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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung:
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kommunikationssystem und ein Kommunikationsverfahren für ein Kommunikationssystem.
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Beschreibung des verwandten Standes der Technik:
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Die japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 08-116331 offenbart, dass, wenn ein Endgerät nicht in der Lage ist, von einem Mastergerät gesendete Pakete normal zu empfangen, das Endgerät eine negative Antwort an das Mastergerät sendet, und dass, wenn die negative Antwort vom Mastergerät empfangen wird, die Pakete vom Mastergerät erneut an das Endgerät gesendet werden.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Bei der in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 08-116331 offenbarten Technik bestehen, da das Mastergerät (sendender Knoten) die Pakete erneut an das Endgerät (empfangender Knoten) sendet, nachdem es auf den Empfang der negativen Antwort gewartet hat, Bedenken, dass es eine Zeitlang dauert, bis die Pakete am empfangenden Knoten normal empfangen werden können.
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Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um das oben genannte Proben zu lösen, und hat das Ziel, ein Kommunikationssystem und ein Kommunikationsverfahren für ein Kommunikationssystem bereitzustellen, die in der Lage sind, eine Verzögerung beim Empfang von Paketen zu verhindern, während die Pakete an einem empfangenden Knoten normal empfangen werden.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist durch ein Kommunikationssystem gekennzeichnet, das einen sendenden Knoten und einen empfangenden Knoten umfasst, der über eine Kommunikationsschaltung mit dem sendenden Knoten verbunden ist, wobei das Kommunikationssystem so konfiguriert ist, dass es Pakete in jedem von vordefinierten Zeiträumen vom sendenden Knoten zum empfangenden Knoten sendet, wobei jedes der Pakete zumindest Daten und einen Fehlererkennungscode enthält, der sendende Knoten eine zulässige Anzahl von Übertragungen berechnet, die Pakete innerhalb des vordefinierten Zeitraums gesendet werden können, und die gleichen Pakete mehrmals innerhalb der zulässigen Anzahl von Übertragungen sendet, und der empfangende Knoten die Fehlererkennungscodes der empfangenen Pakete prüft und Daten der Pakete, für welche keine Fehler erkannt werden, erfasst.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist durch ein Kommunikationsverfahren für ein Kommunikationssystem gekennzeichnet, das einen sendenden Knoten und einen empfangenden Knoten umfasst, der über eine Kommunikationsschaltung mit dem sendenden Knoten verbunden ist, wobei das Kommunikationssystem so konfiguriert ist, dass es Pakete in jedem von vordefinierten Zeiträumen vom sendenden Knoten zum empfangenden Knoten sendet, wobei jedes der Pakete zumindest Daten und einen Fehlererkennungscode enthält, das Kommunikationsverfahren einen Schritt des Berechnens einer zulässigen Anzahl von Übertragungen zum Berechnen einer zulässigen Anzahl von Übertragungen am sendenden Knoten, die Pakete innerhalb des vordefinierten Zeitraums gesendet werden können, einen Paketempfangsschritt zum Empfangen der vom sendenden Knoten gesendeten Pakete im empfangenden Knoten, einen Fehlererkennungscodeprüfschritt zum Prüfen der Fehlererkennungscodes der empfangenen Pakete im empfangenden Knoten und einen Datenerfassungsschritt zum Erfassen von Daten der Pakete, für welche keine Fehler erkannt werden, im empfangenden Knoten umfasst.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, während Pakete am empfangenden Knoten normal empfangen werden, eine Verzögerung beim Empfang der Pakete verhindert werden.
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Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung in Zusammenschau mit den beiliegenden Zeichnungen besser hervor, in denen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielhaft veranschaulicht sind.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Schaubild, das eine Konfiguration eines Kommunikationssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 2 ist ein Zeitplan, der einen Sendezeitpunkt von Paketen, die von einer CNC gesendet werden, gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
- 3 ist ein Blockschaubild, das eine Konfiguration der CNC gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
- 4 ist ein Ablaufplan, der einen Steuerablauf eines Paketsendeprozesses, der in einer Sende-/Empfangsschaltung durchgeführt wird, gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
- 5 ist ein Schaubild, das ein Beispiel für ein Paket gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
- 6 ist ein Schaubild, das die Konfiguration eines Verstärkers gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
- 7 ist ein Ablaufplan, der einen Steuerablauf eines Paketempfangsprozesses, der in der Sende-/Empfangsschaltung durchgeführt wird, gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
- 8 ist ein Zeitplan, der einen Sendezeitpunkt von Paketen, die von einer herkömmlichen CNC gesendet werden, zeigt;
- 9 ist ein Schaubild, das die Konfiguration eines Kommunikationssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
- 10 ist ein Zeitplan, der einen Sendezeitpunkt von Paketen, die von einer CNC gesendet werden, gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
- 11 ist ein Ablaufplan, der einen Steuerablauf eines Paketsendeprozesses, der in der Sende-/Empfangsschaltung durchgeführt wird, gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
- 12 ist ein Ablaufplan, der einen Steuerablauf eines Paketempfangsprozesses, der in der Sende-/Empfangsschaltung durchgeführt wird, gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
- 13 ist ein Schaubild, das die Konfiguration eines Kommunikationssystems gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
- 14 ist ein Zeitplan, der einen Sendezeitpunkt von Paketen, die von einer CNC gesendet werden, gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
- 15 ist ein Ablaufplan, der einen Steuerablauf eines Paketsendeprozesses, der in der Sende-/Empfangsschaltung durchgeführt wird, gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
- 16 ist ein Schaubild, das die Konfiguration eines Verstärkers gemäß der dritten Ausführungsform zeigt; und
- 17 ist ein Ablaufplan, der einen Steuerablauf eines Paketempfangsprozesses, der in der Sende-/Empfangsschaltung durchgeführt wird, gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand diverser Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die veranschaulichenden Ausführungsformen sollen die vorliegende Erfindung, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist, nicht beschränken. Ferner könnten alle Kombinationen von Merkmalen, wie sie bei den veranschaulichenden Ausführungsformen erörtert werden, ggf. nicht absolut notwendig sein, um die erfindungsgemäße Lösung zu erzielen.
