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DE05009511T1 - Block-orientiertes Steuersystem auf Hochgeschwindigkeits-Ethernet - Google Patents

Block-orientiertes Steuersystem auf Hochgeschwindigkeits-Ethernet Download PDF

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DE05009511T1
DE05009511T1 DE05009511T DE05009511T DE05009511T1 DE 05009511 T1 DE05009511 T1 DE 05009511T1 DE 05009511 T DE05009511 T DE 05009511T DE 05009511 T DE05009511 T DE 05009511T DE 05009511 T1 DE05009511 T1 DE 05009511T1
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Germany
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distributed control
network
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local
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DE05009511T
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David A Georgetown Glanzer
Colin Richard Cave Creek Corles
Stephen K Needham Brodman
William M Boomington Hawkins
Michael D Hudson Hirst
Tony J Phoenix Hozlik
Lee A Austin Neitzel
Raymond D. Raynham Sawyer
Johan I. Mansfield Tegnell
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Fieldbus Foundation
Original Assignee
Fieldbus Foundation
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Publication date
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Abstract

Vorrichtung, aufweisend:
eine Lokalzeit-Uhr (502) zur Lieferung einer lokalen Zeit zur Verwendung innerhalb einer Vorrichtung in einem verteilten Steuersystem,
eine Systemzeit-Uhr (501, 501') zur Lieferung einer Systemzeit über das verteilte Steuersystem hinweg, und
einen Systemverwaltungs-Kernel (220) zum Synchronisieren der Lokalzeit-Uhr mit der Systemzeit-Uhr.

Claims (23)

