分布式逻辑控制装置的制作方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年3月17日提交的美国专利申请序列号15/461,699的优先权并要求其权益，该专利申请以引用方式并入本文。
背景技术：
所公开和要求保护的概念整体涉及可用于控制系统的控制装置，更具体地，涉及分布式逻辑控制装置。
相关领域
如相关领域通常所理解的，许多类型的控制设备可用于控制系统。在其中大量元件分别需要控制的系统中，已知采用可编程逻辑控制器(plc)以便使plc能够向需要控制的各种元件提供控制指令。在此类系统中，受控制的各种元件可向plc提供表示特定受控元件的状态、状况、情形等的数据信号。响应于来自各种受控元件的此类数据信号，plc可提供指令信号，该指令信号被受控元件接收，并且受控元件通过改变其状态、状况、情形等来响应该指令信号。虽然此类控制系统通常对其预期目的有效，但它们并非没有限制。
此类系统中的plc通常必须足够强大以能够进行快速数据处理，因为plc通常负责控制所有受控元件。这会导致plc成本高昂。此外，此类系统不可扩展，因为许多受控元件的增加可能需要用具有更大处理和控制能力的plc替换现有plc。此外，此类系统可能难以实现，因为plc通常是手动编程的，以便使其能够控制控制系统的具体配置，并且对控制系统进行的任何改变将需要对plc所采用的逻辑进行进一步编程或编辑。此外，依赖于plc来执行系统的所有控制操作通常是不期望的，因为这样提供了单点的灾难性故障，这是要优选地避免的。因此，改进是期望的。
技术实现要素：
一种改进的分布式逻辑控制装置可用于控制系统，并且包括与数据网络连接的多个增强型智能设备和网络协议控件。智能设备各自具有处理器装置和可在其上操作的算法，该算法使每个智能设备能够控制系统的对应部分。智能设备上的其他算法提供有利的设置操作，该设置操作使智能设备能够在自设置操作中彼此协作。
因此，所公开和要求保护的概念的一个方面是提供一种改进的分布式逻辑控制装置，其可与系统一起使用以提供对系统的分布式控制。
所公开和要求保护的概念的另一个方面是提供一种改进的分布式逻辑控制装置，其包括多个增强型智能设备，该多个增强型智能设备能够在彼此之间进行隐式和/或显式交叉信令，以使每个此类智能设备能够感知其周围的状况并利用对此类状况的了解以便控制其自身的系统部分。
所公开和要求保护的概念的另一个方面是提供一种分布式逻辑控制装置，其具有多个增强型智能设备，该多个增强型智能设备可彼此协作以执行自设置操作，由此分布式逻辑控制装置自动地设置自身。
因此，所公开和要求保护的概念的一个方面是提供一种改进的分布式逻辑控制装置，其可用于控制系统并且通常可以被表述为包括数据网络、与数据网络连接的多个设备，该多个设备通常可以被表述为包括网络协议控制器和多个智能设备，网络协议控制器被构造成向数据网络输出数据帧的标头，多个智能设备中的每个智能设备通常可以被表述为包括处理器装置，该处理器装置包括处理器和存储器，存储器中存储有多个算法，该多个算法可在处理器上执行以使对应的智能装置执行多个操作，多个智能设备各自被构造成向数据网络单独输出信号，其中信号一起形成数据帧的数据集，并且多个智能设备中的每个智能设备被构造成检测数据集的至少一部分，多个智能设备中的至少第一智能设备被构造成响应于检测到数据集的至少一部分而执行多个操作中的一个操作。
所公开和要求保护的概念的另一个方面是提供一种改进的分布式逻辑控制装置，其通常可以被表述为包括数据网络、与数据网络连接的多个设备，该多个设备通常可以被表述为包括网络协议控制器和多个智能设备，该多个智能设备中的每个智能设备通常可以被表述为包括处理器装置，该处理器装置通常可以被表述为包括处理器和存储器，网络协议控制器被构造成采用数据网络向多个智能设备中的每个智能设备传送智能设备的地址，多个智能设备中的每个智能设备在存储器中存储有包括设置算法的多个算法，设置算法可在智能设备的处理器上执行以使智能设备执行多个操作，多个操作通常可以被表述为包括：查询多个设备中的至少一个其他设备；响应于查询，确定至少一个其他设备是多个智能设备中的另一个智能设备以及网络协议控制器中的一者；响应于确定该至少一个其他设备是多个智能设备中的另一个智能设备，向智能设备分配作为来自多个接收器中的一个接收器的状态；响应于确定至少一个其他设备是网络协议控制器，向智能设备分配作为发生器的状态；响应于智能设备是发生器，从发生器向来自多个接收器的每个接收器传送一组映射数据，该组映射数据包括表示多个设备的至少一个子集的数据；并且响应于智能设备是来自多个接收器的一个接收器，将该组映射数据存储在接收器的存储器中。
附图说明
当结合附图阅读时，可以从以下描述中获得对所公开和要求保护的概念的进一步理解，其中：
图1是根据所公开和要求保护的概念的改进的分布式逻辑控制装置的图示；
图2是由图1的分布式逻辑控制装置控制的系统的示意图；
图3是图1的分布式逻辑控制装置的增强型智能设备的示意图；
图4是描绘由图1的分布式逻辑控制装置执行的根据所公开和要求保护的概念的改进方法的某些方面的示例性流程图；
图5是可以存储在图3的增强型智能设备中并且有利于多个此类增强型智能设备之间的交叉信令的一组映射数据的某些部分的图示；并且
