DE102009041402B4 - Verfahren der drahtlosen Übergabe der logischen Zuordnung eines drahtlosen Knotens von einem Master zu einem anderen Master bei einem Steuer-/Regel-System mit mehreren Mastern, denen jeweils mehrere Knoten zugeordnet sind - Google Patents

Verfahren der drahtlosen Übergabe der logischen Zuordnung eines drahtlosen Knotens von einem Master zu einem anderen Master bei einem Steuer-/Regel-System mit mehreren Mastern, denen jeweils mehrere Knoten zugeordnet sind Download PDF

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Abstract

Verfahren der drahtlosen Übergabe der logischen Zuordnung eines drahtlosen Knotens (7, 8, 9, 13, 14, 15, 19, 20, 21) innerhalb eines einen Controller (2) mit mehreren daran angeschlossenen Mastern (6, 12, 18) aufweisenden hierarchischen Steuer-/Regel-Systems (1) von einem gegenwärtig zuständigen Master (6, 12, 18) zu einem nachfolgend zuständigen Master, wobei jeder Master einer bestimmten Zelle (5, 11, 17) angehört und wobei jeder Knoten eine SA-Standort-ID besitzt, welche innerhalb aller Knoten des gesamten Steuer-/Regel-Systems eindeutig und einmalig sowie dem Controller (2) bekannt ist, – wobei der Controller (2) zunächst dem gegenwärtig zuständigen Master mitteilt, die aktuelle logische Zuordnung eines spezifischen Knoten aufzuheben, – wobei der gegenwärtig zuständige Master danach eine Entkonfigurations-Meldung via Funkstrecke an den zu entkonfigurierenden, spezifischen Knoten sendet, – woraufhin der spezifische Knoten seine Zuordnung zur Zelle löscht und keine weiteren Funksignale mehr sendet, d. h. sich am regulären Betrieb innerhalb dieser Zelle nicht mehr beteiligt,...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren der drahtlosen Übergabe der logischen Zuordnung eines drahtlosen Knotens von einem Master zu einem anderen Master bei einem Steuer-/Regel-System mit mehreren Mastern, denen jeweils mehrere Knoten zugeordnet sind.
  • Aus „Die Zuverlässigen in der Fabrikautomatisierung – Drahtlose Automatisierung mit WISA®”, Broschüre Nr. 2CDC 171 027 B0102 der ABB STOTZ-KONTAKT GmbH, Heidelberg, gedruckt im März 2009, sind Fertigungszellen/Produktionsanlagen mit über Funkstrecken eingebundenen Initiatoren und damit verschleißfreier Signalübertragung bekannt. Als Anwendungsmöglichkeiten sind beispielsweise Drehtische für Roboter- und Handling-Anwendungen, Roboterzellen und -gärten, modulare Montagessysteme und Montagemaschinen mit häufigem Werkzeug- bzw. Vorrichtungswechsel angegeben. Als Kommunikationsband dient das 2,4 GHz ISM Band mit einer Reichweite von fünf bis zehn Metern. Optional kann auch eine drahtlose Energieversorgung von Sensoren/Sensorverteilern nach dem Prinzip des kernlosen Transformators erfolgen.
  • Aus der EP 1 744 473 A1 wird für ein solches drahtloses Kommunikationssystem ein Übertragungssystem mit Zeitmultiplexvielfachzugriff vorgeschlagen, welches beispielsweise aus drei Zellen aufgebaut ist, welche jeweils eine Basisstation besitzen, die an ein gemeinsames Automatisierungsgerät angeschlossen sind und jeweils mit einer Vielzahl von Knoten drahtlos kommunizieren. Beim bekannten Kommunikationssystem wird von einer einmal vorgegebenen und anschließend dauerhaft beibehaltenen logischen Zuordnung der einzelnen Knoten zu einer bestimmten Basisstation ausgegangen, d. h. es ist nicht vorgesehen, während des Normalbetriebes die logische Zuordnung eines Knotens von einer Basisstation zu einer anderen Basisstation zu ändern.
