ES2237645T3 - Procedimiento para el encapsulado de un protocolo de alta calidad en un sistema de bus de campo. - Google Patents
Procedimiento para el encapsulado de un protocolo de alta calidad en un sistema de bus de campo.Info
- Publication number
- ES2237645T3 ES2237645T3 ES02025412T ES02025412T ES2237645T3 ES 2237645 T3 ES2237645 T3 ES 2237645T3 ES 02025412 T ES02025412 T ES 02025412T ES 02025412 T ES02025412 T ES 02025412T ES 2237645 T3 ES2237645 T3 ES 2237645T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- subordinate
- data
- message
- subordinate devices
- devices
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
- G05B19/4185—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
- G05B2219/31135—Fieldbus
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
- G05B2219/31138—Profibus process fieldbus
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
- G05B2219/31175—Message comprises identification of sender, receiver, command and parameter
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
- G05B2219/31179—Leader sends message with address of follower to all followers, follower answers, interrupt
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
- G05B2219/31186—TCP-IP internet protocol
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
- Communication Control (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
Abstract
Procedimiento para transmitir mensajes estructurados en marcos con varios campos predeterminados entre al menos dos aparatos subordinados por medio de un bus, de modo que: - un aparato superior envía de forma cíclica un mensaje descendente a cada uno de los al menos dos aparatos subordinados y, tras recibir el mensaje descendente, los al menos dos aparatos subordinados envían un mensaje ascendente al aparato superior, y - en una situación excepcional, un primer aparato de los al menos dos aparatos subordinados genera una solicitud de alarma, con lo que dicho primer aparato de los al menos dos aparatos subordinados recupera un registro de datos del mensaje por medio del aparato superior caracterizado porque: - el aparato superior transmite el registro de datos de mensaje al segundo de los al menos dos aparatos subordinados si el mensaje ascendente del primer aparato de los al menos dos aparatos subordinados contiene la dirección del segundo aparato subordinado, y - el aparato superior acusa recibo de la solicitud de alarma del primer aparato de los al menos dos aparatos subordinados en este primer aparato de los al menos dos aparatos subordinados.
Description
Procedimiento para el encapsulado de un protocolo
de alta calidad en un sistema de bus de campo.
La invención se refiere a un procedimiento según
el preámbulo de la reivindicación 1.
Para conectar componentes de control del proceso
a servicios que se tratan mediante protocolos de alta calidad debe
transmitirse el protocolo hasta el componente correspondiente. En
los modernos sistemas de automatización, los componentes de control
del proceso normalmente están unidos por medio de un bus de campo
con un maestro que los controla.
Los buses de campo para la conexión de los
componentes de control del proceso están optimizados para el
intercambio cíclico de datos entre un maestro y los componentes de
control del proceso, de modo que el maestro es siempre el iniciador
de la transmisión de datos. Con ello, los aparatos conectados con el
bus se diferencian jerárquicamente y, en correspondencia, no todos
los aparatos se autorizan de igual manera durante la comunicación
en el bus. Normalmente no está prevista la transmisión de datos no
cíclicos por medio de este canal dado que con ello se ve
perjudicada la calidad del canal cíclico equidistan-
te.
te.
Por el contrario, los protocolos de comunicación
de alta calidad requieren que todos los participantes implicados
puedan enviar datos con igual autorización y en cualquier
momento.
Para ampliar un bus de campo de manera que los
aparatos conectados puedan comunicarse entre sí como participantes
con igual autorización, hoy en día normalmente se prevé una
interfaz de bus adicional. Por medio de esta segunda interfaz con
el componente de control del proceso se trata el protocolo de
comunicación de alta calidad.
La desventaja de esta solución según el estado de
la técnica consiste en que la interfaz adicional aumenta los costes
tanto del componente, como también en el cableado para emplear el
componente. En el caso de una interfaz adicional de este tipo debe
preverse además un procesador de comunicaciones propio o el
procesador para el tratamiento de la conexión del bus de campo debe
tratar este protocolo de forma adicional y paralela a sus otras
tareas, lo que conduce a una carga aumentada. Finalmente, también
el otro participante de la comunicación (por ejemplo, un ordenador
personal) debe presentar una interfaz que se adapte a este sistema
de bus.
A partir del documento DE 199 55 306 C1 se conoce
un procedimiento para transmitir mensajes estructurados en marcos
desde un aparato superior a un aparato subordinado, de modo que, de
forma cíclica, tras la recepción de un mensaje descendente se
transmite un mensaje ascendente y, en una situación excepcional, se
genera una solicitud de alarma por un aparato subordinado y se
recuperan registros de datos de mensajes por el aparato
superior.
