JPH05503821A - 分散制御システムのための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 分散制御システムのための装置 技術的背景 本発明は、接続（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）に割当てられた内部または外部通信素 子を通じて、接続に接続された、または接続され得る機能制御ユニットを備えた 分散制御システムのための装置に関するものである。

ユニットは、これらの通信素子によって、またはメツセージ伝送によって互いに 通信し得る。このユニットは、接続と一度に１回、および制御システム内のメツ セージの優先順位および／またはメツセージか接続でどのように発生するかに依 存する待ち行列の順番で接続とアクセスする。１つまたはそれ以上のユニットが 、予め決定される優先順位を伴ったメツセージを受けるためにセットされ得る。

その順番が接続を通じて伝送されるこれらのユニットのうち、より高い優先順位 をもったメツセージを存するユニットは、少なくとも一定の優先権を得て、より 低い優先順位をもったメツセージを有するユニットより先に、接続にアクセスす る。ユニットは、また、メツセージ優先順位によってアドレス指定され得る。制 御、測定および／またはセンシング等に関する１つまたはそれ以上の第１のステ ートメント（情報項目、データ等）は、それぞれのメツセージに結び付けられる 。制御システムが、第１のステートメントの異なるメツセージへの第１の専属割 当て（ａｆｆｉｌｉａｔｉｏｎ　ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）を伴ってセットアツプ される。これは、第１のステートメントかまたシステム内において互いに優先順 位付けされることを意味する。

従来技術 本発明は、それら自体の機能を実行することによって、生産管理システムまたは 指示制御システムを構成する機械またはシステム内における対象物を制御するユ ニットを有する分散制御システム内で適用され得ることか好ましい。制限された 制御において、複雑／高価な配線、妨害除去機能等を使用することなく、機械／ システムをできる限り妨害を受けないように配置し得ることが本質的である。

したかって、機能実行ユニットは、機能実行対象物に物理的に接近して適当に配 置され、短い配線か、ユニットおよび対象物の間で可能となるようになっている 。このような機械／システムは、既に知られている。

ユニットは、わずかな配線を備えたデータ通信接続によって互いに接続され、あ るいは通信を行う。そして、これらの配線を通し、ユニットが、それに従ってシ ステム内で作動する情報項目を最初に設定しかつ受け取ることができるように、 メツセージの伝送か行われる。このメツセージの伝送は、一定の機能か、それら のシステム内での重要性に基づいて、他の機能に優先して順位を付与され得るよ な形式のものである。このような通信接続を備えた分散制御システムは、既に知 られている。

いわゆるマルチマスター形式の分散制御システムか既に知られている。このよう なシステムにおいて、実際のより高い優先順位は存在せず、ユニットはすへてシ ステム内で同一の状態を存している。

このようなシステムにおいて、ユニットは、互いに通信することかでき、異なる 原理に従って、例えばランダム法に従って共通の接続にアクセスする。より高い およびより低い優先順位をもったユニット（マスター−スレーブユニット）を有 する分散制御システムが、また、既に知られている。このようなシステムにおい て、ユニットの接続に対するアクセスは、より高い優先順位のユニット（コンピ ュータ）によって制御される。

それ自体、互いに通信することかできるユニット、またはバス接続を通してメツ セージを交換するより高いレベルまたはより低いレベルのユニットを有するコン ピュータか、既に知られている。

また、共通のラック内にユニットを配置し、これらのユニットを配線およびノイ ズ除去の観点からは不利な、ノイズに敏感な長い接続によって対象物に接続する ことか、既に知られている。

発明の開示 技術的な問題 優先順位がメツセージによって生じるシステム内において、システムの機能実行 における効率および質を、ユニット間に複雑かつ高価な配線／接続を用いること なく向上させるという強い要請かある。

言い換えれば、制御システムが、処理中の最も重要な事象に集中せしめられるよ うにすることか強く要請される。

このような要請は、メツセージによって制御されるシステム、すなわち、ユニッ トかそれらのシステム内での物理的アドレスの代わりに、メツセージの優先順位 によって制御されるようなシステムにおいて生じる。

また、ユニットが互いに通信可能である一方、簡単な構成のデータ通信接続を保 持するような、特定の形式のシステムか要求される。

すなわち、例えば、わずかな配線を備えた接続が使用され、この接続には、２つ の電線／導体が、シグナル伝送／メツセージ伝送のために含まれ、電圧基準（地 球）および可能なシールトか配置される。

ノールドは、妨害か接続中に進入しまたはこれから逃げることを防止する。

システムの特徴を改良するために、効率を上げることか可能である。効率を上げ ることによって、単位時間あたりに大量のメツセージを伝送する高速ローディン グを行うことかできる。伝送速度は、また、通信装置をオーバーロードすること なく低下させることかできる。伝送および伝送速度は、ケーブルをより安価な／ より技術的に簡単なものとし、送信機および受信機に対するエレクトロニクスを より簡単なものとし、より長い距離にわたって伝送を行うために同一の装置を使 用可能とし、伝送時におけるエラーの発生可能性を減じる等の効果をもたらす。

とりわけ、比較的低いビットスピードかこうして与えられ得る。あるいは、効率 を上げることによって、予想される時刻に、または機能の実行（フィードバック 機能）の際に生じる事象によってシステム内に生じるクリティカルな事象に対す る動的な適合を得ることかできる。本発明によれば、いくつかの時間によって決 定されるメツセージを処理することができる。加えて、故障したおよび／または 妨害するユニットか、オペレーションから除外され、またはそれらの優先順位か 下げられ得る。

効率を上げることによって、システム内のユニット間における、重要なステート メント、パラメータ、ステータスおよび機能等の伝送のための伝送時間か保証さ れ得る。すなわち、保証された伝送時間をメツセージに対して割り当てることか 重要である。

システム事象は、システム内において、通常の場合に対する予め決定される規則 に従って優先順位を付けられ得る。予期されないまたは予期された高速の事象が システム内において生じたとき、優先順位の間欠的なまたは連続的な再分散か生 じうる。トリガシグナル／高速ソゲナルか予期されてまたは予期されずに生じた 場合には、これらのシグナルを、より長い時間の、あるいはゆっくりと発生する 事象に置き換える第２の優先順位に割り当てることかできる。

優先順位の再分散は、また、システムのオーバーロードを防止することかでき、 そして、優先順位の再分散はオペレーション時および／または起動段階において 可能である。

必要な場合には、システムを、場合に対して決定的なステートメントか最も高い 優先順位を与えられるように配置することができる。

システムへの低速のまたはより低速のローディングかなされる場合には、システ ム内において比較的高速の進度をもつ低いまたはより低い優先順位を有するメツ セージを与えることができる。

また、本発明は、システム製作／システム設計をおよびそれに続くシステムおよ びユニットの変更および改良を容易にする。

解決法 本発明の目的は、上述の問題の複合されたものを、全体的にまたは部分的に解決 する構成を提案することである。とりわけ、制御システムか、その機能の実行時 に、第１ステートメントの１つのユニットから１つまたはそれ以上の別のユニッ トへの伝送を可能とし、システムまたはその１つまたはそれ以上のユニットにお ける、機能、ステータス、構成の変化によって、以下の２つの手順のうちの一方 または両方に従って、システム内の第１のステートメントの優先順位の変化を引 き起こすように配置されることは、本発明の特徴であると考えられる。第１の手 順において、第２の専属割当てか各軍１のステートメントに対して与えられる。

優先順位の変化は、それぞれ、接続へのアクセスに関して優先順位を置き換える 優先順位再分散メツセージを発生するように配置された第１の素子によってもた らされる。ユニットは、接続において、優先順位再分散メツセージの発生ととも に受信モードにセットされまたはととまる。優先順位再分散メツセージは、優先 順位再分散メツセージによって影響された、変化後に第１のステートメントに適 用される優先順位条件に関する各軍１のメツセージに対する第２の命令を含んで いる。各ユニットは、また、優先順位再分散メツセージを受けたときまたは受け た後、新たな優先順位条件に従って受信および／または伝送が調節され得るよう に配置される。第２の手順は遅延関数を用いる。複数のメツセージ／第１のステ ートメントの、各メツセージ／第１のステートメントは、接続において発生した 後、一定時間内に接続において再び発生しないことか好ましい。それによって、 システムは、異なるメツセージ／第１のステートメントに対する遅延のためのメ モリ機能を伴って配置されまたはかかるメモリ機能に対するプログラムを組み込 まれる。ユニットか、同時に、より低い優先順位をもつメツセージ／第１のステ ートメントの順番である場合に、遅延されたメツセージ／第１のステートメント を伝送／受信するとき、別の素子か、前記メモリ機能に基づいて、遅延されたメ ツセージ／遅延されたステートメントに対してとの程度の遅延時間か満了し、ま たは満了していないかを決定する。

