运动控制定时模型制造技术

要求保护的主题提供了工业自动化环境中有助于利用运动控制定时模型来协调与控制运动相关联的操作的系统和／或方法。例如，循环定时组件可实现由定时模型设定的定时（例如，可以选择、预设）。依照一个例示，循环定时组件可利用该定时模型来协调发送数据、接收数据、执行与数据相关联的计算（例如，生成命令）、捕捉数据、应用接收到的命令等。

Motion control timing model

The subject of requirements protection provides a system and / or method in industrial automation environments that assist in the use of motion control timing models to coordinate operations associated with controlling motion. For example, a cycle timer can implement a timing set by a timing model (for example, you can select, preset). According to an exemplary, cyclic timing component can use the model to coordinate the timing of sending and receiving data, and data associated computing (e.g., generating command), capture data, application received orders.

【技术实现步骤摘要】

本主题专利技术涉及工业控制系统，尤其涉及能够通过网络利用时间戳记协议来进行运动控制。
技术介绍
由于计算机技术的进步，今天的企业在与仅是几年前基本类似的企业相比时能够更有效率地运转。例如，内部联网使公司员工能够通过电子邮件即时通信、将数据文件快速传送到不同的员工、操纵数据文件、共享与项目有关的数据以减少工作的重复等。此外，技术的进步已使得工厂应用变为部分或完全自动化。例如，以前需要工人离重型机械及其它各种危险环境很近的操作现在能够在距其较为安全的距离处完成。 此外，通过采用高精度的机器已使得与人为操作相关联的缺点降到最小。许多这种工厂设备将与制造有关的数据提供给可由工厂层面上的系统/过程/项目管理器访问的数据库。例如，传感器及相关联的软件能够检测一特定机器已在所给的规定时间内完成操作这样的多个实例。此外，来自传感器的数据可被传到与系统警报相联的处理单元。因此，工厂自动化系统能够检查采集到的数据并自动和/或半自动地安排设备的维护、设备的更换、以及与自动化过程相关的其它各种工序。 虽然工业过程自动化已经有了各种进步，然而控制器的利用和计划并没有较大改变。工业控制器是被用来控制工业过程、制造设备、以及诸如通过联网系统的数据采集等其它工厂自动化过程的专用计算机。控制器通常与其它计算机系统协作以形成借此可产生大部分现代和自动化制造操作的环境。这些操作包括诸如炼钢等材料前端处理到诸如涉及先前处理的材料的组装的汽车制造等更复杂的制造过程。通常，诸如在汽车制造的情形中，复杂组件可以由辅助工业控制过程的高端机器人技术来制造。 控制系统可被用来控制与诸如机器人等机器有关的运动。许多这种系统包括命令目标系统中的运动的源。例如，源(例如，控制器)可被用来移动目标(例如，驱动器、马达...)。运动控制可通过定期更新从控制器发送到驱动器的命令数据以及从驱动器发送到控制器的实际数据来实现。常规运动控制网络采用控制器与多个驱动器设备之间精确、时间同步的数据交换来实现高性能的协调运动。传统网络方案使用网络更新循环被分为多个时隙的时隙途径。网络内的每个节点然后利用相应的配给时隙来发送各自的数据。 在结合诸如以太网等开放的标准网络使用时，利用时隙途径是有问题的。例如，在节点能够通过网络通信时进行限制违反了标准以太网协议，由此，通常要求这些运动控制协议与通用网络保持隔离或施加网关设备。另外，时隙协议需要广泛的配置和仲裁来建立并且在网络操作时通常不能够被修改。因此，在运行时间过程中不能对网络添加或移除节点，从而导致与更新网络相关联的高成本的停工时间。此外，采用时隙协议的设备受限于与控制器的更新循环同步地操作；由此，驱动器设备受限于一组为控制器更新周期的整数倍的更新频率。 传统运动控制技术另外还不允许非运动控制数据在网络上通信，因为时隙方法趋向于调度网络的整个带宽。常规运动控制网络协议能够为每个驱动节点配置或协商用以发送其实际数据的具体时隙以及之后为控制器配置或协商用以发送命令数据的时隙。根据一些协议，更新循环的一部分可被保留用于传送非运动控制数据。然而，由于非运动节点将会妨碍与运动专用时隙调度相关联的传输，所以它们通常不能在网路上共存。因此，非运动消息只能通过延迟其传输直到非运动消息时隙可用的网关在网路上传送。 此外，运动控制网络通常受限于大小和内容固定的数据结构。这种限制一部分是由于这些网络用来提供时间同步和确定性数据传送的时隙协议。如果数据结构超出了与相关时隙相关联的大小限制，则该传输会与来自被配给下一时隙的网络节点的数据相抵触。现行运动控制协议在配置时间定义在运行时间通常不能改变的固定大小的数据结构，因为时隙是根据在诸(驱动器)和控制器节点之间传送的数据包的大小来确定的。相应地，由于数据包经常是非法大小(例如，如果数据包太大，则额外的“填充”数据在网络上被发送，如果数据包太小，则需要多次传输来传送该数据)从而浪费了网络带宽。
