CN104350436B - 具低错误率、超高速串行通讯的工业控制器装置及其驱动方法 - Google Patents

具低错误率、超高速串行通讯的工业控制器装置及其驱动方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104350436B
CN104350436B CN201380030700.9A CN201380030700A CN104350436B CN 104350436 B CN104350436 B CN 104350436B CN 201380030700 A CN201380030700 A CN 201380030700A CN 104350436 B CN104350436 B CN 104350436B
Authority
CN
China
Prior art keywords
unit
control unit
icu
downlink transmission
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201380030700.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104350436A (zh
Inventor
杨锺锡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Infracore Co Ltd
Original Assignee
Hyundai Infracore Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Infracore Co Ltd filed Critical Hyundai Infracore Co Ltd
Publication of CN104350436A publication Critical patent/CN104350436A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104350436B publication Critical patent/CN104350436B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0062—Network aspects
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4185—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/27—Arrangements for networking
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/02—Details
    • H04L12/12—Arrangements for remote connection or disconnection of substations or of equipment thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/407—Bus networks with decentralised control
    • H04L12/413—Bus networks with decentralised control with random access, e.g. carrier-sense multiple-access with collision detection (CSMA-CD)
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
    • G05B2219/31001—CIM, total factory control
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/50—Reducing energy consumption in communication networks in wire-line communication networks, e.g. low power modes or reduced link rate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Programmable Controllers (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)

Abstract

本发明揭露一种工业控制器装置及其驱动方法。该工业控制器包括：一控制单元；一第一光学传输/接收单元；一第二光学传输/接收单元；以及一转换单元。该控制单元根据下行链路传输帧的协议控制信息(PCI)是否对应于工业控制器装置的ID来处理下行链路传输帧，并且内部地产生并输出上行链路传输帧。该第一光学传输/接收单元外部地发送或接收上行链路或下行链路传输帧。该第二光学传输/接收单元具有至少一端口，并且外部地发送或接收该上行链路或下行链路传输帧。该转换单元顺序地传输该下行链路和上行链路传输帧，将上行链路传输帧传输至第一光学传输/接收单元，将下行链路传输帧传输至第二光学传输/接收单元。

Description

具低错误率、超高速串行通讯的工业控制器装置及其驱动方法
技术领域
本发明主要涉及一种工业控制器装置，尤其涉及一种能够超高速串行通讯的工业控制器装置。
背景技术
通常，使用工业控制器装置的工厂采用通讯机制，其中，在N EIA-485接口装置使用多点法以1：N对应关系连接至一主机装置或者小数量的主机装置的状态下，工业控制器装置以1：1对应关系连接至N EIA-485接口装置，从而与主机交换二进制数据、信息或封包。
EIA-485接口是低速串行接口。虽然可以使用多点法连接的EIA-485接口的数量被限制在约32，由于其具有简单布线而被广泛地使用。
因为工厂逐渐变得更精密和复杂，工业控制器装置的数量增加，接近即时的通讯性能为需要的。虽然从终端级的控制器装置的角度看不需要高速通讯，从主机装置的角度看非常需要高速通讯。因此，需要一种网络结构和一种能够高速数据传输的通讯接口。在此方案中，高速通讯结构被应用在主机装置和通讯接口装置，传统EIA-485通讯被用于通讯接口装置和工业控制器之间。尤其是，使用IP地址和封包交换型高速以太网接口装置的工业以太网已经形成为高速通讯结构。
然而，工业以太网不能兼容有使用控制器装置如PLCs的现有设计方案，因为其是基于IP地址。例如，在现有方案中，工业控制器装置的数量可以使用多点法重复地增加，该多点法在EIA-485中是可用的。然而，如果使用这种工业以太网，需要使用集线器、开关、桥、或者具有多个延伸端口的中继器来增加以太网接口装置，并且以太网接口装置需要经由包括不支持IP方案和以太网网关的控制器装置的子网来连接。
速度和成本通常可以通过在主机和以太网网关装置之间使用新型高速以太网接口并且在以太网网关装置与现有控制器装置之间连续地使用现有低速串行接口而平衡。
然而，上述情形的问题在于，设计和安装复杂，应该在操作期间管理不同类型的网络，并且难以发现出现错误的位置。
如果控制器装置包括以太网接口，该控制器不能使用多点法来连接，但是应该连接至集线器或开关的端口。例如，在高层建筑的整体空调系统的情况下，多端口集线器应该安装在每一个楼层，并且该多端口集线器应该经由以太网电缆连接至具有分布于整个楼层的以太网接口的空调单元。当以太网电缆长距离地连接至空调单元时，频繁地出现数据传输错误，并且因为以太网电缆具有有限的传输长度，降低传输速度。因此，由于上述缺陷取消以太网接口的高速传输能力的优点。
发明内容
技术问题
因此，鉴于上述出现在现有技术中的问题制作本发明，并且本发明的目的是提供一种具低错误率、超高速串行通讯的工业控制器装置及其驱动方法。
技术方案
根据本发明的一方面，提供一种工业控制器装置，即通过主机装置控制的至少一远程装置，包括：
