DE102011101172A1 - Method for multi-address recognition in actuator sensor interface network, involves releasing switching or warning signal during overlapping of response signals, arranging recognition logic in slaves for recognizing multi-addressing - Google Patents
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- H04L2012/40254—Actuator Sensor Interface ASI
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Aktuator-Sensor-Interface-System mit einer Mehrfachadresserkennung in einem solchen AS-Interface-Netzwerk.The invention relates to an actuator-sensor interface system with a multiple address detection in such an AS-Interface network.
Bei der Einrichtung von AS-Interface-Systemen wird den anzuschließenden Slaves bei deren Installation manuell eine Adresse zugeordnet. Bei dieser Zuordnung besteht die Gefahr, dass versehentlich verschiedenen Slaves die gleiche Adresse zugeordnet wird. In diesem Fall liegt eine unbeabsichtigte Mehrfachadressierung vor.When setting up AS-Interface systems, the slaves to be connected are assigned an address manually when they are installed. With this assignment, there is a risk that the same address will be assigned to different slaves by mistake. In this case there is an unintentional multiple addressing.
Eine ordnungsgemäße Einrichtung der Slaves liegt hingegen dann vor, wenn jeder Slave in dem ihm zugeordneten Zeitfenster allein Daten mit dem Master austauscht. Alle anderen Slaves sollten innerhalb dieses Zeitfensters keinen eigenen Datenverkehr ausführen.On the other hand, the slaves are correctly set up if each slave exchanges data with the master in the time window assigned to it alone. All other slaves should not execute their own data traffic within this time window.
Eine unerwünschte Mehrfachadressierung liegt dann vor, wenn in diesem Zeitfenster nicht nur der zuständige Slave Daten mit dem Master austauscht, sondern ein fehlerhaft mit der gleichen Adresse ausgestatteter zweiter oder dritter Slave. Der Master kann dann nicht mehr unterscheiden, welcher Slave gesendet hat.An undesired multiple addressing is present when in this time window not only the responsible slave exchanges data with the master, but a faulty with the same address equipped second or third slave. The master can then no longer distinguish which slave has sent.
Mehrfachadressierungen in AS-Interface Netzwerken (2 oder mehr Slaves haben fälschlicherweise die gleiche Adresse) stellen deshalb eine Gefahr für den sicheren Betrieb dar, weil sie nach dem Stand der Technik von den beteiligten Komponenten (Master, Slave) nicht sicher erkannt werden können.Multiple addressing in AS-Interface networks (2 or more slaves have the same address incorrectly) therefore represent a danger to safe operation because they can not be reliably detected by the components involved (master, slave) according to the state of the art.
Aktuell sind zur Erkennung von Mehrfachadressierungen mehrere Lösungsvorschläge bekannt:
Die
The
Die
Die
Weitere Versuche, Mehrfachadressierungen zu vermeiden, sind bekannt. Sie beruhen auf dem Prinzip, das Entstehen einer Mehrfachadressierung, etwa durch Speicherung der Netzwerk-Konfiguration in einem Adressiergerät, zu verhindern. Auch dieses Verfahren ist nicht geeignet, eine Mehrfachadressierung sicher zu verhindern, weil es jederzeit möglich ist, einen bereits falsch adressierten Slave an das Netzwerk anzuschließen.Further attempts to avoid multiple addressing are known. They are based on the principle of preventing the occurrence of multiple addressing, such as by storing the network configuration in an addressing device. This method is also not suitable for reliably preventing multiple addressing, because it is always possible to connect an already incorrectly addressed slave to the network.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem unter allen Umständen und in allen denkbaren Konfigurationen eine Mehrfachadressierung erkannt und dem Anwender gemeldet werden kann.It is therefore an object of the invention to provide a method with which under all circumstances and in all conceivable configurations a multiple addressing can be detected and reported to the user.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt durch die technische Lehre des Anspruches 1. Ferner erfolgt die Lösung der Lehre durch eine Slave-Konfiguration nach dem unabhängigen Anspruch 8.The solution of the problem is achieved by the technical teaching of
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass eine neuartige technische Ausstattung eines Slaves gegeben ist. Jedem Slave ist erfindungsgemäß eine Erkennungslogik zugeordnet, die eine Mehrfachadressierung erkennt. Dies ist neu gegenüber dem Stand der Technik, denn dort war die Überwachungseinrichtung zur Feststellung der Mehrfachadressierung entweder im Master oder in einer eigenen Instanz des Netzwerkes angeordnet. Erfindungsgemäß wird nun die Erkennungslogik zur Erkennung einer Mehrfachadressierung im Slave angeordnet.An essential feature of the invention is that a novel technical features of a slave is given. Each slave is assigned according to the invention a recognition logic that recognizes a multiple addressing. This is new compared to the prior art, because there was the monitoring device to determine the multiple addressing either in the master or in a separate instance of the network. According to the detection logic for detecting a multiple addressing in the slave is now arranged.