本発明の概念をさらに発展させたものにおいて、制御システムは、相互に操作さ れ、またはディスケットまたはこれ以外のデータキャリアによって制御され得る プログラミング素子を有していることか提案される。プログラミング素子は、第 １のステートメントの新たな専属分散（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｆ ｆｉｌｉａｔｉｏｎ）に関する１つまたはそれ以上の命令を制御システムに入れ るために使用される。各命令は、その後、各優先順位再分散メツセージを発生す る素子を制御するために使用され得る。これは、制御システムの構成または変更 等を容易にする。前記変更は、制御システムにおけるユニットの付加または除去 に関係する。前記変更は、また、システム内にプログラム化される基本的な機能 （コアーサー機能）から生しる、システムの微調整に関係する。

好ましい実施例において、制御システムは、例えば１つまたはそれ以上の関係す るユニットを有し、１つまたはそれ以上のフィードバック機能によって、システ ムの１つまたはそれ以上のユニットによって制御され得る対象物を操作する。各 軍１のステートメントに対する各メツセージへの新たな専属分散は、各対象物と ユニットの間における１つまたはそれ以上のフィードバック機能／フィードバッ ク情報によって起動され得る。制御システムは、起動および作動段階とともに作 動する形式のものである。このようにして、第１の専属分散は起動段階の最初に おいて存在し、それ以外の専属分散は起動段階の間に導入される。さらに、第３ の専属分散か、各起動段階に続く１つまたはそれ以上の作動段階において生じる 。第３の専属分散は、システム内に存在する規則系または前記命令に従って、あ るいは制御システムとユニットを用いて制御システムによって制御され得る１つ またはそれ以上の対象物との間の１つまたはそれ以上のフィードバック機能によ って生じつる。

優先順位再分散メツセージは、起動段階の最初に送られ得ることか好ましい。そ して、このメツセージか接続において生じたとき、すべてのユニットか受信モー ドに送られ、前記優先順位再分散メツセージによって構成され得る最高の優先順 位をもったメツセージとして受け取られる。優先順位再分散メツセージを送る際 に、影響されたユニットは、それらのおよびそれ以外のユニットの専属分散に関 する情報を受け、各ユニットはそれ自体の専属分散およびそれ以外のユニットの 専属分散に対してそれら自体を調節する。

好ましい実施例において、制御システムおよびそのユニットは、各ユニットがシ ステムにおける後のまたは独立な適用のために、独立に発展せしめられまたは獲 得され得るように、構成される。これは、順次、ユニットに対する制御システム の要求を実行するためのその正確な作動機能に関する知識を要することなく、各 ユニットに関して独立に発展し得る。すなわち、制御システムは、各ユニットの 一般的なまたは置き換えられる機能に関する１つのステートメント／複数のステ ートメントをもつことまたは与えることが必要となるのみである。すなわち、シ ステムは、ユニットそれ自体か、システムにおいて許容され得るようにするため の機能を実行するために、タスクをとのように操作しまたは実行するのかに関す るいかなるステートメントも要求しない。

１実施例において、ユニットは、メツセージによって、すなわち、システムにお ける物理的配置による代わりに、メツセージの数または優先順位によって完全に 制御される。初期機能期間、例えば起動段階において、初期専属分散が、少なく とも初期優先順位割当てメツセージにおける、ユニットのシステム内での物理的 配置に関するステートメントによって生しうる。

別の実施例において、すべての優先順位再分散メツセージか、異なるステートメ ントを含み得る。これらのステートメントは、例えば、物理的アドレス／ユニッ トアドレスに対するステートメント、および問題となっている１つまたはそれ以 上のメツセージによって影響を受けた他のユニットに対するステートメントから 構成されつる。第２のステートメントは、優先順位再分散か、後に優先順位か続 きそして互いに関係する特定のパターンにしたがって生じるという結果に導くス テートメントを、影響されたメツセージが含んでいることを意味するシリアル優 先順位再分散に関係し得る。

好ましい実施例において、使用される優先順位再分散メツセージは、送信ユニッ トを除くすべてのユニットに対して意図される。この優先順位再分散メツセージ は、ユニットかそれらの元の専属分散に復帰するという結果に導くステートメン トを含み得る。この元の専属分散は、例えば、システムにおいて用いられた起動 段階において得られつる。

利点 上述のものによって、このカテゴリーに属する形式の制御システムにおけるデー タ通信ケーブルの簡単な構成を保持することかできる。制御システムを形成する 選択の自由が顕著となる。簡単な方法でシステムに組み込み可能なユニットを開 発し提供することかできる前記の形式のユニットのシステムデザイナ−および製 作者によって、制御システムは独立に開発され得る。システムデザイナ−は、ま た、異なるユニットを有するシステムを作製することができる。

彼／彼女は、現存するユニットから始めて、システムを作製することかでき、シ ステムデザイナ−の側からすれば、ユニットの特別に開発する必要はない。基本 的なシステムパラメータかシステムプログラムにおいて最初から導入されるよう に、プログラミング機能か、適当に設けられる。それによって、システムは、補 助的な命令かシステム等に対して与えられる変更、種々の構成に関して導入され 得る補助的なプログラムとともに配置される。本発明は、コンポーネント、機械 の部分等を制御するための分散制御システムを必要とする機械およびシステムに 適用される。制御システムの適用例として、ロボッＩ・システム、織機、および 他の製造装置等かある。時間によって決定されるメツセージは、優先権をもち、 高い蓋然性をともなって望まれる時間フレーム内においてそれらの宛先に到達す る。

メンセージは、異なる優先順位のレベルで、保証された時間をもって送られ得る 。システムは、メツセージかユニットからまたはユンミソトに対して伝送される とき、より低い優先順位をもった時間メツセージか伝送され得る予め決定される 時間内に別のメツセージか伝送されまたは受け取られることかないように制限を 受けなから作動しつる。

新たな装置か、ソリアルなデータ通信装置の周囲に基本的に配置されたシステム において使用され得る。しかしなから、全体的にまたは部分的に互いに並列な、 いくつかのこのようなシリアルデータ通信装置か存在し得る。この理由として、 伝送能力を増大させること、または冗長度を得ることが挙げられ得る。冗長度に 関する場合には、データ伝送は並列に生じるが、ケーブルは、通常物理的に異な る経路に沿ってのびており、機械的衝撃によってガタガタいうことか防止される 。同一の優先順位をもつメツセージか同時に２つのユニットから伝送されないこ とを保証するため、通信に対する資源の割当てを処理するただ１つのより高いレ ベルのユニット（マスター）か存在することが好ましい。しかしなから、実施は いくつかの異なるユニットによって実行され得る。調節か、システムに対して責 任のある人間によって、予めプログラミングを通してなされ得る。メツセージは 、第１のステートメントと、１つのユニットから１つまたはそれ以上のユニット に伝送されるディジタルデータの形式で結合され得る。信頼性を保持しながら、 最も重要なステートメントか予め決定される時間フレーム内で進行することは、 信頼性を保持しなから、通信におけるメツセージの数の最適化を行う場合に望ま しい。これは、一定のメツセージをグループ化し、それらにグループ内における メツセージの各伝送の間に休止条件を付与し、このグループ内のメツセージに対 しまたは同メツセージから、伝送されるへき第１のステートメントの運動可能性 を付与することによって得られうる。接続ユニットか、関係する第２のステート メントを存する予め決定されるメツセージを受けさえすればよい起動期間か存在 するならば、完全に動的なシステムか得られつる。第２のステートメントに関し て、メツセージか別の第１のステートメントを伝送するために使用される。シス テムにおける伝送それ自体を保証するための第３のステートメントかまた含まれ 得る。

本発明は、メツセージか優先順位をもって伝送され、これか通常保証された伝送 時間をもったメツセージのみであるような、通信の可能性を与える。１実施例に おいて、この保証された伝送時間をもった１つ以上のメツセージを得ることか望 ましい。この保証された伝送時間は、システムによって要求されるできる限り短 い時間となるように選択される。この接続において、また、できる限り低いビッ ト周波数を使用することが望ましい。低いビット周波数は、送信機および受信機 における安価なケーブルおよびエレクトロニクスに帰着する。また、これは、よ り長い距離にわたる伝送の可能性に帰着する。そしてエラーが発生する可能性は 減じられる。これらの要求の多くは相反している。すなわち、１つか解決される と、別の特徴か悪化する。しかしながら、これらの問題に対する最適の解決か、 これまでに記載した解決法によって得られる。

図面のリスト 以下において、さしあたって提案される、本発明の主要な特徴を具現化した装置 の実施例が、添付図面を同時に参照して説明される。

図１は、共通のデータ通信装置に接続された分散ユニットの原理に従って構成さ れたシステムを示すものである。このようなシステムにおいて、装置は、伝送時 間における信頼性を増大させるため、および／または安価な通信装置を使用する 可能性をもたらすために使用され得る。

図２は、シリアル通信装置に接続され、第１のメッセージステートメントの優先 順位付けか可能で、第１のステートメントを１つの優先順位から１つまたはそれ 以上の別の優先順位にリセットするだめの第２のステートメントが受け取られる ことによって、第１のステートメントか選択された／望まれたメツセージととも に伝送され得るような形式の装置を有する多数のユニットを示すものである。

