通信单元、控制设备、通信系统和方法技术方案

通信单元、控制设备、通信系统和方法。本发明专利技术涉及一种针对工业自动化的用于在由串联的通信单元（M、S1、S2）构成的通信系统（10）中使用的通信单元（S1、S2），该通信单元包括第一输入端（E1）和第一输出端（A1），其中该通信单元（S1、S2）包括内部时钟发生器（TG），该内部时钟发生器被构造为提供内部时钟信号作为用于对该通信单元（S1、S2）的时控的系统时钟，而且该通信单元（S1、S2）被配置为经由该输入端（E1）来接收具有有效数据的串行输入数据流。该通信单元（S1、S2）拥有用于提供时间值的计时器（ZG），其中该计时器（ZG）被构造为：基于包含在输入数据流中的输入符号时钟来提供该时间值。

Communication unit, control equipment, communication system and method

【技术实现步骤摘要】
通信单元、控制设备、通信系统和方法
本专利技术涉及一种针对工业自动化的用于在由串联的通信单元构成的通信系统中使用的通信单元，该通信单元包括第一输入端和第一输出端，其中该通信单元包括内部时钟发生器而该内部时钟发生器被构造为提供内部时钟信号作为用于对该通信单元的时控的系统时钟，而且该通信单元被配置为经由该输入端来接收具有有效数据的串行输入数据流。
技术介绍
在该上下文中，术语“系统时钟”尤其应该是指所谓的“systemclock”、即尤其是用来对该通信单元的电子器件、尤其是数字电路进行时控的那个时钟信号。提供系统时钟的内部时钟发生器也可以被称作本地时钟发生器或者被称作“localclock（本地时钟）”。WO2013/144001A1描述了一种具有至少两个串行连接的通信模块、也就是说一个主机模块和一个从机模块的通信系统。主机模块发送“帧间符号”，从机模块依据该“帧间符号”来同步其本地时钟发生器。
技术实现思路
本专利技术的任务在于：提供一种通信单元，该通信单元可以以更简单和/或更精确的方式与全局时钟同步。该任务通过根据权利要求1的通信单元来解决。该通信单元拥有用于提供时间值的计时器，其中该计时器被构造为：基于包含在输入数据流中的输入符号时钟来提供该时间值。因此，除了内部时钟发生器之外、即除了“localclock（本地时钟）”之外，还设置有计时器而且接着使该计时器同步。内部时钟发生器不是强制地被同步，而是可以适宜地保持未同步。因此，该通信单元还可以以它自己的、适宜地未经同步的内部时钟信号、即它自己的系统时钟来进行工作，但是由于该计时器所提供的时间值而仍能够与全局时钟同步地执行某些事件和/或行动，其方式是该通信单元按照所提供的时间值来执行这些事件和/或行动。全局时钟作为输入符号时钟包含在输入数据流中。因为全局时钟作为符号时钟包含在数据流中，而且因此永久性地存在，所以只要该数据流存在，该计时器就也与全局时钟永久性地同步。术语“输入符号时钟”和“输入数据流”应该旨在表示涉及由该通信单元接收到的符号时钟或数据流。术语“符号时钟”尤其是指发送时钟。有利的扩展方案是从属权利要求的主题。本专利技术还涉及一种控制设备，该控制设备包括按照本专利技术的通信单元。该控制设备被构造为：将该时间值用作时间戳，和/或按照该时间值来进行对功能单元、尤其是执行器、传感器和/或信号单元的受时间控制的操控。该功能单元尤其是阀装置。适宜地，本专利技术涉及一种现场设备、尤其是阀装置，该阀装置包括按照本专利技术的通信单元。优选地，本专利技术涉及如下设备之一，其中该设备分别包括一个或多个按照本专利技术的通信单元：远程I/O系统、马达控制器、轨道/机器人控制器、气动阀、介质阀、阀岛、工业传感器、摄像机系统、分散式可编程逻辑控制器、安全控制器、尤其是用于功能安全的安全控制器、协议转换器、控制面板。本专利技术还涉及一种用于确定针对通信单元的时间值的方法，该方法包括如下步骤：借助于通信单元的内部时钟发生器来提供内部时钟信号，作为通信单元的系统时钟；借助于通信单元的第一输入端来接收具有有效数据的串行输入数据流；借助于通信单元的计时器，基于包含在输入数据流中的输入符号时钟来提供该时间值。该方法优选地借助于所描述的通信单元来执行。适宜地，该方法按照该通信单元的所描述的设计方案来扩展。附图说明在下文，参考附图来阐述示例性的实施方式以及其它示范性的细节。