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[Erste Ausführungsform]
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[Das Kommunikationssystem]
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1 ist ein Schaubild, das eine Konfiguration eines Kommunikationssystems 10 gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. Das Kommunikationssystem 10 umfasst ein Gerät mit numerischer Computersteuerung (im Folgenden als eine CNC bezeichnet) (sendender Knoten) 12, einen Verstärker A 14a, einen Verstärker B 14b und einen Verstärker C 14c. Falls nicht spezifisch voneinander unterschieden, werden im Folgenden der Verstärker A 14a, der Verstärker B 14b und der Verstärker C 14c gesammelt als Verstärker (empfangende Knoten) 14 bezeichnet. Die CNC 12, der Verstärker A 14a, der Verstärker B 14b und der Verstärker C 14c sind durch eine serielle Kommunikationsschaltung 16 über eine Daisy Chain verbunden. Die Verstärker 14 sind gemäß der weitesten Entfernung von der CNC 12 in der Reihenfolge Verstärker A 14a, Verstärker B 14b und Verstärker C 14c mit der seriellen Kommunikationsschaltung 16 verbunden, d. h. der Verstärker A 14b ist von der CNC 12 am weitesten entfernt.
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Die CNC 12 ist ein Steuergerät, das so ausgelegt ist, dass es eine Werkzeugmaschine, eine industrielle Maschine oder dergleichen steuert. Die Verstärker 14 sind Servoverstärker, die die elektrische Energie, die zu Servomotoren von Werkzeugmaschinen, industriellen Maschinen usw. gespeist wird, gemäß von der CNC 12 gesendeten Motorbefehlswerten steuern. Der Verstärker A 14a, der Verstärker B 14b und der Verstärker C 14c steuern die elektrische Energie, die jeweils zu einem Servomotor A 18a, einem Servomotor B 18b und einem Servomotor C 18c zu speisen ist. Falls nicht spezifisch voneinander unterschieden, werden im Folgenden der Servomotor A 18a, der Servomotor B 18b und der Servomotor C 18c gesammelt als Servomotoren 18 bezeichnet.
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Im Kommunikationssystem 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden Pakete, die Motorbefehlswerte und dergleichen umfassen, von der CNC 12 über die serielle Kommunikationsschaltung 16 jeweils an den Verstärker A 14a, den Verstärker B 14b und den Verstärker C 14c gesendet. 2 ist ein Zeitplan, der einen Sendezeitpunkt von Paketen, die von der CNC 12 gesendet werden, zeigt. Beispielsweise indizieren die Bezeichnungen „Paket A-1“ und „Paket A-2“ in 2, dass das Ziel der Pakete zwar der Verstärker A 14a ist, der Inhalt der Pakete sich jedoch unterscheidet. Die Bezeichnungen „Paket A-1“ und „Paket A-1“ in 2 indizieren hingegen, dass das Ziel der Pakete der Verstärker A 14a ist und auch dass sie das gleiche Paket mit dem gleichen Paketinhalt sind.
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Die CNC 12 sendet Pakete in jedem von regulären vordefinierten Zeiträumen jeweils an den Verstärker A 14a, den Verstärker B 14b und den Verstärker C 14c. Da die Pakete die oben beschriebenen Motorbefehlswerte umfassen und die Werte der Motorbefehlswerte über die Zeit hinweg variieren, unterscheidet sich auch der Inhalt der Pakete, die in jedem der Zeiträume gesendet werden.
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Beispielsweise bei dem Beispiel, das in 2 gezeigt ist, sendet die CNC 12 innerhalb des gleichen Zeitraums das gleiche Paket zweimal an die gleichen Verstärker 14. Das Kommunikationssystem 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erhöht die Redundanz von Kommunikationsdaten sowie die Zuverlässigkeit der Kommunikation durch mehrmaliges Senden des gleichen Pakets innerhalb des gleichen Zeitraums von der CNC 12 an jeden der Verstärker 14.
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[Die CNC]
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3 ist ein Blockschaubild, das eine Konfiguration der CNC 12 zeigt. Die CNC 12 umfasst eine Verarbeitungseinheit 20, eine Sende-/Empfangsschaltung 22 und eine Speichereinheit 24. Die Verarbeitungseinheit 20 ist durch einen Prozessor, einen Speicher und dergleichen gebildet und ferner mit einer Motorbefehlswertberechnungseinheit 30 ausgestattet. Die Motorbefehlswertberechnungseinheit 30 liest ein NC-Programm, das in der Speichereinheit 24 gespeichert ist, führt das NC-Programm aus und berechnet Motorbefehlswerte zum Steuern der Servomotoren 18.
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Die Sende-/Empfangsschaltung 22 ist durch einen Prozessor, einen Speicher und dergleichen gebildet und führt einen Kommunikationsprozess über die serielle Kommunikationsschaltung 16 durch. Mehr im Detail erzeugt die Sende-/Empfangsschaltung 22 Pakete, die Daten wie z. B. Motorbefehlswerte und dergleichen umfassen, die von der Verarbeitungseinheit 20 ausgewiesen werden, gemäß einem vordefinierten Kommunikationsprotokoll und führt einen Sendeprozess durch, um zu veranlassen, dass die erzeugten Pakete zur seriellen Kommunikationsschaltung 16 wandern. Ferner führt die Sende-/Empfangsschaltung 22 einen Empfangsprozess des Extrahierens von Daten aus den Paketen, die über die serielle Kommunikationsschaltung 16 empfangen werden, und des Sendens der Daten an die Verarbeitungseinheit 20 durch. Die Speichereinheit 24 ist ein Halbleiterspeicher oder dergleichen und speichert ein NC-Programm und dergleichen, das in der Verarbeitungseinheit 20 ausgeführt wird.