  • Aus der WO 02/089411 A2 ist ein Verfahren der drahtlosen Übergabe der logischen Zuordnung eines drahtlosen Knotens innerhalb eines einen Controller mit mehreren angeschlossenen Mastern aufweisenden hierarchischen Steuer-/Regel-Systems von einem gegenwärtigen zuständigen Master zu einem nachfolgend zuständigen Master bekannt, wobei jeder Master einer bestimmten Zelle angehört und wobei jeder Knoten eine SA-Standort-ID besitzt, welche innerhalb aller Knoten des gesamten Steuer-/Regel-Systems eindeutig und einmalig sowie dem Controller bekannt ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der drahtlosen Übergabe der logischen Zuordnung eines drahtlosen Knotens von einem Master zu einem anderen Master bei einem Steuer-/Regel-System mit mehreren Mastern anzugeben, denen jeweils mehrere Knoten zugeordnet sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren der drahtlosen Übergabe der logischen Zuordnung eines drahtlosen Knotens innerhalb eines einen Controller mit mehreren daran angeschlossenen Mastern aufweisenden hierarchischen Steuer-/Regel-Systems von einem gegenwärtig zuständigen Master zu einem nachfolgend zuständigen Master, wobei jeder Master einer bestimmten Zelle angehört und wobei jeder Knoten eine SA-Standort-ID besitzt, welche innerhalb aller Knoten des gesamten Steuer-/Regel-Systems eindeutig und einmalig sowie dem Controller bekannt ist,
    • – wobei der Controller zunächst dem gegenwärtig zuständigen Master mitteilt, die aktuelle logische Zuordnung eines spezifischen Knoten aufzuheben,
    • – wobei der gegenwärtig zuständige Master danach eine Entkonfigurations-Meldung via Funkstrecke an den zu entkonfigurierenden, spezifischen Knoten sendet,
    • – woraufhin der spezifische Knoten seine Zuordnung zur Zelle löscht und keine weiteren Funksignale mehr sendet, d. h. sich am regulären Betrieb innerhalb dieser Zelle nicht mehr beteiligt,
    • – wobei der sich im entkonfigurierten Zustand befindende Knoten nach Funksignalen von beliebigen Mastern des Steuer-/Regel-Systems sucht, welche Meldungen zu irgendeinem Knoten enthalten,
    • – wobei der Controller einem bestimmten weiteren Master mitteilt, eine bestimmte logische Zuordnung des spezifischen Knotens herbeizuführen,
    • – woraufhin dieser neue, nachfolgend zuständige Master eine Begrüßungs-Meldung abgibt, welche eine SA-Standort-ID des spezifischen Knotens enthält,
    • – worauf der spezifische Knoten nach Empfang dieser Begrüßungsmeldung mit einer Bestätigungs-Meldung antwortet,
    • – wobei der Master anschließend eine Konfigurations-Meldung an den spezifischen Knoten abgibt, welche gegebenenfalls weitere Wireless Parameter beinhaltet, welche in der neuen Zelle spezifiziert sind,
    • – und wobei der spezifische Knoten nach erfolgter Konfiguration den regulären Betrieb in der neuen Zelle aufnimmt.
  • Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die drahtlose Zelle-zu-Zelle-Übergabe von Baukomponenten (z. B. Roboterarm), welche einige Knoten (Sensoren und/oder Aktoren) enthalten, ohne zeitraubende mechanische Interaktion mit individuellen Geräten erfolgt. Dies erhöht die Effizienz bei wichtigen Anwendungsfällen, insbesondere bei wichtigen Anwendungsfällen mit diskreter Fertigung, z. B. bei Anwendungsfällen, bei welchen ein schneller Werkzeugwechsel von einem ersten Roboterarm zu einem zweiten Roboterarm erfolgen soll.
  • Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung wird nachstehend an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Steuer-/Regel-System mit einem Controller und drei Zellen, welche jeweils mehrere Knoten aufweisen,
  • 2 ein Steuer-/Regel-System gemäß 2 nach Übergabe eines Knotens von einer Zelle an eine weitere Zelle.