一控制单元，被配置以：根据下行链路传输帧的协议控制信息(PCI，protocol control information)是否对应于工业控制器装置的ID，输出下行链路传输帧，或者获得下行链路传输帧以分析协议数据单元(PDU，protocol dataunit)，以在分析PDU时自PDU提取控制信息，以及产生能够驱动传感器或驱动元件的控制信号以响应所提取的控制信息，通过结合包括与主机装置的ID对应的单播信息的PCI和基于与传感器或驱动元件的操作状态相关的状态信息的PDU而内部地产生上行链路传输帧，并且输出所产生的上行链路传输帧，其中包括具有特定远程装置的ID的单播(unicast)信息、多播(multicast)信息和广播(broadcast)信息的至少其中之一的PCI已与协议数据单元(PDU)结合；
一第一光学传输/接收单元，被配置以外部地发送或接收上行链路或下行链路传输帧；
一第二光学传输/接收单元，被配置以具有至少一端口，并且外部地发送或接收上行链路或下行链路传输帧；以及
一转换单元，被配置以顺序地传输自第一光学传输/接收单元接收的下行链路传输帧和自第二光学传输/接收单元外部地接收的上行链路传输帧至控制单元，以传输自控制单元接收的上行链路传输帧至第一光学传输/接收单元，并且传输自控制单元接收的下行链路传输帧至第二光学传输/接收单元。
控制单元可以包括：
一PCI分析单元，被配置以：如果下行链路传输帧的PCI包括与工业控制器装置的ID对应的单播信息，获得所接收的下行链路传输帧以分析PDU；如果下行链路传输帧的PCI包括未与工业控制器装置的ID对应的单播信息，将所接收的下行链路传输帧输出至转换单元；如果下行链路传输帧的PCI包括与工业控制器装置对应的多播或广播信息，获得下行链路传输帧以分析PDU，同时将该下行链路传输帧输出至转换单元。
控制单元可以包括：
一PDU分析单元，被配置以通过分析所获得的传输帧提取PDU；
一控制信号生成单元，被配置以自所提取的PDU中提取控制信息，以产生能够驱动传感器或驱动元件的控制信号，以响应所提取的控制信息；
一PDU生成单元，被配置以产生包括与传感器或驱动元件的操作状态相关的状态信息的PDU；以及
一传输帧格式化单元，被配置以通过结合包括与主机装置的ID对应的单播信息的PCI和所产生的PDU而内部地产生上行链路传输帧。
根据本发明的另一方面，提供一种工业控制器装置，即通过主机装置控制的至少一远程装置，包括：
一控制单元，被配置以：自下行链路传输帧的协议数据单元(PDU)中提取控制信息，以产生能够驱动传感器或驱动元件的控制信号，以响应所提取的控制信息，以通过结合包括与主机装置的ID对应的单播信息的PCI与基于与传感器或驱动元件的操作状态相关的状态信息的PDU而内部地产生上行链路传输帧，并且输出所产生的上行链路传输帧，其中包括具有特定远程装置的ID的单播信息、多播信息和广播信息的至少其中之一的协议控制信息(PCI)已与PDU结合；
一第一光学传输/接收单元，被配置以外部地发送或接收上行链路或下行链路传输帧；
一第二光学传输/接收单元，被配置以包括至少一端口，并且外部地发送或接收上行链路或下行链路传输帧；以及
一转换单元，被配置以根据自第一光学传输/接收单元接收的下行链路传输帧的PCI是否对应于工业控制器装置的ID而将下行链路传输帧输出至第二光学传输/接收单元或者将下行链路传输帧传输至控制单元，以传输自第二光学传输/接收单元外部地接收的上行链路传输帧至第一光学传输/接收单元，以传输自控制单元接收的上行链路传输帧至第一光学传输/接收单元，以及传输自控制单元接收的下行链路传输帧至第二光学传输/接收单元。
转换单元可以包括：
第一和第二开关；
如果下行链路传输帧的PCI包括与工业控制器装置的ID对应的单播信息，第一开关可以传输所接收的下行链路传输帧至控制单元；如果下行链路传输帧的PCI包括未与工业控制器装置的ID对应的单播信息，第一开关可以输出所接收的下行链路传输帧至第二开关；如果下行链路传输帧的PCI包括与工业控制器装置的ID对应的多播/广播信息，第一开关可以传输下行链路传输帧至控制单元，同时可以输出下行链路传输帧至第二开关；
第二开关可以传输自控制单元接收的上行链路传输帧至第一光学传输/接收单元，并且传输自控制单元接收的下行链路传输帧至第二光学传输/接收单元。
根据本发明的再一方面，提供一种工业控制器装置，即通过主机装置控制的至少一远程装置，包括：
一第一光学传输/接收单元，被配置以外部地接收下行链路传输帧，其中包括具有特定远程装置的ID的单播信息和多播/广播信息的至少其中之一的协议控制信息(PCI)与协议数据单元(PDU)结合，并且发送上行链路传输帧；
一第二光学传输/接收单元，被配置以外部地接收上行链路传输帧，并且发送下行链路传输帧；
一控制单元，被配置以从自第一光学传输/接收单元接收的下行链路传输帧内的PDU中提取控制信息，以产生能够驱动传感器或驱动元件的控制信号，以响应所提取的控制信息，并且通过结合包括与主机装置的ID对应的单播信息的PCI与根据与传感器或驱动元件的操作状态相关的状态信息的PDU而内部地产生上行链路传输帧；以及
一转换单元，被配置以根据所接收的下行链路传输帧的PCI是否对应于工业控制器装置的ID而将下行链路传输帧传输至控制单元和第二光学传输/接收单元的至少其中之一，并且顺序地传输自第二光学传输/接收单元和控制单元接收的上行链路传输帧至第一光学传输/接收单元。
转换单元可以包括：
第一和第二开关；
如果下行链路传输帧的PCI包括与工业控制器装置的ID对应的单播信息，第一开关可以传输所接收的下行链路传输帧至控制单元；如果下行链路传输帧的PCI包括未与工业控制器装置的ID对应的单播信息，第一开关可以输出所接收的下行链路传输帧至第二光学传输/接收单元；如果下行链路传输帧的PCI包括与工业控制器装置的ID对应的多播/广播信息，第一开关可以传输下行链路传输帧至控制单元，同时输出下行链路传输帧至第二光学传输/接收单元；
第二开关可以传输自第二光学传输/接收单元和控制单元接收的上行链路传输帧至第一光学传输/接收单元。
上行链路或下行链路传输帧可以通过添加、插入、或者部分地覆写PCI至PDU来格式化。
根据本发明的再一方面，提供一种工业控制器装置的驱动方法，即通过主机装置控制的至少一远程装置，该方法包括：
外部地接收下行链路传输帧，该下行链路传输帧通过结合包括具有特定远程装置的ID的单播信息、多播信息和广播信息的至少其中之一的协议控制信息(PCI)与PDU而产生；
分析所接收的下行链路传输帧的PCI是否对应于工业控制器装置；
根据PCI是否对应于工业控制器装置而向下重新发送下行链路传输帧或者获得下行链路传输帧以分析PDU；
通过分析下行链路传输帧来提取PDU；
自所提取的PDU中提取控制信息，并且产生能够驱动传感器或驱动元件的控制信号，以响应该控制信息；
通过结合包括与主机装置的ID对应的单播信息的PCI与包括与传感器或驱动元件的操作状态相关的状态信息的PDU而产生上行链路传输帧；以及
向上发送所产生的上行链路传输帧或外部地接收的上行链路传输帧。
根据PCI是否对应于工业控制器装置向下重新发送下行链路传输帧或者获得下行链路传输帧以分析PDU可以包括：
如果PCI包括与工业控制器装置的ID对应的单播信息，获得所接收的下行链路传输帧以分析PDU；
如果PCI包括未与工业控制器装置的ID对应的单播信息，在原始传输方向中向下重新发送所接收的下行链路传输帧；以及
如果PCI包括与工业控制器装置的ID对应的多播或广播信息，获得所接收的下行链路传输帧以分析PDU，同时向下重新发送所接收的下行链路传输帧。
上行链路或者下行链路传输帧可以通过添加、插入、或者部分地覆写PCI至PDU来格式化。
有益效果
根据本发明的工业控制器装置及其驱动方法，可以在保持超高速串行数据传输性能的同时容易地增加工业控制器装置的数量。
根据本发明的工业控制器装置及其驱动方法，可以仅使用主机装置、工业控制器装置和POF电缆来设计并配置整个网络，并且可以消除对集线器、开关、网关装置、以及中继器装置的需求。
根据本发明的工业控制器装置及其驱动方法，控制器装置可以被用作为使用各种不同协议的控制器装置的通讯中继路径。
附图说明
图1为根据本发明的一实施例中工业控制网络的概念图，其中工业控制器装置连接在该工业控制网络之上；
图2为根据本发明的另一实施例中工业控制网络的概念图，其中工业控制器装置连接在该工业控制网络之上；
图3为根据本发明的一实施例中工业控制器装置的典型帧格式；
图4为根据本发明的一实施例中工业控制器装置的另一典型帧格式；