図２に示したユニットは、待ち時間を処理する特別のコンポーネントを備えてい る。

図３は、メツセージ、並びに第１および第２のステートメントを育するビットパ ケットが、どのように見えるか、およびとのようにして１つのユニットから１つ またはそれ以上のユニットに伝送されるかを示すものである。

図４は、第１のステートメントを、１つのメソセージから別のメソセージに移動 させるだめの第２のステートメントに対するデータを示すものである。

図５は、優先順位付は機能のために使用される最優先レベルを得るためのドライ ブ回路を示すものである。

図６は、第１のステートメントか個々のユニットに対するメツセージに結合され たときに伝送されるデータを示すものである。

図７は、どのメツセージか異なるステートメントに対して使用されるかを制御す るために、より高いレベルのユニット（マスター）において使用されるデータの ブロック図を示すものである。このような１組のデータは、完全な制御か存在す るとき、各軍１のステートメント（変数）に対して用いられる。

図８は、第１のステートメントを正確に送受信することができるように、各メツ セージか割当てられなければならないレジスタを示すものである。

図９は、多数の第１のステートメントかメツセージを変化させるとき、伝送され る１組のレジスタを示すものである。

詳細な実施例 図示の実施例による前提条件は、データ通信装置に結合された分散システムであ って、各メツセージが、システムにおいてそれに割当てられた一義的な優先順位 （優先順位レベル）をもって伝送され得る分散システムである。これによって、 メツセージに結合された時間によって決定される第１のステートメントが、通信 において優先権を受け、高い蓋然性をもって望まれる時間フレーム内にその宛先 に達することが可能となる。関係する第１のステートメントを伴ったメツセージ の優先順位が低くなればなるほど、第１のステートメントか望まれる時間フレー ム内にその受信者に達するかとうがを評価することがより困難となる。１つのメ ツセージ／１１のステートメントの遅延は、勿論、とれだけの数のより高い優先 順位をもつメツセージ／第１のステートメントか伝送され、そしてどれだけの頻 度でそれらか送られるかに依存する。

以下の例において問題点を述べる。この例では、すへてのメツセージ／第１のス テートメント　°Ｍ°は、０．５ｍｓで伝送されるものと仮定する。これは、次 のような保証された伝送時間を与える。

記号“ＡＸ“は、優先順位“Ｘ′をもつメソセージ／第１のステートメントが、 特別の優先順位をもつメツセージ／第１のステートメントか伝送される時間内に 伝送される回数である。記号°Ｇ′は、メツセージ／第１のステートメントか既 に伝送されているという事実による、最大の遅延を与える。これは、次のテーブ ルを与える。

優先順位　待ち方程式　待ち　１回の伝送ＯＧＥＭ　＜Ｉｍｓ　＜１ｍ５ ｌ　Ｇ＋ＡＯＸＭ＋Ｍ　＞０．５ｍｓ　＜１．５ｍ５２　Ｇ＋［ＡＯ＋Ａ］ＸＭ ＋ＩＪ　＞ｏ、ｓｍｓ　＜２．０ｍ５３　Ｇ＋［ＡＯ＋ＡＩ＋Ａ２］ｘｌＪ＋ｌ Ｊ　＞ｏ、ｓｍＳ　＜２．５ｍｓ等々 明らかに、ただ１つの第１のメツセージ／第１のステートメントは、保証された 伝送時間を存している。残りのものは、どれだけ頻繁に、より高い優先順位をも つメツセージ／第１のステートメントか伝送されるのか、すなわち、ＡＯ１ＡＩ 等々に与えられる値に基ついている。最高の優先順位をもついくつかのメソセー ジ内第１のステートメントに対して待ち時間’ＶＴ’　を導入し、メソセージか この時間内に送り戻されることかないようにすることによって、最大の伝送時間 を有するいくつかのメツセージ／第１のステートメントか得られる。なぜならば 、ＡＯ，Ａ１等々は、最大値１をとるようになるからである。結果は、次のテー ブルにおいて見られる。

優先順位　待ち方程式　Ｖ　Ｔ　（ｍｓ）　最大の遅延ＯＧ＋Ｍ＋ＶＴ　１０　 ＜ｌ１ｍ５ １　Ｇ＋Ｍ＋ＶＴ＋ＡＯＸＭ　９．５　＜ｌ１ｍ５２　Ｇ＋Ｍ＋ＶＴ＋［ＡＯ＋ Ａ］　ＸＭ　９．０　＜１１ｍ５３　Ｇ＋Ｍ＋ＶＴ＋［ＡＯ＋ＡＩ＋Ａ２］　ｘ ！Ｊ　８．５　＜ｌ１ｍ５等々 ＶＴは十分大きく、グループ内のすへてのメツセージ／第１のステートメントか この時間”ＶＴ’内に伝送されるようになっていることか好ましい。通信装置上 ての予期されるローディングを考慮するためのメツセージ／第１のステートメン トの異なる重み付けを得るために、ＶＴを選択するための種々の方法が存在する 。特定のＶＴの場合、それはグループ内の他のものに比べて非常に低くなるよう にセットされているので、メツセージが最大時間内において２回またはそれ以上 伝送され得る。テーブルにおいて、図示の実施例で予め決定される第１の優先順 位を付けられたメツセージの数（例えば２１個）に対して、最大待ち時間か同一 となるように選択される。

このグループに属するすべてのメツセージ／第１のステートメントは、条件か満 たされるようにするため、そのグループに属しないメツセージ／第１のステート メントよりも高い優先順位を持たなければならないことに注意されたい。さもな ければ、優先順位は意味を失う。最大時間か短くなるように維持される場合、グ ループ内の関係する第１のステートメントを伴う、メツセージ数および各メソセ ージ内のビット数は、少数となるように維持されることが好ましい。第１のステ ートメントがグループ外のメツセージに移動せしめられた時、別の第１のステー トメントは、グループ内のこのまたは別の結合されないメツセージを用い、より 迅速にかつ信頼性をもって伝送されるようになる。システムにおける伝送機能に 結合するメツセージ、おそらく第１および／第２のステートメント並びに第３の ステートメントを含む全ビットパケットの長さは、メツセージ／パケットをでき る限り短くすへく、可変長とされ得る。第１のステートメントに対するビット数 は、最小値に維持されることか好ましい。

図示の実施例において、ユニットは、通信ライン１００に接続されている。この ような通信ラインは、しばしば、ノブナル伝送のために使用されるわずかな電線 、すなわち１本または２本の電線、電圧の基準（地球）、およびおそらく、妨害 の通信ラインに進入することおよび／または通信ラインから逃げることを防止す るために使用されるシールドを有している。通信ラインは、電線上での通信に限 定されず、光学的接続、導波接続、およびラジオ波による接続に関しても使用さ れ得る。たとえ、例え変調によって、いくつかのシリアルチャネルが、同一ライ ン上を同時に伝送され得るとしても、情報項目かこの通信ライン上を連続的に伝 送される。ライン上を伝送される異なるメツセージまたは第１のステートメント を識別するために、１実施例では、これらに識別アドレスまたは行先アドレスか 付与される。こうして、受信ユニットは、受信されるメノセーノ／第１のステー トメントと、他のユニットに対して意図されたものとを識別することかできる。

図１には、新規な装置による機能か適用可能なシステムを示した。

このシステムは、複数の、例えば６つの複合ユニット＋０１、＋０２．１０３． １０４．１１８および＋１９か接続された通信ループ］、　００．２つの圧力送 信機１１３、＋１４、および２つの位置送信機＋０７．１１２からなっている。

システムは、３つの位置決めユニット、１つのブレーキ１１９および１つの温度 コントロール１１８を有している。機械内のたいていの共通コンポーネントは、 いくつかの形式の運動を生成するものであり、これは、この事実が説明に用いら れるという理由からである。しかしながら、接続されたユニットは、とりわけ、 ブレーキ、温度、圧力および流れのような別の項目を制御することかできる。２ つのユニットか、油圧シリンダー１０６、Ｉｌｌを制御し、第３のユニット１／ ２か、電動機１１５を制御する。図１には操作される対象物を示していないか、 これらは、公知の機械の一部を構成し得る。油圧シリンダー１０６、ＩＩＩは、 制御バルブ！、　０５．１１０を通じて制御ユニット１０３．１０４によって制 御される。位置送信機１０７．１１２および圧力送信機＋０８．１０９．１１３ ．１１４は、フィードバックのために使用される。分散システムを使用する利点 は、情報提供ユニット（送信機）と情報受信ユニットの間を短い配線で接続する ことかできるということにある。そしてこのことは、シグナルかアナログ形式で ある場合に、特に重要である。より長い距離にわたって、または複数のユニット に伝送されるシグナルは、通信ラインに接続されだすへてのユニットにアクセス 可能とするため、通信ラインに適当に結合される。この例として、位置送信機１ ０７．１１２かあるか、これからの情報は、望まれる位置に制御するユニットに とって重要であるか、望まれる位置に到達することを保証することか、また、ユ ニット１０１における置き換え制御に対して重要となりうる。前記ユニット１０ １は、通信か機能していることをチェックし、必要な場合には、第１のステート メントを第２のステートメントを用いて異なるメツセージ間において移動させる 機能によって、少なくとも作動するマスターユニットからなっている。前記ユニ ット１０１は、また、制御命令を与え、接続されたユニットに対してパラメータ を制御し、これらの順序か正しく実行されることをチェックする別の機能によっ て、作動し得る。オペレータかシステムをチェ、りすることかできるようにする ため、制御パネル＋３０か使用される。

