CN103812742B - 实时通信方法和实时通信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种实时通信方法，包括：在TWinCAT主站与多个串联的TWinCAT从站之间设置TWinCAT通信从站，以构成TWinCAT通信系统；在多个TWinCAT通信系统的TWinCAT通信从站之间采用专用电缆线进行连接；所述多个TWinCAT通信系统中的TWinCAT主站和/或TWinCAT从站，通过各自对应的TWinCAT通信从站以及所述专用电缆线进行实时通信。本发明还提出了一种实时通信系统。通过本发明的技术方案，可以有效降低TWinCAT主站之间的通信延迟，提高实时性。
Description
技术领域
本发明涉及数据交换技术领域，具体而言，涉及一种实时通信方法和一种实时通信系统。
背景技术
EtherCAT(Ethernet for Control and Automation Technology)是一种工业总线，采用EtherCAT总线技术的TWinCAT(The Windows Control and AutomationTechnology)主站系统间的通信，目前可采用专用的软件或硬件模块进行构架，但是，存在1ms以上的延时，不能满足一些高速运行系统的实时要求。
因此，需要一种新的技术方案，可以有效降低TWinCAT主站之间的通信延迟，提高实时性。
发明内容
本发明正是基于上述问题，提出了一种新的技术方案，可以有效降低TWinCAT主站之间的通信延迟，提高实时性。
有鉴于此，本发明提出了一种实时通信方法，包括：在TWinCAT主站与多个串联的TWinCAT从站之间设置TWinCAT通信从站，以构成TWinCAT通信系统；在多个TWinCAT通信系统的TWinCAT通信从站之间采用专用电缆线进行连接；所述多个TWinCAT通信系统中的TWinCAT主站和/或TWinCAT从站，通过各自对应的TWinCAT通信从站以及所述专用电缆线进行实时通信。
在该技术方案中，通过对TWinCAT通信系统的结构调整，如设置TWinCAT通信从站、使用专线通信等方式，从而提出了一种新的通信结构，使得TWinCAT主站之间的通信延迟显著降低。
在上述技术方案中，优选地，所述专用电缆线包括：命令专线、数据专线和校验专线，则所述实时通信的过程包括：利用所述命令专线实现的命令信号的传输；利用所述数据专线实现的数据信号的传输；以及利用所述校验专线实现的校验信号的传输。
在该技术方案中，针对不同类型的信号，比如命令信号、数据信号和校验信号，采用不同的专线进行通信交互，使得进一步降低通信延迟，有助于优化通信过程，提高通信质量。
在上述技术方案中，优选地，还包括：所述多个TWinCAT通信系统中的TWinCAT主站和/或TWinCAT从站，通过各自对应的TWinCAT通信从站以及所述专用电缆线，采用底层映射进行实时通信。
在该技术方案中，通过采用底层映射的方式，与专用电缆线相配合，有助于进一步降低通信延迟。
在上述技术方案中，优选地，所述实时通信的过程还包括：对所述多个TWinCAT通信系统中的TWinCAT主站和/或TWinCAT从站之间传输的信号进行编码压缩处理。
在该技术方案中，通过对传输信号进行编码压缩处理，使得能够利用有限的带宽来实现对更多的信息或数据的传输，有助于降低传输的信息量，提高传输效率，降低延迟。
在上述技术方案中，优选地，还包括：在所述多个TWinCAT通信系统之间采用24V信号进行所述实时通信。
在该技术方案中，通过使用24V信号进行传输，使得信号更为稳定、可靠。
本发明还提出了一种实时通信系统，包括：TWinCAT主站和TWinCAT从站，所述TWinCAT主站连接至多个串联的TWinCAT从站；TWinCAT通信从站，设置在所述TWinCAT主站与所述多个串联的TWinCAT从站之间，以构成TWinCAT通信系统；其中，多个TWinCAT通信系统的TWinCAT通信从站之间采用专用电缆线进行连接，且所述多个TWinCAT通信系统中的TWinCAT主站和/或TWinCAT从站，通过各自对应的TWinCAT通信从站以及所述专用电缆线进行实时通信。
在该技术方案中，通过对TWinCAT通信系统的结构调整，如设置TWinCAT通信从站、使用专线通信等方式，从而提出了一种新的通信结构，使得TWinCAT主站之间的通信延迟显著降低。
在上述技术方案中，优选地，所述专用电缆线包括：命令专线、数据专线和校验专线，其中：所述命令专线用于实现对命令信号的传输；所述数据专线用于实现对数据信号的传输；以及所述校验专线用于实现对校验信号的传输。
在该技术方案中，针对不同类型的信号，比如命令信号、数据信号和校验信号，采用不同的专线进行通信交互，使得进一步降低通信延迟，有助于优化通信过程，提高通信质量。
在上述技术方案中，优选地，所述多个TWinCAT通信系统中的TWinCAT主站和/或TWinCAT从站，通过各自对应的TWinCAT通信从站以及所述专用电缆线，采用底层映射进行实时通信。
