DE10147434A1

DE10147434A1 - Switched communications system diagnosis method has diagnosis data transmitted in each transmission cycle after real-time critical data and non real-time critical data

Info

Publication number: DE10147434A1
Application number: DE10147434A
Authority: DE
Inventors: Michael Franke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2002-10-10

Abstract

The diagnosis method has data transmitted during a transmission cycle of variable time duration, each transmission cycle divided into a first section for transmission of real-time critical data, a second section for transmission of non real-time critical data and a third section for transmission of diagnosis data. An Independent claim for a diagnosis system for a switched communications system is also included.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System und Verfahren zur Diagnose von Kommunikationssystemen, insbesondere Realtime Ethernet.The invention relates to a system and method for Diagnostics of communication systems, especially real time Ethernet.

Unter einem synchronen, getakteten Kommunikationssystem mit Äquidistanz-Eigenschaften versteht man ein System aus wenigs tens zwei Teilnehmern, die über ein Datennetz zum Zweck des gegenseitigen Austausches von Daten bzw. der gegenseitigen Übertragung von Daten miteinander verbunden sind. Dabei er folgt der Datenaustausch zyklisch in äquidistanten Kommunika tionszyklen, die durch den vom System verwendeten Kommunika tionstakt vorgegeben werden. Ein äquidistanter deterministi scher zyklischer Datenaustausch in Kommunikationssystemen ba siert auf einer gemeinsamen Takt- bzw. Zeitbasis aller an der Kommunikation beteiligten Komponenten. Die Takt- bzw. Zeitba sis wird von einer ausgezeichneten Komponente (Taktschläger) zu den anderen Komponenten übertragen. Bei isochronem Realti me-Ethernet wird der Takt bzw. die Zeitbasis von einem Syn chronisationsmaster durch das Senden von Synchronisationste legrammen vorgegeben. Teilnehmer sind beispielsweise zentrale Automatisierungsgeräte, Programmier-, Projektierungs- oder Bediengeräte, Peripheriegeräte wie z. B. Ein-/Ausgabe- Baugruppen, Antriebe, Aktoren, Sensoren, speicherprogrammier bare Steuerungen (SPS) oder andere Kontrolleinheiten, Compu ter, oder Maschinen, die elektronische Daten mit anderen Ma schinen austauschen, insbesondere Daten von anderen Maschinen verarbeiten. Teilnehmer werden auch Netzwerkknoten oder Kno ten genannt. Unter Kontrolleinheiten werden im folgenden Reg ler- oder Steuerungseinheiten jeglicher Art verstanden, aber auch beispielsweise Switches und/oder Switch-Controller. Als Datennetze werden beispielsweise Bussysteme wie z. B. Feldbus, Profibus, Ethernet Industrial Ethernet, FireWire oder auch PC-interne Bussysteme (PCI), etc., insbesondere aber auch isochrones Realtime Ethernet verwendet.Under a synchronous, clocked communication system with Equidistance properties are understood as a system of little at least two participants who are on a data network for the purpose of mutual exchange of data or the mutual Transmission of data are interconnected. Doing it the data exchange follows cyclically in equidistant communication cycles by the communication used by the system be set clock. An equidistant determinist Cyclic data exchange in communication systems ba based on a common clock or time base for everyone at the Communication involved components. The clock or time base sis is made of an excellent component (beat racket) transferred to the other components. With isochronous realti me-Ethernet uses a syn chronization master by sending synchronization steps legrams specified. Participants are, for example, central Automation devices, programming, project planning or HMI devices, peripheral devices such as B. I / O Assemblies, drives, actuators, sensors, memory programming bare controls (PLC) or other control units, compu ter, or machines that exchange electronic data with other ma Exchange machines, especially data from other machines to process. Participants also become network nodes or kno called ten. The following reg Understand all types of control or control units, but also, for example, switches and / or switch controllers. As Data networks are, for example, bus systems such. B. fieldbus, Profibus, Ethernet Industrial Ethernet, FireWire or also PC internal bus systems (PCI), etc., but especially also isochronous realtime ethernet used.