Ein Verfahren zur Verwirklichung der technischen Lehre des Anspruches 1 besteht im Wesentlichen darin, dass jeder Slave innerhalb einer willkürlich vorgegebenen Zeit, die durch bestimmte Parameter einstellbar ist, seine Sendung an den Master einstellt und – obwohl er zu einer Sendung berechtigt wäre – keine Sendung aussendet, sondern dass er in diesem Zeitfenster die Busleitung abhört und feststellt, ob – in unerlaubter Weise – ein anderer gleich adressierter Slave in dem Zeitfenster des abhörenden Slaves sendet.A method for realizing the technical teaching of
In diesem Fall liegt eine unerwünschte Mehrfachadressierung vor. Sobald der in seinem zugeordneten Zeitfenster die Busleitung abhörende Slave den Busverkehr eines anderen gleich adressierten Slaves feststellt, setzt er ein Statusflag und/oder setzt seine Adresse auf 0 und/oder gibt optional eine Fehlermeldung aus.In this case, there is an undesirable multiple addressing. As soon as the slave monitoring the bus line in its allocated time window detects the bus traffic of another identically addressed slave, it sets a status flag and / or sets its address to 0 and / or optionally issues an error message.
Wenn jedoch im Abhörzeitraum des betreffenden Slaves auf der Busleitung kein anderer Slave sendet, dann liegt kein Fall einer Mehrfachadressierung vor und der die Busleitung abhörende Slave setzt seinen Zähler zurück und nimmt seinen bestimmungsgemäßen Verkehr mit dem Master wieder auf.However, if no other slave is transmitting on the bus line during the listening period of the respective slave, then there is no case of multiple addressing and the slave listening on the bus line resets his counter and resumes his intended traffic with the master.
Im Normalbetrieb sendet der Slave seine Antwort an den Master, wobei z. B. der Zeitablauf im Normalbetrieb so gewählt ist, dass zum Beispiel 100 oder 200 oder 1000 Aussendungen an den Master von Seiten des Slaves aus erfolgen und von seinem Zähler gezählt werden. Während des Normalbetriebs des Busverkehrs zwischen Master und Slave läuft also ein jedem Slave individuell zugeordneter Zähler mit, der inkrementiert wird. In diesem Zähler wird eine bestimmte Startzeit definiert, welche die Abhörphase des Slaves nach etwa 100 oder 200 oder 1000 Aussendungen an den Master startet.In normal operation, the slave sends its response to the master, with z. B. the timing is selected in normal operation so that, for example, 100 or 200 or 1000 emissions to the master from the side of the slave made and counted from his counter. During normal operation of the bus traffic between master and slave, therefore, a counter associated with each slave runs, which is incremented. In this counter, a specific start time is defined, which starts the listening phase of the slave after about 100 or 200 or 1000 transmissions to the master.
Wichtig ist, dass jeder Slave individuell für sich zu vollkommen verschiedenen Zeiten – als vergleichsweise andere Slaves – seine Abhörphase in Abhängigkeit von dem Zählerstand des Inkrementalzählers einleitet und sobald dieser Startzeitpunkt erreicht ist, verzichtet er auf seine bestimmungsgemäß eigentlich fällige Aussendung an den Master und hört stattdessen die Busleitung ab. Er hört in diesem – nur für ihn definierten Zeitfenster – die Busleitung ab, ob nicht in diesem – nur für ihn reservierten Zeitraum – in unerlaubter Weise ein anderer Slave sendet. Wenn dies der Fall sein sollte, liegt eine unerwünschte Mehrfachadressierung vor.It is important that each slave individually for himself at completely different times - as comparatively other slaves - its Abhörphase depending on the count of Inkrementalzählers initiates and as soon as this start time is reached, he renounces his intended due due transmission to the master and listens instead the bus line off. He hears in this - only for him defined time window - from the bus line, whether not in this - reserved only for him period - illegally another slave sends. If this is the case, there is an undesirable multiple addressing.
