DE102007041621B4

DE102007041621B4 - Method and device for stabilizing a data radio link

Info

Publication number: DE102007041621B4
Application number: DE102007041621A
Authority: DE
Inventors: Thomas Schildknecht
Original assignee: Schildknecht Thomas Dipl-Ing 71711
Current assignee: Schildknecht Ag De
Priority date: 2007-09-03
Filing date: 2007-09-03
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2027-09-04
Also published as: DE102007041621A1

Abstract

Verfahren zur Stabilisierung des Datenaustauschs über eine Datenfunkverbindung zwischen Feldbusgeräten, wobei Daten von zumindest einem ersten Feldbusgerät über eine erste Kabelverbindung auf ein erstes Datenfunkmodem übertragen werden, über die Datenfunkverbindung auf zumindest ein zweites Datenfunkmodem übertragen und anschließend über eine zweite Kabelverbindung zumindest einem zweiten Feldbusgerät zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer Funkstörung in dem ersten Feldbusgerät und/oder dem zweiten Feldbusgerät eine Softwarefunktion und/oder eine Hardwarefunktion zur Offenhaltung der Datenfunkverbindung vorgesehen ist.Method for stabilizing the data exchange via a radio data link between fieldbus devices, wherein data is transmitted from at least a first fieldbus device via a first cable connection to a first data radio modem, transmitted via the data radio connection to at least one second radio data modem and then fed to at least one second fieldbus device via a second cable connection , characterized in that in the event of a radio interference in the first fieldbus device and / or the second fieldbus device a software function and / or a hardware function is provided to keep the data radio connection open.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung des Datenaustauschs über eine Datenfunkverbindung zwischen Feldbusgeräten, wobei Daten über die Datenfunkverbindung von zumindest einem ersten Feldbusgerät über eine erste Kabelverbindung auf ein erstes Datenfunkmodem übertragen werden, über die Datenfunkverbindung auf zumindest ein zweites Datenfunkmodem übertragen und anschließend über eine zweite Kabelverbindung zumindest einem zweiten Feldbusgerät zugeführt werden.The invention relates to a method for stabilizing the data exchange via a radio data link between fieldbus devices, wherein data is transmitted via the data radio link from at least a first field bus device via a first cable connection to a first radio modem, transmitted via the radio connection to at least a second radio data modem and then via a second Cable connection are supplied to at least a second field bus device.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Stabilisierung des Datenaustauschs über eine Datenfunkverbindung zwischen Feldbusgeräten, wobei ein erstes Feldbusgerät über eine erste Kabelverbindung mit einem ersten Datenfunkmodem verbunden ist und wobei zumindest ein zweites Datenfunkmodem über eine zweite Kabelverbindung mit zumindest einem zweiten Feldbusgerät verbunden ist.The invention further relates to a device for stabilizing the data exchange via a radio data link between fieldbus devices, wherein a first field bus device is connected via a first cable connection to a first data radio modem and wherein at least a second radio data modem is connected via a second cable connection with at least one second field bus device.

In der Schrift WO 03/023536 ist beispielhaft für das technische Umfeld der Erfindung ein Funkmodul für Feldgeräte bestehend aus einer Sende- und Empfangseinheit S/E für Funksignale, einer Kommunikationseinheit KE, die mit einem Feldgerät S1, S2, S3, A1, A2 verbindbar ist und einer zwischengeschalteten Umsetzereinheit U, die die Funksignale in Feldgerätesignale bzw. Feldgerätesignale in Funksignale umwandelt, beschrieben. Feldgeräte, welche keine eigene Funkeinrichtung aufweisen, können so einfach per Funk bedient werden. Dabei erfolgt Verbindung der Feldbusgeräte zu der Sende- und Empfangseinheit SE beispielsweise über Feldbusleitungen.In Scripture WO 03/023536 is exemplary of the technical environment of the invention, a radio module for field devices consisting of a transmitting and receiving unit S / E for radio signals, a communication unit KE, which is connectable to a field device S1, S2, S3, A1, A2 and an intermediate converter unit U, describes the radio signals in field device signals or field device signals into radio signals, described. Field devices that do not have their own radio device can be operated so easily by radio. In this case, the fieldbus devices are connected to the transmitting and receiving unit SE, for example via fieldbus lines.

