ES2323150T3 - Unidad maestra, sistema de comunicacion y procedimiento para su funcionamiento. - Google Patents
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Abstract
Unidad maestra para una sistema de comunicación con una estructura maestro-esclavo, con una primera unidad de transmisión (11) unida a una primera vía de comunicación (21) para transmitir señales de información por la primera vía de comunicación (21), una segunda unidad de transmisión (12) unida con una segunda vía de comunicación (22) para transmitir señales de información por segunda vía de comunicación (22), una primera unidad de recepción (13) unida a una primera vía de comunicación (21) para recibir señales de información por la primera vía de comunicación (21), y una segunda unidad de recepción (14) unida con la segunda vía de comunicación (22) para recibir señales de información por la segunda vía de comunicación (22), caracterizada porque una primera unidad de control de transmisión (16) unida con la primera unidad de transmisión (11) y con la segunda unidad de transmisión (12), y una unidad de control de recepción (18) unida con la primera unidad de recepción (13) y la segunda unidad de recepción (14), estando diseñada la unidad de control de transmisión (16) en régimen de lectura de la unidad maestra para entregar a la primera unidad de transmisión (11) y a la segunda unidad de transmisión (12) una señal de información con un campo de datos que para cada uno de los participantes (3) que están conectados presenta la correspondiente zona de datos, para la transmisión independiente y en sentido contrario por la primera vía de comunicación (21) y por la segunda vía de comunicación (22), y estando la unidad de control de recepción (18) diseñada en régimen de lectura para superponer los campos de datos de las dos señales de información recibidas por la primera unidad de recepción (13) sobre la primera vía de comunicación (21) y por la segunda unidad de recepción (14) sobre la segunda vía de comunicación (22).
Description
Unidad maestra, sistema de comunicación y
procedimiento para su funcionamiento.
La invención se refiere a un participante y a
una unidad maestra en un sistema de comunicación con varios
participantes que están unidos entre sí por medio de una estructura
de doble anillo que funciona en ambos sentidos, a un sistema de
comunicación de esta clase con una estructura
maestro-esclavo y a un procedimiento para el
funcionamiento del participante o del sistema de comunicación.
En la técnica de fabricación y automatización se
emplean cada vez más unos sistemas de bus seriales en las que los
equipos de situación descentralizada de la periferia de una máquina
tales como módulos E/S, convertidores de medida, accionamientos,
válvulas y terminales de operario se comunican a través de un
potente sistema de comunicación en tiempo real con sistemas de
automatización, ingeniería o visualización. Todos los participantes
están unidos en red entre sí a través de un bus serial,
preferentemente a través de un bus de campo, efectuándose el
intercambio de datos a través del bus, por lo general a base del
principio maestro-esclavo.
Los participantes activos del bus en el sistema
del bus, que por lo general son los equipos de mando, están en
posesión de una autorización de acceso al bus, y son los que
determinan la transferencia de datos por el bus. Los participantes
activos del bus se designan en el sistema de bus serial como
unidades maestro. En cambio los participantes pasivos del bus son
por lo general los equipos periféricos de máquina. Éstos no obtienen
autorización de acceso al bus, es decir que solamente podrán
confirmar señales de información recibidas, o transmitir señales de
información a una unidad maestra, a petición de ésta. Los
participantes pasivos del bus se denominan en el sistema de bus
serial como unidades esclavas.
Los sistemas de bus de campo con una estructura
de maestro-esclavo se realizan generalmente con
topología de anillo, con el fin de evitar un cableado complejo,
estando conectados todos los participantes del bus a una vía de
transmisión en forma de anillo. Una señal de información generada
por la unidad maestra es inyectada por la unidad maestra en la vía
de transmisión en forma de anillo y recorre sucesivamente las
unidades esclavas conectadas de modo serial a la vía de transmisión
en forma de anillo, y vuelven a ser recibidas y evaluadas por la
unidad maestra. Los sistemas maestro-esclavo por lo
tanto también se pueden realizar como sistemas
multi-maestro.
Las señales de información por lo general son
organizadas por la unidad maestra formando paquetes de datos que se
componen de datos de control y de datos útiles, empleándose
preferentemente el estándar Ethernet, que admite paquetes de datos
con una longitud de hasta 1500 bytes, mientras al mismo tiempo la
velocidad de transmisión es alta, de 100Mbit/s. Cada una de las
unidades esclavas conectadas a la vía de transmisión en forma de
anillo intercambia durante el paso del telegrama Ethernet
inyectado por la unidad maestra por la vía de transmisión en forma
de anillo, los datos útiles destinados a éste mediante el telegrama
Ethernet.
Los sistemas de comunicación
maestro-esclavo con estructura de anillo tienen por
lo general una estructura tal que la unidad maestra presenta una
unidad transmisora como punto de acoplamiento de datos y una unidad
receptora como punto de desacoplamiento de datos en un medio de
transmisión. Las distintas unidades esclavas están entonces
reunidas en la vía de transmisión formando una cadena, estando cada
participante unido con dos vecinos, mientras que el primero y el
último participante de la cadena está unidos con la unidad maestra.
La transmisión de los paquetes de datos tiene lugar en un sentido
partiendo de la unidad maestra a través de su unidad de transmisión
a la primera unidad maestra esclava que está conectada, y de ahí a
la siguiente hasta alcanzar la última unidad esclava de la cadena,
para volver después a la unidad de recepción de la unidad maestra.
Cada unidad esclava presenta para la recepción de los paquetes de
datos que están circulando desde el participante anterior, un
interfaz con una unidad de recepción, y para la retransmisión al
participante siguiente un interfaz con una unidad de transmisión,
estando situada entre la unidad de recepción y la unidad de
transmisión una unidad de tratamiento para tratar los paquetes de
datos que pasan a través de la unidad esclava, es decir para
intercambiar con los paquetes de datos los datos útiles
correspondientes a la unidad esclava.
Los sistemas de comunicación en forma de anillo
con estructura de maestro-esclavo a menudo están
realizados de tal modo que la unidad maestra con las unidades
esclavas dispuestas en ella forma una línea física, presentando el
medio de transmisión una estructura de doble línea y presentando
cada unidad esclava dos puertos con una unidad de
transmisión-recepción combinada, donde en el puerto
de salida de la última unidad maestra de la cadena de transmisión
están puestas en corto la unidad de transmisión y de recepción. Los
paquetes acoplados por la unidad maestra a través de su unidad de
recepción en la primera línea son tratados por las unidades
esclavas en la vía de ida, y luego en la vía de retorno simplemente
se retransmiten a través de la segunda línea a la unidad de
recepción de la unidad
maestra.
maestra.
Un requisito básico que han de cumplir los
sistema de comunicación maestro-esclavo,
especialmente cuando se utilizan para la automatización de
fabricación y procesos es un alto grado de tolerancia a las averías,
es decir la capacidad del sistema de comunicación para mantener la
función requerida, es decir por ejemplo la fabricación de una
pieza. Los fallos en el sistema de comunicación que se han de poder
superar sin perjudicar el proceso son, además de los fallos en los
paquetes de datos, en particular también el fallo de trayectos
completos de transmisión, por ejemplo debido a un corte físico del
medio de transmisión.
