[发明专利]通过现场总线耦合器的非循环数据传输

说明书

技术领域

本发明涉及：一种现场总线耦合器；一种具有至少一个现场总线耦合器的系统；一种用于通过现场总线耦合器传输非循环(azyklische)数据的传输方法以及一种计算机程序产品。本发明尤其涉及一种现场总线耦合器，其设置用来可以实现非循环数据的传输。

背景技术

在自动化领域中，目前所有的现场总线耦合器(Feldbuskoppler)使两个在电流和逻辑上分开的现场总线相互耦合起来。这种现场总线耦合器在各种不同的实例中体现。例如西门子(Siemens AG)公司制造的现场总线耦合器可以实现以下的现场总线的耦合：PROFIBUS DP-PROFIBUS PA，PROFIBUS DP-PROFIBUS DP，PROFINET IO-PROFINET IO。因此现场总线耦合器也可以用来耦合不同制造厂商的控制系统，如果这些控制系统支持相应的现场总线的话。

通常的耦合器具有两个电流上分开的接口，它们通过一个在耦合器里的应用固件连接，以便由此使连接于接口上的现场总线相互耦合。同时通过IO(输入输出)-数据来实现耦合，其方法是将一端的输出数据映射到另一端的输入数据上。换言之，耦合器应用程序(Kopplerapplikation)将数据从耦合器的一个网端复制到耦合器的另一个网端上。在此，每个在现场总线上叠加的控制系统(例如CPU)都只看作为其耦合器的一半，并且借助于耦合器固件来实施数据映射。

在此，现场总线耦合器的输入-和输出数据根据下层的(unterlagert)现场总线的情况来确定构造，对于PROFIBUS DP和PA例如在模块里，对于PROFINET IO在子模块里。同时哪些现场总线相互耦合，这关系并不很大，这是因为只有地址模型必须是相互可以转化的。关于最大可以应用的IO-数据，则总是取两个现场总线定义和仪器约束条件中的最小值。

现场总线的这种耦合虽然很好地解决了在各个控制系统之间的IO-数据的循环传输，然而并未解决事件或者非循环数据的输送问题。此外模型还有可输送的数据量的限制，这些数据量虽然只需要有时候被发出(所谓的非循环数据)，然而通常明显大于最大的、通过各自的现场总线所支持的IO-数据总量。

为了能够例如在一个PROFINET里实现一种非循环的数据传输，由现有技术已知了两种可能方案。PROFINET是用于制造-和过程自动化的开放式的、制造厂商普遍使用的工业以太网标准。PROFINET使用TCP/IP和IT标准并且可以实现从企业控制层面至现场层面的连续的通信。此外PROFINET还可以实现所有现场总线系统的无缝集成。

按照第一种可能的方案可以利用另外一种协议(例如基于网上传送输入输出的装置的通信(socketbasierte Kommunikation)，如开放式用户通信)。在利用另外一种协议时当然必须调用通信组件(发射-/接收组件)并且在这种情况下通信并不经过耦合器。因此这种方式不能应用在那些现场总线必须是电流上分开的和/或现场总线应用了不同的协议的场景中。因为从用户的角度来看，只有当两个相同的现场总线耦合时，或者只有当在不同的现场总线耦合时通常应用一种制造厂商特有的解决方案时，才可能实现一种连续的通信，其中这种制造厂商特有的解决方案提供了一种在不同现场总线之间的选定路线。后者限制了在所要耦合的系统之间的一种附加的路由器/开关/网络集线器，这对于用户来说导致提高了成本。

按照第二种可能的方案可以使一种所谓的微型协议以循环数据为基础模型化，以便可以实现一种在发射器和接收器之间的同步信息交换，其中通过现场总线耦合器进行通信。当然，微型协议的模型化要求由用户进行投入很大的编程工作。因此用户被迫自己来解决该问题，然而这是很费事的。因为用户必须对通信过程进行编程，这投入非常大。即使用户通过一种程序库而减轻了员担，基于微型协议的数据必须一直循环地在现场总线上被输送。这意味着一种循环的固定负荷，其也是在较多的数据量(非循环数据)仅相当少被输送时才存在。问题尤其是在于：用户在这样一种情况下必须决定：他是否一方面要对于微型协议预定尽可能少的IO-数据，以便使循环的固定负荷保持很小，或者他是否要对于微型协议预定尽可能多的IO-数据，以便由微型协议中获得相应的性能。

发明内容

因此本发明的目的是通过一种现场总线耦合器可以使非循环数据的传输得以简化和改善。

本发明的目的利用独立权利要求所述的特征来实现。本发明的优选的实施方式在从属权利要求中加以说明。