[发明专利]组主控器通信系统和在自动化技术中进行串行数据传输的通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1所述用于在自动化技术中进行串行数据传输的通信系统和一种如权利要求7所述的相应通信方法。

背景技术

自动化技术的目标是使机器或设备可以完全不受人影响地独立工作。这个目标实现得越好，自动化程度就越高。这就要求从中央控制装置(即所谓的可编程控制器)到现场层电动机支路或电动机控制器的所有级别的机器或设备之间都能进行通信。

在此过程中，电动机支路不受上级中央控制装置影响地保护并控制电动机。即使在可编程控制器发生故障或者与可编程控制器通信受阻的情况下，电动机也能得到完整的保护和控制。

目前的已知电动机支路业已模块化，因而多实现为柔性系统。运行电动机支路所需的全部保护及控制功能均可通过一种基本模块形式的基本设备而得到实现。需要时，可经由基本模块的系统接口通过扩展模块为该基本模块扩充附加功能。举例而言，借此可逐步增加二进制或模拟输入输出端的类型和数量。或者也可以使用附加的电流或电压检测模块来监测功率相关被测变量(例如应用在能源管理过程中)，等等等等。为了也能对这些功能加以利用，扩展模块必须与基板模块进行通信并不间断地进行数据交换。

DE 10224311A1揭示了一种在一基本模块和复数个扩展模块之间进行串行通信的方法，这种方法可应用于电动机支路。在这种双向通信方法中，按串行移位寄存器的方式，在所述基本模块及其后接扩展模块之间进行数据移位和交换，从而除了可以简单方式识别扩展模块外，也能减小数据传输的技术难度。

但这种方法的缺点在于，由于串行通信需要穿越所有模块且要求全部扩展模块都对基本模块所发送的数据予以注意，这使得基本模块和扩展模块之间的通信速度相当慢。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种可在串接布置的基本模块和扩展模块(特别是用于电动机支路的模块)之间加快其通信速度的通信系统和通信方法。

这个目的通过如权利要求1所述的通信系统和如权利要求7所述的相应通信方法而达成。

本发明通过为个别扩展模块分配一种状态，使其作为那些串接在所述个别扩展模块后面的扩展模块的组主控器，以及使基本模块根据这一分配方案与各扩展模块进行通信，来将所有的扩展模块分成至少两个可以不同方式加以访问的组。

优选地，所述基本模块周期性地在被称作“报文”的第一时间段内，通过通信链路仅与被分配了所述组主控器状态的扩展模块进行数据交换，未被分配所述组主控器状态的扩展模块则会转发被交换数据。通过这种仅限于少数几个扩展模块的“全局”通信，可为所述基本模块缩短原来的报文相位所需要的时间。

随后，所述组主控器可在所述报文之间的第二时间段内，与分配给它们的扩展模块分别进行数据交换。为此，所述组主控器在所述报文之间的这些时间段内，忽略串接在其前面的扩展模块或基本模块所传输的数据，这样做是有利的。在此情况下，这些间歇时间段内只会发生“局部”通信，进而仅在少数几个扩展模块之间(即从属于各局部组的扩展模块及其组主控器之间)发生局部数据交换。

本发明通过对全局数据交换和局部数据交换进行区分，可从整体上提高电动机支路各模块之间的通信速度和通信效率。借此可根据扩展模块的具体状态对被交换数据进行相应的不同处理，从而避免了所有模块都需留意被交换数据的情形。借此可大幅缩短数据交换所需的传输路径和处理时间。

根据另一有利实施方式，所述基本模块还通过所述通信链路发送一控制信号，该控制信号告知所述扩展模块当前是报文形式的第一时间段还是所述报文之间的第二时间段。这个控制信号可以是一个预定的周期性二进制信号，在所述通信链路中，经由与所述数据相同的传输线或者经由附加传输线发出该控制信号。此外，所述控制信号还可由所述基本模块进行时间上的匹配，以便在电动机支路的工作过程中对全局性和局部性的数据交换进行动态控制。通过这种动态分配可在总系统内部实现时变分组，从而在全局上，使数据以与当前情况相匹配的形式，以更快的速度将其传输至正确位置，并在各子组中对这些数据进行本地处理。

附图说明

下面借助附图对本发明进行示范性说明，其中：

图1为一已知的串接系统结构；

图2为本发明的原理图；

图3为按已知方式进行串行数据交换时的周期性通信；以及

图4为本发明的周期性通信。

具体实施方式