[发明专利]用于操作现场总线的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有独立权利要求前序部分所述特征的用于操作现场总线的方法。

背景技术

现场总线由众多的用户组成，这些用户通过一根共用的导线彼此通信，其中所述导线可以被划分成段，即所谓的节。众所周知的是，为这种类型的总线系统的用户分别分配一个各自的用户地址，所述用户地址唯一地识别了总线系统中的相应用户。

尤其是在现场总线系统中，地址预留中的最大用户数根据定义受到限制。因此由Manfred Popp的著作“Profibus-DP：grundlagen，tipsund Tricks für Anwender”，Hüthig，Heidelberg，1998已知：一个Profilbus总线系统的最大限度配置可包括最多126个用户，地址为0至125。

已知地址可借助开关、尤其是采用DIP开关来设定。其中尽管所设定的总线用户地址在当时是可读取的，但只有当知道所有活动总线用户的地址并由操作员无误地设定新用户地址时才能避免地址冲突。其中系统固有的人工干预是充满错误的。除此之外，DIP开关的结构尺寸和湿度敏感性也是存在缺点的。后面提到的特性敏感地限制了这样实现的总线用户的设置地点。

此外还已知总线用户的地址可基于软件来设定。但通过软件所述地址只能由另一个激活的总线系统来输入。目前如果没有这种第二个系统，要读取或更改地址都是不可能的。同样需要知道开放的地址空间。这里也不能排除错误状况。

在如Profilbus总线的总线系统中，其中通过将总线导线拆分开并插入总线插头可以引入另一个用户，存在这样的潜在危险：总线系统中的两个用户具有相同的用户地址。当调用这个被双重分配的用户地址时，这两个用户都试图应答，从而当同时访问总线时会引起访问冲突。

发明内容

因此本发明的任务在于给出一种用于操作这种类型的总线系统的方法，其中不用借助其他辅助手段就能可靠地避免由双重给出的用户地址而导致的访问冲突。

根据本发明，该任务通过独立权利要求的特征来解决。本发明的有利实施例在从属权利要求中给出。

本发明由一种总线系统出发，在这种总线系统中多个用户通过相同的总线导线彼此通信，并为所有用户分配来自有限的地址预留的用户地址。其中还为每个将要新加入的用户分配一个地址，这个地址在用户第一次开始工作时涉及工厂设定，或者当用户已经工作时源自已经历的安装。地址被保存在存储器中，并可通过程序中的指令来更改。

本发明还由下述情况出发，即在总线系统中，每个用户实际上也参与通信，并且在此之后，其地址被可识别地包含在一个可设定的时间窗内的总线数据流中。

根据本发明，建议由每个将要新加入一个已有总线系统的用户递归地在对总线进行第一次发送访问之前以总线数据流中的当前用户地址侦听一段规定的时间，并当由该用户识别出在总线数据流中的自身用户地址时，这个自身的用户地址根据可预先给定的安排(Schema)自动改变。

具体来说，每个将要新加入的用户首先在一段规定的时间内仅对总线进行读取访问，并且当其自身的当前用户地址出现时对总线数据流进行分析。

一旦要新加入的用户得知了他在总线数据流中的地址，他就根据预定的安排自行改变其自身的地址，并在一段规定的时间内对总线的新的只读访问进行检验，以检查在总线数据流中是否出现了他的新地址。这一系列步骤递归地重复，直至该用户在规定的时间内没有在总线数据流中再发现他的地址。然后该用户的当前地址被一次设置到总线系统中，并允许该用户对总线进行写访问。

根据本发明的另一个特征，建议用户的地址被改变一个可预定的偏移量。其中用户的地址在每个递归过程中都改变同样的偏移量。

根据本发明的另一个特征，在第一次发送访问之前在至少一个总线周期的时间段内由要新加入的用户侦听总线。尤其是对于主/从结构的总线系统，在一个总线周期内每个从机都由主机响应一次。这意味着，在经过一个完整的总线周期之后，在总线系统中出现的所有地址都会在总线数据流中出现至少一次。

具体实施方式

下面将在Profibus总线系统的例子中对本发明的其他特点和优点做进一步说明。正如已经在说明书开始部分所述的那样，在最大限度配置中，一个Profibus总线系统最多可包括126个用户，其地址为0至125。每个用户至少配备有信号处理装置、尤其是控制器，以及存储装置，用于可调用地存放其地址。