在该技术方案中，通过采用底层映射的方式，与专用电缆线相配合，有助于进一步降低通信延迟。
在上述技术方案中，优选地，每个TWinCAT通信系统中的TWinCAT主站和/或TWinCAT从站，对发送的信号进行编码压缩处理；或每个TWinCAT通信系统中的TWinCAT通信从站，对来自该TWinCAT通信系统中的TWinCAT主站和/或TWinCAT从站的信号进行编码压缩处理。
在该技术方案中，通过对传输信号进行编码压缩处理，使得能够利用有限的带宽来实现对更多的信息或数据的传输，有助于降低传输的信息量，提高传输效率，降低延迟。
在上述技术方案中，优选地，还包括：在所述多个TWinCAT通信系统之间采用24V信号进行所述实时通信。
在该技术方案中，通过使用24V信号进行传输，使得信号更为稳定、可靠。
通过以上技术方案，可以有效降低TWinCAT主站之间的通信延迟，提高实时性。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的实时通信方法的流程示意图；
图2示出了根据本发明的实施例的实时通信系统的结构示意图；
图3示出了根据本发明的实施例的实现TWinCAT主站之间的实时通信的流程示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了根据本发明的实施例的实时通信方法的流程示意图。
如图1所示，根据本发明的实施例的实时通信方法，包括：步骤102，在TWinCAT主站与多个串联的TWinCAT从站之间设置TWinCAT通信从站，以构成TWinCAT通信系统；步骤104，在多个TWinCAT通信系统的TWinCAT通信从站之间采用专用电缆线进行连接；步骤106，所述多个TWinCAT通信系统中的TWinCAT主站和/或TWinCAT从站，通过各自对应的TWinCAT通信从站以及所述专用电缆线进行实时通信。
在该技术方案中，通过对TWinCAT通信系统的结构调整，如设置TWinCAT通信从站、使用专线通信等方式，从而提出了一种新的通信结构，使得TWinCAT主站之间的通信延迟显著降低。
在上述技术方案中，优选地，所述专用电缆线包括：命令专线、数据专线和校验专线，则所述实时通信的过程包括：利用所述命令专线实现的命令信号的传输；利用所述数据专线实现的数据信号的传输；以及利用所述校验专线实现的校验信号的传输。
在该技术方案中，针对不同类型的信号，比如命令信号、数据信号和校验信号，采用不同的专线进行通信交互，使得进一步降低通信延迟，有助于优化通信过程，提高通信质量。
在上述技术方案中，优选地，还包括：所述多个TWinCAT通信系统中的TWinCAT主站和/或TWinCAT从站，通过各自对应的TWinCAT通信从站以及所述专用电缆线，采用底层映射进行实时通信。
在该技术方案中，通过采用底层映射的方式，与专用电缆线相配合，有助于进一步降低通信延迟。
在上述技术方案中，优选地，所述实时通信的过程还包括：对所述多个TWinCAT通信系统中的TWinCAT主站和/或TWinCAT从站之间传输的信号进行编码压缩处理。
在该技术方案中，通过对传输信号进行编码压缩处理，使得能够利用有限的带宽来实现对更多的信息或数据的传输，有助于降低传输的信息量，提高传输效率，降低延迟。
在上述技术方案中，优选地，还包括：在所述多个TWinCAT通信系统之间采用24V信号进行所述实时通信。
在该技术方案中，通过使用24V信号进行传输，使得信号更为稳定、可靠。
本发明提出的实时通信系统，包括：TWinCAT主站和TWinCAT从站，所述TWinCAT主站连接至多个串联的TWinCAT从站；TWinCAT通信从站，设置在所述TWinCAT主站与所述多个串联的TWinCAT从站之间，以构成TWinCAT通信系统；其中，在多个TWinCAT通信系统的TWinCAT通信从站之间采用专用电缆线进行连接，以形成命令专线、数据专线和校验专线，所述多个TWinCAT通信系统中的TWinCAT主站和/或TWinCAT从站，通过各自对应的TWinCAT通信从站以及所述命令专线、数据专线和校验专线，采用底层映射进行实时通信，以及，对所述多个TWinCAT通信系统中的TWinCAT主站和/或TWinCAT从站之间传输的信号进行编码压缩处理。
在该技术方案中，通过对TWinCAT通信系统的结构调整，如设置TWinCAT通信从站、使用专线通信等方式，从而提出了一种新的通信结构，使得TWinCAT主站之间的通信延迟显著降低。
具体地，如图2所示，TwinCAT主站A和B各自向下串联各个TwinCAT从站，如TwinCAT主站A串联了TwinCAT从站11、TwinCAT从站12……TwinCAT从站1k，而TwinCAT主站B串联了TwinCAT从站21、TwinCAT从站22……TwinCAT从站2k。
为了实现TwinCAT主站A和TwinCAT主站B之间的实时通信，在主站A和主站B下联的从站中，各插入一个专用的从站通信模块，即TwinCAT通信从站1和TwinCAT通信从站2。两个从站通信模块1和2之间通过多组专线互联，具体分成命令、数据和校验共3组。然后，TwinCAT主站A和TwinCAT主站B即可通过底层映射，使用专用应用层协议进行通信(包含部分数据)，实现双主站实时通信。
