專利名稱：自動化裝置和用于加速處理所選擇的過程數據的方法
技術領域：
本發明涉及一種自動化裝置(Automatisierungsgerat),具有至少一個用于連接
現場總線和通過現場總線傳輸含有過程數據的數據包的現場總線接口并具有至少一個用于連接局部總線和在與局部總線連接的現場設備(FeMgei^t)與自動化裝置之間傳輸過程數據的局部總線接口，還具有用于將來自現場總線的數據包轉換成對于局部總線的數據流和用于將從局部總線指向自動化裝置的數據流轉換成對于現場總線的數據包的裝置。本發明此外涉及一種用于加速處理數據包或數據流的所選擇的過程數據的方法。
背景技術：
WO 2009/021974 A2公開了一種利用以太網通信標準和以太網CAT數據包或以太網CAT框架進行工業通信的實時控制。自動化裝置通過微處理器與作為現場總線的以太網數據網絡連接。通過局部總線利用以太網CAT數據包來進行與連接在輸入/輸出模塊上的現場設備的通信。為加速通信，設置對于局部總線的兩個以太網CAT數據框架，其中，一個數據框架僅用于從自動化裝置指向輸入/輸出模塊的數據并且另一個數據框架僅用于從輸入/輸出模塊指向自動化裝置(現場總線控制器)的數據。DE 100 06 265 B4公開了一種用于控制串行主從通信系統的通信用戶的數據交換的裝置。通過將該裝置構造為用于替換預先確定的通信數據，可以根據通信要求靈活調整該裝置。因此通信用戶可以主動介入通信數據流。以這種方式，通信用戶，也就是輸入/ 輸出模塊可以無需自動化裝置作為主機彼此間通信。
發明內容
由此出發本發明要解決的技術問題在于，提供一種得到改進的自動化裝置，其使得可以在現場總線與局部數據總線之間進行加速的數據傳輸。上述技術問題利用開頭所述類型的自動化裝置通過如下得以實現，即自動化裝置具有用于選擇所要加速轉換的過程數據和用于單獨轉換所選擇的過程數據的加速單元，該加速單元這樣設置，使所選擇的過程數據在時間上在與所選擇的過程數據結合地一起傳輸的未選擇的過程數據之前被輸出。在監測通過現場總線或局部總線發送到自動化裝置的數據包或數據流時，選擇所要加速處理的過程數據。因此實現了，與在同一時間段內與所選擇的過程數據結合地由自動化裝置接收的未選擇的過程數據相比，加速地處理和轉換這些所選擇的過程數據，以便將該所選擇的過程數據在時間上在未選擇的過程數據之前傳送。過程數據在此方面是指自動化系統的在現場設備與上級的控制裝置之間交換的所有數據，特別是測量數據、控制數據和狀態數據。自動化裝置例如可以是自動化設備的模塊式輸入/輸出系統的現場總線耦合器。現場設備特別是在自動化系統中使用的傳感器和執行機構，例如像啟動器、終端開關、閥門、繼電器、信號指示燈等。
所選擇的過程數據的輸出可以直接通過自動化裝置的直接接口進行，現場設備可以無需中間連接的總線而與該直接接口直接連接。但所選擇的過程數據的輸出也可以在時間上在嵌入結合地一起接收的未選擇的過程數據之前通過嵌入到對于局部總線的數據流來進行，以便將過程數據以常見的方式通過局部總線和與其連接的輸入/輸出模塊例如以環形總線法傳輸到現場設備。為了減少延遲時間，可以在傳輸數據時在不檢查所接收的數據包或數據流的正確性的情況下將所選擇的過程數據輸出到局部總線上，而未選擇的過程數據則在確定了所屬數據包或數據流的正確性之后才被轉換和輸出。但特別具有優點的是，自動化裝置構造為用于檢查所接收的數據包和/或數據流的正確性并且在確定了正確性后才進行所選擇的過程數據的輸出。