ES2331659T3 - Dispositivo de campo de multi-protocolos. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo (30) de campo que puede conectarse a un bus (50) de campo, estando adaptado dicho dispositivo (30) de campo: para establecer al menos dos unidades (31, 32) de bus de campo esclavas estableciendo para al menos una de dichas unidades (31, 32) de bus de campo esclavas un perfil (P1, P2) de comunicación que es diferente del perfil (P2, P1) de comunicación establecido para una de dichas unidades (31, 32) de bus de campo esclavas; y para recibir mensajes (MSG) dirigidos (ADDR) a dichas al menos dos unidades (31, 32) esclavas desde el bus (50) de campo, o para transmitir mensajes (MSG) dirigidos (ADDR) a originarse desde una de dichas al menos dos unidades (31, 32) esclavas al bus (50) de campo; caracterizado porque: el perfil de comunicación de al menos una de dichas al menos dos unidades (31) de bus de campo esclavas está adaptado para la comunicación de mensajes de información crítica en cuanto al tiempo y el perfil de comunicación de al menos una de dichas al menos dos unidades (32) de bus de campo esclavas está adaptado para la comunicación de mensajes de información no crítica en cuanto al tiempo, y dicho bus (50) de campo es la Interfaz AS.
Description
Dispositivo de campo de
multi-protocolos.
La invención se refiere a dispositivos de campo
que pueden conectarse a un bus de campo y a procedimientos para
establecer un dispositivo de campo de este tipo. Además, la
invención se refiere a sistemas para comunicación de datos a través
de un bus de campo.
El documento WO 03/013104 A1 muestra un sistema
de bus de campo que comprende un dispositivo maestro y un
dispositivo de campo que puede conectarse a un bus de campo. Por lo
que el dispositivo de campo está adaptado para establecer al menos
dos unidades de bus de campo esclavas estableciendo para al menos
una de las unidades de bus de campo esclavas un perfil de
comunicación que es diferente del perfil de comunicación establecido
para una de las unidades de bus de campo esclavas y para recibir
mensajes dirigidos a las al menos dos unidades esclavas desde el
bus de campo o para transmitir mensajes dirigidos a originarse desde
una de las al menos dos unidades esclavas al bus de campo.
La Interfaz AS se desarrolló originalmente como
bus de campo en el nivel de automatización más bajo y permitía 4
bits de datos de usuario. Durante los últimos años, las
especificaciones de la Interfaz AS se han ampliado con los
protocolos del tipo que permiten la transmisión de más de 4 bits de
datos de usuario.
Estas ampliaciones se denominan perfiles de
comunicación de Interfaz AS suplementarios y se describen en el
anexo a la especificación de la Interfaz AS. Las ampliaciones del
protocolo permiten la transmisión de valores analógicos de 16 bits
(Transacción combinada, Tipo 1, perfil de comunicación 7.3) o la
transmisión de un flujo de datos serie (Transacción combinada, Tipo
2, perfil de comunicación 7.5.5), por ejemplo.
Estos perfiles de comunicación más nuevos
permiten la transmisión de más de 4 bits de datos de usuario a costa
de tiempos de ciclo. El tiempo de ciclo necesario para el
intercambio de información crítica en cuanto al tiempo aumenta, lo
que es una consecuencia que en muchas situaciones es
inaceptable.
En el modo de transmisión original 4I40 (4
conjuntos de datos de entrada y 4 conjuntos de datos de salida para
cada ciclo de Interfaz AS), el tiempo de ciclo es inferior a 10
ms.
Con el perfil de comunicación 7.3: pueden
transmitirse valores analógicos de 16 bits en 7 ciclos de Interfaz
AS.
Con el perfil de comunicación 7.4: o bien el
modo de transmisión 4I40 o un modo de transmisión para valores
analógicos de 16 bits. Si la esclava está en el modo de transmisión
4I4O, no es posible ninguna transmisión de valor analógico, y
viceversa.
Con el perfil de comunicación 7.5.5: 2 conjuntos
de datos de entrada y dos conjuntos de datos de salida en cada
ciclo de Interfaz AS permite un flujo de datos de 100 bits/segundo
tal como se explica en el documento DE 102 06 657 A1.