El documento Technical Guideline,
PROFI-BUS-DP Extensions to EN 50170
- versión 2.0, abril de 1998 da a conocer un protocolo de alarma de
extensiones DPV1 respecto a la norma europea EN 50170. Allí, está
previsto que un maestro y un esclavo puedan comunicarse cuando el
esclavo desea una comunicación adicional con el maestro.
El objetivo de esta invención es indicar un
procedimiento con el que se simplifique una transmisión de mensajes
estructurados en marcos entre aparatos subordinados.
Este objetivo se soluciona según la invención
gracias al procedimiento según la reivindicación 1. Una forma de
realización preferida de la invención es objeto de la
reivindicación dependiente.
Según la invención, se transmite un protocolo de
alta calidad para la comunicación entre participantes de la
comunicación con igual autorización (protocolo de comunicación
peer-to-peer,
igual-a-igual) por medio de un bus
de datos existente ("tunneling" o "encapsulation",
encapsulado). Para ello, este procedimiento conocido en sí mismo se
modifica de tal manera que al aparato superior en el bus un aparato
subordinado le comunica en un mensaje la dirección de otro aparato
subordinado. El aparato superior detecta que la dirección
transmitida no es la suya propia y analiza además el contenido del
mensaje. A continuación, transmite el mensaje al aparato
subordinado al que está destinado.
En especial, en el procedimiento según la
invención en el que entre al menos un aparato superior y al menos
dos aparatos subordinados se transmiten mensajes por medio de un
bus, el aparato superior transmite el al menos un registro de datos
de mensaje al segundo aparato subordinado si el contenido de un
campo de direccionamiento del primer aparato subordinado se
corresponde con la dirección del segundo aparato subordinado.
En una forma de realización preferida, cada
paquete de datos se divide para la transmisión en un segmento
inicial, al menos un segmento central y un segmento final con un
tamaño predeterminado en cada caso si los paquetes de datos que van
a transmitirse son mayores que el campo de datos de usuario, de modo
que el aparto superior recupera cada segmento de forma individual,
los transmite al segundo aparato subordinado y los segmentos del
paquete de datos transmitido se reensamblan en el segundo aparato
subordinado. De forma especialmente adecuada, puede emplearse la
invención si el bus es un bus de campo y especialmente un bus
PROFIBUS.
Además del ahorro de una interfaz de bus
independiente en el aparato de control del proceso y en los
participantes implicados (por ejemplo, un ordenador personal), una
ventaja de la invención consiste en que permanezca invariable el
uso de los servicios del bus de campo y los objetos allí definidos,
es decir, que los servicios cíclicos del bus de campo no se vean
perjudicados por comunicación no cíclica que no se ha
planificado.
Otras características y ventajas de la invención
resultan de la siguiente descripción de ejemplos de realización y
aplicación en los que se hace referencia a los dibujos
adjuntos.
La figura 1 muestra la disgregación de un paquete
de datos en varios segmentos.
Las figuras 2A y 2B muestran una forma de
realización de la estructura de un segmento inicial o un segmento
central o un segmento final.
La figura 3 muestra, como explicación, la sección
de señalización (header, cabecera) con campo de identificación y
campo de direccionamiento según las figuras 2A y 2B.
La figura 4 muestra el desarrollo dinámico de una
transmisión de datos desde un aparato superior a un aparato
subordinado.
La figura 5 muestra, como explicación, una forma
de realización de un perfil de una información adicional de
alarma.
La figura 6 muestra el desarrollo dinámico de una
transmisión de datos desde un aparato subordinado a un aparato
superior.
La figura 7 muestra el desarrollo dinámico de una
transmisión de datos de un primer aparato subordinado a un segundo
aparato subordinado.
Por medio de un bus de campo se comunican
aparatos para medir, controlar y regular máquinas con al menos un
aparato de control. En lo sucesivo, se denominará a los aparatos
para la medición, el control y la regulación "aparatos
subordinados" y a los aparatos de control se los denominará
"aparatos superiores". La transmisión de datos por medio del
bus de campo tiene lugar de forma jerárquica, es decir, todo
aparato subordinado reacciona a instrucciones del aparato superior,
pero no envía por sí mismo mensajes por el bus. Por tanto, el
aparato superior consulta de forma cíclica a los aparatos
subordinados enviando un mensaje descendente a cada uno de los
aparatos subordinados y el aparato subordinado correspondiente,
tras recibir el mensaje descendente, envía un mensaje ascendente al
aparato superior.