但然后應當已經準備好處理和轉換所選擇的過程數據，使得在確定了數據包或數據流(利用上述數據包或數據流來傳輸這些所選擇的過程數據)的正確性后，可以在沒有不必要的時間延遲的情況下輸出已經做好輸出準備的所選擇的過程數據。此外具有優點的是，自動化裝置構造為用于在數據包的每個現場總線傳輸循環內或數據流的現場設備數據的每個局部總線傳輸循環內選擇和輸出所選擇的過程數據，而未選擇的過程數據僅在更新請求(Aktualisierungsanforderungen)的情況下進行處理。因此所選擇的過程數據具有絕對的優先權且被定期重復選擇和傳送。在此方面，數據包在循環內被定期重復傳輸到現場總線上并由局部總線上的現場設備數據充分利用。在自動化系統中，通常為了傳輸，循環時間定義為如下的時間在發送之后到過程的下次重復所流逝的時間。在此方面，在輸入/輸出模塊、局部總線、現場總線耦合器、現場總線和控制裝置中進行的定期掃描、分析和傳送過程中確定循環時間。然后取決于這種循環時間進行所選擇的過程數據的加速傳送。加速的傳送導致循環時間降低。數據的選擇例如可以利用具有用于識別數據包或數據流的所要加速處理的數據的存在狀態的狀態識別單元的硬件邏輯電路進行。利用這種狀態識別單元可以以簡單手段從數據包或數據流中選擇所要加速處理的數據且將這些數據與未選擇的過程數據分開地借助硬件(hardwarenah)來加速地轉換和輸出。為此自動化裝置構造為用于以本身公知的方式借助微控制器上的軟件來處理未選擇的過程數據，而選擇的過程數據則借助硬件邏輯電路比這些未選擇的過程數據得到更快處理。這一點例如利用由狀態識別單元控制的、用于直接的儲存器存取的邏輯電路實現，利用該邏輯電路從儲存器中讀出緩存的所選擇的數據并在無復雜的進一步處理下通過軟件借助硬件邏輯電路為輸出而進一步處理。這種為了觀察數據流而設置的、選擇和單獨轉換所要加速處理的數據的加速單元可集成到自動化裝置或自動化裝置的現場總線控制器中。但現場總線控制器經常不提供對控制信號的存取，從而具有優點的是，設置包括在其中集成了加速單元的專用的現場總線控制器并將其與現有的、沒有加速處理數據的傳統的現場總線控制器并聯。專用的現場總線控制器可以可選地作為觀察器在調節技術的意義上與傳統的現場總線控制器共同作用。可選地，自動化裝置具有至少一個用于在不中間連接局部總線系統的情況下直接連接現場設備的直接接口。然后在至少一個直接接口上輸出所選擇的過程數據或借助硬件邏輯電路來轉換為了處理而施加在至少一個直接接口上的、所要加速處理的信號，以便將這些信號作為所選擇的過程數據加速嵌入到對于現場總線的數據包內。
本發明要解決的技術問題此外在于，提供一種用于加速處理數據包或數據流的所選擇的過程數據的得到改進的方法。上述技術問題通過以下步驟得以實現-觀察局部總線上的數據流或現場總線上的數據包，與現場總線耦合的自動化裝置通過該局部總線與至少一個用于與現場設備連接的輸入和/或輸出模塊進行通信，-從所觀察的數據包和/或數據流中選擇所要加速處理的過程數據，-和與所選擇的過程數據結合地一起傳輸的未選擇的過程數據分開地處理所選擇的過程數據，以及-時間上在結合地一起傳輸的未選擇的過程數據之前輸出所選擇的過程數據。具有優點的實施方式在從屬權利要求中予以說明。
下面借助附圖的實施例對本發明進行詳細說明。其中圖1示出自動化系統的框圖，該自動化系統具有通過現場總線與控制裝置和通過局部總線與輸入/輸出模塊連接的自動化裝置；圖2示出未選擇的和所選擇的過程數據彼此獨立地轉換的曲線圖；圖3示出自動化裝置的框圖，具有用于選擇所要加速轉換的過程數據的加速單元；圖4示出傳統的現場總線控制器和可選地作為觀察器并聯的現場總線控制器的框圖，該現場總線控制器具有用于選擇和加速轉換所選擇的過程數據的集成的加速單元；圖5示出自動化裝置的框圖，具有直接儲存器存取單元(DirektSpeicher-^igrif fseinheit)，用于通過直接的儲存器存取來加速地處理中間存儲在現場總線控制器的中間存儲器內的經驗證的過程數據。