Para obtener un sistema de comunicación
maestro-esclavo que sea tolerante para los fallos,
en particular en el caso de fallos de trayecto, es decir durante el
fallo de tramos completos de transmisión, se emplean a menudo
estructuras de doble anillo que trabajan en ambos sentidos. Así se
describe en el documento US 4.663.748 un sistema de comunicación
con una estructura maestro-esclavo, en el que la
unidad maestra está unida de forma serial de forma serial con una
pluralidad de unidades esclavas a través de dos vías de comunicación
que trabajan en sentidos contrarios, donde la unidad maestra envía
los paquetes de datos simultáneamente a través de ambas vías de
comunicación. La unidad esclava tiene entonces dos unidades de
tratamiento, que van conectadas respectivamente entre las dos vías
de comunicación para tratar los telegramas de datos que pasan a
través. En los participantes están situadas además unas unidades de
acoplamiento activables para que en el caso de surgir un fallo de
trayecto, por ejemplo la rotura de una línea de comunicación, se
pueda reconfigurar el sistema de comunicación mediante la
supervisión de las señales en ambos anillos de transmisión y la
correspondiente conmutación del sistema de comunicación de tal modo
que se evite la parada de un tramo importante del sistema de
comunicación o incluso una parada total causada por el fallo de
trayecto.
En el documento DE 103 12 907 A1 se ha propuesto
además realizar la unidad esclava de tal modo que en cada una de
las vías de comunicación estén situados en el sentido de transmisión
de datos, primero una unidad de tratamiento y después un
multiplexador con dos entradas y una salida. El multiplexador está
unido por sus entradas respectivamente con las dos unidades de
tratamiento de la unidad esclava y por su salida con la
correspondiente vía de comunicación. Durante el funcionamiento
normal exento de fallos, cada uno de los dos multiplexadores
conecta la unidad de tratamiento situada en la correspondiente vía
de comunicación dándole continuidad. En régimen de fallo, al surgir
un fallo de trayecto en la vía de comunicación que tiene asignada,
se da continuidad sin embargo a la unidad de tratamiento en la otra
vía de comunicación. Esta realización de la unidad esclava permite
que en un caso de avería se reconfigure el sistema de comunicación,
esencialmente en tiempo real.
Los sistemas de comunicación
maestro-esclavo con una estructura de doble anillo
en el que las distintas unidades esclavas presentan cada una dos
unidades de tratamiento para tratar los telegramas de datos que
pasan a través de ellas, entrañan sin embargo un elevado gasto de
hardware y de conmutación de las unidades esclavas y por lo tanto
incrementan los costes. Además es preciso que durante el
funcionamiento normal cada unidad esclava decida cuál de los dos
paquetes de datos que pasan a través de las unidades de tratamiento
se ha de aprovechar para el control del equipo, lo que para las
elevadas velocidades de transmisión de datos que se exigen limita
considerablemente el empleo de tales sistemas de comunicación.
Además de esto, en los sistemas de comunicación conocidos con
tolerancia para los fallos, con topología de doble anillo, es
preciso que la unidad maestra reaccione independientemente ante un
fallo de trayecto y conmute del régimen normal a un régimen de
funcionamiento en avería.
Por el documento US 2004/0008719 se conoce una
unidad esclava para un sistema de comunicación
maestro-esclavo que presenta las características de
la reivindicación 1 así como un procedimiento para el funcionamiento
de un sistema de comunicación maestro-esclavo con
las características del preámbulo de la reivindicación 9. También
se describe un sistema de comunicación con estructura de doble
anillo tolerante para los fallos en el documento US 4.527.270, el
EP 0 605 795 A2 y el GB 2 348 782 así como el EP 1 271 854.
El objetivo de la invención es el de facilitar
una unidad maestra para un sistema de comunicación
maestro-esclavo y un procedimiento para el
funcionamiento de un sistema de comunicación
maestro-esclavo que con un gasto mínimo de hardware
y de circuitos en la unidad maestra permita llevar a cabo medidas de
reconfiguración en tiempo real cuando surjan averías de trayecto en
una topología de doble anillo tolerante a los fallos.
Este objetivo se resuelve mediante una unidad
maestra conforme a la reivindicación 1 y un procedimiento conforme
a la reivindicación 9. Unos perfeccionamientos preferidos se
describen en las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con la invención, un participante en
un sistema de comunicación con varios participantes, que están
unidos entre sí por medio de una primera vía de comunicación y una
segunda vía de comunicación, trabajando las dos vías de
comunicación como estructura de doble anillo en sentido contrario
entre sí, está realizado de tal modo que el participante presenta
por cada vía de comunicación una unidad de recepción para recibir
señales de información por la correspondiente vía de comunicación y
una unidad de transmisión para transmitir señales de información
por la correspondiente vía de comunicación. Además de esto está
prevista una unidad de tratamiento individual que presenta una
entrada y una salida para tratar señales de información que pasan a
través del participante así como una unidad de acoplamiento
activable. Esta unidad de acoplamiento activable comunica durante
el funcionamiento normal entre sí la primera unidad de recepción y
transmisión perteneciente a la primera vía de comunicación, estando
intercalada la unidad de tratamiento para el tratamiento de las
señales de información que pasan a través de ellas, y la segunda
unidad de recepción y transmisión perteneciente a la segunda vía de
comunicación. En caso de fallo de la primera unidad de transmisión
y/o de la segunda unidad de recepción, es decir cuando surja un
fallo de trayecto hacia el participante, el dispositivo de
acoplamiento activable comunica entonces la primera unidad de
recepción con la segunda unidad de transmisión a través de la
unidad de tratamiento, y en régimen de fallo de la primera unidad de
recepción y/o de la segunda unidad de transmisión, es decir de
nuevo al aparecer un fallo de trayecto hacia el participante
contiguo, une la segunda unidad de recepción con la primera unidad
de transmisión a través de la unidad de tratamiento.
Con este diseño del participante en un sistema
de comunicación tolerante a los fallos con una topología de doble
anillo se puede proceder a una reconfiguración del participante en
tiempo real cuando surjan fallos de trayecto hacia participantes
contiguos en una o ambas vías de comunicación, para permitir un
funcionamiento sin averías a pesar del fallo de trayecto. El
funcionamiento del participante y por lo tanto el funcionamiento
del sistema de comunicación al que está conectado el participante se
puede mantener así a pesar del fallo de trayecto. El diseño
conforme a la invención ofrece en este caso la ventaja de que en
cada participante está prevista sólo una única unidad de
tratamiento, lo que reduce el gasto de hardware y por lo tanto los
costes. Aparte de esto no se diferencia el comportamiento del
participante en caso de redundancia, es decir al surgir un fallo de
trayecto, del comportamiento durante el funcionamiento normal ya que
las señales de información que pasan siempre son interpretadas y
tratadas durante el paso por la una unidad de tratamiento que está
presente. Esto asegura al mismo tiempo una elevada dinámica durante
el proceso de conmutación y por lo tanto para cumplir los
requisitos de tiempo real para el sistema de comunicación.
Para ello se prefiere realizar el dispositivo de
acoplamiento activable del participante en forma de un primer
multiplexador, cuya primera entrada esté unida a la primera unidad
de recepción, cuya segunda entrada esté unida a la segunda unidad
de recepción y cuya salida esté unida a la unidad de tratamiento, y
un segundo multiplexador cuya primera entrada esté unida a la
segunda unidad de recepción, cuya segunda entrada esté unida a la
unidad de tratamiento y cuya salida esté unida a la segunda unidad
de transmisión, donde durante el funcionamiento normal, el primer
multiplexador conecta su primera entrada con su salida y durante el
régimen de avería de la primera unidad de recepción y/o de la
segunda unidad de transmisión, conecta su segunda entrada a su
salida, y donde en régimen de funcionamiento normal, el segundo
multiplexador conecta su primera entrada a su salida y en régimen
de avería de la primera unidad de transmisión y/o de la segunda
unidad de recepción, conecta su segunda entrada a su salida.