在此：图1示出了具有多个通信单元的通信系统的示意图。具体实施方式图1示出了通信系统10，该通信系统包括多个通信单元M、S1、S2，这些通信单元串联。示范性地，存在两个充当从机的通信单元S1、S2和一个充当主机的通信单元M。通信单元S1、S2也可以被称作从机单元，而通信单元M也可以被称作主机单元。替选于所示出的数目，也可存在更多或更少个充当从机的通信单元S1、S2。适宜地，每个通信单元S1、S2就其本身而言都是本专利技术的一个可能的实施方式。随后，应该主要探讨通信单元S1。适宜地，通信单元S2与之相对应地来构造。通信单元S1、尤其是整个通信系统10用于在工业自动化、尤其是过程和/或工厂自动化中使用。通信单元S1包括第一输入端E1和第一输出端A1。通信单元S1还包括内部时钟发生器TG。内部时钟发生器TG被构造为：提供内部时钟信号，作为用于对通信单元S1的时控的系统时钟。通信单元S1被配置为：经由输入端S1来接收具有有效数据的串行输入数据流。通信单元S1拥有用于提供时间值的计时器ZG。计时器ZG被构造为：基于包含在输入数据流中的输入符号时钟来提供该时间值。在下文，应该阐述其它示范性的细节。首先，应该探讨在图1中示出的通信系统10的基本结构。通信系统10包括通信单元M、S1、S2，这些通信单元示范性地串联。每个通信单元M、S1、S2都是在该串联之内的具有确定的串联位置的串联环节。示范性地，通信单元M是第一串联环节，通信单元S1是第二串联环节而通信单元S2是第三串联环节。适宜地，该串联可具有一个或多个其它充当从机的通信单元，这些通信单元接着尤其是与通信单元S1、S2相对应地来构造。两个在该串联中相邻的通信单元分别经由通信连接来彼此连接。每个通信连接都示范性地包括两条线路。通信单元M通过线路L1、L5来与通信单元S1连接，而通信单元S1通过线路L2、L4来与通信单元S2连接。在两个在该串联中相邻的通信单元之间的通信连接分别是双向的，其中这两条线路中的一条线路仅仅用于沿第一方向进行通信而另一条线路仅仅用于沿相反的第二方向进行通信。通信系统10提供了如下通信路径，该通信路径从通信单元M出发两次经过所有接下来的通信单元S1、S2并且然后返回通信单元M。按照通过该串联预先给定的顺序、即示范性地按顺序M、S1、S2来进行第一次经过（也称作“去程”）。按与之相反的顺序、即示范性地按顺序S2、S1、M来进行第二次经过（也称作“回程”）。整体上得到环形拓扑。在运行时，串行数据流遵循该通信路径，也就是说串行数据流两次经过所有通信单元M、S1、S2，一次是去程而一次是回程。在最后一个串联环节、这里是通信单元S2处，输出端A1通过线路L3直接与输入端E2连接，以便这样使通信路径闭合。因此，该通信路径包括多个路径段，其中这些路径段沿着通信路径由一个通信单元和一条线路交替地提供，也就是说示范性地按如下顺序M、L1、S1、L2、S2、L3、S2、L4、S1、L5、M。与此相应地，串行数据流在通信路径上在该串行数据流的路径上分别交替地经过一个通信单元和一条线路。按照一个可能的设计方案，通信单元M也可以布置在通信单元S1与S2之间或者也可以完全布置在该串联的端部。适宜地，通信单元M（相对于在图1中示出的设计方案）可拥有附加的输入端和附加的输出端。示范性地，通信单元M可以像通信单元S1、S2那样拥有（附加的）输入端E1和（附加的）输出端A2。利用该附加的输入端和输出端，通信单元可以与在该串联中在上游的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对工业自动化的用于在由串联的通信单元（M、S1、S2）构成的通信系统（10）中使用的通信单元（S1、S2），所述通信单元包括第一输入端（E1）和第一输出端（A1），其中所述通信单元（S1、S2）包括内部时钟发生器（TG），所述内部时钟发生器被构造为提供内部时钟信号作为用于对所述通信单元（S1、S2）的时控的系统时钟，而且所述通信单元（S1、S2）被配置为经由所述输入端（E1）来接收具有有效数据的串行输入数据流，其特征在于，所述通信单元（S1、S2）拥有用于提供时间值的计时器（ZG），其中所述计时器（ZG）被构造为：基于包含在所述输入数据流中的输入符号时钟来提供所述时间值。/n