具體實施例方式從圖1可以看出自動化系統1的框圖。這種在過程、加工、自動化和建筑技術上使用的自動化系統利用現場總線2，以采集空間上分布的過程數據并在對其處理后分配到存儲程序控制器(speicherprogrammierbare Steuerungen) 3以及需要時的主計算機^、4b。為此存儲程序控制器3以本身公知的方式通過上級網絡5與一個或多個遠程維護或調度臺的主計算機^、4b連接。主計算機如、仙需要時可以具有用于顯示過程動態的可視裝置。存儲程序控制器3此外通過現場總線2與以現場總線耦合器形式的至少一個自動化裝置6連接。利用這種現場總線耦合器6實現一種模塊式的輸入/輸出系統，其中通過現場總線耦合器6將過程數據由現場總線2轉換到局部總線7上。與局部總線7連接輸入 /輸出模塊8a、8b、8c，它們優選通過作為局部總線7的環形總線相互通信并與作為自動化裝置的現場總線耦合器6通信。與輸入/輸出模塊8a、8b、8c連接現場設備9a、9b、9c。這些現場設備例如可以是啟動器、終端開關、閥門、繼電器、信號指示燈或類似裝置。根據輸入 /輸出模塊8a、8b、8c的構成，與一個輸入/輸出模塊8a、8b、8c可以連接一個或多個這種現場設備9a、9b、9c。
按照這種方式，由以現場總線耦合器形式的自動化裝置6和輸入/輸出模塊8a、 8b,8c形成的模塊式I/O系統是在現場設備層面(傳感器/執行機構層面)與通過存儲程序控制器3和需要時的上級主計算機4a、4b形成的控制和過程層面之間的連接單元。在這種自動化系統1中，對于快速的、特別是實時控制的反應時間是重要的標準。 為縮短反應時間，利用現場總線耦合器6通過如下來減少在傳輸到現場總線上的數據包與局部總線7的數據流之間的過程數據的(雙向)轉換，即從指向現場總線耦合器6的數據包和/或數據流中選擇所要加速轉換的過程數據并單獨轉換成與所選擇的過程數據結合地在同一數據流或數據包內被傳輸的未選擇的過程數據，并在時間上在未選擇的過程數據之前由現場總線耦合器6輸出。為此自動化裝置6具有用于選擇過程數據和用于單獨轉換這些選擇的過程數據的加速單元10，與現場總線耦合器6的傳統轉換單元11并聯運行該加速單元。在自動化系統1中，存儲程序控制器3承擔對輸入數據本身的分析、數據關聯和輸入/輸出模塊8a、8b、8c以及與其連接的現場設備9a、9b、9c的輸出數據的提供。現場總線耦合器6用于將通過局部總線7接收的過程數據轉換到通過現場總線2傳送到存儲程序控制器3上的數據包以及反之。本自動化系統1不是通過取消現場總線耦合器和直接實現通向輸入/輸出模塊 8a.8b.8c和需要時通向現場設備9a、9b、9c的現場總線并將現場總線耦合器6的功能轉移到存儲程序控制器3內和/或輸入/輸出模塊8a、8b、8c內，來加速數據傳輸。本自動化系統1而是無論是對局部總線7還是對現場總線2，均避免了對特定的通信協議標準的確定， 從而提供足夠的靈活性。也就是說具有局部總線7的自動化系統1充分利用這種優點，即不同的主控制裝置和現場總線為其各自的任務和部門最佳構成。通過I/O系統，各自的現場總線2和局部總線7由用戶按照應用的最佳能力自由選擇。