图5为根据本发明的一实施例中工业控制器装置的再一典型帧格式；
图6为根据本发明的一实施例中工业控制器装置的框图；
图7为根据本发明的另一实施例中工业控制器装置的框图；
图8为根据本发明的再一实施例中工业控制器装置的框图；
图9为根据本发明的再一实施例中工业控制器装置的框图；以及
图10为说明根据本发明的实施例中工业控制器装置的驱动方法的流程图。
具体实施方式
关于在说明书中描述的本发明的实施例，说明特定结构或功能描述仅是解释本发明的可能实施例的目的。本发明的实施例可以做成各种形式，并且不应该被解释为限制于在说明书中描述的实施例。
将参考所附图式详细描述本发明的实施例。在整个附图中相似附图标记用于表示相似组件，并且将省略对相似组件的重复描述。
图1和图2为说明根据本发明的实施例中工业控制网络的概念图，其中工业控制器装置连接在该工业控制网络之上。
参考图1，该工业控制网络可以包括：一主机装置10a，基于例如用户可编程硬件如微控制器、服务器或个人电脑(PC)来实现；一塑料光纤(POF，plastic optical fiber)电缆20；以及一工业控制器装置30。
参考图2，该工业控制网络可以包括：一主机装置10b；一外部帧转换器11b；一POF电缆20；以及工业控制器装置30。
主机装置10a和10b的每一个可以产生能够控制每一个工业控制器装置30的控制信息，并且可以接收来自每一个远程装置如工业控制器装置30的状态信息。
为此，主机装置10a和10b的每一个产生根据本发明中的工业控制器装置30的至少一个工业控制器装置30d的控制信息，并且基于所产生的控制信息产生如根据控制专用协议或特定通讯协议例如Modbus规定的协议数据单元(PDU，protocol data unit)。
在图1的情形下于主机装置10a嵌入的内部帧转换器11a和在图2的情形下与主机装置10b连接的外部帧转换器11b的每一个插入包括具有与下行链路传输的目的地(destination)对应的工业控制器装置30d的ID的单播(unicast)信息和多播(multicast)/广播(broadcast)信息的至少其中之一的协议控制信息(PCI，protocol control information)于PDU，重新格式化或封装该PDU为下行链路传输帧，以及通过POF电缆20向下光学地输出该PDU。该PCI可以进一步包括能够控制目的地工业控制器装置30d如何处理PDU的信息。
在本说明书中，单播信息是当单一信息发送器试图与单一信息接收器进行通讯时关于单一信息发送器和单一信息接收器的信息的代表。
相反地，多播信息是当单一信息发送器试图与组进行通讯时关于单一信息发送器和一组一个或多个信息接收器的信息的代表。与此同时，广播信息是当单一信息发送器试图与网络内的所有信息接收器进行通讯时关于非特殊信息接收器的信息的代表。
在上行链路传输的情况下，帧转换器11a和11b的每一个可以通过POF电缆20接收上行链路传输帧，该上行链路传输帧包括通过特定工业控制器装置30产生的PDU，可以消除来自所接收的上行链路传输帧的PCI，因此仅基于被主机装置10a和10b的每一个所理解的对应协议提取PDU，然后可以提供PDU至主机装置10a和10b的每一个。
在一些实施例中，该PCI可以进一步包括一标志，该标志表示传输帧是上行链路传输帧还是下行链路传输帧。
当工业控制器装置30应该输出PDU时，也可以执行与由帧转换器11a和11b的每一个执行的重新格式化或封装帧基本相同的操作。
参考图3至图5以说明被帧转换器11a或11b重新格式化或封装的传输帧和工业控制器装置30。图3、图4和图5为根据本发明的一实施例中工业控制器装置的示例帧格式。
在图3、图4或图5中，可以根据各种封包交换或信息交换型商业控制协议如以太网控制自动化技术(EtherCAT)、以太网全局数据(EGD，EthernetGlobal Data)、以太网/网际网路协定(EtherNet/IP)、Ethernet Powerlink、现场总线(Fieldbus)、Modbus、过程现场总线(Profibus)、通用工业协议(CIP，common industrial protocol)、控制网络(ControlNet)、设备网络(DeviceNet)、以及控制器局域网(CAN，controller area network)总线(bus)，等同于商业协议或者由商业协议改进的协议，各种通用目的通讯协议如以太网(Ethernet)、通用串行总线(USB，universal serial bus)、串行ATA(SATA，Serial ATA)、外部SATA(eSATA，external SATA)、和小型计算机系统接口(SCSI，small computer system interface)，以及等同于通用目的通讯协议的协议或者由通用目的通讯协议改进的协议的任意一个来产生。
无论使用哪种类型的通讯协议，只要协议是基于串行通讯，通常包括封包或信息的帧以前导码(preamble)和分隔符(delimiter)开始。前导码定义帧的起始和每一个符号的时间长度，并且可以进一步包括时钟恢复(clockrecovery)功能。分隔符表示大量封包在序之后开始。根据预定规则，标头(header)、有效载荷(payload)、以及注脚(footer)跟随分隔符。
图3所示的帧格式显示了通过将PCI添加在PDU之前(即，作为标头)或者在PDU之后(即，作为注脚)而不改变PDU的情况下所封装(encapsulated)的帧。在此情况下，在原始PDU与随后PDU之间的帧间间隔(IFG，interframegap)可以降低所添加的PCI的位的位长度。
相反地，图4的帧格式显示了通过将PCI插入于原始PDU的前导码和分隔符之后重新格式化的帧。在此情况下，PDU之间的IFG可以降低所添加的PCI的位的长度。
图5的帧格式显示了如果根据协议保留原始PDU的标头中时隙的使用，如果根据环境不使用时隙，或者如果因为在任何情况下位不改变并且可以得到而基本上位是不需要的，使用时隙或位已插入PCI的帧。
例如，如果PDU对应以太网帧，在分隔符之后的标头包括：具有尺寸为6位组(octets)的源介质访问控制(MAC)ID信息或者源(source)MAC(media access control)地址以及目的地MAC ID信息。因为在任何情况下通过主机装置10产生朝向特定控制器装置30指向的下行链路帧，显而易见地是，甚至当不对对应时隙的源MAC地址作出参考时，下行链路帧的源是主机装置10。因此，源MAC地址信息是冗余(redundant)信息。在此情况下，如果PCI具有等于或小于6位组的尺寸，也就是说，6字节，下行链路帧的每一个可以通过在保持全部帧长度的同时添加PCI而重新格式化，以如此方式，将PCI覆写至分配给源MAC ID信息的时隙。
在此情况下，如果特定控制器装置30需要重新存储第一以太网帧，控制器装置30可以通过将主机装置10的已知的MAC ID信息覆写至已经记载有PCI的传输帧的时隙而重新存储原始以太网帧。
相反地，因为在任何情况下上行链路帧朝向主机装置10指向，显而易见地是，从特定控制器装置30指向主机装置10的上行链路帧的目的地是主机装置10，甚至当不对对应时隙的目的地MAC地址作出参考时。在此情况下，PCI包括6位组。也就是说，如果PCI具有等于或小于6位组的尺寸，也就是说，6字节，上行链路帧可以通过在保持全部帧长度的同时添加PCI而重新格式化，以如此方式，将PCI覆写至分配给目的地MAC ID信息的时隙。
然而，必要时，需要适当地改变注脚的校验和信息。
图3和图4的传输帧格式的总长度在重新格式化之前或之后增加，而图5的传输帧格式的总长度在重新格式化之前或之后不变。
如果产生下行链路传输帧，帧转换器11a和11b的每一个以及工业控制器装置30执行将PCI插入、添加或覆写至PDU的重新格式化操作。相反地，如果产生上行链路传输帧，帧转换器11a和11b的每一个以及工业控制器装置30执行消除所接收的帧的PCI或者将PCI覆写至所接收的帧的恢复操作。
此外，工业控制器装置30d可以经由光学转换器40a连接至另一网络50，例如，以太网络。工业控制器装置30d可以用于传输所接收的下行链路传输帧的PDU至以太网络50作为以太网帧，或者，以相反方式，可以用于在以太网络50之上接收以太网帧，并且使用所接收的以太网帧作为PDU来产生上行链路传输帧。
