DE10237097B4 - Correction of signal propagation times in distributed communication systems - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Korrektur von Signallaufzeiten und Signalverzögerungszeiten in einem verteilten Kommunikationssystem mit dezentraler Steuerungs- und Antriebstechnik, mit einem Zentralteilnehmer (M) und zumindest einem weiteren Teilnehmer (S1, S2, S3), wobei der zumindest eine weitere Teilnehmer ein Mittel zur Zeitzählung aufweist, und wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:
a) Senden eines Synchronisationssignals durch den Zentralteilnehmer (M) an den zumindest einen weiteren Teilnehmer (S1, S2, S3);
b) Bei Empfang des Synchronisationssignals durch den weiteren Teilnehmer: Neustart der Zeitzählung des Zeitzählmittels des weiteren Teilnehmers;
c) Generieren eines Steuerungssignals durch den weiteren Teilnehmer zu einem bestimmten Zeitpunkt, wobei der bestimmte Zeitpunkt auf der Basis der neu gestarteten Zeitzählung des Zeitzählmittels des zumindest einen weiteren Teilnehmers ermittelt wird und einem auf das Synchronisationssignal als Relativzeitwert bezogenen Steuerungszeitwert entspricht;
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Berücksichtigung einer Lauf- und Verzögerungszeit, des Synchronisationssignals, die zwischen dem Absenden durch den Zentralteilnehmer und einer Weiterverarbeitung in...Method for correcting signal propagation times and signal delay times in a distributed communication system with decentralized control and drive technology, with a central participant (M) and at least one other participant (S1, S2, S3), wherein the at least one further participant has a means for time counting, and the method comprising the following steps:
a) sending a synchronization signal by the central participant (M) to the at least one further participant (S1, S2, S3);
b) upon receipt of the synchronization signal by the further subscriber: restarting the time counting of the time counting means of the further subscriber;
c) generating a control signal by the further subscriber at a specific time, wherein the specific time is determined on the basis of the newly started time count of the time counting means of the at least one further subscriber and corresponds to a control time value related to the synchronization signal as a relative time value;
characterized in that
to take account of a runtime and delay time, the synchronization signal, which occurs between sending by the central user and further processing in ...

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Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur von Signallaufzeiten und Signalverzögerungszeiten in verteilten Kommunikationssystemen, insbesondere zum Einsatz in Automatisierungssystemen mit dezentraler Steuerungs- und Antriebstechnik. Ferner betrifft die Erfindung verteilte Kommunikationssysteme, in denen das Verfahren angewandt wird, sowie Automatisierungssysteme mit einem verteilten Kommunikationssystem.The The invention relates to a method for correcting signal propagation times and signal delay times in distributed communication systems, in particular for use in Automation systems with decentralized control and drive technology. Further The invention relates to distributed communication systems in which the method is applied, as well as automation systems with a distributed communication system.

Stand der Technikwas standing of the technique

Verteilte Kommunikationssysteme sind in vielen technischen Anwendungen anzutreffen. So werden verteilte Kommunikationssysteme beispielsweise in Automatisierungssystemen mit dezentraler Steuerungs- und Antriebstechnik eingesetzt, in denen oftmals eine Vielzahl von Einzelsystemen zeitlich synchron gesteuert und angetrieben werden. Ein solches Einzelsystem kann eine Antriebseinheit, beispielsweise ein Synchron- oder Asynchronmotor, sein, mit der eine von mehreren, zueinander interpolierenden oder eng miteinander gekoppelt arbeitenden Achsen angetrieben wird. Typische Anwendungsgebiete solcher Automatisierungssysteme mit dezentraler Steuerungs- und Antriebstechnik sind Druck- oder auch Werkzeugmaschinen sowie auch Robotersysteme mit einer Vielzahl von zeitlich zueinander abgestimmt arbeitenden Förder- und Wirkelementen.distributed Communication systems can be found in many technical applications. For example, distributed communication systems are used in automation systems used with decentralized control and drive technology in which Often a multitude of individual systems controlled synchronously in time and be driven. Such a single system may include a drive unit, For example, be a synchronous or asynchronous motor, with the one of several, mutually interpolating or closely related coupled working axes is driven. Typical applications Such automation systems with decentralized control and Drive technology are printing or machine tools as well as robot systems working with a variety of timed to each other conveying and active elements.

Verteilte Kommunikationssysteme umfassen zumindest zwei, in der Regel jedoch weitaus mehr Teilnehmer, die vorzugsweise hierarchisch mit einem als Zentralteilnehmer ausgebildeten Teilnehmer und den übrigen Teilnehmern als weiteren Teilnehmern des Kommunikationssystems angeordnet sind. Eine solche hierarchische Anordnungsstruktur ist beispielsweise als Master-Slave-Struktur mit dem Zentralteilnehmer als ,Master' oder Master-Teilnehmer und den weiteren Teilnehmern als ,Slaves' oder Slave-Teilnehmer bekannt. Der Zentralteilnehmer ist als zentraler Teilnehmer augebildet, der Steuersignale an die weiteren Teilnehmer generiert und versendet. Die weiteren Teilnehmer stehen zum Empfang dieser Steuerungssignale und zur bedarfsweisen weiteren Kommunikation mit dem Zentralteilnehmer sowie üblicherweise auch mit den anderen weiteren Teilnehmern in Kommunikationsverbindung. Aus dem Stand der Technik sind hierzu im wesentlichen die in den 1 bis 3 dargestellten drei Grundanordnungsstrukturen bekannt. In 1 sind der Zentralteilnehmer M und die weiteren Teilnehmer S1, S2, S3 in einer Ringstruktur miteinander verbunden. Ein von dem Zentralteilnehmer M generiertes Signal durchläuft die Ringstruktur und passiert somit die einzelnen weiteren Teilnehmer S1, S2 und S3 in serieller Reihenfolge. 2 zeigt eine Busstruktur mit einer zentralen Busleitung, an die sowohl der Zentralteilnehmer M als auch die weiteren Teilnehmer S1, S2 und S3 angeschlossen sind. Der Signal- und Datentransfer wird in bekannter Weise über einen Datenbus bewerkstelligt. Bei längeren Wegstrecken der zentralen Busleitung ist es üblich, zur Verstärkung des Signals einen Repeater R in die zentrale Busleitung zwischenzuschalten. Die dritte, in 3 dargestellte Struktur ist eine Sternstruktur mit einem in die Verbindungsleitung integrierten, zentralen Schaltungselement Sw (,Switch'). Ein von dem Zentralteilnehmer M generiertes Signal wird mittels des Schaltungselements Sw dem als Adressaten spezifizierten Teilnehmer S1 oder S2 oder S3 zugestellt.Distributed communication systems comprise at least two, but usually far more participants, which are preferably arranged hierarchically with a trained as a central participant and the other participants as other participants of the communication system. Such a hierarchical arrangement structure is known, for example, as a master-slave structure with the central participant as 'master' or master participant and the other participants as 'slaves' or slave participant. The central user is configured as a central subscriber, which generates and sends control signals to the other subscribers. The other participants are to receive these control signals and on-demand further communication with the central participant and usually also with the other other participants in communication. From the state of the art for this purpose are essentially in the 1 to 3 three basic arrangement structures known. In 1 are the central participant M and the other participants S1, S2, S3 connected to each other in a ring structure. A signal generated by the central participant M passes through the ring structure and thus passes through the individual further subscribers S1, S2 and S3 in serial order. 2 shows a bus structure with a central bus to which both the central participant M and the other participants S1, S2 and S3 are connected. The signal and data transfer is accomplished in a known manner via a data bus. For longer distances of the central bus line, it is customary to interpose a repeater R in the central bus line to amplify the signal. The third, in 3 The structure shown is a star structure with a central circuit element Sw ("switch") integrated into the connecting line. A signal generated by the central participant M is delivered to the subscriber S1 or S2 or S3 specified as addressee by means of the circuit element Sw.

Die in den 1 bis 3 dargestellten Strukturen können jeweils auch Teil eines komplexeren Systems sein, in dem mehrere Grundanordnungsstrukturen miteinander verflochten realisiert sind. Die Generierung eines übergeordneten Steuerungssignals obliegt dann einem der Zentralteilnehmer oder auch einem übergeordneten Zentralteilnehmer.The in the 1 to 3 Each of the illustrated structures can also be part of a more complex system in which several basic arrangement structures are realized intertwined with one another. The generation of a higher-level control signal is then incumbent on one of the central participants or also a higher-level central participant.

Ferner sind aus dem Stand der Technik auch verteilte Kommunikationssysteme bekannt, bei denen die Masterfunktion zwischen mehreren Teilnehmern oder sogar zwischen allen Teilnehmern wechseln kann. Solche "Multimaster"-Systeme bedingen, daß mehrere Teilnehmer die Funktionalität eines Zentralteilnehmers aufweisen und bei Vorliegen einer definierten Bedingung diese Funktion auch ausüben. Hierbei wird ein zuvor als weiterer Teilnehmer fungierender Teilnehmer Zentralteilnehmer und der bisherige Zentralteilnehmer weiterer Teilnehmer des Kommunikationssystems. Eine mögliche Bedingung für einen solchen Wechsel kann beispielsweise das Ausbleiben eines Kontrollsignals des bisherigen Zentralteilnehmers sein.Further are also distributed communication systems from the prior art known in which the master function between multiple participants or even switch between all participants. Such "multimaster" systems require that several Participants the functionality have a central participant and in the presence of a defined Condition also exercise this function. This is a previously Participants acting as another participant Central participant and the previous central participant of other participants of the communication system. A possible Condition for one such a change can, for example, the absence of a control signal be the previous central participant.

Aktuell ist von dem Anmelder unter der Bezeichnung SERCOS interface® ein solches verteiltes Kommunikationssystem mit ringförmiger Struktur auf dem Markt, welches über einen Zentralteilnehmer, das SERCOS interface®, Steuerungssignale an weitere Teilnehmer generiert und sendet. Die weiteren Teilnehmer sind üblicherweise mittels Lichtwellenleiter mit dem Zentralteilnehmer verbunden. Bevorzugt wird dieses Kommunikationssystem zur Regelung und Steuerung von verteilt angeordneten Motoren, beispielsweise von Synchron- oder Asynchronmotoren, eingesetzt. Die weiteren Teilnehmer des Kommunikationssystems sind dann die Regelgeräte zur Regelung und Steuerung jeweils eines Motors. Haupteinsatzgebiete dieses Kommunikationssystems sind insbesondere die Antriebe von Werkzeugmaschinen, Druckmaschinen, Wirkmaschinen und Maschinen der allgemeinen Automatisierungstechnik. In vorzugsweise äquidistanten Zeitschritten wird von dem Zentralteilnehmer ein Synchronisationstelegramm oder Synchronisationssignal generiert und in den Kommunikationsring eingespeist. An den Empfang des Synchronisationstelegramms oder des Synchronisationssignals ist in den Regelgeräten üblicherweise über einen Zeitparameter eine Soll-/Istwertverarbeitung angekoppelt, die zu einer Bestimmung und Ausgabe von Steuer- und Regelparametern an die jeweiligen Stellmotoren führt.Currently, the Applicant under the name SERCOS interface ® on the market, such a distributed communication system with a ring-shaped structure, which generates and sends control signals to other participants via a central participant, the SERCOS interface ® . The other participants are usually connected by means of optical fibers with the central participant. This communication system is preferably used for controlling and controlling distributed motors, for example synchronous or asynchronous motors. The other participants of the communication system are then the control devices for controlling and controlling each of an engine. Main applications of this communication system are in particular the drives of machine tools, printing machines, knitting machines and machines of general automation technology. In preferably equidistant time steps from the central participant generates a synchronization telegram or synchronization signal and fed into the communication ring. At the reception of the synchronization telegram or the synchronization signal, a setpoint / actual value processing is usually coupled in the control devices via a time parameter, which leads to a determination and output of control and regulating parameters to the respective servomotors.

Insbesondere in den Anwendungsfällen, in denen eine zeitlich hochgenau aufeinander abgestimmte Interaktion mehrerer oder aller Teilnehmer eines Kommunikationssystems erforderlich ist, sind bei vielen aus dem Stand der Technik bekannten Kommunikations- und Steuerungssystemen Ungenauigkeiten in der Synchronisierung der Teilnehmer festzustellen. Diese Ungenauigkeiten sind darauf zurückzuführen, daß die verteilt angeordneten Teilnehmer eines Kommunikationssystems die von dem Zentralteilnehmer generierten Synchronisationssignale nicht alle zu einem Zeitpunkt erhalten sondern zeitlich versetzt zueinander. Dieser zeitliche Versatz beruht auf den unterschiedlichen Signallaufzeiten als Folge der hintereinander geschalteten oder verteilten Positionierung der Teilnehmer im Kommunikationssystem und/oder aufgrund zwischengeschalteter Elemente, wie beispielsweise einem oder mehreren Repeatern, die eine zeitliche Verzögerung der Laufzeit des Signals verursachen. Da die interne Verarbeitung eines empfangenen Synchronisationssignals durch den weiteren Teilnehmer üblicherweise über einen Zeitparameter an den Empfang des Signals gekoppelt ist und der Zeitpunkt des Empfangs somit als lokale Zeitbasis den Startpunkt der internen Verarbeitung bildet, ergeben sich als Folge in den weiteren Teilnehmern zueinander versetzte Zeitbasen, die dementsprechend zu Ungenauigkeiten in der Synchronisierung der durch die weiteren Teilnehmer gesteuerten Vorgänge führen. So kann beispielweise das in einer Druckmaschine erzeugte Druckbild, deren Stellmotoren mittels eines solchen herkömmlichen Kommunikationssystems gesteuert werden, aufgrund der nicht hinreichend synchronen Bewegungsabläufe verschwommen sein. Entsprechendes gilt für Werkzeugmaschinen oder auch für andere Automatisierungsmaschinen, die eine hochgenaue Synchronisation der Vorgänge erfordern.Especially in the use cases, in which a timely highly concerted interaction multiple or all participants of a communication system required are known in many prior art communication and control systems inaccuracies in the synchronization of Determine participants. These inaccuracies are due to the fact that distributed arranged participants of a communication system that of the central participant generated synchronization signals not all at a time but temporally offset from each other. This temporal Offset is due to the different signal propagation times as a result the succession or distributed positioning of the Participant in the communication system and / or due to intermediary Elements, such as one or more repeaters, the a time delay cause the duration of the signal. Because the internal processing a received synchronization signal by the other subscriber usually via a Time parameter is coupled to the reception of the signal and the time of the reception thus as local time base the starting point of the internal Processing results as a consequence in the other participants staggered time bases corresponding to inaccuracies in the synchronization of the controlled by the other participants operations to lead. Thus, for example, the printed image produced in a printing machine whose Actuators by means of such a conventional communication system be controlled due to the not sufficiently synchronous movements blurred be. The same applies to Machine tools or for other automation machines requiring a high-precision synchronization the processes require.