此外，輸入/輸出模塊8a、8b、8c的特性與現場總線2無關，從而利用由制造商支持的局部總線系統可提供一組不同特征的輸入/輸出模塊8a、8b、8c，例如數字輸入模塊、數字輸出模塊、模擬輸入模塊、模擬輸出模塊、編碼器、 儀用互感器等。即制造商的所有輸入/輸出模塊8a、8b、8c為局部總線7裝備相同的接口。 然后簡單地通過選取支持專用現場總線通信標準的適當的現場總線耦合器6進行與確定的現場總線2的連接。由此可以簡單地擴展和交換應用功能。局部總線7此外在其帶寬和功率方面與現場總線2無關地進行優化。在利用在局部總線7與現場總線2之間的過程數據的轉換來保持模塊式I/O系統的靈活性的情況下，現在通過優化現場總線耦合器6這樣縮短反應時間，使得在將現場總線2的數據包轉換到對于局部總線7的數據流時同時進行處理以及反之。圖2以草圖的形式示出由自動化裝置6實施的、隨時間t分開地轉換所要加速處理的所選擇的過程數據PDs和未選擇的過程數據PDn的過程。指向自動化裝置6的數據包DP(X)按照通過現場總線2預先規定的通信協議以相應的現場總線協議格式被傳輸并在時間點t(x)開始由自動化裝置6接收。該數據包含有多個指向所屬現場設備9a、9b、9c、 9d...的過程數據PD。在自動化裝置6的轉換單元11內，在一個數據包PD(X)到達之后檢查當前接收的數據包DP(X)的正確性。這一點例如可以通過分析隨同數據包輸的檢查密鑰進行。這種檢查密鑰例如可以是作為數據包DP(X)等的值的橫排代碼和(Quersumme)的檢驗總數(Prilfsumme)。在檢查正確性后，然后進一步處理和轉換數據包DP(X)的過程數據PD。在此，在轉換單元11內利用傳統的微控制器或微處理器借助軟件例程處理過程數據 PD。這一點操作非常靈活和簡單，但缺點是時間延遲。為縮短反應時間，自動化裝置6因此具有加速單元10，該加速單元從數據包DP(X) 中選擇所要加速傳輸的過程數據PDs并分開地借助硬件例如利用現場可編程的開關電路 (feldprogrammierbaren Schaltkreis, FPGA)進行處理和轉換。所選擇的這些過程數據PDs 可以按照這種方式在時間上在在同一數據包DP(X)內或在前面的數據包DP0ri^DP0rf)內等傳輸的不必加速轉換和傳輸的未選擇的過程數據PDn之前被嵌入對于到局部總線7的數據流DS內并在那里被輸出。可以看出，在下個數據包DP(x+1)在時間點t(x+1)到達之前，傳輸具有在時間點t(x) 接收的數據包DP(X)的所要加速傳輸的過程數據PDsw和在兩個時間點之前接收的數據包 DP(x_2)的無優先權的過程數據PDn(x_2)的數據流DS(x)。對于以時間點t(x+1)和t(x+2)開始的下面的時間段可以看出相應的內容。無優先權的過程數據PD1^g據數據的可用性而被置入數據流DS(x+i)(i為具有正號或負號的整數)內的位置，其中，對所要加速傳輸的過程數據PDs 給予優先權。可選地，也可以考慮，將所選擇的這些所要加速轉換的數據PDs直接提供給直接接口上的自動化裝置6，現場設備9a、9b、9c、9d可以在無需中間連接局部總線7的情況下直接連接到該直接接口。所示出的從現場總線2到局部總線7和與其連接的輸入/輸出模塊8a、8b、8c的數據傳輸過程由自動化裝置6以相應的方式反過來支持，以便從局部總線7的數據流DS中選擇所要加速傳輸的過程數據PDs并轉換為對于存儲程序控制器3的輸出數據并在數據包 DP內通過現場總線輸出到控制裝置3。