在此情况下，该PCI可以进一步包括能够控制工业控制器装置30d如何处理PDU的位。例如，当接收传输帧时，目的地工业控制器装置30d可以根据包含在PCI中的控制信息恢复PDU，并且将所恢复的PDU输出至网络50。如果网络50是以太网络且PDU是以太网帧，网络50可以根据以太网标准自然地连接至主机装置10，不管以太网帧如何在主机装置10与光学转换器40a之间传输。
同样地，如果PDU是USB封包且USB装置60连接至光学转换器40b，可以使用USB装置60，似乎其是连接至公共主机PC。
在此情况下，光学转换器40a和40b的每一个用于将工业控制器装置30d的光学信号简单地转换为电信号，反之亦然。
与此同时，工业控制器装置30连接至多个传感器和多个驱动元件，以驱动工厂中各种类型的设备。通过主机装置10产生的控制信息可以为需要所需结果的指令，而不是直接地驱动分布于大规模设备的每一个传感器或驱动元件的指令。例如，主机装置10可以发送命令第一传送带以1m/s移动100m至工业控制器装置30的控制信息，该工业控制器装置30驱动传送带设备。为了响应该控制信息，工业控制器装置30可以根据该控制信息立即产生能够驱动驱动元件的特定控制信号，例如，能够产生所需发动机RPM、转矩和齿轮比的控制信号，以获得结果。
为此，当接收通过主机装置10产生且朝向至少一个工业控制器装置30指向的下行链路传输帧时，工业控制器装置30识别该下行链路传输帧的PCI。
换言之，工业控制器装置30接收下行链路传输帧，该下行链路传输帧通过插入、添加或覆写包括至少具有工业目的地控制器装置30的ID的单播、多播或广播信息的PCI至包括控制信息的PDU来产生，并且重新发送下行链路传输帧或者获得下行链路传输帧，以基于所接收的下行链路传输帧的PCI执行附加处理。
如果识别的PCI包括与工业控制器装置30相关的多播或广播信息，该工业控制器装置30向下重新发送下行链路传输帧，自下行链路传输帧提取PDU，并且根据所提取的PDU的控制信息控制与工业控制器装置30连接的传感器或驱动元件的操作。
如果所识别的PCI仅包括与工业控制器装置30的ID对应的单播信息，该工业控制器装置30不是向下重新发送下行链路传输帧，而是自下行链路传输帧提取PDU，并且根据所提取的PDU的控制信息控制与工业控制器装置30连接的传感器或驱动元件的操作。
如果所提取的PCI包括未与工业控制器装置30的ID对应的单播信息，该工业控制器装置30向下重新发送下行链路传输帧，但不是自下行链路传输帧提取PDU。
此外，如果工业控制器装置30需要报告其状态信息至主机装置10，该工业控制器装置30可以产生包括状态信息的PDU，可以基于所产生的PDU通过结合包括状态信息的PDU与包括工业控制器装置30的ID的PDU而产生上行链路传输帧，并且可以向上光学地输出所产生的上行链路传输帧。
图6为根据本发明的一实施例中工业控制器装置的控制单元的详细框图。
参考图6，该工业控制器装置600可以包括：一第一光学传输/接收单元601；具有至少一端口的一第二光学传输/接收单元602；一传输/接收转换单元610；一控制单元620；一局部I/O接口630；一显示单元640；以及一配置接口650。
第一光学传输/接收单元601和第二光学传输/接收单元602的每一个可以例如在POF电缆20之上光学地接收和发送信号。该POF电缆20可以在一对POF光纤之上执行传输和接收。
第一光学传输/接收单元601连接至主机装置10。虽然第二光学传输/接收单元602已经在图6中被解释为包括两个传输和接收端口，该第二光学传输/接收单元602可以根据设计者的意图包括单一传输和接收端口或者适当数量的传输和接收端口，第二光学传输/接收单元602可以连接至至少一个工业控制器装置30。
传输/接收转换单元610可以包括一接收开关611和一传输开关612。
接收开关611顺序地输入自第一和第二光学传输/接收单元601和602接收的传输帧至控制单元620。传输开关612根据其是否是上行链路或下行链路帧传输自控制单元620输出的上行链路和下行链路传输帧至第一和第二光学传输/接收单元601和602的至少其中之一。
在此情况下，第二光学传输/接收单元602的至少一总端口可以输出相同的下行链路传输帧。
控制单元620可以包括：一PCI分析单元621；一PDU分析单元622；一控制信号生成单元623；一状态信息接收单元624；一PDU生成单元625；以及一传输帧格式化单元626。
PCI分析单元621基于所接收的传输帧的PCI的分析结果传输所接收的传输帧的每一个至PDU分析单元622和第二接收开关612的至少其中之一。
更详而言之，如果PCI包括与工业控制器装置600的ID对应的单播信息，PCI分析单元621传输所接收的传输帧至PDU分析单元622。
此外，如果，由于对所接收的传输帧的分析结果，该PCI包括未与工业控制器装置600的ID对应的单播信息，PCI分析单元621传输所接收的传输帧至第二接收开关612。
如果，由于对所接收的传输帧的分析结果，该PCI包括与工业控制器装置600的ID对应的多播/广播信息，PCI分析单元621传输所接收的传输帧至PDU分析单元622和第二接收开关612。
在此情况下，当在PCI包括未与工业控制器装置600的ID对应的单播信息的情况下，如果传输帧是朝向主机装置10指向的上行链路传输帧，可以一般化传输帧。
如果自PCI分析单元621接收传输帧，PDU分析单元622基于当主机装置10产生PDU时该主机装置10使用的协议自传输帧中提取PDU。
控制信号生成单元623是控制程序即工业控制器装置600的核于其上运行的元件。该控制信号生成单元623自提取的PDU中提取与工业控制器装置600的操作相关的控制信息，并且基于所提取的控制信息产生一个或多个数字及/或模拟控制信号，该信号基本上驱动与工业控制器装置600连接的传感器或驱动元件。所产生的控制信号经由局部I/O接口630输出至传感器或驱动元件。
状态信息接收单元624经由局部I/O接口630接收传感器的感测信息或者驱动元件的操作状态信息，并且管理数字化信息。
如果工业控制器装置600需要向主机装置10报告状态信息，PDU生成单元625基于传感器或驱动元件的状态信息根据特定控制及/或通讯协议产生PDU。
传输帧格式化单元626可以基于工业控制器装置600的ID信息通过插入、添加或覆写PCI至由PDU生成单元625产生的PDU来产生传输帧，并且可以将所产生的传输帧输出至传输开关612。
在一些实施例中，可以实现控制单元620的元件621至626的每一个，以使其至少部分地符合OSI 7层模型的规定。
在本实施例中，因为传输/接收转换单元610基本上在前级或后级以1：1对应关系连接至控制器装置30的转换单元，传输/接收转换单元610的开关611和612基本上不需要MAC地址，也可以消除对路由器(router)的需求。
局部I/O接口630用于传输控制信号至致动器、发动机、阀、泵和供电单元，该致动器、发动机、阀、泵和供电单元实际上在配备有工业控制器装置600的设备内操作，以接收来自传感器的感测信号。该局部I/O接口630可以基于任意各种方法如uART、RS-232C、以及EIA-485/422使用低速数据通讯接口来实现。
显示单元640可以被简单地实施为不停闪烁的灯泡或不停鸣叫的蜂鸣器(buzzer)，或者被复杂地实施为触摸屏。
配置接口650是用户接口，其在当场局部地设置工业控制器装置600如装置ID的操作环境。该配置接口650可以被简单地实施为跨接器(jumper)或双列直插式封装(DIP，dual in-line package)转换模块，或者被复杂地实施为廉价低速数据通讯接口如uART或RS-232C。
图7为根据本发明的另一实施例中工业控制器装置700的框图。
参考图7，该工业控制器装置700可以包括：一第一光学传输/接收单元701；具有至少一端口的一第二光学传输/接收单元702；一传输/接收转换单元710；一控制单元720；一局部I/O接口730；一显示单元740；以及一配置接口750。
图7所示的工业控制器装置700的第一光学传输/接收单元701、具有至少一端口的第二光学传输/接收单元702、局部I/O接口730、显示单元740和配置接口750可以具有基本上与图6所示的工业控制器装置600的第一光学传输/接收单元601、具有至少一端口的第二光学传输/接收单元602、局部I/O接口630、显示单元640和配置接口650相同的配置和操作。因此，将省略其描述。