Die Erfindung besteht also aus folgenden Merkmalen:The invention thus consists of the following features:
1. Mehrfachadresserkennung1. Multiple address detection
Die Mehrfachadresserkennung wird nach der Lehre der Erfindung nicht im Master oder einer anderen zentralen Netzwerkkomponente, sondern im Slave durchgeführt. Bei z. B. jedem 100., 200. oder 1000. Masteraufruf an seine Slaveadresse antwortet der Slave mit erfindungsgemäßer Mehrfachadresserkennung nicht, sondern hört das Netzwerk ab, ob ggf. ein weiterer Slave (oder mehrere Slaves) auf genau diesen Aufruf ebenfalls antwortet/antworten.The multi-address recognition is carried out according to the teachings of the invention not in the master or another central network component, but in the slave. At z. B. each 100th, 200th or 1000th master call to its slave address does not answer the slave with inventive multi-address detection, but listening to the network, if possibly another slave (or more slaves) respond to exactly this call also responds.
Dabei kommt es nur darauf an, dass die Slaveantwort des anderen Slaves/der anderen Slaves in das dafür vorgesehene Empfangsfenster für Slaveantworten fällt und nicht, ob der andere Slave ggf. etwas früher, genau gleichzeitig oder etwas später antwortet als der Slave mit Mehrfachadresserkennung. Wenn eine gültige Slaveantwort eines anderen Slaves in das Zeitfenster fällt, dann liegt eindeutig eine Mehrfachadressierung in diesem Netzwerk vor.It is only important that the slave response of the other slave (s) fall into the designated slave response window and not whether the other slave responds a little earlier, exactly at the same time or slightly later than the slave with multiple address detection. If a valid slave response of another slave falls within the time slot, then there is clearly a multiple address in that network.
Wenn keine Mehrfachadressierung vorliegt, dann erzeugt das erfindungsgemäße Verfahren eine gewisse künstliche zusätzliche Telegrammwiederholrate und damit eine geringfügig erhöhte Telegrammfehlerzahl. Es ist daher Teil der Lehre dieser Erfindung, die Mehrfachadresserkennung durch Nichtbeantworten eines Telegramms nicht bei Datentelegrammen, sondern nur bei den zyklisch wiederholten organisatorischen Telegrammen (etwa „Read ID-Code”) durchzuführen.If there is no multiple addressing, then the inventive method generates a certain artificial additional telegram repetition rate and thus a slightly increased telegram error number. It is therefore part of the teaching of this invention to perform the multiple address detection by not responding to a telegram not in data telegrams, but only in the cyclically repeated organizational telegrams (such as "Read ID code").
Telegrammfehler bei diesen organisatorischen Aufrufen werden bei den meisten Mastern und Diagnosegeräten nicht als Fehler gewertet und daher nicht registriert.Telegram errors in these organizational calls are not considered as errors in most masters and diagnostic devices and are therefore not registered.
Wenn beispielsweise in einem voll besetzten Netzwerk im Mittel jedes 200. „Read-ID-Code”-Telegramm des Masters zur Mehrfachadresserkennung verwendet würde, dann würde diese spätestens nach einer Minute erkannt werden.If, for example, every 200th "Read-ID-Code" telegram of the master would be used for multiple address recognition in a fully occupied network, then this would be recognized after one minute at the latest.
Zur Verringerung der Gefahr, dass zwei gleichartige Slaves im Netzwerk zur genau gleichen Zeit ihre Slaveantwort unterdrücken, um die oben beschriebene Mehrfachadresserkennung durchzuführen, kann die Mehrfachadresserkennung in unregelmäßigen Abständen, z. B. gesteuert durch einen Zufallsgenerator oder abhängig von der am Slave anliegenden Betriebsspannung, erfolgen.To reduce the risk that two similar slaves in the network at the same time suppress their slave response to perform the multi-address recognition described above, the multi-address recognition at irregular intervals, for. B. controlled by a random generator or depending on the operating voltage applied to the slave done.