技术实现思路
以下内容介绍了要求保护的主题的简化概要以提供对在此所述的一些方面的基本理解。该概要不是本专利技术的详尽概述，无意标识关键或重要要素或描述要求保护的主题的范围。其目的仅在于以简化形式介绍本专利技术的一些概念以作为稍后介绍的更为具体的说明的引言。 在此所述的要求保护的主题涉及在工业自动化环境内利用运动控制定时模型来协调与控制运动相关联的操作。例如，循环定时组件可实现定时模型所设定的定时(例如，可以选择、预置...)。依照一个例示，循环定时组件可利用定时模型来协调发送数据、接收数据、执行与数据相关联的计算(例如，生成命令)、捕捉数据、应用接收到的命令等。定时模型可以是能够在例如一个粗略更新周期内执行更新的单循环定时模型。此外，也可利用能够在两个粗略更新周期内实现更新的双循环定时模型。此外，还可利用采用三个粗略更新周期来执行更新的三循环定时模型。 根据一个或多个方面，在工业自动化环境中可通过利用时间戳记协议在网络上进行运动控制。控制器和驱动器可通过支持运动控制的开放网络来通信。例如，控制器和驱动器可在基于以太网的网络上通信。运动相关通信可由控制器和/或驱动器生成。驱动器能够例如测量相关联的物理属性(例如，实际数据)而控制器能够产生可由特定驱动器实现的命令(例如，命令数据)。运动相关数据可包括可与进行测量(例如，实际数据)的时间和/或实现数据(例如，命令数据)的时间相关联的时间戳。另外，运动控制网络内的每个节点(例如，控制器、控制轴对象、驱动器、驱动轴对象...)能够利用和与不同网络节点相关联的其它不同时钟同步的时钟。因此，运动控制网络内的节点能够获得时间的共同理解。利用该网络时间，驱动器能够在与时间戳相关联的时刻实现可与接收到的命令数据相关联的新命令。另外，驱动器可包括与对之后可被发送到控制器以作分析的实际数据进行测量的时间相关联的时间戳。 根据一个方面，可采用平衡的更新循环从而使得能够在网路上发送运动相关数据和非运动相关数据。例如，更新循环可被分为诸如输入传送间隔、计算间隔、以及输出传送间隔等不同的间隔。运动相关数据可在输入传送间隔期间(例如，将实际数据从驱动器发送到控制器)和/或在输出传送间隔期间(例如，将命令数据从控制器发送到驱动器)传送。在这些间隔期间，运动相关数据与非运动相关数据相比可被分配更高的优先级。因此，如果在这些间隔期间运动相关数据和非运动相关数据两者都在网路上被发送，更高优先级的运动相关数据可以排在非运动相关数据之前从而有助于以最小的等待传递运动相关数据。另外，在计算间隔期间，控制器能够评估接收到的实际数据，此外在运动相关数据的发送停止时能够在网路上发送被排在运动输入数据之后发送的低优先级的非运动相关数据。因此，低优先级的非运动数据包通信被自然地重新组织以在更新循环中间的计算间隔期间发送。将更新循环分为不同的间隔而不是利用时隙来分配给特定节点在其间传送数据的特定时间，使得能够在同一网络上发送运动控制数据和非运动控制数据从而缓解运动控制数据利用全部或大部分网络资源这一状况。 此外，可结合在此所述的要求保护的主题的时间戳记协议利用与任意大小和/或结构相关联的动态数据。例如，数据结构的大小和/或内容可以在更新之间变化。根据一个示例，该数据在数据包的标头中可包括描述结构并使接收节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在工业自动化环境中有助于协调与运动控制相关联的定时的系统（１００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００，１３００），包括　　　　运动控制组件（１０２，５０２，５０６，６０４，７０４，８０４，９０４，１００４，１１０２，１１０４，１２０２，１２０４，１３０２，１３０４），通过网络连接与不同的运动控制组件（１０２，５０２，５０６，６０４，７０４，８０４，９０４，１００４，１１０２，１１０４，１２０２，１２０４，１３０２，１３０４）通信；　　　　循环定时组件（１０４，７１２），利用定时模型来协调与运动控制有关的所述运动控制组件的操作定时。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MA查菲，
申请(专利权)人：洛克威尔自动控制技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]