Los mensajes en el bus están estructurados en
marcos, es decir, tienen una longitud fija y una estructura de
campos predeterminada para contenidos predeterminados,
concretamente, un campo de identificación, un campo de
direccionamiento y un campo de datos de usuario, pudiendo añadirse
otros campos en función de la configuración concreta del bus de
campo.
Según la invención, la comunicación estructurada
jerárquicamente se amplía en un bus de campo. Esto se explica a
continuación mediante la comunicación entre dos aparatos
subordinados, sin embargo, mediante la invención se amplía
igualmente bien la comunicación desde un aparato subordinado a un
aparato superior, quedando así obsoleta la denominación
"superior" y "subordinado" para el usuario de un sistema
con la ampliación según la invención, y la interfaz de usuario se
corresponde a la de un sistema con aparatos de igual
autorización.
La ampliación tiene lugar de tal manera que
también es posible un intercambio de datos entre dos aparatos
subordinados ya que, para la transmisión de paquetes de datos desde
un primer aparato subordinado a un segundo aparato subordinado por
medio del bus, el mensaje ascendente del primer aparato subordinado
hacia el aparato subordinado correspondiente contiene una dirección
de al menos un segundo aparato subordinado. Ésta puede ser la
dirección de un segundo aparato subordinado o de varios aparatos
subordinados. El aparato superior recibe la dirección del segundo
aparato subordinado. El aparato superior detecta que la dirección
no es su propia dirección y genera un mensaje descendente dirigido
al segundo aparato subordinado que está caracterizado por dicha
dirección.
En el mensaje descendente, en el caso ideal,
también están contenidos todos los datos del campo de datos de
usuario que desea transmitir el primer aparato subordinado al
segundo aparato subordinado.
No obstante, por regla general, la cantidad de
datos es mayor, de manera que no pueden transmitirse en un mensaje.
Para ser independiente del volumen real de datos, en el caso de una
forma de realización preferida de la invención, en el mensaje
ascendente del primer aparato subordinado sólo se comunica la
dirección que identifica el objeto en el que se encuentra el
paquete de datos que va a transmitirse. El aparato superior
recupera entonces el paquete de datos que va a transmitirse en esta
dirección y lo transmite al segundo aparato subordinado.
En especial, si los paquetes de datos que van a
transmitirse son mayores que el campo de datos de usuario, cada uno
de los paquetes de datos se divide para la transmisión en un
segmento inicial, al menos un segmento central y un segmento final
con un tamaño y una estructura predeterminados en cada caso. En este
caso, cada uno de los segmentos es recuperado de forma individual
por el aparato superior y transmitido al segundo aparato
subordinado. Los segmentos del paquete de datos transmitidos se
reensamblan en el segundo aparato subordinado tras la recepción del
mensaje y de todos los segmentos.
A continuación se explica el desarrollo preciso
de esta segmentación. La transmisión según la invención de paquetes
de datos por medio de un bus de campo estándar bajo un protocolo de
comunicación de alta calidad se basa en los mecanismos explicados a
continuación.
En el caso de la transmisión en el sentido que va
desde el aparato superior al aparto subordinado, en el aparto
superior se divide el paquete de datos en segmentos de tamaño
correspondiente (de forma correspondiente a los objetos del bus de
campo). A continuación, se transmiten los segmentos al aparato
subordinado mediante los objetos ya presentes en el bus de campo.
Para enviar segmentos a un aparato subordinado debe determinarse
para ello la identificación del objeto por medio de la cual se
envían los segmentos individuales.
El aparato subordinado espera la llegada de
objetos del aparto subordinado. Recibe los segmentos individuales,
los reensambla y almacena los segmentos leídos en memorias
intermedias locales.
Durante la transmisión en el sentido que va desde
el aparato subordinado al aparato superior, el aparato subordinado
transmite al aparato superior su deseo de transmisión mediante un
mecanismo de señalización presente de forma estandarizada en el bus
de campo. En la señalización se le comunica al aparato superior en
qué objeto ha de recuperarse el paquete que va a transmitirse. Los
segmentos individuales se facilitan en el objeto que ha sido
señalizado al aparato superior.
El aparato superior espera la llegada de un deseo
de transmisión. Recupera los segmentos individuales de tamaño
correspondiente (de forma correspondiente a los objetos del bus de
campo), los reensambla y almacena los segmentos leídos en memorias
intermedias locales.
Durante la transmisión en el sentido que va desde
un aparato subordinado a otro aparato subordinado, el aparato
subordinado emisor envía su deseo de transmisión al aparato
superior mediante un mecanismo de señalización presente en el bus de
campo. En la señalización, se le comunica al aparato superior en
qué objeto ha de recuperarse el paquete que va a transmitirse.
