在自动化通信网络(100)中设置至少一个分配节点(VK)，所述分配节点具有多个输入/输出接口(PX)，所述输入/输出接口(PX)分别与网络分段(NX)连接，其中每个网络分段(NX)具有至少一个用户(TN)。分别给各个网络分段(NX)分配分段报文用于通过所述网络分段(NX)中的用户(TN)处理，其中所述分段报文拥有优先级。分段报文此外具有数据字段，所述数据字段被设计用于包含报文序列信息，所述报文序列信息显示来自所述网络分段(NX)的后续分段报文拥有哪种优先级。自动化通信网络(100)中的分配节点(VK)被设计用于在一个输入/输出接口(PX)上接收所述分段报文并且根据路由预设在其他输入/输出接口(PX)上发送所述分段报文，其中如果分配给所发送的分段报文的报文序列信息显示来自具有相同路由预设的网络分段(NX)的后续分段报文的优先级，所述优先级的价值高于存在于所述分配节点(VK)中并且被设置用于在所述输入/输出接口(PX)上发送的报文的优先级的价值，则所述分配节点(VK)针对进一步的发送过程阻断其上已经发送了所述分段报文的输入/输出接口(PX)，以便在接收到来自具有相同路由预设的网络分段(NX)的后续分段报文之后在所阻断的输入/输出接口(PX)上发送所述后续分段报文。文。文。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数据传输方法、分段报文和自动化通信网络
[0001]本专利技术涉及一种用于在自动化通信网络中进行数据传输的方法。本专利技术此外涉及用于在这种方法中使用的分段报文以及涉及自动化通信网络。
技术介绍
[0002]该专利申请要求德国专利申请10 2019 125 545.7的优先权，所述德国专利申请的公开内容通过引用被接纳于此。
[0003]所谓的“局域网”(LAN)是空间受限的网络，其中各种网络组件(以下也称为用户)相互耦合。网络组件可以是一个或多个服务器和工作站、即所谓的节点，所述服务器和工作站经由同轴电缆、玻璃纤维光缆或双绞线电缆形式的通信线路相互连接。在LAN内网络组件之间的通信基于网络协议进行。
[0004]在此，以太网协议是流行最广泛的LAN网络协议。以太网报文可以包括具有长度为1500字节的有效数据块，并且能够实现在LAN内各个用户之间的为几千兆字节/秒的报文传输速率，其中报文以面向分组的方式被传输。以太网协议以所谓的“工业以太网”的形式也应用于自动化技术中。
[0005]在自动化技术中使用的通信网络通常是所谓的现场总线系统。现场总线系统是其中机器外围设备的分散式布置的设备、例如输入模块和/或输出模块、驱动装置和操作终端经由现场总线系统与控制单元连接。例如以电缆或无线电链路的形式的公共传输信道可用于数据传输。
[0006]在此大多数基于主从原理进行经由现场总线的在用户之间的数据交换。现场总线处的控制单元是主动总线用户(以下也称为主用户)。所述主动总线用户拥有总线访问权限并且确定现场总线上的数据传递。被动用户(以下也称为从用户)通常是机器外围设备。所述被动用户不具有总线访问权限，并且仅能够确认所接收的数据或者根据主用户的询问传送数据。
[0007]主从网络通常被构造为环形总线系统，其中网络从主用户来看构成物理支路(Strang)，并且由所有从用户都遍历(durchlaufen)报文。为了在具有许多用户的通信网络中限制报文的循环时间，并且从而能够保证在自动化技术中的控制任务情况下需要的实时能力，通信网络通常在使用分配节点、即所谓的交换机的情况下以分层次的方式来构建。
[0008]分配节点具有多个输入/输出接口，通过所述输入/输出接口可以将网络分段并行地连接到通信网络中。在此，分配节点关于被定址的用户的地址而检查在输入/输出接口上接收的每个报文，并且然后将报文经由所分配的输入/输出接口转发给被寻址的用户，具有该用户的网络分段连接到所述输入/输出端口上。分配给各个网络分段的报文以下也被称为分段报文。