Datennetze ermöglichen die Kommunikation zwischen mehreren Teilnehmern durch die Vernetzung, also Verbindung der einzel nen Teilnehmer untereinander. Kommunikation bedeutet dabei die Übertragung von Daten zwischen den Teilnehmern. Die zu über tragenden Daten werden dabei als Datentelegramme verschickt, d. h. die Daten werden zu mehreren Paketen zusammengepackt und in dieser Form über das Datennetz an den entsprechenden Emp fänger gesendet. Man spricht deshalb auch von Datenpaketen. Der Begriff Übertragung von Daten wird dabei hier synonym zur oben erwähnten Übertragung von Datentelegrammen oder Datenpa keten verwendet.Data networks enable communication between several Participants through networking, i.e. connecting the individual participants. Communication means that Transfer of data between participants. The too carrying data are sent as data telegrams, d. H. the data is packed into several packages and in this form via the data network to the corresponding emp catcher sent. One therefore speaks of data packets. The term transfer of data becomes synonymous with transmission of data telegrams or data pairs mentioned above keten used.

In verteilten Automatisierungssystemen, beispielsweise im Be reich Antriebstechnik, müssen bestimmte Daten zu bestimmten Zeiten bei den dafür bestimmten Teilnehmern eintreffen und von den Empfängern verarbeitet werden. Man spricht dabei von echtzeitkritischen Daten bzw. Datenverkehr, da ein nicht rechtzeitiges Eintreffen der Daten am Bestimmungsort zu uner wünschten Resultaten beim Teilnehmer führt, im Gegensatz zur nicht echtzeitkritischen, beispielsweise inter- bzw. intra netbasierten Datenkommunikation. Gemäss IEC 61491, EN61491 SERCOS interface - Technische Kurzbeschreibung (http:/ / www.sercos.de/deutsch/index deutsch.htm) kann ein er folgreicher echtzeitkritischer Datenverkehr der genannten Art in verteilten Automatisierungssystemen gewährleistet werden. In der deutschen Patentanmeldung DE 10 05 8524.8 ist ein Sys tem und ein Verfahren zur Übertragung von Daten über schalt bare Datennetze, insbesondere das Ethernet, offenbart, das einen Mischbetrieb von echtzeitkritischer und nichtechtzeit kritischer, insbesondere Inter- bzw. Intranet basierter Da tenkommunikation erlaubt. In distributed automation systems, for example in Be rich drive technology, certain data need to be certain Times arrive at the designated participants and processed by the recipients. One speaks of real-time critical data or data traffic, as a not timely arrival of the data at the destination too un leads to the desired results for the participant, in contrast to the not real-time critical, for example inter- or intra net-based data communication. According to IEC 61491, EN61491 SERCOS interface - Brief technical description (http: / / www.sercos.de/deutsch/index deutsch.htm) he can consequent real-time critical data traffic of the type mentioned can be guaranteed in distributed automation systems. In the German patent application DE 10 05 8524.8 a Sys system and a method for transmitting data over bare data networks, in particular the Ethernet, discloses that a mixed operation of real-time critical and non-real time critical, especially internet or intranet based data Communication allowed.

Automatisierungskomponenten (z. B. Steuerungen, Antriebe, . . .) verfügen heute im Allgemeinen über eine Schnittstelle zu ei nem zyklisch getakteten Kommunikationssystem. Eine Ablaufebe ne der Automatisierungskomponente (Fast-cycle) (z. B. Lagere gelung in einer Steuerung, Drehmomentregelung eines Antriebs) ist auf den Kommunikationszyklus synchronisiert. Dadurch wird der Kommunikationstakt festgelegt. Andere, niederperformante Algorithmen (Slow-cycle) (z. B. Temperaturregelungen) der Au tomatisierungskomponente können ebenfalls nur über diesen Kommunikationstakt mit anderen Komponenten (z. B. Binärschal ter für Lüfter, Pumpen, . . .) kommunizieren, obwohl ein langsa merer Zyklus ausreichend wäre. Durch Verwendung nur eines Kommunikationstaktes zur Übertragung von allen Informationen im System entstehen hohe Anforderungen an die Bandbreite der Übertragungsstrecke.Automation components (e.g. controls, drives,...) today generally have an interface to egg a cyclically clocked communication system. An expiry level automation component (fast cycle) (e.g. storage control, torque control of a drive) is synchronized to the communication cycle. This will the communication clock is fixed. Other, low-performing Algorithms (slow cycle) (e.g. temperature controls) of the Au tomato components can also only use this Communication clock with other components (e.g. binary scarf for fans, pumps,. , .) communicate, although a langsa more cycle would be sufficient. By using only one Communication clock for the transmission of all information the system places high demands on the bandwidth of the Transmission link.

