, d. h. zeitlich vor zeitkritischen Daten, im Kommunikationszyklus zu einer Leiteinrichtung übertragen werden. Dadurch wird es möglich, die Übertragung zeitkritischer Daten zum Beispiel während der Inbetriebnahme einer Datenübertragungsanlage abzubrechen, ohne die Übertragung der zeitunkritischen Daten zu beeinträchtigen. Weiterhin ist es möglich, zeitunkritische Daten, welche unter anderem Systemparameter enthalten, zu übertragen, auch wenn die Länge der zeitkritischen Daten der Leiteinrichtung noch nicht bekannt ist. Vorzugsweise können die zeitunkritischen Daten mit einem Bit pro Kommunikationszyklus übertragen werden. Dadurch wird die Startsequenz kurz und verringert die Datenrate bei der Übertragung zeitkritischer Daten nur unwesentlich.One Core idea of the invention is to be seen in that non-time critical Data in a boot sequence, d. H. before time-critical data, transferred in the communication cycle to a guide become. This makes it possible to transfer Time-critical data, for example, during commissioning a data transmission system, without the transfer to affect the non-time critical data. Farther is it possible to use non-time critical data, among others System parameters include, even if the transfer Length of time-critical data of the guide still not known. Preferably, the non-time critical Transfer data with one bit per communication cycle become. This will make the boot sequence short and reduce the data rate in the transmission of time-critical data only insignificantly.
Das oben genannte technische Problem wird mit einem Verfahren zur seriellen Datenübertragung zwischen einer Leiteinrichtung und wenigstens einer Teilnehmereinrichtung gelöst, bei der zeitunkritische und zeitkritische Daten in Kommunikationszyklen übertragen werden. Jeder Kommunikationszyklus umfasst einen ersten Bereich, in welchem nur zeitunkritische Daten, vorzugsweise einer ausgewählten Teilnehmereinrichtung, übertragen werden können, und einen zweiten Bereich, in welchem nur zeitkritische Daten der wenigstens einen Teilnehmereinrichtung übertragen werden können. Der erste Bereich befindet sich innerhalb einer vorbestimmten, jeder Teilnehmereinrichtung bekannten Startsequenz eines Kommunikationszyklus, derart, dass zuerst die zeitunkritischen und nachfolgend die zeitkritischen Daten, deren Übertragung abgebrochen werden kann, übertragen werden. Die zeitliche Reihenfolge der Übertragung von Daten, d. h. zuerst zeitunkritische Daten und anschließend zeitkritische Daten, ist relevant, da während eines vorbestimmten Prozesszustands zeitunkritische Daten priorisiert werden sollen. Diese Reihenfolge ist ferner deshalb relevant, da den Teilnehmereinrichtungen die Länge des zweiten Bereichs, innerhalb dessen zeitkritische Daten mehrerer Teilnehmereinrichtungen übertragen werden können, unbekannt ist und da der Leiteinrichtung die Länge des zweiten Bereichs bei der Inbetriebnahme unbekannt ist. Denn die Länge hängt zum einen von der Anzahl der mit der Leiteinrichtung verbundenen Teilnehmereinrichtungen und der Länge der zeitkritischen Daten ab, die die jeweiligen Teilnehmereinrichtungen übertragen können.The The above-mentioned technical problem is with a method for serial Data transmission between a guide and at least a subscriber device solved in the non-time critical and transmit time-critical data in communication cycles become. Each communication cycle includes a first area, in which only non-time critical data, preferably a selected Subscriber equipment, can be transmitted, and a second area in which only time-critical data of the at least one subscriber device are transmitted can. The first area is inside one predetermined, each subscriber device known start sequence of a Communication cycle, such that first the non-time critical and below the time-critical data, their transmission can be canceled, transferred. The temporal Order of transmission of data, d. H. first time non-critical Data and then time-critical data, is relevant because non-time critical during a predetermined process state Data should be prioritized. This order is also therefore relevant, since the subscriber facilities the length of the second area, within which time-critical data of several Subscriber devices can be transmitted, is unknown and since the guide the length of the second range is unknown at startup. Because the Length depends on the number of times with the Leitperson affiliated subscriber devices and the length the time-critical data transmitted by the respective subscriber equipment can.