2. Meldung einer Mehrfachadressierung2. Message of multiple addressing
Hat der Slave eine Mehrfachadressierung erkannt, dann kann er diese lokal anzeigen (etwa durch eine rot blinkende LED) und sich aus dem aktiven Datenaustausch zurückziehen. Gleichzeitig kann der Slave mit Mehrfachadresserkennung ein Flag im Statusregister setzen. Es ist ferner denkbar, dass der Slave, der eine Mehrfachadressierung erkannt hat, seine eigene Adresse löscht. Damit wird der Master in jedem Falle alarmiert, weil in einem lauffähigen Netzwerk im Normalfall kein Slave mit Adresse 0 vorkommen darf. Durch Auswertung der Statusflags kann der Master bzw. der Anwender eindeutig erkennen, aus welchem Grund sich der Slave auf die Adresse 0 umadressiert hat. Das Löschen der Adresse soll vorzugsweise nicht permanent erfolgen, so dass der Anwender ggf. rekonstruieren kann, bei welcher Adresse der Mehrfachadressierkonflikt vorgelegen hat.If the slave has detected multiple addressing, it can display it locally (for example, by a red flashing LED) and withdraw from the active data exchange. At the same time, the slave with multiple address detection can set a flag in the status register. It is also conceivable that the slave, which has recognized a multiple addressing, deletes its own address. Thus, the master is alerted in any case, because in a normal network no slave with
Es ist möglich, dass sich bei diesem Verfahren nur einer der beiden Slaves, die sich die gleiche Adresse im Netzwerk teilen, auf die Adresse 0 umadressiert. Ist dies geschehen, dann besteht das Problem der Mehrfachadressierung nicht mehr.It is possible that in this method only one of the two slaves sharing the same address in the network is readdressed to the
Wird der Adressierkonflikt nicht vom Anwender behoben, dann wiederholt sich die Mehrfachadresserkennung nach jeder Spannungswiederkehr erneut.If the addressing conflict is not remedied by the user, then the multiple address recognition is repeated again after every voltage return.
Die Vorteile des Verfahrens im Vergleich zum Stand der Technik sind zusammengefasst die folgenden:
- 1 Das vorgeschlagene Verfahren funktioniert in allen Netzwerken und Konfigurationen, auch solchen, die einen oder mehrere Repeater enthalten, zuverlässig und sicher.
- 2 Das Verfahren benötigt keine besonderen Master oder Netzteile, es funktioniert bei allen bisherigen und zukünftigen Master- und Netzteiltypen.
- 3 Das vorgeschlagene Verfahren funktioniert auch dann zuverlässig,
wenn mehr als 2 Slaves in einem Netzwerk die gleiche Adresse aufweisen. Allerdings dauert die Erkennung dann entsprechend länger. - 4 Das Verfahren funktioniert auch dann, wenn nur einer von zwei Slaves, die die gleiche Adresse aufweisen, mit der beschriebenen Funktion der Mehrfachadresserkennung ausgestattet ist. Es ist also auch in Netzwerken, in denen nicht alle Slaves mit dieser Funktion ausgestattet sind, bereits sinnvoll einsetzbar. In diesem Falle würde natürlich nur einer der beiden Slaves seine
Adresse auf 0 ändern.
- 1 The proposed method works reliably and securely in all networks and configurations, including those containing one or more repeaters.
- 2 The process does not need special masters or power supplies; it works with all previous and future master and power supply types.
- 3 The proposed method works reliably even if more than 2 slaves in a network have the same address. However, the detection then takes longer.
- 4 The procedure works even if only one of two slaves with the same address is equipped with the described multi-address recognition function. So it is already useful in networks where not all slaves are equipped with this feature. In this case, of course, only one of the two slaves would change its address to 0.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.The subject of the present invention results not only from the subject matter of the individual claims, but also from the combination of the individual claims with each other.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.All information and features disclosed in the documents, including the abstract, in particular the spatial design shown in the drawings, are claimed to be essential to the invention insofar as they are novel individually or in combination with respect to the prior art.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.In the following the invention will be explained in more detail with reference to drawings showing only one embodiment. Here are from the drawings and their description further features essential to the invention and advantages of the invention.
Es zeigen:Show it:
In
An den Stromversorger
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist gezeigt, dass die Slaves
Hierzu ist dargestellt, dass der Adressblock
Als Störfall der Mehrfachadressierung zeigt die
Bei einer Mehrfachadressierung, wenn also die Adressblöcke
Dieser Störfall soll erfindungsgemäß nun dadurch vermieden werden, dass vorzugsweise jedem Slave
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es jedoch nicht lösungsnotwendig, dass jeder Slave
Die Erfindung besteht darin, dass bei den eine Erkennungslogik
Beginnend mit dem Startblock
Der Zähler wird immer dann hochgezählt, wenn ein Masteraufruf an den Slave erfolgt.The counter is incremented whenever a master call is made to the slave.