Um diese Effekte zu minimieren, ist es heutzutage üblich, Antriebe von interpolierenden ,Achsen', die möglichst zeitsynchron zueinander arbeiten sollen, in einem Kommunikationssystem physikalisch sehr nahe beieinander anzuordnen. Auch können die Teilnehmer auf mehrere Sub-Kommunikationssysteme verteilt werden, wobei dann in jedem der Sub-Kommunikationssysteme geringere maximale Signallaufzeiten auftreten, als diese in einem einteilig ausgeführten Kommunikationssystem auftreten würden.Around To minimize these effects, it is common nowadays to interpolate drives 'Axes' as possible to work synchronously with each other in a communication system physically close to each other. Also, the participants can be distributed to several sub-communication systems, in which case lower maximum signal propagation times in each of the sub-communication systems occur as these in a one-piece communications system would occur.

Aus GB 2 267 985 ist ferner eine Vorrichtung zur Synchronisierung von Stations-Tageszeituhren in einem verteilten Verarbeitungssystem bekannt, bei dem jedem Stationsprozessor als weiterem Teilnehmer des Verarbeitungssystems eine Synchronisierungsvorrichtung zur Synchronisierung der Stations-Tageszeituhr in den Stationsprozessoren zugeordnet ist. Zur Synchronisierung der Stations-Tageszeituhren wird von einem zentralen Zeitgeber ein Zeitreferenzsignal generiert und an alle Stationen gesendet. Bei Empfang des Zeitreferenzsignals in den Stationen wird in jeder Station die jeweilige Empfangszeit festgehalten. Ferner wird auch von dem zentralen Zeitgeber die Wiederempfangszeit des Zeitreferenzsignals als Zeit des Wiedererhalts des Zeitreferenzsignals in dem zentralen Zeitgeber festgehalten und an alle Stationen übermittelt. Jede der Stations-Tageszeituhren in den Stationsprozessoren wird sodann anhand der ermittelten Differenz zwischen der Empfangszeit in jeweiligen Station und der Wiederempfangszeit des Wiedererhalts des Zeitreferenzsignals in dem zentralen Zeitgeber zu der Zeitzählung des zentralen Zeitgebers synchronisiert.Out GB 2 267 985 Furthermore, a device for synchronizing station time of day clocks in a distributed processing system is known in which each station processor is assigned as a further participant of the processing system, a synchronization device for synchronizing the station time of day clock in the station processors. To synchronize the station's daytime clocks, a time reference signal is generated by a central timer and sent to all stations. Upon receipt of the time reference signal in the stations, the respective reception time is recorded in each station. Furthermore, the re-arrival time of the time reference signal is also recorded by the central timer as the time of the time reference signal in the central timer and transmitted to all the stations. Each of the station time of day clocks in the station processors is then synchronized based on the detected difference between the time of reception in each station and the time of receipt of the time reference signal in the central timer at the time of the central timer.

Dieses Synchronisierungsverfahren ist jedoch sehr aufwändig, da es eine Vielzahl von Sende-, Empfangs-, Speicher- und Differenzbildungselementen in allen Stationen erfordert. Ferner ist das Verfahren nur in Ringkreisen anwendbar, da die Synchronisierung mit Bezug auf den Zeitpunkt des Wiedererhalts des Zeitreferenzsignals in dem zentralen Zeitgeber erfolgt. Eine Synchronisierung kann nur in Bezug auf die Tageszeituhr des Betriebssystems (,Time of Day' = TOD) erfolgen.This Synchronization method is very complex, however, since there are a variety of Transmit, receive, store and subtract elements in all Stations required. Furthermore, the method is only in ring circuits applicable because the synchronization with respect to the timing of the Retrieving the time reference signal in the central timer he follows. A synchronization can only be done in relation to the time of day clock of the operating system ('Time of Day' = TOD).

Aus der DE 199 17 354 ist ein Synchronisationsverfahren bekannt, welches Hauptteilnehmer und Nebenteilnehmer mit synchronisierten Zeitgebern innerhalb der Teilnehmer umfasst. Die Synchronisation der Hauptteilnehmer und Nebenteilnehmern wird mittels eines laufzeitkörrigierten Synchronisationssignals realisiert. Dies erfordert zusätzlichen Hardware- und/oder Softwareaufwand in den Teilnehmern und damit eine Modifikation existierender und zu synchronisierender Systeme, welche die erforderliche Hardware bzw. Software nicht aufweisen. Eine nachträgliche Synchronisation gestaltet sich daher aufwendig und kostspielig.From the DE 199 17 354 For example, a synchronization method is known which comprises main subscribers and secondary subscribers with synchronized timers within the subscribers. The synchronization of the main participants and secondary participants is realized by means of a term-grain synchronized signal. This requires additional hardware and / or software effort in the participants and thus a modification of existing and to be synchronized systems that do not have the required hardware or software. Subsequent synchronization is therefore complicated and costly.

Darstellung der Erfindungpresentation the invention

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das mit geringem Aufwand eine Korrektur von Laufzeiten in verteilten Kommunikationssystemen ermöglicht. Mittels der Korrektur soll insbesondere eine Zeitsynchronisierung des weiteren Teilnehmers oder der weiteren Teilnehmer in Bezug auf eine gemeinsame Zeitbasis ermöglicht werden. Das Verfahren soll ferner insbesondere auch zum Einsatz in Automatisierungssystemen mit einer dezentralen Steuerungs- und Antriebstechnik geeignet sein und bei möglichst beliebiger Grundanordnungsstruktur des Kommunikationssystems zum Einsatz kommen können. Um das Verfahren einsetzen zu können, soll des weiteren auch insbesondere eine nur geringe Modifikation oder Erweiterung der bisher aus dem Stand der Technik bekannten verteilten Kommunikationssysteme erforderlich sein.The invention is therefore based on the object to provide a method that enables a correction of runtimes in distributed communication systems with little effort. By means of the correction, in particular a time synchronization of the further subscriber or the further subscriber in relation to a common time base is to be made possible. The method is also intended in particular for use in automation be suitable systems with a decentralized control and drive technology and can be used in any possible basic arrangement structure of the communication system. Furthermore, in order to be able to use the method, it is also necessary in particular to require only slight modification or expansion of the distributed communication systems hitherto known from the prior art.

Ferner ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein verteiltes Kommunikationssystem zur Verfügung zu stellen, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden kann. Des weiteren ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung, Automatisierungssysteme zur Verfügung zu stellen, die ein erfindungsgemäß ausgeführtes, verteiltes Kommunikationssystem umfassen.Further It is another object of the invention to provide a distributed communication system to disposal to provide, which are operated by the method according to the invention can. Furthermore, it is a further object of the invention to provide automation systems to disposal to provide a distributed according to the invention executed communication system include.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1, ein Kommunikationssystem gemäß dem Anspruch 17 und ein Automatisierungssystem gemäß dem Anspruch 30 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.These Tasks are performed according to the invention a method according to the claim 1, a communication system according to the claim 17 and an automation system according to claim 30. Further advantageous embodiments of the invention can be found in the subclaims.

In einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Korrektur von Signallaufzeiten und Signalverzögerungszeiten in einem verteilten Kommunikationssystem mit dezentraler Steuerungs- und Antriebstechnik, zur Verfügung gestellt. Das verteilte Kommunikationssystem umfaßt einen Zentralteilnehmer und zumindest einen weiteren Teilnehmer, wobei zumindest der weitere Teilnehmer ein Mittel zur Zeitzählung aufweist. Der Zentralteilnehmer sendet in einem ersten Verfahrensschritt ein Synchronisationssignal an den zumindest einen weiteren Teilnehmer. Bei Empfang des Synchronisationssignals durch den weiteren Teilnehmer erfolgt ein Neustart der Zählung des Zeitzählmittels des weiteren Teilnehmers. Ferner wird durch den weiteren Teilnehmer zu einem bestimmten Zeitpunkt, der auf der Basis der neu gestarteten Zeitzählung des Zeitzählmittels des zumindest einen weiteren Teilnehmers ermittelt wird und der einem Steuerungszeitwert entspricht, ein Steuerungssignal, generiert. Der Steuerungszeitwert ist üblicherweise als Relativzeitwert auf das Synchronisationssignal bezogen. Gemäß der Erfindung wird zur Berücksichtigung einer Lauf- und Verzögerungszeit des Synchronisationssignals, die zwischen dem Absenden durch den Zentralteilnehmer und einer Weiterverarbeitung in dem weiteren Teilnehmer entsteht, der Steuerungszeitwert vor der Generierung des Signals mit einem Zeitkorrekturwert zeitkorrigiert. Zweckmäßig wird der Steuerungszeitwert hierzu um den Zeitkorrekturwert vermindert.In A first aspect of the invention is a method for correction of signal delays and signal delay times in a distributed Communication system with decentralized control and drive technology, to disposal posed. The distributed communication system includes a Central participant and at least one other participant, wherein at least the other participant has a means for time counting. The central participant sends in a first step a synchronization signal to the at least one other participant. Upon receipt of the synchronization signal by the other participant is a restart of the count of time counting means the other participant. Furthermore, by the other participants at a given time, based on the newly launched time count of the time counting means the at least one other subscriber is determined and the corresponds to a control time value, a control signal generated. The control time value is usually as relative time value based on the synchronization signal. According to the invention is considered a running and delay time of the synchronization signal passing between the sending by the Central participant and further processing in the other participants arises, the control time value before the generation of the signal time-corrected with a time correction value. It is useful the control time value is reduced by the time correction value.

Alternativ zur Zeitkorrektur des Steuerungszeitwertes kann erfindungsgemäß auch die Zeitzählung des weiteren Teilnehmers durch Addition des Zeitkorrekturwertes zeitkorrigiert werden.alternative for the time correction of the control time value according to the invention, the time count of the further subscriber by adding the time correction value be time corrected.

In vielen Anwendungsfällen kann es zweckmäßig sein, einen Zeitkorrekturwert zu wählen, der der tatsächlich entstandenen Signallaufzeiten und Signalverzögerungszeit entspricht oder dieser möglichst nahe kommt. Dies führt zu einer Synchronisation der Zeitzählung des weiteren Teilnehmers zu einer Zeitzählung des Zentralteilnehmers. Das Steuerungssignal wird somit durch den zumindest einen weiteren Teilnehmer zeitsynchron zu der Zeitbasis des Zentralteilnehmers generiert und/oder weiterverarbeitet. In dem so zu wählenden Zeitkorrekturwert sind insbesondere einerseits Laufzeiten, die durch die Signalübertragung in den Verbindungsleitungen oder sonstigen Transferwegen verursacht werden, als auch andererseits Verzögerungszeiten, die durch Repeater, Schalter (,Switch') und/oder andere in den Verbindungsweg zwischengeschaltete Elemente und/oder zwischengeschaltete Teilnehmer und/oder auch durch die Teilnehmer selbst infolge der Ein- und/oder Auskopplung des Signals oder auch durch interne Verarbeitungsschritte der Signalverarbeitung (bspw. Interrupt-Behandlung) verursacht werden, zu berücksichtigen.In many applications it may be appropriate to choose a time correction value the one actually resulting signal propagation times and signal delay time corresponds or this possible comes close. this leads to to a synchronization of the time count of the other party at a time count of the central participant. The control signal is thus by the at least one other participant time synchronous to the time base of Central participant generated and / or further processed. By doing to be chosen Time correction values are, in particular, terms that are determined by the signal transmission caused in the interconnections or other transfer routes on the other hand, delays caused by repeaters, Switch ('Switch') and / or other elements interposed in the communication path and / or intermediate participants and / or by the participants even as a result of the input and / or decoupling of the signal or else by internal processing steps of the signal processing (eg. Interrupt treatment) are to be considered.

Als Zeitkorrekturwert kann aber auch ein von der tatsächlich entstandenen Signallaufzeiten und Signalverzögerungszeit abweichender Wert gewählt werden. Die Zeitkorrekturwerte sind somit auf eine andere Zeitbasis als diejenige des Zentralteilnehmers bezogen, wobei jedoch für alle weiteren Teilnehmer dieselbe Zeitbasis zur Zeitkorrekturwertermittlung verwendet wird. In diesem Fall werden die Signale durch die weiteren Teilnehmer zwar zueinander zeitsynchronisiert generiert, die Signalgenerierungen erfolgen aber nicht zeitsynchron zur Zeitzählung des Zentralteilnehmers.When Time correction value can also be one of the actually incurred Signal propagation times and signal delay time deviating value can be selected. The time correction values are therefore on a different time basis than that of the central participant, but for all others Subscriber uses the same time base for time correction value determination becomes. In this case, the signals are transmitted by the other participants Although time-synchronized generated, the signal generations However, they do not take place synchronously with the time count of the central participant.

Mittels der erfindungsgemäß ausgeführten Verfahren läßt sich somit eine erhöhte Genauigkeit in der Synchronisierung der Zeitzählung und somit auch der Signalgenerierung zumindest unter den weiteren Teilnehmern des verteilten Kommunikationssystems erzielen. Im Vergleich zu dem aus GB 2 267 985 bekannten Korrekturverfahren sind die erfindungsgemäßen Verfahren mit einem deutlich geringeren Aufwand durchführbar, da die Synchronisierung hier nicht auf den Zeitpunkt des Wiederempfangs des Synchronisationssignals in dem Zentralteilnehmer bezogen ist. Auch ist im Vergleich zu dem aus GB 2 267 985 bekannten Verfahren bei den erfindungsgemäßen Verfahren kein Wiederempfang des Synchronisationssignals in dem Zentralteilnehmer erforderlich. Als ein wesentlicher Vorteil resultiert hieraus, daß die erfindungsgemäßen Synchronisationsverfahren somit bei Kommunikationssystemen unterschiedlicher Topologien – ringförmig, sternförmig, linienförmig, oder auch anderen, zusammengesetzten Topologien – mit einem geringen apparatetechnischen Aufwand realisierbar sind. Apparatetechnisch ist insbesondere kein Empfangselement in dem Zentralteilnehmer für den Wiederempfang des ausgesendeten Synchronisationssignals erforderlich. Des weiteren sind auch keine Differenzbildungselemente in den weiteren Teilnehmern für die Differenzbildung zwischen dem eigenen Empfangszeitpunkt und dem Zeitpunkt des Wiederempfangs in dem Zentralteilnehmer erforderlich. Auch ist es zur Synchronisation der weiteren Teilnehmer ausreichend, daß der Zentralteilnehmer lediglich ein Synchronisationssignal ohne jegliche weitere, an das Synchronisationssignal gekoppelte Information versendet. Ferner ist auch keine Tageszeituhr (,Time of Day') erforderlich.By means of the method according to the invention, an increased accuracy in the synchronization of the time counting and thus also of the signal generation can thus be achieved at least among the other subscribers of the distributed communication system. Compared to that GB 2 267 985 known correction method, the inventive method with a much lower cost are feasible, since the synchronization is not related to the time of the resumption of the synchronization signal in the central participant. Also is compared to the off GB 2 267 985 known methods in the inventive method no re-reception of the synchronization signal in the central participant required. As a major advantage results from the fact that the synchronization method according to the invention thus in communication systems of different topologies - ring-shaped, star-shaped, linear, or other, zusammenge set topologies - can be realized with a low technical equipment effort. In terms of apparatus, in particular no receiving element in the central subscriber is required for the re-reception of the transmitted synchronization signal. Furthermore, no subtraction elements in the other participants for the difference between the own reception time and the time of the re-reception in the central participant are required. It is also sufficient for the synchronization of the other participants that the central participant only sends a synchronization signal without any further, coupled to the synchronization signal information. Furthermore, no time-of-day clock is required.

