[發明專利]用于在分布式系統的數字單元中交換信息的方法

有效

• 申請號: 200680034611.1
• 申請日: 2006-07-25
• 公開（公告）號: CN101288258A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: L·波坦扎;G·馬祖切蒂;C·羅西;A·蒂利;P·拉加齊尼
• 申請（專利權）人: IMA工業機械自動裝置股份公司
• 主分類號: H04L7/033
• 分類號: H04L7/033;G06F1/12;H04L7/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 董莘

技術領域

本發明涉及一種用于在分布式系統中的數字單元中交換信息的方法。特別是，本發明可以被有利地用于解決在分布式數字控制中的通信問題，這種分布式數字控制被用于自動機械，尤其是自動包裝機的操作部件的運動控制，在本技術說明書中進行具體的參考，而沒有隱含地限制保護范圍。

背景技術

自動機械是一種由多個直接作用于產品上的操作頭組成的復雜的多用途機構。

為了獲得機器的良好性能，其各個部件之間的正確協調是非常重要的。在早期的自動化中，最初的機構是以機械方式協調的，即經由主凸輪，與主軸相連，然后創建一個軌線作為該機構的其它元件的物理參考。

當今，由于電機、功率電子器件和數字控制及通信的發展，這些元件受控的方式已經大為改變。

附圖1示出了基本的體系結構。從圖中可看出，自動機械的運動控制系統是一種分布式系統。

該系統由稱為節點的數字單元構成，這些節點通過共享通信總線與其它單元交換信息。

尤其是存在一個主節點M，即中央單元，以及許多其它從節點S_i，這些從節點與必須被控制的電機軸相連接。

該系統的每個數字節點通過其內部時鐘的觸發反復執行一個時間驅動的算法，其特征在于一種標稱時間間隔(所謂的“循環時間”)。

一般而言，在現代的復雜系統中，每個數字節點可以同時執行不同算法，“任務”(多任務系統)，每個算法的特征在于其自己的循環時間。對于這種系統而言，在下文考慮的通信和同步問題的概括是直截了當的。主節點中的一個特定任務和從節點中的一個特定任務之間的通信應當被考慮，而不考慮主節點和從節點之間的通信。

令Δt和Δt_i分別為主節點和第i個從節點的循環時間。通常它們被設計為相等或者與固定的整數比同步。事實上，如果網絡系統沒有提供有效同步，則這種“設計假定”是不現實的，因為每個節點時鐘都要受不準確、偏移和抖動的影響。

主節點的主要用途是所有軸的協調，這種協調是假定從節點具有速度或位置參考以追蹤傳動裝置獲得的。

在運行時，以等于主節點的循環時間的周期的采樣時間對每個參考值進行采樣。

然后將每個采樣通過數字總線發送到從節點并且以等于從循環時間的采樣時間由從節點進行采集。

應注意，不僅采樣的值是相關的，而且相應的時刻也是相關的，即使這種信息不直接具備數據項。

此外，這種信息的交換模式取決于通信系統的實現，即總線協議。

無論如何，不管采用什么協議，如果主節點廣播一個數據，則從節點將以可變的時間延遲得到該數據，所以，有可能定義較長和較短延遲之間的差作為系統的抖動。

最后，由于類似網絡上的數據沖突或者業務擁塞的問題，傳輸延遲可能增大。

本發明的目的為此是提供一種用于克服以上提到的缺陷的交換信息的方法。

特別是，本發明的范圍是為了解決如上所述的分布式系統中的通信和同步傳輸問題。

發明內容

根據本發明，描述了一種用于在分布式系統中的數字單元中交換信息的方法，其中每個數字單元都由至少一個主節點和多個從節點來定義，該方法包括以下步驟：將信息參考從所述主節點傳送到所述從節點，所述信息參考以對應于由所述主節點的時鐘值所定義的循環時間周期的采樣時間來采樣，該方法的特征在于其還包括以下步驟：估計在一個周期性的參考時間間隔期間從所述主節點到達所述從節點的所述信息參考采樣的數量，以及利用所述數量來重新計算主時鐘值，使得所述從節點能夠在下一參考時間間隔期間重建主節點信息參考。

附圖說明

下面通過舉例參考附圖描述本發明，附圖中示出了一種交換信息設備的優選而非限制性實施例的原理和概略圖，其中：

圖1示出了分布式系統的典型體系結構；

圖2是對主節點(a)、數據傳輸(b)的采樣以及對從節點(c)的重新采樣的原理圖；

圖3示出了真實時鐘的漂移率；

圖4示出了間隔時間窗口期間的時鐘之間的關系；

圖5示出了一種算法實現；

圖6a和6b示出了分別用于主采樣處理過程和從采樣處理過程的圖5的算法實現的流程圖。

具體實施方式