  1. Vorrichtung, aufweisend: eine Lokalzeit-Uhr (502) zur Lieferung einer lokalen Zeit zur Verwendung innerhalb einer Vorrichtung in einem verteilten Steuersystem, eine Systemzeit-Uhr (501, 501') zur Lieferung einer Systemzeit über das verteilte Steuersystem hinweg, und einen Systemverwaltungs-Kernel (220) zum Synchronisieren der Lokalzeit-Uhr mit der Systemzeit-Uhr.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, aufweisend: ein erstes Netzwerk-Interface zur Kommunikation mit einem ersten Netzwerk (140) mit einem Kommunikationsprotokollstapel (280), einen Gerätezugriffsangenten (290) zur Abbildung mindestens einer Dienstnachricht eines Legacy-Formats des verteilten Steuersystems auf eine Nachricht eines Netzwerkformats, die mit dem Kommunikationsprotokollstapel kompatibel ist, und ein lokales Interface (295) für den Systemverwaltungs-Kernel, durch das der Gerätezugriffsagent mit dem Systemverwaltungs-Kernel kommuniziert.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Kern (200), der die Lokalzeit-Uhr, die Systemzeit-Uhr und den Systemverwaltungs-Kernel (220) nutzt, um mindestens eine Operation der offenen zusammenarbeitsfähigen Vorrichtung zu steuern, wobei Informationen, die die mindestens eine Operation betreffen, durch den Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Kern von einer Dienstnachricht eines Legacy-Formats auf eine oder mehrere Nachrichten eines Netzwerkformats abgebildet werden und die eine oder mehrere Nachrichten des Netzwerkformats an mindestens eine zweite offene zusammenarbeitsfähige Vorrichtung in dem verteilten Steuersystem übermittelt werden.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, aufweisend: ein erstes Netzwerk-Interface zur Kommunikation mit einem ersten Netzwerk (140), das einen Kommunikationsprotokollstapel (280) aufweist, wobei der Zugriffsagent (290) eine Abbildung einer Zugriffs-Teilschicht mindestens eines Nachrichtendienstes eines Legacy-Formats des verteilten Steuersystems auf eine Nachricht eines Netzwerkformats, die mit dem Kommunikationsprotokollstapel kompatibel ist, emuliert.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Synchronisationsflag (510), das angibt, ob die Systemzeit-Uhr (501') mit der globalen Zeit eines Master (500) des verteilten Steuersystems synchronisiert ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, weiterhin aufweisend: eine Verwaltungsinformationsbank (271), die die Systemzeit-Uhr (501') und das Synchronisationsflag (510) enthält, und eine Systemverwaltungs-Informationsbank (212), die die Lokalzeit-Uhr (502) enthält.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem Zeitmaster (500), der zur Erzeugung einer globalen Zeit eingerichtet ist, wobei die Systemzeit-Uhr (501') periodisch mit der globalen Zeit des Zeitmasters synchronisiert wird.
  8. Verfahren zum Synchronisieren mehrerer gerätespezifischer Lokalzeiten und einer Systemzeit in einem offenen zusammenarbeitsfähigen verteilten Steuersystem, wobei die gerätespezifischen Lokalzeiten entsprechenden einzelnen der Geräte (110, 120) im offenen zusammenarbeitsfähigen verteilten Steuersystem zugeordnet sind und wobei das Verfahren umfaßt, daß ein Ende eines vorangegangenen Betriebszyklus erfaßt wird, jedem der Geräte eine Startzeit eines folgenden Betriebszyklus zur Verfügung gestellt wird, ein Versatz zwischen jeder der gerätespezifischen Lokalzeiten und der Systemzeit berechnet wird, unter Verwendung des berechneten Versatzes jede der gerätespezifischen Lokalzeiten mit der Systemzeit synchronisiert wird und die gerätespezifischen Startzeiten aufeinander ausgerichtet werden, so daß die Startzeiten der jeweiligen Geräte zusammenfallen.
  9. Verfahren zum Synchronisieren mehrerer gerätespezifischer Lokalzeiten und einer Systemzeit nach Anspruch 8, wobei in dem offenen zusammenarbeitsfähigen verteilten Steuersystem ein Zeitmaster (500) zur Verfügung gestellt wird, der eine globalen Zeit aufrechterhält, bestimmt wird, ob die Systemzeit mit der globalen Zeit synchronisiert ist, und ein Synchronisationsflag (510) gesetzt wird, wenn bestimmt wird, daß die Systemzeit mit der Globalen Zeit synchronisiert ist.
  10. Verfahren zum Synchronisieren mehrerer gerätespezifischer Lokalzeiten und einer Systemzeit entsprechend Anspruch 8 oder 9, wobei der Schritt zum Ausrichten der gerätespezifischen Startzeiten beinhaltet, daß ein Versatz zwischen jeder der gerätespezifischen Startzeiten im Verhältnis zueinander berechnet wird und zu mindestens einer der gerätespezifischen Startzeiten eine Zeitverzögerung addiert wird, so daß die Startzeiten der jeweiligen Geräte aufeinanderfallen.
  11. Verfahren, um in einem offenen zusammenarbeitsfähigen verteilten Steuersystem, das zumindest teilweise ein Hochgeschwindigkeits-Ethernet (140) verwendet, mittels Redundanz eine Fehlertoleranz gegenüber Einzelfehlern zu bewirken, wobei in dem System Diagnose-Informationen zu mehreren Steuergeräten (110, 120, 170) des verteilten Steuersystem gesandt und von ihnen empfangen werden, aus den Diagnose-Informationen ein Betriebsstatus jedes der Steuergeräte erzeugt wird und aufgrund des Betriebsstatus der jeweiligen Steuergeräte bestimmt wird, welches von ihnen in dem verteilten Steuersystem verwendet werden soll.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Senden und Empfangen von Diagnose-Informationen über mindestens ein Netzwerk (140, 140') erfolgt, das einen Kommunikationsprotokollstapel aufweist.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das mindestens eine Netzwerk (140, 140') ein handelsübliches Ethernet-Netzwerk enthält.
  14. Verfahren, um in einem offenen zusammenarbeitsfähigen verteilten Steuersystem, das zumindest teilweise ein Hochgeschwindigkeits-Ethernet (140) verwendet, mittels Redundanz eine Fehlertoleranz gegenüber Einzelfehlern zu bewirken, wobei mittels mehrerer Netzwerke (140, 140') mit einem Kommunikationsprotokollstapel zu mehreren Steuergeräten (110, 120, 170) des verteilten Steuersystems Diagnose-Informationen gesandt und von ihnen empfangen werden, aus den Diganose-Informationen ein Betriebsstatus jedes der Steuergeräte erzeugt wird und aufgrund des Betriebsstatus der jeweiligen Steuergeräte bestimmt wird, welches der Netzwerke zur Netzwerkübertragung verwendet werden soll.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei mindestens eines der Netzwerke (140, 140') ein handelsübliches Ethernet-Netzwerk enthält.
  16. Vorrichtung, die in einem verteilten Steuersystem, das zumindest teilweise ein Hochgeschwindigkeits-Ethernet verwendet, benutzt wird, aufweisend: ein Spannungsmodul, das zur Erzeugung mindestens eines Ausgangsspannungssignals eingerichtet ist, einen Speicher mit einem Funktionsblock, der mindestens einen Computerprogrammbefehl enthält, der zur Steuerung des mindestens einen Ausgangsspannungssignals verwendet wird, einen Prozessor, der funktional mit dem Speicher und dem Spannungsmodul verbunden ist und den Funktionsblock ausführt und dadurch das mindestens eine Ausgangsspannungssignal steuert, und eine Mediumverbindungseinheit, die funktional mit dem Spannungsmodul sowie einem Netzwerk verbunden ist und eingerichtet ist, das Ausgangsspannungssignal an mindestens ein Feldbus-Gerät in einem verteilten Steuersystem zu liefern.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der Speicher einen Systemablauf enthält und wobei der Prozessor den Funktionsblock aufgrund des Systemablaufs ausführt.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, wobei das Netzwerk einen Feldbus enthält und wobei das mindestens eine Ausgangsspannungssignal mittels eines getrennten Spannungsbus, der sich innerhalb eines den Feldbus enthaltenden Kabels befindet, dem mindestens einen Feldbus-Gerät zugeführt wird.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 16 bis 18, wobei die Mediumverbindungseinheit eingerichtet ist, Eingangs- und Ausgangsnachrichten zwischen dem Prozessor und dem Netzwerk zu übersetzen.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 16 bis 19, die eine Spannungsversorgung oder ein Gerät zum Betrieb in einem verteilten Steuersystem enthält.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 20, aufweisend: ein Netzwerk-Interface zur Kommunikation über ein Netzwerk mit einem Kommunikationsprotokollstapel, wobei der Prozessor funktional mit dem Netzwerk-Interface verbunden und zur Interpretation von empfangenen Nachrichten und daraufhin zur Erzeugung eines Ausgangssignals eingerichtet ist, und ein zweites Netzwerk-Interface, um das mindestens eine Ausgangsspannungssignal für mindestens eines von mehreren Geräten in einem verteilten Steuersystem zur Verfügung zu stellen.
  22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Speicher einen Netzwerkablauf enthält und der Prozessor eine Liste von Netzwerkaktivitäten entsprechend dem Netzwerkablauf veranlaßt.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei das Netzwerk einen Feldbus enthält und das mindestens eine Ausgangsspannungssignal mittels des Feldbus dem mindestens einen der Geräte in dem verteilten Steuersystem zugeführt wird.
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