  • In 1 ist ein hierarchisches Steuer-/Regel-System 1 dargestellt, bei welchem ein Controller 2, z. B. ein PLC (Programmable Logic Controller), über ein Feld-Netzwerk 3, z. B. einen Feldbus, mit mehreren Wireless-Untersystemen 5, 11, 17 verbunden ist. Jedes Wireless-Untersystem 5 bzw. 11 bzw. 17 weist ein Gateway 6, 12, 18 und vorzugsweise mehrere Sensoren und/oder Aktoren auf, z. B.
    • – weist Wireless-Untersystem 5 drei Sensoren und/oder Aktoren 7, 8, 9 auf,
    • – weist Wireless-Untersystem 11 drei Sensoren und/oder Aktoren 13, 14, 15 auf,
    • – weist Wireless-Untersystem 17 drei Sensoren und/oder Aktoren 19, 20, 21 auf,
    wobei jedes Gateway 6, 12, 18 mit dem Feld-Netzwerk 3 verbunden ist und die Sensoren und/oder Aktoren 7, 8, 9 bzw. 13, 14, 15 bzw. 19, 20, 21 drahtlos, d. h. über eine Funkstrecke mit dem Gateway 6 bzw. 12 bzw. 18 verbunden sind.
  • Nachfolgend werden
    • – ein Wireless-Untersystem 5, 11, 17 auch mit Wireless-Zelle oder kurz mit Zelle,
    • – ein Gateway 6, 12, 18 auch mit Master und
    • – die Sensoren und/oder Aktoren 7, 8, 9, 13, 14, 15, 19, 20, 21 auch mit Knoten
    bezeichnet. Eine Zelle 5 bzw. 11 bzw. 17 weist einen Master 6 bzw. 12 bzw. 18 auf, welcher mit mindestens einem Knoten 7, 8, 9 bzw. 13, 14, 15 bzw. 19, 20, 21 drahtlos kommuniziert. Ein drahtloser Knoten kommuniziert gleichzeitig mit nicht mehr als einem Master. Ein drahtloser Knoten besitzt mindestens einen Sensor-Eingang und/oder mindestens einen Aktor-Ausgang.
  • Selbstverständlich kann das Steuer-/Regel-System beliebig mehr (oder auch weniger) Zellen aufweisen, des Weiteren kann eine Zelle beliebig mehr (oder auch weniger) Knoten aufweisen. Insbesondere ist es auch von Wichtigkeit, dass jeder Knoten des Steuer-/Regel-Systems mit jedem Master via Funkstrecke kommunizieren kann, d. h. die in 1 gezeigten Funkstrecken zwischen einem Knoten und einem Master sind nicht statisch, sondern entsprechen zufällig einem ganz bestimmten Zeitfenster während des Betriebes des Steuer-/Regel-Systems 1.
  • Die logische Zuordnung eines drahtlosen Knotens 7, 8, 9, 13, 14, 15, 19, 20, 21 zu einem bestimmten Master 6, 12, 18 ist durch eine „Zellen-ID” respektive Zuordnung zu einer bestimmten Zelle und eine „Knoten-ID” als Parameter gekennzeichnet, wobei die „Knoten-ID” nachfolgend auch als „SA-Nummer” bezeichnet wird und „ID” die Bedeutung „Kenn-Nummer” hat. Diese logische Zuordnung ist lediglich innerhalb einer einzigen Zelle 5, 11, 17 eindeutig und definiert die Funk-Betriebsparameter innerhalb dieser Zelle. Die logische Zuordnung und Vorgabe dieser beiden Parameter Zellen-ID und SA-Nummer an einen drahtlosen Knoten wird als Knoten-Konfiguration bezeichnet. Ein drahtloser Knoten verbleibt auch nach einet Abschaltung seiner Leistungsversorgung im konfigurierten Zustand. Um die logische Zuordnung zwischen einem konfigurierten Knoten von einem bestimmten Master zu lösen, muss der Knoten aktiv „entkonfiguriert” werden, d. h. die vorgegebenen/eingegebenen Parameter Zellen-ID und SA-Nummer müssen aktiv gelöscht werden, um den drahtlosen Knoten in seinen unkonfigurierten Zustand zurück zu setzen.
  • Nachfolgend werden Verfahren behandelt, mit welchen Knoten drahtlos konfiguriert und entkonfiguriert werden.