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4 ist ein Ablaufplan, der einen Steuerablauf eines Paketsendeprozesses, der in einer Sende-/Empfangsschaltung 22 durchgeführt wird, zeigt. In Schritt S1 werden Pakete gemäß einem vordefinierten Kommunikationsprotokoll erzeugt. 5 ist ein Schaubild, das ein Beispiel für ein Paket zeigt. Wie in 5 gezeigt, umfasst das Paket einen Kopfzeilenteil, einen Datenteil und einen Fußzeilenteil. Im Kopfzeilenteil wird eine Identifikationsinformation usw. eines der Verstärker 14 gespeichert, der das Ziel ist, an das das Paket zu senden ist. Im Datenteil werden die Motorbefehlswerte und dergleichen gespeichert. Im Fußzeilenteil wird ein CRC oder dergleichen gespeichert, der ein Fehlererkennungscode ist, mit dem erkannt wird, ob das Paket einen Codefehler enthält.
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In Schritt S2 wird die Anzahl von Übertragungen von Paketen festgelegt, die an jeden der Verstärker 14 adressiert sind. Die Sende-/Empfangsschaltung 22 berechnet eine zulässige Anzahl von Übertragungen, die die Pakete innerhalb eines Zeitraums gesendet werden können. Bei dem in 2 gezeigten Beispiel ist die CNC 12 in der Lage, Pakete in einem Zeitraum sechsmal zu senden. Die Anzahl von Paketen, die in einem Zeitraum gesendet werden können, wird anhand der Länge des einen Zeitraums, der Kapazität des einen Pakets, des Sendetakts und dergleichen berechnet. Ferner weist die Sende-/Empfangsschaltung 22 die Anzahl von Übertragungen von Paketen, die an jeden der Verstärker 14 adressiert sind, innerhalb der zulässigen Anzahl von Übertragungen zu. Bei dem in 2 gezeigten Beispiel wird die Anzahl von Übertragungen von Paketen, die an jeden der Verstärker 14 adressiert sind, auf zweimal festgelegt.
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Beispielsweise kann ferner, wenn die zulässige Anzahl von Übertragungen von Paketen sieben ist und die Anzahl von Übertragungen von Paketen, die an jeden der Verstärker 14 adressiert sind, nicht auf die gleiche Anzahl von Malen festgelegt werden, sodann die Anzahl von Übertragungen von Paketen, die an jeden der Verstärker 14 adressiert sind, entsprechend festgelegt werden, beispielsweise kann die Anzahl von Übertragungen von Paketen, die an den Verstärker A 14a adressiert sind, der in der von der CNC 12 am weitesten entfernten Position verbunden ist, auf dreimal festgelegt werden und kann die Anzahl von Übertragungen von Paketen, die an jeden des Verstärkers B 14b und des Verstärkers C 14c adressiert sind, auf zweimal festgelegt werden oder dergleichen.
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In Schritt S3 werden die Pakete in der Reihenfolge der an den Verstärker A 14a adressierten Pakete, der an den Verstärker B 14b adressierten Pakete und der an den Verstärker C 14c adressierten Pakete gesendet. Die Prozesse der oben genannten Schritte S1 bis S3 werden in jedem von regulären vordefinierten Intervallen durchgeführt.
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[Die Verstärker]
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6 ist ein Schaubild, das die Konfiguration eines der Verstärker 14 zeigt. Die Konfiguration der Verstärker 14 haben der Verstärker A 14a, der Verstärker B 14b und der Verstärker C 14c gemein. Jeder der Verstärker 14 umfasst eine Sende-/Empfangsschaltung 40 und eine Motorsteuerschaltung 42.
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Die Sende-/Empfangsschaltung 40 ist durch einen Prozessor, einen Speicher und dergleichen gebildet und führt einen Kommunikationsprozess über die serielle Kommunikationsschaltung 16 durch. Mehr im Detail erzeugt die Sende-/Empfangsschaltung 40 Pakete, die Daten umfassen, gemäß einem vordefinierten Kommunikationsprotokoll und führt einen Sendeprozess durch, um zu veranlassen, dass die erzeugten Pakete zur seriellen Kommunikationsschaltung 16 wandern. Ferner führt die Sende-/Empfangsschaltung 40 einen Empfangsprozess des Extrahierens von Daten aus den Paketen, die über die serielle Kommunikationsschaltung 16 empfangen werden, und des Sendens der Daten an die Motorsteuerschaltung 42 durch. Die Motorsteuerschaltungen 42 speisen elektrische Energie auf Basis der Motorbefehlswerte an die Servomotoren 18, die von den Sende-/Empfangsschaltungen 40 an diese gesendet werden.
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7 ist ein Ablaufplan, der einen Steuerablauf eines Paketempfangsprozesses, der in den Sende-/Empfangsschaltungen 40 durchgeführt wird, zeigt. In Schritt S11 wird das Ziel des Kopfzeilenteils des empfangenen Pakets bestätigt und wird ermittelt, ob das Ziel des Pakets es selbst ist (d. h. selbst das Ziel ist). Wenn das Ziel es selbst ist, geht der Prozess zu Schritt S12 über, und wenn das Ziel nicht es selbst ist, geht der Prozess zu Schritt S14 über.
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In Schritt S12 wird der Fehlererkennungscode des Fußzeilenteils des empfangenen Pakets bestätigt und wird ermittelt, ob ein Codefehler des Pakets erkannt wurde. Wenn ein Codefehler erkannt wird, geht der Prozess zu Schritt S15 über, und wenn kein Codefehler erkannt wird, geht der Prozess zu Schritt S13 über.
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In Schritt S13 werden Daten wie z. B. Motorbefehlswerte aus dem Datenteil des Pakets erfasst und werden die erfassten Daten an die Motorsteuerschaltungen 42 gesendet. Nach Schritt S11 wird das empfangene Paket in Schritt S14 ohne Modifikation durchgelassen und wird das Paket zu einem anderen der Verstärker 14 übertragen. Nach Schritt S12 wird das empfangene Paket in Schritt S15 verworfen.