In einer anderen Ausführungsform einer Feldbusanordnung nach dem Stand der Technik wird ein Profinet-Server mit einem oder mehreren Profinet-Clients über eine Ethernet-Kabelverbindung verbunden. Die Ethernet-Kabelverbindung kann vorteilhaft durch eine Datenfunkverbindung ersetzt werden wenn eines der Feldbusgeräte beweglich angeordnet ist. Hier ersetzt die Datenfunkverbindung beispielhaft eine Schleifringverbindung zu dem beweglichen Feldbusgerät, welche anfällig für Verschmutzung und Verschleiß sein kann. Auf diese Weise können autonome Transportfahrzeuge mit einer zentralen Steuerung verbunden werden. Die Datenfunkverbindung kann dabei vorteilhaft transparent ausgeführt sein, so dass die Feldbusgeräte mit dem zugeordneten Datenfunkmodem über eine Ethernetverbindung verbunden sind und die Daten über die Funkstrecke in ein Funktelegramm verpackt, über Funk übertragen und bei dem Empfänger wieder entpackt werden, ohne dass die Funkübertragungsstrecke den Dateninhalt verstehen oder interpretieren muss. Dies ist das gängige Verfahren, wie es heute beispielsweise bei drahtlosen lokalen Netzwerken entsprechend dem Standard IEEE 802.11x in Verbindung mit Ethernetkabelschnittstellen eingesetzt wird. Die Datenfunkverbindung kann als eine Punkt zu Punkt Verbindung ausgeführt sein, bei der ein Feldbus-Server einen einzigen Feldbus-Client bedient oder sie kann als Multipoint-Verbindung sein, bei der ein Feldbus-Server mehrere Feldbus-Clients reihum bedient.In another embodiment of a fieldbus arrangement according to the prior art, a Profinet server is connected to one or more Profinet clients via an Ethernet cable connection. The Ethernet cable connection can advantageously be replaced by a data radio connection if one of the fieldbus devices is arranged to be movable. Here, the data radio link replaces, by way of example, a slip ring connection to the movable field bus device, which may be susceptible to soiling and wear. In this way, autonomous transport vehicles can be connected to a central control. The data radio connection can be carried out advantageously transparent, so that the field bus devices are connected to the associated data radio modem via an Ethernet connection and the data packed via the radio link in a radio telegram, transmitted by radio and unpacked at the receiver without the radio transmission link data content understand or interpret. This is the common method used today, for example, in wireless local area networks according to the IEEE 802.11x standard in conjunction with Ethernet cable interfaces. The data radio link may be implemented as a point-to-point link in which a fieldbus server services a single fieldbus client, or it may be a multipoint link in which a fieldbus server services multiple fieldbus clients in turn.

Die Verbindung kann als eine zyklische Verbindung ausgelegt sein, bei der in einem Takt von beispielhaft zwischen 1 und 100 Millisekunden der Feldbus-Server Daten versendet und über eine Rückmeldung von dem oder den Clients bestimmt, ob die Datenverbindung korrekt abläuft oder gestört ist.The connection can be designed as a cyclic connection in which the fieldbus server sends data in a cycle of, for example, between 1 and 100 milliseconds and determines via a response from the client (s) whether the data connection is running correctly or is disturbed.

Bei solchen Datenfunkverbindungen mit kabelgebundenen Feldbusschnittstellen wie Ethernet, Profinet, Profibus und anderen Standards können bereits sehr kurze Funkunterbrechungen zum kompletten Abbau der Funkkommunikationsstrecke führen. Kurze Funkunterbrechungen, verursacht durch Störungen des Funkübertragungsweges wie Funksignale anderer Dienste, führen zu Verzögerungen des Datenaustauschs bei den angeschlossenen kabelgebundenen Feldbusgeräten. Bei diesen kann es sich beispielsweise um Profibus Master und Profibus Slave oder Profinet Server und Profinet Client oder TCP/IP Master und TCP/IP Slave handeln. Konzeptbedingt geht die übergeordnete Softwareschicht davon aus, dass die Verbindung nicht mehr besteht, wenn eine bestimmte Zeit kein Datenaustausch mehr erfolgt, und baut den Kommunikationskanal ab. Der Wiederaufbau einer Profinet- oder einer Profibus-Verbindung benötigt beispielhaft 10 bis 20 Sekunden. Eine kurze Funkstörung, beispielhaft in der Größenordnung von 200 ms, kann somit zu einer sehr langen Unterbrechung der Datenkommunikation führen. Da Funkstörungen, die zu einem Abbau des Kommunikationskanals führen, häufig vorkommen, können diese zu einer beträchtlichen Unterbrechungszeit der gesamten Kommunikation und damit einem Stillstand der von der Einrichtung gesteuerten Produktionsanlage führen.With such data radio connections with wired fieldbus interfaces such as Ethernet, Profinet, Profibus and other standards, even very short radio interruptions can lead to complete degradation of the radio communication path. Short radio interruptions, caused by disturbances of the radio transmission path like radio signals of other services, lead to delays of the data exchange with the attached wired fieldbus devices. These can be, for example, Profibus Master and Profibus Slave or Profinet Server and Profinet Client or TCP / IP Master and TCP / IP Slave. Due to the concept, the higher-level software layer assumes that the connection no longer exists when no more data is exchanged for a certain period of time, and breaks down the communication channel. Rebuilding a Profinet or Profibus connection requires 10 to 20 seconds, for example. A short radio interference, for example of the order of 200 ms, can thus lead to a very long interruption of the data communication. Since radio interference, which leads to a reduction of the communication channel, often occur, they can lead to a considerable interruption time of the entire communication and thus a standstill of the facility controlled by the facility.