传输/接收转换单元710可以包括：一接收开关711，被配置以确定传输帧的传输路径；一传输开关712；以及一ID寄存器713，被配置以存储关于工业控制器装置700的ID的信息。
接收开关711基于所接收的传输帧的PCI的分析结果传输所接收的传输帧至控制单元720的PDU分析单元722和传输开关712的至少其中之一。
更详而言之，接收开关711比较自第一和第二光学传输/接收单元701和702接收的传输帧的每一个的PCI与在ID寄存器713中存储的ID信息，并且，如果，由于比较结果，PCI被发现为包括与工业控制器装置700的ID对应的单播信息，将所接收的传输帧传输至控制单元720的PDU分析单元722。
如果，由于比较结果，PCI被发现为包括未与工业控制器装置700的ID对应的单播信息，接收开关711将所接收的传输帧直接传输至传输开关712。
如果，由于比较结果，PCI被发现为包括与工业控制器装置700的ID对应的多播/广播信息，接收开关711将所接收的传输帧传输至控制单元720的PDU分析单元722和传输开关712。
在此情况下，当在PCI包括未与工业控制器装置700对应的单播信息的情况下，如果传输帧是朝向主机装置10指向的上行链路传输帧，可以一般化该传输帧。
传输开关712根据传输帧是上行链路帧还是下行链路帧来传输自接收开关711接收的上行链路/下行链路传输帧或者自控制单元720接收的上行链路传输帧至第一和第二光学传输/接收单元701和702的至少其中之一。
在此情况下，第二光学传输/接收单元702的至少一端口可以输出相同的下行链路传输帧。
在本实施例中，因为传输/接收转换单元710基本上在前级或后级以1：1对应关系连接至控制器装置30的转换单元，该传输/接收转换单元710的开关711和712基本上不需要MAC地址，也可以消除对路由器的需求。
控制单元720可以进一步包括：一PDU分析单元722；一控制信号生成单元723；一状态信息接收单元724；一PDU生成单元725；以及一传输帧格式化单元726。
如果自接收开关711接收传输帧，PDU分析单元722根据当主机装置10产生PDU时该主机装置10使用的协议自传输帧中提取PDU。
控制信号生成单元723自所提取的PDU中提取与工业控制器装置700的操作相关的控制信息，并且产生一个或多个数字及/或模拟控制信号，该信号实际上驱动与工业控制器装置700连接的传感器或驱动元件，以响应所提取的控制信息。所产生的控制信号经由局部I/O接口730被输出至传感器或驱动元件。
状态信息接收单元724经由局部I/O接口730接收传感器的感测信息或者驱动元件的操作状态信息，并且管理数字化信息。
如果工业控制器装置700需要向主机装置10报告其状态信息，PDU生成单元725基于传感器或驱动元件的状态信息根据特定控制及/或通讯协议产生PDU。
传输帧格式化单元726可以产生传输帧，该传输帧通过插入、添加或覆写基于关于工业控制器装置700的ID的信息产生的PCI至通过PDU生成单元725产生的PDU而产生，并且可以输出所产生的传输帧至传输开关712。
在一些实施例中，可以实现控制单元720的元件722至726的每一个，以使其至少部分地符合OSI 7层模型的规定。
图8为根据本发明的再一实施例中工业控制器装置的框图。
参考图8，工业控制器装置800可以包括：一第一光学传输/接收单元801；具有至少一端口的一第二光学传输/接收单元802；一上行链路/下行链路转换单元810；一控制单元820；一局部I/O接口830；一显示单元840；以及一配置接口850。
图8所示的工业控制器装置800的第一光学传输/接收单元801、具有至少一端口的第二光学传输/接收单元802、局部I/O接口830、显示单元840和配置接口850可以具有基本上与图6所示的工业控制器装置600的第一光学传输/接收单元601、具有至少一端口的第二光学传输/接收单元602、局部I/O接口630、显示单元640和配置接口650相同的配置和操作。因此，将省略其描述。
上行链路/下行链路转换单元810可以包括：一下行链路开关811；一上行链路开关812；以及一ID寄存器813。
下行链路开关811基于传输帧的PCI的分析结果传输所接收的传输帧的每一个至控制单元820的PDU分析单元822和第二光学传输/接收单元802的至少其中之一。
更详而言之，下行链路开关811比较自第一光学传输/接收单元701接收的传输帧的PCI与在ID寄存器813中存储的ID信息，并且，如果，由于比较结果，PCI被发现为包括与工业控制器装置800的ID对应的单播信息，将传输帧传输至控制单元820的PDU分析单元822。
如果，由于比较结果，PCI被发现为包括未与工业控制器装置800的ID对应的单播信息，下行链路开关811将所接收的传输帧直接传输至第二光学传输/接收单元802。
如果，由于比较结果，PCI被发现为包括与工业控制器装置800的ID对应的多播/广播信息，下行链路开关811将所接收的传输帧传输至控制单元820的PDU分析单元822和第二光学传输/接收单元802。
在此情况下，第二光学传输/接收单元802的至少一端口可以输出相同的下行链路传输帧。
上行链路开关812顺序地传输自第二光学传输/接收单元802接收的上行链路传输帧或自控制单元820接收的上行链路传输帧至第一光学传输/接收单元801。
在本实施例中，因为传输/接收转换单元810基本上在前级或后级以1：1对应关系连接至控制器装置30的转换单元，上行链路/下行链路转换单元810的开关811和812基本上不需要MAC地址，也可以消除对路由器的需求。
控制单元820可以包括：一PDU分析单元822；一控制信号生成单元823；一状态信息接收单元824；一PDU生成单元825；以及一传输帧格式化单元826。
如果自下行链路开关811接收传输帧，PDU分析单元822根据当主机装置10产生PDU时该主机装置10使用的协议自该传输帧中提取PDU。
控制信号生成单元823自所提取的PDU中提取与工业控制器装置800的操作相关的控制信息，并且产生一个或多个数字及/或模拟控制信号，该信号实际上驱动与工业控制器装置800连接的传感器或驱动元件，以响应所提取的控制信息。所产生的控制信号经由局部I/O接口830被输出至传感器或驱动元件。
状态信息接收单元824经由局部I/O接口830接收来自传感器的感测信息或者关于驱动元件的操作状态的信息，并且管理数字化信息。
如果工业控制器装置800需要向主机装置10报告其状态信息，PDU生成单元825基于传感器或驱动元件的状态信息根据特定控制及/或通讯协议产生PDU。
传输帧格式化单元826可以产生传输帧，该传输帧通过插入、添加或覆写基于关于工业控制器装置800的ID的信息产生的PCI至通过PDU生成单元825产生的PDU而产生，并且可以输出该传输帧至上行链路开关812。
在一些实施例中，可以实现控制单元820的元件822至826的每一个，以使其至少部分地符合OSI 7层模型的规定。
图9为根据本发明的再一实施例中工业控制器装置的框图。
参考图9，工业控制器装置900可以包括：一第一光学传输/接收单元901；具有至少一端口的一第二光学传输/接收单元902；一控制单元920；一局部I/O接口930；一显示单元940；以及一配置接口950。
图9所示的工业控制器装置900的第一光学传输/接收单元901、具有至少一端口的第二光学传输/接收单元902、局部I/O接口930、显示单元940和配置接口950可以具有基本上与图6所示的工业控制器装置600的第一光学传输/接收单元601、具有至少一端口的第二光学传输/接收单元602、局部I/O接口630、显示单元640和配置接口650相同的配置和操作。因此，将省略其描述。与图6至图8的实施例不同，工业控制器装置900的控制单元920执行转换操作。
通过第一和第二光学传输/接收单元901和902接收的上行链路/下行链路传输帧在不变化的情况下被传输至控制单元920。通过控制单元920产生的上行链路传输帧被传输至第一光学传输/接收单元901，然后输出。通过控制单元920产生的下行链路传输帧被传输至第二光学传输/接收单元902，然后输出。