Para un número creciente de diferentes clases de
dispositivos de campo para aplicaciones industriales, tales como
convertidores de frecuencia, arrancadores suaves, dispositivos de
conmutación electromecánica, mecanismos, etcétera, diseñados para
poder conectarse a un bus de campo, se requiere la transmisión tanto
de información crítica en cuanto al tiempo como de información no
crítica en cuanto al tiempo.
Las implementaciones de bus de campo actuales,
en particular la Interfaz AS, no permiten, por los motivos
explicados anteriormente, la transmisión flexible de información
crítica en cuanto al tiempo y no crítica en cuanto al tiempo.
Por lo tanto el primer objeto de la invención es
mejorar un dispositivo de campo que puede conectarse a un bus de
campo para permitir una transmisión o recepción más flexible de
mensajes de información, tales como información crítica en cuanto
al tiempo y no crítica en cuanto al tiempo, y, asimismo, mejorar los
sistemas de bus de campo existentes. Estos objetos pueden
conseguirse con un dispositivo de campo tal como se expone en la
reivindicación 1, y con un sistema de bus de campo tal como se
expone en la reivindicación 11.
El segundo objeto de la invención es mejorar los
procedimientos para establecer un dispositivo de campo que pueda
conectarse a un bus de campo para permitir la transmisión o
recepción más flexible de mensajes de información, tal como la
transmisión o recepción tanto de información crítica en cuanto al
tiempo como de información no crítica en cuanto al tiempo. Este
objeto puede conseguirse tal como se expone en la reivindicación
6.
Las reivindicaciones dependientes describen
diversos aspectos ventajosos de la invención.
Si un dispositivo de campo que puede conectarse
a un bus de campo está adaptado para establecer al menos dos
unidades de bus de campo esclavas estableciendo para al menos una de
dichas unidades de bus de campo esclavas un perfil de comunicación
que es diferente del perfil de comunicación establecido para una de
dichas unidades de bus de campo esclavas, el dispositivo de campo
puede usarse para transmitir o recibir mensajes de información tal
como sería posible para dos dispositivos de campo distintos de modo
que pueden sortearse las limitaciones definidas posiblemente en las
especificaciones de bus de campo.
Si el dispositivo de campo está adaptado para
establecer para al menos una de dichas unidades de bus de campo
esclavas un perfil de comunicación que es diferente de los demás
perfiles de comunicación, seleccionando de manera adecuada el
perfil de comunicación diferente, pueden obtenerse las
características deseadas de transmisión o recepción de mensaje de
información.
Si se establece para al menos una de dichas
unidades de bus de campo esclavas un perfil de comunicación que
permite a la unidad de bus de campo esclava sólo recibir datos desde
dicho bus de campo, puede evitarse mejor la congestión de red
puesto que estas unidades de bus de campo esclavas no pueden
entonces enviar ningún mensaje a través del bus de campo.
En una realización particularmente ventajosa de
la invención, al menos una de dichas al menos dos unidades de bus
de campo esclavas está adaptada para la comunicación de mensajes de
información crítica en cuanto al tiempo y al menos una de dichas al
menos dos unidades de bus de campo esclavas está adaptada para la
comunicación de mensajes de información no crítica en cuanto al
tiempo.
La única figura muestra un sistema 1 de bus de
campo que comprende un dispositivo 10 maestro conectado a la
Interfaz 50 AS, un dispositivo 20 de campo convencional y al menos
un dispositivo 30 de campo según la presente invención, también
conectados a la Interfaz AS.
El dispositivo 30 de campo se muestra en la
figura conectado a la Interfaz AS. En general, un dispositivo 30 de
campo se vendería como que puede conectarse a la Interfaz AS, aunque
se conectaría a la Interfaz AS durante la instalación del sistema
de automatización.
El dispositivo 30 de campo está adaptado para
establecer al menos dos unidades 31, 32 esclavas de Interfaz AS y
para recibir o transmitir mensajes MSG dirigidos, preferiblemente en
su campo ADDR de dirección respectivo, a una de cada una de dichas
dos unidades 31, 32 esclavas de Interfaz AS desde la Interfaz 50 AS.