Aus der DE 101 61 735 A1 ist ein Verfahren zur Kopplung einer drahtlosen und einer drahtgebundenen Busstruktur bekannt. Die drahtgebundenen Stationen dieser Busstruktur sind in einem Token-Ring aneinandergeschlossen. In diesen Token-Ring ist als Koppelglied zu den drahtlosen Stationen eine BS-IWU (Base Station/Inter Working Unit) integriert. Sie steht auch in Funkkontakt zu den drahtlosen Stationen. In dem Token-Ring wird das sogenannte „Token” von Station zu Station gereicht. Der Empfänger des Tokens sendet zunächst ein Quittungssignal. Er darf während einer vorbestimmten Haltezeit das Token besitzen. Während der Haltezeit kann er Dateninhalte über den Token-Ring versenden. In der DE 101 61 735 A1 wird die Problematik einer Störung des Datentransfers auf dem Token-Ring behandelt. Eine solche Störung kann beispielsweise der Verlust des Tokens sein. Weiterhin spricht die DE 101 61 735 A1 eine Störung im drahtlosen Busbereich an. Dann antwortet die BS-IWU auf dem Token-Ring anstelle der drahtlosen Station. Damit wird im Falle einer System-Störung der Datenaustausch auf dem Token-Ring zu organisiert.From the DE 101 61 735 A1 For example, a method for coupling a wireless and a wired bus structure is known. The wired stations of this bus structure are connected in a token ring. A BS-IWU (Base Station / Inter Working Unit) is integrated into this token ring as a link to the wireless stations. It is also in radio contact with the wireless stations. In the token ring, the so-called "token" is handed from station to station. The receiver of the token first sends an acknowledgment signal. He may have the token during a predetermined holding time. During the hold time, he can transfer data content via the token ring to ship. In the DE 101 61 735 A1 the problem of a disturbance of the data transfer on the Token-Ring is dealt with. Such a disturbance may be, for example, the loss of the token. Furthermore, the speaks DE 101 61 735 A1 a fault in the wireless bus area. Then the BS IWU answers on the token ring instead of the wireless station. This organizes data exchange on the token ring in case of a system failure.

Der Aufsatz von A. Willig: Anarchitecture for wireless extensions of Profibus; The 29^th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, 2003 Vol. 3; 2.–6. November 2003, Seiten 2369–2375, beschäftigt sich mit dem Problem, dass sich eine Drahtlosstation nicht ohne weiteres in eine Token-Ring-Architektur integrieren lässt (siehe Seite 2371; Abs. IIIA). Es kommt häufig vor, dass die Drahtlosstation das Token verliert und deswegen von der Kommunikation ausgeschlossen wird. Aus diesem Grund wird die Verwendung eines „BS-IWU” vorgeschlagen. Dieser ist zwischen ein drahtgebundenes Token- und ein drahtloses Netzwerk geschaltet. Im drahtlosen Netzwerk wird ein anderes Protokollierungs-Verfahren verwendet. Der „BS-IWU” versteht beide Protokollierungs-Verfahren und kann diese jeweils übersetzen.The essay by A. Willig: Anarchitecture for wireless extensions of Profibus; The 29 ^th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, 2003 Vol. 3; 2.-sixth November 2003, pages 2369-2375, addresses the problem that a wireless station can not readily be integrated into a token-ring architecture (see page 2371, section IIIA). It often happens that the wireless station loses the token and is therefore excluded from communication. For this reason, the use of a "BS-IWU" is proposed. This is connected between a wired token and a wireless network. The wireless network uses a different logging method. The "BS-IWU" understands both logging procedures and can translate these respectively.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereit zu stellen, welches die Unterbrechungsdauer der Datenkommunikation auf Grund von Funkstörungen reduziert. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Vorrichtung bereit zu stellen.It is an object of the invention to provide a method which reduces the interruption duration of the data communication due to radio interference. It is a further object of the invention to provide a corresponding device.