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Startsequenz eines Kommunikationszyklus ein Startzeichen und den ersten Bereich mit zeitunkritischen Daten auf. Diese Startsequenz kann nämlich von jeder Teilnehmereinrichtung innerhalb eines Kommunikationszyklus sofort detektiert werden.According to one advantageous embodiment, the start sequence of a Communication cycle a start character and the first area with non-time critical data. This start sequence can namely from each user equipment within a communication cycle be detected immediately.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass es sich bei der Leiteinrichtung um einen Master, beispielsweise um eine numerische Steuereinrichtung und bei den Teilnehmereinrichtungen um Sensoren, beispielsweise Positionsmesseinrichtungen, und/oder Aktoren handeln kann. Zeitkritische Daten enthalten beispielsweise aktuelle Positionsdaten, Sensor- und/oder Aktordaten, während zeitunkritische Daten zum Beispiel Systemparameter, Temperaturdaten, und ähnliches enthalten können.At It should be noted that this is the guide to a master, for example to a numerical control device and at the subscriber devices to sensors, for example Position measuring devices, and / or actuators can act. time-critical Data includes, for example, current position data, sensor and / or Actuator data, while non-time critical data, for example System parameters, temperature data, and the like included can.
Um die Übertragung von zeitkritischen und zeitunkritischen Daten flexibel an einen aktuellen Prozesszustand anpassen zu können, kann die Leiteinrichtung den Zyklus nach der Startsequenz, welche zeitunkritische Daten enthält, beenden. Diese Maßnahme bietet den Vorteil, dass beispielsweise während der Inbetriebnahme einer Datenübertragungsanlage vorrangig alle zeitunkritischen Systemparameter von den Teilnehmereinrichtungen zur Leiteinrichtung übertragen werden können. In diesem Fall kann es sogar zweckmäßig sein, den zweiten Bereich eines Kommunikationszyklus nicht oder nur teilweise zu übertragen.Around the transmission of time-critical and non-time critical Flexibly adapt data to a current process status The master may cycle the start sequence, which Contain non-critical data, stop. This measure offers the advantage that, for example, during commissioning a data transmission system primarily all non-time critical Transfer system parameters from the subscriber devices to the guide can be. In this case, it may even be appropriate or not, the second area of a communication cycle only partially transferred.
In jedem Kommunikationszyklus kann nur eine Teilnehmereinrichtung zeitunkritische Daten übertragen.In Each communication cycle can only one subscriber device non-time critical Transfer data.
Diese Teilnehmereinrichtung wird zuvor von der Leiteinrichtung adressiert.These User equipment is previously addressed by the controller.
Vorzugsweise werden den Teilnehmereinrichtungen Adressen automatisch zugeordnet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handeln die Teilnehmereinrichtungen ihre Adressen selbst aus. Dabei können die Adressen in Abhängigkeit der Position der Teilnehmereinrichtungen innerhalb der Datenübertragungsanlage den Teilnehmereinrichtungen automatisch zugeordnet werden. Eine solche Adressierungsprozedur verlangt ebenfalls, dass die zeitunkritischen Daten in der Startsequenz eines Kommunikationszyklus enthalten sind.Preferably addresses are automatically assigned to the subscriber devices. According to a preferred embodiment the participant institutions negotiate their addresses themselves. there can change the addresses depending on the position the subscriber facilities within the data transmission system be automatically assigned to the subscriber facilities. A such addressing procedure also requires that the non-time critical Data is included in the start sequence of a communication cycle.
Zeitunkritische Daten können auch über mehrere Kommunikationszyklen übertragen werden. In diesem Fall sind an sich bekannte Maßnahmen zu ergreifen, damit die Daten in der Leiteinrichtung wieder richtig zusammengesetzt werden können.uncritical Data can also be transmitted over several communication cycles become. In this case are known measures to take the data in the guide again correctly can be assembled.