可以看出，結果所選擇的所要加速處理的過程數據在時間上在未選擇的過程數據PDn之前被傳輸，雖然與所選擇的過程數據PDs結合的未選擇的過程數據PDn在時間上早于前面的數據包或在同一數據包內或數據流段被傳輸。圖3示出具有物理的現場總線接口 12、現場總線控制器13和加速單元10的自動化裝置6的框圖。現場總線控制器13包括現場總線MAC并與物理的現場總線接口 12雙向連接。用于處理現場總線數據包的數據處理單元14構造為用于分析數據包DP的首標信息 (Header)，該首標信息用于數據包DP的編址。此外，設置數據處理單元14，以便從數據包 DP中提取過程數據PD并保存到后置的中間存儲器15a、15b內。數據處理單元14內數據處理的實施通過狀態自動裝置(aistandsautomaten) 16a、16b根據數據包DP到達時出現的事件來控制。中間存儲的過程數據PD然后被輸出到局部總線7的轉換單元11，在該轉換單元內利用過程控制的處理單元18在使用微控制器或微處理器的情況下軟件控制地進一步處理過程數據PD，作為過程圖在中間存儲器19內中間存儲并利用協處理器20嵌入到局部總線 7的數據流DS內。轉換單元11利用物理的局部總線接口 21連接到局部總線7。自動化裝置6具有帶有狀態識別單元17的加速單元10，該狀態識別單元與狀態自動裝置16a、16b連接，以便從數據包DP中探測所要加速處理的過程數據PDS。然后選擇所探測的這種所要加速處理的過程數據PDs并為了加速的進一步處理而傳輸到中間存儲器15a。在這種情況下從狀態識別單元17發出數據提供信號D-R，利用該數據提供信號，從中間存儲器1 直接通過借助硬件的處理來傳輸所要加速處理的過程數據PDS。為此，所選擇的過程數據PDs要么通過直接接口 22被直接輸出到自動化裝置6上，要么通過協處理器20 被嵌入到局部總線7的數據流DS內。為了傳輸，可以在檢查了包括數據包DP或數據流DS的完整性在內的正確性之前， 例如借助檢驗總數進行所選擇的過程數據PDs的預處理。在數據包DP或數據流段錯誤的情況下，為了加速，可以利用控制線路FI (無效框架-Frameinvalid)來停止該已經轉換到局部總線內的所選擇的過程數據PDs的傳輸。在存儲程序控制器3與利用局部總線7和與其連接的輸入/輸出模塊8a、8b、8c 工作的現場總線耦合器6之間的數據傳輸因此如下進行1)通過輸入/輸出模塊8a、8b、8c采集現場信號并作為數據流DS通過局部總線7 傳輸到現場總線耦合器6 ；2)將局部總線7的協議轉換到現場總線2的協議；3)通過現場總線耦合器6經現場總線2發送現場總線報文以及通過存儲程序控制器3接收和處理現場總線報文；4)將現場總線報文內所含有的存儲程序控制器3的反應發送到現場總線耦合器6 以及通過現場總線耦合器6接收現場總線報文；5)通過現場總線耦合器6將現場總線協議轉換到局部總線7的協議；6)將現場總線耦合器6的報文通過局部總線7和各自所連接的輸入/輸出模塊發送到所連接的現場設備9a、9b、9c、9d。在步驟2、和幻中的轉換時，在此方面進行所要加速處理的過程數據PDs的選擇和借助硬件的轉換，而其他未選擇的過程數據PDn則以傳統方式軟件控制地進行轉換。由現場總線耦合器6實施的步驟可以順序或以并行處理的方式作為預取過程 (Prefetch-Ablauf)被處理。為保證過程數據PD的一致性(Konsistenz)，自動化裝置6內需要數據緩沖器，但它們對等待時間(Latenzen)產生不利影響。等待時間是例如通過硬件、軟件內的執行時間 (Laufzeiten)以及例如通過現場總線2和局部總線7的子區域中的雙緩沖器產生的信號延遲。