Die das Verfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass im Falle einer Funkstörung in dem ersten Feldbusgerät und/oder dem zweiten Feldbusgerät eine Softwarefunktion und/oder eine Hardwarefunktion zur Offenhaltung der Datenfunkverbindung vorgesehen ist. Nach einer Unterbrechung der Datenaustauschs, beispielhaft durch eine Funkstörung, muss die Feldbusverbindung nicht erneut aufgebaut werden, was im Fall einer Profinet- oder einer Profibus-Verbindung bis zu 20 Sekunden dauern kann, sondern der Datentransfer kann innerhalb weniger 100 ms wieder aufgenommen werden. Dies führt zu einer drastischen Reduzierung der Ausfallzeiten der Datenübertragung, was zu einer deutlichen Erhöhung der Verfügbarkeit beispielsweise über die Datenfunkverbindung gesteuerter Anlagen und Maschinen führt. Die Aufrechterhaltung des Datenkanals kann dabei über eine Hardwarefunktion und/oder eine Softwarefunktion bewirkt werden, die trotz der Störung der Funkverbindung weiter Datenpakete an die per Kabelverbindung angeschlossenen Feldbusgeräte senden und so die übergeordnete Software am Abbau der Feldbusverbindung hindern. Das Verfahren ist sowohl bei Datenfunkverbindungen zwischen zwei Feldbusgeräten als auch bei Verbindungen von einem Sender zu mehreren Empfängern vorteilhaft anwendbar.The object of the invention relating to the method is achieved by providing in the case of a radio interference in the first field bus device and / or the second field bus device a software function and / or a hardware function for keeping the data radio connection open. After an interruption of the data exchange, for example by a radio interference, the fieldbus connection does not have to be rebuilt, which can take up to 20 seconds in the case of a Profinet or a Profibus connection, but the data transfer can be resumed within 100 ms. This leads to a drastic reduction of the downtime of the data transmission, which leads to a significant increase in the availability, for example via the data radio connection of controlled systems and machines. The maintenance of the data channel can be effected via a hardware function and / or a software function that continue to send data packets to the fieldbus devices connected via cable connection despite the interference with the radio connection and thus prevent the higher-level software from degrading the fieldbus connection. The method is advantageously applicable both in data radio connections between two fieldbus devices and in connections from one transmitter to several receivers.

Wird im Falle einer Unterbrechung des Datenaustauschs von dem ersten Datenfunkmodem und/oder von dem zweiten Datenfunkmodem der von der Unterbrechung betroffene Dateninhalt erneut gesendet, wenn die Unterbrechung des Datenaustauschs noch besteht, kann der Datenaustausch nach Wiederherstellung der Datenfunkverbindung fortgesetzt werden ohne dass Daten verloren gehen oder die Feldbusverbindung zeitintensiv erneut aufgebaut werden muss. In den Datenfunkmodems können hierzu Speichermodule vorgesehen sein, in denen die zu sendenden Daten gespeichert werden können und aus denen die Daten für eine erneute Sendung entnommen oder kopiert werden können.If, in the event of an interruption of the data exchange, the data radio-affected data content is retransmitted by the first radio modem and / or the second radio modem, if the interruption of the data exchange still exists, the data exchange can be resumed after the data radio connection is restored without data being lost or the fieldbus connection must be rebuilt time-consuming. For this purpose, memory modules can be provided in the data radio modems in which the data to be transmitted can be stored and from which the data can be taken or copied for re-transmission.

Eine Verringerung der Unterbrechungsdauer von Feldbusverbindungen mit Datentransfer über Funkstrecken bei einer gleichzeitigen Erkennung von länger andauernden Störungen kann erreicht werden, indem im Falle einer Unterbrechung des Datenaustauschs von dem ersten Datenfunkmodem und/oder von dem zweiten Datenfunkmodem für eine vorbestimmte Dauer der von der Unterbrechung betroffene Dateninhalt erneut gesendet wird, wenn die Unterbrechung des Datenaustauschs noch besteht. Nach der vorbestimmten Dauer der Aufrechterhaltung, die auf den Anlagentyp abgestimmt sein kann, kann die Datenübertragung beendet werden und die Feldbusverbindung von der übergeordneten Software abgebaut werden.A reduction of the interruption duration of field bus connections with data transfer over radio links with a simultaneous detection of longer lasting interference can be achieved by interrupting the data exchange from the first data radio modem and / or from the second data radio modem for a predetermined duration of the data content affected by the interruption is sent again if the interruption of the data exchange still exists. After the predetermined duration of maintenance, which may be tuned to the plant type, the data transfer may be terminated and the field bus connection may be cleared by the parent software.