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[Vorgänge und Wirkungen]
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8 ist ein Zeitplan, der einen Sendezeitpunkt von Paketen, die von einer herkömmlichen CNC 12 gesendet werden, zeigt. Bei dem in 8 gezeigten Beispiel werden Pakete während jedes der regulären vordefinierten Intervalle einmal jeweils an den Verstärker A 14a, den Verstärker B 14b und den Verstärker C 14c gesendet.
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Beispielsweise wenn ein Codefehler in „Paket A-1“ während des Zeitraums aufgetreten ist, in dem das „Paket A-1“ über die serielle Kommunikationsschaltung 16 an den Verstärker A 14a gesendet wird, verwirft der Verstärker A 14a das „Paket A-1“. Daher ist in den vom Verstärker A 14a zu empfangenden Daten ein fehlender Abschnitt vorhanden. Wenn ein fehlender Abschnitt in den Daten vorhanden ist, dann wird im Verstärker A 14a ein Prozess wie z. B. einer zum Vervollständigen der fehlenden Daten anhand der vor und nach dem fehlenden Abschnitt empfangenden Daten durchgeführt, in diesem Fall jedoch gibt es Bedenken, dass die Steuergenauigkeit des Servomotors 18a verschlechtert werden wird. Ferner kann es je nach Inhalt der fehlenden Daten erforderlich sein, dass die Verstärker 14 das Antreiben der Servomotoren 18 stoppen und ein Anomalieauftrittssignal an die CNC 12 senden, woraufhin die CNC 12 eine nicht veranschaulichte Benachrichtigungseinheit steuert, wodurch eine Benachrichtigung, dass eine solche Anomalie aufgetreten ist, an den Benutzer ausgegeben wird.
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Wenn ein Codefehler im „Paket A-1“ aufgetreten ist, wird, auch wenn das Senden eines Fehlererkennungssignals vom Verstärker A 14a an die CNC 12 und das erneute Senden von „Paket A-1“ von der CNC 12 in Betracht gezogen werden könnten, die Steuerung des Servomotors 18a sogar bei erneutem Senden des Pakets auf diese Weise verzögert und kann eine Verschlechterung der Steuergenauigkeit des Servomotors 18a nicht vermieden werden.
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Somit wird die zulässige Anzahl von Übertragungen, die Pakete innerhalb des regulären vordefinierten Zeitraums, in dem Pakete gesendet werden können, in der CNC 12 gemäß der vorliegenden Ausführungsform berechnet und werden die gleichen Pakete in Bezug auf jeden der Verstärker 14 innerhalb der zulässigen Anzahl von Übertragungen mehrmals gesendet. Dank dieses Merkmals kann die Redundanz der Kommunikationsdaten der seriellen Kommunikationsschaltung 16 verbessert werden, kann die Zuverlässigkeit der Kommunikation verbessert werden und kann eine Kommunikationsverzögerung verhindert werden.
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[Zweite Ausführungsform]
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9 ist ein Schaubild, das die Konfiguration eines Kommunikationssystems 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. Ähnlich dem Kommunikationssystem 10 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst das Kommunikationssystem 10 ein Gerät mit numerischer Computersteuerung (CNC) 12, einen Verstärker A 14a, einen Verstärker B 14b und einen Verstärker C 14c. Die CNC 12, der Verstärker A 14a, der Verstärker B 14b und der Verstärker C 14c sind durch die serielle Kommunikationsschaltung 16 verbunden. Die Verstärker 14 sind gemäß der weitesten Entfernung von der CNC 12 in der Reihenfolge Verstärker A 14a, Verstärker B 14b und Verstärker C 14c mit der seriellen Kommunikationsschaltung 16 verbunden, d. h. der Verstärker A 14b ist von der CNC 12 am weitesten entfernt.
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10 ist ein Zeitplan, der einen Sendezeitpunkt von Paketen, die von der CNC 12 gesendet werden, zeigt. Im Kommunikationssystem 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden Pakete, die Motorbefehlswerte und dergleichen umfassen, von der CNC 12 über die serielle Kommunikationsschaltung 16 jeweils an den Verstärker A 14a, den Verstärker B 14b und den Verstärker C 14c gesendet. Anders als bei der ersten Ausführungsform werden Pakete zunächst einmal innerhalb des gleichen Zeitraums von der CNC 12 an jeden der Verstärker 14 gesendet. Beispielsweise wird davon ausgegangen, dass das an den Verstärker A 14a adressierte „Paket A-1“ einen Codefehler umfasst. In diesem Fall wird ein Fehlererkennungssignal, das indiziert, dass ein Codefehler in dem vom Verstärker A 14a empfangenen „Paket A-1“ umfasst ist, als Antwort vom Verstärker A 14a zur CNC 12 gesendet. Während eines Zeitraums nach dem Zeitpunkt, an dem das Fehlererkennungssignal empfangen wurde, sendet die CNC 12, was das Paket betrifft, das an den Verstärker A 14a adressiert ist, der mit dem Fehlererkennungssignal geantwortet hat, das gleiche Paket mehrmals innerhalb des gleichen Zeitraums. Beim Kommunikationssystem 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sendet die CNC 12 das gleiche Paket, das an den Verstärker 14 adressiert ist, der mit dem Fehlererkennungssignal geantwortet hat, mehrmals innerhalb des gleichen Zeitraums, wodurch die Zuverlässigkeit der Kommunikation verbessert werden.
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[Konfiguration der CNC]
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Auch wenn die Konfiguration der CNC 12 per se gleich wie bei der ersten Ausführungsform ist, unterscheidet sich der in der Sende-/Empfangsschaltung 22 durchgeführte Sendeprozess von jenem der ersten Ausführungsform.