Für die Prozesssteuerung und -überwachung in der automati sierten Fertigung und insbesondere bei digitalen Antriebs techniken sind sehr schnelle und zuverlässige Kommunikations systeme mit vorhersagbaren Reaktionszeiten erforderlich.For process control and monitoring in automated -based manufacturing and especially for digital drives techniques are very fast and reliable communication systems with predictable response times required.

Mit parallelen Bussystemen, wie beispielsweise SMP, ISA, PCI oder VME, ist eine sehr schnelle und einfache Kommunikation zwischen verschiedenen Baugruppen aufbaubar. Diese bekannten Bussysteme finden ihren Einsatz dabei insbesondere in Rech nern und PCs.With parallel bus systems, such as SMP, ISA, PCI or VME, is a very quick and easy communication buildable between different assemblies. These well-known Bus systems are used in particular in Rech and PCs.

Zur Diagnose von Switches werden heute Spiegelports einge setzt. Dabei werden die an einem Port empfangenen bzw. gesen deten Daten über einen dezidierten Port (Spiegelport) ausge geben. An dem Spiegelport kann ein Diagnosetool (z. B. Analy zer) angeschlossen werden, um die empfangenen und/oder gesen deten Daten aufzuzeichnen und/oder zu analysieren. Der An schluss an dem Spiegelport erfolgt hierbei unmittelbar am entsprechenden Knoten innerhalb des Netzwerks. Prinzipiell ist es möglich die an einem Port empfangenen und/oder gesen deten Daten an einen dezidierten Knoten im Netzwerk, an dem das Diagnosetool angeschlossen ist, zu übertragen. Der Vor teil liegt darin, dass die Diagnose von verschiedenen Knoten des Netzwerks von einem zentralen Punkt aus erfolgen kann. Der Nachteil liegt darin, dass das Zeitverhalten der normalen Kommunikation (Kommunikation ohne Spiegelportdaten) beein flusst wird, was insbesondere in Automatisierungsanlagen mit priorisierter Kommunikation zu einem nicht vorhersagbaren Verhalten führen kann.Mirror ports are used today to diagnose switches puts. In doing so, those received or read on a port are read data via a dedicated port (mirror port) give. A diagnostic tool (e.g. Analy zer) can be connected to the received and / or read record and / or analyze data. The An connection to the mirror port takes place directly on corresponding nodes within the network. in principle it is possible to receive and / or send on a port data to a dedicated node in the network where the diagnostic tool is connected. The before part is that the diagnosis of different nodes of the network can be done from a central point. The disadvantage is that the timing behavior of the normal Communication (communication without mirror port data) what is flowing in particular in automation systems prioritized communication to an unpredictable Behavior can result.

Das Problem wird dadurch gelöst, das für die Übertragung der Spiegelportdaten im gesamten Kommunikationssystem ein Kommu nikationskanal reserviert wird. Das Verfahren beruht auf der deutschen Patentanmeldung DE 100 58 524.8 bei der ein System und ein Verfahren zur Übertragung von Daten über schaltbare Datennetze, insbesondere das Ethernet, offenbart ist, das ei nen Mischbetrieb von echtzeitkritischer und nichtechtzeitkri tischer, insbesondere Inter- bzw. Intranet basierter Daten kommunikation erlaubt. Dies ermöglicht sowohl eine echtzeit kritische (RT; Real-Time) als auch eine nicht echtzeitkriti sche Kommunikation (NRT; Non-Real-Time) in einem schaltbaren Datennetz, bestehend aus Teilnehmern und Koppeleinheiten, beispielsweise eines verteilten Automatisierungssystems durch einen zyklischen Betrieb. In einem so genannten Übertragungs zyklus existiert für alle Teilnehmer und Koppeleinheiten des schaltbaren Datennetzes jeweils wenigstens ein Bereich zur Übermittlung echtzeitkritischer und wenigstens ein Bereich zur Übermittlung nicht echtzeitkritischer Daten, wodurch die echtzeitkritische von der nicht echtzeitkritischen Kommunika tion getrennt wird. Da alle Teilnehmer und Koppeleinheiten immer auf eine gemeinsame Zeitbasis synchronisiert sind, fin den die jeweiligen Bereiche zur Übermittlung von Daten für alle Teilnehmer und Koppeleinheiten jeweils zum selben Zeit punkt statt, d. h. die echtzeitkritische Kommunikation findet zeitlich unabhängig von der nicht echtzeitkritischen Kommuni kation statt und wird deshalb nicht von dieser beeinflusst. Die echtzeitkritische Kommunikation wird im Voraus geplant. Einspeisen der Datentelegramme beim originären Sender sowie deren Weiterleitung mittels der beteiligten Koppeleinheiten erfolgt zeitbasiert. Durch Zwischenspeicherung in den jewei ligen Koppeleinheiten wird erreicht, dass zu beliebiger Zeit auftretende, spontane, internetfähige, nicht echtzeitkriti sche Kommunikation in den für die nicht echtzeitkritische Kommunikation vorgesehenen Übertragungsbereich eines Übertra gungszyklus verschoben und auch nur dort übertragen wird.The problem is solved by the transfer of the Mirror port data in the entire communication system nication channel is reserved. The process is based on the German patent application DE 100 58 524.8 for a system and a method for transmitting data via switchable Data networks, in particular the Ethernet, is disclosed, the egg Mixed operation of real-time critical and non-real-time cri table, especially internet or intranet based data communication allowed. This enables both real time critical (RT; real-time) as well as a non-real-time critic cal communication (NRT; Non-Real-Time) in a switchable Data network, consisting of subscribers and coupling units, for example a distributed automation system cyclical operation. In a so-called transmission cycle exists for all participants and coupling units of the switchable data network each have at least one area Transmission of real-time critical and at least one area for the transmission of non real-time critical data, whereby the real-time critical from the non-real-time critical communica tion is separated. Since all participants and coupling units are always synchronized on a common time base, fin the respective areas for the transmission of data for all participants and coupling units at the same time point instead of d. H. real-time critical communication takes place independent of the communication that is not critical for real time cation takes place and is therefore not influenced by this. Real-time critical communication is planned in advance. Feeding the data telegrams at the original transmitter as well their forwarding by means of the coupling units involved is time based. By caching in the respective only coupling units is achieved at any time occurring, spontaneous, internet-enabled, not real-time criticism communication in the for the not real-time critical Communication intended transmission area of a transfer cycle and is only transmitted there.