Werden im Falle einer Unterbrechung des Datenaustauschs die letzten versendeten Daten oder ein vorbestimmter Datensatz von dem ersten Datenfunkmodem über die erste Kabelverbindung auf das erste Feldbusgerät und/oder von dem zweiten Datenfunkmodem über die zweite Kabelverbindung auf das zweite Feldbusgerät übertragen, kann die übergeordnete Software die Feldbusverbindung offen halten und bei einer Wiederaufnahme des Datenaustauschs ohne einen zeitaufwändigen erneuten Aufbau der Feldbusverbindung den Datenaustausch fortsetzen. Dem kabelgebundenen Feldbusgerät wird somit eine intakte Datenverbindung vorgetäuscht, der Kommunikationskanal wird auch innerhalb der bestehenden Programmierung der eingebundenen Feldbusgeräte nicht abgebaut. Wird im Fall einer Unterbrechung des Datenaustauschs ein vorbestimmter Datensatz gesendet, können die im Störungsfall gesendeten Daten im Vorfeld festgelegt werden. Es kann so beispielsweise verhindert werden, dass ein adressiertes Feldbusgerät, beispielsweise eine Maschine, einen kritischen Zustand einnimmt.Will in case of interruption of the Data exchange, the last transmitted data or a predetermined record from the first data radio modem over the first cable connection to the first field bus device and / or transmitted from the second radio data modem via the second cable connection to the second field bus device, the parent software can keep open the fieldbus connection and a resumption the data exchange without a time-consuming rebuild the fieldbus connection continue the data exchange. The wired fieldbus device thus an intact data connection is faked, the communication channel is not degraded even within the existing programming of the integrated fieldbus devices. If a predetermined data record is sent in the event of an interruption of the data exchange, the data sent in the event of a fault can be determined in advance. For example, it can be prevented that an addressed field bus device, for example a machine, assumes a critical state.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass im Falle einer Unterbrechung des Datenaustauschs die letzten versendeten Daten oder ein vorbestimmter Datensatz über eine vorbestimmte Dauer von dem ersten Datenfunkmodem über die erste Kabelverbindung auf das erste Feldbusgerät und/oder von dem zweiten Datenfunkmodem über die zweite Kabelverbindung auf das zweite Feldbusgerät übertragen werden.An embodiment of the method provides that in the case of an interruption of the data exchange, the last data sent or a predetermined record over a predetermined period of the first radio modem via the first cable connection to the first field bus device and / or from the second radio data modem via the second cable connection the second fieldbus device are transmitted.

Nach der vorbestimmten Dauer der Aufrechterhaltung, die auf den Anlagentyp abgestimmt sein kann, kann die Datenübertragung beendet werden und die Feldbusverbindung von der übergeordneten Software abgebaut werden. In dieser Ausgestaltung führen kurze Störung der Funkübertragung nur zu einem geringen Verlust an Verfügbarkeit der Anlage, schwerwiegende Störungen werden aber erkannt und die Feldbusverbindung beendet.After the predetermined duration of maintenance, which may be tuned to the plant type, the data transfer may be terminated and the field bus connection may be cleared by the parent software. In this embodiment, short disturbance of the radio transmission only lead to a small loss of availability of the system, but serious disturbances are detected and the fieldbus connection is terminated.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass im Falle einer Unterbrechung des Datenaustauschs von dem ersten Datenfunkmodem über die erste Kabelverbindung auf einer ersten Kabelschnittstelle ablaufenden Datenaustauschprotokolle mit dem ersten Feldbusgerät weitergeführt und bearbeitet werden und/oder von dem zweiten Datenfunkmodem über die zweite Kabelverbindung auf einer zweiten Kabelschnittstelle ablaufenden Datenaustauschprotokolle mit dem zweiten Feldbusgerät weitergeführt und bearbeitet werden. Statt einer rein passiven transparenten Funktion bedienen das erste und/oder das zweite Datenfunkmodem in diesem Betriebszustand selbstständig aktiv die angeschlossenen Steuerungskomponenten. In den Datenfunkmodems können hierzu Speichermodule vorgesehen sein, in denen die Datenaustauschprotokolle abgelegt sind.An advantageous development of the method provides that in the event of an interruption of the data exchange from the first data radio modem via the first cable connection running on a first cable interface data exchange protocols with the first fieldbus device are continued and / or processed by the second data radio modem via the second cable connection on a second cable interface running data exchange protocols are continued with the second fieldbus device and edited. Instead of a purely passive transparent function, the first and / or the second data radio modem independently actively operate the connected control components in this operating state. For this purpose, memory modules can be provided in the data radio modems in which the data exchange protocols are stored.