La recepción o transmisión en este contexto comprende
preferiblemente la etapa de leer o escribir el campo PAYL de carga
útil respectivo del mensaje MSG.
El establecimiento puede comprender asignar una
dirección ADDR1 y un perfil P1 de comunicación para la primera
unidad 31 esclava de Interfaz AS y una dirección ADDR2 y un perfil
P2 de comunicación para la segunda unidad 32 esclava de Interfaz
AS. Posiblemente estas direcciones también se comunican al
dispositivo 10 maestro.
En lo sucesivo, se pretende que el término
"perfil de comunicación" se entienda como el modo de
comunicación en el que se lleva a cabo la transmisión o recepción
de datos a través del bus de campo. Especialmente en el caso de que
el bus de campo sea la Interfaz AS, estos perfiles de comunicación
pueden comprender el conjunto de perfiles de comunicación 4I40,
7.3, 7.4 y 7.55.
Las unidades 31, 32 esclavas de Interfaz AS
pueden llevarse a cabo como unidades esclavas virtuales, es decir,
usando un circuito de comunicación con un número requerido de cada
registro, o usando circuitos de comunicación dedicados dentro del
dispositivo 30 de campo para cada unidad 31, 32 esclava de Interfaz
AS. Ambas unidades 31, 32 esclavas de Interfaz AS están ubicadas
dentro de la carcasa del dispositivo 30 de campo, o conectadas a
una interfaz o interfaces de comunicación sensible del dispositivo
30 de campo.
Preferiblemente, el dispositivo 30 de campo está
adaptado para establecer para una unidad 32 esclava de Interfaz AS
un perfil P2 de comunicación que es diferente del perfil P1 de
comunicación que tiene la otra unidad 31 esclava de Interfaz AS.
En particular, el dispositivo 30 de campo puede
adaptarse para seleccionar los perfiles P1, P2 de comunicación a
partir de un grupo de perfiles de comunicación predefinidos,
preferiblemente de los soportados por la Interfaz AS.
Una unidad 31 esclava de Interfaz AS está
adaptada preferiblemente para la comunicación de mensajes de
información crítica en cuanto al tiempo y la otra unidad 32 esclava
de Interfaz AS está adaptada para la comunicación de mensajes de
información no crítica en cuanto al tiempo. En general, diferente
información de parametrización y diagnóstico puede considerarse
como información no crítica en cuanto al tiempo.
Para ello, la unidad 31 esclava de Interfaz AS
puede ser una esclava 4I4O estándar y la unidad 32 esclava de
Interfaz AS puede ser una unidad esclava con el perfil de
comunicación 7.5.5 para transmisión de datos serie. El dispositivo
30 de campo podría por tanto tener 6 entradas y 6 salidas para el
intercambio de mensajes de información crítica en cuanto al tiempo.
Usando la unidad 32 esclava para la transmisión de datos serie, es
posible la parametrización del dispositivo 30 de campo, o la
transmisión de datos de diagnóstico al control, tal como al
dispositivo 10 maestro.
La especificación de la Interfaz AS 2.1 da a
conocer un protocolo, que también se ha dado a conocer en el
documento DE 196 06 673 C1, en el que una unidad esclava de Interfaz
AS recibe una dirección sólo para recibir mensajes de información
pero no es posible ninguna transmisión de mensajes de información
desde la unidad esclava. Este protocolo puede usarse también como
el protocolo adecuado para la esclava 32 de Interfaz AS. Entonces
el dispositivo 30 de campo estaría adaptado para establecer para la
unidad 32 esclava de Interfaz AS un perfil de comunicación que
permita a la unidad 32 esclava de Interfaz AS sólo recibir datos
desde la Interfaz 50 AS.
El experto en la técnica aprecia que aunque se
ha descrito la realización preferida de la invención usando la
Interfaz 50 AS como el bus de campo, la invención no se limita a la
Interfaz AS sino que puede usarse con cualquier bus de campo
adecuado, especialmente con el Enlace IO.
