CN107360016A - 从装置控制方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种从装置控制方法，用于由主装置将控制消息连同群组起始数据和群组结尾数据一起发送到从装置从而在子群中设定从装置的起点和终点，并且允许允许主装置使用拓扑收集消息来检查网络拓扑从而有效地生成子群。

Description

从装置控制方法
技术领域
本公开涉及一种从装置控制方法
背景技术
当存在经由网络连接的多个装置时，该装置一般地分类为主装置和从装置。用于允许主装置监视从装置的操作或发送由从装置所需的命令或数据。一般地，当在网络上存在许多从装置时，主装置向每个从装置发送控制消息以控制从装置。
然而，随着从装置的数目增加，主装置M需要生成更多的控制消息并向每个从装置发送控制消息。因此，可能不利的是数据业务增加且因此数据传输时间增加，并且实时控制是困难的。
为了克服此类问题，使用一种使用EtherCAT通信的数据传输方法。
在EtherCAT通信配置中，从装置S1至S4经由直通方法将从主装置10发送的控制消息发送到下一从装置。
在这里，直通方法是一种当检查了接收消息的目的地地址时立即向目的地发送消息以便使消息的传输等待时间最小化的方案。
在使用EtherCAT通信的数据传输方法时，主装置简单地生成一个控制消息，不考虑从装置的数目的增加。因此，克服了增加的数据业务方面的现有问题，并且可减少通过硬件交换方法(直通)的数据传输时间。
然而，在从装置之间的控制消息的传输之间，从装置不可发送另一控制消息以便防止数据冲突。
另外，用于存储每个从装置的输入数据的字段的尺寸是固定的，并且因此存在在由从装置生成的控制消息的传输期间要发送的数据的尺寸方面的限制。不利的是当网络中的从装置S1至S4的数目增加时，分配给从装置S1至S4中的每一个的数据字段的尺寸减小。
随着从装置的数目增加，控制消息的传输延迟线性地增加，并且因此存在难以实时地控制从装置的问题。
为了克服此问题，主装置通过将从装置分组成多个群组来针对每个群组生成控制消息，并将该控制消息提供给相应群组。因此，每个组一接收到控制消息，主装置就向下一群组发送控制消息。在控制消息被完全发送之后，执行下面描述的群组数据的提取、输出数据的提取以及输入数据的记录。
因此，可使由每个群组接收控制消息所占用的时间最小化，并且然后如果从装置的数目增加，则可减少数据业务的增加。
如上所述，每个从装置对主装置的响应程序(亦即输入数据的记录和群组数据的传输)是以群组为单位执行的。因此，可能有利的是与用于以单独从装置为单位来执行响应程序的现有技术相比减少数据传输时间并增加从装置的控制速度。
然而，需要一种用于将从装置分组的网络拓扑收集方法，并且需要一种设定子群的起点和终点的方法。
发明内容
本公开的目的是提供一种用于由主装置将控制消息连同群组起始数据和群组结尾数据一起发送到从装置从而在子群中设定从装置的起点和终点的从装置控制方法。
本公开的另一目的是提供一种从装置控制方法，借由该方法，主装置能够使用拓扑收集消息来检查网络拓扑并因此有效地生成子群。
本发明的目的不限于上述目的，并且本领域的技术人员根据以下描述可以认识到其它目的和优点。此外，将很容易认识到的是用所附权利要求中叙述的手段及其组合可以实施本公开的目的和优点。
根据本公开的一个方面，一种包括主装置和被分成多个群组的从装置的系统的从装置控制方法包括：由主装置生成包括要发送到从装置的输出数据、群组起始数据以及群驱结尾数据的控制消息并将该控制消息发送到所述多个群组之中的特定群组，由属于该特定群组的从装置将控制消息发送到下一群组，由属于该特定群组的从装置将控制消息发送到所述下一群组且然后从控制消息提取对应于从装置的群组信息，以及由属于该特定群组的从装置根据群组信息来处理控制消息。
附图说明
图1是用于说明主装置与从装置之间的数据传输方法的参考图。
图2和3是用于说明主装置与从装置时间的数据传输方法的参考图。
图4和5是根据本公开的示例性实施例的用于说明从装置的网络拓扑收集程序的参考图。
图6和7是根据本公开的另一示例性实施例的用于说明从装置的网络拓扑收集方法的参考图。
图8和9是根据本公开的示例性实施例的用于说明主装置与从装置之间的数据传输方法的参考图。
具体实施方式
根据参考附图的以下详细描述，上述目的、特征和优点将变得显而易见。足够详细地描述了实施例以使得本领域的技术人员能够容易地实施本公开的技术思想。可省略众所周知的功能或配置的详细描述以免不必要地使本公开的主旨含糊难懂。在下文中，将参考附图来详细地描述本公开的优选实施例。遍及各图，相同的参考标号指代相同元件。
图1是用于说明主装置与从装置之间的数据传输方法的参考图。
参考图1，主装置M可生成对应于存在于网络中的从装置的数目的控制消息，将生成的控制消息分别地发送到从装置S1至S4。从装置S1至S4可将从主装置M接收到的控制消息应用于从装置S1至S4或者将主装置M所请求的输出数据发送到主装置M。
在这种情况下，主装置M需要生成如网络中的从装置S1至S4的数目那样多的控制消息，并将该控制消息分别地发送到从装置S1至S4。
然而，随着从装置S1至S4的数目增加，主装置M需要生成更多的控制消息并将该控制消息分别地发送到从装置S1至S4。因此，可能不利的是数据业务增加且因此数据传输时间增加，并且实时控制是困难的。
为了克服此类问题，使用一种使用EtherCAT通信的数据传输方法。
图2和3是用于说明主装置与从装置时间的数据传输方法的参考图。
参考图2和3，可将从装置S1至S7分组成多个群组G1、G2以及G3。在图3中，第一群组G1可包括从装置S1、S2以及S3，第二群组G2可包括从装置S4、S5以及S6，并且第三群组G3可包括从装置S7。
因此，主装置M可生成划分并生成控制消息为第一群组数据至第三群组数据。第一群组数据可包括要发送到属于第一群组G1的从装置S1、S2以及S3的输出数据。第二群组数据可包括要发送到属于第二群组G2的从装置S4、S5以及S6的输出数据。第三群组数据可包括要发送到属于第三群组G3的从装置S7的输出数据。主装置M可将第一群组数据至第三群组数据打包以生成控制消息并将生成的控制消息发送到第一群组G1。
第一群组G1的从装置S1可从主装置M接收控制消息。在这种情况下，当在从装置S1接收到控制消息之后经历了最小等待时间时，从装置S1可将控制消息发送到下一群组G2。亦即，在接收到控制消息时，群组G1、G2以及G3中的每一个可执行数据处理(输出数据提取或输入数据记录)且然后将控制消息发送到下一群组。替换地，群组G1、G2以及G3中的每一个可在从控制消息提取每个群组数据项之前立即发送控制消息。
因此，每个群组可在一接收到控制消息时就向下一群组发送控制消息。在控制消息传输完成之后，可执行下面描述的群组数据提取、输出数据提取以及输入数据记录。因此，可使由群组G1、G2以及G3中的每一个接收到控制消息所花费的时间最小化，并且可使数据业务的增加最小化，即使从装置的数目增加也是如此。
从装置S1可从已从控制消息提取的第一群组数据提取输出数据。另外，从装置S1可生成具有预定义数据尺寸的要发送到主装置M的输入数据并将该输入数据记录在第一群组数据中。因此，从装置S1可将输入数据被记录在其中的第一群组数据发送到同一群组G1中的下一从装置S2。
从装置S2可从从装置S1接收第一群组数据并提取输出数据。另外，从装置S2可生成具有预定义数据尺寸的要发送到主装置M的输入数据并将该输入数据记录在第一群组数据中。因此，从装置S1可将输入数据被记录在其中的第一群组数据发送到同一群组G1中的下一从装置S3。
从装置S3可从从装置S2接收第一群组数据并提取输出数据。另外，从装置S3可生成具有预定义数据尺寸的要发送到主装置M的输入数据并将该输入数据记录在第一群组数据中。然后，从装置S3可将第一群组数据的目的地地址设定为主装置M的地址，并且将第一群组数据发送到主装置M。
由从装置S3发送的第一群组数据可通过第二群组S2被发送到主装置M，或者在不通过第二群组G2的情况下直接地发送到主装置M。
控制消息的此类处理和发送程序是以与在第二群组G2和第三群组G3中相同的方式执行的，并且因此在这里将省略其详细描述。
主装置M可通过在从群组G1、G2以及G3中的每一个发送的群组数据中记录的输入数据来检查每个从装置是否在正常地操作。
如上所述，从装置S1至S7中的每个对主装置M的响应程序(亦即输入数据记录和群组数据传输)可以是以群组为单位执行的。因此，可以有利的是与用于以单独从装置为单位来执行响应程序的现有技术相比减少了数据传输时间并增加了从装置的控制速度。
然而，需要一种用于将从装置分组的网络拓扑收集方法，并且需要一种设定子群的起点和终点的方法。
图4和5是根据本公开的示例性实施例的用于说明从装置的网络拓扑收集程序的参考图。图4和5中所示的示例性实施例涉及当从装置配置环形拓扑时由主装置收集从装置的网络拓扑。
参考图4和5，主装置M可生成对应于存在于网络中的从装置的数目的拓扑收集消息410和420。另外，主装置M可设定对应于任意从装置的拓扑收集消息410和420的区域中的标志，并以广播方式发送拓扑收集消息。在这里，广播指的是一个消息到多个装置的同时传输。亦即，主装置M可同时地向具有相同网络地址的所有从装置发送同一拓扑消息。
例如，主装置M可生成对应于存在于网络中的七个从装置的拓扑收集消息410和420。另外，主装置M可将对应于所述从装置S4的拓扑收集消息410和420的区域中的标志设置成“1”。另外，主装置M可向具有相同网络地址的所有从装置发送拓扑消息。在从主装置M接收到拓扑收集消息410和420时，从装置S1至S7可检查在拓扑收集消息的多个区域之中的相应从装置的区域中是否设定了标志。根据检查结果，从装置S1至S7可将拓扑收集消息发送到下一从装置，并且可将从装置的标识符分配给响应消息且将该响应消息发送到下一从装置。
例如，如图4中所示，在从主装置M接收到拓扑收集消息420时，从装置S1可检查在拓扑收集消息的多个区域之中的对应于S1的区域中是否设定了标志。在对应于S1的区域中未设定标志，并且因此从装置S1可将拓扑收集消息420发送到下一从装置S2。
从装置S2可检查在对应于拓扑收集消息420的多个区域之中的对应于S2的区域中是否设定了标志。在对应于S2的区域中未设定标志，并且因此从装置S2可将拓扑收集消息420发送到下一从装置S3。
从装置S3可检查在对应于拓扑收集消息420的多个区域之中的对应于S3的区域中是否设定了标志。在对应于S3的区域中未设定标志，并且因此从装置S3可将拓扑收集消息420发送到下一从装置S4。
从装置S4可检查在对应于拓扑收集消息420的多个区域之中的对应于S4的区域中是否设定了标志。在对应于S4的区域中设定了标志，并且因此，从装置S4可将从装置的标识符S4分配给响应消息，并且然后将响应消息S4发送到下一从装置S3和S5。
在从从装置S4接收到响应消息S4时，从装置S5可将从装置的标识符S5分配给响应消息，并且然后将响应消息S4和S5发送到下一从装置S6。
在从从装置S5接收到响应消息S4和S5时，从装置S6可将从装置的标识符S6分配给响应消息S4和S5，并且然后将响应消息S4、S5和S6发送到下一从装置S7。
在从从装置S6接收到响应消息S4、S5和S6时，从装置S7可将从装置的标识符S7分配给响应消息S4、S5和S6，并且然后将响应消息S4、S5、S6和S7发送到主装置M。
以相同的方式来执行由从装置S3到从装置S1将相应从装置的标识符分配给响应消息并随后处理该响应消息的程序，并且因此在这里将省略其详细描述。
因此，主装置M可通过从从装置S4接收到的响应消息的从标识符来识别网络中的拓扑配置。例如，主装置M可使用从从装置S4接收到的第一响应消息S4、S5、S6和S7及第二响应消息S4、S3、S2和S1而认识到从装置是按照S1、S2、S3、S4、S5、S6和S7的顺序配置的。
图6和7是根据本公开的另一示例性实施例的用于说明从装置的网络拓扑收集方法的参考图。图6和7中所示的示例性实施例涉及当从装置配置数据链拓扑时由主装置收集从装置的网络拓扑。
参考图6和7，主装置M可生成对应于存在于网络中的从装置的数目的拓扑收集消息610。另外，主装置M可设定对应于任意从装置的拓扑收集消息610的区域中的标志，并以广播方式发送拓扑收集消息。
例如，主装置M可生成对应于存在于网络中的从装置的数目的拓扑收集消息610。另外，主装置M可将对应于从装置S1至S7中的每一个的拓扑收集消息610的区域中的标志设置成“1”。另外，主装置M可以广播方式发送拓扑收集消息610。
在从主装置M接收到拓扑收集消息610时，从装置S1至S7可检查在拓扑收集消息610的多个区域之中的相应从装置的区域中是否设定了标志。根据检查结果，从装置S1至S7可将拓扑收集消息610发送到下一从装置，并且可将从装置的标识符分配给响应消息且将该响应消息发送到下一从装置。
例如，如图7中所示，从装置S1可检查在拓扑收集消息610的区域(其对应于多个区域之中的S1)中是否设定了标志。该标志在对应于S1的区域中被设定，并且因此，从装置S1可将从装置的标识符S1分配给响应消息，并且然后将响应消息S1发送到主装置M。
从装置S2可检查在拓扑收集消息610的多个区域之中的对应于S2的区域中是否设定了标志。该标志在对应于S2的区域中被设定，并且因此，从装置S2可将从装置的标识符S2分配给响应消息，并且然后将响应消息S2发送到从装置S1。然后，从装置S1可将从装置的标识符S1分配给从从装置S2接收到的响应消息S2，并且然后将响应消息S2和S1发送到主装置M。
从装置S3可检查在拓扑收集消息610的多个区域之中的对应于S3的区域中是否设定了标志。在对应于S3的区域中设定了标志，并且因此，从装置S3可将从装置的标识符S3分配给响应消息，并且然后将响应消息S3发送到从装置S2
然后，从装置S2可将从装置的标识符S2分配给从从装置S3接收到的响应消息S3，并且然后将响应消息S3和S2发送到从装置S1。从装置S1可将从装置的标识符S1分配给从从装置S2接收到的响应消息S3和S2，并且然后将响应消息S3、S2和S1发送到主装置M。
从装置S4至从装置S7可通过上述程序向主装置M发送响应消息，并且在这里将省略其详细描述。
因此，主装置M可通过从从装置S1至S7接收到的响应消息来识别网络中的拓扑配置。例如，主装置可使用从从装置S1接收到的第一响应消息S1、从从装置S2接收到的第二响应消息S2和S1、从从装置S3接收到的第三响应消息S3、S2和S1、从从装置S4接收到的第四响应消息S4、S3、S2和S1、从从装置S5接收到的响应消息S5、S4、S3、S2和S1、从从装置S6接收到的第六响应消息S6、S5、S4、S3、S2和S1以及从从装置S7接收到的第七响应消息S7、S6、S5、S4、S3、S2和S1而认识到从装置是按照S1、S2、S3、S4、S5、S6和S7的顺序配置的。
图8和9是根据本公开的示例性实施例的用于说明主装置与从装置之间的数据传输方法的参考图。
参考图8，主装置M可检查通过图4至7的程序获取的从装置的拓扑配置，并且然后将从装置分成多个群组。然后，可将群组起始数据810、群组结尾数据820以及输出数据830分包化以生成控制消息。
例如，群组G1、群组G2以及群组G3中的每一个的群组起始从装置可以是S1、S4和S7，并且群组G1、群组G2以及群组G3中的每一个的群组结尾从装置可以是S3、S6和S7。在这种情况下，控制消息800可包括其中在多个区域之中的对应于S1、S4和S7的区域中设定了群组起始标志的群组起始数据810。控制消息800可包括其中在多个区域之中的对应于S3、S6和S7的区域中设定了群组结尾标志的群组结尾数据820。控制消息800可包括要发送到从装置S1至S7的输出数据(S1_O至S7_O)830。
主装置M可将群组起始数据810、群组结尾数据820以及输出数据(S1_O至S7_O)830分包化以生成控制消息800并将生成的控制消息800发送到第一群组G1。
第一群组G1的从装置S1可从主装置M接收控制消息800。在这种情况下，当在从装置S1接收到控制消息800之后经历了最小等待时间时，从装置S1可将控制消息800发送到下一群组G2。
当在第二群组G2的从装置S4从第一群组G1接收到控制消息800之后经历了最小的等待时间时，从装置S4可将控制消息800发送到第三群组G3。
第二群组G2的从装置S4可参考群组起始数据810来检查在对应于从装置S6的区域中是否设定了群组起始标志。另外，从装置S4可参考群组结尾数据820来检查在对应于从装置S4的区域中是否设定了群组结尾标志。
将该群组结尾数据分配给群组结尾数据820的多个区域之中的对应于从装置S4的区域，并且因此可将从装置S4设定为第二群组G2的群组结尾从装置。然后，从装置S4可从控制消息800提取输出数据S4_O并将控制消息800发送到第二群组G2中的从装置S5。
第二群组G2的从装置S5可参考群组起始数据810来检查在对应于从装置S5的区域中是否设定了群组起始标志。从装置S5可参考群组结尾数据820来检查在对应于从装置S5的区域中是否设定了群组结尾标志。
在群组起始数据810的多个区域之中的对应于从装置S5的区域中并未设定群组起始标志且在群组结尾数据820的多个区域之中的对应于从装置S5的区域中并未设定群组结尾标志，并且因此，从装置S5可从控制消息800提取输出数据S5_O并将控制消息800发送到第二群组G2中的从装置S6。
第二群组G2的从装置S6可参考群组起始数据810来检查群组起始标志是否被分配给对应于从装置S6的区域。另外，从装置S6可参考群组结尾数据820来检查在对应于从装置S6的区域中是否设定了群组结尾标志。
参考群组起始数据810而在对应于从装置S6的区域中设定群组起始标志，并且因此可将从装置S6设定为第二群组G2的群组起始从装置。
被设定为群组起始从装置的从装置S6可从控制消息800提取输出数据S6_O。从装置S6可生成群组响应消息910，将输入数据S6_I记录在群组响应消息中，并且将群组响应消息发送到群组中的从装置S5。群组响应消息可包括指示群组响应起始的群组响应起始标志和指示群组响应结尾的群组响应结尾标志。
根据群组响应起始标志和群组响应结尾标志，在接收到群组响应消息时，另一群组中的从装置根据标志是否被设定来识别接收到的群组响应消息是否是对应于另一群组的群组响应消息，并且将输入数据发送到主装置M而不将输入数据记录在群组响应消息中。
然后，从装置S6可设定群组响应起始标志，将输入数据S6_I记录在群组响应消息中，并且然后将输入数据S6_I发送到群组中的从装置S5。
第二群组G2的从装置S5未被设定为起始从装置或结尾从装置，并且因此可将输入数据S5_I记录在群组响应消息中并将群组响应消息发送到群组中的从装置S4。
第二群组G2的从装置S4被设定为起始从装置，并且因此可设定群组响应结尾标志，将输入数据S4_I记录在群组响应消息900中且然后将群组响应消息900发送到主装置M。
根据上述本公开，可以有利的是，主装置能够使用拓扑收集消息来检查网络拓扑并因此有效地生成子群。根据本公开，可以是有利的是，主装置将控制消息连同群组起始数据和群组结尾数据一起发送到从装置并因此设定子群中的从装置的起点和终点。
根据本公开，可以有利的是，主装置能够使用拓扑收集消息来检查网络拓扑并因此有效地生成子群。
另外，根据本公开，可以有利的是，主装置将控制消息连同群组起始数据和群组结尾数据一起发送到从装置并因此设定子群中的从装置的起点和终点。
在不脱离本公开的范围和精神的情况下，本发明相关领域的技术人员可以不同的方式替换、改变以及修改上文所述的本公开。因此，本公开不限于上述示例性实施例和附图。