控制单元920可以包括：一PCI分析单元921；一PDU分析单元922；一控制信号生成单元923；一状态信息接收单元924；一PDU生成单元925；以及一传输帧格式化单元926。
PCI分析单元921基于上行链路/下行链路传输帧的PCI的分析结果传输所接收的上行链路/下行链路传输帧的每一个至PDU分析单元922，或者经由第一和第二光学传输/接收单元901和902的其中之一输出上行链路/下行链路传输帧。
更详而言之，如果PCI包括与工业控制器装置900的ID对应的单播信息，PCI分析单元921将所接收的传输帧传输至PDU分析单元922。
如果，由于所接收的下行链路传输帧的分析结果，PCI包括未与工业控制器装置900的ID对应的单播信息，PCI分析单元921将所接收的传输帧传输至第二光学传输/接收单元902。
如果，由于所接收的传输帧的分析结果，PCI包括与工业控制器装置900的ID对应的多播/广播信息，PCI分析单元921将所接收的传输帧传输至PDU分析单元922和第二光学传输/接收单元902。
如果所接收的传输帧是朝向主机装置10指向的上行链路传输帧，PCI分析单元921将所接收的传输帧传输至第一光学传输/接收单元901。
如果自PCI分析单元921接收传输帧，PDU分析单元922根据当主机装置10产生PDU时该主机装置10使用的协议自该传输帧中提取PDU。
控制信号生成单元923自所提取的PDU中提取与工业控制器装置900的操作相关的控制信息，并且产生一个或多个数字及/或模拟控制信号，该信号实际上驱动与工业控制器装置900连接的传感器或驱动元件，以响应所提取的控制信息。所产生的控制信号经由局部I/O接口930被输出至传感器或驱动元件。
状态信息接收单元924经由局部I/O接口930接收传感器的感测信息或者驱动元件的操作状态信息，并且管理数字化信息。
如果工业控制器装置900需要向主机装置10报告其状态信息，PDU生成单元925基于传感器或驱动元件的状态信息根据特定控制及/或通讯协议产生PDU。
传输帧格式化单元926可以产生传输帧，该传输帧通过插入、添加或覆写基于关于工业控制器装置900的ID的信息产生的PCI至通过PDU生成单元925产生的PDU而产生，并且可以输出所产生的传输帧至第一光学传输/接收单元901。
在一些实施例中，可以实现控制单元920的元件921至926的每一个，以使其至少部分地符合OSI 7层模型的规定。
图10为说明根据本发明的一实施例中工业控制器装置的驱动方法的流程图。
参考图10，工业控制器装置的驱动方法，也就是说，通过主机装置控制的至少一远程装置可以在步骤S100开始，其中在步骤S100，可以外部地接收下行链路传输帧，该下行链路传输帧通过插入、添加或覆写包括包含有目的地工业控制器装置30的ID的单播、多播或广播信息的PCI至包括控制信息的PDU来产生。
在步骤S110，分析所接收的下行链路传输帧的PCI，以确定该PCI是否对应于工业控制器装置30。在步骤S111至S113，基于PCI的分析结果向下重新传输该传输帧或者获得该传输帧以分析PDU。
更详而言之，如果在步骤S110，PCI包括与工业控制器装置30的ID对应的单播信息，在步骤S111，获得所接收的传输帧以分析PDU。
如果在步骤S110，PCI包括未与工业控制器装置30的ID对应的单播信息，在步骤S112，在原始传输方向中向下重新传输所接收的传输帧。
如果在步骤S110，PCI包括与工业控制器装置30的ID对应的多播/广播信息，在步骤S113，获得所接收的传输帧以分析PDU，同时，向下重新传输所接收的传输帧。
在步骤S120，通过分析在步骤S111或S113中获得的传输帧来提取PDU。
在步骤S130，自所提取的PDU中提取控制信息，并且产生能够驱动传感器或驱动元件的控制信号，以响应该控制信息。
在步骤S140，通过插入、添加或覆写包括与主机装置10的ID对应的单播信息的PCI至包括与传感器或驱动元件的操作状态相关的状态信息的PDU而产生上行链路传输帧。
在步骤S150，向上传输所产生的上行链路传输帧或者外部地接收的上行链路传输帧。
在一些实施例中，在所接收的传输帧的PCI包括未与工业控制器装置30对应的单播信息的情况中，当在所接收的上行链路传输帧的输出方向是向上方向的情况下，也就是说，目的地是主机装置10的情况，广义性可以在步骤S150中所接收的上行链路传输帧的上行链路传输。
虽然已经揭露本发明的优选实施例以作说明性目的，熟悉本领域的技术人员可以理解地是，在不脱离所附权利要求书所揭露的本发明的范围和精神的情况下，可以做出各种修改、添加和替换。

Claims (11)

1.一种工业控制器装置，即通过主机装置控制的至少一远程装置，其特征在于，包括：
一控制单元，被配置以：根据下行链路传输帧的协议控制信息(PCI，protocol control information)是否对应于该工业控制器装置的ID，输出该下行链路传输帧，或者获得该下行链路传输帧以分析协议数据单元(PDU，protocoldata unit)，以在分析该协议数据单元时自该协议数据单元中提取控制信息，产生能够驱动多个传感器或多个驱动元件的多个控制信号以响应所提取的控制信息，以及通过结合包括与该主机装置的ID对应的单播信息的协议控制信息和基于与所述多个传感器或所述多个驱动元件的操作状态相关的状态信息的协议数据单元而内部地产生上行链路传输帧，并且输出所产生的上行链路传输帧，其中包括具有特定远程装置的ID的单播(unicast)信息、多播(multicast)信息和广播(broadcast)信息的至少其中之一的该协议控制信息已与该协议数据单元结合；
一第一光学传输/接收单元，被配置以外部地发送或接收所述上行链路或下行链路传输帧；
一第二光学传输/接收单元，被配置以具有至少一端口，并且外部地发送或接收所述上行链路或下行链路传输帧；以及
一转换单元，被配置以顺序地传输自该第一光学传输/接收单元接收的该下行链路传输帧和自该第二光学传输/接收单元外部地接收的该上行链路传输帧至该控制单元，以传输自该控制单元接收的上行链路传输帧至该第一光学传输/接收单元，以及传输自该控制单元接收的下行链路传输帧至该第二光学传输/接收单元。
2.如权利要求1所述的工业控制器装置，其特征在于，该控制单元包括：一协议控制信息分析单元，被配置以：如果该下行链路传输帧的协议控制信息包括与该工业控制器装置的ID对应的单播信息，获得所接收的下行链路传输帧以分析该协议数据单元；如果该下行链路传输帧的协议控制信息包括未与该工业控制器装置的ID对应的单播信息，将所接收的下行链路传输帧输出至该转换单元；如果该下行链路传输帧的协议控制信息包括与该工业控制器装置对应的多播或广播信息，获得该下行链路传输帧以分析该协议数据单元，并且同时将该下行链路传输帧输出至该转换单元。
3.如权利要求1所述的工业控制器装置，其特征在于，该控制单元包括：
一协议数据单元分析单元，被配置以通过分析所获得的传输帧来提取该协议数据单元；
一控制信号生成单元，被配置以自所提取的协议数据单元中提取该控制信息，以产生能够驱动所述多个传感器或所述多个驱动元件的多个控制信号，以响应所提取的控制信息；
一协议数据单元生成单元，被配置以产生包括与所述多个传感器或所述多个驱动元件的操作状态相关的状态信息的该协议数据单元；以及
一传输帧格式化单元，被配置以通过结合包括与该主机装置的该ID对应的单播信息的该协议控制信息与所产生的协议数据单元而内部地产生该上行链路传输帧。
4.一种工业控制器装置，即通过主机装置控制的至少一远程装置，包括：
一控制单元，被配置以：自下行链路传输帧的协议数据单元中提取控制信息，以产生能够驱动多个传感器或多个驱动元件的多个控制信号以响应所提取的控制信息，以通过结合包括与该主机装置的ID对应的单播信息的协议控制信息与基于与所述多个传感器或所述多个驱动元件的操作状态相关的状态信息的协议数据单元而内部地产生上行链路传输帧，并且输出所产生的上行链路传输帧，其中包括具有特定远程装置的ID的单播信息、多播信息和广播信息的至少其中之一的协议控制信息已与该协议数据单元结合；
一第一光学传输/接收单元，被配置以外部地发送或接收所述上行链路或下行链路传输帧；
一第二光学传输/接收单元，被配置以包括至少一端口，并且外部地发送或接收该上行链路或下行链路传输帧；以及