制御パネルは、ユニット１０１に接続され、またはユニット１０１の一部を構成 する。通信ライン１００を通じて、ユニットは、パネルによって読み取られ、お よび／または新たな制御コマンドか出される。また、１つまたは２つのユニット １０１．１３０は、パーツナルコンピュータ形式のもの、あるいは情報かオペレ ータとの間で伝送されるのに関係する少数のボタンおよび表示ランプを備えたよ り簡単な形式のものである。

図２には、通信装置１００と同一形式の通信装置２００に結合された３つのユニ ットを示しである。ユニットは、ブ０セッサ２１０．２２０．２３０、ＲＡＭメ モリ２１１．２２１，２３１、別のメモリ、または別の周辺ユニット２＋２．２ ２２．２３２、外部コンポーネント２１４〜２１６．２２４〜２２６．２３４〜 ２３６に対するアダプタ素子、オシレータ２１８．２２８．２３８、シリアル通 信回路２１３．２２３．２３３．２４０、および通信ライン２００．２０１に対 するアダプタ素子２１９．２２９．２３９．２４１からなっている。ユニット２ ０２．２０３内には、クロック２２８．２３８を用いてカウントダウンされるレ ジスタを有し、待ち時間を制御するために使用される２つのユニット２６２．２ ６３か存在する。ユニット上に配置されたコンポーネントを互いに結合するため に、ユニット内のすべてのコンポーネントに全体的にまたは部分的に結合された コンピュータバス２５２．２５３．２５４か用いられる。ユニットは２０３と同 等であり、これは、これら２つのユニットか交換可能であることを意味する。し かしなから、再優先順位付けを可能とするために、交換可能なユニットを構成す ることは必ずしも必要ではない。ユニット２１３．２２３．２３３は、ソリアル 通信に対して共通の最小限の仕様を満たしていることによって、送られるビット シーケンスが別のユニットによって受け取られうろことが好ましい。これは、ど のビット周波数が仕様され、どの電圧か仕様されるのかに関する情報に、主とし て適用される。ユニット２０４は、別の通信装置２０１に結合された別の素子２ ４１を含んている。異なるレベル（優先順位）がシステムにおいて望まれるとい う事実、スピードか別のシリアル通信装置を必要とするという事実、または２つ またはそれ以上のパラレルなシリアルラインか、エラー抵抗性をもったシステム 、例えば軍事用の装置における冗長度を得るために仕様されるという事実に基づ いて、別の通信ラインか必要となる。ユニット２０４において、プロセッサに接 続された、例えば、フローナンバーに対するシグナルプロセッサまたは計算ユニ ットからなる別のユニット２４２が配置される。一定のコンポーネント／機能が 、同一のシリコンチップ上に集積され、またはカプセル内に取り付けられる。し かしながら、たいていの場合、外部ユニットに対して配置されたアダプタは、独 立のコンポーネント内に配置される。なぜなら、これらは大きく異なっており、 一定の場合、困難な電気的環境を取扱うからである。電圧供給は、図１に示して いないか、公知のものによって供給される。パーツ２１４〜２１６．２２４〜２ ２６．２３４〜２３６は、インブトおよびアウトプットシグナルに対してディジ タルまたはアナログの両方の形式のものか使用可能である。また、これらは、オ プトカブラ、トランス等々のような、必要な独立した手段を含んでいる。

図３には、伝送のためのビットの完全なパケット（メツセージ、第１、第２およ び／または第３のステートメントを含む）かどのように構成され得るかを示した 。この場合、２つの異なるレベル、１または０によって作動するディジタル通信 装置か準備される。このようなディジットはそれぞれ、１ビツトと呼ばれ、通常 、時間３Ｉ０内に特定の長さを有している。そして、少なくとも送信機および受 信機において、パケット内の各ビットの位置か知られていることによって、正確 な翻訳か各受信機においてなされなければならない。

なにも送られない時、全時間を通じて同一のビットが常に送られる。

そして、図示の実施例では、ディジット　１’３００が用いられる。

伝送は、開始ビット　“Ｏ”３０１によって開始される。このビットか、２つの パケット間において、通信装置上を伝送される値１からずれたとき、伝送か開始 されたことか明らがとなる。開始シーケンスは、別のビットから構成され得るか 、パケットの始まりは、通常、単一のビットのみから構成される。開始ビットの エツジ３１．１は、また、全システムに対する同期化として機能する。その結果 、ビットの送信および受信か、全システムにおいて同時に発生する。各ビットの 読み取りは、通常、できる限り中心近くて発生し、誤ったビットか読み取られる という危険性か最小限にととめられる。パケットか長い場合には、受信機は、通 常、パケット内にくるエツジ上で再同期化を行うことかできる。Ｉまたは０のみ か伝送されるとき、同期化を可能とするために、通信装置は、通常、　゛ビット スタッフインクを備えている。すなわち、１つの列内に同一の値をもった非常に 多くのビットか存在する場合、送信機は、反対の値をもった１ビツトを挿入する 。これは、特別の規則に従って生しる。

その結果、受信機は、これらのスタッフィングされたビットを拾い上げることか できる。開始ビットの後ろにおいて、フィールド３゜２か、との優先順位をパケ ットかもつかを明らかにするための前記第２のステートメントに割当てられつる 多数のビットとともに生しる。影響されたメツセージの識別はこのようにして含 められる。優先順位付けを得るための方法は、０をドミナントなレベルとするこ と、すなわち、ユニットかディジット０を伝送するとすぐに、それか通信装置に おいてＯとなるようにすることである。別の前提条件は、すべてが、同時に伝送 を開始するということである。これは、開始ビットか受信機によって検出される とすぐに、伝送を開始することはもはや許されないことを意味する。すべてか、 同時に伝送を開始し、伝送するユニットか、それらかまさに送ったビットをチェ ックのために読み取る場合には、１を送りＯを読み取るユニットか、パケットの 伝送を打ち切る。優先順位フィールドか、最初最も重要なビットによって開始す る場合には、０に最も近い優先順位をもつパケットのみか残される。他の送信機 は、伝送を打ち切られている。この場合、優先順位フィールドは１２ビツトの長 さを存していると仮定している。パケットの次の部分は、システム情報、例えば リセット機能およびそれに類似のものを有する第３のステートメントを形成する 多数のビット３０３からなっている。その後ろに、前記第３のステートメントに 属し、どれだけ多くのそれに続くデータか３０５が伝送されるのかを記述するビ ットフィールド３０４かくる。最後に述べたデータビット３０５は、前記第１の ステートメントを形成し、全バイトを得るために、しばしば、８ビツトの倍数で 伝送される。データ３０５の長さは可変長である。数は適当に０〜１６バイトの 間の値であり、あるいはいくらかの別の最大数である。可変数による利点は、パ ケットの長さか、システム内の遅延時間を減じるために減じされ得ることにある 。バイト数の最大化は、最大時間を計算可能とするために必要である。データ３ ０５の後ろには、（前記第３のステートメントの一部を形成する）チェックサム ３０６か続いていなければならず、その結果、受信機は、集められたパケットが 正確であるという確認をすることができる。これは、通常、送信機のＣＲＣ多項 式によって計算され、受信されたビットに関する同一の計算か実行されたとき、 受信機によって得られた結果と比較される。フィールド３０６におけるビット数 は、とのＣＲＣ多項式が使用されるのかに基づいているか、その長さおよび多項 式は、通信か開始される前に決定されなければならない。最後に、受信機は、た ぶん、パケットを受信した確認として、伝送された１ビツトに、ドミナントＯ１ （前記第３のステートメントの一部を形成する）３０７の最後のビットを上書き する。実際のパケットの後ろに、通信装置か自由であることを明らかにするため の中間スペース３０８が存在する。位置３１２において、次のパケットにおいて 位置３１１に対応ずへき新たなパケットを送ることか許される。いかなるメツセ ージ／第１のステートメントもその時に伝送されないならば、レベルは、ユニッ トが伝送を行うまでｌにととまっている。

次の伝送の開始は、時間３１２の後の任意の時刻で生じる。時間３０８は一定の 長さを存しているので、いくつかの送信機か、位置３１２て同時に起動され得る 。

上述の説明に従って、各パケットは、ユニット間において伝送されるシステムデ ータに関する関係する第１のステートメント３０５をもったメツセージを含んで いるものとみなされ得る。加えて、メツセージに対する優先順位を特定する優先 順位をもったステートメントか含まれる。この優先順位をもったステートメント は、ここで、一般に第２のステートメントとして指定される。他のデータは、こ こで特定された第３のステートメントのカテゴリーに属している。