Wenn ein bestimmter Zählerstand erreicht ist, wenn z. B. 50, 100 oder 1000 Masteraufrufe an den Slave erfolgt sind, wird dies in Block
Solange die Masteraufrufe noch nicht zu dem Zählerstand geführt haben, wird über den Zweig
Sobald jedoch der Zähler einen bestimmten Zählerstand erreicht hat, dass z. B. 100 Masteraufrufe zu 100 Slave-Antworten dieses bestimmten Slaves geführt haben, wird der Zweig
In diesem Zeitraum, in dem er seine Slave-Antwort an den Master unterdrückt, hört er stattdessen die Leitung (im Block
Wenn dies im Block
Entweder kann im Block
Alle vorgenannten Möglichkeiten können also kumulativ oder einzeln für sich genommen realisiert werden.All of the aforementioned options can thus be realized cumulatively or individually taken for themselves.
Am Ausgang des Blocks
Wenn hingegen eine Doppeladressierung im Block
In
Der Masteraufruf besteht aus einer Pause und einer Serie von positiven und negativen Impulsen
Diese Masterinformation
Umgekehrt antwortet der Slave mit seiner Slaveantwort
Als digitale Slave-Antwort
Wichtig bei der vorliegenden Erfindung ist, dass einer Mehrzahl von Slaves eine Erkennungslogik
Bei Feststellung dieses Störfalles in der erfindungsgemäßen Erkennungslogik werden dann die vorher genannten Abläufe gemäß
Bei Anzeige eines Störfalles (Mehrfachadressierung) an einem Slave kann jedoch noch nicht entschieden werden, welcher Slave die unerwünschte Mehrfachadressierung erzeugt hat. Dies kann nur vom Anwender selbst durch Durchführung entsprechender Tests erkannt werden.However, when a fault (multiple addressing) is displayed on a slave, it is not yet possible to decide which slave has generated the undesired multiple addressing. This can only be detected by the user himself by carrying out appropriate tests.
Der Fehlerzustand der Mehrfachadressierung von Slaves kann also dann durch Änderung der dem Slave fest zugeordneten Adresse vom Anwender durch Umadressierung des Slaves geändert werden.The error state of the multiple addressing of slaves can then be changed by changing the slave address permanently assigned by the user by readdressing the slave.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Stromversorgungpower supply
- 22
- Primärleitungprimary line
- 33
- Primärleitungprimary line
- 44
- Busleitungbus line
- 55
- Busleitungbus line
- 66
- Mastermaster
- 77
- Slaveslave
- 8 8th
- Slaveslave
- 99
- Slaveslave
- 1010
- Adressblockaddress block
- 1111
- Adressblockaddress block
- 1212
- Adressblockaddress block
- 1313
- Slave-AdresseSlave address
- 1414
- Adress-Ergänzung (Select-Bit)Address supplement (Select bit)
- 1515
- Pfeilrichtungarrow
- 1616
- Erkennungslogikrecognition logic
- 1717
- Startblockstarting block
- 1818
- Blockblock
- 1919
- Blockblock
- 2020
- Blockblock
- 2121
- Blockblock
- 2222
- Blockblock
- 2323
- 2424
- MasteraufrufMaster call
- 2525
- Impulspulse
- 2626
- Impulspulse
- 2727
- PauseBreak
- 2828
- Slave-AntwortSlave response
- 2929
- Impulspulse
- 3030
- Impulspulse
- 3131
- MasterinformationMaster information
- 3232
- Slave-AntwortSlave response
- 3333
- Startbitstart bit
- 3434
- Steuerbitcontrol bit
- 3535
- Steuerinformationtax information
- 3636
- Startbitstart bit
- 3737
- Slave-InformationSlave information
- 3838
- Parity-BitParity bit
- 3939
- EndebitEnd Bit
- 4040
- Blockblock
- 4141
- Blockblock
- 4242
- Blockblock
- 4343
- Blockblock
- 4444
- Blockblock
- 4545
- Blockblock
- 4646
- Zweigbranch
- 4747
- Zweigbranch
- 4848
- Zweigbranch
- 4949
- 5050
- 5151
- Blockblock
- 5252
- Zweigbranch
- 5353
- Blockblock
- 5454
- Zweigbranch
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102009033229 A1 [0008] DE 102009033229 A1 [0008]
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