[0009]分配节点通常按照FIFO原理工作，其中首先接收到的那些报文也首先再次被发送。然而，这妨碍对报文的可靠实时处理。因此，较新的分配节点通常支持所谓的VLAN标记，利用所述VLAN标记可以对各个分段报文在发送时进行分优先级，以便从而保证自动化网络
中的实时能力。
[0010]分段报文在VLAN标记的情况下在头部段(以下也称为报头(Header))中具有标签字段，其中包含优先级信息。于是在接收到分段报文时，分配节点评估具有优先级信息的标签字段，并且如果所显示的优先级具有比其他分段报文的优先级更高的价值，则在其他分段报文之前转发该分段报文。在此，分配节点可以被设计为使得分配节点中止或中断在输入/输出接口上的分段报文的发送过程，以便替代地发送具有更高优先级的分段报文。
[0011]然而，即使在这种操作方式下此外仍然存在以下问题：延迟地转发高优先级分段报文。中止或中断低优先级分段报文的发送过程导致发送延迟，直至可以发送高优先级分段报文。此外，分配节点只有在接收到具有分段报文中的优先级信息的标签字段之后才能确定分段报文的优先级，以便然后在必要时停止在输入/输出接口上的低优先级分段报文的发送过程。在转发高优先级分段报文的序列时也发生延迟。在相继的高优先级分段报文之间总是存在传输暂停，所述传输暂停由网络协议预先给定。如果分配节点在传输暂停中已经开始了用于在分配节点中所中间存储的低优先级分段报文的发送过程，则可能发生通过分配节点中断相继的高优先级分段报文的连续转发。于是分配节点必须首先中止或中断低优先级分段报文的发送过程，以便代替地于是能够开始具有下一高优先级的分段报文的发送过程。
技术实现思路
[0012]因此，本专利技术的任务是说明一种用于在具有至少一个分配节点的自动化通信网络中进行数据传输的方法，所述方法使分配节点中的报文的吞吐量高效并且减少在报文的转发过程时的时间延迟。此外，本专利技术的任务是说明一种用于在这种方法中使用的分段报文和一种改善的自动化通信网络。
[0013]该任务通过独立权利要求的特征来解决。本专利技术的其他有利实施方式在从属权利要求中予以说明。
[0014]在自动化通信网络中设置至少一个分配节点，所述分配节点具有多个输入/输出接口，所述输入/输出接口分别与网络分段连接，其中每个网络分段具有至少一个用户。分段报文分别被分配给各个网络分段以便通过网络分段中的用户进行处理，其中分段报文拥有优先级。分段报文此外分别具有数据字段，所述数据字段被设计为包含报文序列信息，所述报文序列信息显示来自网络分段的后续分段报文拥有哪种优先级。自动化通信网络中的分配节点被设计用于在输入/输出接口上接收分段报文，并且根据路由预设在其他输入/输出接口上发送所述分段报文，其中如果分配给所发送的分段报文的报文序列信息显示来自具有相同路由预设的网络分段的后续分段报文的优先级，所述优先级的价值高于存在于分配节点中并且被设置用于在输入/输出接口上发送的报文的优先级的价值，则分配节点针对进一步的发送过程阻断在其上发送了分段报文的输入/输出接口，以便在接收到来自具有相同路由预设的网络分段的后续分段报文之后，在所阻断的输入/输出接口上发送后续分段报文。
[0015]利用该操作方式保证：由分配节点优先地转发高优先级分段报文。通过在分段报文中的显示来自网络分段的后续分段报文的优先级的报文序列信息，可以防止：分配节点在相继分段报文之间存在的时间间隔中在输入/输出接口上开始具有低优先级分段报文的
发送过程，直至分配节点根据具有分段报文中的优先级信息的标签字段可以确定分段报文的优先级的价值为止。也即分配节点在分段报文的发送过程期间已经知道来自同一网络分段的后续分段报文的优先级的价值，并且因此可以前瞻性地阻断输入/输出接口上的进一步的发送过程，直至后续分段报文可以被发送为止。针对后续分段报文的发送过程总是可以由分配节点立即开始，而不必为此首先中止或中断用于低优先级分段报文的发送过程。
[0016]如果利用用于在所述输入/输出接口上的发送的路由预设来接收分段报文，所述分段报文的优先级至少对应于在最后发送的分段报文中作为用于来自具有相同路由预设的网络分段的后续分段报文的优先级给所述分配节点所显示的优先级的价值，则所述分配节点可以取消针对进一步的发送过程对所述输入/输出接口的阻断。