Sind mehrere Teilnehmereinrichtungen mit der Leiteinrichtung verbunden, wird der zweite Bereich in mehrere Unterbereiche unterteilt, die jeweils einer Teilnehmereinrichtung zur Übertragung von zeitkritischen Daten zugewiesen werden.are several subscriber devices connected to the guide, the second area is divided into several subregions, the each of a subscriber device for the transmission of time-critical Data to be assigned.
Das technische Problem wird ebenfalls durch eine Datenübertragungsanlage zur seriellen Übertragung von Daten zwischen einer Leiteinrichtung und wenigstens einer Teilnehmereinrichtung gelöst, welche über eine Taktleitung und wenigstens eine Datenleitung mit der Leiteinrichtung verbunden ist. Zeitunkritische und zeitkritische Daten werden von der wenigstens einen Teilnehmereinrichtung zur Leiteinrichtung übertragen. Die Übertragung zeitunkritischer und zeitkritischer Daten erfolgt in Kommunikationszyklen. Die wenigstens eine Teilnehmereinrichtung weist eine programmierbare Steuereinrichtung auf, die innerhalb eines Kommunikationszyklus die Übertragung zeitunkritischer Daten während eines ersten, vorbestimmten, der wenigstens einen Teilnehmereinrichtung bekannten Bereichs und die Übertragung zeitkritischer Daten während eines zweiten Bereichs steuert, wobei der erste Bereich sich in einer vorbestimmten, jeder Teilnehmereinrichtung bekannten Startsequenz eines Kommunikationszyklus befindet, derart, dass zuerst die Übertragung der zeitunkritischen und nachfolgend die der zeitkritischen Daten, deren Übertragung abgebrochen werden kann, erfolgt.The technical problem is also due to a data transmission system for serial transmission of data between a director and at least one subscriber device solved which over a clock line and at least one data line with the guide connected is. Time-critical and time-critical data are used by the at least one subscriber device transmitted to the guide. The transmission of non-time critical and time-critical data occurs in communication cycles. The at least one subscriber device has a programmable controller that within a communication cycle, the transmission non-time critical Data during a first, predetermined, at least a subscriber unit known area and the transmission controls time-critical data during a second range, wherein the first area is in a predetermined, each subscriber device known start sequence of a communication cycle is such, that first the transmission of the non-time critical and subsequently the time-critical data whose transmission is aborted can be done.
Vorteilhafter Weise enthält die Startsequenz eines Kommunikationszyklus ein Startzeichen und den ersten Bereich. Die wenigstens eine Teilnehmereinrichtung ist zur Generierung des Startzeichens innerhalb eines Kommunikationszyklus ausgebildet.Favorable Way contains the start sequence of a communication cycle a start character and the first range. The at least one subscriber device is for generating the start character within a communication cycle educated.
Die Leiteinrichtung ist vorteilhafter Weise derart ausgebildet, dass sie einen Kommunikationszyklus nach der Übertragung von zeitunkritischen Daten beenden kann.The Guide device is advantageously designed such that a communication cycle after the transmission of terminate non-time critical data.
Die Leiteinrichtung kann ferner derart ausgebildet sein, dass sie einen Kommunikationszyklus nach der Übertragung von zeitunkritischen Daten und vor einer vollständigen Übertragung zeitkritischer Daten der wenigstens einen Teilnehmereinrichtung beenden kann.The Guide may also be designed such that they have a Communication cycle after the transmission of non-time critical Data and before a complete transmission time-critical data of the at least one subscriber device can finish.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.The Invention will be described below with reference to an embodiment explained in more detail in conjunction with the accompanying drawings.
Es zeigen:It demonstrate:
Die
Adressen kann der Master
Nachfolgend
wird in
Angenommen
sei, dass die Datenübertragungsanlage erstmals in Betrieb
genommen werden soll. Hierzu ist zunächst nur erforderlich,
dass die zeitunkritischen Systemparameter der Sensoren
Nach
der Inbetriebnahme führt der Master
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - EP 1168120 B1 [0002] - EP 1168120 B1 [0002]
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R006 | Appeal filed | ||
R008 | Case pending at federal patent court | ||
R011 | All appeals rejected, refused or otherwise settled | ||
R037 | Decision of examining division or of federal patent court revoking patent now final | ||
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