可编程控制器的无主控串行总线占有控制的方法和设备技术

多个处理机连接到一根公共的串行总线上并将数据周期地传送到上述串行总线上．在每一个处理机中，当与固有处理机的数目和先前传送数据的处理机的数目的差值相对应的等待时间过去以后，要传送的数据即被送至公共总线，这样就使处理机执行的周期数据传送能在一固定的传送周期中完成而不会引起数据之间的碰撞．（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种多个处理机合用一传输(通信)总线时总线占有控制的方法，特别是涉及一种可适用于工厂设备过程控制的可编程序控制器(PC)的总线占有控制方法。可编程序控制器接收装置中的开关、接触点和振荡器的状态并通过一个程序进行计算以便例如对绕组和马达的通/断以及阀门的开/关进行控制。这种程序具有高速和循环周期执行的特点。在一个连接有多个可编程序控制器的系统中，有数据在可编程序控制器之间以与周期同步的高速度进行传送。此外，要求这种可编程序控制器是一个非常紧凑的单元。为了达到上述目的，要求数据传送设备包括一个串行总线而不是并行总线。就控制串行总线的方法而言，采用处理机来对可编程序控制器的运行进行控制和对其数据传送进行控制的方法从结构的紧凑性这一方面来说是具有优越性的。在可编程序控制器中，程序是通过信号输入、运算和运算结果输出这样一种处理流程来加以执行的。为了以协同方式在可编程序控制器之间实行控制，在程序的序列中有必要执行至少一次数据传送并把运算结果通知其它的可编程序控制器和外部装置。如果数据传送得不到保证，可编程序控制器之间的协同动作就有可能会延迟，因此整个系统的可控性和响应特征也就可能受到不良影响。为了解决这个问题，可以考虑加快数据传送的速度，从而在一个程序周期中可以执行两次或三次数据传送以便确保协同运行。然而，如上所述，在为了使结构紧凑而配备一个可对运行和数据传送进行控制的处理器的可编程序控制器中，处理机被数据传送处理占用，很难为运行控制留出时间裕量。因此，有必要通过使运行周期和数据传送同步以确保在一个程序周期中进行数据传送以及留出控制这种运行的时间。迄今为止，控制串行总线占有的方法大都采用一种设备作为主控装置来控制每一个受控(从动)单元中的总线占有权。还有另外一种通常的方法称为碰撞检测法，在这种方法中，不采用主控装置，在总线占有要求出现时，单方面地把数据传送到总线上去。在总线中发生数据碰撞(冲突)时，在一个预定的间隔时间之后重新把数据传送到总线上。然而，前一方法带来的问题是，当主控装置发生故障时，就会使数据传送停止;而后一种方法的困难是总线上出现数据碰撞时重新传送的处理颇为复杂，因此在运行控制周期和传送周期之间的同步难以建立。在日本专利JP-A-58-161061中描述了一个例子;在这个例子中以一种简单的方法实现了不用主控装置的总线占有控制。在JP-A-58-161061所描述的方法中，其关键之点在于在接收结束和下一个传送之间有一段最低限度的间隔时间，即为传送等待时间计时器，置定一个最低限度的等待时间，从而实现高速数据传送。然而，由于受传送的数据量的影响和没有安装可编程序控制器而引起的传送周期的变化仍是有待解决的问题。因此，本专利技术的目的是提供一种用于实现不用主控装置的串行总线占有控制的方法和设备，在不采用专门的优先控制设备的情况下通过简单的结构就能防止总线上的数据碰撞，并且能够以固定的传送周期实行周期性的数据传送，其中每一个可编程序控制器的总的运行控制时间和数据发送/接收时间都是相互同步的。为了实现上述目的，按照本专利技术，在一根公共总线上连接多个处理机的系统中，在每个处理机中都装有一个计时器，在该计时器中置定了传送间隔时间和传送等待时间。传送间隔时间与决定于系统组装时每个处理机的串行数相对应，而传送等待时间决定于完成先前传送的处理机的数目。除了按照同步的传送间隔时间进行数据发送/接收运行之外，还要由各个可编程序控制器高速周期地实现预定的运行控制;因此，作为实现以固定的传送时间间隔执行数据传送和作为在串行总线上防止发生数据碰撞的手段，计时器中设置有与执行先前的传送的处理机的数目和固有的处理机的的数目相对应的时间。传送是由作为最佳的传送等待时间的时间来实行的，因此时间用传送数据量来进行校正，以便以恒定的传送时间间隔进行传送，从而达到上述目的。本专利技术的上述或其它的目的，通过结合相应的附图所作的下列描述，将变得更加明显，其中图1是表示中央处理单元(CPU)内部结构的方框图;图2是一个采用本专利技术的可编程序控制器的系统的结构实例;图3是串行总线上传送的数据的数据格式;图4至图5是在控制单元中进行传送处理的流程图;图6是表示决定传送等待时间的方法的示意图;图7是串行总线上各个可编程序控制器的处理时间图。下面将结合相应的附图对本专利技术的一个实施例加以描述。图1表示由本专利技术所提供的可编程序控制器的结构。图2是采用这种可编程序控制器的一个控制系统的实例的方框图。整个结构将结合图2加以描述。一个可编程序控制器PC[1]包括一个主要用于执行程序的中央处理单元CPU[2]和用于控制与过程有关的接口的过程输入/输出处理机PIO[3]。CPU[2]通过PIO[3]从限位开关[5]、振荡器[8]和如图2所示的单元周期性地接收过程数据，通过使用先前贮存在CPU[2]中的程序对过程数据进行运算，并对图2中的马达[4]，电磁阀门[6]和调整阀[7]实行通/断和开/关控制。此外，如图2所示，PC[1]通过串行总线[9]与其它的PC[1a]和[1b]相连接并且将对每个PC的运行进行控制所必需的数据和运算结果周期地加以传送，据此，通过维持PC之间的协同控制来实现运行控制。下面结合图1对CPU的结构加以描述。CPU包括一个用于贮存程序，数据和中间运算结果的存储器[26]，一个用于执行贮存在存储器[26]中的程序的微处理单元MPU，一个用于对PIO[3]的接口进行控制以便把程序执行的结果传送给过程的输入/输出控制单元[28]，一个用于把由PIO[3]输入的数据和MPU[24]的运算结果传送给串行总线[9]的串行总线输出电路[22]，一个用于接收传送到串行总线[9]上的数据和运算结果的串行总线输入电路[21]，一个用于控制串行总线的输入/输出电路[21]/[22]的串行总线输入/输出控制电路[23]，一个用于对PC[1]的PC数目和对被传送到串行总线[9]上的数据传送间隔进行置位的置位单元[27]以及计时器[25]，该计时器[25]用于对由置位单元[27]决定的PC数目和对由传送间隔和传送的PC数目获得的传送等待时间进行置位并对MPU[24]提供传送时间。现在请参阅图1，下面将对CPU[2]的数据传送控制操作进行描述。在一般情况下，MPU[24]执行贮存在存储器[26]中的程序以便对连接在过程输入/输出控制电路[28]上的过程装置进行控制。在运行(操作)控制中，计时器单元[25]向MPU[24]提供一个传送时间，从而使数据以恒定的传送间隔时间传送。在接收到传送时间后，MPU[24]立即中断正在执行的运行控制而开始数据传送控制。首先，MPU[24]将贮存在存储器[26]中的输出数据对串行总线输入/输出控制电路[23]中的寄存器进行置位，然后，经过串行总线输出电路[22]把数据传送到串行总线[9]上。当MPU[24]的CPU完成了上述传送后，MPU[24]再次开始运行控制。当另一个PC把数据发送到串行总线[9]上时，无条件地将传送数据经过串行总线输入电路[21]对位于串行总线输入/输出控制电路[23]中的寄存器进行置位。数据在寄存器中置位后，串行总线输入/输出控制电路[23]通知MPU[24]接收数据已到。这样就使MPU[24]立即中断正在执行的本文档来自技高网...