図４には、伝送される個々のステートメントの変化を用い、第１のステートメン トか１つのメツセージから別のメツセージに移動せしめられ得る優先順位再分散 メツセージを示しである。この場合、フィールド４００における最初の２ビツト は、メツセージの変化か適用されることを特定する。それに続く６ビツトは、新 たなメソセージの２つの伝送の間に適用される遅延時間を特定する。それに続＜ １２ビツト４０１は古いメツセージを特定し、その後ろには、現在使用される新 たなメツセージをもった１２ビツト４０２か続く。

すなわち、優先順位再分散メツセージは、前のメツセージとともに前に伝送され た１つまたはそれ以上の第１のメツセージか、現在、１つまたはそれ以上の別の メツセージとともに送られることを意味する。これらのステートメントは、通信 装置に切遺族されだすへてのユニットによって受信され得る。そしてこれは、伝 送ユニットおよびすへての受信ユニットが、変化の後、または変化後の予め決定 される時間の後の各軍１のステートメントの伝送においてとのメツセージが使用 されるのかを同時に知っていることを意味する。

異なるメツセージ間における第１のステートメントのこの交換は、交換か行われ た後に関係する第１のステートメントか直接伝送され、これに対するパケットか 既に送信バッファ内にあるという一定の危険性に関係する。そのとき、このパケ ットは、古いメツセージによって送信バッファに入れられる。もしエレクトロニ クスが可能であれば、送信中のユニットは送信を打ち切り、新たなメツセージに 関係する第１のステートメントの再送信が開始され得る。もしこれか実行不可能 であれば、パケットは古いメツセージに結合された第１のステートメントととも に残る。調節されていない受信ユニットは、当然、古いメツセージに結合された 第１のステートメントを受信する。しかしながら、高い蓋然性を伴って、受信機 は、既に新たなメツセージに対して調節されている。これは、誤ったメツセージ に結合されて送られた第１のステートメントが受信されないことを意味する。伝 送されるべき第１のステートメントに対して、送信機は、第１のステートメント を新たなメツセージに結合させることによって再伝送を行うことが必要である。

もしメソセージが特定のメツセージによって伝送されるならば、第１のフィール ド４００は、必ずしも必要ではない。この場合、これは、メツセージが伝送にお いて使用されたステートメントはとれなのかが明らかにされることによる。遅延 時間が用いられず、または、これが別の方法で与えられる場合には、フィールド ４０３はまた必要とされない。これは、パケットか１バイトだけ短くされること を意味する。優先順位フィールド３０２かより長くまたはより短くされる場合に は、フィールド４０１，４０２は、同じたけ長くまたは短くされつる。第２のス テートメントは、それ自体か新たなメツセージに移動するようなデータを含むこ とが可能である。

図５には、ドミナントビットか伝送されることを可能とするエレクトロニクスを 示した。ユニット５０１は、ユニット２１９に対応し、ユニット５０２はユニッ ト２２９に対応する。レジスタ５０３は、外部に取り付けられ、または各ユニッ トの一部を構成し得る。

ユニットのアダプタ素子２１９．２２９．２３９は、２つの１１０レベルの伝送 に対する電気的使用を満足する限り、同一の構成または異なる構成を存しうる。

ユニット５０１における一定の部分は、２１３に組み込まれうる。また、ユニッ ト５０１は、通信装置５００とユニットのエレクトロニクスの間のＤＣ分離を行 うために、オプトカブラおよび／またはトランスを有しつる。５０１からのアウ トプット５０８か１であるとき、トランジスタ５１９は閉鎖され、通信装置５０ ０におけるシグナルは、レジスタ５０３か＋５Ｖに結合されているという事実に よって、１　（ハイ）となる。

ユニットかＯを伝送したとき、トランジスタは開放され、どれだけの数のユニッ トか同時に１を伝送するかに依存して、５００から０にレベルを低下させる。ト ランジスタの反転機能によって、５０８と５１９の間にインバータが存在し、５ ００および５０８は同一の論理レベルを受け取る。論理関数５０１は、微小な妨 害を抑えるシュミットトリガを備えたインプットであり、安定した論理レベルか 得られる。論理関数は、それに伴うインバータのために、反転し、その結果、伝 送時の論理レベルは、５００．５０８．５０９で同一となる。論理関数５０６は 、シグナル５０８．５０９か同一の論理レベルを有するとき、５１０で論理的な ｌのアウトプットを与える。

このシグナルは、より高い優先順位をもったユニットか、優先順位付けの間に伝 送されていることを示すために使用されつる。これは、ユニットか優先順位フィ ールド３０２においてｌを伝送し、それと同時に、１つまたはそれ以上の別のユ ニットかＯを伝送するときに生じる。この場合、５０８で論理的な１か、そして ５０９で、５１Ｏで倫理的な０を与える論理的な０か存在する。これは、より高 い優先順位をもったユニットか伝送していることを示している。シグナルか結合 される論理は、この場合、５０８での伝送を打ち切る、すなわち、レベルは論理 レベルｌにとどまっている。もし、５１０ての論理レベルかフィールド３０３に おいてローとなるならば、これは、伝送においてエラーが発生したことを示す。

これと対照的に、レベル５１０は、フィールド３０７における最後のビットにお いてローとなり、メツセージが受信されたことを示す。

図６には、第１のステートメントの送信機および受信機の間の結合を可能とした 、第２のステートメントの別の変形例を示した。これに対する前提条件は、送信 ユニット内に、第１のステートメントとして伝送されうる多数の変数が存在し、 これらの伝送された第１のステートメントを受信する受信機内に複数個の変数が 存在することである。第２のステートメントを、特定のユニットに向けることを 可能とするため、第２のステートメントは一義的なアドレスを存していなければ ならない。

第２のステートメントのこのフォーマット形式は、図４に示した第２のステート メントと同様の構成を育している。同一のメツセージか使用され得る。なぜなら ば、４００．６００の内容か、これらの異なる第２のステートメントを分離する とき、区別かなされ得るからである。６０１におけるデータは、適当に、４０３ と同一の情報を育する。

まず最初、伝送に対する変数か、とのようにして、第１のステートメントとして メツセージに結合されるのかを説明する。この場合、６００は、第１のステート メントの伝送の記述を特定する。１２ビツト６０２か、どのユニットかこれらの 第２のステートメントを受信するのかを特定するＯ〜４０９５の間の数を与える 。その後ろには、との出力変数かこのメツセージとともに伝送されるのかを特定 する０〜４０９５の間の数をもった１２ビツトか続く。最後には、変数のデータ をもったこれらの第１のステートメントの伝送においてとのメツセージが使用さ れるのかを特定する１２ビツトか存在する。

その後、これらの第１のステートメントを必要とするものばすへて、このメツセ ージに結合される。これは、第２のステートメントをもったメツセージを伝送す ることによってなされる。ここで、６００は、第１のステートメントの受信か記 述されることを特定する。

フィールトロ０３は、上述の場合と同様、とのユニットかこれら第２のステート メントによって影響を受けたかを特定する。これの後には、メツセージの第１の ステートメントかとの内部変数に結合されたかを特定するフィールド６０３か続 く。最後に、これらの第１のステートメントかそれとともに伝送されるメツセー ジを特定する１２ビツト６０４か存在する。同一の第１のステートメントを要求 するユニットはすべて、どのメツセージかそれらに伝送されるのかを知りえなけ ればならない。これは、影響されるユニットか存在するのと同一の回数だけ、第 ２のステートメントとともに伝送される上述のメツセージによってなされる。こ こで、ユニットはフィールド６０２において特定される。受信機を用いた場合、 ６０１はいかなる機能も存しない。

上述の情報項目は、第２のステートメントの伝送か、システムの開始時に規定さ れるべき関係する第２のステートメントをもっただ１つのメツセージのみを必要 とするときを除き、すへてのユニット内に予めプログラムされ得る。そのとき、 情報項目は、マスター内に配置されるだけてよい。

一定の適用において、システムを動的に構成可能であることか重要である。すな わち、コンポーネントおよび機能か、発展段階において満たされ、および／また はシステムか以後に完成されることか可能でなければならず、および／または再 プログラミングを行うことなく、異なるシステムにおいて組み込まれたユニット を使用することか可能でなければならない。本発明によれば、システムか起動さ れるときにシステムに対して要求される情報項目か生成されることか可能となる 。

動的に接続されたユニットは、始めから、メツセージを送受信しないか、第２の ステートメントをもった予め決定されるメツセージを送受信するユニットを意味 する。これは、物理的なユニットであり、すなわち、ユニットはコンタクトによ って通信ライン、または論理ユニット、すなわち、物理的ユニット内に設けられ た機能に接続されるか、最初は使用されない。例えば、ロボットか異なる対象物 を機械で作る、ロボットワークステーションを想像することかできる。ロボット は、通常、その自由度がロックされることなく、横に動かされることはない。こ れは、１０３．１０６によって説明される。この機能か維持されることを可能と し、この機能を通信装置にロードすることを可能とする理由は存在しない。