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11 ist ein Ablaufplan, der einen Steuerablauf eines Paketsendeprozesses, der in der Sende-/Empfangsschaltung 22 durchgeführt wird, zeigt. In Schritt S21 werden Pakete gemäß einem vordefinierten Kommunikationsprotokoll erzeugt. In Schritt S22 wird ermittelt, ob ein Fehlererkennungssignal von den Verstärkern 14 empfangen wurde. Wenn ein Fehlererkennungssignal empfangen wurde, geht der Prozess zu Schritt S23 über. Wenn kein Fehlererkennungssignal empfangen wurde, geht der Prozess zu Schritt S24 über.
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In Schritt S23 wird die Anzahl von Übertragungen von Paketen festgelegt, die an die Verstärker 14 adressiert sind, die mit dem Fehlererkennungssignal geantwortet haben. Die Sende-/Empfangsschaltung 22 berechnet eine zulässige Anzahl von Übertragungen, die die Pakete innerhalb eines Zeitraums gesendet werden können. Bei dem in 10 gezeigten Beispiel ist die CNC 12 in der Lage, Pakete in einem Zeitraum sechsmal zu senden. Die Anzahl von Paketen, die in einem Zeitraum gesendet werden können, wird anhand der Länge des einen Zeitraums, der Kapazität des einen Pakets, des Sendetakts und dergleichen berechnet. Ferner legt die Sende-/Empfangsschaltung 22 die Anzahl von Übertragungen von Paketen, die an die Verstärker 14 adressiert sind, die mit dem Fehlererkennungssignal geantwortet haben, innerhalb eines Bereichs fest, in dem die Gesamtanzahl von Übertragungen von Paketen, die an die jeweiligen Verstärker 14 adressiert sind, innerhalb der zulässigen Anzahl von Übertragungen in einem Zeitraum liegt. Bei dem Beispiel von 10 ist die Anzahl von Malen von Übertragungen der Pakete, die an den Verstärker 14a adressiert sind, auf dreimal innerhalb des Zeitraums, nachdem die CNC 12 das Fehlererkennungssignal vom Verstärker 14a empfangen hat, festgelegt. Außerdem kann die Anzahl von Übertragungen der Pakete, die an den Verstärker 14 adressiert sind, der mit dem Fehlererkennungssignal geantwortet hat, entsprechend auf einen Wert von zweimal oder höhermal festgelegt werden.
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In Schritt S24 werden die Pakete in der Reihenfolge der an den Verstärker A 14a adressierten Pakete, der an den Verstärker B 14b adressierten Pakete und der an den Verstärker C 14c adressierten Pakete gesendet. Bei dem Beispiel von 10 wird das an den Verstärker A 14a adressierte Paket dreimal gesendet und werden die an den Verstärker B 14b und den Verstärker C 14c adressierten Pakete jeweils einmal gesendet. Die Prozesse der oben genannten Schritte S21 bis S24 werden in jedem von regulären vordefinierten Intervallen durchgeführt.
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[Die Verstärker]
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Die Konfiguration der Verstärker 14 ist per se gleich wie bei der ersten Ausführungsform ist, der in den Sende-/Empfangsschaltungen 40 durchgeführte Empfangsprozess unterscheidet sich jedoch von jenem der ersten Ausführungsform.
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12 ist ein Ablaufplan, der einen Steuerablauf eines Paketempfangsprozesses, der in den Sende-/Empfangsschaltungen 40 durchgeführt wird, zeigt. In Schritt S31 wird das Ziel des Kopfzeilenteils des empfangenen Pakets bestätigt und wird ermittelt, ob das Ziel des Pakets es selbst ist (d. h. selbst das Ziel ist). Wenn das Ziel es selbst ist, geht der Prozess zu Schritt S32 über, und wenn das Ziel nicht es selbst ist, geht der Prozess zu Schritt S34 über.
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In Schritt S32 wird der Fehlererkennungscode des Fußzeilenteils des empfangenen Pakets bestätigt und wird ermittelt, ob ein Codefehler des Pakets erkannt wurde. Wenn ein Codefehler erkannt wird, geht der Prozess zu Schritt S35 über, und wenn kein Codefehler erkannt wird, geht der Prozess zu Schritt S33 über.
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In Schritt S33 werden Daten wie z. B. Motorbefehlswerte aus dem Datenteil des Pakets erfasst und werden die erfassten Daten an die Motorsteuerschaltungen 42 gesendet. Das empfangene Paket wird in Schritt S34 ohne Modifikation durchgelassen und das Paket wird zu einem anderen der Verstärker 14 übertragen. Das empfangene Paket wird in Schritt S35 verworfen. In Schritt S36 wird ein Fehlererkennungssignal in Antwort an die CNC 12 gesendet.
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[Vorgänge und Wirkungen]
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sendet die CNC 12, wenn die CNC 12 ein Fehlererkennungssignal von einem Verstärker 14 empfangen hat, das gleiche Paket mehrmals innerhalb des gleichen Zeitraums an den Verstärker 14, der mit dem Fehlererkennungssignal geantwortet hat. Da Codefehler für die Pakete in der seriellen Kommunikationsschaltung 16 häufig produziert werden, treten Codefehler tendenziell in einem Paket mit dem gleichen Ziel wie das Paket, das Codefehler enthält, auf. Durch mehrmaliges Senden von ausschließlich Paketen mit dem gleichen Ziel wie Pakete, die zuvor Codefehler umfassten, wird es möglich, die Anzahl von Malen, die Pakete für Ziele gesendet werden, in denen wahrscheinlich Codefehler auftreten, innerhalb eines Zeitraums zu erhöhen. Dank dieses Merkmals können die Zuverlässigkeit und die Stabilität der Kommunikation der seriellen Kommunikationsschaltung 16 verbessert werden.
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Da die CNC 12 nur die Anzahl von Übertragungen von Paketen erhöht, die an Verstärker 14 adressiert sind, die mit dem Fehlererkennungssignal geantwortet haben, kann ferner die Anzahl von Paketen, die von der CNC 12 gesendet werden, insgesamt verringert werden. Dank dieses Merkmals kann ein Kommunikationsstau in der seriellen Kommunikationsschaltung 16 unterdrückt werden.