[0017]利用该操作方式，实现在数据传输时的进一步优化，其方式是如果在分配节点中接收到其优先级至本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在自动化通信网络(100)中以报文的形式进行数据传输的方法，所述自动化通信网络(100)包括至少一个分配节点(VK)，所述分配节点具有多个输入/输出接口(PX)，所述输入/输出接口(PX)分别与网络分段(NX)连接,其中每个网络分段(NX)具有至少一个用户(TN)，其中分别给各个网络分段(NX)分配分段报文用于通过所述网络分段(NX)中的用户(TN)处理，其中给所述分段报文分配优先级，其中所述分段报文分别具有数据字段，所述数据字段被设计用于包含报文序列信息，所述报文序列信息显示来自所述网络分段(NX)的后续分段报文拥有哪种优先级，其中所述分配节点(VK)被设计用于在一个输入/输出接口(PX)上接收所述分段报文并且根据路由预设在其他输入/输出接口(PX)上发送所述分段报文，其中如果分配给所发送的分段报文的报文序列信息显示来自具有相同路由预设的网络分段(NX)的后续分段报文的优先级，所述优先级的价值高于存在于所述分配节点(VK)中并且被设置用于在所述输入/输出接口(PX)上发送的报文的优先级的价值，则所述分配节点(VK)针对进一步的发送过程阻断其上已经发送了所述分段报文的输入/输出接口(PX)，以便在接收到来自具有相同路由预设的网络分段(NX)的后续分段报文之后在所阻断的输入/输出接口(PX)上发送所述后续分段报文。2.根据权利要求1所述的方法，其中如果利用用于在所述输入/输出接口(PX)上的发送的路由预设接收分段报文，而该分段报文的优先级至少对应于在最后发送的分段报文中作为来自具有相同路由预设的网络分段(NX)的后续分段报文的优先级而显示给所述分配节点(VK)的优先级的价值，则所述分配节点(VK)取消针对进一步的发送过程对所述输入/输出接口(PX)的阻断。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述自动化通信网络(100)是主从系统，其中用户(TN)是主用户(M)，并且所述网络分段(NX)中的用户(TN)是从用户(S1、S2、S3)，其中所述分段报文在闭合的数据传输路径上从所述主用户(M)出发在去程上经由所述分配节点(VK)被传输到具有由分段报文所寻址的从用户(S1、S2、S3)的所分配的网络分段(NX)并且被处理，并且在归程上经由所述分配节点(VK)被返回到所述主用户(M)。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述主用户(M)确定所发送的分段报文中的报文序列信息，所述报文序列信息显示所述后续分段报文的优先级。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述分配节点(VK)在归程上确定所发送的分段报文中的报文序列信息，所述报文序列信息显示所述后续分段报文的优先级。6.一种用于在根据权利要求1至5中任一项所述的方法中使用的分段报文，所述分段报文具有头部区段(33)、数据区域(34)和结尾区段(35)，其中所述结尾区段(35)具有数据字段(351)，所述数据字段显示所述网络分段(NX)上的后续分段报文的优先级。7.根据权利要求6所述的分段报文，其中所述头部区段(33)具有显示所述分段报文的优先级的数据字段(334)。8.根据权利要求6或7所述的分段报文，其中所...
【专利技术属性】
技术研发人员：霍尔格，
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：
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