一定の時刻または一定のモードにおいて、機械によって製作されるべき対象物か 、横へ動かされることが必要とされることがある。

そのとき、マスターは横方向の運動に対するファンクションポイントを動的に開 始せしめ、望ましい横方向位置のような、伝送されるべき必要な第１のステート メントか要求されるメツセージを生成する。横方向の運動か開始されたとき、こ の運動のロッキングか解除され、ロボットはシステムにおける新たなファンクシ ョンポイントを受け取る。

これは、論理ユニットの動的な接続を記述する。このユニットは、論理とよばれ る。なぜなら、その機能は、必ずしも前のステートメントを解除する必要がなか ったという理由で、ユニットは始めから物理的に接続されていたか、システム内 に設置されていなかったからである。当然、第１のステートメントがもはやワー クタスクセットに対して必要とされないとき、ファンクションポイントおよびそ のメツセージを閉じることが可能である。同一の物理的ユニット内には、このよ うな機能ユニットがいくつか存在しつる。このカテゴリーに属する場合には、こ のような論理関数素子は、別の機能素子かそれらのタスクから分離されている間 に、作動することが望ましい。マスターか、第１のステートメントの伝送に対す るメツセージの割当てを実行するという事実によって、マスターは、これらの新 たなメツセージが最初に使用されないことを知りうる。最も進んだ場合、この接 続は、ロボットが前の対象物を機械で製作している間に、ロボットを制御する同 一の通信装置を使用するのと同時に、発生する。

次の例は、機能素子の物理的な接続を説明する。同一のロボットか基礎として用 いられるが、この場合、制御された機能は、ロボットに対して、１１５．１０２ によって例示された工作片を前進させるキャリッジ内に配置される。対象物が、 ロボットの作動サイクルの間に、ロボットの運動によって同期的に回転しなけれ ばならないことか想定される。この問題は、通信ラインが外部ユニットに結合さ れ得る、ロボットからの接続ポイント１２２か存在することによって解決される 。当然、たとえ通信装置かそれ自体、ＣＲＣサムによってノイズを伴う通信を排 除しつるとしても、通信は、接続の場合、妨害から保護されなければならない。

外部ユニットは物理的に接続されているので、ユニットへのまたはユニットから のステートメントか、通信装置内でどのように伝送されるのかに関する情報か与 えられなければならない。これは、図示の実施例による論理接続によってなされ る。

最後の例は、本発明による構成の利点の１つを示している。工作片を回転させる ことができる前記キャリッジは、２つまたはそれ以上の異なるロボットに結合さ れるものと想定される。関係する第２のステートメントをもったメツセージは、 このようなシステム内に接続されるすべてのユニットに対して、前もって知られ る必要がある唯一のものである。しかしながら、その後、異なるメツセージが第 １のステートメントを伝送するためのシステムのそれぞれにおいて使用され得る 。

マスターかシステムを構成可能とするため、マスターは、とのメツセージか第１ のメツセージとともに伝送されるのかをチェックし続ける図７に従うテーブルを 含みそしてこれによって作動する。

このテーブルは、図６による第２のステートメントをもつ起動時のメツセージに 、第１のステートメントを結合させることを可能とするために必要である。もし 、すべてのメツセージかシステムの最初において規定されるならば、マスターに よる再優先順位付けの実行を可能とするのに、図９によるテーブルを用いれば十 分である。後者の場合、基本的なセツティングか得られるようにするため、シス テムの再起動を実行可能でなければならない。

前記テーブルは、また、マスターか必要な場合に再優先順位付けを行うことかで きるようなステートメントを含んでいる。再優先順位付けの始動は、マスターか 、通信装置内のデータフローを調へ、特定されるインターバルとともにメツセー ジか発生することをチェックし、または影響されたユニットか、特定されたイン ターバル内に情報を受信しない場合にマスターに知らせることをチェックするこ とによって、実行されつる。

十中へ九、いくつかの第１のステートメントは、伝送されるだろう。これは、第 １のステートメントおよび構成７４０，７４１に関するデータのすべてのリスト か存在していることを必要とする。しジスタフ４２は、このリストか始まるステ ートメントを含んでいる。

バート７４０は、第１のステートメントの周囲のステートメントを含む１組のレ ジスタである。レジスタ７００は、７４０によって記述される第１のステートメ ントの識別数を含んでいる。レジスタ７０１は、とのメツセージか第１のステー トメントの発生に対して使用されたのかに関する情報を含んでいる。レジスタ７ ０２は、使用される待ち時間を含んでいる。伝送されるべき図６に従ったメツセ ージに対し、マスターは、いくつかの異なるステートメントに関する情報を有し ていなければならない。レジスタ７０３において、システムか起動されるときに 使用されるメツセージが特定され、レノスタフ０４において、そのとき使用され る待ち時間か特定される。

第１のステートメントを伝送するユニットは、７１３において特定され、それに よって使用される変数はっ７１４において特定される。

第１のステートメントをもったメツセージは、１つまたはそれ以上のユニットに 伝送され、受信機の数は７０５において指定される。

レジスタ７０５は、７０６に対するポインタである。７０６において、このメツ セージを受信する第１のユニットが特定され、これに対し、どの内部変数がユニ ットによって使用されたのかに関するステートメントか存在する。レジスタ７０ ６．７１６、およびこのメツセージを受信する第２のユニットに対するポインタ としてのレジスタ７０７か、その後に続く。こうして、かなりの数の受信ユニッ トか、メツセージに結合されつる。受信ユニットを特定する最後のレジスタにお いて、これかりストの最後のものであることを特定するポインタ７１１が存在す る。最後のレジスタ７１２は、通信装置内に伝送される次の第１のステートメン ト７４１をポイントする。この第１のステートメントは、７４０が３つの受信機 を存しているのに対し、２つの受信機のみを育している。

送信および受信ユニットは、図７におけるすべてのステートメントを追跡し続け る必要はなく、これらのステートメントを、通信装置によって伝送された、図６ に示した形式の第２のステートメントを通じて取り出し、図７に従ってマスター のテーブルと同様のテーブルを形成することによって、この情報を保持すること ができる。

しかしながら、外部ユニットはどの可変数７００．７２０がマスターによって最 初に使用されたのかを知ることはできない。なぜなら、これは、決して通信装置 によって伝送されないからである。しかしなから、ユニットはすへて、内部イン プットおよびアウトプット変数が結合されるメツセージに関する情報に一致しな ければならない。

各ユニットにおいて、通信装置内においてメツセージを伴った第１のステートメ ントとして伝送される変数は、通信および可能なリセットに関する一定の情報を 有していなければならない。この情報は、図８に示しである。ここで、レジスタ ８０１は内部可変数であって、変数がメツセージの第１のステートメントに結合 する場合に、６０３において参照されるものである。レジスタ８０２は、ある設 定値から０まで時間とともにカウントダウンするレジスタである。このレジスタ は、要求される待ち時間を得るために使用される。

レジスタ８０３は、４０３または６０１によって伝送され、この変数の伝送か始 まったとき、８０２におかれる待ち時間を含んでいる。

最後のレジスタ８０４は、変数が第１のステートメントとしてとのメツセージを 伴っているのかに関する情報を含んでいる。受信機において、８０１だけか必要 とされ、８０４は、待ち時間を処理する必要かないという理由でそこに存在する 。

図９には、第１のステートメントがメソセージを変化させるときに伝送される情 報をもったレジスタを示した。これらのステートメント、例えば９１０が、メツ セージの伝送を実行するために必要とされる唯一のものである。９０１によって マークされたものは、モード２からモード１への変化か生じたときに伝送される ４つのブロワつてある。各ブロック９１０．９２０．９３０．９４０は、メツセ ージの変化を処理するメツセージをもった第２のステートメントとして伝送され るデータを含んでいる。レジスタ９１１は新たな待ち時間を含んでいる。この新 たな待ち時間は、この場合、Ｏてあり、第２のステートメントバート４０３内に おかれる。次のバート９１２は、調節が現在のどのメツセージに対してなされる のかを特定し、そしてこの情報は４０１にある。バート９１３は、その後とのメ ツセージが使用されるのかに関するステートメントを含んでおり、そしてこの情 報は４０２内におかれる。４つの第２のステートメントか伝送されたとき、通信 装置は既にモードｌにおいて作動している。ｉＥ＋のセツティング９１０および ９２０は、高い優先順位をもったグループから低い優先順位をもったメツセージ へのメツセージの外向き運動である。メツセージが低い優先順位を与えられ、も はやグループに属さなくなったとき、待ち時間はＯにセットされ、いかなる不必 要な遅延も生じない。２つの最後のセツティングは、低い優先順位をもったメツ セージのグループ内における高い優先順位をもったメツセージへの内向き運動で ある。メツセージか最後にグループに存在することになるとき、また、メツセー ジの間に待ち時間が付与され、グループ内の別のものがそれらのメツセージを伝 送するためのスペースか与えられなければならない。