一转换单元，被配置以根据自该第一光学传输/接收单元接收的该下行链路传输帧的协议控制信息是否对应于该工业控制器装置的ID而输出该下行链路传输帧至该第二光学传输/接收单元或将该下行链路传输帧传输至该控制单元，以传输自该第二光学传输/接收单元外部地接收的该上行链路传输帧至该第一光学传输/接收单元，以传输自该控制单元接收的该上行链路传输帧至该第一光学传输/接收单元，以及传输自该控制单元接收的该下行链路传输帧至该第二光学传输/接收单元。
5.如权利要求4所述的工业控制器装置，其特征在于，
该转换单元包括第一和第二开关；
如果该下行链路传输帧的协议控制信息包括与该工业控制器装置的ID对应的单播信息，该第一开关将所接收的下行链路传输帧传输至该控制单元；如果该下行链路传输帧的协议控制信息包括未与该工业控制器装置的ID对应的单播信息，该第一开关将所接收的下行链路传输帧输出至该第二开关；如果该下行链路传输帧的协议控制信息包括与该工业控制器装置的ID对应的多播/广播信息，该第一开关将该下行链路传输帧传输至该控制单元，同时将该下行链路传输帧输出至该第二开关；以及
该第二开关将自该控制单元接收的上行链路传输帧传输至该第一光学传输/接收单元，并且将自该控制单元接收的下行链路传输帧传输至该第二光学传输/接收单元。
6.一种工业控制器装置，也就是说，通过主机装置控制的至少一远程装置，包括：
一第一光学传输/接收单元，被配置以：外部地接收下行链路传输帧，其中包括具有特定远程装置的ID的单播信息和多播/广播信息的至少其中之一的协议控制信息与协议数据单元结合，并且发送上行链路传输帧；
一第二光学传输/接收单元，被配置以外部地接收上行链路传输帧，并且发送下行链路传输帧；
一控制单元，被配置以从在自该第一光学传输/接收单元接收的下行链路传输帧内的协议数据单元中提取控制信息，以产生能够驱动多个传感器或多个驱动元件的多个控制信号以响应所提取的控制信息，以及通过结合包括与该主机装置的ID对应的单播信息的协议控制信息与根据与所述多个传感器或所述多个驱动元件的操作状态相关的状态信息的协议数据单元而内部地产生上行链路传输帧；以及
一转换单元，被配置以根据所接收的下行链路传输帧的协议控制信息是否对应于该工业控制器装置的ID而将该下行链路传输帧传输至该控制单元和该第二光学传输/接收单元的至少其中之一，并且将自该第二光学传输/接收单元和该控制单元接收的上行链路传输帧顺序地传输至该第一光学传输/接收单元。
7.如权利要求6所述的工业控制器装置，其特征在于，
该转换单元包括第一和第二开关；
如果该下行链路传输帧的协议控制信息包括与该工业控制器装置的ID对应的单播信息，该第一开关将所接收的下行链路传输帧传输至该控制单元；如果该下行链路传输帧的协议控制信息包括未与该工业控制器装置的ID对应的单播信息，将所接收的下行链路传输帧输出至该第二光学传输/接收单元；如果该下行链路传输帧的协议控制信息包括与该工业控制器装置的ID对应的多播/广播信息，将该下行链路传输帧传输至该控制单元，同时将该下行链路传输帧输出至该第二光学传输/接收单元；以及
该第二开关将自该第二光学传输/接收单元和控制单元接收的上行链路传输帧顺序地传输至该第一光学传输/接收单元。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的工业控制器装置，其特征在于，该上行链路或下行链路传输帧通过添加、插入、或者部分地覆写该协议控制信息至该协议数据单元来格式化。
9.一种工业控制器装置的驱动方法，即通过主机装置控制的至少一远程装置，其特征在于，该方法包括：
外部地接收下行链路传输帧，该下行链路传输帧通过结合包括具有特定远程装置的ID的单播信息、多播信息和广播信息的至少其中之一的协议控制信息与协议数据单元而产生；
分析所接收的下行链路传输帧的该协议控制信息是否对应于该工业控制器装置；
根据该协议控制信息是否对应于该工业控制器装置而向下重新发送该下行链路传输帧或者获得该下行链路传输帧以分析该协议数据单元；
通过分析该下行链路传输帧来提取该协议数据单元；
自所提取的协议数据单元中提取控制信息，并且产生能够驱动多个传感器或多个驱动元件的多个控制信号，以响应该控制信息；
通过结合包括与该主机装置的ID对应的单播信息的协议控制信息与包括与所述多个传感器或所述多个驱动元件的操作状态相关的状态信息的协议数据单元而产生上行链路传输帧；以及
向上发送所产生的上行链路传输帧或者外部地接收的上行链路传输帧。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，根据该协议控制信息是否对应于该工业控制器装置，向下重新发送该下行链路传输帧或者获得该下行链路传输帧以分析该协议数据单元，包括：
如果该协议控制信息包括与该工业控制器装置的ID对应的单播信息，获得所接收的下行链路传输帧以分析该协议数据单元；
如果该协议控制信息包括未与该工业控制器装置的ID对应的单播信息，在原始传输方向中向下重新发送所接收的下行链路传输帧；以及
如果该协议控制信息包括与该工业控制器装置的ID对应的多播或广播信息，获得所接收的下行链路传输帧以分析该协议数据单元，同时向下重新发送所接收的下行链路传输帧。
11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，该上行链路或者下行链路传输帧通过添加、插入、或者部分地覆写该协议控制信息至该协议数据单元来格式化。
CN201380030700.9A 2012-04-18 2013-03-29 具低错误率、超高速串行通讯的工业控制器装置及其驱动方法 Active CN104350436B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20120040554A KR101217607B1 (ko) 2012-04-18 2012-04-18 저오류 초고속 시리얼 통신이 가능한 산업용 컨트롤러 장치 및 그 구동 방법
KR10-2012-0040554 2012-04-18
PCT/KR2013/002650 WO2013157757A1 (ko) 2012-04-18 2013-03-29 저오류 초고속 시리얼 통신이 가능한 산업용 컨트롤러 장치 및 그 구동 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104350436A CN104350436A (zh) 2015-02-11
CN104350436B true CN104350436B (zh) 2016-10-12

Family

ID=47840967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380030700.9A Active CN104350436B (zh) 2012-04-18 2013-03-29 具低错误率、超高速串行通讯的工业控制器装置及其驱动方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9066162B2 (zh)
EP (1) EP2843488B1 (zh)
JP (1) JP5716133B2 (zh)
KR (1) KR101217607B1 (zh)
CN (1) CN104350436B (zh)
WO (1) WO2013157757A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5904187B2 (ja) * 2013-10-18 2016-04-13 トヨタ自動車株式会社 通信システム及び通信方法
US9720404B2 (en) 2014-05-05 2017-08-01 Honeywell International Inc. Gateway offering logical model mapped to independent underlying networks
CN105245281B (zh) * 2015-08-31 2018-02-13 深圳市艾励美特科技有限公司 一种工业集线器系统及其信号传输方法
JP2017050734A (ja) * 2015-09-02 2017-03-09 株式会社リコー シリアル通信装置、通信システム及び通信方法
KR101785821B1 (ko) 2016-01-04 2017-10-16 엘에스산전 주식회사 시리얼 통신의 프레임 수신 모니터링 방법