Eine Einbindung einer Datenfunkverbindung unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in eine Feldbusanordnung sieht vor, dass zwischen dem ersten Datenfunkmodem und dem zumindest einen zweiten Datenfunkmodem eine transparente und/oder zyklische Datenfunkverbindung abgewickelt wird. Bei einer solchen Datenverbindung werden die Daten in dem ersten Datenfunkmodem in ein Funktelegramm verpackt und über einen Funkkanal auf zumindest ein zweites Datenfunkmodem übertragen, dort wieder entpackt und an das angeschlossene Feldbusgerät weitergeleitet. In einer Ausführungsvariante können mehrere Feldbusgeräte von dem zweiten Datenfunkmodem zyklisch bedient werden.An integration of a data radio connection using the method according to the invention into a fieldbus arrangement provides that a transparent and / or cyclic data radio connection is handled between the first data radio modem and the at least one second data radio modem. In such a data connection, the data in the first radio modem are packaged in a radio telegram and transmitted via a radio channel to at least a second radio modem, where it is unpacked and forwarded to the connected fieldbus device. In one embodiment, multiple fieldbus devices can be operated cyclically by the second radio data modem.

Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in dem ersten oder zweiten Feldbusgerät eine Softwarefunktion und/oder eine Hardwarefunktion zur Offenhaltung der Datenfunkverbindung vorgesehen ist. Hierdurch kann ohne eine Änderung der Feldbuskomponenten oder deren Programmierung die Verfügbarkeit der Verbindung erhöht werden. Die in dem Datenfunkmodem vorgesehene Funktion hält die Datenverbindung bei kurzen Unterbrechungen der Funkverbindung offen, indem den kabelgebundenen Feldbusgeräten wird so eine intakte Datenverbindung vorgetäuscht wird, und verhindert einen Abbau der Feldbusverbindung nachdem diese zeitaufwändig wieder aufgebaut werden müßte. Bei längeren Unterbrechungen der Funkverbindung kann die übergeordnete Software der Feldbusanordnung die Datenverbindung unterbrechen. Insbesondere die Realisierung der Maßnahmen über eine Softwareerweiterung ermöglicht eine kostengünstige, flexible und schnell umzusetzende Lösung.The object relating to the device is achieved by providing a software function and / or a hardware function for keeping the data radio connection open in the first or second field bus device. As a result, the availability of the connection can be increased without changing the fieldbus components or programming them. The function provided in the data radio modem keeps the data connection open in the event of short interruptions of the radio connection, simulating an intact data connection to the wired field bus devices, and prevents a degradation of the fieldbus connection after it has to be reconstructed in a time-consuming manner. For longer interruptions of the radio connection, the higher-level software of the fieldbus arrangement can interrupt the data connection. In particular, the implementation of the measures via software expansion enables a cost-effective, flexible and quickly implemented solution.

Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass in dem ersten Feldbusgerät und/oder dem zweiten Feldbusgerät eine Softwarefunktion und/oder eine Hardwarefunktion zur Offenhaltung der Datenfunkverbindung vorgesehen ist.An alternative embodiment provides that in the first field bus device and / or the second field bus device, a software function and / or a hardware function for keeping open the data radio connection is provided.

Eine Einbindung einer Datenfunkverbindung in eine Feldbusanordnung mit Master-Slave-Funktion wird ermöglicht, indem das erste Feldbusgerät als Profibus Master oder Profinet Server oder TCP/IP Master ausgeführt ist und dass das zweite Feldbusgerät als Profibus Slave oder Profinet Client oder TCP/IP Client ausgeführt ist und/oder indem die Datenfunkverbindung als Wireless LAN 802.11x oder als Bluetooth oder als DECT Funkverbindung ausgeführt ist.An integration of a data radio connection in a fieldbus arrangement with master-slave function is made possible by the first fieldbus device is designed as a Profibus master or Profinet server or TCP / IP master and that the second fieldbus device running as Profibus slave or Profinet client or TCP / IP client is and / or that the data radio connection is implemented as a wireless LAN 802.11x or as a Bluetooth or as a DECT radio connection.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the figure. It shows:

1 eine Datenfunkverbindung zwischen Feldbusgeräten 1 a data radio connection between fieldbus devices