１実施例において、システムはいくつかの異なるモードにおいて作動しているこ とか想定され、望まれたモートは、制御パネル１３１上のノブによってセットさ れていると仮定される。これは、ユニットかすへて、各軍１のステートメントに 対してどのメツセージか使用されるのかに関する情報を受信していることを予め 仮定している。図９において、１つのモードから別のモードへの遷移の間にシフ トされたメツセージを記述する情報をもった多数のレジスタか存在する。

再優先順位付けは、次のようにしてなされる。ロータリースイッチ／ノブ１３１ がポジション１から２に切り換えられたとき、シグナルは、制御パネル１３２か らマスターユニット１０１に送られる。

これは、その後、ステートメントに割当てられたメツセージとともに、レジスタ ９５０．９６０．９７０．９８０で見つけられる第２のステートメントを伝送す る。これらの伝送された第２のステートメントは、シフトされたメツセージに結 合された８０３．８０４におけるものに対応する内容を修正する。

待ち時間ＶＴをもった伝送は、ユニット２０３において次のようにして生じる。

第１のステートメントか送られるようにとの要求か起こる。これは、クロック、 または一定の位置に達したという事実、または２２４でのディジタルインプット シグナルによってなされる。

各メツセージに対し、全時間が時間とともにカウントダウンするレジスタ８０２ か存在する。もしこのレジスタか０てあれば、このメソセージを送ることか明ら かである。もしこのレジスタかＯてなければ、メソセージは送られない。このレ ジスタ８０２は、２６０内におかれる。ここで、コンポーネントは、シグナルを ２２０または２２３に与え、８０２か現在Ｏであることおよび伝送か実行され得 ることを知らせる。伝送が開始されたとき、セットアツプされた待ち時間は、８ ０３内におかれる。これは４０３または６０１からレジスタ８０２に与えられ、 ８０２におけるＶＴの新たなカウントダウンか開始される。カウントダウンか０ に達したとき、カウントダウンは停止し、その後、伝送とは無関係となる。

第２のステートメントの伝送は、高い優先順位とともに生じ、これらか、通信装 置において先へ進められることが防止されなければならない。

図１のシステムにおいて、セットされたステートメントの解除のために必要な情 報ばか伝送され、例えば、位置送信機１０７．１１２はそれらの位置を伝送し、 圧力送信機１１３．１１４は圧力値を送信し、１０１は位置および角度を１０３ 、＋０４．１０２に送信し、＋０１は１１８および１１９に命令を送信する。こ れらのメツセージの優先順位付けは、メツセージかいかに重要であるか、および それかどれだけ迅速に受信機に到達しなければならないかに関して実行されなけ ればならない。このシステムにおいて、ブ１ノーキ命令は、伝送時間かより短く されなければならないことか想定される。

なぜなら、それは、緊急停止を伴った安全機能を暮しているからである。ミリ秒 の大きさの遅延は、破局／′偶発事件に対しては１ミリ秒となる。１０７および １１２から１０３および１０４への位置の伝送は、また、短い遅延時間を必要と する。なぜなら、このような油圧システムは、１秒あたり１００〜１０００回の 更新を必要とする広いハンド幅を存しているからである。時間遅延を処理する１ つの簡単な方法は、通信装置１００におけるビット速度を増大させることである 。しかしながら、これはコストが高くつき、常に可能なものに対する物理的制限 か存在する。もし通信ライン＋００の長さか長く、すなわち１〜２０ｍにわたる なら、それは特に困難となる。

通信装置のコストか、分散された解決法に対して低くなり、通常の解決法に対抗 し得ることが重要である。また、非常に大量の情報か同一の通信ラインによって 伝送され、ラインのコストか低く抑えられ、通信装置に対する接続の数が減少せ しめられることか望ましい。

優先順位付けの１つの問題は、最大の遅延を伴って生じることか常に保証される のは、最高の優先順位をもっただ１つのメツセージであるということである。も し、より高い優先順位をもって伝送されるものか存在しないならば、他のメツセ ージはただ生じるだけである。本発明による１つの方法は、これらのメツセージ をグループ分けし、それぞれのメツセージが、各送信毎の時間のギャップか常に 存在するような制限を受けるようにすることによって、この問題かいかに解決さ れ得るのかを示している。この遅延は、非常に大きいので、グループに属するも のはすべて、この時間フレーム内に少なくとも１つのメツセージを送ることに成 功する。もし、最高の優先順位をもつグループに属するものかすへて、それ以外 のものより高い優先順位を有しているならば、これらのすべてのメツセージか、 保証された時間フレーム内に伝送されることか可能である。機能か、時間フレー ムの増大によって課された遅延の増大によって感化するほど時間フレームが大き くならないようにするため、このグループ内のメツセージの数は最小値を維持し なければならない。このグループ内のメツセージ数の最小値を得るために、要求 によってそこに実際に配置されなければならないもののみが、グループ内に配置 される。これは、メツセージがこのグループ内にあることを要求する時間に従っ て、グループ内にまたはグループ外に移動せしめられつるように、メツセージに 対する優先順位レベルを変化させることによって実行される。また、この方法に よれば、概して、システム内において異なる優先順位をもつメツセージに対して 切り換えられ得る第１のステートメントの切り換えか行われる。したかって新た な方法によれば、２つの可能性か存在する。第１の場合において、システムにお いて適用される１つまたはそれ以上の新たな優先順位再分散に関するステートメ ント（第２のステートメント）を特定する優先順位再分散メツセージか、生成さ れる。すなわち、例えば、一定の第１のステートメントが（システムでの優先順 位を有する）第１のメツセージに結合され得る。前記第１のステートメントは、 その後、システムにおいてより高い優先順位を与えられる。これは、より高い優 先順位をもつ結合されないメツセージに結合された第１のステートメントによっ て生じる。本発明の別の実施例において、方法は、接続で生じたメツセージ／第 １のステートメントが、一定の時間の経過する前に接続で再び生しないことを保 証する遅延機能を用いる。方法の特別の実施例は、２つの実施例の組み合わせを 用いる。

２つの油圧シリンダー１０６、Ｉｌｌか存在する図１のシステムにおいて、もし これらの油圧シリンダーのうちの１つのみか一度に使用されるならば、オペレー ティングユニットに影響を与えるメツセージのみか、グループ内に見いだされる ことか必要である。これに伴って、性能を低下させることなく、時間フレームが 半減されうる。通信装置に関して要求されるこの時間の半減に伴って、通常のシ ステムに比べて、ビット速度が半減し、またはラインの長さか２倍になるか性能 は維持される。

本発明は、上述の実施例に限定されず、請求の範囲に記載した内容および発明の 概念の範囲内で実施例を変更することが可能である。

要約書 分散制御システムにおいて、機能制御ユニット（２０２，２０３，２０４）か接 続（２００）に接続されつる。ユニットは、メツセージ伝送によって互いに通信 し、１度に１回、制御システム内のメツセージの優先順位に依存する待ち行列の 順序で、接続に対するアクセスを受けることかできる。各メツセージは、１つま たはそれ以上の第１のステートメントに関係し、制御システムは、第１のステー トメントの異なるメツセージに対する第１の専属分散によってセットアツプされ る。メツセージ／第１のステートメントは、１つのユニット（例えば（２０２） 　）から１つまたはそれ以上の別のユニット（例えば（２０３および２０４）） に伝送され得る。メツセージ／第】のステートメントの優先順位は、接続に対す るアクセスに関して優先順位を置き換える優先順位再分散メツセージを用いて変 化せしめられ得る。優先順位再分散メツセージは、変化後にメツセージに対して 適用される新たな優先順位に関する個々のメツセージおよびステートメントの固 有優先順位に関するメツセージを含んでいる。それに対して意図された優先順位 再分散メツセージが受信されたとき、または受信された後、各ユニット（２０２ ，２０３，２０４）は、新たな優先順位に従って受信または送信のためにセント アップされうる。