图3示出了根据本发明的实施例的实现TWinCAT主站之间的实时通信的流程示意图。
如图3所示，该流程包括：
步骤302，硬件准备：包括专用从站模块，专用电缆线，模块串联和地址分组映射。
步骤304，应用层协议定义，并进行电缆线分组；对信号进行编码，并实现信号验证算法。
步骤306，在各主站中加载应用层通信程序，比如图2中所示的TWinCAT从站11对应的应用11、TWinCAT从站22对应的应用22等。
步骤308，实时通讯：按照协议和业务流程，对通信信号和内容进行验证和解析，执行相关动作。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，通过本发明的技术方案可以实现以下优点：
优点1：跨2个TwinCAT主站，实时性高
两个TWinCAT主站间采用这种构架进行通信时，延时抖动在0.1ms的扫描周期下小于0.4ms，整个集成系统全部采用统一的验证机制进行验证，结构简洁，确保多系统之间进行通讯、过程步骤执行和业务数据处理的一致性。
优点2：信号稳定
采用24V信号进行通信和信号传输，抗干扰能力强，信号稳定。
优点3：可实时传输关键业务数据，带验证
通过编码进行信号压缩，使用有限带宽将一些关键数据在2个TwinCAT主站上进行实时通信。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种实时通信方法，其特征在于，包括：
在TWinCAT主站与多个串联的TWinCAT从站之间设置TWinCAT通信从站，以构成TWinCAT通信系统；
在多个TWinCAT通信系统的TWinCAT通信从站之间采用专用电缆线进行连接；
所述多个TWinCAT通信系统中的TWinCAT主站和/或TWinCAT从站，通过各自对应的TWinCAT通信从站以及所述专用电缆线进行实时通信。
2.根据权利要求1所述的实时通信方法，其特征在于，所述专用电缆线包括：命令专线、数据专线和校验专线，则所述实时通信的过程包括：
利用所述命令专线实现的命令信号的传输；
利用所述数据专线实现的数据信号的传输；以及
利用所述校验专线实现的校验信号的传输。
3.根据权利要求1所述的实时通信方法，其特征在于，还包括：
所述多个TWinCAT通信系统中的TWinCAT主站和/或TWinCAT从站，通过各自对应的TWinCAT通信从站以及所述专用电缆线，采用底层映射进行实时通信。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的实时通信方法，其特征在于，所述实时通信的过程还包括：
对所述多个TWinCAT通信系统中的TWinCAT主站和/或TWinCAT从站之间传输的信号进行编码压缩处理。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的实时通信方法，其特征在于，还包括：
在所述多个TWinCAT通信系统之间采用24V信号进行所述实时通信。
6.一种实时通信系统，其特征在于，包括：
TWinCAT主站和TWinCAT从站，所述TWinCAT主站连接至多个串联的TWinCAT从站；
TWinCAT通信从站，设置在所述TWinCAT主站与所述多个串联的TWinCAT从站之间，以构成TWinCAT通信系统；
其中，多个TWinCAT通信系统的TWinCAT通信从站之间采用专用电缆线进行连接，且所述多个TWinCAT通信系统中的TWinCAT主站和/或TWinCAT从站，通过各自对应的TWinCAT通信从站以及所述专用电缆线进行实时通信。
7.根据权利要求6所述的实时通信系统，其特征在于，所述专用电缆线包括：命令专线、数据专线和校验专线，其中：
所述命令专线用于实现对命令信号的传输；
所述数据专线用于实现对数据信号的传输；以及
所述校验专线用于实现对校验信号的传输。
8.根据权利要求6所述的实时通信系统，其特征在于，所述多个TWinCAT通信系统中的TWinCAT主站和/或TWinCAT从站，通过各自对应的TWinCAT通信从站以及所述专用电缆线，采用底层映射进行实时通信。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的实时通信系统，其特征在于，
每个TWinCAT通信系统中的TWinCAT主站和/或TWinCAT从站，对发送的信号进行编码压缩处理；
或每个TWinCAT通信系统中的TWinCAT通信从站，对来自该TWinCAT通信系统中的TWinCAT主站和/或TWinCAT从站的信号进行编码压缩处理。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的实时通信系统，其特征在于，在所述多个TWinCAT通信系统之间采用24V信号进行所述实时通信。
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