  • Bei vielen Anwendungsfällen liegt eine statische Steuerhierarchie vor, d. h. der drahtlose Knoten behält seine logische Zuordnung zu ein und demselben Master permanent bei, wie dies auch bei der eingangs genannten EP 1 744 473 A1 . Im Unterschied hierzu werden nachfolgend Fälle behandelt, bei denen die drahtlosen Knoten oftmals mehrfach innerhalb einer Stunde unterschiedlichen Mastern logisch zugeordnet werden.
  • Eine Grundvoraussetzung der nachfolgend beschriebenen Verfahren besteht darin, dass jeder drahtlose Knoten zusätzlich zur Zellen-ID und SA-Nummer eine SA-Standort-ID besitzt, welche innerhalb der zahlreichen drahtlosen Knoten des gesamten Steuer-/Regel-Systems 1 eindeutig und einmalig ist. Andererseits sollte diese SA-Standort-ID kurz genug sein, damit eine schnelle Übertragung mit Hilfe von Standard Telegrammen des drahtlosen Steuer-/Regel-Systems 1 ermöglicht wird. Es wird vorausgesetzt, dass diese SA-Standort-IDs den einzelnen Knoten bei der Inbetriebsetzung des Steuer-/Regel-Systems 1 eingegeben/vorgegeben werden und dass der Controller 2 einen vollständigen, gespeicherten Gesamtüberblick über alle vergebenen SA-Standort-IDs und den jeweils logisch zugeordneten Knoten hat.
  • Die SA-Standort-IDs können z. B. aus einer längeren, anwenderlesbaren, eindeutigen ID abgeleitet werden, welche jedem Knoten bereits während der Herstellung einprogrammiert wird.
  • Das vorgeschlagene Verfahren der drahtlosen Übergabe (handover) eines Knotens von einem gegenwärtig zuständigen Master zu einem nachfolgend zuständigen Master basiert auf zwei aufeinanderfolgender Schritten respektive Phasen:
    • – Phase A: Lösen der logischen Zuordnung zwischen einem konfigurierten drahtlosen Knoten vom gegenwärtig zuständigen Master respektive der gegenwärtig zuständigen Zelle, d. h. Entkonfiguration dieses spezifischen Knotens und anschließend
    • – Phase B: Aufbau einer logischen Zuordnung dieses spezifischen Knotens zu einem neuen, nachfolgend zuständigen Master, d. h. Konfigurieren dieses spezifischen Knotens für eine neue Zelle.
  • Diese drahtlose Übergabe erfolgt allerdings nicht nahtlos. Dies bedeutet, dass die regulären Sensor-/Aktor-Funktionalitäten während des entkonfigurierten Zustands zwischen Phase A und Phase B deaktiviert sind, was zur Folge hat, dass während des entkonfigurierten Zustands auftretende Sensor-Ereignisse oder Aktor-Ereignisse nicht gepuffert werden. Hierzu ein konkretes Beispiel:
    Eine Fertigungslinie einer Fabrik weist mehrere Roboter auf, wobei jeder Roboter mit einer Werkzeugaufnahme am Ende eines Roboterarms ausgestattet ist. Ein an dieser Werkzeugaufnahme montiertes Werkzeug kann mit einem oder mehreren Knoten ausgerüstet sein. Jeder Roboter ist einem bestimmten Master 6, 12, 18 logisch zugeordnet, d. h. einer bestimmten Zelle 5, 11, 17. Ein Controller 2, z. B. PLC, lenkt/bestimmt/überwacht alle Vorgänge innerhalb des Steuer-/Regel-Systems 1. Der Fertigungsprozess erfordert es, dass Werkzeuge im regulären Betrieb respektive Normal-Betrieb zwischen unterschiedlichen Robotern respektive unterschiedlichen Roboterarmen ausgewechselt werden. Dieser Austausch erfolgt manuell durch eine Bedienperson (Monteur). Die Bedienperson muss vor dem Entfernen eines Werkzeuges vom ersten Roboter zunächst die Erlaubnis vom Controller 2 hierzu erhalten und die Instruktionen des Controllers 2 befolgen, in welcher Art und Weise ein Werkzeug an einen weiteren, zweiten Roboter zu montieren ist. Sobald ein Werkzeug physikalisch vom ersten Roboter demontiert ist, erfolgt eine Trennung von der Leistungsversorgung und sobald es am zweiten Roboter montiert ist, liegt die Leistungsversorgung wieder vor. Der Controller 2 gibt dem ersten Master 6 bereits vor der physikalischen Entfernung eines Werkzeuges vor, all die diesem Werkzeug logisch zugeordneten Knoten zu entkonfigurieren. Beim betrachteten Ausführungsbeispiel ist Knoten 9 zu entkonfigurieren. Der Controller 2 gibt dem neuen, nachfolgend zuständigen Master 12 eine Liste aller SA-Standort-IDs der soeben zusammen mit dem Werkzeug demontierten und von der Leistungsversorgung abgetrennten Knoten vor. Gleichzeitig gibt der Controller dem nachfolgend zuständigen Master 12 vor, diese Knoten sukzessive (neu) zu konfigurieren.