In dieser Anmeldung ist die Ausprägung eines prinzipiellen Aufbaus eines Übertragungszyklus der in zwei Bereiche aufge teilt ist, beispielhaft dargestellt. Ein Übertragungszyklus ist in einen ersten Bereich, der zur Übertragung echtzeitkri tischer Daten vorgesehen ist, und einen zweiten Bereich, der zur Übertragung nicht echtzeitkritischer Daten vorgesehen ist, aufgeteilt. Die Länge des dargestellten Übertragungszyk lus symbolisiert dessen zeitliche Dauer, die vorteilhafter weise je nach Anwendungszweck zwischen einer Mikrosekunde und zehn Sekunden beträgt. Die Zeitdauer eines Übertragungszyklus ist veränderbar, wird aber vor dem Zeitpunkt der Datenüber tragung, beispielsweise durch einen Steuerungsrechner wenigs tens einmal festgelegt und ist für alle Teilnehmer und Kop peleinheiten des schaltbaren Datennetzes jeweils gleich lang. Die Zeitdauer eines Übertragungszyklus und/oder die Zeit dauer des ersten Bereichs, der zur Übertragung von echtzeit kritischen Daten vorgesehen ist, kann jederzeit, beispiels weise zu vorher geplanten, festen Zeitpunkten und/oder nach einer geplanten Anzahl von Übertragungszyklen, vorteilhafter weise vor Beginn eines Übertragungszyklus verändert werden, indem der Steuerungsrechner beispielsweise auf andere geplan te, echtzeitkritische Übertragungszyklen umschaltet. Darüber hinaus kann der Steuerungsrechner jederzeit im laufenden Be trieb eines Automatisierungssystems je nach Erfordernis Neu planungen der Echtzeitkommunikation durchführen, wodurch ebenfalls die Zeitdauer eines Übertragungszyklus verändert werden kann. Die absolute Zeitdauer 17 eines Übertragungszyk lus ist ein Maß für den zeitlichen Anteil, bzw. die Bandbrei te der nicht echtzeitkritischen Kommunikation während eines Übertragungszyklus, also die Zeit, die für die nicht echt zeitkritische Kommunikation zur Verfügung steht. So hat die nicht echtzeitkritische Kommunikation beispielsweise bei ei ner Zeitdauer eines Übertragungszyklus 12 von 500 µs eine Bandbreite von 30%, bei 10 ms eine Bandbreite von 97%. Im ers ten Bereich, der zur Übertragung echtzeitkritischer Daten vorgesehen ist, ist vor dem Senden der eigentlichen echtzeit kritischen Datentelegramme eine gewisse Zeitdauer zum Senden von Datentelegrammen zur Organisation der Datenübertragung reserviert. Die Datentelegramme zur Organisation der Daten übertragung enthalten beispielsweise Daten zur Zeitsynchroni sation der Teilnehmer und Koppeleinheiten des Datennetzes und/oder Daten zur Topologieerkennung des Netzwerks. Nachdem diese Datentelegramme gesendet wurden, werden die echtzeit kritischen Datentelegramme gesendet. Da die Echtzeitkommuni kation durch den zyklischen Betrieb im Voraus planbar ist, sind für alle zu übertragenden, echtzeitkritischen Datentele gramme eines die Sendezeitpunkte bzw. die Zeitpunkte für die Weiterleitung der echtzeitkritischen Datentelegramme vor Be ginn der Datenübertragung bekannt, d. h. die Zeitdauer des Be reichs zur Übertragung von nicht echtzeitkritischen Daten ist automatisch durch die Zeitdauer des Bereichs zur Übertragung von echtzeitkritischen Daten festgelegt. Vorteil dieser An ordnung ist, dass jeweils nur die notwendige Übertragungszeit für den echtzeitkritischen Datenverkehr verwendet wird und nach dessen Beendigung die restliche Zeit automatisch für die nicht echtzeitkritische Kommunikation, beispielsweise für die nicht planbare Internetkommunikation bzw. andere nicht echt zeitkritische Anwendungen zur Verfügung steht. Besonders vor teilhaft ist, dass die Zeitdauer des Bereichs zur Übertragung von echtzeitkritischen Daten jeweils durch die verbindungs spezifisch zu übertragenden Daten bestimmt wird, d. h., die Zeitdauer der beiden Bereiche wird für jede einzelne Daten verbindung durch die jeweils notwendige Datenmenge der zu übertragenden echtzeitkritischen Daten bestimmt, wodurch die zeitliche Aufteilung der beiden Bereiche für jede einzelne Datenverbindung für jeden Übertragungszyklus verschieden sein kann. Es wird jeweils nur die notwendige Übertragungszeit für den echtzeitkritischen Datenverkehr verwendet und die restli che Zeit eines Übertragungszyklus steht automatisch für die nicht echtzeitkritische Kommunikation, beispielsweise für die nicht planbare Internetkommunikation bzw. andere nicht echt zeitkritische Anwendungen für alle Teilnehmer des schaltbaren Datennetzes zur Verfügung. Da die Echtzeitkommunikation im Voraus entsprechend so geplant ist, dass das Ankommen der echtzeitkritischen Datentelegramme in den entsprechenden Kop peleinheiten so geplant ist, dass die betrachteten, echtzeit kritischen Datentelegramme spätestens zum Weiterleitungszeit punkt oder früher bei den entsprechenden Koppeleinheiten an kommen, können die echtzeitkritischen Datentelegramme ohne zeitlichen Zwischenraum gesendet bzw. weitergeleitet werden, so dass durch das dicht gepackte Senden, bzw. Weiterleiten, die zur Verfügung stehende Zeitdauer bestmöglich genutzt wird. Selbstverständlich ist es aber auch möglich bei Bedarf Sendepausen zwischen der Übertragung der einzelnen Datentele gramme einzubauen.In this application, the expression of a basic structure of a transmission cycle which is divided into two areas is shown as an example. A transmission cycle is divided into a first area, which is provided for the transmission of real-time critical data, and a second area, which is provided for the transmission of non-real-time critical data. The length of the transmission cycle shown symbolizes its duration, which is advantageously between one microsecond and ten seconds, depending on the application. The duration of a transmission cycle is changeable, but is determined at least once before the time of data transmission, for example by a control computer, and is the same length for all participants and coupling units of the switchable data network. The duration of a transmission cycle and / or the duration of the first area, which is provided for the transmission of real-time critical data, can advantageously at any time, for example at previously planned, fixed times and / or after a planned number of transmission cycles, before the start of a Transmission cycle can be changed, for example, by switching the control computer to other planned real-time-critical transmission cycles. In addition, the control computer can carry out rescheduling of real-time communication at any time while an automation system is in operation, which also allows the duration of a transmission cycle to be changed. The absolute time period 17 of a transmission cycle is a measure of the time component, or the bandwidth, of the communication which is not real-time critical during a transmission cycle, that is to say the time which is available for the communication which is not really time-critical. For example, the non-real-time-critical communication has a bandwidth of 30% for a transmission cycle 12 of 500 μs, and a bandwidth of 97% for 10 ms. In the first area, which is provided for the transmission of real-time critical data, a certain period of time is reserved for sending data telegrams for the organization of the data transmission before the actual real-time critical data telegrams are sent. The data telegrams for organizing the data transmission contain, for example, data for time synchronization of the subscribers and coupling units of the data network and / or data for topology detection of the network. After these data telegrams have been sent, the real-time critical data telegrams are sent. Since the real-time communication can be planned in advance by the cyclic operation, the transmission times or the times for the forwarding of the real-time-critical data telegrams before the start of the data transmission are known for all the real-time-critical data telegrams to be transmitted, i.e. the time period of the area for the transmission of non-real-time critical data is automatically determined by the duration of the area for the transmission of real-time critical data. The advantage of this arrangement is that only the necessary transmission time is used for the real-time-critical data traffic and after its completion the remaining time is automatically available for the non-real-time-critical communication, for example for the unscheduled internet communication or other not really time-critical applications. It is particularly advantageous that the time period of the area for the transmission of real-time critical data is determined in each case by the connection-specific data to be transmitted, that is, the time period of the two areas is determined for each individual data connection by the respectively required amount of data of the real-time critical data to be transmitted , whereby the temporal division of the two areas for each individual data connection can be different for each transmission cycle. In each case, only the necessary transmission time for the real-time-critical data traffic is used and the remaining time of a transmission cycle is automatically available for the non-real-time-critical communication, for example for the unscheduled internet communication or other not really time-critical applications for all participants in the switchable data network. Since the real-time communication is planned in advance so that the arrival of the real-time-critical data telegrams in the corresponding coupling units is planned in such a way that the considered real-time-critical data telegrams arrive at the forwarding time or earlier at the corresponding coupling units at the latest, the real-time-critical data telegrams can be without time interval are sent or forwarded so that the densely packed sending or forwarding makes the best use of the time available. Of course, it is also possible to install transmission breaks between the transmission of the individual data telegrams if necessary.

Die prinzipielle Arbeitsweise in einem geschalteten Netzwerk wird folgendermaßen erläutert. Dargestellt sind stellvertre tend für ein Netzwerk zwei Teilnehmer, beispielsweise ein An trieb und ein Steuerrechner, mit jeweils integrierten Koppel einheiten und einem weiteren Teilnehmer ohne Koppeleinheit, die durch Datenverbindungen miteinander verbunden sind. Die Koppeleinheiten besitzen jeweils lokale Speicher, die über interne Schnittstellen mit den Teilnehmern verbunden sind. Über die Schnittstellen tauschen die Teilnehmer Daten mit den entsprechenden Koppeleinheiten aus. Die lokalen Speicher sind innerhalb der Koppeleinheiten über die Datenverbindungen mit den Steuerwerken verbunden. Die Steuerwerke empfangen Da ten bzw. leiten Daten weiter über die internen Datenverbin dungen von bzw. zu den lokalen Speichern oder über eine oder mehrere der externen Ports. Durch Anwendung des Verfahrens der Zeitsynchronisation haben die Koppeleinheiten stets eine gemeinsame synchrone Zeitbasis. Hat ein Teilnehmer echtzeit kritische Daten, so werden diese zum vorausgeplanten Zeit punkt während des Bereichs für die echtzeitkritische Kommuni kation über die entsprechende Schnittstelle und den lokalen Speicher vom entsprechenden Steuerwerk abgeholt und von dort über den vorgesehenen externen Port zur nächsten verbundenen Koppeleinheit gesendet. Sendet ein anderer Teilnehmer zur gleichen Zeit, also während der echtzeitkritischen Kommunika tion, nicht echtzeitkritische Daten, beispielsweise für eine Internetabfrage so werden diese vom Steuerwerk über den ex ternen Port empfangen und über eine interne Verbindung an den lokalen Speicher weitergeleitet und dort zwischengespeichert. Von dort werden sie erst im Bereich für die nicht echtzeit kritische Kommunikation wieder abgeholt und an den Empfänger weitergeleitet, d. h. sie werden in den zweiten Bereich des Übertragungszyklus, der für die spontane, nicht echtzeitkri tische Kommunikation vorbehalten ist, verschoben, wodurch Störungen der Echtzeitkommunikation ausgeschlossen werden. Für den Fall, dass nicht alle zwischengespeicherten, nicht echtzeitkritischen Daten während des, für die Übertragung der nicht echtzeitkritischen Daten vorgesehenen Bereichs eines Übertragungszyklus übertragen werden können, werden sie im lokalen Speicher der entsprechenden Koppeleinheit solange zwischengespeichert, bis sie während eines, für die Übertra gung der nicht echtzeitkritischen Daten vorgesehenen Bereichs eines späteren Übertragungszyklus übertragen werden können, wodurch Störungen der Echtzeitkommunikation in jedem Fall ausgeschlossen werden.The principle of operation in a switched network is explained as follows. Representatives are shown tend for a network two participants, for example an An and a control computer, each with an integrated coupling units and another participant without a coupling unit, that are connected by data connections. The Coupling units each have local memories that are stored in internal interfaces are connected to the participants. The participants exchange data with the corresponding coupling units. The local stores are within the coupling units via the data connections connected to the control units. The control units receive Da Data is forwarded via the internal data link from or to the local memories or via a or several of the external ports. By applying the procedure the time synchronization, the coupling units always have one common synchronous time base. A participant has real time critical data, this becomes the time planned in advance point during the real-time critical communication area cation over the appropriate interface and the local Memory picked up from the corresponding control unit and from there to the next connected via the intended external port Coupling unit sent. Sends another participant to at the same time, ie during the real-time critical communication tion, not real-time critical data, for example for a Internet query so these are from the control unit via the ex remote port received and via an internal connection to the local storage forwarded and cached there. From there you will only be in the area for the not real time critical communication picked up again and sent to the recipient forwarded, d. H. they will be in the second area of the Transmission cycle, which is for the spontaneous, not real-time crisis table communication is reserved, postponed, whereby Disruptions in real-time communication can be excluded. In the event that not all cached, not real time critical data during the, for the transmission of the area of a non-real-time critical data Transmission cycle can be transmitted, they are in the local memory of the corresponding coupling unit as long cached until during one, for the transfer area not intended for real-time critical data a later transmission cycle can be transmitted, thereby disrupting real-time communication in any case be excluded.

Die echtzeitkritischen Datentelegramme, die über entsprechen de Datenverbindungen über die externen Ports beim Steuerwerk der zugehörigen Koppeleinheit eintreffen, werden unmittelbar über die entsprechenden externen Ports weitergeleitet. Dies ist möglich, da die Echtzeitkommunikation im Voraus geplant ist und deshalb für alle zu übertragenden, echtzeitkritischen Datentelegramme Sende- und Empfangszeitpunkt, alle jeweils beteiligten Koppeleinheiten sowie alle Zeitpunkte für die Weiterleitung und alle Empfänger der echtzeitkritischen Da tentelegramme bekannt sind. Durch die im Voraus erfolgte Pla nung der Echtzeitkommunikation ist auch sichergestellt, dass es auf den Datenverbindungen zu keinen Datenkollisionen kommt. Die Weiterleitungszeitpunkte aller echtzeitkritischen Datenpakete von den jeweils beteiligten Koppeleinheiten sind ebenfalls vorher geplant und damit eindeutig festgelegt. Das Ankommen der echtzeitkritischen Datentelegrammen ist deshalb so geplant, dass die betrachteten, echtzeitkritischen Daten telegramme spätestens zum Weiterleitungszeitpunkt oder früher im Steuerwerk der entsprechenden Koppeleinheit ankommen. Da mit ist das Problem von Zeitunschärfen, die sich insbesondere bei langen Übertragungsketten bemerkbar machen, eliminiert. Wie oben ausgeführt ist folglich ein gleichzeitiger Betrieb von echtzeitkritischer und nicht echtzeitkritischer Kommuni kation im selben schaltbaren Datennetz, sowie ein beliebiger Anschluss von zusätzlichen Teilnehmern an das schaltbare Da tennetz möglich, ohne die Echtzeitkommunikation selbst stö rend zu beeinflussen.The real-time critical data telegrams that correspond via de Data connections via the external ports at the control unit the associated coupling unit arrive immediately forwarded via the corresponding external ports. This is possible because real-time communication is planned in advance is and therefore for all real-time critical to be transmitted Data telegrams send and receive time, all of them involved coupling units as well as all times for the Forwarding and all recipients of the real-time-critical Da Tent telegrams are known. Due to the pla Real-time communication also ensures that it on the data connections to no data collisions comes. The forwarding times of all real-time critical Data packets from the respective coupling units involved also planned beforehand and thus clearly defined. The That is why the real-time critical data telegrams arrive planned so that the considered real-time critical data telegrams at the latest at the time of forwarding or earlier arrive in the control unit of the corresponding coupling unit. because with is the problem of time blurring, which in particular with long transmission chains, eliminated. Thus, as stated above, there is simultaneous operation of real-time critical and not real-time critical communication cation in the same switchable data network, as well as any one Connection of additional participants to the switchable Da network possible without disrupting real-time communication itself rend to influence.

In Erweiterung zu den oben definierten Mechanismen wird der NRT-Kanal in einen NRT-Kanal und einen Diagnosekanal unter teilt. Die Bandbreite für den Diagnosekanal ist einstellbar und reduziert die Bandbreite für die übrige NRT-Kommunika tion. Die Einschränkung der Bandbreite für die übrige Kommu nikation kann bei ausreichend performanten Kommunikationssys temen (z. B. Gigabit-Ethernet) hingenommen werden. Die Kommu nikationsmechanismen sind in beiden Kanälen identisch. Der Diagnosekanal darf jedoch nur für Diagnosefunktionen, z. B. Routing von Spiegelport-Daten zu einem dezidierten Knoten ge nutzt werden. Die Nutzung wird durch Diagnosesoftware und Projektierung bestimmt. Aufgrund der Projektierbarkeit kann der Diagnosekanal abgeschaltet werden. Zur verlustfreien Übertragung der Spiegelport-Daten sollte die Breite des Zeit fensters für den Diagnosekanal mit der maximalen Breite der NRT-Kanals übereinstimmen können.In addition to the mechanisms defined above, the NRT channel into an NRT channel and a diagnostic channel below Splits. The bandwidth for the diagnostic channel is adjustable and reduces the bandwidth for the remaining NRT communications tion. The limitation of bandwidth for the rest of the commu nication can be achieved with sufficiently powerful communication systems systems (e.g. Gigabit Ethernet) are accepted. The commu nication mechanisms are identical in both channels. The Diagnostic channel may only be used for diagnostic functions, e.g. B. Routing of mirror port data to a dedicated node be used. Use is through diagnostic software and Project planning determined. Due to the configurability, the diagnostic channel can be switched off. For lossless Transmission of the mirror port data should be the breadth of time window for the diagnostic channel with the maximum width of the NRT channel can match.

Der erfinderische Schritt liegt in der Idee eines zusätzli chen, separaten Kanals zur Übertragung von NRT-Daten, insbe sondere von Netzwerkdiagnosedaten (z. B. Spiegelportdaten). Dadurch kann eine zentral gesteuerte Netzwerkdiagnose durch geführt werden ohne dass dabei die im Normalbetrieb zur Ver fügung stehende Bandbreite für die übrige NRT-Kommunikation eingeschränkt bzw. ohne dass das Zeitverhalten des Gesamtsys tems beeinflußt bzw. verändert wird.The inventive step lies in the idea of an additional chen, separate channel for the transmission of NRT data, esp especially of network diagnostic data (e.g. mirror port data). This enables a centrally controlled network diagnosis are carried out without ver available bandwidth for the remaining NRT communication restricted or without the time behavior of the overall system tems is influenced or changed.

Von besonderem Vorteil ist es darüber hinaus, dass die offen barten Verfahren in Automatisierungssystemen, insbesondere bei und in Verpackungsmaschinen, Pressen, Kunststoffspritzma schinen, Textilmaschinen, Druckmaschinen, Werkzeugmaschinen, Robotor, Handlingssystemen, Holzverarbeitungsmaschinen, Glas verarbeitungsmaschinen, Keramikverarbeitungsmaschinen sowie Hebezeugen eingesetzt bzw. verwendet werden können.It is also of particular advantage that the open bartend procedures in automation systems, in particular in and in packaging machines, presses, plastic injection molding machines, textile machines, printing machines, machine tools, Robotor, handling systems, woodworking machines, glass processing machines, ceramic processing machines as well Hoists can be used or used.

Im Weiteren werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfin dung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the invention are described below dung explained with reference to the drawings. It demonstrate:

Fig. 1 Einteilung Kommunikationszyklus Fig. 1 classification communication cycle

Fig. 2 Diagnosezugang für Netzwerk Fig. 2 diagnostic access for network

Claims

1. A method for diagnosing switchable communication systems with at least two participants, in particular real-time Ethernet, characterized in that data are transmitted in at least one transmission cycle with an adjustable period of time and each transmission cycle in at least one first area for the transmission of real-time-critical data, at least a second area for the transmission of non-real-time critical data and at least a third area for the transmission of diagnostic data is divided.

2. System for performing a method according to claim 1.