此外，通過利用轉換單元11內的中央微處理器單元的數據處理產生跳動 (Jitter)。跳動描述了信號的原因不明的時間上的變化。在目前的自動化系統中，跳動涉及應當提供現場信號的預計時間點。通過加速單元10成功地明顯減少等待時間和跳動。在圖3中還可以看出，自動化裝置6還允許通過直接接口 22直接輸出所選擇的過程數據PDS。利用直接儲存器存取單元23將所選擇的過程數據PDs嵌入到局部總線7的數據流DS內，該直接儲存器存取單元允許對中間存儲器1 進行直接的儲存器存取并因此允許在現場總線控制器13與轉換單元11之間進行過程數據傳輸。協處理器20用于建立數據流DS和處理對于局部總線7的過程數據PD。加速單元10本身可以構造為借助檢驗總數來分析現場總線報文的有效性，以便因此加速獲得這些信息。這種檢驗作為替換的或附加的可以如傳統的那樣在現場總線控制器13內進行。
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圖4輸出自動化裝置的一部分，其中與傳統的現場總線控制器13a并聯一個具有識別所要加速傳輸的數據和選擇以及傳輸這種所要加速傳輸的數據的功能的專用的現場總線控制器13b。傳統的現場總線控制器13a在其接口上不提供信號輸出端，這些信號輸出端對于選擇和加速傳輸所選擇的過程數據PDs來說是需要的。并聯的專用的現場總線控制器1 可與傳統的現場總線控制器13a類似構成。這種專用的現場總線控制器13b附加提供由加速單元10利用的信號輸出端，以便選擇所要加速處理的過程數據PDs并發出數據提供信號D-R。如果數據包DP或數據流段DS錯誤，可以利用控制線路FI (無效框架-Frame invalid)停止已經傳輸的所選擇的過程數據PDS。專用的現場總線控制器1 在調節技術的意義上可選地作為對傳統現場總線控制器的觀察器工作。由于傳統的現場總線控制器13a的現場總線MAC和專用的現場總線 13b的現場總線MAC硬件不同，會導致不同的處理時間和運行時間(Durchlaufzeiten)。因此需要利用傳統的現場總線控制器13a的同步信號SYNCa對專用的現場總線控制器1 和特別是其現場總線MAC進行再調節。為此設置以虛線示出的信號連接和比較邏輯電路25。 由傳統的現場總線控制器13a將同步信號SYNCa傳輸到比較器25，在該比較器內將同步信號SYNCa與相應的同步信號SYNCb在時間方面進行比較并產生調節信號R，該調節信號被施加到專用的現場總線控制器13b的數據處理單元14，以便使專用的現場總線控制器1 與傳統的現場總線控制器13a同步。傳統的現場總線控制器13a傳輸所有過程數據PDn和PDS，而專用的現場總線控制器1 則僅傳輸所選擇的所要加速傳輸的過程數據PDS。圖3和5示意示出的后置連接的直接儲存器存取單元23負責不重復發送數據。在啟動階段，配置直接儲存器存取單元23 并獲得所有信息哪些數據來自哪里，必須發送到何處并且利用哪些數據帶寬發送。圖5示出自動化裝置6的另一種實施方式的框圖。在這里也具有物理的現場總線接口 12 (現場總線PHY)、現場總線控制器13 (現場總線MAC)和后置連接的邏輯單元26。利用邏輯單元26分析由現場總線2接收的數據包DP并已經檢驗包括完整性在內的正確性。 然后將驗證的過程數據PD寫入中間存儲器27a內。對于指向現場總線2的過程數據PD設置中間存儲器27b，現場總線邏輯單元沈對該中間存儲器進行存取，以便將過程數據PD依據現場總線協議轉換到數據包DP并利用物理的現場總線接口 12通過現場總線2發送到所連接的用戶。