US10375162B2 (en) * 2016-07-22 2019-08-06 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Process control communication architecture
CN113383517A (zh) * 2019-02-05 2021-09-10 株式会社飞跃科技 数据包通信系统，以及使用该系统的基础设施系统、楼宇自动化系统、工厂自动化系统
CN114653162B (zh) * 2022-01-14 2023-12-22 广东省第二人民医院（广东省卫生应急医院） 制氧设备产氧工艺的交互式程序中继控制方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0474932A1 (en) * 1990-09-13 1992-03-18 Hewlett-Packard Company Network fault analyzer
US5809328A (en) * 1995-12-21 1998-09-15 Unisys Corp. Apparatus for fibre channel transmission having interface logic, buffer memory, multiplexor/control device, fibre channel controller, gigabit link module, microprocessor, and bus control device
KR100722697B1 (ko) * 1998-04-27 2007-05-30 가부시끼가이샤 디지탈 제어시스템, 표시장치 및 제어용호스트컴퓨터 및데이터전송방법
US20020080820A1 (en) * 2000-12-21 2002-06-27 Hashem Bassam M. Shared transmission of control information in high data rate communications systems
KR100415067B1 (ko) * 2001-07-09 2004-01-13 김한규 네트워크를 이용한 하드웨어 장치의 원격 연결 방법
US7032045B2 (en) * 2001-09-18 2006-04-18 Invensys Systems, Inc. Multi-protocol bus device
KR100440220B1 (ko) 2002-07-11 2004-07-12 주식회사 쏠리테크 코드분할다중접속 방식 포인트투멀티포인트 수동형 광통신망
KR100534418B1 (ko) * 2002-12-24 2005-12-07 한국전자통신연구원 Ｅ-ｐｏｎ에서의 데이터 전송 시스템 및 방법, 그프로그램이 저장된 기록매체
KR101141649B1 (ko) * 2004-11-09 2012-05-17 엘지전자 주식회사 고속의 상향 데이터 전송을 위한 데이터 채널의 제어정보송수신 방법
US7746883B2 (en) * 2005-03-01 2010-06-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Multi-drop ethernet
KR101068504B1 (ko) * 2010-01-20 2011-10-17 현대글로벌콘트롤(주) 광중계 ｒ-형 및 ｇｒ-형 수신기 시스템
EP2472749A4 (en) * 2009-11-18 2015-10-07 Hyundai Infracore Co Ltd R OR GR TYPE RECEIVER SYSTEM WITH OPTICAL RELAY FUNCTION

Also Published As

Publication number Publication date
JP5716133B2 (ja) 2015-05-13
EP2843488A1 (en) 2015-03-04
CN104350436A (zh) 2015-02-11
JP2014519107A (ja) 2014-08-07
WO2013157757A1 (ko) 2013-10-24
EP2843488B1 (en) 2017-11-22
US9066162B2 (en) 2015-06-23
EP2843488A4 (en) 2016-01-06
KR101217607B1 (ko) 2013-01-02
US20150030326A1 (en) 2015-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104350436B (zh) 具低错误率、超高速串行通讯的工业控制器装置及其驱动方法
KR100477513B1 (ko) 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통프로토콜 계층 구조 및 방법과 공통 프로토콜 패킷
JP7289332B2 (ja) 電子制御ユニット、フレーム生成方法及びプログラム
EP2797265B1 (en) Data relay device, data transmission device, and network system
JP6984664B2 (ja) 自動化ネットワーク用のスイッチデバイス
CN102761391B (zh) 一种油田物联网系统通信方法
CN103095673B (zh) 用于传输与安全有关的数据的方法和总线设备
US8127195B2 (en) Replacement messages for identifying and preventing errors during the transmission of realtime-critical data
CN102096405A (zh) 基于S-Link和VLAN技术的远程工业网络监控的方法及系统
CN101470688A (zh) 单端串口实现多功能复用的方法
NO344599B1 (no) Kommunikasjonssystem for undersjøisk fluidutvinningsanlegg
CN103827760A (zh) 用于通过网关设备来传输过程映像的方法
CN101512983B (zh) 用于海底电子模块的路由设施
US20080075112A1 (en) Encapsulation of data
CN109951458A (zh) 一种应用于模拟ICP环境的RapidIO/FC协议转换系统及方法
CN112866001B (zh) 用于从现场装置传输数据的配置方法
Petkov et al. Overview of industrial communication in process automation
US11271845B2 (en) Method of communication implemented in a home-automation system for a building and associated home-automation system
KR20130003614A (ko) 다중 레인 기반 이더넷 장치 및 이더넷 장치의 레인 운용방법
CN105721101A (zh) 一种实现民航报文处理的方法及装置
CN106549804B (zh) 一种基于背板实现mvb配置与通信的方法及系统
CN111696408A (zh) 一种实现空间编程的适配方法、装置及编程系统
Bayilmis et al. Extending CAN segments with IEEE 802.11 WLAN
Bayilmis et al. Wireless interworking independent CAN segments
CN100391155C (zh) 用于辅助分析网络流量的方法和装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant