CN114946160B - 用于在自动化系统的参与者之间的数据通信的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在自动化系统(200)的参与者之间的数据通信的方法(100)，所述方法包括：在第一接收步骤(103)中接收由所述主动参与者(201)发送的写入请求(217)，所述写入请求用于由所述第一被动参与者(203)和所述第二被动参与者(205)发送响应消息；在第一确定步骤(105)中确定由所述第一被动参与者(203)发送所述第一响应消息(219)的第一发送时间点(T1)；在第一响应步骤(107)中，在所述第一发送时间点(T1)发送所述第一响应消息(219)；在第二接收步骤(109)中接收所述第一响应消息(219)；在第二确定步骤(111)中确定由所述第二被动参与者(205)发送所述第二响应消息(221)的第二发送时间点(T2)；在第二响应步骤(113)中，在所述第二发送时间点(T2)发送所述第二响应消息(221)；在第三接收步骤(115)中接收所述第二响应消息(221)；和在解释步骤(117)中，将所述第一响应消息(219)和所述第二响应消息(221)解释为数据包(227)的数据段。

Description

用于在自动化系统的参与者之间的数据通信的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在自动化系统中的、尤其是在一主动参与者和至少两个被动参与者之间的数据通信的方法。

本专利申请要求德国专利申请DE 10 2020 100 987.9的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

背景技术

自动化系统的自动化网络通常作为所谓的现场总线系统来运行。现场总线系统是工业总线系统，其可以实现对自动化网络的机器或设施的实时控制。自动化网络的机器或设施通常借助可编程逻辑控制器(SPS)来控制。SPS使用现场总线系统来进行现场设备、例如自动化网络的机器或设施的传感器和执行器与SPS的通信。

对于现场总线系统通常分为总线系统的主动参与者和被动参与者，其中，主动参与者的特点是，它们可以通过发送相应的消息来发起参与者之间的数据通信，而被动参与者通常仅限于对由主动参与者发送的消息做出响应。可以在这种现场总线系统中借助数据电报来实现数据交换，根据所使用的现场总线协议，除了待传输的有用数据之外，这些数据电报还包括一系列其他信息，例如参与数据通信的参与者的寻址。

在复杂的现场总线系统(例如EtherCAT)中，许多被动参与者可以通过一个共同的数据电报作出响应并且在一个连续过程中被处理，在该连续过程中，该电报可以从一个参与者转发到下一个参与者并且可以由多个参与者处理。这能够实现尤其快速的通信，因为需要传输较少数量的数据电报。

然而，对于自动化系统内的许多应用，这种现场总线系统构造为比应用所需的情况更复杂。例如对于操控简单的传感器而言，已知的现场总线协议过于昂贵且过于复杂并且它们提供了对于传输在技术上简单的传感器的在技术上不太复杂的数据而言所不需要的方案。复杂的现场总线系统的高效率和高性能通常以高协议开销以及复杂且昂贵的布线和硬件配置为代价。因此，这些现场总线系统对于上述不太复杂的应用而言并不是高效的解决方案。

不基于点对点连接的现场总线，例如PROFIBUS或CAN，在下文中也称为具有合用线配置的现场总线，其优点是可以通过共同消息对多个不同的参与者进行响应。因此，例如输入数据可以通过共同数据电报由控制器传输给多个不同的传感器或执行器。此外，这种总线系统可以在协议设计方面以及在布线和硬件配置方面以相对较低的复杂性来实现，并因此对于不太复杂的系统而言是一种有吸引力的替代方案。

然而，具有合用线配置的总线系统的缺点是，尽管例如借助具有相应输入数据的共同数据电报的传输对参与者进行共同响应，然而例如相应的输出数据的传输、例如来自不同传感器的测量数据的传输仅通过单独的数据电报来实现，使得参与数据通信的每个传感器必须通过单独的数据电报来传输其测量数据。

发明内容

因此，本发明的一个目的是，提供一种用于自动化系统的参与者之间的数据通信的方法，所述方法允许能在技术上简单的通信系统上实现的稳健且兼容的数据通信。

该目的通过根据独立权利要求的方法解决。进一步的有利实施例分别在从属权利要求中给出。

根据本发明的一个方面，提供一种用于在自动化系统的参与者之间的数据通信的方法，该自动化系统具有一个主动参与者和至少两个被动参与者，所述至少两个被动参与者包括至少一个第一被动参与者和第二被动参与者，其中，所述主动参与者和所述被动参与者通过总线系统相互连接，其中，所述主动参与者设置为通过发送通信请求来发起数据通信，并且其中，被动参与者设置为响应于所述通信请求来发送相应的响应消息，其中，所述第一被动参与者包括第一接通单元，所述第一接通单元用于确定由第一被动参与者发送第一响应消息的第一发送时间点，并且其中，所述第二被动参与者包括第二接通单元，所述第二接通单元用于确定由第二参与者发送第二响应消息的第二发送时间点，并且其中，所述方法包括：

在第一接收步骤中接收由主动参与者发送的写入请求，该写入请求用于由第一被动参与者和第二被动参与者发送响应消息；

在第一确定步骤中确定由第一被动参与者的第一接通单元发送第一响应消息的第一发送时间点，其中，所述第一发送时间点对应于数据单元的第一数量，所述数据单元由第一被动参与者根据固定地限定的数据传输速率在接收到写入请求之后被接收；

在第一响应步骤中，由第一被动参与者在第一发送时间点发送第一响应消息；

在第二接收步骤中，由主动参与者和第二被动参与者接收第一响应消息；

在第二确定步骤中确定由第二接通单元发送第二响应消息的第二发送时间点，其中，所述第二发送时间点对应于数据单元的第二数量，所述数据单元由第二被动参与者根据固定地限定的数据传输速率在接收到写入请求后被接收；

在第二响应步骤中，由第二被动参与者在第二发送时间点发送第二响应消息；

在第三接收步骤中，由主动参与者和第一被动参与者接收第二响应消息；和

在解释步骤中，由主动参与者将第一响应消息和第二响应消息解释为数据包的第一数据段和第二数据段。

由此实现了以下技术优点：可以提供一种用于自动化系统的参与者之间的数据通信的方法，在所述方法中，自动化系统的多个被动参与者可以由一主动参与者通过共同的写入请求或者说通信请求作出响应并且被动参与者的相应的响应消息可以被组合成共同的数据元素并且可以被解释为连贯的数据元素，例如数据电报。

为此目的，多个被动参与者可以通过总线系统与自动化系统的主动参与者连接，其中，所述总线系统设置为由参与者发送的数据单元可以同时提供给总线系统的相应其他参与者。这样，由主动参与者发送的通信请求同时被总线系统的所有主动参与者接收。

在本申请的意义上，主动参与者是总线系统的设置为通过向总线系统的相应其他参与者发送相应的通信请求来发起总线系统的参与者之间的数据通信的参与者。在本申请的意义上，总线系统的被动参与者是不能主动发起数据通信而是仅设置为通过发送相应的响应消息来对相应的通信请求做出响应的参与者。在主-从系统中，主动参与者可以由主参与者来实现，而被动参与者可以由从参与者来实现。

因此，为了发起数据通信或者说为了请求发送相应的响应消息，对于主动参与者而言只需向总线系统的各个被动参与者发送通信请求就足够了。由此，可以避免必须通过发送相应的通信请求以发送相应的响应消息来单独寻址每个单个被动参与者。由此，可以减少对于数据通信所需的、在主动参与者和被动参与者之间待交换的数据单元的数量。由此，可以加速和简化主动参与者和被动参与者之间的数据通信。

自动化系统的每个被动参与者分别包括接通单元，该接通单元设置为确定用于发送对相应通信请求的响应消息的时间点。通过分别通过由主动参与者发送的通信请求被请求发送相应的响应消息的被动参与者的接通单元，可以针对每个参与者确定发送时间点，在该发送时间点，该参与者可以向主动参与者传输相应的响应消息并在必要时将其传输给其他被动参与者，而不会与同时进行发送的另一被动参与者发生冲突。因此，通过各个被动参与者的接通单元可以实现多个被动参与者的发送顺序，在该发送顺序中，为每个被动参与者分配发送时间点，在该发送时间点仅允许相应的被动参与者发送相应的响应消息。由此，可以避免由不同的被动参与者引起的冲突或者说避免由不同的被动参与者同时发送多个响应消息。

被动参与者的接通单元设置为检测由各个被动参与者接收到的数据单元的数量并根据待接收的数据单元的预先确定的数量来确定相应的被动参与者的相应发送时间点。因此，在总线系统的被动参与者的每个接通单元中，可以限定对于相应的被动参与者而言单独的接收数据单元数量。

因此，被动参与者的接通单元可以对由被动参与者接收到的数据单元进行计数并且可以确定接收到的数据单元的数量并且在接收到的数据单元的数量与预先确定的数量相一致的情况下将接收到该数量数据单元的相应时间点限定为发送时间点并且引起相应的响应消息的发送。通过在总线系统的每个被动参与者的每个接通单元中限定待接收的数据单元的单独的、预先确定的数量，可以实现每个被动参与者在相应的被动参与者接收到与待接收的数据单元的预先确定的数量对应数量的数据单元的时间点发送相应的响应消息。因此可以实现：总线系统的每个被动参与者都可以在为其预留的时间点发送相应的响应消息，而不会出现由不同的被动参与者同时发送不同的响应消息。

被动参与者的所发送的响应消息可以由主动参与者解释为连贯的数据包的数据段。例如，连贯的数据包可以是数据电报。由此可以实现：不同的被动参与者的各个响应消息可以进一步被考虑为连贯的数据包或者说数据电报。这例如在被动参与者的在相应的响应消息中传达给主动参与者的各个信息是自动化系统的机器部分的整体状态的一部分并且对信息的进一步处理而言仅机器部分的整体状态是感兴趣的情况下是有利的。通过将被动参与者的各个响应消息解释为连贯的数据包的多个段，可以简化对各个被动参与者的信息的进一步处理和转发。

在本申请的意义上，通信请求是一种询问或者说命令，该询问或者说命令由主动参与者传输给被动参与者并且可以导致由相应的被动参与者发送相应的响应消息。例如，通信请求可以包括读取命令和相应的输出数据，从而被动参与者被请求读取所接收的主动参与者的输出数据。替代地，通信请求可以包括写入命令，该写入命令请求各个被动参与者将被动参与者的相应输入数据通过相应的响应消息传输给主动参与者。

在本申请的意义上，写入请求是一种通信请求，该通信请求包括写入命令并且该通信请求请求相应的被动参与者借助相应的响应消息发送输入数据。

在本申请的意义上，响应消息是一种由被动参与者响应于通信请求而发送的消息。响应消息例如可以包括相应被动参与者的输入数据，必要时包括相应参与者的测量数据或状态数据。

在本申请的意义上，被动参与者可以是自动化系统的传感器或执行器。

在本申请的意义上，消息是一种能通过相应的总线系统传输的信号的信号顺序，该信号顺序设置为用于传输信息内容。在本申请的意义上，被动参与者的第一和第二响应消息和错误消息以及主动参与者的写入请求或者说通信请求是上述意义上的消息。一条消息可以包括多个数据单元或仅由一个数据单元组成。

在本申请的意义上，数据单元是比特、字节或是现有技术中用于数字式数据传输的常见单位。

根据一个实施例，所述方法还包括：

在第一校验和确定步骤中，由第一被动参与者确定第一校验和，其中，所述第一校验和通过由主动参与者发送的写入请求、由第一被动参与者发送的第一响应消息和由第一被动参与者接收的第二响应消息来创建；和/或

在第二校验和确定步骤中，由第二被动参与者确定第二校验和，其中，所述第二校验和通过由主动参与者发送的写入请求、由第二被动参与者接收到的第一响应消息和由第二被动参与者发送的第二响应消息来创建；

在第三校验和确定步骤中，由主动参与者确定第三校验和，其中，所述第三校验和通过由主动参与者发送的写入请求、由主动参与者接收到的第一响应消息和由主动参与者接收到的第二响应消息来创建；

在校验和发送步骤中，由主动参与者向第一被动参与者和第二被动参与者发送第三校验和；

在第一校验和检查步骤中，由第一被动参与者检验第三校验和与第一校验和的一致性；和或

在第二校验和检查步骤中，由第二被动参与者检验第三校验和与第二校验和的一致性；和

如果第三校验和与第一校验和和/或第二校验和不一致，则在错误消息发送步骤中由第一被动参与者和/或第二被动参与者发送错误消息；和

在摒弃步骤中，由主动参与者和/或第一被动参与者和/或第二被动参与者摒弃第一响应消息和/或第二响应消息和/或数据包。

由此，实现以下技术优势：实现了一种用于检验所传输的数据的正确性的简单且快速的解决方案。

由被动参与者发送的每个响应消息除了提供给主动参与者外也提供给总线系统的所有其他被动参与者。因此，在总线系统的最后一个被动参与者发送了最后一个响应消息之后，可以由每个被动参与者以及主动参与者创建所发送的响应消息的校验和。在此，相应的校验和基于由主动参与者发送的写入请求或者说通信请求以及基于所发送的所有响应消息。由此可以避免针对每个响应消息生成用于验证在相应的响应消息中传输的数据的单独的校验和。

在由总线系统的每个参与者生成校验和之后，由主动参与者将由主动参与者生成的校验和传输给被动参与者，并由被动参与者将所述校验和与被动参与者的各自生成的校验和进行比较。在由主动参与者生成的校验和与由被动参与者之一生成的校验和存在偏差的情况下，发送相应的错误消息并且将所发送的响应消息作为存在错误而摒弃。仅生成以下校验和，所述校验和包括由主动参与者发送的写入请求或者说通信请求以及包括所发送的所有响应消息并因此被解释为连贯的数据包的校验和，所述数据包包括作为相应数据段的所发送的所有响应消息。

由此实现：生成并发送少量校验和，由此加速并简化总线系统的参与者之间的数据通信。因为总线系统的每个参与者分别只需要针对由主动参与者发送的写入请求或者说通信请求以及所发送的所有响应消息来生成校验和，所以可以减少用于生成校验和的计算花费并因此可以加速数据通信。

因为仅仅将由主动参与者生成的校验和传输给总线系统的其他参与者，所以可以通过发送校验和将总线系统的占用减少到最小并因此可以在时间上加速总线系统的参与者之间的数据通信。

为了从至少一个被动参与者接收错误消息，可以为主动参与者分配等待时间点，主动参与者在发送第三校验和之后在该等待时间点期间等待至少一个被动参与者接收相应的错误消息。

错误消息可以通过以下来实现：由至少一个被动参与者将总线系统的电压电平在预先确定时间段内带到低电平，即Low-Level低电平。一旦一个被动参与者求取出第三校验和与被动参与者的相应校验和之间的不一致性，则该被动参与者将总线系统的电压电平带到低电平。借此，对于主动参与者以及所有其他被动参与者，该数据通信被标记为存在错误并因此失败。其他被动参与者在求取出第三校验和与被动参与者的校验和之间的不一致性时也可以发送相应的错误信息或赞同已经引起的错误信息。因此，多个参与者可以无冲突地同时发送错误消息。此外，不必将单独的发送时间点分配给各个被动参与者用于发送错误消息。

在本申请的意义上，校验和是一种验证说明，该验证说明可以检验所传输的数据的正确性。校验和可以包括现有技术中已知的用于生成相应验证说明的不同方法。

根据一种实施例，所述方法还包括：如果第三校验和与第一校验和和第二校验和相一致，则在解释步骤中将第三校验和解释为数据包的校验段。

由此实现了以下技术优势：为了验证所发送的响应消息的所传输的数据的正确性而产生的校验和可以作为用于包括相应响应消息的数据包的校验和被用于进一步处理或传输数据包。由此可以避免为了发送数据包而必须生成附加的校验和。由此，又可以加速数据通信或者说可以减少主动参与者的计算花费。如果主动参与者在发送第三校验和之后的相应等待时间段期间没有接收到由被动参与者发送的错误消息，则主动参与者可以将这种没有发送相应错误消息的情况解释为第三校验和与由被动参与者生成的校验和相一致。替代地，在第三校验和与由被动参与者生成的校验和相一致的情况下，可以由被动参与者在等待时间段内发送共同的一致性消息或为每个被动参与者发送单独的一致性消息，在该一致性消息中确认了第三校验和与被动参与者的校验和的一致性。因此，在等待时间段内接收到这样的一致性消息可以由主动参与者解释为第三校验和与被动参与者的校验和相一致。然而，如果主动参与者在等待时间段期间没有接收到这样的一致性消息，则这可以由主动参与者评估为第三校验和与被动参与者的校验和不一致，并相应地评估为错误地传输被动参与者针对相应写入请求的响应消息中的至少一个。

根据一种实施例，第一确定步骤包括：

在第一计数步骤中，对在由第一被动参与者接收到写入请求之后所接收到的数据单元进行计数，直到通过第一接通单元达到第一数量；

其中，第二确定步骤包括：

在第二计数步骤中，对在由第二被动参与者接收到写入请求之后所接收到的数据单元进行计数，直到通过第二接通单元达到第二数量。

由此实现了以下技术优势：可以提供一种能在技术上简单地实现的解决方案，其用于确定各个被动参与者的用于发送相应响应消息的发送时间点。由此又实现了一种易于实现的方法，其用于生成总线系统的不同被动参与者的各个响应消息的可靠的发送顺序。

可以在每个被动参与者的每个接通单元中限定出相应被动参与者的待接收的数据单元的单独数量。在接收到总线系统的主动参与者的通信请求或其他被动参与者的相应响应消息的情况下，每个被动参与者的接通单元可以对由被动参与者接收到的数据单元进行计数并且可以确定接收到的数据单元的数量。如果接收到的数据单元的数量达到待接收的数据单元的、在各个接通单元中所限定的数量，则接通单元将接收到该数量的数据单元的相应时间点确定为发送时间点并且引发相应的响应消息的发送。

因此，通过为不同被动参与者的不同接通单元限定出不同数量的待接收的数据单元可以实现：每个被动参与者在没有其他被动参与者发送响应消息的时间点发送相应的响应消息。因此，可以避免由总线系统的不同参与者发送不同的消息。

根据一种实施例，第一数量为任意的数值，其中，第二数量不小于第一数量与第一响应消息的第一数据单元数量的总和，其中，第一数据单元数量对应于第一响应消息的数据单元的数量。

由此实现了以下技术优势：可以提供一种简单解决方案，其用于生成不同被动参与者的待发送的响应消息的发送顺序。通过针对每个被动参与者确定待接收的数据单元的特定数量可以实现：每个被动参与者在没有其他被动参与者发送相应响应消息的时间点发送响应消息。通过将第一被动参与者的第一接通单元的第一数量设置为任意数值，例如设置为数值0，可以实现：第一参与者在接收到主动参与者的通信请求或者说写入请求之后紧接发送相应的第一响应消息。

在本申请的意义上，消息的接收包括由消息的相应接收者接收所发送的消息的所有数据单元。在此，由参与者接收到消息的接收时间对应于接收到该消息的最后所接收到的数据单元的时间点。

因此，通过将第一被动参与者的第一接通单元的第一数量设置为数值0实现第一被动参与者在接收到相应的写入请求或者说通信请求的最后数据单元之后紧接发送相应的第一响应消息。在本申请的意义上，紧接发送是指在接收到另一数据单元之前发送相应的消息。

通过将第二被动参与者的第二接通单元的第二数量设置为与由第一数量和第一被动参与者的第一响应消息的第一数据单元数量的总和相对应的值可以实现：第二参与者在接收到第一被动参与者的第一响应消息之后紧接发送相应的第二响应消息。在本申请的意义上，响应消息的数据单元数量是相应响应消息的数据单元的数量。

通过第二被动参与者的第二数量至少对应于第一被动参与者的第一响应消息的数据单元数量，可以确保第二参与者在接收到第一响应消息之后紧接发送第二响应消息。该过程对于其他被动参与者类似地进行，其方式是：各个被动参与者的待接收的数据单元的相应数量对应于在发送顺序中布置在相应被动参与者之前的被动参与者的响应消息的数据单元数量的总和。

在本申请的意义上，第一被动参与者是总线系统的、在接收到主动参与者的通信请求或者说写入请求之后首先发送相应第一响应消息的被动参与者。与之相应地，第二被动参与者是在发送顺序中在第一被动参与者之后发送第二响应消息的被动参与者。

根据一种实施例，在第一接通单元中限定第一数量，在第二接通单元中限定第二数量。

由此实现了以下技术优势：可以实现一种待发送的响应消息的易于实现的发送顺序。通过在每个被动参与者的每个接通单元中限定由各个被动参与者待接收的数据单元的数量以及与之相关的、由相应被动参与者发送相应响应消息的发送时间点，可以限定待发送的响应消息的发送顺序，使得对于由主动参与者发送的每个通信请求，被动参与者在不变的发送顺序中发送相应的响应消息。

根据一种实施例，写入请求还包括数据包的数据包长度，并且其中，所述数据包的数据包长度包括第一响应消息的第一数据单元数量与第二响应消息的第二数据单元数量的至少一个总和，其中，第二数据单元数量对应于第二响应消息的数据单元的数量。

由此实现了以下技术优势：能够实现一种对各个被动参与者的简单寻址。每个被动参与者的每个接通单元求取由相应的被动参与者接收到的响应消息或对由被动参与者接收到的各个响应消息的数据单元进行计数。

此外，每个被动参与者的每个接通单元识别相应被动参与者在它们能够发送相应的响应消息之前必须接收到的数据单元的数量，即在不同被动参与者的各个响应消息的发送顺序内的位置。如果相应接通单元的该数量位于数据包的数据包长度之外，则相应的接通单元知道针对相应的通信请求不发送响应消息。

因此，通过数据包的、包含在由主动参与者发送的写入请求中的数据包长度，仅以下被动参与者响应：对于这些被动参与者而言，相应的响应消息的相应数据单元数量的总和位于数据包的数据包长度内。例如，如果第一被动参与者根据相应的写入请求发送数据单元数量对应于数据包的在写入请求中限定的数据包长度的第一响应消息，则第二参与者的第二接通单元和其他被动参与者的所有其他接通单元知道针对相应的写入请求不需要发送第二响应消息或其他响应消息。因此，通过具有数据包的给定的数据包长度的相应写入请求，仅对第一被动参与者进行寻址。

如果自动化系统除了包括第一被动参与者和第二被动参与者之外还包括其他被动参与者，则数据包长度可以包括其他的数据单元数量。由此，除了第一被动参与者和第二被动参与者之外，通过数据包长度还可以对其他被动参与者进行寻址，以发送相应的响应消息。替代地，可以通过相应的数据包长度仅对第一被动参与者进行响应。

此外，通过数据包的给定的数据包长度向被动参与者发送信号：何时由在发送顺序中的最后一个被动参与者发送了最后一个响应消息，从而被动参与者可以通过所发送的所有响应消息创建相应的校验和。为此，各个被动参与者的接通单元可以对从接收到相应的通信请求或者说写入请求直至最后一个响应消息的最后一个数据单元时所接收到的所有数据单元进行登记和计数。

根据一种实施例，主动参与者、第一被动参与者和第二被动参与者分别仅为了发送数据单元而从接收模式过渡到发送模式，其中，所发送的数据单元构造有起始位、停止位和奇偶校验位，其中，数据单元的起始位表示开始，数据单元的停止位表示相应数据单元的结束，并且其中，总线系统在数据单元的发送之间在高电压电平上运行。

由此实现了以下技术优势：可以实现总线系统的参与者之间的简单数据通信。与通用异步收发器UART类似，总线系统可以设置为在空闲状态下以高电平运行。总线系统的各个参与者连贯地处于以下模式，在这种模式中，这些参与者可以读取通过总线系统传输的数据。为了进行发送，分别仅一个参与者可以切换到发送模式并且发送相应的消息或者说数据单元，这些消息或数据单元可以被接收模式中的其他参与者接收。为了标注所发送的各个消息，每个消息包括一个起始位和一个停止位，相应参与者可以通过所述起始位和停止位在接收模式中将所发送的消息识别为相应的消息。由此，可以实现一种简单的总线系统，其包括低协议复杂性和简单的布线。

根据一种实施例，总线系统构造为合用线总线系统(Party-Line-Bussystem)，并且其中，所发送的通信请求和/或响应消息同时提供给总线系统的所有参与者。

由此实现了以下技术优势：可以实现一种简单的总线系统，该总线系统设置为能够通过所发送的单个消息对多个参与者进行寻址。为了由主动参与者对各个被动参与者进行响应，由主动参与者发送共同的通信请求或者说写入请求就足够了。因此可以避免通过向各个被动参与者发送单独消息来进行单个寻址。由此，可以简化并且加速总线系统的参与者之间的数据通信。

根据一种实施例，第一响应消息包括第一被动参与者的有用数据，并且第二响应消息包括第二被动参与者的有用数据。

由此实现了以下技术优势：可以提供一种用于传输自动化系统的各个参与者的有用数据的简单解决方案。有用数据例如可以是自动化系统的相应参与者的测量数据或状态数据。

根据一种实施例，第一被动参与者和第二被动参与者分别构造为自动化系统的执行器或传感器，其中，主动参与者是总线系统的总线主控器。

由此实现了以下技术优势：可以提供一种用于自动化系统的参与者之间的数据通信的方法，所述方法具有广泛的应用领域。因此，所述方法可以用于控制自动化系统的不同传感器和执行器。

附图说明

参考附图更详细地解释本发明。在此示出：

图1示出了根据一种实施例的用于自动化系统的参与者之间的数据通信的方法的流程图；

图2示出了根据另一实施例的用于自动化系统的参与者之间的数据通信的方法的另一流程图；

图3示出了根据一种实施例的按照用于自动化系统的参与者之间的数据通信的方法来发送消息的时间进程的示意图；

图4示出了根据一种实施例的按照用于自动化系统的参与者之间的数据通信的方法来发送消息的时间进程的另一示意图；和

图5示出了根据一种实施例的由根据本发明的方法生成的数据包的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据一种实施例的用于自动化系统的参与者之间的数据通信的方法100的流程图。

方法100可以参考与在图3至图5中所示的自动化系统类似的自动化系统200。参照图3至图5对图1中的方法100进行描述。

根据图1中的实施例，自动化系统包括至少一个主动参与者以及至少一个第一被动参与者和第二被动参与者，它们通过总线系统相互连接。

在此，主动参与者设置为通过发送通信请求来发起自动化系统的主动参与者和被动参与者之间的数据通信。然而，被动参与者设置为发送相应的响应消息作为对主动参与者的通信请求的响应。

在图1的实施例中，第一被动参与者包括用于确定由第一被动参与者发送第一响应消息的第一发送时间点的第一接通单元，第二被动参与者包括用于确定由第二参与者发送第二响应消息的第二发送时间点的第二接通单元。

根据图1，方法100包括以下步骤：

在第一接收步骤103中，接收由主动参与者发送的写入请求用于由第一被动参与者和第二被动参与者发送响应消息；

在第一确定步骤105中，确定由第一被动参与者的第一接通单元发送第一响应消息的第一发送时间点，其中，第一发送时间点对应于数据单元的第一数量，所述数据单元由第一被动参与者根据固定地限定的数据传输速率在接收到写入请求之后被接收；

在第一响应步骤107中，由第一被动参与者在第一发送时间点发送第一响应消息；

在第二接收步骤109中，由主动参与者和第二被动参与者接收第一响应消息；

在第二确定步骤111中，确定由第二被动参与者的第二接通单元发送第二响应消息的第二发送时间点，其中，第二发送时间点对应于数据单元的第二数量，所述数据单元由第二被动参与者根据固定地限定的数据传输速率在接收到写入请求之后被接收；

在第二响应步骤113中，由第二被动参与者在第二发送时间点发送第二响应消息；

在第三接收步骤115中，由主动参与者和第一被动参与者接收第二响应消息；和

在解释步骤117中，由主动参与者将第一响应消息和第二响应消息解释为数据包的第一数据段和第二数据段。

在发送步骤101中，主动参与者向第一被动参与者和第二被动参与者发送写入请求。写入请求是一种通信请求并且包括用于由第一被动参与者和第二被动参与者发送相应响应消息的至少一个请求。替代地，写入请求还可以具有数据包长度，该数据包长度限定了数据单元的数量，该数量被主动参与者预期为对呈第一被动参与者的第一响应消息和第二被动参与者的第二响应消息形式的写入请求的响应。

在第一接收步骤103中，自动化系统的第一被动参与者和第二被动参与者接收由主动参与者发送的写入请求。通过主动参与者的写入请求对第一被动参与者和第二被动参与者寻址并且请求它们发送相应的响应消息。

根据一种实施例，总线系统可以构造为合用线总线系统。由此实现了所发送的每个消息提供给总线系统的每个参与者。此外，可以实现所发送的消息由总线系统的所有其他参与者同时接收。

在由第一被动参与者接收到所发送的写入请求之后，在第一确定步骤105中，由第一被动参与者的第一接通单元确定由第一被动参与者发送第一响应消息的第一时间点。第一发送时间点在此限定为由第一被动参与者按照固定地限定的数据传输速率所接收到的数据单元的数量。根据一种实施例，以这种方式限定的第一数量可以被固定地限定并存储在第一被动参与者的第一接通单元中。由第一被动参与者对第一响应消息的发送因此与由第一参与者在接收到写入请求之后所接收的数据单元的数量相耦联。一旦第一被动参与者在接收到写入请求之后接收到与固定限定的第一数量相对应的数据单元数量，则第一接通单元将接收到最后一个数据单元的时间点限定为第一发送时间点并且引发第一响应消息的发送作为对所接收的主动参与者的写入请求的响应。

在图1的实施例中，在第一计数步骤135中，第一接通单元为此对由第一被动参与者在接收到写入请求之后所接收到的数据单元进行计数。

根据一种实施例，可以将第一数量设置为任意数值，例如设置为值0。如果第一数量对应于值0，则第一接通单元将第一发送时间点确定为接收到写入请求的时间点，尤其是接收到写入请求的最后一个数据单元的时间点。因此，第一发送时间紧接在接收到写入请求之后。

在确定了第一发送时间点之后，在第一响应步骤107中，由第一被动参与者发送第一响应消息。

第一响应消息可以包括第一参与者的有用数据。尤其是，第一响应消息可以包含第一被动参与者的测量数据或状态数据，其中，第一被动参与者尤其可以是自动化系统的执行器或传感器。

尤其地，第一响应消息可以构造为仅包括有用数据的数据包。替代地，第一响应消息可以构造为除了包括有用数据外还包括最小协议开销的数据包。

在发送第一响应消息之后，在第二接收步骤109中，第一响应消息由主动参与者和第二被动参与者接收。所发送的所有消息都由自动化系统的或总线系统的所有参与者接收，而进行发送的参与者除外。

随后，在第二确定步骤111中，由第二被动参与者的第二接通单元确定由第二被动参与者发送第二响应消息的第二发送时间点。第二发送时间点在此对应于已由第二被动参与者根据固定地限定的数据传输速率接收的数据单元的第二数量。根据由第一接通单元对第一发送时间点的确定，在第二计数步骤137中，第二接通单元为此对以由第二被动参与者接收到写入请求为开始所接收到的数据单元执行计数过程。一旦第二接通单元已经登记了与所限定的第二数量相对应的所接收的数据单元的数量，则接通单元引发由第二被动参与者发送第二响应消息。

类似于第一响应消息，第二响应消息可以包括第二被动参与者的有用数据，尤其是第二参与者的测量数据或状态数据。类似于第一被动参与者，第二被动参与者可以是自动化系统的传感器或执行器。

根据一种实施例，可以将第一接通单元的第一数量设置为任意数值。第二数量可以对应于第一数量与第一响应消息的数据单元数量的总和，其中，响应消息的数据单元数量对应于相应响应消息的数据单元的数量。例如，可以将第一数量设置为数值0，由此引起在由第一被动参与者接收到写入请求之后直接发送第一响应消息，尤其是在接收到写入请求的最后一个数据单元之后紧接发送第一响应消息。第一响应消息可以包括第一数据单元数量，该第一数据单元数量描述了包括在第一响应消息中的数据单元的数量。通过将第二数量限定为第一接通单元的第一数量与第一响应消息的第一数据长度的总和，因此实现由第二被动参与者在接收到第一响应消息之后紧接发送第二响应消息。为此，第二接通单元对在由第二被动参与者接收到写入请求后所接收到的所有数据单元进行计数，直到接收到的数据单元达到第二数量并且引发第二响应消息的发送。

随后，在第二响应步骤113中，由第二被动参与者在第二发送时间点发送第二响应消息。

随后，在第三接收步骤115中，由主动参与者和第一被动参与者接收第二响应消息。

在由主动参与者接收到第二响应消息之后，在解释步骤117中，由主动参与者将第一响应消息和第二响应消息解释为数据包的第一数据段和第二数据段。通过将第一响应消息和第二响应消息解释为数据元素的第一数据段和第二数据段，被动参与者的各个响应消息可以在连贯的数据包中、尤其是在数据电报中被进一步处理。

图2示出了根据另一实施例的用于自动化系统的参与者之间的数据通信的方法100的另一流程图。

参照图3至图5对图2中的方法100进行描述。

图2中的实施例基于图1中的实施例，并且包括图1中所示的所有方法步骤。为了清楚起见，图1中的实施例的、包括第三接收步骤115的方法步骤在下文中不再重新赘述。

在第三接收步骤115中由主动参与者和第一被动参与者接收到第二响应消息之后，在第一校验和确定步骤119中，由第一被动参与者确定第一校验和。第一校验和基于由主动参与者发送的写入请求或者说通信请求、由第一被动参与者发送的第一响应消息和由第一被动参与者接收到的第二响应消息。

在第二校验和确定步骤121中，由第二被动参与者确定第二校验和。第二校验和基于由主动参与者发送的写入请求或者说通信请求以及由第二被动参与者接收到的第一响应消息和由第二被动参与者发送的第二响应消息。

在第三校验和确定步骤123中，由主动参与者确定第三校验和。第三校验和基于由主动参与者发送的写入请求或者说通信请求以及由主动参与者接收到的第一响应消息和由主动参与者接收到的第二响应消息。

随后，在校验和发送步骤125中，由主动参与者将第三校验和发送给第一被动参与者和第二被动参与者。

在第一校验和检查步骤127中，第一被动参与者检验第三校验和与第一校验和的一致性。

在第二校验和检查步骤129中，第二被动参与者检验第三校验和与第二校验和的一致性。

如果第三校验和既与第一校验和相一致又与第二校验和相一致，则在解释步骤117中第三校验和被主动参与者解释为数据元素的校验段。数据元素因此可以作为具有单独校验和的相应总线协议或数据通信协议的完整数据电报来补充完整。

如果在第一校验和检查步骤127和/或第二校验和检查步骤129中识别出第三校验和与第一校验和和/或与第二校验和的偏差，则第一被动参与者和/或第二被动参与者在错误消息发送步骤131中发送错误消息。

随后，在摒弃步骤133中，数据元素，尤其是第一响应消息和第二响应消息，作为存在错误而被摒弃。不进行数据通信或者不评估包含在被动参与者的响应消息中的有用数据。

图3示出了根据一种实施例的按照用于自动化系统200的参与者之间的数据通信的方法100发送消息247的时间进程的示意图。

图3图示了根据图1中的方法100的实施例的数据通信。

在图3中示出自动化系统200，其具有一个主动参与者201和三个被动参与者208，尤其是第一被动参与者203、第二被动参与者205和第三被动参与者207，其中，主动参与者201和被动参与者208通过总线系统209相互连接。第一被动参与者203具有第一接通单元211。第二被动参与者205具有第二接通单元213。第三被动参与者207具有第三接通单元215。被动参与者208可以通过发送消息247与主动参与者201通信。总线系统209例如可以构造为合用线总线系统并设置为用于为被动参与者208中的每一个和主动参与者201提供所发送的消息247。尤其地，总线系统209可以构造为同时为被动参与者208和主动参与者201提供所发送的消息247。

在图3的上部区域中示出根据图1中的实施例的方法100的数据通信的时间进程T。为此，示出了四个不同的消息247，它们在时间上以相应的时间点定位在时间轴上。因此，在图3中示出了彼此相继地发送和接收的四个消息247。

各个消息247分别包括不同数量的数据单元245。数据单元245可以是比特、字节或在现有技术中已知的用于数字式数据通信的其他单位。消息247可以是连贯的数据包。消息247优选地是具有最小协议开销的数据包，或者是仅包括有用数据的数据包。

在任意时间点(在图3中以值0标注)，主动参与者201向被动参与者208发送写入请求217。写入请求217对自动化系统200的所有被动参与者208进行寻址并且包括用于由被动参与者208发送响应消息的至少一个请求。

由主动参与者201发送的写入请求217由从主动参与者201出发的相应箭头来表示。类似地，由被动参与者208进行的其他消息247的发送过程由相应的箭头表示。

写入请求217例如可以包括写入命令，该写入命令请求被动参与者208发送具有被动参与者208的相应输入数据的相应响应消息。此外，写入请求217可以包括被动参与者208的逻辑地址，通过该逻辑地址可以对总线系统209的单个或多个被动参与者208进行寻址。此外，写入请求217可以限定数据包长度229，该数据包长度说明数据单元245的数量，该数量被期待为对被寻址的被动参与者208所发送的写入请求217的响应。这可以包括被动参与者208的包含校验和消息的响应消息。

各个被动参与者208的响应消息的数据单元数量可以被预先限定，使得每个被动参与者208仅能发送具有相同的预定数据长度的响应消息。替代地，一个被动参与者208的不同响应消息的数据长度可以变化。

在第零时间点T0，由被动参与者208接收所发送的写入请求217。写入请求217的接收以及所有其他消息247的接收包括所接收的相应消息247的所有数据单元245的接收。

在由第一被动参与者203接收到写入请求217之后，该被动参与者在第一发送时间点T1发送第一响应消息219。

在图3中的实施例中，在彼此相继的消息247之间分别插入发送空隙G。在图3中所示的实施例中，总线系统209根据UART协议来运行，被动参与者208或主动参与者201仅为了发送消息247而转移到发送模式中。如果没有消息247被发送，则主动参与者201或被动参与者208处于接收模式中，在该接收模式中它们设置为接收所发送的消息247。在消息247的接收与另一消息247的发送之间的发送空隙G、例如在第零时间点T0接收写入请求217与在第一发送时间点T1发送第一响应消息219之间的发送空隙G考虑到前一个消息247的进行发送的参与者、例如第一主动参与者201从发送模式切换到接收模式中。

在被动参与者208的接通单元中可以考虑发送时间点根据发送空隙G相对于接收时间点的延迟。由接通单元根据在接收到写入请求217之后所接收到的数据单元245的在计数步骤中执行的计数过程对发送时间点的确定不受要考虑的发送空隙G影响。

由于在发送空隙中没有发送数据单元245并且没有接收到数据单元245，因此发送空隙G将值“0”赋予图3中所示的第一数量Z1、第二数量Z2和第三数量Z3。

在图3中的实施例中，在第一被动参与者203的第一接通单元211中，在接收到写入请求217之后所接收到的数据单元245的第一数量Z1对应于数值0。

第一被动参与者203因此在第零时间点T0接收到写入请求217之后并且在第一时间点T1走完第一发送空隙G之后根据第一响应步骤107发送第一响应消息219。因此，在第一确定步骤105中，根据第一计数步骤135由第一接通单元211执行计数过程，其中要接收的数据单元245被计数为零，从而在由第一被动参与者203接收到写入请求217之后紧接进行第一响应消息107的发送并且因此在接收到写入请求217之后并在第一响应步骤107中由第一被动参与者203发送第一响应消息219之前，没有其他数据单元245被接收到。

在图3中的实施例中，第一响应消息219具有第一数据单元数量239并且包括四个数据单元245。

在发送第一响应消息219之后，主动参与者201、第二被动参与者205和第三被动参与者207根据第二接收步骤109在第一接收时间点T10接收第一响应消息219。在接收到相应消息247的最后一个数据单元245的时间点接收消息247。

在接收到第一响应消息219之后，第二被动参与者205的第二接通单元213根据第二确定步骤111通过根据第二计数步骤137对在第零时间点T0接收到写入请求217之后所接收的数据单元245进行计数来执行对第二发送时间点T2的确定。在图3中的实施例中，由于Z1等于0并且对第二数量Z2没有贡献，所以第二数量Z2对应于第一响应消息219的第一数据单元数量239的第二接通单元213。在第二实施例中，第二数量Z2因此对应于数值4。

在第0时间点T0接收到写入请求217之后，第二接通单元213执行第二计数步骤137并对由第二被动参与者205接收到的数据单元245进行计数。在接收到第一响应消息219之后，第二被动参与者205已接收到第一响应消息219的四个数据单元245。因此，第二接通单元213在第一接收时间点T10接收到第一响应消息219之后在第二计数步骤137中已经达到第二数量Z2。因此，第二被动参与者205在接收到第一响应消息219之后并且在走完另一发送空隙G之后在第二发送时间点T2发送第二响应消息221。在接收到第一响应消息219之后并且在由第二被动参与者205发送第二响应消息221之前，没有其他数据单元245被第二被动参与者205接收到。

在图3中的实施例中，所发送的第二响应消息221包括三个数据单元245和第二数据单元数量241。

由第二被动参与者205根据第二响应步骤113发送的第二响应消息221在第二接收时间点T20由主动参与者201、第一被动参与者203和第三被动参与者207接收。

类似于第一确定步骤105和第二确定步骤111，第三被动参与者207或者说第三接通单元215确定用于发送第三响应消息223的第三发送时间点T3。为此，根据第一计数步骤135和第二计数步骤137，对由第三被动参与者207在接收到写入请求217之后所接收到的数据单元245进行计数过程。为了确定第三发送时间点T3，第三接通单元215包括待接收的数据单元245的第三数量Z3，该第三数量说明：从所接收的数据单元245的哪个数量起，应由第三被动参与者207发送响应消息。

在图3中所示的实施例中，第三数量Z3对应于在本实施例中值为零的第一数量Z1、第一响应消息219的第一数据单元数量239和第二响应消息221的第二数据单元数量241的总和。因此第三数量Z3对应于数值7。

因此，在由第三被动参与者207在第二接收时间点T20接收到第二响应消息221之后，第三被动参与者207在第零时间点T0接收到写入请求217之后接收到7个数据单元245并因此达到第三数量Z3。第三接通单元215因此在第二接收时间点T20接收到第二响应消息221之后并且在走完相应的发送空隙G之后在第三发送时间点T3引发第三响应消息223的发送。因此，在第二接收时间点T20接收到响应消息221之后并在第三发送时间点T3发送第三响应消息223之前，第三被动参与者207没有接收其他数据单元245。

类似于第一响应步骤107或第二响应步骤113来发送第三响应消息223。在图3中所示的实施例中，第三响应消息223包括五个数据单元245和第三数据单元数量243。在第三接收时间点T30，主动参与者201、第一被动参与者203和第二被动参与者205接收第三响应消息223。

根据解释步骤117，主动参与者201将接收到的第一响应消息219、接收到的第二响应消息221和接收到的第三响应消息223解释为连贯的数据包。

在图3中，第二参与者205在总线系统209内布置在第三位置或者第三位参与者207布置在第二位置。由此说明了，所发送的响应消息的发送顺序不依赖于布置在总线系统209中的被动参与者208的顺序。待发送的消息247或响应消息的发送顺序可以独立于总线系统209中的被动参与者208的布置方式地通过相应被动参与者208的接通单元内的相应限定来改变。通过相应地确定响应消息在相应接通单元中的发送时间点，可以实现任意的发送顺序。

例如，被动参与者208可以构造为自动化系统200的传感器或执行器。被动参与者208的接通单元可以布置在被动参与者208内并且构造为专用集成电路ASIC。

各个被动参与者208的响应消息可以包括有用数据，尤其是被动参与者208的测量数据或状态数据。

由主动参与者201和被动参与者208发送的消息247可以构造为封闭的数据元素。尤其地，根据UART协议，消息247可以设置有最小的协议开销或仅包括有用数据。根据UART协议，消息247可以分别包括一个起始位和一个停止位，用于标注相应消息247的开始和结束，并且必要时还可以包括一个奇偶校验位，用于可能地检验所传输的数据的正确性或所发送消息247的数据单元245的正确性。根据UART协议，总线系统209可以在发送消息247之间在高电平上运行，即高电压电平。在方法100的计数步骤中可以将所发送的消息247的起始位、停止位和奇偶校验位考虑为所传输的数据单元245。替代地，各个数据单元245也可以设置有起始位、停止位和奇偶校验位。

图4示出了根据一种实施例的按照用于在自动化系统200的参与者之间的数据通信的方法100来发送消息247的时间进程的另一示意图。

基于图3中所示的发送过程，根据图2中的实施例的方法100如图4所示。为了清楚起见，图3中所示的与图4的描述无关的一些元素没有包括在图4的图示中。

在由主动参与者201、第一被动参与者203、第二被动参与者205和第三被动参与者207接收到第一响应消息219、第二响应消息221和第三响应消息223之后，在第一校验和确定步骤119中，由第一被动参与者203确定第一校验和。第一校验和基于由主动参与者201发送的写入请求217、由第一被动参与者203发送的第一响应消息219和由第一被动参与者203接收到的第二响应消息221以及由第一被动参与者203接收到的第三响应消息223。

在第二校验和确定步骤121中，第二被动参与者205确定第二校验和。第二校验和涉及由主动参与者201发送的写入请求217、由第二被动参与者205接收到的第一响应消息219、由第二被动参与者205发送的第二响应消息221和由第二被动参与者205接收到的第三响应消息223。

根据另一校验和确定步骤，第三被动参与者207确定另一校验和。所述另一校验和基于由主动参与者201发送的写入请求217、由第三被动参与者207接收到的第一响应消息219、由第三被动参与者207接收到的第二响应消息221以及由第三被动参与者207发送的第三响应消息223。

在第三校验和确定步骤123中，主动参与者201确定第三校验和。第三校验和基于由主动参与者201发送的写入请求217、由主动参与者201接收到的第一响应消息219、第二响应消息221和第三响应消息223。

随后，主动参与者201根据校验和发送步骤125在第四发送时间点T4将校验和消息226中的第三校验和发送到被动参与者208。在由被动参与者208在第四接收时间点T40接收到校验和消息226之后，被动参与者208根据方法100的校验和检验步骤检验第三校验和与由被动参与者208分别生成的校验和的一致性。因此，第一被动参与者203利用生成的第一校验和来检验第三校验和。第二被动参与者205利用生成的第二校验和来检验第三校验和。第三被动参与者207利用生成的另一校验和来检验第三校验和。

如果在校验和检验步骤中确定由被动参与者208生成的校验和与主动参与者201的第三校验和之间存在偏差，则相应的被动参与者208根据错误消息发送步骤131发送错误消息225。为此，可以为主动参与者201分配一个等待时间段，在该等待时间段内，主动参与者201在发送第三校验和之后等待接收由被动参与者208中的至少一个发送的相应错误消息225。如果主动参与者201在相应的等待时间段期间没有从至少一个被动参与者208接收到错误消息225，则主动参与者201可以将此解释为在第三校验和与由被动参与者208计算出的校验和之间存在一致性。相反，如果主动参与者201在发送第三校验和之后的等待时间段期间从至少一个被动参与者208接收到错误消息225，则这被解释为第三校验和与由被动参与者208计算出的校验和中的至少一个不一致，并且所发送的响应消息的整体性传输被解释为存在错误。

在图4中的实施例中，由第二被动参与者205识别出第三校验和相对于第二校验和的偏差，并且由第三被动参与者207识别出第三校验和相对于生成的另一校验和的偏差。在第五发送时间点T5，第二被动参与者205和第三被动参与者207发送共同的错误消息225，主动参与者201和相应的被动参与者208在第五接收时间点T50接收到该错误消息。例如，错误消息225可以是包括多个数据单元245的低电平消息，在其中，总线系统209被带到低电压电平。因此，多个被动参与者205可以同时发送错误消息225。通过发送错误消息225，包括第一响应消息219、第二响应消息221和第三响应消息223的数据包被摒弃，并且不进一步考虑被动参与者208的响应消息的信息。

对于被动参与者208辨识出第三校验和与由被动参与者208生成的校验和之间的一致性的情况，由主动参与者201将第三校验和解释为数据段的校验段。主动参与者201可以从没有通过被动参与者208之一发送相应的错误消息225的情况来得出一致性。在第三校验和与由被动参与者208生成的校验和相一致的情况下，替代地可以在等待时间段期间由被动参与者208向主动参与者201发送一致性消息。

图3和图4中所示的方法100和自动化系统200的实施例仅用于说明方法100的基本机制和自动化系统200的特性。参考图3和图4说明的描述并非是对本发明的限制。方法100可以在各个不同方面改变。方法100因此可以应用于自动化系统200的任意数量的主动参与者201和被动参与者208。所示的消息247，尤其是消息247的数据单元245的数量，可以任意改变。由被动参与者208发送的响应消息的数量也可以任意改变。待接收的数据单元245的、在被动参与者208的接通单元中限定的各个数量可以任意改变。尤其地，可以在相应的接通单元中固定地限定各个数量。替代地，可以可变地确定不同的数量。

图5示出了根据一种实施例的由方法100生成的数据包227的示意图。

在图5中，来自图3和图4的第一响应消息219、第二响应消息221和第三响应消息223被组合成数据包227。第一响应消息219或第一响应消息219的四个数据单元245在此形成数据元素227的第一数据段231。第二响应消息221的三个数据单元245形成第二数据段233。第三响应消息223的五个数据单元245形成数据元素227的第三数据段235。此外，校验和消息226的第三校验和作为校验段237的数据单元245被集成到数据元素227中。然而，如果主动参与者201在等待时间段期间没有接收到一致性消息，则可以由主动参与者201将其评估为第三校验和与被动参与者208的校验和中的至少一个不一致，并且所发送的响应消息的整体性传输可与接收到错误消息225比较地被解释为存在错误。

此外，数据包227包括此处例如示例性具有3个数据单元245的头段238。头段238尤其可以包括写入请求217。借助头段238、第一数据段231、第二数据段233、第三数据段235和检验段237，数据包227构造为相应总线协议的完整数据电报。通过将响应消息组合在构造为数据电报的数据包227中，可以将自动化系统200的各个被动参与者208的有用数据进一步处理为共同信息，例如被动参与者208在连贯的数据电报中随着由自动化系统200待控制的自动化过程中的总体状态。

在图5中的实施例中，写入请求217中限定的数据包长度229包括第一响应消息219的、第二响应消息221的、第三响应消息223的和校验和消息226的数据单元245。

替代地，数据元素227可以构造有数据元素227的段的与图5中所示的布置形式不同的布置形式。图5中所示的数据单元245，尤其是图5中所示的数据单元245的数量，仅用于说明目的并且可以任意改变。

附图标记列表

100 自动化系统的参与者之间的数据通信的方法

101 发送步骤

103 第一接收步骤

105 第一确定步骤

107 第一响应步骤

109 第二接收步骤

111 第二确定步骤

113 第二响应步骤

115 第三接收步骤

117 解释步骤

119 第一校验和确定步骤

121 第二校验和确定步骤

123 第三校验和确定步骤

125 校验和发送步骤

127 第一校验和检查步骤

129 第二校验和检查步骤

131 错误信息发送步骤

133 摒弃步骤

135 第一计数步骤

137 第二计数步骤

200 自动化系统

201 主动参与者

203 第一被动参与者

205 第二被动参与者

207 第三被动参与者

208 被动参与者

209 总线系统

211 第一接通单元

213 第二接通单元

215 第三接通单元

217 写入请求

219 第一响应消息

221 第二响应消息

223 第三响应消息

225 错误信息

226 校验和消息

227 数据包

229 数据包长度

231 第一数据段

233 第二数据段

235 第三数据段

237 校验段

238 头段

239 第一数据单元数量

241 第二数据单元数量

243 第三数据单元数量

245 数据单元

247 消息

T0 第零接收时间点

T1 第一发送时间点

T10 第一接收时间点

T2 第二发送时间点

T20 第二接收时间点

T3 第三发送时间点

T30 第三接收时间点

T4 第四发送时间点

T40 第四接收时间点

T5 第五发送时间点

T50 第五接收时间点

Z1 第一数量

Z2 第二数量

Z3 第三数量

G 发送空隙

Claims (10)

1.一种用于在自动化系统(200)的参与者之间的数据通信的方法(100)，所述自动化系统具有一主动参与者(201)和至少两个被动参与者(208)，所述至少两个被动参与者包括至少一个第一被动参与者(203)和第二被动参与者(205)，其中，所述主动参与者(201)和所述被动参与者(208)通过总线系统(209)相互连接，其中，所述主动参与者(201)设置为通过发送通信请求来发起数据通信，并且其中，所述被动参与者(208)设置为响应于所述通信请求地发送相应的响应消息，其中，所述第一被动参与者(203)包括第一接通单元(211)，所述第一接通单元用于确定由所述第一被动参与者(203)发送第一响应消息(219)的第一发送时间点(T1)，并且其中，所述第二被动参与者(205)包括第二接通单元(213)，所述第二接通单元用于确定由所述第二参与者(205)发送第二响应消息(221)的第二发送时间点(T2)，所述方法包括：

在第一接收步骤(103)中接收由所述主动参与者(201)发送的写入请求(217)，所述写入请求用于由所述第一被动参与者(203)和所述第二被动参与者(205)发送响应消息；

在第一计数步骤(135)中，对在由所述第一被动参与者(203)接收到所述写入请求(217)之后所接收到的数据单元(245)进行计数，直到由所述第一接通单元(211)达到第一数量(Z1)，并且在第一确定步骤(105)中确定由所述第一被动参与者(203)的第一接通单元(211)发送所述第一响应消息(219)的第一发送时间点(T1)，其中，所述第一发送时间点(T1)对应于由所述第一被动参与者(203)根据固定地限定的数据传输速率在接收到所述写入请求(217)之后接收的数据单元(245)的数量等于所述第一数量(Z1)的时间点；

在第一响应步骤(107)中，由所述第一被动参与者(203)在所述第一发送时间点(T1)发送所述第一响应消息(219)；

在第二接收步骤(109)中，由所述主动参与者(201)和所述第二被动参与者(205)接收所述第一响应消息(219)；

在第二计数步骤(137)中，对在由所述第二被动参与者(205)接收到所述写入请求(217)之后所接收到的数据单元(245)进行计数，直到由所述第二接通单元(213)达到第二数量(Z2)，并且在第二确定步骤(111)中确定由所述第二接通单元(213)发送所述第二响应消息(221)的第二发送时间点(T2)，其中，所述第二发送时间点(T2)对应于由所述第二被动参与者(205)根据固定地限定的数据传输速率在接收到所述写入请求(217)后接收到的数据单元(245)的数量等于所述第二数量(Z2)的时间点；

在第二响应步骤(113)中，由所述第二被动参与者(205)在所述第二发送时间点(T2)发送所述第二响应消息(221)；

在第三接收步骤(115)中，由所述主动参与者(201)和所述第一被动参与者(203)接收所述第二响应消息(221)；和

在解释步骤(117)中，由所述主动参与者(201)将所述第一响应消息(219)和所述第二响应消息(221)解释为数据包(227)的第一数据段(231)和第二数据段(233)。

2.根据权利要求1所述的方法(100)，所述方法还包括：

在第一校验和确定步骤(119)中，由所述第一被动参与者(203)确定第一校验和，其中，所述第一校验和通过由所述主动参与者(201)发送的写入请求、由所述第一被动参与者(203)发送的所述第一响应消息(219)和由所述第一被动参与者(203)接收到的所述第二响应消息(221)来创建；和或

在第二校验和确定步骤(121)中，由所述第二被动参与者(205)确定第二校验和，其中，所述第二校验和通过由所述主动参与者(201)发送的写入请求、由所述第二被动参与者(205)接收到的所述第一响应消息(219)和由所述第二被动参与者(205)发送的所述第二响应消息(221)来创建；

在第三校验和确定步骤(123)中，由所述主动参与者(201)确定第三校验和，其中，所述第三校验和通过由所述主动参与者(201)发送的写入请求、由所述主动参与者(201)接收到的所述第一响应消息(219)和由所述主动参与者(201)接收到的所述第二响应消息(221)来创建；

在校验和发送步骤(125)中，由所述主动参与者(201)向所述第一被动参与者(203)和所述第二被动参与者(205)发送所述第三校验和；

在第一校验和检查步骤(127)中，由所述第一被动参与者(203)检验所述第三校验和与所述第一校验和的一致性；和或

在第二校验和检查步骤(129)中，由所述第二被动参与者(205)检验所述第三校验和与所述第二校验和的一致性；和

如果所述第三校验和与所述第一校验和和/或所述第二校验和不一致，则在错误消息发送步骤(131)中由所述第一被动参与者(203)和/或所述第二被动参与者(205)发送错误消息(225)；和

在摒弃步骤(133)中，由所述主动参与者(201)和/或所述第一被动参与者(203)和/或所述第二被动参与者(205)摒弃所述第一响应消息(219)和/或所述第二响应消息(221)和/或所述数据包(227)。

3.根据权利要求2所述的方法(100)，所述方法还包括：如果所述第三校验和与所述第一校验和和所述第二校验和相一致，则在所述解释步骤(117)中将所述第三校验和解释为所述数据包的校验段(237)。

4.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，所述第一数量(Z1)为任意的数值，并且其中，所述第二数量(Z2)不小于所述第一数量(Z1)与所述第一响应消息(219)的第一数据单元数量(239)的总和，其中，所述第一数据单元数量(239)对应于所述第一响应消息(219)的数据单元(245)的数量。

5.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，在所述第一接通单元(211)中限定所述第一数量(Z1)，并且其中，在所述第二接通单元(213)中限定所述第二数量(Z2)。

6.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，所述写入请求(217)还限定所述数据包(227)的数据包长度(229)，并且其中，所述数据包(227)的所述数据包长度(229)至少包括所述第一响应消息(219)的第一数据单元数量(239)与所述第二响应消息(221)的第二数据单元数量(241)的总和，其中，所述第二数据单元数量(241)对应于所述第二响应消息(221)的数据单元(245)的数量。

7.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，所述主动参与者(201)、所述第一被动参与者(203)和所述第二被动参与者(205)分别仅为了发送数据单元(245)而从接收模式过渡到发送模式，其中，所发送的数据单元(245)构造有起始位、停止位和奇偶校验位，其中，所述数据单元(245)的起始位表示相应数据单元(245)的开始，所述数据单元(245)的停止位表示结束，并且其中，所述总线系统(209)在所述数据单元(245)的发送之间在高电压电平上运行。

8.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，所述总线系统(209)构造为合用线总线系统，并且其中，将所发送的数据单元(245)同时提供给所述总线系统(209)的所有参与者。

9.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，所述第一响应消息(219)包括所述第一被动参与者(203)的有用数据，并且所述第二响应消息(221)包括所述第二被动参与者(205)的有用数据。

10.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，所述第一被动参与者(203)和所述第二被动参与者(205)分别构造为所述自动化系统(200)的执行器或传感器，其中，所述主动参与者(201)是所述总线系统(209)的总线主控器。

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