El diseño conforme a la invención del
dispositivo de acoplamiento activable con dos multiplexadores
2-1 que están conectados antes o después de la
unidad de tratamiento se ocupa en caso de avería de que según el
emplazamiento del fallo de trayecto que haya surgido, la señal de
información se conduzca siempre a través del participante de tal
modo que después de pasar por la unidad de tratamiento se reacople
la señal de información. El empleo de multiplexadores
2-1 supone solamente un reducido gasto de hardware,
pero permite conmutar de modo sencillo y con una dinámica elevada
entre régimen normal y régimen en caso de fallo.
De acuerdo con la invención, una unidad maestra
en un sistema de comunicación con una estructura
maestro-esclavo que presenta una pluralidad de
participantes como unidades esclavas está realizado de tal modo que
las unidades esclavas están unidas con la unidad maestra a través
de la estructura de doble anillo formada por la primera y la
segunda vía de comunicación que trabajan en sentidos contrarios.
Para ello la estructura maestra presenta para cada vía de
comunicación la correspondiente unidad de transmisión y recepción,
estando unidas las unidades de transmisión con una unidad de
control de transmisión y las unidades de recepción con una unidad de
control de recepción. La unidad de control maestra de transmisión
entrega para ello a las dos unidades de transmisión de la unidad
maestra una señal de información con un campo de datos y un campo de
contador puesto en un valor predeterminado para la transmisión por
separado y en sentido contrario por la primera y por la segunda vía
de comunicación. Las unidades de tratamiento de cada participante
cambian el valor del campo del contador en un valor predeterminado
cada vez que se produce el paso de la señal de información. La
unidad de control varía entonces el valor de los campos del
contador de las dos señales de información recibidas por las
unidades de recepción por la primera y por la segunda vía de
comunicación.
comunicación.
Con la realización conforme a la invención del
sistema de comunicación existe para la unidad maestra de forma
sencilla la posibilidad de comprobar la ausencia de fallos en el
sistema de comunicación, en particular también en el caso de una
reconfiguración del sistema de comunicación después de haber
aparecido un fallo de trayecto. Después de evaluar los campos de
contador después de la recepción de las dos señales de información
idénticas que recirculan en sentido contrario a través de las vías
de comunicación, la unidad maestra puede comprobar cuántas de las
unidades esclavas que están conectadas están en funcionamiento. Y es
que las unidades de tratamiento de las unidades esclavas activas
cambian cada vez el valor del campo del contador de la señal de
información que lo atraviesa sirviéndose de su unidad de
tratamiento, por lo que al evaluar los campos de contador de las
dos señales de información recibidas en la unidad maestra se puede
deducir entonces la capacidad de funcionamiento de las unidades
esclavas. También mediante la correlación de los valores en los
campos de los contadores de las dos señales de información
recibidas se puede comprobar entre qué participantes ha aparecido el
fallo de trayecto en el sistema de comunicación o si y dónde se ha
producido la parada total de un participante.
La evaluación de los campos de los contadores de
las dos señales de información recibidas que recirculan en la
primera y en la segunda vía de comunicación se realiza
preferentemente sumando los valores de los campos de los
contadores. El valor total indica entonces inmediatamente si todas
las unidades esclavas que están conectadas están activas ya que su
número se refleja directamente en el valor de la suma.
De acuerdo con la invención se incrementa aún
más la tolerancia a los fallos del sistema de comunicación de modo
sencillo por el hecho de que durante el régimen de lectura, es decir
cuando se deban transmitir los datos de las unidades esclavas a la
unidad maestra, se entrega por la unidad de control de transmisión
de la unidad maestra una señal de información a las dos unidades de
transmisión con un campo de datos que presenta una zona de datos
asignada a cada uno de los participantes conectados al sistema de
comunicación. Estas dos señales de información se envían entonces
por separado y en sentido contrario por la primera y por la segunda
vía de comunicación, y los participantes anotan el paso de la señal
de información en la correspondiente zona de datos. La unidad de
control de recepción de la unidad maestra superpone entonces los
campos de datos de las dos señales de información recibidas por la
primera vía de comunicación y por la segunda vía de
comunicación.
Con esta forma de proceder se asegura la
capacidad de funcionamiento del sistema de comunicación de forma
sencilla, especialmente también en el caso redundante, es decir
cuando el sistema de comunicación ha sido reconfigurado debido a un
fallo de trayecto y determinados participantes hayan conmutado a
régimen de fallo, quedando asegurado un régimen de lectura fiable.
Mediante la superposición de los campos de datos de las dos señales
de información recibidas, es decir especialmente por su combinación
en compuerta O, se genera entonces un campo de datos combinado en
el cual figuran todos los datos a transmitir por los participantes,
con independencia de la forma en que se reacoplen las señales de
información a través de las vías de comunicación hacia la unidad
maestra. La forma de proceder conforme a la invención permite así de
forma sencilla un alto grado de tolerancia a los fallos,
especialmente en el caso de fallos de trayecto en la topología del
doble anillo. Por lo demás, el procedimiento de evaluación de la
unidad maestra en régimen de reconfiguración no se diferencia del
régimen normal.
La invención se describe con mayor detalle
sirviéndose de los dibujos adjuntos. Éstos muestran:
Figura 1 una representación esquemática de un
sistema de comunicación conforme al invención con una estructura
maestro-esclavo, presentando
La Figura 1A el régimen de funcionamiento
normal,
La Figura 1B una primera reconfiguración del
sistema de comunicación al surgir un doble fallo de trayecto, y
La Figura 1C una segunda reconfiguración del
sistema de comunicación al producirse el fallo de una unidad
esclava; y
Figura 2 una representación esquemática de un
participante conforme a la invención.
En la técnica de automatización se vienen
empleando cada vez más los sistemas de bus de campo en el que
equipos de la periferia de las máquinas situados dispersos se
comunican a través de un bus de campo con sistemas de
automatización, ingeniería y visualización. El sistema de bus de
campo presenta por lo general un bus serial que puede ser por
ejemplo un conductor eléctrico, un conductor de fibra óptica o un
cable de radio. A este bus de campo están conectados entonces todos
los participantes al bus, distinguiéndose entre participantes al
bus activos y pasivos. Los participantes al bus activo del sistema
de bus de campo son las unidades maestras que determinan el tráfico
de datos en el bus. Una unidad maestra de este tipo es por ejemplo
un PC industrial que sirve de ordenador de conducción de un proceso
en un procedimiento de fabricación. Esta unidad maestra tiene
autorización de acceso al bus y puede emitir sobre el bus de campo
datos sin que haya habido una solicitación exterior. Los
participantes pasivos del bus en el sistema del bus son equipos
periféricos de la máquina, por ejemplo equipos E/S, válvulas,
accionamientos y convertidores de medida. Sirven como unidades
esclavas y no reciben autorización de acceso, es decir que sólo
pueden confirmar señales de información recibidas o transmitir a la
unidad maestra señales de información bajo demanda.
Como estándar de comunicación para la
transmisión de datos en el sistema maestro-esclavo
se emplea preferentemente el concepto Ethernet. En los sistemas de
comunicación Ethernet los datos que se han de transmitir se
encapsulan en paquetes de datos que en lo sucesivo también se
denominan telegramas, con un formato predeterminado. Los telegramas
Ethernet pueden presentar una longitud de datos de hasta 1500 bytes,
en lo que están contenidos además de los datos útiles unos datos de
control que presentan una identificación de comienzo, una dirección
de destino y de origen, un tipo de paquete de datos y un mecanismo
de fallos.