在該實施例中通過現場總線2接收的過程數據PD當將其寫入中間存儲器27a內時已經被驗證。過程數據PD的選擇和加速處理在這種情況下通過加速單元10進行。加速單元10 與直接儲存器存取單元23共同作用并允許對中間存儲器27a和27b直接存取。利用協處理器20成功地以盡可能短的時間延遲將通過有針對的儲存器存取所選擇的所要加速傳輸的過程數據PDs嵌入到局部總線7的數據流DS內并通過局部總線7輸出。數據通過局部總線7的輸出通過局部總線接口 21進行。但也可以設想通過直接接口 22向與自動化裝置6 直接連接的現場設備9直接輸出數據。與所選擇的過程數據PDs結合地被傳輸的未選擇的過程數據PDn同樣保存在中間存儲器27a、27b內。轉換單元11的過程控制的處理單元18以本身公知的方式對該中間存儲器進行存取并將未選擇的過程數據PDn為儲存在其他過程圖像中間存儲器19內而進行處理和轉換。然后又通過協處理器20將這些未選擇的過程數據PDn嵌入到局部總線7的數據流DS，而所選擇的過程數據PDs則在現場總線2或局部總線7的每個傳輸循環中被循環地傳輸。
權利要求
1.一種自動化裝置(6)，具有至少一個用于與現場總線(2)連接和通過現場總線(2) 傳輸含有過程數據(PD)的數據包(DP)的現場總線接口(12)并具有至少一個用于與局部總線(7)連接和在與局部總線(7)連接的現場設備(9a、9b、9c)與自動化裝置(6)之間傳輸過程數據(PD)的局部總線接口(21)，還具有用于將來自現場總線O)的數據包(DP)轉換成局部總線(7)的數據流(DS)和用于將由局部總線(7)提供給自動化裝置(6)的數據流(此)轉換成現場總線( 的數據包(DP)的裝置，其特征在于，所述自動化裝置(6)具有用于選擇所要加速轉換的過程數據(PDs)和用于單獨轉換所選擇的過程數據(PDs)的加速單元(10)，該加速單元這樣設置，使所選擇的過程數據(PDs)在時間上在與所選擇的過程數據(PDs)結合地一起傳輸的未選擇的過程數據(PDn)之前被輸出。
2.按權利要求1所述的自動化裝置(6)，其特征在于，所述自動化裝置(6)構造為用于檢查所接收的數據包(DP)和/或數據流(此)的正確性并且在確定正確性后才進行所選擇的過程數據(PDs)的輸出。
3.按權利要求1或2所述的自動化裝置㈩)，其特征在于，所述自動化裝置(6)構造為在數據包(DP)或數據流(此)的每個傳輸循環內選擇和輸出所選擇的過程數據(PDs)且僅在更新請求的情況下處理未選擇的過程數據(PDn)。
4.按前述權利要求之一所述的自動化裝置(6)，其特征在于，用于選擇過程數據(PD) 的所述加速單元(10)作為具有用于識別數據包(DP)或數據流(DS)的所要加速處理的過程數據(PDs)的存在狀態的狀態識別單元(17)的硬件邏輯電路構成，并且在于，所述自動化裝置(6)構造為利用過程控制的處理單元(18)借助軟件來處理未選擇的過程數據 (PDn)，而所選擇的過程數據(PDs)則借助硬件邏輯電路比與這些所選擇的過程數據(PDs) 結合地一起被傳輸的未選擇的過程數據(PDn)更快地被處理。
5.按前述權利要求之一所述的自動化裝置(6)，其特征在于，具有集成的加速單元 (10)的現場總線控制器(1 )與無加速單元(10)的現場總線控制器(13a)并聯。