Adicionalmente, en la señalización se le comunica al aparato
superior la dirección del aparato subordinado que debe recibir el
paquete de datos. Los segmentos individuales se facilitan en el
objeto que ha sido señalizado al aparato superior.
El aparato superior espera la llegada de un deseo
de transmisión. Valora la información de señalización y lee la
dirección destino del aparato subordinado que debe recibir el
paquete de datos. A continuación, recupera los segmentos
individuales y los transmite en cada caso inmediatamente al aparato
subordinado con la dirección destino. Para la transmisión de
segmentos a un aparato subordinado debe determinarse la
identificación del objeto por medio de la cual se envían los
segmentos individuales. En un segmento inicial se transmite la
dirección del aparato subordinado emisor como información
adicional.
El aparato subordinado receptor espera la llegada
de objetos del aparato superior. Recibe los segmentos individuales,
los re-ensambla y almacena los segmentos leídos en
memorias intermedias locales. Se valora la dirección de emisión
procedente del segmento inicial.
En el mecanismo de transmisión citado
anteriormente debe garantizarse mediante medidas correspondientes
que se detectan los segmentos que falten o una transmisión doble de
segmentos. Tras la recepción completa de un paquete, se transmite
el paquete a un nivel superior (software) y se liberan nuevamente
las memorias intermedias locales.
Como ejemplo de realización sencillo se explica a
continuación el encapsulado de paquetes TCP/IP mediante PROFIBUS
con ayuda de mecanismos DPV-1 "alarma" y
"registros de datos".
En la figura 1 se muestra la segmentación de un
paquete de datos. La máxima longitud neta de los datos en PROFIBUS
es de 240 bytes durante la transferencia de registros de datos
DPV1. Por tanto, los paquetes de datos que van a transmitirse deben
segmentarse en la parte del emisor, es decir, se empaquetan en
segmentos de datos (generalmente, varios) y se
re-ensambla en la parte del receptor. En la figura
1 se muestra debajo de un paquete de datos, un segmento inicial, un
primer segmento central, un segundo segmento central y un segmento
final. El número de segmentos centrales depende de la necesidad, es
decir, del volumen de datos que van a transmitirse.
La estructura de los segmentos se muestra en la
figura 2A para el segmento inicial y en la figura 2B, para un
segmento central o final.
En el caso del segmento inicial, está prevista
una "cabecera constante" y una "cabecera dependiente de la
versión". La cabecera constante presenta en la forma de
realización mostrada una identificación del protocolo (protocolo ID)
que tiene un tamaño de 1 byte. A continuación, sigue un número de
versión, que también tiene un tamaño de 1 byte. En este caso un
"1" significa que se trata del número actual de la versión,
mientras que los valores "2" a "0xFF" están reservados.
Finalmente, en esta cabecera constante se comunica además la
longitud total de la cabecera que indica la suma de todos los bytes
del protocolo ID hasta incluida la reserva (véase abajo). En la
versión 1, la longitud es de 19 bytes.
La cabecera dependiente de la versión incluye
como información una identificación, asignada por el aparato
emisor, y permite la identificación interna del mensaje en el
emisor. La identificación es un número de paquete que es asignado
de forma inequívoca por el emisor e indica el número de paquetes que
ha enviado el emisor a un determinado receptor.
A continuación sigue un número de secuencia que
indica el número del segmento correspondiente dentro de un paquete
de datos. El número de secuencia 0 identifica de forma inequívoca
un segmento inicial en caso de una sobrecarga (para un paquete de
datos de 64 kB se requieren más de 255 segmentos). Tras 0 se avanza
con el número de secuencia 1. El número de segmento debe asignarse
de forma monótona ascendente, sin dejar espacios.
Un parámetro de dirección contiene la información
de direccionamiento: en el segmento inicial se transmite la
dirección completa dado que los datos del receptor se requieren
posiblemente para la transmisión, lo que se aclara más abajo. En
los segmentos siguientes se solicita la dirección del remitente
(dirección fuente) dado que sólo junto con esta la identificación es
inequívoca.
Finalmente, en la cabecera dependiente de la
versión se comunica la longitud neta de los datos, es decir, la
longitud de los datos netos del paquete que va a transmitirse
(little endian). No obstante, esto sólo tiene lugar en el segmento
inicial.
Entre el número de secuencia y el parámetro de
dirección se añade un byte de reserva para que el parámetro de
dirección y la longitud neta de los datos puedan direccionarse como
variables de palabra también a límites de palabra, algo necesario
en determinadas plataformas de hardware.