Los sistemas de comunicación Ethernet con
estructura maestro-esclavo están realizados
preferentemente de tal modo que las distintas unidades esclavas
están reunidas a través del medio de transmisión formando una
cadena, donde cada unidad esclava está en comunicación con dos
vecinos, el primero y último participante de la cadena está unido
con la unidad maestra, de modo que se obtiene una estructura en
anillo. La transmisión de datos tiene lugar partiendo de la unidad
maestra en sentido hacia la primera unidad esclava contigua y desde
allí hacia la siguiente hasta la última unidad esclava y de ahí de
vuelta a la unidad maestra.
Con el fin de asegurar un alto grado de
tolerancia a los fallos, en particular en el caso de un fallo de
trayecto en el sistema de comunicación, es decir la parada de
tramos completos de transmisión con unidades esclava, p.ej. debido
a una rotura de cable, los sistemas de comunicación con estructura
de maestro-esclavo presentan a menudo dos vías de
comunicación que trabajan en sentido contrario entre sí. Debido a la
estructura de doble anillo que trabaja en sentido contrario, se
tiene en el caso de fallos de trayecto la posibilidad de llevar a
cabo medidas de reconfiguración en el sistema de comunicación para
mantener la capacidad de funcionamiento del sistema de comunicación
a pesar del fallo de trayecto.
La Figura 1 muestra en un esquema de principio
un sistema de comunicación de esta clase tolerante a los fallos en
una forma de realización conforme a la invención. El sistema de
comunicación presenta una unidad maestra 1, que a través de una
estructura de doble anillo 2 con N unidades esclavas 3 está unida
serialmente. La estructura de doble anillo comprende dos vías de
comunicación unidireccionales 21, 22 que atraviesan en sentido
contrario las unidades esclavas 3 que están conectadas. La unidad
maestra 1 está conectada a través de una primera unidad de
transmisión TX11 a la primera vía de comunicación 21 como punto de
desacoplamiento de datos, y a través de una segunda unidad de
transmisión TX12 a la segunda vía de comunicación 22 como punto de
desacoplamiento de datos. La unidad maestra 1 presenta además una
primera unidad de recepción RX13 como punto de acoplamiento de
datos para la primera vía de comunicación 21 y una segunda unidad de
recepción RX14 como punto de acoplamiento de datos para la segunda
vía de comunicación 22. La primera unidad de transmisión TX11 y la
segunda unidad de transmisión TX12 están unidas a una unidad de
control de transmisión 16 a través de una primera línea de control
15. La primera unidad de recepción RX13 y la segunda unidad de
recepción RX14 están unidas entre sí a través de una segunda línea
de control 17 y a una unidad de control de recepción 18.
Cada unidad esclava 3 a su vez presenta un
interfaz para la recepción de telegramas procedentes de un
participante anterior a través de la primera vía de comunicación
21, con una primea unidad de recepción RX31 y un interfaz con una
primera unidad de transmisión TX32 para retransmitir al siguiente
participante a través de la primera vía de comunicación 21. Cada
unidad esclava 3 presenta además para la recepción de un telegrama
Ethernet recirculante a través de la segunda vía de comunicación 22
desde un participante anterior un interfaz con una segunda unidad
de recepción RX33 y para la retransmisión al participante siguiente,
un interfaz con una segunda unidad de trasmisión TX34. Entre la
primera unidad de recepción RX31, la segunda unidad de recepción
RX32, la primera unidad de transmisión RX33 y la segunda unidad de
transmisión TX34 va conectada además en cada unidad esclava 3 una
unidad de tratamiento 35 y un dispositivo de acoplamiento activable
37.
El esquema de principio de una unidad esclava 3
está representado con mayor detalle en la Figura 2. En la unidad
esclava 3 están agrupadas como puerto 0 la primera unidad de
recepción RX31 que está conectada a la primera vía de comunicación
21 y la segunda unidad de transmisión TX34 que está conectada a la
segunda vía de comunicación 22. La segunda unidad de recepción RX33
que está conectada a una segunda vía de comunicación 22 y la
primera unidad de transmisión TX32 que está conectada a la primera
vía de comunicación 21 están organizadas como puerto 1.
El dispositivo de acoplamiento activable 37
presenta un primer conmutador 38 y un segundo conmutador 39 que
están realizados respectivamente como multiplexadores
2-1. La unidad de recepción y de transmisión 31, 32,
33, 34, los multiplexadores 38, 39 del dispositivo de acoplamiento
activable 37 y la unidad de tratamiento 35 están interconectados
entre sí por medio de una red de líneas 40, en la forma mostrada en
la Figura 2 mediante flechas.
La salida de la primera unidad de recepción RX31
está unida a la primera entrada del primer multiplexador 38. La
segunda entrada del primer multiplexador 38 está conectada a la
segunda unidad de recepción RX33. La salida del primer
multiplexador 38 está unida además con la unidad de tratamiento 35.
El segundo multiplexador 39 a su vez está conectado con su primera
entrada a la segunda unidad de recepción RX33 y con su segunda
entrada a la salida de la unidad de tratamiento 35. La salida del
segundo multiplexador 39 está unida la segunda unidad de
transmisión 34. Además, la salida de la unidad de tratamiento 35
está unida también con la primera unidad de transmisión TX32 a
través de la red de líneas 40.
Durante el régimen de funcionamiento normal sin
fallo del sistema de comunicación tal como está representado en la
Figura 1A, la unidad de control de transmisión 16 de la unidad
maestra entrega un telegrama a la primea unidad de tratamiento TX11
y a la segunda unidad de tratamiento TX12, el cual es enviado
entonces por las dos unidades de transmisión simultáneamente en
sentido contrario a través de la primera vía de comunicación 21 y
de la segunda vía de comunicación 22. Para ello los telegramas
atraviesan entonces en sentido contrario las unidades esclavas 3
que están conectadas, estando todos los dispositivos de acoplamiento
activables 37 de las unidades esclavas 3 conectados de tal modo que
la entrada de la unidad de tratamiento 35 está unida a la primera
unidad de recepción RX31, la salida de la unidad de tratamiento 35 a
la primera unidad de transmisión TX32 y la segunda unidad de
recepción RX33 a la segunda unidad transmisión TX34.
En este régimen de funcionamiento de las
unidades esclavas 3 el dispositivo de acoplamiento activable 37 se
ocupa de que los dos telegramas idénticos que están circulando en
sentido contrario en la primera vía de comunicación 21 y en la
segunda vía de comunicación 22 atraviesen siempre la unidad esclava
de tal modo que solamente se tratan por la unidad de tratamiento 35
los telegramas transmitidos a través de la primera vía de
comunicación 21. El telegrama que está circulando sobre la segunda
vía de comunicación 22 en cambio solamente es transmitido por las
unidades esclavas 3 y no vuelve a llegar a la unidad maestra 1 sin
haber sido tratado. Los dos telegramas que circulan en sentido
contrario a través de la primera y de la segunda vía de comunicación
21, 22 son reconocidos por la primera unidad de recepción RX13 y
por la segunda unidad de recepción RX14 de la unidad maestra 1 y se
retransmiten para su evaluación a través de la segunda línea de
control 17 a la unidad de control de recepción 18.