Die zeitliche Verzögerung des Synchronisationssignals zwischen dem Zeitpunkt des Absendens durch den Zentralteilnehmer und der Weiterverarbeitung in dem jeweiligen weiteren Teilnehmer wird gemäß der Erfindung in dem jeweiligen weiteren Teilnehmer in einfacher Weise entweder durch Korrektur des Steuerungszeitwertes oder durch Korrektur der jeweiligen Zeitzählung des weiteren Teilnehmers berücksichtigt. Zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren sind in den weiteren Teilnehmern somit ergänzend zu den bisherigen Funktionalitäten neben einem Speicherelement zur Speicherung des Korrekturwertes lediglich Subtraktions- oder Additionselemente vorzusehen.The delay of the synchronization signal between the time of sending by the central participant and the further processing in the respective another participant is according to the invention in the respective other participant in a simple way either by correcting the control time value or by correcting the respective one time count of the other participant. To carry out the inventive method are in addition to the other participants in addition to the previous functionality a memory element for storing the correction value only To provide subtraction or addition elements.

Mittels der erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt eine sich an den Erhalt des Synchronisationssignals typischerweise anschließende Soll-/Istwertverarbeitung von beispielsweise Steuerungs- und/oder Reegelungsparametern durch den weiteren Teilnehmer und die Ausgabe von Steuer- oder Regelgrößen an beispielsweise Stellmotoren zeitsynchron zu einer Zeitbasis, vorzugsweise zur Zeitbasis des Zentralteilnehmers. Die Soll-/Istwertverarbeitung ist üblicherweise über den Steuerungszeitwert an den Erhalt des Steuerungssignals angekoppelt, wobei zu den den Steuerungszeitwerten entsprechenden Zeitpunkten in dem weiteren Teilnehmer eine Soll-/Istwertverarbeitung von Steuerungs- und/oder Regelungsparametern durchgeführt wird und hieraus das jeweilige Steuerungs- oder Regelsignal ermittelt wird.through the inventive method A receipt of the synchronization signal typically occurs subsequent Setpoint / actual value processing of, for example, control and / or control parameters by the other participant and the output of control or control variables to, for example Actuators time synchronous to a time base, preferably on a time basis of the central participant. The setpoint / actual value processing is usually about the Control time value coupled to the receipt of the control signal, at times corresponding to the control time values in FIG the further participant a setpoint / actual value processing of control and / or control parameters carried out is determined and from this the respective control or regulating signal becomes.

Vorzugsweise werden die für die Soll-/Istwertverarbeitung erforderlichen Steuerungs- und/oder Regelungsparameter sowie weitere für den Betrieb des weiteren Teilnehmers erforderliche Parameter entweder in einem separaten Protokoll von dem Zentralteilnehmer an den weiteren Teilnehmer versendet oder vorab in einem Initialisierungsschritt in einem Speicherelement des weiteren Teilnehmers abgespeichert.Preferably become the for the setpoint / actual value processing required control and / or control parameters as well as more for the operation of the other participant required parameters either in a separate protocol from the central participant to the other Participants sent or in advance in an initialization step in a memory element of the other subscriber stored.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zum Einsatz in Automatisierungssystemen mit dezentraler Steuerungs- und Antriebstechnik, wie beispielsweise in Druck- oder Werkzeugmaschinen zur Steuerung und Regelung der dort eingesetzten Antriebsmotoren.The inventive method is particularly suitable for use in automation systems with decentralized control and drive technology, such as in printing or machine tools for controlling and regulating the used there drive motors.

In den meisten Anwendungsfällen umfaßt das Kommunikationssystem eine Vielzahl weiterer Teilnehmer, von denen beispielsweise jeder weitere Teilnehmer den Betrieb und die Verfahrweise eines Motors regelt und/oder steuert. Die Korrekturen der Steuerungszeitwerte oder der jeweiligen Zeitzählungen erfolgen vorzugsweise individuell für jeden der weiteren Teilnehmer. Je nachdem welche Zeitbasis für die Zeitkorrekturen gewählt wurde, arbeiten entweder nur die weiteren Teilnehmer zeitsynchron zueinander oder auch im Verhältnis zum Zentralteilnehmer. Soll auch der Zentralteilnehmer zeitsynchron arbeiten, so ist es sinnvoll, die Zeitbasis des Zentralteilnehmers als Bezugszeitbasis für die Ermittlung der erforderlichen Zeitkorrekturwerte zu verwenden. Durch diese bevorzugte Zeitsynchronisierung der weiteren Teilnehmer in Bezug auf die Zeitbasis des Zentralteilnehmers ist automatisch auch eine Zeitsynchronisierung der weiteren Teilnehmer untereinander gewährleistet.In most applications includes that Communication system a variety of other participants, of which For example, every other participant the operation and the method of movement an engine regulates and / or controls. The corrections of the control time values or the respective time counts preferably be done individually for each of the other participants. Depending on which time base for the time corrections selected was working, either only the other participants time-synchronized to each other or in proportion to the central participant. Should also the central participant time synchronous work, so it makes sense the time base of the central participant as a reference time base for to use the determination of the required time correction values. By this preferred time synchronization of the other participants in Reference to the time base of the central participant is automatic as well a time synchronization of the other participants with each other guaranteed.

In beiden Fällen gilt, daß Regelungs- oder Steuerungsvorgänge oder auch anderweitige Maßnahmen, die von einem der weiteren Teilnehmer initiiert oder ausgeführt werden, somit zeitsynchron zu Regelungs- oder Steuerungsvorgängen oder auch anderweitigen Maßnahmen sind, die von einem anderen der weiteren Teilnehmer initiiert oder ausgeführt werden. Wird von den weiteren Teilnehmer beispielsweise der Betrieb von Motoren gesteuert, so läßt sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens eine bessere zeitliche Synchronisierung der Verfahrzustände der Motoren als mit aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren oder eine zumindest vergleichbare Synchronisierung bei jedoch einem im Vergleich zum Stand der Technik geringeren Aufwand erzielen. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise in Druck- oder Werkzeugmaschinen kann somit eine sehr hohe Genauigkeit des Druckprozesses oder des Bearbeitungsprozesses der Werkzeugmaschine erreicht werden.In both cases applies that or control operations or other measures, which are initiated or executed by one of the other participants, thus time-synchronized to control or control processes or also other measures are initiated by another of the other participants or accomplished become. If the other participants, for example, the operation controlled by motors, so can with the aid of the method according to the invention a better temporal synchronization of the states of the Engines as with known from the prior art method or an at least comparable synchronization but one in the Compared to the prior art achieve less effort. at Application of the method according to the invention For example, in printing or machine tools can thus a very high accuracy of the printing process or the machining process the machine tool can be achieved.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren in zeitlichen Abständen zueinander, vorzugsweise in jeweils gleichen zeitlichen Abständen, wiederholt. Die für die Soll-/Istwertverarbeitung erforderlichen Steuerungs- und/oder Regelungsparameter können hierbei vor jedem neuerlichen Verfahrensdurchlauf oder auch blockweise für eine Vielzahl von Verfahrensdurchläufen von dem Zentralteilnehmer an die jeweiligen weiteren Teilnehmer übertragen werden.Preferably becomes the method according to the invention at intervals to each other, preferably at the same time intervals, repeated. The for the setpoint / actual value processing required control and / or control parameters can hereby before each new process run or block by block for a variety of process runs be transmitted from the central participant to the respective other participants.

Hierbei ist es auch möglich, daß nach Abarbeiten eines Durchlaufs der Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens und vor einer Wiederholung die Funktion des Zentralteilnehmers von einem der weiteren Teilnehmer übernommen wird, so daß der bisherige weitere Teilnehmer Zentralteilnehmer wird und der bisherige Zentralteilnehmer weiterer Teilnehmer wird.in this connection it is also possible that after Processing a run of the method steps of the method according to the invention and before a repetition, the function of the central participant of one taken over the other participants so that the previous other participants will be central participants and the previous one Central participant of other participants.

In einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung werden die Zeitkorrekturwerte in einem Initialisierungsschritt dem jeweiligen weiteren Teilnehmer vorgegeben. Vorzugsweise erfolgt die Vorgabe über einen an den Zentralteilnehmer angeschlossenen Computer oder eine speicherprogrammierbare Steuerung. Hierfür ist es natürlich erforderlich, daß vor der Initialisierung die jeweils erforderlichen Zeitkorrekturwerte für jeden der weiteren Teilnehmer des verteilten Kommunikationssystems bekannt sind. Für viele Anwendungen ist eine Abschätzung der Zeitkorrekturwerte ausreichend.In an expedient embodiment of Invention, the time correction values in an initialization step given to the respective other participant. Preferably takes place the default over a computer connected to the central user or a programmable logic controller. Of course, this requires that before initialization the respectively required time correction values for each the other participants of the distributed communication system known are. For many Applications is an estimate the time correction values are sufficient.

Insbesondere bei höheren Genauigkeitsanforderungen an die Synchronisierung können alternativ hierzu die für die Zeitkorrektur zu berücksichtigenden Lauf- und Verzögerungszeiten auch für jeden der weiteren Teilnehmer durch Referenzmessung ermittelt werden. Dies erfolgt zweckmäßig vorab in einer Kalibriermessung. Zweckmäßig wird hierzu der zu kalibrierende weitere Teilnehmer oder das zu kalibrierende zwischengeschaltete Element dem Kommunikationssystem entnommen und in einen Kalibrierkreis eingesetzt. Der Kalibrierkreis besteht somit lediglich aus einem zentralen Teilnehmer, der Verbindungsleitung oder den Verbindungsleitungen und dem weiteren Teilnehmer oder Element. Werden für den Hin- und Rückweg des Kalibriersignals verschiedene Leitungen verwendet, so sind zur Erhöhung der Genauigkeit des Kalibrierwertes zweckmäßig die Leitungslängen für den Hin- und Rückweg gleich lang auszuführen. Vorteilhaft entsprechen die in dem Kalibrierkreis verwendeten Leitungslängen den Leitungslängen des Teilnehmers in dem Kommunikationssystem. Von dem Zentralteilnehmer wird ein Kalibriersignal generiert, welches von den betreffenden weiteren Teilnehmern nach Erhalt unmittelbar zurückgesandt wird. Die als Zeitkorrekturwert zu berücksichtigende Lauf- und Verzögerungszeit ist dann die halbe Zeitdauer vom Absenden des Signals bis zum Wiedererhalt des Signals durch den Zentralteilnehmer. Die für die Teilnehmer ermittelten Zeitkorrekturwerte werden zweckmäßig nach der Ermittlung in einem Speichermittel des jeweils betreffenden weiteren Teilnehmers abgelegt.Especially at higher Accuracy requirements for synchronization may alternatively this for the to consider the time correction Running and delay times also for each of the other participants are determined by reference measurement. This is expediently in advance in a calibration measurement. Appropriately, this is to be calibrated other participants or the intermediary to be calibrated Element taken from the communication system and in a calibration circuit used. The calibration circuit thus consists only of one central subscriber, the connection line or the connection lines and the other participant or element. Are used for the and way back the calibration signal used different lines, so are to increase the accuracy of the calibration value, the line lengths for the and way back to execute the same length. Advantageously, the cable lengths used in the calibration circuit correspond to the cable lengths of the subscriber in the communication system. From the central participant a calibration signal is generated, which depends on the respective immediately after receipt. The as time correction value to be taken into account and delay time is then half the time from sending the signal to the Wiederaufhalt the signal through the central participant. The determined for the participants Time correction values become useful after the determination in a storage means of the respective relevant filed another participant.

In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung werden die Lauf- und Verzögerungszeiten der weiteren Teilnehmer auf der Basis der Kenntnis der physikalischen Reihenfolge der Anordnung der weiteren Teilnehmer durch Summation der Lauf- und Verzögerungszeiten der vor dem jeweils betrachteten weiteren Teilnehmer angeordneten weiteren Teilnehmer sowie weiterer, vor dem jeweils betrachteten weiteren Teilnehmer angeordneter Elemente wie Schalter, Repeater, Signalleitung, etc. ermittelt. Dies erfolgt zweckmäßig durch sequentielle Abfrage, wobei bei jeder Abfrage nur die Position und die Einzel-Lauf- und Einzel-Verzögerungszeit des betreffenden Teilnehmers oder Elementes ermittelt bzw. abgefragt wird. Erst durch die Summation der Einzel-Laufzeiten und Einzel-Verzögerungszeiten der vor dem jeweils betrachteten weiteren Teilnehmer angeordneten weiteren Teilnehmer und/oder zwischengeschalteter weiterer Elemente ergibt sich der jeweilige Zeitkorrekturwert für den betreffenden weiteren Teilnehmer. Die Einzel-Verzögerungszeiten der weiteren Teilnehmer und/oder der weiteren zwischengeschalteten Elemente werden hierbei vorteilhaft aus den weiteren Teilnehmern und/oder den weiteren zwischengeschalteten Elementen, vorzugsweise jeweils aus einem in dem weiteren Teilnehmer oder zwischengeschalteten Element vorgesehenen Festspeicher, ausgelesen und die Laufzeiten zwischen den Teilnehmern und/oder Elementen vorzugsweise jeweils mit einem Konstantwert berücksichtigt. Hierzu ist es erforderlich, daß die weiteren Teilnehmer und/oder zwischengeschalteten Elemente jeweils mit einem Speicherelement ausgestattet sind, in dem in einer Vorinitialisierung die jeweilige Einzel-Verzögerungszeit gespeichert wurde. Wie oben ausgeführt, werden diese Einzel-Verzögerungszeiten zweckmäßig in Kalibrierversuchen für das jeweilige Bauteil ermittelt.In a particularly preferred embodiment of Invention, the running and delay times of the other Participant based on knowledge of the physical order the arrangement of the other participants by summing the running and delay times the further arranged in front of each considered additional participants Participants as well as others, before each considered further Participants arranged elements such as switches, repeaters, signal line, etc. determined. This is done appropriately by sequential query, with each query only the position and the single-run and Single-delay time of the participant or element concerned becomes. Only by the summation of the individual transit times and individual delay times arranged in front of each considered additional participants other participants and / or other intermediary elements this results in the respective time correction value for the respective further one Attendees. The single delay times the other participants and / or the other intermediary Elements are advantageous here from the other participants and / or the other intermediate elements, preferably each from one in the other participants or intermediary Element provided read-only memory, read out and the transit times preferably between the participants and / or elements respectively taken into account with a constant value. For this it is necessary that the additional participants and / or intermediary elements respectively equipped with a memory element in which in a pre-initialization the respective single delay time was saved. As stated above, these are single delay times expedient in calibration experiments for the respective component determined.