En la figura 2B se muestran los campos iniciales
correspondientes de un segmento central o final. Tal como puede
observarse, se trata de campos con el mismo significado que algunos
campos del segmento inicial. Por tanto, no se explican aquí otra
vez.
El significado de los campos individuales se
resume en una tabla en la figura 3.
Tal como se obtiene a partir de la explicación
anterior de los campos individuales, en la parte del emisor se
identifica ya de forma inequívoca un paquete de datos únicamente
mediante el campo "identificación". En la parte del receptor,
se identifica un paquete de datos de forma inequívoca sólo mediante
la combinación de la información en el campo "identificación"
y en el campo "dirección del remitente".
En general, durante la transmisión de datos
mediante PROFIBUS sólo puede transmitirse en un punto temporal como
máximo un paquete de datos en la dirección de emisión o recepción.
Además, un emisor puede enviar varios paquetes de datos de forma
paralela a distintos receptores en cada caso y un receptor puede
recibir varios paquetes de datos de forma paralela de diferentes
emisores en cada caso. Los segmentos se transmiten con un número
ascendente de secuencia del emisor al receptor, de modo que el
receptor calcula, mediante la longitud neta de los datos
transmitidos en el segmento inicial, cuántos segmentos deben
recibirse para el paquete de datos correspondiente. El segmento
inicial y los segmentos centrales siempre están totalmente llenos,
sólo el segmento final contiene en algunas circunstancias menos
datos (de modo que en paquetes de datos muy cortos el segmento
inicial y el segmento final pueden ser idénticos).
Los receptores supervisan el orden de los
segmentos que llegan, el hecho de que falten segmentos conduce al
rechazo del paquete (por ejemplo, tras la interrupción de la
conexión). Se garantiza que los segmentos que han llegado se
depositan en una memoria intermedia de reensamblaje independiente.
Los segmentos enviados múltiples veces son tolerados por el
receptor si los segmentos con el mismo número de secuencia llegan
directamente unos detrás de otros, es decir, por ejemplo, se tolera
0, 1, 2, 3, 3, 3, 4, 5, etc. Los receptores supervisan la longitud
de los datos de todo el paquete de datos
re-ensamblado de tal manera que el paquete de datos
se rechaza si ésta no coincide con la longitud neta de los datos
determinada en el segmento inicial. No tiene lugar ninguna
confirmación por parte del receptor al emisor, es decir, no se acusa
recibo del transporte. Los recursos de recepción se ponen
nuevamente a disposición tan rápido como sea posible para la
recepción de nuevos segmentos. Mediante el número de recursos de
recepción y la velocidad en la que éstos se ponen nuevamente a
disposición, se determina la capacidad de procesamiento del
protocolo al aparato receptor
subordinado.
subordinado.
En el emisor, los fallos durante la ejecución del
protocolo conducen a la interrupción del protocolo, es decir, el
transporte no está protegido, los mecanismos de protección están
limitados a los niveles superiores. Las interrupciones del
protocolo en el lado del emisor no se comunican al receptor, el
receptor sólo detecta la interrupción del protocolo si se inicia un
nuevo protocolo por parte del emisor antes de que se haya
transmitido totalmente el último segmento.
Si no se implantan mecanismos de supervisión
controlados en función del tiempo en el lado del emisor o en el
lado del receptor, el lado del emisor utiliza los mecanismos de
supervisión de los niveles inferiores (por ejemplo, time - out (fin
de intervalo asignado)). Si el emisor inicia un nuevo protocolo
antes de que se haya transmitido por completo el último segmento,
esto conduce en el lado del emisor al rechazo de todo el paquete de
datos. Durante este tiempo, los recursos ocupados por el protocolo
permanecen ocupados en el receptor. (Por tanto, un emisor también
puede provocar "intencionadamente" una interrupción del
protocolo y la liberación de los recursos en el receptor).
Para el aparato superior es válido lo siguiente:
en caso de que la dirección destino introducida en el segmento
inicial no sea la dirección propia, los segmentos de este paquete
se transmiten inmediatamente (sin reensamblaje) a la dirección
destino. Durante la transmisión de los segmentos de datos se
sustituye la identificación del paquete de datos por una
identificación generada por el aparato superior. Si no puede
alcanzarse la dirección destino, se desestima el paquete de
datos.
En general, en caso de falta del participante de
la comunicación, se devuelven los recursos ocupados por el aparato
correspondiente.