En la configuración conforme a la invención se
controla por lo tanto el dispositivo de acoplamiento activable 37
compuesto por los dos multiplexadores 2-1, 38, 39,
que de los dos telegramas idénticos que circulan simultáneamente
sobre las dos vías de comunicación 21, 22, pero en sentido
contrario, siempre se conduzca para su tratamiento únicamente el
telegrama de la primera unidad de comunicación 21, por la unidad de
tratamiento 35 de la unidad esclava 3. El telegrama que circula
sobre la segunda vía de comunicación sirve de redundancia y se
reacopla sin modificar en la unidad maestra 1.
El sistema de comunicación conforme a la
invención con una estructura maestro-esclavo, donde
las unidades esclavas están unidas a la unidad maestra a través de
dos estructuras de doble anillo que trabajan en sentido contrario,
estando prevista solamente una única unidad de tratamiento 35 en
cada unidad esclava 3, tiene además en caso de avería, es decir al
surgir un fallo de trayecto, la capacidad de reconfigurar las vías
de comunicación en las distintas unidades esclavas para mantener de
este modo la capacidad de funcionamiento del conjunto del sistema de
\hbox{comunicación.}
La Figura 1B muestra un doble fallo de trayecto
entre la unidad esclava M y la unidad esclava M+1. La Figura 1C
representa una parada completa de la unidad esclava M, lo que es
equivalente a que surjan dos fallos del trayecto dobles, uno entre
la unidad esclava M-1 y la unidad esclava M, y entre
la unidad esclava M+1 y la unidad esclava M. Cuando aparecen tales
fallos dobles de trayecto se activa el dispositivo de acoplamiento
activable 37 de las unidades esclavas 3 de tal modo que el telegrama
que llega o bien sobre la primera vía de comunicación 21 o sobre la
segunda vía de comunicación 22 se reacople a la otra vía de
comunicación respectiva en la unidad maestra 1, pasando el
telegrama antes siempre a través de la unidad de tratamiento 35 de
la unidad esclava 3.
En el caso del fallo doble del trayecto
representado en la Figura 10, entre la unidad esclava M y la unidad
esclava M+1, esto tiene lugar de modo que las unidades esclavas 1 a
M-1 y M+2 hasta M se encuentran en régimen de
funcionamiento normal, mientras que en cambio se reconfiguran las
unidades esclavas M y M+1. En el caso del fallo representado en la
Figura 1C, donde hay un fallo total de la unidad esclava M, las
unidades esclavas 1 hasta M-2 así como las unidades
esclavas M+2 hasta M se encuentran en régimen normal. Las unidades
esclavas M-1 y M+1 en cambio son reconfiguradas.
La configuración se activa entonces
preferentemente por los dos puertos 0 y 1 en las unidades esclavas
3. Estos dos puertos 0 y 1 reconocen mediante un procedimiento de
identificación conocido si la unidad esclava se puede poner en
comunicación con una unidad esclava contigua. Si se ha reconocido un
fallo de trayecto desde el puerto 0 ó desde el puerto 1, se lleva a
cabo entonces el correspondiente régimen de fallo y se activa el
dispositivo de acoplamiento activable 34 de la unidad esclava en la
forma deseada.
Durante el régimen de fallo del puerto 1 tal
como aparece en el caso del doble fallo de trayecto representado en
la Figura 1B en la unidad esclava M, o en el fallo de aparato
representado en la Figura 1C en la unidad esclava
M-1, se activa el dispositivo de acoplamiento
activable 37 de tal modo que la entrada de la unidad de tratamiento
35 se une con la primera unidad de recepción RX31, y la salida en
la unidad de tratamiento 35 con la segunda unidad de transmisión
TX34. El telegrama que está circulando por la primera vía de
comunicación 21 se reacopla de este modo a través de la unidad de
tratamiento 35 a la segunda vía de comunicación 21. En el diseño
representado en la Figura 2 del dispositivo de acoplamiento
activable 37 en la unidad esclava 3 con el primer multiplexador 38
y con el segundo multiplexador 39, esto tiene lugar de modo que la
segunda entrada del segundo multiplexador 39 se conecta con su
primera salida. En cambio el primer multiplexador 38 permanece en
régimen normal.
Durante el funcionamiento en régimen de fallo
del puerto 0 en la unidad esclava 3, es decir cuando la primera
unidad de recepción RX31 y/o la segunda unidad de transmisión TX34
reconocen una interrupción de la vía de comunicación con la unidad
esclava contigua, lo que en el caso de doble fallo de trayecto del
puerto 1 tal como aparece en el caso del doble fallo del trayecto
representado en la Figura 18 en la unidad esclava M o en el fallo
de equipo representado en la Figura 1C en la unidad esclava
M-1, se activa el dispositivo de acoplamiento
activable 37 de tal modo que la entrada de la unidad de tratamiento
35 esté unida con la primera unidad de recepción RX31, y la salida
de la unidad de tratamiento 35 con la segunda unidad de transmisión
TX34. El telegrama que circula por la primera vía de comunicación
21 se reacopla así a través de la unidad de tratamiento 35 a la
segunda vía de comunicación 21. En el diseño representado en la
Figura 2 del dispositivo de acoplamiento activable 37 en la unidad
esclava 3 con el primer multiplexador 38 y el segundo multiplexador
39 esto tiene lugar de modo que la segunda entrada del segundo
multiplexador 39 se conecta a su salida. En cambio el primer
multiplexador 38 permanece en régimen normal.
Durante el régimen de avería del puerto 0 en la
unidad esclava 3, es decir cuando la primera unidad de recepción
RX21 y/o la segunda unidad de transmisión TX34 reconocen una
interrupción de la vía de comunicación con la unidad esclava
contigua, lo que en el caso del doble fallo de trayecto representado
en la Figura 18 aparece en el esclavo M+1, y en el caso de fallo de
equipo representado en la Figura 1C en el esclavo M+1, se activa el
dispositivo de acoplamiento activable 34 en la unidad esclava 3 de
tal modo que la entrada de la unidad de tratamiento 35 se une con
la segunda unidad de recepción RX33, y la salida de la unidad de
tratamiento 35 con la primera unidad de transmisión TX32, de modo
que el telegrama que circula por la segunda vía de comunicación 22
se reacopla por la primera vía de comunicación 21 a la unidad
maestra 1 después de haber sido tratado en la unidad de tratamiento
35. En la realización representada en la Figura 2 del dispositivo de
acoplamiento activable 34 esto tiene lugar de modo que el primer
multiplexador 38 conecta su segunda entrada con su salida mientras
que el segundo multiplexador 39 permanece en régimen normal.
Con la forma de proceder conforme a la invención
se tiene por lo tanto la posibilidad de llevar a cabo de modo
sencillo en una unidad esclava con una sola unidad de tratamiento y
mediante una estructura de doble anillo y un dispositivo de
acoplamiento activable, medidas de reconfiguración en el sistema de
comunicación para que en el caso de fallos de trayecto se garantice
la capacidad de funcionamiento del sistema de comunicación, no
diferenciándose el comportamiento de las unidades esclavas con
respecto al tratamiento de telegrama en el caso de redundancia, de
la del régimen normal.
La forma de proceder conforme a la invención
permite que además del doble fallo de trayecto representado en las
Figura 1B y 1C, en el que están interrumpidas las dos vías de
comunicación con el participante contiguo, reconocer también fallos
de trayecto simples en los que solamente está interrumpida una vía
de comunicación, y mantener la capacidad de funcionamiento del
sistema de comunicación mediante la correspondiente reconfiguración
de los participantes contiguos al punto de fallo.