Ein sehr wesentlicher Vorteil dieser Vorgehensweise zur Ermittlung der Zeitkorrekturwerte durch Summation der Einzelwerte besteht darin, daß die Ermittlung vollautomatisch zweckmäßig in einem Initialisierungsschritt ablaufen kann. Auch kann das Kommunikationssystem modular vergrößert oder verkleinert werden oder die Positionen der weiteren Teilnehmer untereinander verändert werden, ohne daß eine manuelle Neuvorgabe der Korrekturzeiten erforderlich wäre. In einem solchen Fall wäre lediglich ein neuer, vollautomatisch ablaufender Initialisierungsschritt vorzunehmen.One very important advantage of this procedure for determining the Time correction values by summation of the individual values consists in that the Determination fully automatically appropriate in an initialization step can expire. Also, the communication system can be modularly enlarged or reduced or the positions of the other participants among themselves changed be without one Manual re-entry of the correction times would be required. In one such a case would be just a new, fully automatic initialization step make.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden neben den Lauf- und Verzögerungszeiten der Teilnehmer und der sonstigen zwischengeschalteten Elemente auch die in den Signalleitungen entstehenden Signallaufzeiten zur Korrektur berücksichtigt. In besonders vorteilhafter Weise kann zur Ermittlung der Korrekturwerte zur Korrektur der Signallaufzeiten in den Signalleitungen der Umstand genutzt werden, daß in vielen aktuellen Kommunikationssystemen die Teilnehmer und zumeist auch die sonstigen zwischengeschalteten Elemente Vorrichtungen oder Zusatzelemente aufweisen, mit denen die Sendeleistung des betreffenden Teilnehmers oder Elementes eingestellt wird. Dies dient dazu, die Sendeleistung eines Teilnehmers oder eines zwischengeschalteten Elementes gezielt auf die Länge der Leitung, durch die das Signal von dem Teilnehmer oder Element aus gesendet wird, abzustimmen. Insbesondere bei der heutzutage weithin üblichen Verwendung von Lichtwellenleitern zur Signalleitung ist eine solche Anpassung der optischen Sendeleistung des Teilnehmers oder des zwischengeschalteten Elementes weit verbreitet, um so jeweils eine hinreichende, gleichzeitig aber auch nicht zu hohe Signalstärke am Leitungsende sicherzustellen.In a preferred embodiment of the invention, in addition to the running and delay times of the participants and the other intermediate elements, the signal propagation times resulting in the signal lines are taken into account for correction. In a particularly advantageous manner can be used to determine the correction values for correcting the signal propagation times in the signal lines, the fact that in many current communication systems, the participants and usually also the other intermediate elements devices or additional elements, with which the transmission power of the relevant subscriber or element is set. This serves to tune the transmission power of a subscriber or an intermediate element specifically to the length of the line through which the signal is sent from the subscriber or element. Particularly in the use of optical waveguides for signal transmission which is widely used nowadays, such an adaptation of the optical transmission power of the subscriber or of the intermediate element is widespread so as to ensure a sufficient signal strength at the cable end which is not too high.

Um nun im Rahmen der Ermittlung der Zeitkorrekturwerte die jeweiligen Signallaufzeiten zu ermitteln, kann von den eingestellten Sendeleistungen ausgegangen werden, die jeweils ein Maß für die betreffende Leitungslänge darstellen. Aus der Leitungslänge kann wiederum auf die Laufzeit zurückgeschlossen werden. Vorteilhaft werden somit durch den Zentralteilnehmer die Sendeleistungen der weiteren Teilnehmer oder der sonstigen zwischengeschalteten Elemente abgefragt und hieraus die Laufzeiten ermittelt und in der oben beschriebenen Ermittlung der Zeitkorrekturwerte berücksichtigt.Around now in the context of determining the time correction values the respective To determine signal transit times, it can be assumed that the set transmission powers each one a measure of the relevant cable length represent. From the cable length can in turn be deduced the term. Advantageous Thus, by the central participant, the transmission powers of other participants or other intermediary elements queried and determined from this the terms and in the above Determination of time correction values taken into account.

In einem vereinfachten Verfahren zur Bestimmung der Zeitkorrekturwerte können insbesondere bei ringförmiger Ausprägung des Kommunikationssystem die Einzellaufzeiten angenähert werden. Hierzu wird eine im Zentralteilnehmer ermittelte Gesamtlaufzeit des Synchronisationssignals als Laufzeit durch den Ring oder die Anordnung der Teilnehmer durch die Anzahl der weiteren Teilnehmer dividiert und als mittlere Signallaufzeit in jedem Teilnehmer angenommen (d.h. Laufzeit pro Teilnehmer = Gesamtlaufzeit/Anzahl der Teilnehmer im Ring). Die einzelnen Zeitkorrekturwerte werden dann durch Addition der einzelnen Laufzeiten angenähert. Die Gesamtlaufzeit des Synchronisationssignals wird z.B. durch Zeitmessung zwischen Aussenden und Wiederempfang im Zentralteilnehmer automatisch ermittelt. Alternativ kann diese Zeit auch extern ermittelt und im Zentralteilnehmer eingestellt werden. Vorteilhaft benötigt man bei diesem Verfahren zur Bestimmung der Zeitkorrekturwerte in den weiteren Teilnehmern keinerlei zusätzliche Funktionalitäten.In a simplified method for determining the time correction values can especially with annular shaping the communication system, the individual run times are approximated. For this is determined in the central participant total running time of the synchronization signal as a term through the ring or the arrangement of participants through divided the number of other participants and as a mean signal delay accepted in each subscriber (i.e., run time per subscriber = total run time / number the participant in the ring). The individual time correction values will be then approximated by adding the individual terms. The Total running time of the synchronization signal is e.g. through time measurement between sending and receiving in the central participant automatically determined. Alternatively, this time can also be determined externally and be set in the central participant. Advantageously you need in this method for determining the time correction values in the other participants no additional functionalities.

Bei großen Kommunikationssystemen mit einer Vielzahl von weiteren Teilnehmern kann es vorteilhaft sein, das verteilte Kommunikationssystem in zwei oder mehr Subsysteme zu unterteilen, wobei jedes Subsystem einen lokalen Zentralteilnehmer umfaßt. Die Steuerung des Gesamtsystems kann hierbei von einem übergeordneten Zentralteilnehmer aus erfolgen oder von einem der in den Subsystemen angeordneten lokalen Zentralteilnehmer. Ebenso ist es auch möglich, die Zeitkorrektur in jedem Subsystem getrennt und unabhängig von den weiteren Subsystemen durchzuführen.at huge Communication systems with a large number of other participants It may be advantageous to split the distributed communication system into two or subdividing subsystems, each subsystem having one includes local central participant. The control of the entire system can here by a parent Central participants are made from or by one of the subsystems arranged local central participant. Likewise it is also possible, the Time correction in each subsystem separated and independent of to perform the other subsystems.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein verteiltes Kommunikationssystem zur Verfügung gestellt, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zum Einsatz in Automatisierungssystemen mit dezentraler Steuerungs- und Antriebstechnik geeignet ist. Das Kommunikationssystem umfasst einen Zentralteilnehmer und zumindest einen weiteren Teilnehmer, wobei der zumindest eine weitere Teilnehmer ein Mittel zur Zeitzählung aufweist und der Zentralteilnehmer und der zumindest eine weitere Teilnehmer miteinander kommunizieren, wobei der Zentralteilnehmer ferner ein Mittel zur Generierung und Versendung eines Synchronisationssignals an den zumindest einen weiteren Teilnehmer sowie der weitere Teilnehmer ein Mittel zum Empfangen des Synchronisationssignals umfasst, und der zumindest eine weitere Teilnehmer ferner ein Mittel zum Neustart der Zeitzählung des Zeitzählmittels des weiteren Teilnehmers, sowie ein Mittel zur Generierung eines Steuerungssignals, umfasst, wobei das Steuerungssignal durch den weiteren Teilnehmer zu einem Zeitpunkt generiert wird, der auf der Basis der neu gestarteten Zeitzählung des Zeitzählmittels des weiteren Teilnehmers ermittelt wird und einem auf das Synchronisationssignal als Relativzeitwert bezogenen Steuerungszeitwert entspricht, wobei der weitere Teilnehmer zur Berücksichtigung einer Lauf- und Verzögerungszeit des Synchronisationssignals, die zwischen dem Absenden durch den Zentralteilnehmer und einer Weiterverarbeitung in dem weiteren Teilnehmer entsteht, ein Mittel zur Zeitkorrektur des Steuerungszeitwertes umfasst, um den Steuerungszeitwert vor der Generierung des Steuerungssignals mit einem Zeitkorrekturwert zu korrigieren. Das Mittel zur Zeitkorrektur des Steuerungszeitwertes ist vorzugsweise ein Subtraktionsmittel zum Subtrahieren des Zeitkorrekturwertes von dem Steuerungszeitwert.In Another aspect of the invention is a distributed communication system made available, that to carry out the method according to the invention and for use in automation systems with decentralized control and drive technology is suitable. The communication system includes a central participant and at least one other participant, wherein the at least one further participant has a means for time counting and the central participant and the at least one other participant communicate with each other, the central participant also a Means for generating and sending a synchronization signal to the at least one other participant and the other participants comprises means for receiving the synchronization signal, and the at least one other participant also provides a means to restart the time counting of the time counting means the other participant, as well as a means for generating a Control signal, wherein the control signal through the additional participant is generated at a time that is on the Base of the newly started time counting of the time counting means the further subscriber is determined and one on the synchronization signal as a relative time value related control time value, where the other participant for consideration a running and delay time of the synchronization signal passing between the sending by the Central participant and further processing in the other participants arises, a means for time correction of the control time value includes the control time value before generating the control signal with to correct a time correction value. The means for time correction the control time value is preferably a subtraction means for subtracting the time correction value from the control time value.

Alternativ zu der Anordnung eines Mittels zur Zeitkorrektur des Steuerungszeitwertes kann der weitere Teilnehmer zur Berücksichtigung einer Lauf- und Verzögerungszeit des Synchronisationssignals, die zwischen dem Absenden durch den Zentralteilnehmer und einer Weiterverarbeitung in dem weiteren Teilnehmer entsteht, erfindungsgemäß auch ein Mittel zur Zeitkorrektur der Zeitzählung des weiteren Teilnehmers umfassen, um so die Zeitzählung des weiteren Teilnehmers durch Addition eines Zeitkorrekturwertes zu korrigieren.alternative to the arrangement of a means for time correction of the control time value can the other participants to take into account a running and Delay Time of the synchronization signal passing between the sending by the Central participant and further processing in the other participants arises, according to the invention also an agent for time correction of the time counting of the other party, so as to complete the time counting Participants by adding a time correction value to correct.

Das Mittel zur Zeitkorrektur des Steuerungszeitwertes ist hierbei bevorzugt ein Additionsmittel zum Addieren des Zeitkorrekturwertes zur Zeitzählung des weiteren Teilnehmers.The Means for time correction of the control time value is preferred here an addition means for adding the time correction value to the time count of another participant.

Zweckmäßig umfaßt das verteilte Kommunikationssystem eine Mehrzahl weiterer Teilnehmer, wobei vorzugsweise jeder der weiteren Teilnehmer Mittel zur Zeitkorrektur des Steuerungszeitwertes oder der Zeitzählung des jeweiligen weiteren Teilnehmers aufweist und die Zeitkorrektur somit für jeden der weiteren Teilnehmer individuell erfolgt.Suitably, the distributed communication system comprises a plurality of further subscribers, wherein preferably each of the further subscribers comprises means for time correction of the control time value or the time count of the respective further subscriber and the time correction thus takes place individually for each of the further subscribers.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Zentralteilnehmer und zumindest einer der weiteren Teilnehmer so ausgeführt, daß die Funktion des Zentralteilnehmers von dem weiteren Teilnehmer übernommen werden kann, so daß hierdurch der bisherige weitere Teilnehmer Zentralteilnehmer wird und der bisherige Zentralteilnehmer weiterer Teilnehmer wird.In a particularly preferred embodiment The invention relates to the central participant and at least one of another participant running, that the Function of the central participant taken over by the other participant can be, so that thereby the previous additional participant becomes central participant and the former central participants of other participants will be.

Die Vorteile des erfindungsgemäß ausgeführten Kommunikationssystems gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen entsprechen den oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren getroffenen Ausführungen. Die Zeitkorrektur führt zu einer verbesserten Synchronisation der Zeitbasis des weiteren Teilnehmers bzw. der Zeitbasen der weiteren Teilnehmer als dies durch eine Aufteilung in Subsysteme oder eine räumlich nahe Anordnung der Teilnehmer wie aus dem Stand der Technik bekannt, erzielbar ist. Der jeweils zu wählende Zeitkorrekturwert muß hierbei nicht zwangsläufig der tatsächlich entstandenen Signallaufzeiten und Signalverzögerungszeit entsprechen und somit auf eine absolute Zeitbasis des Zentralteilnehmers bezogen sein. Der jeweils zu wählende Zeitkorrekturwert kann auch auf eine andere Zeitbasis bezogen sein, wobei selbstverständlich alle weiteren Teilnehmer eines Kommunikationssystems auf eine gemeinsame Zeitbasis bezogen sind. Das erfindungsgemäße verteilte Kommunikationssystem ist überdies ohne erforderliche Anpassungen modular erweiterbar.The Advantages of the present invention executed communication system across from the known from the prior art systems correspond to the Embodiments made above in connection with the method according to the invention. The time correction leads to an improved synchronization of the time base of the other Participants or the time bases of other participants than this by subdivision into subsystems or a spatially close arrangement of participants as known from the prior art, can be achieved. The respectively to choose Time correction value does not have to be inevitably the actual corresponding signal propagation times and signal delay time correspond to and thus based on an absolute time base of the central participant be. The respectively to be elected Time correction value may also be related to a different time base, Of course, all others Participant of a communication system on a common time base are related. The distributed according to the invention Communication system is also Modular expansion without any necessary adjustments.