  • Ein Austausch eines Werkzeuges muss so schnell wie möglich erfolgen, so dass manuelle Arbeitsvorgänge, welche die Entkonfiguration und Konfiguration der Knoten betreffen, bezüglich ihres Aufwandes und Zeitbedarfs zu minimieren/optimieren sind. Dies bedeutet, dass es zu vermeiden ist, dass die Bedienperson während eines Werkzeug-Austausches z. B. Knöpfe und/oder DIP-Schalter zu betätigen hat.
  • Dabei wird vorausgesetzt, dass eine Entkonfiguration vom Controller 2 veranlasst wird, indem der Controller 2 einem bestimmten, gegenwärtig zuständigen Master 6 über das Feld-Netzwerk 3 mitteilt, die aktuelle logische Zuordnung dieses spezifischen Knoten 9 aufzuheben. Die Entkonfiguration eines Knotens 9 erfolgt,
    • – indem der gegenwärtig zuständige Master 6 eine Entkonfigurations-Meldung über die normale Funkstrecke an den zu entkonfigurierenden, spezifischen Knoten 9 sendet,
    • – indem dieser spezifische Knoten 9 eine Bestätigungs-Meldung an den gegenwärtig zuständigen Master 6 sendet, dass er die Entkonfigurations-Meldung erhalten hat,
    • – indem der spezifische Knoten 9 anschließend seine Zellen-ID (Zuordnung zur Zelle) und seine eigene SA-Nummer entfernt,
    • – indem der spezifische Knoten 9 seine Sensor-Eingänge (falls vorhanden) deaktiviert,
    • – indem der spezifische Knoten 9 seine Aktor-Ausgänge (falls vorhanden) in einen definierten, vorher (offline) festgelegten Zustand versetzt und
    • – indem der spezifische Knoten 9 keine weiteren Funksignale mehr sendet, d. h. sich am regulären Betrieb nicht mehr beteiligt.
  • Die dieser Entkonfiguration nachfolgende Konfiguration dieses spezifischen Knotens 9 erfolgt in folgender Weise:
    • – Der Controller 2 teilt einem bestimmten weiteren Master 12 mit, eine bestimmte logische Zuordnung des spezifischen Knoten 9 innerhalb des Systems herbeizuführen.
    • – Dieser neue, nachfolgend zuständige Master 12 gibt zumindest einfach, vorzugsweise wiederholt eine Begrüßungs-Meldung ab, welche eine SA-Standort-ID des ganz bestimmten, spezifischen Knotens 9 enthält.
    • – Alle Knoten 9 und gegebenenfalls weitere, welche sich im entkonfigurierten Zustand befinden, jedoch bereits an die Leistungsversorgung angeschlossen sind, suchen nach Funksignalen von (beliebigen) Mastern 6, 12, 18 des Steuer-/Regel-Systems 1, welche Meldungen zu irgendeinem Knoten enthalten.
    • – Nachdem dieser spezifische Knoten 9 einmal oder in vorgegebener mehrfacher Anzahl eine Begrüßungsmeldung mit seiner SA-Standort-ID von ein- und demselben Master 12 empfangen hat, antwortet dieser spezifische Knoten 9 mit einer Bestätigungs-Meldung, welche seine eigene SA-Standort-ID beinhaltet und in vorgegebener Weise ein- oder mehrfach abgegeben wird.