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[Dritte Ausführungsform]
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13 ist ein Schaubild, das die Konfiguration eines Kommunikationssystems 10 gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt. Ähnlich dem Kommunikationssystem 10 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst das Kommunikationssystem 10 ein Gerät mit numerischer Computersteuerung (CNC) 12, einen Verstärker A 14a, einen Verstärker B 14b und einen Verstärker C 14c. Die CNC 12, der Verstärker A 14a, der Verstärker B 14b und der Verstärker C 14c sind durch die serielle Kommunikationsschaltung 16 verbunden. Die Verstärker 14 sind gemäß der weitesten Entfernung von der CNC 12 in der Reihenfolge Verstärker A 14a, Verstärker B 14b und Verstärker C 14c mit der seriellen Kommunikationsschaltung 16 verbunden, d. h. der Verstärker A 14b ist von der CNC 12 am weitesten entfernt.
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14 ist ein Zeitplan, der einen Sendezeitpunkt von Paketen, die von der CNC 12 gesendet werden, zeigt. Im Kommunikationssystem 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden Pakete, die Motorbefehlswerte und dergleichen umfassen, von der CNC 12 über die serielle Kommunikationsschaltung 16 jeweils an den Verstärker A 14a, den Verstärker B 14b bzw. den Verstärker C 14c gesendet. Anders als bei der ersten Ausführungsform werden Pakete zunächst einmal innerhalb des gleichen Zeitraums von der CNC 12 an jeden der Verstärker 14 gesendet. Beispielsweise wird davon ausgegangen, dass die Amplitude des Signals zu dem Zeitpunkt, an dem der Verstärker A 14a das „Paket A-1“ empfängt, kleiner gleich einem vordefinierten Wert ist. Sogar wenn das vom Verstärker A 14a empfangene „Paket A-1“ keinen Codefehler umfasst, ist in diesem Fall die Wahrscheinlichkeit, dass ein Codefehler in den danach empfangenen Paketen umfasst ist, hoch. In diesem Fall wird ein Fehlerprognosesignal, das indiziert, dass die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Paketcodefehlers hoch ist, vom Verstärker A 14a an die CNC 12 gesendet. Während eines Zeitraums nach dem Zeitpunkt, an dem das Fehlprognosesignal empfangen wurde, sendet die CNC 12, was das Paket betrifft, das an den Verstärker A 14a adressiert ist, der das Fehlerprognosesignal gesendet hat, das gleiche Paket mehrmals innerhalb des gleichen Zeitraums. Beim Kommunikationssystem 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sendet die CNC 12 das gleiche Paket, das an den Verstärker 14 adressiert ist, der das Fehlerprognosesignal gesendet hat, mehrmals innerhalb des gleichen Zeitraums, wodurch die Zuverlässigkeit der Kommunikation verbessert werden.
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[Die CNC]
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Auch wenn die Konfiguration der CNC 12 per se gleich wie bei der ersten Ausführungsform ist, unterscheidet sich der in der Sende-/Empfangsschaltung 22 durchgeführte Sendeprozess von jenem der ersten Ausführungsform.
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15 ist ein Ablaufplan, der einen Steuerablauf eines Paketsendeprozesses, der in der Sende-/Empfangsschaltung 22 durchgeführt wird, zeigt. In Schritt S41 werden Pakete gemäß einem vordefinierten Kommunikationsprotokoll erzeugt. In Schritt S42 wird ermittelt, ob ein Fehlerprognosesignal von den Verstärkern 14 empfangen wurde. Wenn ein Fehlerprognosesignal empfangen wurde, geht der Prozess zu Schritt S43 über. Wenn kein Fehlerprognosesignal empfangen wurde, geht der Prozess zu Schritt S44 über.
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In Schritt S43 wird die Anzahl von Übertragungen von Paketen festgelegt, die an die Verstärker 14 adressiert sind, die das Fehlerprognosesignal gesendet haben. Die Sende-/Empfangsschaltung 22 berechnet eine zulässige Anzahl von Übertragungen, die die Pakete innerhalb eines Zeitraums gesendet werden können. Bei dem in 14 gezeigten Beispiel ist die CNC 12 in der Lage, Pakete in einem Zeitraum sechsmal zu senden. Die zulässige Anzahl von Übertragungen von Paketen, die in einem Zeitraum gesendet werden können, wird anhand der Länge des einen Zeitraums, der Kapazität des einen Pakets, des Sendetakts und dergleichen berechnet. Ferner legt die Sende-/Empfangsschaltung 22 die Anzahl von Übertragungen von Paketen, die an die Verstärker 14 adressiert sind, die das Fehlerprognosesignal gesendet haben, innerhalb eines Bereichs fest, in dem die Gesamtanzahl von Übertragungen von Paketen, die an die jeweiligen Verstärker 14 adressiert sind, innerhalb der zulässigen Anzahl von Übertragungen in einem Zeitraum liegt. Bei dem Beispiel von 14 ist die Anzahl von Malen von Übertragungen der Pakete, die an den Verstärker 14a adressiert sind, auf dreimal innerhalb des Zeitraums, nachdem die CNC 12 das Fehlerprognosesignal vom Verstärker 14a empfangen hat, festgelegt. Außerdem kann die Anzahl von Übertragungen der Pakete, die an den Verstärker 14 adressiert sind, der das Fehlerprognosesignal gesendet hat, entsprechend auf einen Wert von zweimal oder höhermal festgelegt werden.
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In Schritt S44 werden die Pakete in der Reihenfolge der an den Verstärker A 14a adressierten Pakete, der an den Verstärker B 14b adressierten Pakete und der an den Verstärker C 14c adressierten Pakete gesendet. Bei dem Beispiel von 14 wird das an den Verstärker A 14a adressierte Paket dreimal gesendet und werden die an den Verstärker B 14b und den Verstärker C 14c adressierten Pakete jeweils einmal gesendet. Die Prozesse der oben genannten Schritte S41 bis S44 werden in jedem von regulären vordefinierten Intervallen durchgeführt.