Das erfindungsgemäß ausgeführte verteilte Kommunikationssystem ist bevorzugt ein dezentrales Steuerungssystem mit einer Master-Slave-Struktur. Ferner ist das verteilte Kommunikationssystem vorzugsweise in einer Ringstruktur oder in einer linearen Busstruktur oder in einer Sternstruktur angeordnet. Auch Kombinationen dieser Strukturen sind möglich. Mittels des erfindungsgemäß ausgeführten verteilten Kommunikationssystems können beispielsweise Motoren einer Druck- oder Werkzeugmaschine oder anderer Automatisierungsmaschinen mit einer sehr hohen zeitlichen Synchronisation zueinander betrieben werden. Die Motoren treiben hierbei üblicherweise wiederum Achsen an, die den Arbeitsprozess der jeweiligen Maschine bestimmen. Die Verbesserung der Synchronisation der Motoren und somit der Achsenbewegungen führt letztlich zu einer Verbesserung der Genauigkeit des jeweiligen Arbeitsprozesses der Maschinen.The According to the invention executed distributed communication system is preferably a decentralized control system with a master-slave structure. Furthermore, the distributed communication system is preferably in one Ring structure or in a linear bus structure or in a star structure arranged. Combinations of these structures are possible. through of the invention carried out distributed Communication system can For example, motors of a printing or machine tool or other Automation machines with a very high temporal synchronization operated to each other. The engines usually drive here turn on axes that indicate the working process of each machine determine. The improvement of the synchronization of the engines and thus the axis movements leads ultimately to an improvement in the accuracy of the respective work process the machines.

Insbesondere bei sehr vielen weiteren Teilnehmern ist es vorteilhaft, das verteilte Kommunikationssystem in zumindest zwei Subsysteme zu unterteilen. Jedem Subsystem ist lokal ein Zentralteilnehmer zugeordnet, der wiederum von einem übergeordneten Zentralteilnehmer gesteuert wird. Übergeordneter Zentralteilnehmer kann aber auch ein lokaler Zentralteilnehmer eines Subsystems sein, der dann zentrale Steuerungssignale an alle anderen lokalen Zentralteilnehmer der Subsysteme oder unmittelbar an alle Teilnehmer des Kommunikationssystems versendet.Especially with very many other participants it is advantageous, the distributed Divide communication system into at least two subsystems. Each subsystem is locally assigned a central participant who turn from a parent Central participant is controlled. Parent central participant but can also be a local central participant of a subsystem then the central control signals to all other local central participants the subsystems or directly to all subscribers of the communication system sent.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt jeder der weiteren Teilnehmer und zweckmäßig auch jedes der weiteren zwischengeschalteten Elemente zur Ermittlung der jeweiligen Zeitkorrektur durch den Zentralteilnehmer ein auslesbares Mittel, vorzugsweise ein Speichermittel, in dem jeweils eine Einzel-Verzögerungszeit des betreffenden Teilnehmers oder Elementes gespeichert ist. Die Einzel-Verzögerungszeit ist die Laufzeit eines Signals durch den betreffenden Teilnehmer oder das betreffende Element, d.h. von der Einkopplung des Signals bis zu Auskopplung. Zur Erzielung höherer Genauigkeiten ist es vorteilhaft, zusätzlich zu dieser Einzel- Verzögerungszeit auch die jeweilige Einkopplungszeit eines ankommenden Signals in dem auslesbaren Mittel zu speichern und durch den weiteren Teilnehmer bei Bedarf abzufragen. Ferner umfaßt der Zentralteilnehmer zweckmäßig auch ein Mittel zur Bestimmung und zur Speicherung der physikalischen Anordnung der weiteren Teilnehmer und der weiteren zwischengeschalteten Elementen. Die Bestimmung der Anordnung erfolgt hierbei vorzugsweise durch serielles Abfragen der weiteren Teilnehmer. Zur Ermittlung der Zeitkorrekturwerte der weiteren Teilnehmer werden dann zweckmäßig in einem Initialisierungsschritt die auslesbaren Mittel und die darin gespeicherten Einzel-Verzögerungswerte abgefragt und gleichzeitig die Anordnung der Teilnehmer und Elemente registriert. Auf der Basis der Kenntnis der physikalischen Anordnung der Teilnehmer und der zwischengeschalteten Elemente des verteilten Kommunikationssystems werden sodann durch Summation der Einzel-Lauf- und Einzel-Verzögerungszeiten der jeweils vor dem betrachteten weiteren Teilnehmer angeordneten weiteren Teilnehmer und/oder Elemente die Zeitkorrekturwerte für die weiteren Teilnehmer errechnet. Die Einzel-Laufzeiten des Synchronisationssignals in den Verbindungsleitungen können mit einer in vielen Anwendungsfällen hinreichenden Genauigkeit vereinfachend jeweils mit einem Pauschalwert berücksichtigt werden. Sind zur Einstellung der jeweiligen Sendeleistung in den Teilnehmern und/oder zwischengeschalteten Elementen einstellbare Sender vorgesehen, kann es alternativ zu einer Schätzung der Einzel-Laufzeiten oder einer pauschalen Berücksichtigung auch vorteilhaft sein, die Einzel-Laufzeiten des Signals in den Verbindungsleitungen aus der jeweils eingestellten Sendeleistung des Senders zu korrelieren. Die Teilnehmer und vorzugsweise auch die weiteren zwischengeschalteten Elemente weisen hierbei Sender auf, die in ihrer Sendeleistung einstellbar sind, um so einen optimalen Signalpegel am Ende der jeweiligen Signalleitung zu gewähren. Die Sendeleistung ist somit unmittelbar zur Leitungslänge und letztlich zur Signallaufzeit in der Leitung korreliert. Die Einstellwerte der Sender sind von dem Zentralteilnehmer auslesbar, so daß auf dieser Basis die jeweilige Zeitkorrektur errechnet werden kann.According to a particularly preferred embodiment of the invention, each of the further participants and expediently also each of the further intermediary elements for determining the respective time correction by the central participant comprises a readable means, preferably a storage means, in each of which a single delay time of the participant or element is stored , The single delay time is the duration of a signal by the participant concerned or the element in question, ie from the coupling of the signal to decoupling. To achieve higher accuracies, it is advantageous to store in addition to this single delay time and the respective coupling-in time of an incoming signal in the readable means and query by the other participants if necessary. Furthermore, the central user expediently also comprises a means for determining and storing the physical arrangement of the further subscribers and the further interconnected elements. In this case, the arrangement is preferably determined by serially polling the other subscribers. In order to determine the time correction values of the other subscribers, the readable means and the individual delay values stored therein are expediently interrogated in an initialization step, and the arrangement of the subscribers and elements is simultaneously registered. On the basis of the knowledge of the physical arrangement of the subscribers and the intermediate elements of the distributed communication system, the time correction values for the other subscribers are then calculated by summing the individual run and single delay times of the further subscribers and / or elements respectively arranged in front of the other subscriber calculated. The individual transit times of the synchronization signal in the connecting lines can be taken into account with a sufficient accuracy in many applications, each with a flat value. If adjustable transmitters are provided for setting the respective transmission power in the subscribers and / or interconnected elements, it may also be advantageous, as an alternative to estimating the individual run times or a flat-rate consideration, to determine the individual transit times of the signal in the connecting lines from the respective set transmit power to correlate to the sender. The participants and preferably also the other Zwischenge Switched elements in this case have transmitters which are adjustable in their transmission power, so as to grant an optimum signal level at the end of the respective signal line. The transmission power is thus directly correlated to the line length and ultimately to the signal propagation time in the line. The setting values of the transmitters can be read out by the central participant, so that the respective time correction can be calculated on this basis.

Alternativ können zur Bestimmung der als Zeitkorrekturwerte zu berücksichtigenden Lauf- und Verzögerungszeiten auch Mittel zum Senden, Rücksenden sowie Rückempfangen und Auswerten eines Referenzsignals, das von einem Zentralteilnehmer in einem Kalibrierring generiert und an den jeweiligen weiteren Teilnehmer versendet und von dort nach Empfang zurückgeschickt wird, vorgesehen sein.alternative can for determining the running and deceleration times to be taken into account as time correction values also means to send, send back and return and evaluating a reference signal from a central participant generated in a calibration ring and to the respective other Participant sent and sent back from there to receipt will be provided.

In einer weiteren alternativen Ausführung können die Zeitkorrekturwerte auch mittels Eingabe dem Zentralteilnehmer vorgegeben werden, beispielsweise über einen an den Zentralteilnehmer angeschlossenen Computer oder eine speicherprogrammierbare Steuerung. Hierfür ist es dann erforderlich, daß der Zentralteilnehmer mit dem Eingabegerät verbindbar ist.In In another alternative embodiment, the Time correction values also specified by input to the central participant be, for example, over a computer connected to the central user or a programmable logic controller. For this it is then necessary that the Central participant is connectable to the input device.

Um die jeweils ermittelten oder vorgegebenen Zeitkorrekturwerte in den weiteren Teilnehmern ablegen und speichern zu können, umfassen die weiteren Teilnehmer ferner zweckmäßig Speichermittel zur Speicherung der Zeitkorrekturwerte.Around the respectively determined or predetermined time correction values in to store and save the other participants include the other participants also expedient storage means for storage the time correction values.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Automatisierungssystem mit einer Steuereinheit, die ein erfindungsgemäßes verteiltes Kommunikationssystem umfaßt, zur Verfügung gestellt. Eine bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen Automatisierungssystems stellt die Steuerung interpolierender Achsen oder von Stellelementen oder von sonstigen Wirkelementen, insbesondere bei einer Druck- oder Werkzeugmaschine, dar. Mittels der erfindungsgemäßen Ausführung des Automatisierungssystems läßt sich eine im Vergleich zum Stand der Technik deutlich verbesserte Synchronisation beispielsweise der von Motoren angetriebenen Achsen, Stell- und Wirkelementen erzielen.In Another aspect of the invention is an automation system with a control unit, which is a distributed communication system according to the invention comprises to disposal posed. A preferred application of the automation system according to the invention provides the control of interpolating axes or actuators or of other active elements, in particular in a pressure or machine tool, dar. By means of the inventive embodiment of Automation system can be a significantly improved compared to the prior art synchronization, for example the axes driven by motors, actuators and actuators.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of drawings

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The In the following, the invention will be related to exemplary embodiments closer with the drawings explained. Show it:

1 ein aus dem Stand der Technik bekanntes verteiltes Kommunikationssystem, das in einer Ringstruktur angeordnet ist; 1 a distributed communication system known in the art arranged in a ring structure;

2 ein aus dem Stand der Technik bekanntes verteiltes Kommunikationssystem, das in einer Busstruktur angeordnet ist; 2 a distributed communication system known in the art arranged in a bus structure;

3 ein aus dem Stand der Technik bekanntes verteiltes Kommunikationssystem, das in einer Sternstruktur angeordnet ist; 3 a distributed communication system known in the art arranged in a star structure;

4 in schematisierter Darstellung ein erfindungsgemäßes verteiltes Kommunikationssystem, das in einer Ringstruktur angeordnet ist; 4 a schematic representation of a distributed communication system according to the invention, which is arranged in a ring structure;

5 in schematisierter Darstellung ein weiteres erfindungsgemäßes verteiltes Kommunikationssystem, das in einer Busstruktur angeordnet ist; 5 a schematic representation of another inventive distributed communication system, which is arranged in a bus structure;

6 in schematisierter Darstellung ein weiteres erfindungsgemäßes verteiltes Kommunikationssystem, das in einer Sternstruktur angeordnet ist; 6 a schematic representation of another inventive distributed communication system, which is arranged in a star structure;

7 in schematisierter Darstellung ein Ablaufprotokoll zur Ermittlung der physikalischen Anordnung der weiteren Teilnehmer in einem erfindungsgemäß ausgeführten verteilten Kommunikationssystem sowie der für den Durchlauf durch den jeweiligen weiteren Teilnehmer geltenden Lauf- und Verzögerungszeiten. 7 a schematic representation of a flowchart for determining the physical arrangement of the other participants in an inventively executed distributed communication system and the applicable for the passage through the respective other participants run and delay times.

In den Figuren sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente und Bauteile in schematisierter Darstellung wiedergegeben.In the figures are only for the understanding the invention essential elements and components in a schematic Representation reproduced.

Gleiche oder gleichwirkende Bauteile sind in den Figuren weitgehend mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Same or equivalent components are in the figures largely with the same reference numerals.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to execute the invention

In den 1 bis 3 sind schematisch dargestellt aus dem Stand der Technik bekannte Ausführungen verteilter Kommunikationssysteme wiedergegeben.In the 1 to 3 are shown schematically represented from the prior art known embodiments of distributed communication systems.