En las unidades esclavas 3 está prevista también
siempre una sola unidad de tratamiento 35, de modo que en
comparación con las unidades esclavas que tengan dos unidades de
tratamiento no es preciso tomar ninguna decisión sobre cuál de las
unidades de tratamiento es competente para el tratamiento del
telegrama.
Con el fin de conseguir un alto grado de
tolerancia a los fallos del sistema de comunicación con un gasto
reducido de hardware, especialmente también en la unidad maestra 1,
se realiza el tratamiento de los telegramas que circulan en sentido
contrario por la primera vía de comunicación 21 y por la segunda vía
de comunicación 22, de tal modo que durante el régimen normal sin
fallos el tratamiento no se diferencie esencialmente del que se
realiza durante el régimen de fallo, donde se mantiene la capacidad
de funcionamiento del sistema de comunicación en el caso de fallos
de trayecto, gracias a la reconfiguración de determinadas unidades
esclavas. La unidad esclava puede estar realizada en la forma
conforme a la invención. Sin embargo existe también la posibilidad
de emplear unidades esclavas con otra disposición
de circuito que se puedan utilizar dentro del marco de un sistema maestro-esclavo con una estructura de doble anillo.
de circuito que se puedan utilizar dentro del marco de un sistema maestro-esclavo con una estructura de doble anillo.
De acuerdo con la invención, en la unidad
maestra 1 se superponen en la unidad de control de recepción 18 los
dos telegramas recibidos en la unidad maestra 1 por la primera
unidad de recepción RX13 por la primera vía de comunicación 21 y
por la segunda unidad de recepción RX14 por la segunda vía de
comunicación 22, para crear así un único telegrama. Esto se realiza
preferentemente por el hecho de que los datos útiles de los dos
telegramas se ordenan bit a bit.
Además, los telegramas presentan siempre en la
zona de los datos de control un campo contador cuyo valor se
evalúa, preferentemente se va sumando, para determinar el estado de
funcionamiento en el sistema de comunicación, en particular la
aparición de un fallo de trayecto. De acuerdo con la invención, esto
se realiza de modo que la unidad de control de transmisión 16 de la
unidad maestra 1 entrega a la primera unidad de transmisión TX11 y
a la segunda unidad de transmisión TX12 respectivamente un telegrama
idéntico con un campo de datos y un campo de contador puesto a un
valor predeterminado para la transmisión independiente en sentido
contrario por la primera vía de comunicación 21 y por la segunda
vía de comunicación 22. La unidad de transmisión 35 de cada una de
las unidades esclavas 3 que estén conectadas está además realizada
de modo que al pasar el telegrama se modifica el campo del contador
en un valor predeterminado. En la unidad de control de recepción 18
se evalúan entonces respectivamente el valor del campo de contador
de los dos telegramas recibidos por la primera unidad de recepción
RX12 por la primera vía de comunicación 21 y por la segunda unidad
de recepción RX14 por la segunda vía de comunicación 22. A partir
de los valores de los dos campos de contador se puede determinar
entonces mediante una simple suma si están activas todas las
unidades esclavas que están conectadas.
Esto se realiza preferentemente de modo que el
campo de contador del telegrama se pone a un valor 0 durante la
transmisión en sentido contrario, y cada unidad de tratamiento 35
incrementa en 1 el valor del campo de contador al pasar el
telegrama a través de la unidad esclava 3. Dado que por el diseño de
los participantes conforme a la invención siempre se trata por la
unidad de tratamiento un único telegrama, tanto durante el régimen
normal como también en régimen de fallo durante la reconfiguración
del circuito del participante, el valor sumado de los campos de
contador de los dos telegramas reacoplados sobre la unidad maestra 1
indica el número de participantes activos. Por lo tanto se puede
comprobar si están activos todos los participantes que están
conectados o si existe un fallo total de un participante, por
ejemplo debido a un doble fallo de trayecto tal como está
representado en la Figura 1C. Además, mediante la comparación de los
valores en los dos campos de contadores y basándose en el número
conocido de unidades esclavas que están conectadas se puede
determinar la posición exacta de un fallo de trayecto, por ejemplo
su aparición entre la unidad esclava M y la unidad esclava M+1 en la
Figura 1B.
También se consigue un funcionamiento tolerante
a los fallos del sistema de comunicación, en particular también en
caso de reconfiguración, debido a la variación de la marcha de la
señal en los participantes al aparecer un fallo de trayecto, por el
hecho de que los dos telegramas idénticos que circulan en sentido
contrario por la primera vía de comunicación 21 y por la segunda
vía de comunicación 22 están realizados de tal modo que en el campo
de datos útiles de cada una de las unidades esclavas que están
conectadas tiene asignada una zona de datos. La unidad de
tratamiento 35 de cada unidad esclava 3 lleva a cabo un intercambio
de datos con el telegrama que pasa a través en la zona de datos
correspondiente. En la unidad de control de recepción 18 de la
unidad maestra 1, se superponen entonces los campos de datos útiles
de los dos telegramas recibidos por la primera unidad de recepción
RX13 por la primera vía de comunicación 21 y por la segunda unidad
de recepción RX14 por la segunda vía de comunicación 22, de modo
que resulte un telegrama común. Este telegrama superpuesto es
siempre igual, tanto si el sistema de comunicación se encuentra en
régimen normal o en régimen de fallos al aparecer un fallo de
trayecto, mientras estén todavía activas todas las unidades esclavas
3.
Durante el régimen de lectura, cuando las
unidades esclavas 3 deban transmitir datos a la unidad maestra 1,
la unidad de control de transmisión 16 entrega a la unidad maestra
1 un telegrama a través de la primera línea de control 10 a las dos
unidades de transmisión TX11, TX12, que en todo el campo de datos
útiles se pone al valor 0. Las unidades de tratamiento 35 de las
unidades esclavas 3 escriben entonces en las correspondientes zonas
de datos útiles los datos deseados. La unidad de control de
recepción 18 de la unidad maestra 1 combina a continuación en
compuerta O los campos de datos útiles de los dos telegramas
recibidos por la primera unidad de recepción RX13 por la primera
vía de comunicación 21 y por la segunda unidad de recepción RX14 por
la segunda vía de comunicación 22 para formular un telegrama
conjunto. Con independencia de que el sistema de comunicación se
encuentre en régimen normal o en régimen de reconfiguración, el
telegrama que ha sido combinado en compuerta O contiene siempre
todos los datos de las unidades esclavas 3 solicitados por la unidad
maestra 1.
En cambio durante el régimen de escritura,
cuando la unidad maestra 1 desee transmitir a través de la primera
línea de control 15, por ejemplo instrucciones de control a las
unidades esclavas 3, la unidad de control de transmisión 16 de la
unidad maestra 1 entrega a las unidades de transmisión TX11, TX12 un
telegrama con el campo de datos útiles, que contiene los datos que
se han de transmitir a las unidades esclavas 3, para la transmisión
simultánea en sentido contrario por las dos vías de comunicación 21,
22. Las unidades de tratamiento 35 de las unidades esclavas 3 toman
entonces los datos correspondientes del telegrama, con independencia
de que se encuentren en régimen normal o en régimen de
reconfiguración. Entonces ya no se precisa en principio la
combinación en compuerta O de los campos de datos útiles de los dos
telegramas reacoplados a la unidad maestra 1 y recibidos por la
primera unidad de recepción RX13 y la segunda unidad de recepción
RX14. Un proceso de combinación en compuerta O de esta clase da
lugar a un telegrama conjunto con un campo de datos útiles que se
corresponde con el campo de datos útiles del telegrama
transmitido.