国際調査報告 国際調査報告 、ＰＣＴ／ＳＥ　９１１００００１

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）直列（２００）に、好ましくは割当てられた通信素子を通じて直列に接続 されたまたは接続可能な機能制御ユニット（２０２、２０３、２０４）を有し、 前記ユニットはメッセージ伝送（３０２、３０３、３０４、３０５、３０６）を 用いて互いに通信することができ、１つまたはそれ以上のユニットが、１度に１ 回、制御システムおよび／または接続での発生におけるメッセージの優先順位に 依存する待ち行列の順序で接続とアクセスし、１つまたはそれ以上のユニットが 、予め決定される優先順位（３０２）をもつメッセージの受信のためにセットさ れ、これによって、その順番が接続を通じて伝送されるユニットのうち、より高 い優先順位をもったメッセージを有するユニットが、より低い優先順位をもった メッセージを有するユニットより先に接続に対しアクセスすることに関する少な くとも一定の手順を受け取り、前記ユニットは前記メッセージの優先順位によっ てアドレス指定されることができ、さらに、前記各メッセージには、制御、測定 、センシング等々に関する１つまたはそれ以上の第１のステートメントが結合さ れ、または前記メッセージそれ自体が前記１つまたはそれ以上の第１のステート メントを形成し、前記制御システムは、前記第１のステートメントの異なる前記 メッセージに対する第１の専属割当てによってセットアップされ、それに伴って 、前記第１のステートメントが前記システム内において互いに優先順位付けされ る分散制御システムのための装置であって、前記制御システムは、その機能の実 行時に、メッセージ／第１のステートメントを１つのユニット（例えば２０２） から１つまたはそれ以上の別のユニット（２０３および２０４）に伝送すること ができ、前記システム、あるいはその１つまたはそれ以上のユニットの、または 前記システム、あるいはその１つまたはそれ以上のユニットにおける機能、ステ ータス、構成等々に依存して、 ａ）第２の専属割当てが各第１のステートメントに対して生成され、前記優先順 位の変化のそれぞれによって、第１のエレメント（７４０、７４１、７４２；８ ０１〜８０４；９０１、９０２）は、前記接続に対するアクセスに関し優先順位 を置き換える優先順位再分散メッセージを生成すべく配置され、おそらく前記優 先順位再分散メッセージを伝送するユニットを除くすべてのユニットが、前記接 続における前記優先順位再分散メッセージの発生によって受信モードにセットさ れまたは前記受信モードにとどまり、前記優先順位再分散メッセージは、変化後 、前記第１のステートメントに適用される優先順位条件に関する前記優先順位再 分散メッセージによって影響される各第１のステートメントに対する第２のステ ートメントを含み、各ユニットは、意図された優先順位再分散メッセージを受信 したときまたは受信した後、新たな優先順位条件に従って受信および／または伝 送すべく調節可能に配置される過程、および ｂ）好ましくは複数のメッセージ／第１のステートメントの各メッセージ／第１ のステートメントに対し、好ましくは前記接続における前記メッセージ／第１の ステートメントの最新の発生の終わりから計算される遅延（ＶＴ）が与えられ、 前記遅延中に、前記ユニットまたは別のユニットがより低い優先順位のメッセー ジ／第１のステートメントを送受信するのと同時に、当該ユニットがメッセージ ／第１のステートメントを送受信す場合に、前記メッセージ／第１のステートメ ントが前記接続において再び発生しないようにされ、前記システムは、異なるメ ッセージ／第１のステートメントの遅延に対するメモリ関数８０２、８０３を有 しまたはこの関数をプラグラムに組み込まれ、前記メモリ関数を検出し、または 前記メモリ関数によって制御される別の素子（２０３）を有し、より低い優先順 位のメッセージ／第１のステートメントが、同時に前記接続に対するアクセスを 待っているとき、ユニットが前記メッセージ／第１のステートメントを送受信す る際に、遅延したメッセージ／第１のステートメントに対する遅延時間が経過す るまたは経過しない程度を決定する過程のいずれか一方またはこれらの両方に従 って前記第１のステートメントの優先順位の変化を引き起こすことができること を特徴とする装置。
2. （２）前記制御システムは、ディスケットまたは別のデータキャリア等々によっ て制御され得るプログラミング素子（１３０、１３１）を有しており、前記第１ のステートメントに対する新たな専属分散に関する情報が前記制御システムに入 れられ、各命令は、前記優先順位再分散メッセージを発生する素子を制御するの に使用可能であり、それによって、前記制御システムの構成および変更が容易と なり、前記制御システムの変更は、前記制御システムにおいてユニットを付加し または除去すること、前記システムにプログラムされた基本的機能／コアース機 能を出発点として微調整をすること等々に関係していることを特徴とする請求項 １に記載の装置。
3. （３）前記制御システムは、前記システムの前記ユニットによって制御され得る １つまたはそれ以上の対象物からのフィードバック機能（１０７、１１２）によ って作動し、前記メッセージに対する各第１のステートメントの新たな専属分散 が、１つまたはそれ以上のフィードバックによって識別されうることを特徴とす る請求項１または請求項２に記載の装置。
4. （４）前記制御システムは起動段階および作動段階において作動し、前記第１の 専属分散は、前記起動段階の始めにおいてまたは前記起動段階の間に生じ、前記 第２の専属分散は、前記起動段階の間に生じ、新たな第３の専属分散は、前記制 御システムと、前記ユニットを用いて前記制御システムによって制御され得る１ つまたはそれ以上の対象物との間における、例えば、各ユニットと、後者によっ て制御され得る１つまたはそれ以上の対象物との間における１つまたはそれ以上 のフィードバック機能に依存して、前記作動段階の間に生じることを特徴とする 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の装置。
5. （５）前記システムの起動段階の始めにおいて、送信ユニットを除くすべてのユ ニットが、受信モードにセットされ、より高い優先順位をもつメッセージを受信 し、前記メッセージは優先順位再分散メッセージ（４００、４０１、４０２、４ ０３）からなり、前記起動段階または機能実行段階の間に、前記優先順位再分散 メッセージを送信するとき、前記システム内の前記送信ユニットを除くすべての ユニットは、それらの専属分散および他のユニットの専属分散に関する情報を受 け、各ユニットはそれ自体の専属分散および他のユニットの専属分散に対して調 節を行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の装置。
6. （６）各ユニットは、システム内において後にまたは独立に適用するために発展 せしめられ、または獲得され、順次、前記ユニットに対する前記システムの要求 を実行するためのその正確な作動機能に関する知識を要することなく、各ユニッ トに対して独立に発展せしめられ得ることができ、前記制御システムは、各ユニ ットの一般的なまたは置き換えられる機能に関するステートメントを有しまたは 与えるだけでよく、前記ユニットそれ自体がどのようにしてタスクを作動させま たは実行するのかに関するステートメントを有するまたは与える必要はないこと を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の装置。
7. （７）初期機能期間、例えば、起動段階において、初期専属分散が、少なくとも 最初、前記システムにおける前記ユニットの物理的位置に関する優先順位再分散 メッセージのステートメントによって生じうるという事実は別として、前記ユニ ットは、前記システム内におけるその物理的な位置の代わりに前記メッセージ、 すなわち前記メッセージの数または優先順位によって制御されることを特徴とす る請求項１〜請求項６のいずれかに記載の装置。
8. （８）１つまたはいくつかのまたはすべての優先順位分散メッセージが、いくつ かのステートメント、例えば、物理的アドレス／ユニットアドレスに対して意図 されたステートメント、および問題となっている１つまたはそれ以上の前記メッ セージによって影響される他のユニットに対するステートメント、および連続的 な優先順位再分散に関するステートメントを含んでおり、このことは、関係する メッセージは、前記優先順位再分散が一定のパターンに従って生じる、例えば、 ２つまたはそれ以上の優先順位再分散が次々に生じ、そして、おそらく互いに関 係しながら生じる等々という結果に導くステートメントを含んでおり、送信ユニ ットを除くすべてのユニットに対して意図された優先順位再分散メッセージは、 ユニットが、最初に、例えば前記起動段階において受信したそれらの専属分散に もどるという結果に導くステートメントを含んでいることを意味していることを 特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の装置。
9. （９）素子セットアップ（７４０、７４１）は、すべての第１のステートメント に関する情報および前記第１のステートメントに関するデータを含み、第２の素 子（７４２）は、このリストがどこで始まるのかを識別するステートメントを含 み、第３の素子は、前記第１の素子（７４０）内に含まれる前記第１のステート メントに対する識別数を含み、第４の素子は、現在、前記第１のステートメント によって使用されている前記メッセージに関する情報を含み、第５の素子（７０ ２）は、異なる前記メッセージ／第１のステートメントに関係する待ち時間（遅 延時間）に関する情報を含み、第６の素子（７０６）は、各メッセージが受信す る１つまたはそれ以上のユニット、およびそれに関係する第１のステートメント を特定し、前記送信および受信ユニットは、それ自体前記情報項目を追跡し続け る必要はなく、前記情報項目を前記通信装置内に伝送される前記第２のステート メントを通じて取り出すことによって前記情報項目を受信し、より高いレベルの ユニットによって使用される、対応するテーブルを形成することができることを 特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の装置。
10. （１０）前記優先順位付けが、切り換え操作可能な素子、例えばロータリースイ ッチによって生じ、前記切り換え操作可能な素子によって、オペレータはレジス タ素子（９５０、９６０、９７０、９８０）内に見い出される第２のステートメ ントを前記メッセージに変換することができ、前記第２のステートメントは、シ フトされたメッセージに結合されたものに従って内容を変更し、および／または 前記遅延時間（ＶＴ）は、開始素子、クロック、送信機等々によって起動される ことができ、前記メッセージ／第１のステートメントは、それぞれ、時間をカウ ントダウンする素子（８０２）によって制御され、前記時間をカウントダウンす る素子（８０２）がクリアされたとき、クリアシグナルがメッセージ伝送のため に受信され、前記時間をカウントダウンする素子がカウントダウンによってクリ アされないとき、メッセージは伝送されないことを特徴とする請求項１〜請求項 ９のいずれかに記載の装置。