En una variante del protocolo para un canal de
transmisión de un bus de campo, por medio del canal pueden
transmitirse paquetes de datos de aparatos superiores a un aparato
subordinado asociado, paquetes de datos de un aparato subordinado a
su aparato superior y paquetes de datos de un aparato subordinado a
otro aparato subordinado del mismo aparato superior. Además, se
diferencia entre los aparatos subordinados (estación pasiva en el
PROFIBUS) y los aparatos superiores (estación activa en el
PROFIBUS). Cada aparato dispone de una pila del protocolo y de un
grupo de elementos primitivos de servicio (C1 DP). La comunicación
tiene lugar por medio del nivel de prestación (nivel 2), que sirve
para la transmisión por bits con detección de fallos o corrección
de fallos. Para la transmisión de los servicios o su utilización,
los mensajes (comandos y datos de usuario) se preparan mediante una
envolvente o un encapsulado del protocolo y se envían por medio del
bus y el correspondiente protocolo del bus.
En todos estos procesos se presupone que el
aparato superior y los aparatos subordinados (aparatos
DVP-1) admiten alarmas, acuses de recibo de alarma,
la lectura de registros de datos y la escritura de registros de
datos (mecanismos DPV-1). Como modelo de alarma se
emplea el "TypMode", los aparatos subordinados están asociados
al aparato superior, es decir, se parametrizan y configuran por el
aparato superior de tal modo que el aparato superior se encuentra en
el estado CLEAR u OPERATE, y los aparatos subordinados se
encuentran en el modo de datos (Data Exchange). Los aparatos
subordinados deben estar diseñados para la longitud máxima del
registro de datos, es decir, en la forma de realización de los
segmentos según las figuras 2A y 2B, una longitud de 240 bytes.
En la figura 4 se muestra el desarrollo básico de
la transmisión de paquetes de datos desde el aparato superior a un
aparato subordinado asociado. El aparato superior transmite los
segmentos de datos de forma secuencial generando una solicitud de
transmisión. Para ello envía una solicitud de escritura al aparato
subordinado, el cual envía a su vez una respuesta de escritura al
aparato superior. Esto se muestra en la figura 4 mediante la flecha
ilustrada de forma correspondiente. Si los datos no pueden
transmitirse de una vez, se repite este proceso hasta que quede
garantizada la transmisión de todos los datos. Al final de la
transmisión del paquete de datos, el aparato subordinado genera una
confirmación de la recepción para el tratamiento adicional interno.
El aparato superior genera a su vez un acuse de recibo para el
tratamiento adicional interno.
Si los paquetes de datos deben enviarse de un
aparato subordinado a su aparato superior, entonces se utiliza para
ello la posibilidad de la transmisión de alarma. Para la
transmisión, el aparato subordinado envía una alarma de
comunicación con ayuda de un elemento primitivo de servicio a su
aparato superior. En la figura 5 se muestra una forma de
realización de la información adicional de alarma.
En un primer campo "Alarm_type" se indica el
tipo de alarma. Esto se realiza mediante el protocolo PROFIBUS
correspondiente. En un campo subsiguiente "Slot_Number" se
indica el lugar ocupado en la fuente de datos. En un campo
"Seq_Nr" se transmite un parámetro correspondiente al tipo de
alarma. Este valor es "0". Asimismo, los dos campos
subsiguientes "Alarm_Specifier" y "Add_ack" están
ocupados en cada caso con un "0". Éstos especifican la alarma o
indican si el usuario debe enviar una confirmación. Un "0"
significa en cada caso que no necesita enviarse una especificación
o que el usuario no necesita enviar una confirmación. Finalmente,
en el campo "Dianostic_User_Data" se indican otros parámetros
que se refieren a la versión del protocolo, su identificación, la
dirección, la longitud neta de los datos y una reserva para
ampliaciones posteriores. Éstos están resumidos junto con su
longitud en la tabla de la figura 5.
El aparato superior recibe la alarma de
comunicación y a continuación lee los segmentos de datos de forma
secuencial con ayuda de los elementos primitivos de servicio como
registro de datos procedente del aparato subordinado. El número del
registro de datos se determina en un perfil como constante. El
número de segmentos y la longitud del segmento final los determina
el aparato superior con ayuda de la longitud del paquete, que se ha
transmitido en la alarma como información adicional. Después de que
el aparato superior haya recuperado todos los segmentos o haya
interrumpido el protocolo, el aparto superior acusa recibo de la
alarma de comunicación con un elemento primitivo de servicio
adicional.