【技术特征摘要】
20181126 DE 102018220301.61.一种针对工业自动化的用于在由串联的通信单元（M、S1、S2）构成的通信系统（10）中使用的通信单元（S1、S2），所述通信单元包括第一输入端（E1）和第一输出端（A1），其中所述通信单元（S1、S2）包括内部时钟发生器（TG），所述内部时钟发生器被构造为提供内部时钟信号作为用于对所述通信单元（S1、S2）的时控的系统时钟，而且所述通信单元（S1、S2）被配置为经由所述输入端（E1）来接收具有有效数据的串行输入数据流，其特征在于，所述通信单元（S1、S2）拥有用于提供时间值的计时器（ZG），其中所述计时器（ZG）被构造为：基于包含在所述输入数据流中的输入符号时钟来提供所述时间值。


2.根据权利要求1所述的通信单元（S1、S2），其特征在于，所述内部时钟发生器（TG）被构造为：与所述输入符号时钟无关地提供所述内部时钟信号。


3.根据上述权利要求之一所述的通信单元（S1、S2），其特征在于，所述计时器（ZG）被构造为：在所述输入数据流的符号到达时使所述时间值增加或者减小。


4.根据上述权利要求之一所述的通信单元（S1、S2），其特征在于，所述通信单元（S1、S2）被构造为：在所述通信单元的输出端（A1）处以输出符号时钟来提供输出数据流，所述输出符号时钟的时钟频率与所述输入数据流的输入符号时钟的时钟频率相同。


5.根据权利要求4所述的通信单元（S1、S2），其特征在于，所述通信单元（S1、S2）构造为：以如下输出符号时钟来提供所述输出数据流，所述输出符号时钟具有与所述输入符号时钟的持久固定的相位关系。


6.根据权利要求5所述的通信单元（S1、S2），其特征在于，所述通信单元（10）被构造为：为了实现所述持久固定的相位关系，持续地进行对所述输出数据流的信号形式的适配。


7.根据上一权利要求所述的通信单元（S1、S2），其特征在于，所述通信单元（S1、S2）被构造为：提供在所述第一输出端（A1）上输出的具有与在所述第一输入端（E1）上接收到的输入数据流所包含的相同数目个符号的输出数据流。


8.根据上一权利要求所述的通信单元（S1、S2），其特征在于，所述计时器（ZG）被构造为：按照补偿值来适配所述时间值，以便补偿输入数据流和/或输出数据流在通信单元（10、30）之间的渡越时间。


9.根据权利要求8所述的通信单元（S1、S2），...

【专利技术属性】
技术研发人员：D施奈德，C瓦尔德克，E法贝尔，T莱德雷尔，
申请(专利权)人：费斯托股份两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE