[发明专利]资源有效的循环通信

说明书

本发明涉及一种用于操作被配置为控制多个控制实体(50‑53)的编排实体(100)的方法，其中，多个控制实体中的每个控制实体用通过蜂窝网络(70)传输的控制命令来控制设备(20‑24)，该方法包括：‑确定活动的控制实体(50‑53)的数量，‑确定由每个活动的控制实体所控制的设备(20‑24)的数量，‑针对每个活动的控制实体，确定在由对应的控制实体通过蜂窝网络向在该对应的控制实体控制下的每个设备发送的连续控制命令之间的命令循环，‑针对每个活动的控制实体，确定对应的控制实体(50‑53)应当开始向在该对应的控制实体控制下的每个设备发送控制命令的至少一个开始时间，‑向每个控制实体发送至少一个开始时间。

技术领域

本申请涉及一种用于操作被配置为控制多个控制实体的编排实体的方法。此外，提供了对应的编排实体、计算机程序和包括该计算机程序的载体。

背景技术

在诸如用于工厂自动化的控制系统中，通常使用循环通信。控制器(其可以是可编程逻辑控制器PLC)向设备(其可以是机器人)发送命令，以及可能等待来自设备的反馈作为回复，该回复包含任何种类的状态信息。这形成了基本的控制回路，如图1所示。循环时间被定义为在从控制器被发送到设备的两个连续的命令之间的时间。如果用例是安全关键的或受限于特定准确度要求，则循环时间减小，即，两个设备更频繁地通信。

工业用例中的通信不仅限于两个对等方。因此，当然可能的是，控制器在一个循环内向多个设备提供多个命令，或者一个设备由多个独立的控制器来控制。此外，与图1所示的双向传输相比，通信可能或多或少地复杂。有时，通信具有它自己的循环时间，该循环时间独立于控制器或设备的循环时间。

最大延迟被定义为最后期限，该最后期限通常在每个循环内，直到需要正确地发生通信为止。取决于应用的严格性，在一定程度上允许最后期限违反，因此例如违反一次是可以的，但绝不在连续循环或类似循环中违反。一般而言，最后期限是通信系统应当遵守的事物，并且明确地约束通信系统设计。因此，通信网络中的分组排队通常是不希望的，因为它导致附加延迟。

在控制设置中，控制器是循环控制者。通信可以以同步或异步方式发生，因此设备都可以知道循环定时或仅知道控制器。

示例：

-Profinet是一种工业通信协议，并且基于在所有对等方之间的同步(通过使用PTP(精确时间协议))。使用Profinet与设备通信的控制器以同步方式进行通信。因此，设备可以知道循环时间。

-一些工业应用是简单地基于轮询的以避免对同步的需要；设备仅针对它从控制器获得的轮询消息做出反应而无需知道任何循环时间等，在接收到轮询消息之后，设备例如用状态消息等进行回复。

在任何情况下，控制器密切关注最后期限，并且在一次或连续多次违反最后期限(取决于实施方式)的情况下发起动作。潜在的动作是关闭设备以避免安全问题。

通常，循环时间的绝对定时无关紧要，这意味着如果循环x在特定时间点t1(例如下午12:15)开始，而下一个循环x+1在时间t2(下午12:15+1*循环时间)开始，则绝对定时无关紧要，实际上，只要t1与t2之间的时间(即，循环时间)是精确的，则绝对定时根本不重要。

在当今的工厂自动化场景中，在工厂中部署了许多分布式控制器。通常，一个控制器被用于一个自动化单元，从而负责较小的一组设备。

在每个循环内，也存在一些时间没有进行通信，或者至少没有关键通信，即，由控制器观察并包括通信最后期限的通信。假设没有发生违反，则在最后期限与下一个循环开始之间分配此没有正在进行业务的空闲时间。

在能够使用诸如5G和TSN(时间敏感联网)之类的技术的未来工厂中，设想控制器可能被虚拟化，并且然后被部署在例如云环境中(而不是被集中部署)。这将增加可靠通信基础设施的重要性，尤其是当云环境与设备之间的有线通信介质被切换到无线时。