自动化网络、网络分配器和用于进行数据传输的方法技术

在具有网络用户(800)的自动化网络(100)中规定，网络用户(800)经由数据线路网络(200)相互连接。此外，至少一个网络用户(800)被构造为主用户(105、110)，所述主用户被设计用于经由数据线路网络(200)发送电报。此外，至少一个网络用户(800)被构造为网络分配器(120、130、140)，所述网络分配器被设计用于路由电报。网络分配器(120、130、140)包括多个输入/输出端口P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7，并且经由数据线路网络(200)经由第一输入/输出端口P0与主用户(105)连接。主用户(105)此外被设计用于利用要发送的电报中的电报元素指示该电报被允许用于通过网络用户(800)处理。此外，网络分配器(120、130、140)被设计用于当电报的电报元素为网络用户(800)指示电报的处理的允许时，处理经由第一输入/输出端口P0接收的电报。经由第一输入/输出端口P0接收的电报。经由第一输入/输出端口P0接收的电报。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动化网络、网络分配器和用于进行数据传输的方法


[0001]本专利技术涉及包括多个网络用户的自动化网络。本专利技术此外涉及自动化网络中的至少一个网络用户，所述网络用户被构造为网络分配器。此外，本专利技术涉及一种用于在自动化网络中进行数据传输的方法，其中网络分配器被构造用于执行用于进行数据传输的方法。
[0002]该专利申请要求以AUTOMATISIERUNGSNETZWERK,NETZWERKVERTEILER UND VERFAHREN ZUR DATENBERTRAGUNG(自动化网络、网络分配器和用于进行数据传输的方法)为标题于2019年5月28日提交的德国专利申请DE 10 2019 114 307.1的优先权，其公开内容通过引用纳入本文。