1 zeigt eine Feldbusanordnung mit einer Datenfunkverbindung zwischen zwei Feldbusgeräten. Ein erstes Feldbusgerät 10 ist über ein erstes Datenkabel 11 mit einem ersten Datenfunkmodem 13 verbunden. Die Datenübertragung erfolgt dabei nach den für kabelgebundene Feldbusgeräte vorgesehenen Protokollen. Das erste Datenfunkmodem 13 steht über eine Funkstrecke 14 mit einem zweiten Datenfunkmodem 15 in Verbindung, welches über ein zweites Datenkabel 16 mit einem zweiten Feldbusgerät 17 verbunden ist. Das erste Datenfunkmodem 13 und das zweite Datenfunkmodem 15 beinhalten je eine Softwarefunktion 12a, 12b zur Bereitstellung von Daten. 1 shows a field bus arrangement with a data radio connection between two fieldbus devices. A first fieldbus device 10 is via a first data cable 11 with a first radio modem 13 connected. The data transmission takes place according to the protocols provided for wired fieldbus devices. The first radio modem 13 is over a radio link 14 with a second radio modem 15 connected via a second data cable 16 with a second fieldbus device 17 connected is. The first radio modem 13 and the second radio data modem 15 each contain a software function 12a . 12b for providing data.

Im Betrieb werden Daten von dem ersten Feldbusgerät 10 beispielsweise einer Steuereinheit, zu dem zweiten Feldbusgerät 17, beispielsweise einer zu steuernden Maschine, übertragen. Von dem ersten Feldbusgerät 10 werden Daten über ein kabelgebundenes Bussystem mit dem ersten Datenkabel 11 an das erste Datenfunkmodem 13 gesendet. Die Daten werden in dem ersten Datenfunkmodem 13 in ein Funktelegramm verpackt und beispielhaft entsprechend dem IEEE 802.11x-Standard an das zweite Datenfunkmodem 15 gesendet. Im zweiten Datenfunkmodem 15 werden die Daten wieder entpackt und über das zweite Datenkabel 16 an das zweite Feldbusgerät 17 weiter geleitet. Das erste Feldbusgerät 10 kann dabei als Profibus-Master, Profinet-Server oder TCP/IP-Master ausgebildet sein. Abhängig vom verwendeten Protokoll kann das zweite Feldbusgerät 17 als Profibus-Slave, Profinet-Client oder TCP/IP-Client ausgebildet sein.In operation, data from the first fieldbus device 10 for example, a control unit, to the second fieldbus device 17 , For example, a machine to be controlled transferred. From the first fieldbus device 10 Data is sent over a wired bus system using the first data cable 11 to the first radio modem 13 Posted. The data will be in the first radio modem 13 packed in a radio telegram and exemplified according to the IEEE 802.11x standard to the second radio modem 15 Posted. In the second radio modem 15 the data is unpacked again and over the second data cable 16 to the second fieldbus device 17 passed on. The first fieldbus device 10 can be configured as a Profibus master, Profinet server or TCP / IP master. Depending on the protocol used, the second fieldbus device can 17 be designed as a Profibus slave, Profinet client or TCP / IP client.

Erfolgt kein Datenaustausch mehr, wird der Kommunikationskanal zwischen dem ersten Feldbusgerät 10 und dem zweiten Feldbusgerät 17 von einer übergeordneten Softwareschicht, wie sie beispielsweise im OSI-Referenzmodell vorgegeben ist, abgebaut. Dies geschieht bei bekannten Systemen auch, wenn der Datenaustausch fehlerhaft durch eine Störung der Funkstrecke 14 kurzzeitig unterbrochen wird. Der Wiederaufbau des Kommunikationskanals kann abhängig von dem verwendeten Busstandard bis zu 20 Sekunden dauern. Bedingt durch eine kurzzeitige Funkstörung von beispielsweise 200 ms, wie sie bei WLAN-Anwendungen häufig vorkommt, kann somit die Datenkommunikation um die zwanzig- bis hundertfache Zeit unterbrochen bleiben, was zu teils beträchtlichen Unterbrechungszeiten der gesamten Kommunikation und zum Stillstand der gesteuerten Anlage führen kann.If there is no data exchange, the communication channel between the first fieldbus device 10 and the second fieldbus device 17 from a higher-level software layer, as specified, for example, in the OSI reference model. This also happens in known systems when the data exchange is faulty due to a fault in the radio link 14 is temporarily interrupted. Rebuilding the communication channel can take up to 20 seconds, depending on the bus standard used. Due to a short-term radio interference of, for example, 200 ms, as occurs frequently in WLAN applications, thus the data communication can be interrupted by twenty to a hundred times, which can sometimes lead to considerable interruption times of the entire communication and shutdown of the controlled system.