【技术保护点】
在一个系统中实现不用主控装置的串行总线占有控制的方法，系统中有多个处理机连接在一根公共总线之上，这些处理机周期地对公共总线发送数据，本专利技术的特征在于包括下述步骤：对上述各个处理机赋予一个数字；决定一个与处理机的数字相对应的传送间隔时 间；在一个等待时间后，把来自固有的处理机的数据发送到公共总线上，该等待时间由传送间隔时间与固有的处理机的数目和固有处理机中先前已从中接收到数据的那些处理机的数目的差值的乘积决定，从而使处理机的周期数据传送能在一个固定的传送周期中完成。

【技术特征摘要】
JP 1986-1-13 3434/86的限制。应该理解，熟悉本技术领域的人员能够对这些实施例加以更改或修改，但它们仍落在本发明的范围和精神实质之内。权利要求1.在一个系统中实现不用主控装置的串行总线占有控制的方法，系统中有多个处理机连接在一根公共总线之上，这些处理机周期地对公共总线发送数据，本发明的特征在于包括下述步骤对上述各个处理机赋予一个数字；决定一个与处理机的数字相对应的传送间隔时间；在一个等待时间后，把来自固有的处理机的数据发送到公共总线上，该等待时间由传送间隔时间与固有的处理机的数目和固有处理机中先前已从中接收到数据的那些处理机的数目的差值的乘积决定，从而使处理机的周期数据传送能在一个固定的传送周期中完成。2.据权利要求1所述的控制方法，共特征在于，上述等待时间是通过减去一个校正时间，即从等待时间中减去完成先前的传送的处理机的数据传送时间来加以校正的。3.据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当处理机的数目改变时，通过对处理机的数目和校正时间的考虑在任何情况下总是能获得固定的传送周期。4.据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当固有的处理机先前接收到的数据中包括一个错误时，数据按照等待时间传送到公共总线上去，然后在上述恒定周期之后对数据进行传送。5.据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当固有的处理机的数目少于固有的处理机先前已从中接收到数据的处理机的数目时，等待时间是根据下式加以计算的...

【专利技术属性】
技术研发人员：山冈弘昌，胁田章弘，齐藤纯寿，天日康博，下山和彦，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，日立工程株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]