In 1 ist eine sogenannte Master-Slave-Struktur dargestellt, die als Ringanordnung ausgeführt ist, wobei der als Master-Teilnehmer M angeordnete zentrale Teilnehmer auch die absolute Zeitbasis mit der Basiszeit T0 für das Gesamtsystem vorgibt. Synchronisations- und auch anderweitige Steuerungssignale werden von dem Master-Teilnehmer generiert und via Verbindungsleitungen 10, 11, 12 und der Rückführleitung 13 an die weiteren Teilnehmer, hier die Slave-Teilnehmer S1, S2 und S3, versendet. Die Pfeile an den Verbindungsleitungen 10, 11, 12 und 13 geben die Signallaufrichtung eines von dem zentralen Teilnehmer M generierten Signals wieder. Je nach Anwendung kann aber auch eine umgekehrte Signalrichtung realisiert werden. Die Signale durchlaufen die Slave-Teilnehmer S1, S2, S3 nacheinander in serieller Reihenfolge. Hierbei entstehen einerseits durch den Signallauf in den Verbindungsleitungen 10, 11, 12 als auch andererseits durch das Ein- und Auskoppeln des Signals in und aus den Slave-Teilnehmern S1, S2 und S3 sowie die interne Signalverarbeitung in den Slave-Teilnehmern jeweils Lauf- und Verzögerungszeiten dT1, dT2 und dT3 des Signals. Ein von dem Master-Teilnehmer M auf der Basis der absoluten Zeitreferenz mit der Basiszeit T0 generiertes Synchronisationssignal oder auch ein anderweitiges Steuerungssignal trifft somit zeitverzögert zu der in dem Master-Teilnehmer zugrundegelegten Basiszeit T0 in dem betreffenden Slave-Teilnehmer ein und wird durch den Slave-Teilnehmer entsprechend auch erst zeitverzögert weiterverarbeitet. Die in den Slave-Teilnehmern S1, S2 und S3 als Zeitzählmittel vorgesehenen Uhren, die jeweils mit Erhalt des Synchronisationssignals eine Zeitzählung beginnen, erhalten das Synchronisationssignal, das somit den relativen Bezugszeitpunkt für die jeweilige Zeitzählung darstellt, zeitlich versetzt zueinander. Soll-/Istwertverarbeitungen der Slaves, die über einen Zeitparameter an den Empfang in den Slave-Teilnehmern angekoppelt sind, werden somit nicht zeitsynchron sondern zeitlich versetzt zueinander gestartet. Somit arbeiten die Slave-Teilnehmer S1, S2 und S3 letztlich mit zueinander versetzten absoluten Zeitbasen T1, T2 und T3, die jeweils um die zwischen ihnen entstehenden Signallaufzeiten und -verzögerungszeiten dT1, dT2, dT3 voneinander und von der Zeitbasis des Master-Teilnehmers abweichen. Diese voneinander abweichenden absoluten Zeitbasen T0, T1, T2 und T3 für den zentralen Teilnehmer sowie die weiteren Teilnehmer sind schematisch jeweils durch die Darstellung der Uhren 5, 6, 7 und 8 mit jeweils einer der Zeitabweichung entsprechend versetzten Zeitanzeige in den 1 bis 7 wiedergegeben. Die Uhren 5', 6', 7' und 8', die in den 1 bis 7 jeweils innerhalb der schematisch dargestellten Teilnehmer eingetragen sind, geben die Zeitzählung des jeweiligen Zeitzählmittels des betreffenden Teilnehmers wieder. Diese Zeitzählungen stellen somit die relativen Zeitbasen der betreffenden Teilnehmer dar.In 1 a so-called master-slave structure is shown, which is designed as a ring arrangement, wherein arranged as a master participant M central participant also specifies the absolute time base with the base time T0 for the entire system. Synchronization and other control signals are generated by the master subscriber and via connection lines 10 . 11 . 12 and the return line 13 to the other participants, here the slave participants S1, S2 and S3, shipped. The arrows on the connecting lines 10 . 11 . 12 and 13 represent the signal travel direction of a signal generated by the central subscriber M. Depending on the application but also a reverse signal direction can be realized. The signals pass through the slave participants S1, S2, S3 successively in serial order. This arise on the one hand by the signal in the Verbindungslei obligations 10 . 11 . 12 and on the other hand by the coupling and decoupling of the signal in and out of the slave participants S1, S2 and S3 and the internal signal processing in the slave participants each run and delay times dT1, dT2 and dT3 of the signal. A synchronization signal generated by the master subscriber M on the basis of the absolute time reference with the base time T0 or else another control signal thus arrives with a time delay to the base time T0 in the master subscriber in the relevant slave subscriber and is transmitted by the slave subscriber. Participants also processed accordingly only delayed. The clocks provided in the slave subscribers S1, S2 and S3 as time counting means, which each begin to receive the synchronization signal, receive the synchronization signal, which thus represents the relative reference time for the respective time count, offset in time from one another. Setpoint / actual value processing of the slaves, which are coupled to the reception in the slave participants via a time parameter, are therefore not started in a time-synchronized manner but offset in time from one another. Thus, the slave subscribers S1, S2 and S3 ultimately work with staggered absolute time bases T1, T2 and T3, which deviate from each other by the signal propagation times and delay times dT1, dT2, dT3 between them and from the time base of the master subscriber. These divergent absolute time bases T0, T1, T2 and T3 for the central subscriber as well as the other subscribers are schematically each by the representation of the clocks 5 . 6 . 7 and 8th with one of the time deviation correspondingly offset time display in the 1 to 7 played. The watches 5 ' . 6 ' . 7 ' and 8th' that in the 1 to 7 are respectively registered within the schematically represented participants, enter the time count of the respective time counting means of the participant in question. These time counts thus represent the relative time bases of the respective participants.

Sollen nun zu einem gleichen relativen Zeitpunkt ΔT nach Erhalt des Synchronisationssignals in den Slave-Teilnehmern S1, S2 und S3 Soll-/Istwertvergleiche durchgeführt und hieraus jeweils Regelungsvorgaben für Motorsteuerungen errechnet werden, so geschieht dies infolge des zeitlich versetzten Erhalts des Synchronisationssignals in den Teilnehmern zeitlich versetzt zueinander. Demgemäß erhalten auch die Motoren die in den Teilnehmern generierten Steuersignale zeitlich versetzt zueinander, was zu einem zeitlich zueinander versetzten Betrieb der Motoren führt.Should now at the same relative time ΔT after receipt of the synchronization signal in the slave participants S1, S2 and S3 setpoint / actual value comparisons carried out and From this each control requirements for engine controls calculated be, this happens as a result of the staggered receipt the synchronization signal in the participants offset in time to each other. Accordingly obtained also the motors the control signals generated in the participants offset in time to each other, resulting in a time staggered Operation of the motors leads.

Typische Signallaufzeiten und Verzögerungszeiten einer SERCOS interface®-Ringstruktur, wie sie vom Anmelder auf dem Markt erhältlich ist, liegen bei 0,5 bis 1,5 TBIT für den Signallauf durch einen Slave-Teilnehmer. Bei 10 Slave-Teilnehmern entstehen somit bei einer Bitzeit von 500 ns (2 Mbit/s) eine Gesamtlauf- und Verzögerungszeit zwischen dem ersten und dem letzten Slave-Teilnehmer von 4,5μs. Dies bedeutet bei Anwendung eines herkömmlichen Kommunikationssystems in einer Druck- oder Werkzeugmaschine, daß auch die Motoren, die von den als Antriebsregelungen ausgeführten Slave-Teilnehmern gesteuert werden, um 4,5μs zeitlich versetzt zueinander arbeiten.Typical signal delays and delay times a SERCOS ® ring structure as it is marketed by the applicant on the market, will be 0.5 to 1.5 for the TBIT signal propagation by a slave station. With 10 slave subscribers, a total runtime and delay time between the first and the last slave subscriber of 4.5μs thus arise with a bit time of 500 ns (2 Mbit / s). This means when using a conventional communication system in a printing press or machine tool, that the motors that are controlled by the designed as drive controls slave participants to work by 4.5μs offset in time.

In 2 ist ein weiteres, bekanntes Kommunikationssystem, das auch in einer Master-Slave-Struktur angeordnet ist, dargestellt, wobei der Master-Teilnehmer M und die Slave-Teilnehmer S1, S2 und S3 in einer Busstruktur miteinander kommunizieren. Verzögerungszeiten im Signallauf werden hier zusätzlich durch den zwischen den Master-Teilnehmer M und den Slave-Teilnehmer S1 zwischengeschalteten Repeater R verursacht. 3 zeigt eine weitere, aus dem Stand der Technik bekannte Master-Slave-Struktur in einer sternförmigen Anordnung mit einem zwischen den Master-Teilnehmer M und die Slave-Teilnehmer S1, S2, S3 angeordneten Schalter Sw (,Switch'). Auch der Schalter SW verursacht Verzögerungszeiten im Signallauf.In 2 is another, known communication system, which is also arranged in a master-slave structure, shown, wherein the master subscriber M and the slave participants S1, S2 and S3 communicate with each other in a bus structure. Delay times in the signal run are additionally caused here by the repeater R interposed between the master subscriber M and the slave subscriber S1. 3 shows a further, known from the prior art master-slave structure in a star-shaped arrangement with an arranged between the master subscriber M and the slave participants S1, S2, S3 switch Sw ('Switch'). Also, the switch SW causes delay times in the signal run.

Die zu 1 getroffenen Aussagen gelten für die 2 und 3 entsprechend.The too 1 statements made apply to the 2 and 3 corresponding.

Die 4 bis 6 zeigen jeweils in schematisierter Darstellung erfindungsgemäß ausgeführte verteilte Kommunikationssysteme. Das in 4 dargestellte Kommunikationssystem 1 ist in einer Ringstruktur angeordnet, das in 5 dargestellte Kommunikationssystem 1 in einer Busstruktur und das in 6 dargestellte Kommunikationssystem 1 in einer Sternstruktur. Zusätzlich zu den bereits im Zusammenhang mit den aus dem Stand der Technik bekannten Kommunikationssystemen gemäß den 1 bis 3 erläuterten Elementen sind hier zusätzlich Mittel 20, 21, 22 zur Zeitkorrektur der Zeitzählungen der Slave-Teilnehmer S1, S2 und S3 angeordnet. In den in den 4 bis 6 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung sind die Mittel 20, 21 und 22 zur Zeitkorrektur Additionsmittel zur Addition eines Zeitkorrekturwertes zu der Zeitzählung des jeweiligen Slave-Teilnehmers S1, S2 und S3. In den dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung erfolgt die Zeitkorrektur jeweils mit Bezug auf die Zeitbasis des Zentralteilnehmers. Zur Zeitzählung sind in den Slave-Teilnehmern S1, S2, S3 die Uhren 6', 7', und 8' vorgesehen, die eine Zeitzählung jeweils auf einer relativen Zeitbasis durchführen. Zur Synchronisierung der Zeitbasen werden von dem Master-Teilnehmer M in regelmäßigen Abständen Synchronisationssignale versendet, die bei Empfang in den Slave-Teilnehmern jeweils einen Neustart der Zeitzählungen der Uhren 6', 7' und 8' bewirken.The 4 to 6 each show in a schematic representation according to the invention executed distributed communication systems. This in 4 illustrated communication system 1 is arranged in a ring structure which is in 5 illustrated communication system 1 in a bus structure and the in 6 illustrated communication system 1 in a star structure. In addition to those already known in connection with the known from the prior art communication systems according to the 1 to 3 explained elements are additional means here 20 . 21 . 22 arranged for time correction of the time counts of the slave participants S1, S2 and S3. In the in the 4 to 6 Illustrated embodiments of the invention are the means 20 . 21 and 22 for time correction, adding means for adding a time correction value to the time count of the respective slave subscriber S1, S2 and S3. In the illustrated embodiments of the invention, the time correction is performed with respect to the time base of the central participant. To time counting are in the slave subscribers S1, S2, S3, the clocks 6 ' . 7 ' , and 8th' provided that time counting each on a relative time basis. To synchronize the time bases, synchronization signals are sent by the master subscriber M at regular intervals, which in each case receive a restart of the time counts of the clocks when they are received in the slave subscribers 6 ' . 7 ' and 8th' cause.

Mittels des Zeitkorrekturwertes wird die jeweils durch den Signallauf des Synchronisationssignals entstehende Lauf- und Verzögerungszeit des von dem Master-Teilnehmer M generierten Synchronisationssignals, die zwischen dem Absenden durch den Master-Teilnehmer M und einer Weiterverarbeitung in dem betreffenden Slave-Teilnehmer S1 oder S2 oder S3 entsteht, weitgehend ausgeglichen. So wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel für den Slave-Teilnehmer S1 ein Zeitkorrekturwert dT1 durch Hinzufügen zur Zeitzählung des Zeitzählmittels unmittelbar nach Erhalt des Synchronisationssignals berücksichtigt. Der Zeitkorrekturwert dT1 entspricht hierbei der Lauf- und Verzögerungszeit zwischen einem Absenden des Steuerungszeitsignals durch den Master-Teilnehmer M und einer Weiterverarbeitung in dem Slave-Teilnehmer S1. Die in dem Zeitkorrekturwert berücksichtigte Differenzzeit setzt sich hierbei aus einer Auskopplungszeit des generierten Signals aus dem Master-Teilnehmer M, einer Laufzeit durch die Verbindungsleitung 10 und einer Einkopplungszeit in den Slave-Teilnehmer S1 zusammen. Eventuell werden auch noch Verarbeitungswartezeiten in Pufferelementen in den Teilnehmern berücksichtigt. Je nach Anforderungen an die Genauigkeit der Synchronisierung können jedoch einzelne oder sogar mehrere Ursachen für die Entstehung der Differenzzeit sowie deren Anteile in dem Zeitkorrekturwert vernachlässigt werden.By means of the time correction value is the ever because the run and delay time of the synchronization signal generated by the master subscriber M, which arises between the transmission by the master subscriber M and further processing in the relevant slave subscriber S1 or S2 or S3, is largely compensated by the signal run of the synchronization signal. Thus, in the illustrated embodiment, for the slave subscriber S1, a time correction value dT1 is taken into account by adding to the time count of the time counting means immediately after receipt of the synchronization signal. The time correction value dT1 in this case corresponds to the running and delay time between sending the control time signal by the master subscriber M and further processing in the slave subscriber S1. The difference time taken into account in the time correction value in this case consists of a decoupling time of the generated signal from the master subscriber M, a transit time through the connecting line 10 and a coupling-in time into the slave station S1 together. Possibly also processing waiting times in buffer elements in the participants are considered. Depending on the requirements for the accuracy of the synchronization, however, individual or even several causes for the generation of the difference time as well as their proportions in the time correction value can be neglected.

Diese Ausführungen gelten entsprechend auch für die Weiterverarbeitung des Synchronisationssignals in den Slave-Teilnehmern S2 und S3. Für die Slave-Teilnehmer S2 und S3 werden zusätzlich additiv die Signallaufzeiten dT2 und dT3 in den jeweiligen Zeitkorrekturwerten berücksichtigt.These versions apply accordingly also for the further processing of the synchronization signal in the slave participants S2 and S3. For the Slave subscribers S2 and S3 are additionally additively the signal propagation times dT2 and dT3 are taken into account in the respective time correction values.

Alternativ zu einer Addition der Zeitkorrekturwerte zu der Zeitzählung des jeweiligen Zählmittels könnte auch jeweils eine Korrektur der Steuerungszeitwerte durch Subtraktion der jeweiligen Zeitkorrekturwerte von den Steuerungszeitwerten erfolgen.alternative to add the time correction values to the time count of respective counting means could also in each case a correction of the control time values by subtraction the respective time correction values are from the control time values.