El número de las unidades de bus de campo
esclavas que el dispositivo 30 de campo está adaptado para
establecer puede ser mayor de dos. Con tres o cuatro unidades de
bus de campo esclavas, por ejemplo, incluso pueden transmitirse o
recibirse más datos a través del bus de campo al dispositivo 10
maestro.
Claims (7)
1. Dispositivo (30) de campo que puede
conectarse a un bus (50) de campo, estando adaptado dicho
dispositivo (30) de campo:
- \bullet
- para establecer al menos dos unidades (31, 32) de bus de campo esclavas estableciendo para al menos una de dichas unidades (31, 32) de bus de campo esclavas un perfil (P1, P2) de comunicación que es diferente del perfil (P2, P1) de comunicación establecido para una de dichas unidades (31, 32) de bus de campo esclavas; y
- \bullet
- para recibir mensajes (MSG) dirigidos (ADDR) a dichas al menos dos unidades (31, 32) esclavas desde el bus (50) de campo, o para transmitir mensajes (MSG) dirigidos (ADDR) a originarse desde una de dichas al menos dos unidades (31, 32) esclavas al bus (50) de campo;
caracterizado porque: el perfil de
comunicación de al menos una de dichas al menos dos unidades (31) de
bus de campo esclavas está adaptado para la comunicación de
mensajes de información crítica en cuanto al tiempo y el perfil de
comunicación de al menos una de dichas al menos dos unidades (32) de
bus de campo esclavas está adaptado para la comunicación de
mensajes de información no crítica en cuanto al tiempo, y dicho bus
(50) de campo es la
Interfaz AS.
Interfaz AS.
2. Dispositivo (30) de campo según la
reivindicación 1, en el que: el dispositivo (30) de campo está
adaptado para seleccionar dichos perfiles (P1, P2) de comunicación
a partir de un grupo de perfiles de comunicación predefinidos.
3. Dispositivo (30) de campo según la
reivindicación 1 ó 2, en el que: el dispositivo (30) de campo está
adaptado para establecer para al menos una de dichas unidades (31,
32) de bus de campo esclavas un perfil de comunicación que permite
a la unidad (31, 32) de red esclava sólo recibir datos desde dicho
bus (50) de campo.
4. Procedimiento para establecer un dispositivo
(30) de campo que puede conectarse a un bus (50) de campo, que
comprende la etapa de: establecer, en el dispositivo (30) de campo,
al menos dos unidades (31, 32) de red esclavas para recibir o para
transmitir mensajes (MSG) dirigidos (ADDR) a una de cada una de
dichas dos unidades (31, 32) esclavas desde el bus (50) de campo,
por lo que la etapa de establecimiento comprende la etapa de
establecer para al menos una de dichas unidades (32) de bus de campo
esclavas un perfil (P2) de comunicación que es diferente del perfil
(P1) de comunicación establecido para una de las otras unidades (31)
esclavas, caracterizado porque, el perfil de comunicación de
al menos una de dichas al menos dos unidades (31) de bus de campo
esclavas está adaptado para la comunicación de mensajes de
información crítica en cuanto al tiempo y el perfil de comunicación
de al menos una de dichas al menos dos unidades (32) de bus de campo
esclavas está adaptado para la comunicación de mensajes de
información no crítica en cuanto al tiempo, y dicho bus (50) de
campo es la Interfaz AS.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, en
el que: dichos perfiles (P1, P2) de comunicación se seleccionan a
partir de un grupo de perfiles de comunicación predefinidos.
6. Procedimiento según las reivindicaciones 4 ó
5 anteriores, en el que:
se establece un perfil de comunicación para al
menos una de dichas unidades (31, 32) de bus de campo esclavas que
permite a la unidad (31, 32) de red esclava sólo recibir datos desde
dicho bus (50) de campo.
7. Sistema (1) de bus de campo, que comprende:
un bus (50) de campo, un dispositivo (10) maestro conectado a dicho
bus (50) de campo, y al menos un dispositivo (30) de campo según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 anteriores y conectado a
dicho bus (50) de campo.
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