Mediante el diseño conforme a la invención del
sistema de comunicación maestro-esclavo, para
cualquier configuración de las distintas unidades esclavas, pero
especialmente cuando las unidades esclavas tienen una estructura y
funcionan conforme a la invención, existe para la unidad maestra de
forma sencilla la posibilidad de comprobar la ausencia de fallos en
el sistema de comunicación, en particular también en el caso de una
reconfiguración de la marcha de la señal en la estructura de doble
anillo después de haber aparecido un fallo de trayecto. Además está
garantizado en el sistema de comunicación, incluso en el caso
redundante, es decir cuando en el sistema de comunicación
determinados participantes hayan conmutado a régimen de fallo, un
régimen seguro de lectura y escritura por superposición de los
campos de datos útiles de los dos telegramas reacoplados.
Claims (16)
1. Unidad maestra para una sistema de
comunicación con una estructura maestro-esclavo,
con
una primera unidad de transmisión (11) unida a
una primera vía de comunicación (21) para transmitir señales de
información por la primera vía de comunicación (21), una segunda
unidad de transmisión (12) unida con una segunda vía de
comunicación (22) para transmitir señales de información por segunda
vía de comunicación (22), una primera unidad de recepción (13)
unida a una primera vía de comunicación (21) para recibir señales de
información por la primera vía de comunicación (21), y
una segunda unidad de recepción (14) unida con
la segunda vía de comunicación (22) para recibir señales de
información por la segunda vía de comunicación (22),
caracterizada porque
una primera unidad de control de transmisión
(16) unida con la primera unidad de transmisión (11) y con la
segunda unidad de transmisión (12), y
una unidad de control de recepción (18) unida
con la primera unidad de recepción (13) y la segunda unidad de
recepción (14),
estando diseñada la unidad de control de
transmisión (16) en régimen de lectura de la unidad maestra para
entregar a la primera unidad de transmisión (11) y a la segunda
unidad de transmisión (12) una señal de información con un campo de
datos que para cada uno de los participantes (3) que están
conectados presenta la correspondiente zona de datos, para la
transmisión independiente y en sentido contrario por la primera vía
de comunicación (21) y por la segunda vía de comunicación (22),
y
estando la unidad de control de recepción (18)
diseñada en régimen de lectura para superponer los campos de datos
de las dos señales de información recibidas por la primera unidad de
recepción (13) sobre la primera vía de comunicación (21) y por la
segunda unidad de recepción (14) sobre la segunda vía de
comunicación (22).
2. Unidad maestro-esclavo según
la reivindicación 1, caracterizada porque la señal de
información entregada por la unidad de control de transmisión (16)
en régimen de lectura a la primera unidad de transmisión (11) y a
la segunda unidad de transmisión (12) presenta un campo de datos
puesto al valor 0,
estando diseñada la unidad de control de
recepción (18) en régimen de lectura para ordenar los campos de
datos de las dos señales de información recibidas, por la primera
unidad de recepción (13) sobre la primera vía de comunicación (21)
y por la segunda unidad de recepción (14) sobre la segunda vía de
comunicación (22).
3. Sistema de comunicación con una estructura
maestro-esclavo que presenta una unidad maestra (1)
según la reivindicación 1 ó 2 y una pluralidad de participantes
como unidades esclavas (3) que están unidas entre sí a través de la
primera vía de comunicación (21) y la segunda vía de comunicación
(22), trabajando la primera vía de comunicación (21) y la segunda
vía de comunicación (22) en sentidos contrarios entre sí.
4. Sistema de comunicación según la
reivindicación 3, caracterizado porque cada participante (3)
presenta una primera unidad de recepción (31) unida con la primera
vía de comunicación (21) para la recepción de señales de
información por la primera vía de comunicación (21), una primera
unidad de transmisión (32) unida con la primera vía de comunicación
para transmitir señales de información y por la primera vía de
comunicación (21), una segunda unidad de recepción (33) unida con
la segunda vía de comunicación (22) para la recepción de señales de
información por la segunda vía de comunicación (22) y una segunda
unidad de transmisión (34) unida con la segunda vía de comunicación
para transmitir señales de información por la segunda vía de
comunicación (22), una unidad de tratamiento (35) que presenta una
entrada y una salida para el tratamiento de señales de información
y un dispositivo de acoplamiento activable (37), estando diseñado el
dispositivo de acoplamiento activable (37) para unir en régimen
normal la entrada de la unidad de tratamiento (35) con la primera
unidad de recepción (31), la salida de la unidad de tratamiento con
la primera unidad de transmisión (32) y la segunda unidad de
recepción (33) con la segunda unidad de transmisión (34), para
unir en régimen de fallo la primera unidad de transmisión (32) y/o
la segunda unidad de recepción (33), la entrada de la unidad de
tratamiento (35) con la primera unidad de recepción (31) y la
salida de la unidad de tratamiento (35) con la segunda unidad de
transmisión (34), y en régimen de fallo de la primera unidad
recepción (31) y/o de la segunda unidad de transmisión (34), unir
la entrada de la unidad de tratamiento (35) con la segunda unidad de
recepción (33) y la salida de la unidad de tratamiento (35) con la
primera unidad de transmisión (32).
5. Sistema de comunicación según la
reivindicación 4, caracterizado porque el dispositivo de
acoplamiento activable (37) de cada participante (3) presenta un
primer multiplexador (38) cuya primera entrada está unida con la
primera unidad de recepción (31), cuya segunda entrada está unida
con la segunda unidad de recepción (33) y cuya salida está unida
con la entrada de la unidad de tratamiento (35), y un segundo
multiplexador (39) cuya primera entrada está unida con la segunda
unidad de recepción (35), cuya segunda entrada está unida con la
salida de la unidad de tratamiento (35) y cuya salida está unida con
la segunda unidad de transmisión (34), donde el primer
multiplexador (38) está diseñado para conectar en régimen normal su
primera entrada con su salida y en régimen de fallo de la primera
unidad de recepción (31) y/o de la segunda unidad de transmisión
(34), su segunda entrada con su salida, y donde el segundo
multiplexador (39) está diseñado para conectar en régimen normal su
primera entrada con su salida y en régimen de fallo de la primera
unidad de transmisión (32) y/o de la segunda unidad de recepción
(33), su segunda entrada con su salida.
6. Sistema de comunicación según la
reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque en cada
participante (3) la primera unidad de transmisión (32) y la segunda
unidad de transmisión (34) y la primera unidad de recepción (31) y
la segunda unidad de recepción (33) están diseñadas para comprobar
un fallo de trayecto en la vía de comunicación (21, 22) que está
conectada y activar el correspondiente régimen de fallo.
7. Sistema de comunicación según una de las
reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque la unidad de
control de transmisión (16) de la unidad maestra (1) está diseñada
para entregar a la primera unidad de transmisión (11) y la segunda
unidad de transmisión (12) la señal de información con un campo de
contador puesto a un valor predeterminado para la transmisión
independiente en sentido contrario por la primera vía de
comunicación (21) y por la segunda vía de comunicación (22), para
lo cual la unidad de tratamiento (35) de cada participante está
diseñada para que durante el paso de la señal de información se
modifique el valor del campo del contador en un valor
predeterminado, y donde la unidad de control de recepción (18) de la
unidad maestra (1) está diseñada para evaluar respectivamente el
valor de los campos de contador de las dos señales de información
recibidas por la primera unidad de recepción (13) por la primera
vía de comunicación (31) y por la segunda unidad de recepción (14)
por la segunda vía de comunicación (22).