Claims (10)

1.一种包括主装置和被分成多个群组的从装置的系统的从装置控制方法，该方法包括：
由主装置生成包括要发送到从装置的输出数据、群组起始数据和群组结尾数据的控制消息并将该控制消息发送到所述多个群组之中的特定群组；
由属于该特定群组的从装置将控制消息发送到下一群组；
由属于该特定群组的从装置将控制消息发送到所述下一群组且然后从控制消息提取对应于所述从装置的群组信息；以及
由属于该特定群组的从装置根据群组信息来处理控制消息。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述处理包括：由从装置确认是否在对应于所述从装置的群组起始数据和群组结尾数据中的每一个的区域中设定了群组起始标志和群组结尾标志；
当在对应于从装置的群组结尾数据的区域中设定了群组结尾标志时，将所述从装置设定为群组结尾从装置；以及
从控制消息提取输出数据并将该输出数据发送到群组中的从装置。
3.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述处理包括：由从装置确认是否在对应于所述从装置的群组起始数据和群组结尾数据中的每一个的区域中设定了群组起始标志和群组结尾标志；以及
当在对应于从装置的群组结尾数据和群组起始数据中的每一个的区域中并未设定群组结尾标志时，从控制消息提取输出数据并将输出数据发送到群组中的从装置。
4.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述处理包括：
由从装置确认是否在对应于所述从装置的群组起始数据和群组结尾数据中的每一个的区域中设定了群组起始标志和群组结尾标志；
当在对应于从装置的与群组起始数据对应而设定了群组起始标志时，将所述从装置设定为群组起始从装置；
从控制消息提取输出数据；以及
将输入数据记录在群组响应消息中并将该群组响应消息发送到群组中的从装置。
5.根据权利要求4所述的方法，
其中，所述记录包括：
当从装置未被设定为起始从装置或结尾从装置时，检查是否在群组响应消息中设定了群组响应结尾标志；以及
作为检查的结果，当群组响应消息的群组响应结尾标志未被设定时，将输入数据记录在群组响应消息中，并且将群组响应消息发送到群组中的从装置。
6.根据权利要求5所述的方法，
其中，所述记录包括：
当从装置未被设定为结尾从装置时，选择群组响应消息的群组响应结尾标志，将输入数据记录在群组响应消息中，并且将群组响应消息发送到主从装置。
7.一种包括主装置和被分成多个群组的从装置的系统中的网络拓扑收集方法，该方法包括：
由主装置生成对应于存在于网络中的从装置的拓扑收集消息；
由主装置设定对应于特定从装置的拓扑收集消息的区域的标志，并以广播方式发送拓扑收集消息；
在从主装置接收到拓扑收集消息时由从装置检查是否在拓扑收集消息的多个区域之中的相应从装置的区域中设定了标志；以及
根据检查的结果，将拓扑收集消息发送到下一从装置或向响应消息分配从装置的标识符并将响应消息发送到下一从装置。
8.根据权利要求7所述的方法，
其中，所述发送包括：
当在拓扑收集消息的多个区域之中的从装置的区域中设定了标志时由从装置将从装置的标识符分配给响应消息；以及
将响应消息发送到下一从装置。
9.根据权利要求7所述的方法，
其中，所述发送包括
当在拓扑收集消息的多个区域之中的从装置的区域中并未设定标志时由从装置将拓扑收集消息发送到下一从装置。
10.根据权利要求7所述的方法，还包括：
设定对应于从装置的拓扑收集消息的标志，并将该拓扑收集消息以广播方式发送到从装置；
由从装置检查是否在从装置的多个区域之中的从装置的区域中设定了标志；以及
由从装置根据检查的结果将从装置的标识符分配给响应消息并将响应消息发送到下一从装置。
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