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[Die Verstärker]
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16 ist ein Schaubild, das die Konfiguration eines der Verstärker 14 zeigt. Bei den Verstärkern 14 der vorliegenden Ausführungsform ist eine Fehlerprognoseerkennungseinheit 46 zu jedem der Verstärker 14 der ersten Ausführungsform hinzugefügt (siehe 6).
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Die Fehlerprognoseerkennungseinheit 46 erkennt eine Situation, in der Bedenken vorhanden sind, dass ein Codefehler in von den Verstärkern 14 empfangenen Paketen umfasst sein könnte. Mehr im Detail erkennt die Fehlerprognoseerkennungseinheit 46, ob ein Hinweis vorliegt (im Folgenden als „Fehlerprognose“ bezeichnet), dass die Größenordnung einer Amplitude des von den Verstärkern 14 empfangenen Signals kleiner gleich einer vordefinierten Amplitude ist, dass eine Amplitude von Rauschen innerhalb der Verstärker 14 größer gleich einer vordefinierten Amplitude ist, dass eine Temperatur innerhalb der Verstärker 14 größer gleich einer vordefinierten Temperatur ist oder dass eine Schwingung der Verstärker 14 größer gleich einer vordefinierten Amplitude ist. Wenn eine Fehlerprognose erkannt wird, befiehlt die Fehlerprognoseerkennungseinheit 46 den Sende-/Empfangsschaltungen 40, ein Fehlerprognosesignal an die CNC 12 zu senden.
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17 ist ein Ablaufplan, der einen Steuerablauf eines Paketempfangsprozesses, der in den Sende-/Empfangsschaltungen 40 durchgeführt wird, zeigt. In Schritt S51 ermittelt die Fehlerprognoseerkennungseinheit 46, ob eine Fehlerprognose erkannt wurde. Wenn eine Fehlerprognose erkannt wird, geht der Prozess zu Schritt S52 über, und wenn keine Fehlerprognose erkannt wird, geht der Prozess zu Schritt S53 über. In Schritt S52 wird ein Fehlerprognosesignal an die CNC 12 gesendet.
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In Schritt S53 wird das Ziel des Kopfzeilenteils des empfangenen Pakets bestätigt und wird ermittelt, ob das Ziel des Pakets es selbst ist (d. h. selbst das Ziel ist). Wenn das Ziel es selbst ist, geht der Prozess zu Schritt S54 über, und wenn das Ziel nicht es selbst ist, geht der Prozess zu Schritt S56 über.
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In Schritt S54 wird der Fehlererkennungscode des Fußzeilenteils des empfangenen Pakets bestätigt und wird ermittelt, ob ein Codefehler des Pakets erkannt wurde. Wenn ein Codefehler erkannt wird, geht der Prozess zu Schritt S57 über, und wenn kein Codefehler erkannt wird, geht der Prozess zu Schritt S55 über.
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In Schritt S55 werden Daten wie z. B. Motorbefehlswerte aus dem Datenteil des Pakets erfasst und werden die erfassten Daten an die Motorsteuerschaltungen 42 gesendet. Das empfangene Paket wird in Schritt S56 ohne Modifikation durchgelassen und das Paket wird zu einem anderen der Verstärker 14 übertragen. Das empfangene Paket wird in Schritt S57 verworfen.
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[Vorgänge und Wirkungen]
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sendet die CNC 12, wenn die CNC 12 ein Fehlerprognosesignal von den Verstärkern 14 empfangen hat, die gleichen Pakete mehrmals innerhalb des gleichen Zeitraums an die Verstärker 14, die das Fehlerprognosesignal gesendet haben. Codefehler treten tendenziell in den Paketen auf, die von den Verstärkern 14 empfangen werden, die die Fehlerprognose erkannt haben. Durch mehrmaliges Senden von ausschließlich Paketen, die an Verstärker 14 adressiert sind, die die Fehlerprognose erkannt haben, wird es möglich, die Anzahl von Malen, die Pakete für Ziele gesendet werden, in denen wahrscheinlich Codefehler auftreten, innerhalb eines Zeitraums zu erhöhen. Ferner können die Pakete mehrmals gesendet werden, bevor ein Codefehler in den Paketen auftritt.
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Dank dieses Merkmals können die Zuverlässigkeit und die Stabilität der Kommunikation der seriellen Kommunikationsschaltung 16 verbessert werden.
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Da die CNC 12 nur die Anzahl von Übertragungen von Paketen erhöht, die an Verstärker 14 adressiert sind, die das Fehlerprognosesignal gesendet haben, kann ferner die Anzahl von Paketen, die von der CNC 12 gesendet werden, insgesamt verringert werden. #Dank dieses Merkmals kann ein Kommunikationsstau in der seriellen Kommunikationsschaltung 16 unterdrückt werden.
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[Andere Ausführungsformen]
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Auch wenn die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist der technische Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf den durch die obigen Ausführungsformen definierten Umfang beschränkt. Natürlich ist es möglich, die obigen Ausführungsformen auf diverse Weise zu modifizieren oder verbessern. Aus dem Umfang der Ansprüche geht hervor, dass andere Modi, die auf diese Weise modifiziert oder verbessert wurden, in den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung fallen können.
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Gemäß den obigen Ausführungsformen wurde ein Verfahren zum Festlegen der Anzahl von Übertragungen von Paketen beschrieben, die von der CNC 12 an die Verstärker 14 zu senden sind. Die Anzahl von Übertragungen kann jedoch auch für Pakete festgelegt werden, die von den Verstärkern 14 an die CNC 12 oder von einem Verstärker 14 an einen anderen Verstärker 14 zu senden sind.
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[Technisches Konzept, das aus den Ausführungsformen hervorgeht]
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Das technische Konzept, das anhand der obigen Ausführungsformen abgeleitet werden kann, wird nachstehend beschrieben.