8. Sistema de comunicación según la
reivindicación 7, caracterizado porque la unidad de control
de recepción (18) de la unidad maestra (1) está diseñada para sumar
el valor de los campos de contadores de las señales de información
recibidas por la primera unidad de recepción (13) por la primera vía
de comunicación (21) y por la segunda unidad de recepción (14) por
la segunda vía de comunicación (22).
9. Procedimiento para el funcionamiento de un
sistema de comunicación con una estructura
maestro-esclavo, que presenta una unidad maestra
(1) y una pluralidad de participantes (3) como unidades esclavas,
estando las unidades esclavas (3) unidas de modo serial con la
unidad maestra (1) a través de una estructura en doble anillo (2)
que trabaja en sentido contrario formada por la primera vía de
comunicación (21) y la segunda vía de comunicación (22),
presentando la unidad maestra (1) una primera unidad de transmisión
(11) unida con la primera vía de comunicación para enviar señales
de información sobre la primera vía de comunicación (21), una
segunda unidad de transmisión (12) unida con la segunda vía de
comunicación para enviar señales de información sobre la segunda
vía de comunicación (22) una primera unidad de recepción (13) unida
con la primera vía de comunicación para recibir señales de
información sobre la primera vía de comunicación (21), una segunda
unidad de recepción (14) unida con la segunda vía de comunicación
(22) para recibir señales de información sobre la segunda vía de
comunicación (22), una unidad de control de transmisión (16) unida
con la primera unidad de transmisión (11) y con la segunda unidad
de transmisión (12), y una unidad de control de recepción (18)
unida con la primera unidad de recepción (13) y con la segunda
unidad de recepción (14),
caracterizado porque durante el régimen
de lectura la unidad de control de transmisión (16) de la unidad
maestra (1) entrega a la primera unidad de transmisión (11) y la
segunda unidad de transmisión (12) una señal de información con un
campo de datos que presenta para cada uno de los participantes (3)
que están conectados un correspondiente sector de datos para la
transmisión independiente en sentido contrario por la primera vía de
comunicación (21) y por la segunda vía de comunicación (22), y una
unidad de tratamiento (35) de cada participante escribe durante el
tratamiento de la señal de información que pasa, en la
correspondiente zona de datos y la unidad de control de recepción
(18) de la unidad maestra (1) superpone los campos de datos de las
dos señales de información recibidas por la primera unidad de
recepción (13) por la primera vía de comunicación (21) y por la
segunda unidad de recepción (14) por la segunda vía de comunicación
(22).
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado porque la señal de información entregada por la
unidad de control de transmisión (16) de la unidad maestra (1) en
régimen de lectura a la primera unidad de transmisión (11) y a la
segunda unidad de transmisión (12) presentan un campo de datos
puesto a un valor 0, donde la unidad de control de recepción (18)
de la unidad maestra (1) combina en régimen de lectura los campos de
datos de las dos señales de información recibidas por la primera
unidad de recepción (13) sobre la primera vía de comunicación (21)
y por la segunda unidad de recepción (14) sobre la segunda vía de
comunicación (22).
11. Procedimiento según la reivindicación 9 ó
10, caracterizado porque la unidad de control de transmisión
(16) de la unidad maestra (1) entrega a la primera unidad de
transmisión (11) y a la segunda unidad de transmisión (12) la señal
de información con un campo de contador puesto en un valor
predeterminado, para la transmisión independiente en sentido
contrario por la vía de comunicación (21) y por la segunda vía de
comunicación (22), donde la unidad de tratamiento (35) de cada
participante modifica el valor del campo de contador en un valor
predeterminado durante el paso de la señal de información, y la
unidad de control de recepción (18) evalúa el respectivo valor de
los campos de contadores de las dos señales de información recibidas
por la primera unidad de recepción (13) por la primera vía de
comunicación (21) y por la segunda unidad de recepción (14) por la
segunda vía de comunicación (22).
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque la unidad de control de recepción (18)
de la unidad maestra (1) suma el valor de los campos de contadores
de las señales de información recibidas por la primera unidad de
recepción (13) por la primera vía de comunicación (21) y por la
segunda unidad de recepción (14) por la segunda vía de comunicación
(22).
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque cada
participante (3) presenta una primera unidad de recepción (31)
unida con la primera vía de comunicación para la recepción de
señales de información por la primera vía de comunicación (21), una
primera unidad de transmisión (32) unida con la primera vía de
comunicación para la transmisión de señales de información por la
primera vía de comunicación (21), una segunda unidad de recepción
(33) unida con la segunda vía de comunicación para la recepción de
señales de información por la segunda vía de comunicación (22) y
una segunda unidad de transmisión (34) unida con la segunda vía de
comunicación para transmitir señales de información por la segunda
vía de comunicación (22), y un dispositivo de acoplamiento
activable (37), donde el dispositivo de acoplamiento activable (37)
une en régimen normal una entrada de la unidad de tratamiento (35)
con la primera unidad de recepción (21), una salida de la unidad de
tratamiento (35) con la primera unidad de transmisión (38) y la
segunda unidad de recepción (33) con la segunda unidad transmisión
(34), y en régimen de fallo de la primera unidad de transmisión (32)
y/o de la segunda unidad de recepción (33) une la entrada de la
unidad de tratamiento (35) con la primera unidad de recepción (31)
y la salida de la unidad de tratamiento (35) con la segunda unidad
de transmisión (34), y durante el régimen de fallo de la primera
unidad de transmisión (31) y/o de la segunda unidad de transmisión
(34) une la entrada de la unidad de tratamiento (35) con la segunda
unidad de recepción (33) y la salida de la unidad de tratamiento
con la primera unidad de transmisión (22).
14. Procedimiento según la reivindicación 13,
caracterizado porque el dispositivo de acoplamiento activable
(37) presenta un primer multiplexador (38), cuya primera entrada
está unida con la primera unidad de recepción (31), cuya segunda
entrada está unida con la segunda unidad de recepción (3) y cuya
salida está unida con la entrada de la unidad de tratamiento (35),
y un segundo multiplexador (39), cuya primera entrada está unida
con la segunda unidad de recepción (33), cuya segunda entrada está
unida con la salida de la unidad de tratamiento (35) y cuya salida
está unida con la segunda unidad de trasmisión (34), conectando el
primer multiplexador (38) en régimen normal su primera entrada con
su salida y en régimen de fallo de la primera unidad de recepción
(31) y/o de la segunda unidad de transmisión (34), su segunda
entrada con su salida, y donde el segundo multiplexador (39) en
régimen normal conecta su primera entrada con su salida y en
régimen de fallo de la primera unidad de transmisión (31) y/o de la
segunda unidad de recepción (34), conecta su segunda entrada con su
salida.
15. Procedimiento según la reivindicación 13 ó
14, caracterizado porque la primera unidad de transmisión
(32) y la segunda unidad de transmisión (34) y/o la primera unidad
de recepción (31) y la segunda unidad de recepción (33) están
diseñadas para determinar un fallo de trayecto en la vía de
comunicación (21, 22) que esté conectada, y activar el
correspondiente régimen de fallo.
16. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 9 a 15, que sirve para el control y la regulación
de una pluralidad de servomotores.
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