技术介绍

[0003]自动化网络经常作为“现场总线系统”被运行。这些是工业总线系统，所述工业总线系统使得能够能实时地控制自动化网络的机器或设备，其中借助于可编程逻辑控制器(SPS)控制自动化网络的机器或设备。为了现场设备的通信、也即例如自动化网络系统的机器或设备的传感器和执行器与SPS通信，SPS使用现场总线系统。如果多个网络用户经由自动化网络中的同一数据线路(所述数据线路可以被构造为有线或无线总线系统)发送电报，则必须存在以下可能性，即网络用户可以共享同一数据线路用于数据传输。为此目的，存在规定的架构和标准化的数据传输协议。
[0004]大多数，现场总线系统以所谓的“主从运行”工作。也就是说，至少一个网络用户被构造为主用户并且接管过程的控制，而剩余的网络用户作为从用户接管自动化网络的控制运行中的子任务的执行。在此，借助从主用户输出给从用户的电报，在自动化网络中进行数据交换。从用户从电报中读取寻址到所述从用户的输出数据，并且将其输入数据放入电报中，并且将电报发送回主用户。
[0005]在借助于电报利用基础EtherCAT数据传输协议进行数据业务的自动化网络(以下称为EtherCAT网络)中，通过所有从用户对电报进行路由，并且在连接到一个数据线路上的从用户链的情况下，将电报从最后的从用户发送回主用户。在此，路由表示规定用于在自动化网络中传送电报的传输路径。这种EtherCAT网络的缺点是电报总是由所有从用户经历和处理，也就是说每个从用户在运行中(“动态地(on the fly)”)读取电报的寻址到所述从用户的输出数据并且在从用户转发电报之前将其输入数据放入到电报中。在此情况下，由EtherCAT网络中的从用户发送电报对应于将信息录入到由主用户发送的电报中并且将电报转发给在电报运行方向上跟随的从用户，因为EtherCAT网络中的从用户本身不发送对主用户的询问的应答电报。
[0006]经常在自动化网络中使用网络分配器、即所谓的“交换机”，以便将各个数据线路与所连接的网络用户相互连接，并且负责数据或电报经由通过数据线路连接在网络分配器的各个输入/输出端口上的网络用户到达其目的地。此外，网络分配器也可以被构造为所谓的“可管理交换机”，也就是说除了基本功能，例如“存储和转发”、即完全接收电报、计算电报的校验和以及随后路由电报之外，所述网络分配器附加地还可以具有控制和监测功能。
然而，在自动化网络中使用可管理交换机也未开辟作为从用户处理电报的附加功能。可管理交换机也不被构造为传统的从用户，而是用于路由电报而不是独立地对其进行处理。因此，不存在除了路由功能或附加的控制和监测功能之外还具有从用户的功能、也即例如在自动化网络的控制运行中执行子任务的网络分配器。
[0007]因此，本专利技术的任务是说明一种改善的网络分配器，所述网络分配器能够实现优化的资源充分利用并且增加在数据传输时的吞吐量。此外，本专利技术的任务是说明一种改善的自动化网络。
[0008]该任务通过独立权利要求的特征解决。在从属权利要求中说明本专利技术的其他有利实施方式。
[0009]根据本专利技术，推荐自动化网络和被构造为网络分配器的网络用户。自动化网络具有经由数据线路网相互连接的网络用户。在此，至少一个网络用户被构造为网络分配器，所述网络分配器包括用于处理和/或路由电报的处理单元。此外，至少一个网络用户被构造为主用户，所述主用户被设计用于经由数据线路网络发送电报。至少一个网络分配器被构造用于路由电报。网络分配器包括多个输入/输出端口并且经由第一输入/输出端口通过数据线路网络与主用户连接。在此情况下，利用术语“连接”应该表达其他网络用户可以经由数据线路网络连接在主用户和网络分配器之间。主用户被设计用于利用要发送的电报中的电报元素指示：该电报被允许用于通过网络用户处理。网络分配器的处理单元又被构造用于：如果电报的电报元素为网络用户指示电报的处理的允许，则处理经由网络分配器的第一输入/输出端口接收的电报。
[0010]借助本专利技术，可以将网络分配器、“交换机”或“分支”作为具有双重功能的设备提供。网络分配器一方面作为可配置网络分配器工作，并且提供网络分配器的所有优点：具有控制功能的可管理交换机、存储和转发运行方式、路由电报等以及用于对电报进行片段化并且在自动化网络中以片段化的方式传输电报的可能性。
[0011]此外，网络分配器附加地还将传统的网络用户或从用户联合在一个设备中，所述网络用户或从用户能够处理主用户的电报。主用户可以借助于电报中的适当的指示使具有双重功能性的网络分配器“可见”所述处理的允许(Freigabe)或处理的封锁(Sperrung)，使得网络分配器根据指示处理和/或路由电报。因此，网络分配器可以灵活地被用于自动化网络中，并且基于其双重功能性，可以有助于减少自动化网络中的网络组件。网络分配器此外与现有自动化网络兼容，并且可以无耗费地集成到所述现有自动化网络中。