Durch die Korrektur der Zeitzählungen der Zeitzählmittel der Slave-Teilnehmer S1, S2 und S3 gemäß den obigen Ausführungen kann sichergestellt werden, daß die Slave-Teilnehmer S1, S2 oder S3 mit einer sehr hohen Zeitsynchronisierung zu der Zeitbasis des Master-Teilnehmers M arbeiten. Wird ausgelöst durch den Erhalt eines Synchronisationssignals in einem Slave-Teilnehmer ein Soll-Istwertvergleich beispielsweise der Position oder der Drehzahl eines Motors, der von dem betreffenden Slave-Teilnehmer gesteuert wird, durchgeführt, so erfolgt dieser Soll-Istwertvergleich zeitsynchron zu der absoluten Zeitreferenz des Master-Teilnehmers M. Da dies für alle in 4 dargestellten Slave-Teilnehmer S1, S2 und S3 gilt, arbeiten die Slave-Teilnehmer untereinander ebenso zeitsynchron. Folglich erfolgt auch die Bewegung von Motoren, die auf der Basis der Soll-/Istwertvergleiche der Slave-Teilnehmer S1, S2 und S3 gesteuert werden, zeitsynchron zueinander.By correcting the time counts of the time counting means of the slave subscribers S1, S2 and S3 according to the above statements, it can be ensured that the slave subscribers S1, S2 or S3 operate with a very high time synchronization to the time base of the master subscriber M. Is triggered by the receipt of a synchronization signal in a slave participant, a setpoint comparison, for example, the position or speed of a motor, which is controlled by the relevant slave participant, carried out, this setpoint comparison takes place synchronously with the absolute time reference of the master Participant M. Since this is for everyone in 4 shown slave subscribers S1, S2 and S3 applies, the slave participants work with each other as well synchronously. Consequently, the movement of motors, which are controlled on the basis of the setpoint / actual value comparisons of the slave subscribers S1, S2 and S3, takes place synchronously with one another.

Diese zu 4 getroffenen Ausführungen gelten entsprechend auch für die Ausführungen der 5 sowie 6, wobei hier jeweils zusätzlich die Verzögerungszeit dTR des Repeaters R in 5 sowie die Verzögerungszeit dTS des Schalters Sw in 6 additiv zu den Lauf- und Verzögerungszeiten dT1, dT2 und dT3 zu berücksichtigen sind.These too 4 The statements made apply accordingly to the remarks of the 5 such as 6 , in each case additionally the delay time dTR of the repeater R in 5 and the delay time dTS of the switch Sw in 6 additively to the running and deceleration times dT1, dT2 and dT3.

In 7 ist in schematisierter Darstellung ein Ablaufprotokoll zur Ermittlung der physikalischen Anordnung der weiteren Teilnehmer, hier der Slave-Teilnehmer S1, S2 und S3, in einem erfindungsgemäß ausgeführten verteilten Kommunikationssystem sowie der für den Durchlauf durch den jeweiligen weiteren Teilnehmer geltenden Einzel-Verzögerungszeiten dargestellt. Das Kommunikationssystem entspricht hierbei dem in 4 dargestellten und oben beschriebenen Kommunikationssystem, bei dem der Master-Teilnehmer M und die Slave-Teilnehmer S1, S2 und S3 in einer Ringstruktur zueinander angeordnet sind. Die Ermittlung der physikalischen Anordnung der Slave-Teilnehmer S1, S2, S3 sowie der Einzel-Verzögerungswerte erfolgt vorzugsweise in einem Initialisierungsschritt vor dem eigentlichen Betriebsstart des Kommunikationssystems. Wird ein weiterer Slave- Teilnehmer oder ein weiteres Element in der Ringanordnung angeordnet, so ist ein erneuter Durchlauf des Initialisierungsschrittes erforderlich.In 7 is a schematic representation of a flow protocol for determining the physical arrangement of the other participants, here the slave participants S1, S2 and S3, shown in an inventively executed distributed communication system and applicable for the passage through the respective other participants single-delay times. The communication system corresponds to the in 4 illustrated and described above communication system in which the master subscriber M and the slave participants S1, S2 and S3 are arranged in a ring structure to each other. The determination of the physical arrangement of the slave participants S1, S2, S3 and the individual delay values is preferably carried out in an initialization step before the actual start of operation of the communication system. If a further slave subscriber or a further element is arranged in the ring arrangement, a renewed passage of the initialization step is required.

Wie in 7 dargestellt, wird von dem Master-Teilnehmer M ein Protokoll 30 gestartet, in das sich jeder der Slave-Teilnehmer S1, S2 und S3 und, sofern weitere Elemente wie Repeater oder Schalter in dem Kommunikationssystem angeordnet sind, auch diese in der Reihenfolge des Durchlaufs des Protokolls eintragen. Neben der Position in der Ringstruktur wird bei dem Eintrag auch die für den Slave-Teilnehmer oder das weitere Element zu berücksichtigende Einzel-Verzögerungszeit in dem Protokoll vermerkt. Die einzelnen Stationen des Protokolls jeweils nach einem Eintrag sind in 7 dargestellt und mit 31, 32 und 33 gekennzeichnet. Die einzutragende Einzel-Verzögerungszeit eines jeden Slave-Teilnehmers oder Elementes wurde vorzugsweise vorab in Kalibrieruntersuchungen ermittelt und in einem Speichermittel des jeweiligen Slave-Teilnehmers gespeichert. Zur Eintragung in dem Protokoll müssen die Werte somit lediglich aus den Speichermitteln ausgelesen werden.As in 7 is represented by the master participant M a protocol 30 started, in which each of the slave participants S1, S2 and S3 and, if further elements such as repeaters or switches are arranged in the communication system, also enter these in the order of passage of the protocol. In addition to the position in the ring structure, the individual delay time to be taken into account for the slave user or the further element is also noted in the protocol in the entry. The individual stations of the protocol in each case after an entry are in 7 shown and with 31 . 32 and 33 characterized. The individual delay time of each slave participant or element to be entered was preferably determined in advance in calibration investigations and stored in a memory means of the respective slave participant. For entry in the protocol, the values must therefore be read out of the storage means only.

Am Ende des Durchlaufs wird das Protokoll von dem Master-Teilnehmer M ausgelesen. Anhand der Eintragungsdaten des Protokolls kann der Master-Teilnehmer M nun die für die einzelnen Slave-Teilnehmer S1, S2 und S3 geltenden Lauf- und Verzögerungszeiten als Zeitkorrekturwert bestimmen. Die Laufzeiten, die durch die Signalleitungen 10, 11, 12 und 13 generiert werden, können in dem meisten Anwendungsfällen mit hinreichender Genauigkeit jeweils mit einem Pauschalwert berücksichtigt oder sogar ganz vernachlässigt werden. Bei noch höheren Anforderungen an die Genauigkeit der Synchronisierung wäre es alternativ zweckmäßig, die Lauf- und Verzögerungszeiten mittels Referenzsignalmessungen zu ermitteln.At the end of the run, the protocol is read out by the master subscriber M. Based on the registration data of the protocol, the master subscriber M can now determine the running and delay times applicable to the individual slave subscribers S1, S2 and S3 as a time correction value. The delays caused by the signal lines 10 . 11 . 12 and 13 can be generated in most cases with sufficient accuracy, each with a lump sum taken into account or even neglected. For even greater demands on the accuracy of the synchronization, it would alternatively be useful to determine the running and delay times by means of reference signal measurements.

Nach Ermittlung der Zeitkorrekturwerte durch den Zentralteilnehmer werden diese den jeweiligen Slave-Teilnehmern übersandt und in diesen gespeichert.To Determination of the time correction values by the central participant these are sent to the respective slave participants and stored in these.

Ein besonders hervorzuhebender Vorteil der in 7 dargestellten Ermittlung der Zeitkorrekturwerte auf der Basis der Kenntnis der physikalischen Anordnung der Slave-Teilnehmer sowie der für die Slave-Teilnehmer geltenden Einzel-Verzögerungszeiten ist darin zu sehen, daß die Ermittlung der Zeitkorrekturwerte von dem Master-Teilnehmer vollautomatisch vorzugsweise in einem Initialisierungsschritt durchgeführt werden kann.A special advantage of the in 7 The determination of the time correction values on the basis of the knowledge of the physical arrangement of the slave subscribers and the individual delay times valid for the slave subscribers can be seen in the fact that the determination of the time correction values by the master subscriber can be carried out fully automatically, preferably in an initialization step ,

Die in den 4 bis 7 dargestellten Kommunikationssysteme sind insbesondere geeignet, um mittels der Teilnehmer der Kommunikationssysteme die Antriebe eng miteinander gekoppelter Achsen, insbesondere interpolierender Achsen von Druck- oder Werkzeugmaschinen oder sonstigen Automatisierungsmaschinen und Robotern zeitsynchron zu steuern. Im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen wird mittels des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems eine wesentlich verbesserte Synchronisierung der angetriebenen Achsen oder eine gleichwertige Synchronisierung bei geringerem Aufwand erzielt.The in the 4 to 7 illustrated communication systems are particularly suitable to synchronously control the drives of closely coupled axes, in particular interpolating axes of printing or machine tools or other automation machines and robots using the participants of the communication systems. In comparison to methods and devices known from the prior art, a substantially improved synchronization of the driven axles or an equivalent synchronization with less effort is achieved by means of the communication system according to the invention.

Claims (31)