Erfindungsgemäß ist daher innerhalb des ersten Datenfunkmodems 13 und des zweiten Datenfunkmodems 15 je eine Softwarefunktion 12a, 12b vorgesehen. Im Falle einer Unterbrechung des Datentransfers auf Grund einer Störung der Funkstrecke 14 bewirken die Softwarefunktionen 12a, 12b, dass die vor der Funkunterbrechung zuletzt gesendeten Dateninhalte an die jeweils kabelgebunden angeschlossenen Feldbusgeräte 10, 17 gesendet werden, bis die Funkstörung beendet oder eine von dem Anwender einstellbare Zeit abgelaufen ist. Den kabelgebundenen Feldbusgeräten 10, 17 wird so vorgetäuscht, dass aktuell ein regulärer Datenaustausch erfolgt, der Kommunikationskanal wird entsprechend offen gehalten. Erst wenn die Datenfunkmodems 13, 15 feststellen, dass die Funkverbindung länger als eine vorgebbare Dauer gestört ist, wird der Kommunikationskanal tatsächlich unterbrochen.According to the invention is therefore within the first radio modem 13 and the second radio data modem 15 one software function each 12a . 12b intended. In case of interruption of the data transfer due to a disturbance of the radio link 14 cause the software functions 12a . 12b in that the data contents last sent prior to the radio interruption are connected to the respective fieldbus devices connected in a wired manner 10 . 17 be sent until the radio interference has ended or a user-settable time has elapsed. The wired fieldbus devices 10 . 17 is pretended that currently a regular data exchange takes place, the communication channel is kept open accordingly. Only when the data radio modems 13 . 15 determine that the radio link is disturbed for longer than a predetermined duration, the communication channel is actually interrupted.

Um den Datenkanal geöffnet zu halten, können erfindungsgemäß im Falle einer Störung der Funkstrecke 14 die Datenfunkmodems 13, 15 selbständig die Protokolle einer kabelgebundenen Verbindung zweier Feldbusgeräte weiterführen und bearbeiten. Statt einer passiven transparenten Funktion bedient das Funksystem in diesem Betriebsfall selbstständig aktiv die angeschlossenen Steuerungskomponenten.In order to keep the data channel open, according to the invention in the event of a fault in the radio link 14 the data radio modems 13 . 15 independently continue and edit the protocols of a wired connection of two fieldbus devices. Instead of a passive transparent function, the radio system independently actively operates the connected control components in this operating mode.

Claims

A method for stabilizing the data exchange via a radio data link between fieldbus devices, wherein data from at least a first field bus device are transmitted via a first cable connection to a first radio modem, transmitted via the radio link to at least a second radio modem and then fed via a second cable connection at least a second field bus device , characterized in that in the case of a radio interference in the first field bus device and / or the second field bus device, a software function and / or a hardware function for keeping open the data radio connection is provided.

A method according to claim 1, characterized in that in case of a radio interference from the first radio data modem and / or the second radio data modem, the data content affected by the interruption is retransmitted if the interruption of the data exchange still exists.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that in the event of a radio interference from the first radio data modem and / or the second radio data modem for a predetermined period of the data content affected by the interruption is retransmitted, if the interruption of the data exchange still exists.

Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that in the case of a radio interference, the last data sent or a predetermined data record from the first data radio modem via the first cable connection to the first field bus device and / or from the second data radio modem via the second cable connection to the second fieldbus device are transmitted.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the case of a radio interference, the last transmitted data or a predetermined record over a predetermined period of the first radio modem via the first cable connection to the first field bus device and / or from the second radio data modem via the second cable connection are transmitted to the second field bus device.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the event of a radio interference from the first data radio modem via the first cable connection running on a first cable interface data exchange protocols continued with the first field bus device and processed be and / or continued from the second radio data modem via the second cable connection on a second cable interface expiring data exchange protocols with the second field bus device and edited.

A device for stabilizing the data exchange via a radio data link between fieldbus devices, wherein a first field bus device is connected via a first cable connection to a first radio modem and wherein at least a second radio data modem is connected via a second cable connection with at least one second field bus device, characterized in that in the first Fieldbus device and / or the second field bus device is provided a software function and / or a hardware function for keeping open the data radio connection.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the first field bus device is designed as a Profibus master or Profinet server or TCP / IP master and that the second field bus device is designed as a Profibus slave or Profinet client or TCP / IP client and / or that the data radio connection Wireless LAN 802.11x or as Bluetooth or DECT wireless connection.