[0012]在另一实施方式中，网络分配器的处理单元与网络分配器的第一输入/输出端口连接。网络分配器的处理单元此外被构造用于：当网络分配器经由第一输入/输出端口从主用户接收电报时，所述电报利用电报元素为网络用户指示电报处理的允许，如果其他网络用户连接在网络分配器的固定分配的其他输入/输出端口上，则在处理之后通过网络分配器经由网络分配器的固定分配的其他输入/输出端口输出来电报。网络分配器的固定分配的其他输入/输出端口是处理单元不需要经由其进行路由的网络分配器的输入/输出端口。因为由于将网络分配器的其他输入/输出端口设定、也即规定为符合标准的输入/输出端口，在通过处理单元处理之后经由所述符合标准的输入/输出端口输出电报，因此不需要将处理单元与路由表进行平衡，其中使用所述路由表用于将网络分配器的输入/输出端口分配给电报。如果其他网络用户不经由数据线路网络连接在固定分配的其他输入/输出端口
上，则网络分配器可以是网络用户链中的最后的网络用户，并且将主用户的电报经由所述链发送回主用户。在这种情况下，网络分配器的其他输入/输出端口可以借助于开关功能短接。
[0013]根据另一实施方式，如果电报没有指示该电报通过网络用户的处理的允许，并且网络分配器借助于处理单元在路由该电报时确定出：所述电报是针对直接经由该网络分配器的输入/输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有网络用户(800)的自动化网络(100)，所述网络用户经由数据线路网络(200)相互连接，其中，至少一个网络用户(800)被构造为主用户(105、110)，所述主用户被设计用于经由所述数据线路网络(200)发送电报，其中，至少一个网络用户(800)被构造为网络分配器(120、130、140)，所述网络分配器被设计用于路由电报，其中，所述网络分配器(120、130、140)包括多个输入/输出端口(P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7)并且经由第一输入/输出端口(P0)通过所述数据线路网络(200)与所述主用户(105)连接，其中，所述主用户(105、110)被设计用于利用要发送的电报中的电报元素指示所述电报被允许用于通过所述网络用户(800)的处理，以及其中，所述网络分配器(120、130、140)被设计用于：当所述电报的电报元素为所述网络用户(800)指示所述电报的处理的允许时，处理经由所述第一输入/输出端口(P0)接收的电报。2.根据权利要求1所述的自动化网络，其中，所述网络分配器(120、130、140)被设计用于：当所述网络分配器(120、130、140)经由所述第一输入/输出端口(P0)从所述主用户(105)接收到电报时，其中所述电报利用电报元素为所述网络用户(800)指示所述电报的处理的允许，如果其他网络用户(800)连接在所述网络分配器(120、130、140)的固定分配的其他输入/输出端口(P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7)上，则通过所述网络分配器(120、130、140)在所述处理之后经由所述网络分配器(120、130、140)的固定分配的其他输入/输出端口(P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7)输出所述电报。3.根据权利要求1或2中任一项所述的自动化网络，其中，如果电报不指示该电报通过所述网络用户(800)的处理的允许，并且所述网络分配器(120、130、140)在路由所述电报时确定出：所述电报被确定用于直接经由所述网络分配器(120、130、140)的输入/输出端口(P0、P1、P2、P3、P4、P6、P7)连接的网络用户(800)，则所述网络分配器(120、130、140)被设计用于允许所述电报用于通过所述网络用户(800)的处理以及用于利用电报元素指示所述处理的允许。4.根据权利要求1至3中任一项所述的自动化网络，其中，所述电报具有电报标识符，并且其中，所述网络分配器(120、130、140)被构造用于基于所述电报标识符经由所述网络分配器(120、130、140)的输入/输出端口(P0、P1、P2、P3、P4、P6、P7)对所述电报进行路由。5.根据权利要求1至4中任一项所述的自动化网络，其中，所述电报元素被构造为具有第一或第二值的数据元素，其中，所述第一值指示电报被允许用于通过所述网络用户(800)处理，并且其中，所述第二值指示对于通过所述网络用户(800)的处理而封锁电报。6.根据权利要求1至5中任一项所述的自动化网络，其中，所述电报被构造为EtherCAT电报，以及其中，所述电报元素被构造为EtherCAT协议类型。7.一种网络分配器(120、130、140)，所述网络分配器包括多个输入/输出端口(P0、P1、
P2、P3、P4、P5、P6、P7)并且包括用于处理和/或路由电报的处理单元(500)，其中，所述网络分配器(120、130、140)被设计用于通过第一输入/输出端口(P0)经由数据线路网络(200)与主用户(105)连接，并且其中，所述网络分配器(120、130、140)的处理单元(500)被构造用于：当所述主用户(105)用电报中的电报元素指示所述电报被允许用于通过所述网络分配器(120、130、140)的处理单元(500)处理时，处理所述主用户(105)的经由所述网络分配器...

【专利技术属性】
技术研发人员：德克，
申请(专利权)人：贝克霍夫自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：