Verfahren zur Korrektur von Signallaufzeiten und Signalverzögerungszeiten in einem verteilten Kommunikationssystem mit dezentraler Steuerungs- und Antriebstechnik, mit einem Zentralteilnehmer (M) und zumindest einem weiteren Teilnehmer (S1, S2, S3), wobei der zumindest eine weitere Teilnehmer ein Mittel zur Zeitzählung aufweist, und wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfaßt: a) Senden eines Synchronisationssignals durch den Zentralteilnehmer (M) an den zumindest einen weiteren Teilnehmer (S1, S2, S3); b) Bei Empfang des Synchronisationssignals durch den weiteren Teilnehmer: Neustart der Zeitzählung des Zeitzählmittels des weiteren Teilnehmers; c) Generieren eines Steuerungssignals durch den weiteren Teilnehmer zu einem bestimmten Zeitpunkt, wobei der bestimmte Zeitpunkt auf der Basis der neu gestarteten Zeitzählung des Zeitzählmittels des zumindest einen weiteren Teilnehmers ermittelt wird und einem auf das Synchronisationssignal als Relativzeitwert bezogenen Steuerungszeitwert entspricht; dadurch gekennzeichnet, daß zur Berücksichtigung einer Lauf- und Verzögerungszeit, des Synchronisationssignals, die zwischen dem Absenden durch den Zentralteilnehmer und einer Weiterverarbeitung in dem weiteren Teilnehmer entsteht, der Steuerungszeitwert vor der Generierung des Steuerungssignals mit einem vom Zentralteilnehmer ermittelten Zeitkorrekturwert korrigiert wird.Method for correcting signal propagation times and signal delay times in a distributed communication system with decentralized control and drive technology, with a central participant (M) and at least one other participant (S1, S2, S3), wherein the at least one further participant has a means for time counting, and the method comprising the following method steps: a) sending a synchronization signal by the central participant (M) to the at least one further participant (S1, S2, S3); b) upon receipt of the synchronization signal by the further subscriber: restarting the time counting of the time counting means of the further subscriber; c) generating a control signal by the further subscriber at a specific time, wherein the specific time is determined on the basis of the newly started time count of the time counting means of the at least one further subscriber and corresponds to a control time value related to the synchronization signal as a relative time value; characterized in that, in order to take into account a running and delay time, the synchronization signal which arises between the transmission by the central participant and further processing in the further subscriber, the control time value is corrected before the generation of the control signal with a time correction value determined by the central participant. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Steuerungszeitwert um den Zeitkorrekturwert vermindert wird.The method of claim 1, wherein the control time value is reduced by the time correction value. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kommunikationssystem eine Vielzahl weiterer Teilnehmer (S1, S2, S3) umfaßt und die Korrektur der Steuerungszeitwerte oder der Zeitzählungen für jeden der weiteren Teilnehmer individuell durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the communication system a plurality of other participants (S1, S2, S3) and the correction of the control time values or the time counts for each the other participant is carried out individually. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auch der Zentralteilnehmer Mittel zur Zeitzählung aufweist und die Zeitzählung des Zeitzählmittels des weiteren Teilnehmers in Verfahrensschritt b zu der Zeitzählung des Zeitzählmittels des Zentralteilnehmers synchronisiert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein also the central participant has time counting means and the time counting of the time counting means the other participant in step b to the time count of Time counting means of Central participant is synchronized. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verfahrensschritte des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche in zeitlichen Abständen zueinander, vorzugsweise in jeweils gleichenzeitlichen Abständen zueinander, wiederholt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the method steps of the method according to one of the preceding Claims in time intervals to each other, preferably at the same time intervals from each other, repeated become. Verfahren nach Anspruch 5, wobei nach Abarbeiten der Verfahrensschritte des Verfahrens und vor einer Wiederholung die Funktion des Zentralteilnehmers von einem der weiteren Teilnehmer übernommen wird, so daß der bisherige weitere Teilnehmer Zentralteilnehmer wird und der bisherige Zentralteilnehmer weiterer Teilnehmer wird.The method of claim 5, wherein after processing the process steps of the process and before a repetition the function of the central participant of one of the other participants taken so that the previous other participants will be central participants and the previous one Central participant of other participants. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zu den den Steuerungszeitwerten entsprechenden Zeitpunkten in den weiteren Teilnehmern (S1, S2, S3) eine Soll-/Istwertverarbeitung von Steuerungs- und/oder Regelungsparametern durchgeführt wird und hieraus das jeweilige Steuerungssignal ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein at the times corresponding to the control time values in the other subscribers (S1, S2, S3) a setpoint / actual value processing of control and / or regulation parameters and from this the respective control signal is determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die als Zeitkorrekturwert(e) zu berücksichtigende(n) Lauf- und Verzögerungszeit(en) des weiteren Teilnehmers oder der weiteren Teilnehmer (S1, S2, S3) als Vorgabewerte in einem Initialisierungsschritt dem weiteren Teilnehmer oder den weiteren Teilnehmern vorgegeben wird/werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the runtime to be considered as time correction value (s) Delay time (s) of the another subscriber or the other subscriber (S1, S2, S3) as Default values in an initialization step the other participant or the other participants is / are given. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die als Zeitkorrekturwert(e) zu berücksichtigende(n) Lauf- und Verzögerungszeit(en) für den weiteren Teilnehmer oder die weiteren Teilnehmer (S1, S2, S3) in einem Initialisierungsschritt von dem Zentralteilnehmer (M) ermittelt wird/werden und nach der Ermittlung in einem Speichermittel des betreffenden weiteren Teilnehmers abgelegt wird/werden.Method according to one of Claims 1 to 7, wherein the time correction value (e) to be taken into account The running and delay time (s) for the further subscriber or the further subscribers (S1, S2, S3) are / are determined by the central subscriber (M) in an initialization step and after the determination in a storage means of the respective further subscriber is / are stored. Verfahren nach Anspruch 9, wobei bei ringförmiger Ausprägung des Kommunikationssystems die als Zeitkorrekturwerte zu berücksichtigenden Lauf- und Verzögerungszeiten für die weiteren Teilnehmer (S1, S2, S3) in einem Initialisierungsschritt umfassend die folgenden Teilschritte ermittelt werden: • die Gesamtlaufzeit eines Signals durch das Kommunikationssystem wird durch den Zentralteilnehmer (M) ermittelt oder dem Zentralteilnehmer zur Verfügung gestellt; • durch Division der Gesamtlaufzeit durch die Anzahl der weiteren Teilnehmer werden die Zeitkorrekturwerte vereinfachend jeweils als identische Laufzeiten in allen weiteren Teilnehmern angenommen.Method according to claim 9, wherein in annular form of the Communication system to be considered as time correction values Running and delay times for the others Subscriber (S1, S2, S3) in an initialization step comprising the following sub-steps are determined: • the total duration a signal through the communication system is controlled by the central participant (M) determined or made available to the central participant; • by division the total runtime by the number of other participants simplifying the time correction values respectively as identical transit times in all other participants accepted. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Zeitkorrekturwerte der weiteren Teilnehmer bei Kenntnis der physikalischen Reihenfolge der weiteren Teilnehmer im Zentralteilnehmer durch Summation bzw. Multiplikation der angenäherten, in jedem weiteren Teilnehmer als identisch angenommenen Signallaufzeit mit der Anzahl der zwischen dem Zentralteilnehmer und dem jeweiligen weiteren Teilnehmer liegenden weiteren Teilnehmern ermittelt werden.The method of claim 10, wherein the time correction values the other participant knowing the physical order the other participant in the central participant by summation or multiplication the approximated, in each additional subscriber as identically assumed signal transit time with the number of between the central participant and the respective one further participants are determined. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die als Zeitkorrekturwert(e) zu berücksichtigende(n) Lauf- und Verzögerungszeit(en) für den weiteren Teilnehmer oder die weiteren Teilnehmer (S1, S2, S3) auf der Basis der Kenntnis der physikalischen Anordnung der weiteren Teilnehmer (S1, S2, S3) und/oder eines oder mehrerer weiterer zwischengeschalteter Elemente durch Summation der Einzel-Laufzeiten und Einzel-Verzögerungszeiten der vor dem jeweils betrachteten weiteren Teilnehmer angeordneten weiteren Teilnehmer und/oder zwischengeschalteten Elementen ermittelt wird.Method according to claim 9, wherein the time correction value (e) to be considered Running and delay time (s) for the another participant or the other participants (S1, S2, S3) on the Basis of knowledge of the physical arrangement of the other participants (S1, S2, S3) and / or one or more further intermediary elements by summation of the individual transit times and individual delay times arranged in front of each considered additional participants determined further participants and / or intermediary elements becomes. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Einzel-Verzögerungszeiten der weiteren Teilnehmer und/oder der weiteren zwischengeschalteten Elemente aus den weiteren Teilnehmern (S1, S2, S3) und/oder den weiteren zwischengeschalteten Elementen, vorzugsweise jeweils aus einem in dem weiteren Teilnehmer oder zwischengeschalteten Element vorgesehenen Festspeicher, ausgelesen werden und die Laufzeiten zwischen den Teilnehmern und/oder Elementen vorzugsweise jeweils mit einem Festwert berücksichtigt werden.The method of claim 12, wherein the individual delay times the other participants and / or the other intermediary Elements from the other participants (S1, S2, S3) and / or the further intermediate elements, preferably in each case one in the other participant or intermediate element provided read-only memory, and the runtimes preferably between the participants and / or elements respectively with a fixed value become. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Signallaufzeiten zwischen den Teilnehmern und/oder zwischengeschalteten Elementen aus eingestellten Sendeleistungen der Sender der Teilnehmer und/oder der zwischengeschalteten Elemente ermittelt werden.Method according to one of claims 9 to 13, wherein the signal propagation times between the participants and / or intermediary elements from set transmission powers of the stations of the participants and / or of the intermediate elements. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das verteilte Kommunikationssystem in zumindest zwei Subsysteme unterteilt ist und die Zeitkorrektur in jedem Subsystem getrennt von dem weiteren Subsystem erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein the distributed communication system in at least two subsystems is divided and the time correction is separated in each subsystem from the other subsystem. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels der Teilnehmer die Antriebe eng miteinander gekoppelter Achsen, insbesondere interpolierender Achsen einer Maschine zeitsynchron gesteuert werden.Method according to one of the preceding claims, wherein by means of the participants the drives closely coupled with each other Axes, in particular interpolating axes of a machine controlled synchronously become. Verteiltes Kommunikationssystem (1) zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, das zum Einsatz in Automatisierungssystemen mit dezentraler Steuerungs- und Antriebstechnik geeignet ist, mit einem Zentralteilnehmer (M) und zumindest einem weiteren Teilnehmer (S1, S2, S3), wobei der zumindest eine weitere Teilnehmer ein Mittel zur Zeitzählung aufweist und der Zentralteilnehmer (M) und der zumindest eine weitere Teilnehmer (S1, S2, S3) miteinander kommunizieren, der Zentralteilnehmer (M) ferner ein Mittel zur Generierung und Versendung eines Synchronisationssignals an den zumindest einen weiteren Teilnehmer sowie der weitere Teilnehmer ein Mittel zum Empfangen des Synchronisationssignals umfaßt, und der zumindest eine weitere Teilnehmer ferner ein Mittel zum Neustart der Zeitzählung des Zeitzählmittels des weiteren Teilnehmers, sowie ein Mittel zur Generierung eines Steuerungssignals, umfasst, wobei das Steuerungssignal durch den weiteren Teilnehmer zu einem Zeitpunkt generiert wird, der auf der Basis der neu gestarteten Zeitzählung des Zeitzählmittels des weiteren Teilnehmers ermittelt wird und einem auf das Synchronisationssignal als Relativzeitwert bezogenen Steuerungszeitwert entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Teilnehmer zur Berücksichtigung einer Lauf- und Verzögerungszeit des Synchronisationssignals, die zwischen dem Absenden durch den Zentralteilnehmer und einer Weiterverarbeitung in dem weiteren Teilnehmer entsteht, ein Mittel zur Zeitkorrektur des Steuerungszeitwertes umfaßt, um den Steuerungszeitwert vor der Generierung des Steuerungssignals mit einem Zeitkorrekturwert zu korrigieren.Distributed communication system ( 1 ) for carrying out the method according to one of claims 1 to 16, which is suitable for use in automation systems with decentralized control and drive technology, with a central participant (M) and at least one further participant (S1, S2, S3), wherein the at least one further participants having a means for time counting and the central participant (M) and the at least one other participants (S1, S2, S3) communicate with each other, the central participant (M) further comprises means for generating and sending a synchronization signal to the at least one further participant and the further subscriber comprises a means for receiving the synchronization signal, and the at least one further subscriber further comprises means for restarting the time counting of the time counting means of the further subscriber, and a means for generating a control signal, wherein the control signal by the further subscriber at a time is generated, the au f the base of the newly started time counting of the time counting means of the further subscriber is determined and corresponds to a relative to the synchronization signal relative time value control time value, characterized in that the further participants to take into account a running and delay time of the synchronization signal between the sending by the central participant and A further processing in the further subscriber arises, a means for time correction of the control time value comprises to correct the control time value before the generation of the control signal with a time correction value. Verteiltes Kommunikationssystem nach Anspruch 17, wobei das Mittel zur Zeitkorrektur des Steuerungszeitwertes ein Subtraktionsmittel zum Subtrahieren des Zeitkorrekturwertes von dem Steuerungszeitwert ist.Distributed communication system according to claim 17, wherein the means for time correction of the control time value on Subtraction means for subtracting the time correction value from is the control time value. Verteiltes Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 17 bis 18, wobei das verteilte Kommunikationssystem eine Mehrzahl weiterer Teilnehmer (S1, S2, S3) umfaßt.Distributed communication system according to one of claims 17 to 18, the distributed communication system having a plurality of others Subscriber (S1, S2, S3). Verteiltes Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei auch der Zentralteilnehmer ein Mittel zur Zeitzählung aufweist und die Zeitzählung des Zeitzählmittels des weiteren Teilnehmers zu der Zeitzählung des Zeitzählmittels des Zentralteilnehmers synchronisiert wird.Distributed communication system according to one of claims 17 to 19, wherein also the central participant has a means for time counting and the time counting of the time counting means the other party to the time counting of the time counting means is synchronized by the central participant. Verteiltes Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei der Zentralteilnehmer und zumindest einer der weiteren Teilnehmer so ausgeführt sind, daß die Funktion des Zentralteilnehmers von einem der weiteren Teilnehmer übernommen werden kann, so daß hierdurch der bisherige weitere Teilnehmer Zentralteilnehmer wird und der bisherige Zentralteilnehmer weiterer Teilnehmer wird.Distributed communication system according to one of claims 17 to 20, wherein the central participant and at least one of the other Participant so running are that the Function of the central participant taken over by one of the other participants can be, so that thereby the previous additional participant becomes central participant and the previous one Central participant of other participants. Verteiltes Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 17 bis 21, wobei das verteilte Kommunikationssystem in zumindest zwei Subsysteme unterteilt ist.Distributed communication system according to one of claims 17 to 21, wherein the distributed communication system in at least two subsystems is divided. Verteiltes Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei jeder der weiteren Teilnehmer ein Speichermittel zur Speicherung des jeweiligen Zeitkorrekturwertes umfaßt, wobei der Zeitkorrekturwert in einem Initialisierungsschritt dem jeweiligen weiteren Teilnehmer vorgegeben wird.Distributed communication system according to one of claims 17 to 22, wherein each of the further participants a storage means for storing the respective time correction value, wherein the time correction value in an initialization step the respective other participants is given. Verteiltes Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei der Zentralteilnehmer (M) ein Mittel zur Ermittlung der für die weiteren Teilnehmer (S1, S2, S3) gültigen Zeitkorrekturwerte umfaßt und die weiteren Teilnehmer jeweils ein Speichermittel zur Speicherung der jeweils ermittelten Zeitkorrekturwerte umfassen.Distributed communication system according to one of claims 17 to 22, wherein the central participant (M) comprises a means for determining the for the further subscribers (S1, S2, S3) comprises valid time correction values and the further participants each have a storage means for storing the comprise respectively determined time correction values. Verteiltes Kommunikationssystem nach Anspruch 24, wobei jeder der weiteren Teilnehmer ein von dem Zentralteilnehmer auslesbares Speichermittel zur Speicherung der jeweiligen Einzel-Verzögerungszeit des weiteren Teilnehmers umfaßt, und das Mittel zur Ermittlung der Zeitkorrekturwerte des Zentralteilnehmers ein Mittel zur Bestimmung und zur Speicherung der physikalischen Anordnung der weiteren Teilnehmer (S1, S2, S3) umfaßt. Distributed communication system according to claim 24, in which each of the other subscribers can be read by the central subscriber Storage means for storing the respective individual delay time of the includes another participant, and the means for determining the time correction values of the central participant a means of determining and storing the physical Arrangement of the other participants (S1, S2, S3) includes. Verteiltes Kommunikationssystem nach Anspruch 25, wobei das verteilte Kommunikationssystem ferner ein oder mehrere zwischengeschaltete(s), weitere(s) Element(e) (R, Sw) umfaßt, das/die zwischen den Zentralteilnehmer (M) und zumindest einen der weiteren Teilnehmer (S1, S2, S3) zwischengeschaltet ist sind, wobei das/die zwischengeschaltete(n), weitere(n) Element(e) (R, Sw) ebenso auslesbare Mittel zur Speicherung der jeweiligen Einzel-Verzögerungszeit(en) des jeweiligen weiteren Elements umfaßt/umfassen, wobei das/die Speichermittel von dem Zentralteilnehmer auslesbar ist/sind.Distributed communication system according to claim 25, in which the distributed communication system further comprises one or more intermediate (s), further element (s) (R, Sw) comprises, the / between the central participant (M) and at least one of the further participants (S1, S2, S3) interposed is, the intermediate element (s) being further element (s) (R, Sw) as well as readable means for storing the respective Single-delay time (s) of the respective further element, wherein the / the Memory means by the central participant is readable / are. Verteiltes Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 24 bis 26, wobei zumindest einer der weiteren Teilnehmer und/oder der zwischengeschalteten Elemente ein Mittel zur Einstellung einer Signalsendeleistung zum Senden eines Signals durch eine Leitung umfaßt und der Zentralteilnehmer ein Mittel zur Ermittlung der eingestellten Sendeleistung sowie ein Mittel zur Berechnung der Signallaufzeit durch die Leitung aus der jeweils eingestellten Sendeleistung.Distributed communication system according to one of claims 24 to 26 at least one of the further participants and / or the intermediary elements a means for setting a Signal transmission power for transmitting a signal through a line comprises and the central participant a means of determining the set Transmitting power and a means for calculating the signal transit time through the line from the respectively set transmission power. Verteiltes Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 17 bis 27, wobei das verteilte Kommunikationssystem ein dezentrales Steuerungssystem mit einer Master-Slave-Struktur ist.Distributed communication system according to one of claims 17 to 27, wherein the distributed communication system is a distributed control system with a master-slave structure. Verteiltes Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 17 bis 28, wobei das verteilte Kommunikationssystem in einer Ringstruktur und/oder in einer linearen Busstruktur und/oder in einer Sternstruktur angeordnet ist.Distributed communication system according to one of claims 17 to 28, wherein the distributed communication system in a ring structure and / or arranged in a linear bus structure and / or in a star structure is. Automatisierungssystem mit einer Steuereinheit, die ein verteiltes Kommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 17 bis 29 umfaßt.Automation system with a control unit, a distributed communication system according to one of claims 17 to 29 includes. Automatisierungssystem gemäß Anspruch 30, das zur Steuerung interpolierender Achsen dient, insbesondere bei einer Druck- oder Werkzeugmaschine.Automation system according to claim 30, for the control interpolating axes is used, especially in a printing or Machine tool.
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