    • – Nachdem der neue, nachfolgend zuständige Master 12 diese Bestätigungs-Meldung mit der vorgegebenen SA-Standort-ID einfach oder in vorgegebener Weise mehrfach von dem spezifischen Knoten 9 empfangen hat, beendet dieser Master 12 die Absendung der Begrüßungs-Meldung.
    • – Dieser Master 12 gibt anschließend einfach, vorzugsweise jedoch mehrfach Konfigurations-Meldungen ab, welche die SA-Nummer und zu Zwecken der Bestätigung ebenfalls die SA-Standort-ID des spezifischen Knotens 9 beinhalten.
    • – Die Zellen-ID kann bei allen Meldungen des Masters 12 als Teil des Meldungs-Kopfes (Kopfetikett, Kopfzeile, Überschrift, Kopfinformation) enthalten sein.
    • – Nachdem der spezifische Knoten 9 die Konfigurations-Meldung in vorgegebener Anzahl (einfach oder mehrfach) empfangen hat, gibt der spezifische Knoten 9 Bestätigungs-Meldungen in vorgegebener Anzahl (einfach oder mehrfach) ab, aktiviert danach seine Sensor-Eingänge (falls vorhanden), versetzt seine Aktor-Ausgänge (falls vorhanden) in einen definierten, vorher (offline) festgelegten Zustand und beginnt mit dem Normal-Betrieb innerhalb der neuen, zweiten Zelle 11, d. h. er gibt Betriebs-Meldungen ab. Dies ist in 2 gezeigt.
    • – Gemäß einer Variante hierzu kann der spezifische Knoten 9 auch die Funkstrecke nutzen, um schnell eine oder eine vorgegebene Anzahl von Bestätigungs-Meldungen an den nachfolgend zuständigen Master 12 zu senden, welche eine Bestätigung beinhalten, dass eine sichere Konfiguration erfolgt ist.
    • – Sobald der Master 12 eine vorgegebene Anzahl (einfach oder mehrfach) von Betriebs-Meldungen von diesem spezifischen Knoten 9 empfangen hat, beendet er die Absendung von Konfigurations-Meldungen.
  • Ein wichtiger Aspekt des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass der neue, nachfolgend zuständige Master 12 die Übergabe (handover) initiiert, indem er die Begrüßungs-Meldung zum spezifischen Knoten 9 sendet. Dies steht im Gegensatz zu Systemen, bei welchen die Übergabe durch die Knoten selbst initiiert wird.
  • Um die vorstehend erwähnte Suche nach Funksignalen (welche Meldungen zu irgendeinem Knoten enthalten) von (beliebigen) Mastern 6, 12, 18 der sich im entkonfigurierten Zustand befindenden Knoten 9 zu erleichtern, können diese Knoten 9 eine Zusammenfassung aller in der Vergangenheit zugesprochener Zellen-IDs enthalten, welche optional zusätzlich weitere Eigenschaften derjenigen Zellen aufweist, mit denen die Knoten 9 in der Vergangenheit verbunden waren. Eine solche Vorgehensweise kann die Suchzeit insbesondere in denjenigen Fällen reduzieren, bei denen über die Funkstrecke Frequency Hopping (Frequenzsprungverfahren) eingesetzt wird, die durch die Zellen-ID gekennzeichnet ist. Diese Vorgehensweise wird gegebenenfalls kombiniert mit „Schwarzen Listen”, in welche z. B. diejenigen Frequenzen angeführt sind, welche im vorliegenden Zusammenhang nicht von Interesse und deshalb unbeachtlich sind.
  • Eine weitere Hilfe für die sich im entkonfigurierten Zustand befindenden Knoten 9 bei der Suche nach einem relevanten Master 6, 12, 18 ist darin gegeben, dass der Master zellenspezifische Informationen über die Funkstrecke in Meldungen zwischen den Übergabe-Meldungen überträgt. Solche zellenspezifischen Informationen können beinhalten:
    • – eine „Schwarze Liste” mit nicht interessanten, nicht zu beachtenden Frequenzen,
    • – eine „Weiße Liste” mit interessanten, zu beachtenden Frequenzen,
    • – Informationen zum benutzten Frequency Hopping Verfahren,
    • – diejenigen Frequenzen, welche in den nächsten Rahmen (Frames, Datenübertragungsblöcken) benutzt werden.