El desarrollo se muestra en la figura 6. El
aparato subordinado genera una solicitud de transmisión enviando
una solicitud de alarma tal como se ha explicado anteriormente en
relación con la figura 5. Ésta es detectada por el aparato superior
como indicación de alarma. El aparato superior envía además una
solicitud de lectura al aparato subordinado que éste responde con
una respuesta de lectura. Estas dos etapas se repiten en función
del volumen del paquete de datos hasta que se hayan intercambiado
todos los datos. Al final del intercambio de datos, el aparato
superior envía una indicación de recepción y envía al aparato
subordinado una confirmación de alarma. Al recibir la indicación de
confirmación de alarma, el aparato subordinado genera un aviso de
acuse de recibo.
El aparato subordinado supervisa la recuperación
de los segmentos. Si en el momento del acuse de recibo de alarma
todavía no se han recuperado todos los segmentos, se genera un
acuse de recibo negativo (negative confirmation). Con ello, el
aparato superior puede indicar todas las situaciones erróneas
posibles (protocolo ID equivocado, versión equivocada,...) al
aparato subordinado. Dado que en los registros de datos, durante la
lectura y escritura, se indican diferentes entidades del mismo
registro de datos, entre un aparato superior y un determinado
aparato subordinado puede estar de camino un paquete tanto en el
sentido de emisión, como también en el sentido de transmisión (desde
la perspectiva del aparato subordinado).
En la figura 7 se muestra la transmisión de
paquetes de datos desde un aparato subordinado a otro aparato
subordinado.
El aparato subordinado detecta, mediante el tipo
de estación de la estación destino, que el receptor es un aparato
subordinado y, por tanto, envía el paquete de datos primero a su
aparato superior como router (encaminador) para la estación
destino.
El aparato superior detecta su función de router
mediante la dirección destino transmitida en el segmento inicial
(que no es la suya propia) y, por tanto, transfiere los segmentos
recibidos inmediatamente con un elemento primitivo de servicio al
aparato subordinado indicado como destino.
Después de que el aparato subordinado haya
recuperado todos los segmentos o haya interrumpido el protocolo, el
aparato superior envía acuse de recibo de la alarma de comunicación
al aparato subordinado emisor con un elemento primitivo de
servicio.
La invención puede aplicarse en todos los tipos
de buses de campo y especialmente en un sistema de tipo
PROFIBUS.
Claims (2)
1. Procedimiento para transmitir mensajes
estructurados en marcos con varios campos predeterminados entre al
menos dos aparatos subordinados por medio de un bus, de modo
que
- -
- un aparato superior envía de forma cíclica un mensaje descendente a cada uno de los al menos dos aparatos subordinados y, tras recibir el mensaje descendente, los al menos dos aparatos subordinados envían un mensaje ascendente al aparato superior, y
- -
- en una situación excepcional, un primer aparato de los al menos dos aparatos subordinados genera una solicitud de alarma, con lo que dicho primer aparato de los al menos dos aparatos subordinados recupera un registro de datos del mensaje por medio del aparato superior
caracterizado
porque
- -
- el aparato superior transmite el registro de datos de mensaje al segundo de los al menos dos aparatos subordinados si el mensaje ascendente del primer aparato de los al menos dos aparatos subordinados contiene la dirección del segundo aparato subordinado, y
- -
- el aparato superior acusa recibo de la solicitud de alarma del primer aparato de los al menos dos aparatos subordinados en este primer aparato de los al menos dos aparatos subordinados.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque si los paquetes de datos que van a
transmitirse son mayores que un campo de datos de usuario, cada
paquete de datos se divide para la transmisión en un segmento
inicial, al menos un segmento central y un segmento final con un
tamaño predeterminado en cada caso, de modo que el aparato superior
recupera individualmente cada uno de los segmentos, los transmite
al segundo aparato subordinado y los segmentos del paquete de datos
transmitido se reensamblan en el segundo aparato subordinado.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10156159 | 2001-11-15 | ||
| DE10156159A DE10156159A1 (de) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | Verfahren zum Einsetzen eines höherwertigen Protokolls auf einem beschränkten Bussystem |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2237645T3 true ES2237645T3 (es) | 2005-08-01 |
Family
ID=7705869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES02025412T Expired - Lifetime ES2237645T3 (es) | 2001-11-15 | 2002-11-14 | Procedimiento para el encapsulado de un protocolo de alta calidad en un sistema de bus de campo. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1312992B1 (es) |
| AT (1) | ATE288094T1 (es) |
| DE (2) | DE10156159A1 (es) |
| ES (1) | ES2237645T3 (es) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10307650A1 (de) | 2003-02-21 | 2004-09-02 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Verfahren zum Übertragen von Daten über einen Feldbus der Prozessautomatisierungstechnik |
| DE102004014793A1 (de) * | 2004-03-24 | 2005-10-20 | Bosch Rexroth Ag | Verfahren zur Datenübertragung |
| DE102004039886A1 (de) | 2004-08-17 | 2006-03-09 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Verfahren zum Betreiben eines Feldgerätes der Automatisierungstechnik |
| DE102004062683A1 (de) * | 2004-12-21 | 2006-06-29 | Bosch Rexroth Aktiengesellschaft | Verfahren zur Regelung einer Übertragung mit kurzen Datentelegrammen |
| US20060268855A1 (en) * | 2005-05-31 | 2006-11-30 | Caterpillar Inc. | Communication apparatus for real-time embedded control |
| DE102006012275B4 (de) * | 2006-03-15 | 2007-12-20 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Datenübertragungs- und verarbeitungssystem mit sicherem Erfassen von kritischen Zuständen |
| DE102006032217A1 (de) * | 2006-07-12 | 2008-01-24 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines LIN-Busses |
| EP2161638B2 (de) * | 2008-09-08 | 2014-03-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Automatisierungssystem, Gerät zur Verwendung in einem Automatisierungssystem und Verfahren zum Betreiben eines Automatisierungssystems |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5162986A (en) * | 1990-10-19 | 1992-11-10 | Allen-Bradley Company, Inc. | Remote downloading and uploading of motion control program information to and from a motion control I/O module in a programmable controller |
| DE19955306C1 (de) * | 1999-11-17 | 2001-06-28 | Siemens Ag | Kommunikationsteilnehmer bzw. Kommunikationsverfahren |
-
2001
- 2001-11-15 DE DE10156159A patent/DE10156159A1/de not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-11-14 DE DE50202101T patent/DE50202101D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-11-14 ES ES02025412T patent/ES2237645T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-11-14 EP EP02025412A patent/EP1312992B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-11-14 AT AT02025412T patent/ATE288094T1/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1312992A1 (de) | 2003-05-21 |
| ATE288094T1 (de) | 2005-02-15 |
| DE50202101D1 (de) | 2005-03-03 |
| EP1312992B1 (de) | 2005-01-26 |
| DE10156159A1 (de) | 2003-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4715030A (en) | Local area network bridge | |
| US5884040A (en) | Per-packet jamming in a multi-port bridge for a local area network | |
| US7007095B2 (en) | Method and apparatus for unscheduled flow control in packet form | |
| ES2402828T3 (es) | Establecimiento de prioridades de acuses de recibo en redes inalámbricas | |
| US6098103A (en) | Automatic MAC control frame generating apparatus for LAN flow control | |
| EP1872544B1 (en) | Monitoring a queue for a communication link | |
| ES3055159T3 (en) | Subscriber station for a serial bus system, and method for communicating in a serial bus system | |
| ES2391086T3 (es) | Módulo acelerador de protocolo con función de transmisión de paquetes y método de funcionamiento para un transceptor para la transmisión rápida de paquetes de datos | |
| ES3056893T3 (en) | Subscriber station for a serial bus system and method for communication in a serial bus system | |
| BR112015014861B1 (pt) | Método e dispositivo para a troca de dados entre assinantes | |
| ES2237645T3 (es) | Procedimiento para el encapsulado de un protocolo de alta calidad en un sistema de bus de campo. | |
| JP2000506295A (ja) | アプリケーションとバス間の非同期データ転送を自動的に管理する非同期データパイプ | |
| US10848419B2 (en) | Data transmission method, communication network and master participant | |
| US11962409B2 (en) | User station for a serial bus system, and method for communicating in a serial bus system | |
| KR20160135296A (ko) | 버스 시스템용 가입자국, 그리고 버스 시스템에서의 전송 용량 증대 방법 | |
| US11700143B2 (en) | User station for a serial bus system, and method for communicating in a serial bus system | |
| TWI411264B (zh) | 非阻塞式網路系統及其封包仲裁方法 | |
| US6882622B1 (en) | Flow control system for network devices | |
| US6442168B1 (en) | High speed bus structure in a multi-port bridge for a local area network | |
| ES2335788T3 (es) | Procedimiento para la transmision de datos y sistema de automatizacion para el empleo de un procedimiento de transmision de datos de este tipo. | |
| ES2293952T3 (es) | Estacion de control, aparato y sistema de red. | |
| ES2240807T3 (es) | Recepcion de mensajes de datos en sistemas de comunicaciones que comprendan rutas de redes redundantes. | |
| ES2355845T3 (es) | Procedimiento, nodo y red para el envío cíclico de telegramas de ethernet. | |
| US11831466B2 (en) | User station for a serial bus system, and method for transmitting a message in a serial bus system | |
| US20130036243A1 (en) | Host-daughtercard configuration with double data rate bus |