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Das Kommunikationssystem (10) umfasst einen sendenden Knoten (12) und einen empfangenden Knoten (14), der über eine Kommunikationsschaltung mit dem sendenden Knoten (12) verbunden ist, wobei das Kommunikationssystem (10) so konfiguriert ist, dass es Pakete in jedem von vordefinierten Zeiträumen vom sendenden Knoten (12) zum empfangenden Knoten (14) sendet, wobei jedes der Pakete zumindest Daten und einen Fehlererkennungscode umfasst, der sendende Knoten (12) eine zulässige Anzahl von Übertragungen berechnet, die Pakete innerhalb des vordefinierten Zeitraums gesendet werden können, und die gleichen Pakete mehrmals innerhalb der zulässigen Anzahl von Übertragungen sendet, und der empfangende Knoten (14) die Fehlererkennungscodes der empfangenen Pakete prüft und Daten der Pakete, für welche keine Fehler erkannt werden, erfasst. Dank dieses Merkmals kann die Redundanz der Kommunikationsdaten der Kommunikationsschaltung (16) verbessert werden, kann die Zuverlässigkeit der Kommunikation verbessert werden und kann eine Kommunikationsverzögerung verhindert werden.
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Beim oben beschriebenen Kommunikationssystem (10) kann eine Vielzahl der empfangenden Knoten (14) bereitgestellt sein und sendet der sendende Knoten (12) unterschiedliche Pakete durch die gleiche Kommunikationsschaltung (16) und innerhalb des gleichen Zeitraums an die jeweiligen empfangenden Knoten (14) und sendet die Pakete, die an die jeweiligen empfangenden Knoten (14) zu senden sind, innerhalb der zulässigen Anzahl von Übertragungen mehrmals. Dank dieses Merkmals kann die Redundanz der Kommunikationsdaten der Kommunikationsschaltung (16) verbessert werden und kann die Zuverlässigkeit der Kommunikation verbessert werden.
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Beim oben beschriebenen Kommunikationssystem (10) kann der empfangende Knoten (14) die Fehlererkennungscodes der empfangenen Pakete prüfen und kann, wenn ein Fehler erkannt wird, ein Fehlererkennungssignal an den sendenden Knoten (12) senden. Wenn der sendende Knoten (12) das vom empfangenden Knoten (14) gesendete Fehlererkennungssignal empfängt, kann der sendende Knoten (12) die gleichen Pakete sodann in einem darauffolgenden Zeitraum und danach mehrmals an den empfangenden Knoten (14) senden, der das Fehlererkennungssignal gesendet hat. Dank dieses Merkmals ist es innerhalb der begrenzten Bandbreite der Kommunikationsschaltung (16) möglich, die Anzahl von Übertragungen von Paketen nur dann zu erhöhen, wenn ein Codefehler auftritt, kann ein Stau in der Kommunikationsschaltung (16) unterdrückt werden und kann die Kommunikationsstabilität der Kommunikationsschaltung (16) verbessert werden.
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Beim oben beschriebenen Kommunikationssystem (10) kann eine Vielzahl von empfangenden Knoten (14) bereitgestellt sein und sendet der sendende Knoten (12) unterschiedliche Pakete durch die gleiche Kommunikationsschaltung (16) und innerhalb des gleichen Zeitraums an die jeweiligen empfangenden Knoten (14) und sendet die Pakete, die an einen der empfangenden Knoten (14) zu senden sind, der das Fehlererkennungssignal gesendet hat, innerhalb der zulässigen Anzahl von Übertragungen mehrmals. Dank dieses Merkmals ist es möglich, die Anzahl von Übertragungen von Paketen für Ziele, in denen wahrscheinlich Codefehler auftreten, innerhalb eines Zeitraums zu erhöhen, und kann die Zuverlässigkeit der Kommunikation der Kommunikationsschaltung (16) verbessert werden.
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Beim oben beschriebenen Kommunikationssystem (10) kann der empfangende Knoten (14) ein Fehlerprognosesignal an den sendenden Knoten senden, wenn die Größenordnung einer Amplitude eines empfangenen Signals kleiner gleich einer vordefinierten Amplitude ist, wenn eine Amplitude von Rauschen innerhalb des empfangenden Knotens (14) größer gleich einer vordefinierten Amplitude ist, wenn eine Temperatur innerhalb des empfangenden Knotens (14) größer gleich einer vordefinierten Temperatur ist oder wenn eine Schwingung des empfangenden Knotens (14) größer gleich einer vordefinierten Amplitude ist. Wenn der sendende Knoten (12) das vom empfangenden Knoten (14) gesendete Fehlerprognosesignal empfängt, kann der sendende Knoten (12) die Pakete, die an den empfangenden Knoten (14) zu senden sind, sodann in einem darauffolgenden Zeitraum und danach mehrmals senden. Dank dieses Merkmals ist es innerhalb der begrenzten Bandbreite der Kommunikationsschaltung (16) möglich, die Anzahl von Übertragungen von Paketen nur dann zu erhöhen, wenn Bedenken vorliegen, dass ein Codefehler darin auftritt, kann ein Stau in der Kommunikationsschaltung (16) unterdrückt werden und kann die Kommunikationsstabilität der Kommunikationsschaltung (16) verbessert werden.
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Beim oben beschriebenen Kommunikationssystem (10) kann eine Vielzahl der empfangenden Knoten (14) bereitgestellt sein und sendet der sendende Knoten (12) unterschiedliche Pakete durch die gleiche Kommunikationsschaltung (16) und innerhalb des gleichen Zeitraums an die jeweiligen empfangenden Knoten (14) und sendet die Pakete, die an einen der empfangenden Knoten (14) zu senden sind, der das Fehlerprognosesignal gesendet hat, innerhalb der zulässigen Anzahl von Übertragungen mehrmals. Dank dieses Merkmals ist es möglich, die Anzahl von Übertragungen von Paketen für Ziele, in denen wahrscheinlich Codefehler auftreten, innerhalb eines Zeitraums zu erhöhen, und kann die Zuverlässigkeit der Kommunikation der Kommunikationsschaltung (16) verbessert werden.