  • Eine besondere Variante liegt vor, wenn die Funkstrecke auf Zeitschlitzen (time slots) als zugelassene Funk-Betriebsparameter basiert. Meldungen vom Master zu den Knoten, wie auch umgekehrt von den Knoten zum Master sind in diesem Fall in individuellen Funk-Betriebsparametern eingeschlossen. Einem konfigurierten Knoten sind impliziert durch seine SA-Nummer für seine eigenen Übertragungen spezifische Funk-Betriebsparameter zugeordnet und der Master benutzt für seine Meldungen zu einem vorgegebenen Knoten andere spezifische Funk-Betriebsparameter. Diese Betriebsparameter können exklusiv/nicht exklusiv für den vorgegebenen Knoten sein. Das Übergabe-Verfahren für diesen Fall ist derart, dass die Begrüßungs-Meldungen und die Konfigurations-Meldungen nur unter Nutzung spezifischer Funk-Betriebsparameter übertragen werden, wobei diese Funk-Betriebsparameter exklusiv/nicht exklusiv diesen Begrüßungs-Meldungen/Konfigurations-Meldungen zugeordnet sind. Es können Zellen-spezifische Funkstrecken-Meldungen benutzt werden, um den Knoten die Suche nach Mastern zu erleichtern, wobei Funk-Betriebsparameter benutzt werden, welche nicht für diejenigen im Zusammenhang mit der Übergabe benutzten Meldungen stehen.
  • Erst nachdem ein Knoten erfolgreich eine Begrüßungs-Meldung empfangen hat, anschließend ein Bestätigungs-Meldung abgegeben hat und danach eine Konfigurations-Meldung empfangen hat, wechselt er für den Normal-Betrieb zu seinen eigenen regulären Funk-Betriebsparametern.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    hierarchisches Steuer-/Regel-System
    2
    Controller
    3
    Feld-Netzwerk
    4
    5
    erstes Wireless-Untersystem = erste Wireless-Zelle = erste Zelle
    6
    erstes Gateway = erster Master
    7
    erster Sensor oder Aktor = erster Knoten
    8
    zweiter Sensor oder Aktor = zweiter Knoten
    9
    dritter Sensor oder Aktor = dritter Knoten
    10
    11
    zweites Wireless-Untersystem = zweite Wireless-Zelle = zweite Zelle
    12
    zweites Gateway = zweiter Master
    13
    vierter Sensor oder Aktor = vierter Knoten
    14
    fünfter Sensor oder Aktor = fünfter Knoten
    15
    sechster Sensor oder Aktor = sechster Knoten
    16
    17
    drittes Wireless-Untersystem = dritte Wireless-Zelle = dritte Zelle
    18
    drittes Gateway = dritter Master
    19
    siebter Sensor oder Aktor = siebter Knoten
    20
    achter Sensor oder Aktor = achter Knoten
    21
    neunter Sensor oder Aktor = neunter Knoten

Claims (10)

  1. Verfahren der drahtlosen Übergabe der logischen Zuordnung eines drahtlosen Knotens (7, 8, 9, 13, 14, 15, 19, 20, 21) innerhalb eines einen Controller (2) mit mehreren daran angeschlossenen Mastern (6, 12, 18) aufweisenden hierarchischen Steuer-/Regel-Systems (1) von einem gegenwärtig zuständigen Master (6, 12, 18) zu einem nachfolgend zuständigen Master, wobei jeder Master einer bestimmten Zelle (5, 11, 17) angehört und wobei jeder Knoten eine SA-Standort-ID besitzt, welche innerhalb aller Knoten des gesamten Steuer-/Regel-Systems eindeutig und einmalig sowie dem Controller (2) bekannt ist, – wobei der Controller (2) zunächst dem gegenwärtig zuständigen Master mitteilt, die aktuelle logische Zuordnung eines spezifischen Knoten aufzuheben, – wobei der gegenwärtig zuständige Master danach eine Entkonfigurations-Meldung via Funkstrecke an den zu entkonfigurierenden, spezifischen Knoten sendet, – woraufhin der spezifische Knoten seine Zuordnung zur Zelle löscht und keine weiteren Funksignale mehr sendet, d. h. sich am regulären Betrieb innerhalb dieser Zelle nicht mehr beteiligt, – wobei der sich im entkonfigurierten Zustand befindende Knoten nach Funksignalen von beliebigen Mastern des Steuer-/Regel-Systems sucht, welche Meldungen zu irgendeinem Knoten enthalten, – wobei der Controller (2) einem bestimmten weiteren Master mitteilt, eine bestimmte logische Zuordnung des spezifischen Knotens herbeizuführen, – woraufhin dieser neue, nachfolgend zuständige Master eine Begrüßungs-Meldung abgibt, welche eine SA-Standort-ID des spezifischen Knotens enthält, – worauf der spezifische Knoten nach Empfang dieser Begrüßungsmeldung mit einer Bestätigungs-Meldung antwortet, – wobei der Master anschließend eine Konfigurations-Meldung an den spezifischen Knoten abgibt, welche gegebenenfalls weitere Wireless Parameter beinhaltet, welche in der neuen Zelle spezifiziert sind, – und wobei der spezifische Knoten nach erfolgter Konfiguration den regulären Betrieb in der neuen Zelle aufnimmt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der spezifische Knoten eine Bestätigungs-Meldung an den gegenwärtig zuständigen Master sendet, dass er die Entkonfigurations-Meldung erhalten hat.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der spezifische Knoten über die Funkstrecke mindestens eine Bestätigungs-Meldung an den nachfolgend zuständigen Master sendet, um derart eine sichere Konfiguration zu bestätigen.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der spezifische Knoten seine Sensor-Eingänge, falls vorhanden, deaktiviert, respektive seine Aktor-Ausgänge, falls vorhanden, in einen definierten, festgelegten Zustand versetzt.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der sich im entkonfigurierten Zustand befindende, nach Funksignalen von beliebigen Mastern des Steuer-/Regel-Systems suchende Knoten eine Zusammenfassung aller in der Vergangenheit zugesprochener Zellen-IDs enthält, welche optional zusätzlich weitere Eigenschaften derjenigen Zellen aufweist, mit denen die Knoten in der Vergangenheit verbunden waren.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gegenwärtig zuständige Master zellenspezifische Informationen über die Funkstrecke des neuen nachfolgend zuständigen Masters in Meldungen zwischen den Übergabe-Meldungen überträgt, welche beinhalten: – eine „Schwarze Liste” mit nicht interessanten, für den suchenden Knoten nicht zu beachtenden Frequenzen, – und/oder eine „Weiße Liste” mit interessanten, für den suchenden Knoten zu beachtenden Frequenzen, – und/oder Informationen zum benutzten Frequency Hopping Verfahren, – und/oder diejenigen Frequenzen, welche in den nächsten Datenübertragurgsblöcken benutzt werden.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrüßungs-Meldungen und die Konfigurations-Meldungen nur unter Nutzung spezifischer Funk-Betriebsparameter übertragen werden, wobei diese Funk-Betriebsparameter exklusiv/nicht exklusiv diesen Begrüßungs-Meldungen/Konfigurations-Meldungen zugeordnet sind.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Zellen-spezifische Funkstrecken-Meldungen benutzt werden, um den Knoten die Suche nach Mastern zu erleichtern, wobei Funk-Betriebsparameter benutzt werden, welche nicht für diejenigen im Zusammenhang mit der Übergabe benutzten Meldungen stehen.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die SA-Standort-IDs den einzelnen Knoten bei der Inbetriebsetzung des Steuer-/Regel-Systems (1) eingegeben/vorgegeben werden.
  10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Knoten einen Sensor oder einen Aktor darstellt.
DE102009041402A 2009-09-12 2009-09-12 Verfahren der drahtlosen Übergabe der logischen Zuordnung eines drahtlosen Knotens von einem Master zu einem anderen Master bei einem Steuer-/Regel-System mit mehreren Mastern, denen jeweils mehrere Knoten zugeordnet sind Expired - Fee Related DE102009041402B4 (de)

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