6.按前述權利要求之一所述的自動化裝置(6)，其特征在于，所述自動化裝置(6)具有用于連接現場設備(9)的至少一個直接接口(22)，并且構造為將所選擇的過程數據(PDs) 通過所述至少一個直接接口 0 直接輸出到與所述至少一個直接接口 0 連接的現場設備(9)和/或構造為處理在所述至少一個直接接口 0 上施加的信號并將這些信號轉換成所選擇的過程數據(PDs)以在時間上在在同一時間段內通過局部總線(7)到達的未選擇的過程數據(PDn)之前加速嵌入到現場總線(2)的數據包(DP)內。
7.一種用于加速處理數據包(DP)和/或數據流(此)的所選擇的過程數據(PDs)的方法，其特征在于-觀察局部總線(7)上的數據流(DS)或現場總線(2)上的數據包(DP)，通過該局部總線，與現場總線(2)連接的自動化裝置(6)與至少一個用于與現場設備(9a、9b、9c)連接的輸入和/或輸出模塊(8a、8b、8c)進行通信，-從所觀察的數據包(DP)和/或數據流(此)中選擇所要加速處理的過程數據(PDs)，-和與所選擇的過程數據(PDs)結合地一起被傳輸的未選擇的過程數據(PDn)分開地處理所選擇的過程數據(PDs)，-時間上在結合地一起被傳輸的未選擇的過程數據(PDn)之前輸出所選擇的過程數據 (PDs)。
8.按權利要求7所述的方法，其特征在于，將所選擇的過程數據在結合地一起傳輸的未選擇的過程數據(PDn)之前嵌入到現場總線O)的數據包(DP)或局部總線(7)的數據流(DS)內。
9.按權利要求7或8所述的方法，其特征在于，檢查所接收的數據包(DP)和/或數據流(DS)的正確性并且將所選擇的過程數據(PDs)在確定了所屬的數據包(DP)的或其中傳輸了所選擇的過程數據(PDs)的數據流(此)的正確性之后嵌入。
10.按權利要求7-9之一所述的方法，其特征在于，在數據包(DP)或數據流(此)的每個傳輸循環內選擇和輸出所選擇的過程數據(PDs)和僅在更新請求的情況下處理未選擇的過程數據(PDn)。
11.按權利要求7-10之一所述的方法，其特征在于，將所選擇的過程數據(PDs)輸出到自動化裝置(6)的至少一個直接接口(22)，以直接傳輸到與直接接口(2 連接的現場設備(9)，和/或將直接與直接接口 0 連接的現場設備(9)的在至少一個直接接口 02)上施加的信號加速轉換為所選擇的過程數據(PDs)并且在時間上在在同一時間段內通過局部總線(7)到達的未選擇的過程數據(PDn)之前將所選擇的過程數據(PDs)嵌入到現場總線 (2)的數據包(DP)內。
全文摘要
描述了一種自動化裝置(6)，具有至少一個用于與現場總線(2)連接和通過現場總線(2)傳輸含有過程數據(PD)的數據包(DP)的現場總線接口(12)并具有至少一個用于與局部總線(7)連接和在與局部總線(7)連接的現場設備(9a、9b、9c)與自動化裝置(6)之間傳輸過程數據(PD)的局部總線接口(21)，還具有用于將來自現場總線(2)的數據包(DP)轉換成局部總線(7)的數據流(DS)和用于將由局部總線(7)提供給自動化裝置(6)的數據流(DS)轉換成現場總線(2)的數據包(DP)的裝置。自動化裝置(6)具有用于選擇所要加速轉換的過程數據(PDS)和用于單獨轉換所選擇的過程數據(PDS)的加速單元(10)，該加速單元這樣設置，使所選擇的過程數據(PDS)在時間上在與所選擇的過程數據(PDS)結合地一起被傳輸的未選擇的過程數據(PDN)之前被輸出。
文檔編號G05B19/418GK102339047SQ20111019861
公開日2012年2月1日 申請日期2011年5月12日 優先權日2010年5月12日
發明者塞巴斯蒂安·庫普曼, 奧利弗·韋特, 德克·比辛, 漢斯-赫伯特·科斯特 申請人:Wago管理有限責任公司