图6是在分布式逻辑控制装置上传送并且实现图1的分布式逻辑控制装置的多个设备之间的交叉信令和直接信令的数据帧的示意图。
类似的数字是指整个说明书中的类似部件。
具体实施方式
在图1中整体描绘了根据所公开和要求保护的概念的改进的分布式逻辑控制装置4。如下文将更详细地阐述，控制装置4可用于提供对系统6的分布式控制，该系统在图2中被描绘为单元负载与运送输送机的示例性形式。应当理解，在不脱离本公开的实质的情况下，控制装置4可与其他类型的系统一起使用，以便提供对其的分布式控制。
如在图1中可以进一步看到，示例性控制装置4被描绘为与企业数据系统10连接，该企业数据系统包括与通信网络14连接的可编程逻辑控制器(plc)12。企业数据系统10还包括台式计算机16和企业大型计算机18，它们同样与通信网络14连接并且旨在表示可在各种方式中的任何一种中使用的多个计算设备和其他设备。如本文所用，表述“多个”和其变型形式应广义地指任何非零数量，包括“一”的量。应当理解，在其他实施方案中，控制装置4不需要与企业数据系统10连接，并且还应当理解，在图1中描绘的企业数据系统10仅仅是为了说明可以如何将控制装置4实施到企业内的整体数据通信和控制系统中。因此还应当理解，在不脱离本公开的实质的情况下，可以从企业数据系统10中省略plc12、台式计算机16和企业大型计算机18中的任何一者或多者。
如从图1可以理解，可以说示例性控制装置4包括数据网络20以及与数据网络20电连接的多个设备22。本文将多个设备22描绘为包括网络协议控制器(npc)24和多个智能设备26a、26b、26c、26d、26e、26f、26g、26h、26j、26k、26l、26m、26n、26o、26p、26q和26r，它们在本文中可以共同或单独地用数字26表示。智能设备26都是增强型设备，意味着它们能够进行某些逻辑操作以及其上使智能设备26能够向系统6提供分布式控制的其他操作。
所描绘的示例性实施方案的多个设备22还包括多个其他设备30w、30x、30y和30z，它们在本文中可共同或单独地用数字30表示，并且它们不是增强型设备。也就是说，其他设备30与数据网络20连接，因此能够与npc24或企业数据系统10或两者进行某种程度的交互，但是其他设备30通常不能感知增强型智能设备26并且通常无法执行逻辑操作。另一方面，智能设备26通常能感知其他设备30，并且无论智能设备26是否与其他设备30交互都是如此。
npc24可采用一种协议和一种基础控制网络，诸如
在图3中整体描绘了示例性智能设备26。可以说智能设备包括处理器装置32，该处理器装置包括彼此通信的处理器36和存储器38。智能设备26还包括与处理器装置32通信的输入装置42和输出装置44。输入装置42可以是各种输入设备中的任何一种，诸如信号输入、测量设备等，并且可以仅仅是与数据网络20的连接。以类似的方式，输出装置44可以是各种输出设备中的任何一种，诸如信号输出、电动机控制器等，并且可以仅仅是与数据网络20的上述连接。
处理器36可以是各种处理设备中的任何一种，诸如微处理器等，但没有限制。存储器38可以是各种数据存储设备中的任何一种，并且作为示例可以包括ram、rom、eprom、flash等，但没有限制。应当注意，所描绘的示例性实施方案中的存储器38包括易失性存储器48和永久性存储器50二者。存储器38中存储有多个例程，这些例程包括设置例程54a和控制例程54b以及其他例程，这些例程在本文中可以共同或单独地用数字54表示。如下文将更详细地阐述，存储器38中另外可以存储有一组映射数据56，其用于同样在下文更详细地阐述的目的。
如从图2可以理解，示例性系统6包括多个输送机段60a、60b、60c、60d、60e、60f、60g、60h、60j、60k、60l、60m、60n、60o、60p、60q和60r，它们在本文中可以共同或单独地用数字60表示。输送机段60a由智能设备26a控制，输送机段60b由智能设备26b控制，依此类推。应当理解，系统6可能将包括比图2中明确描绘的并且在本文中描述的更多的输送机段60，并且同样应当理解，控制装置4可能将具有比在图1中明确描绘的更多的智能设备26和其他设备30。然而，应当理解，输送机段60各自有利地可由对应的智能设备26单独控制，以全面地形成作为示例性系统6的示例性单元负载运送输送机。
系统6在图2中被描绘为具有承载在其上的物体62，该物体在图2中被描绘为位于输送机段60h上。应当理解，系统6旨在同时承载大量其他物体，并且输送机段60有利地被单独控制，以便提供各种物体在整个设施中的有效运输，同时避免物体之间的碰撞并且同样避免在任何给定的输送机段60上意外地积聚物体。例如，如果输送机段60中的一个因任何原因而停止，则在没有关于停止的输送机段60的信息的情况下，位于停止的输送机段60前(即，其之前或上游)的其他输送机段60将继续将物体朝向停止的输送机段60运输，结果是停止的输送机段60可能经历意外的物体积聚并且可能溢出，这是不期望的。如下文将更详细地阐述，通过对应的智能设备26对输送机段60进行单独控制有利地避免了在运送物体时发生此类积聚、碰撞和其他故障。
如上所述，例程54有利地包括存储在每个智能设备26上并且可在每个此类智能设备26的处理器36上执行的设置例程54a，以便诸如在初始上电期间自动执行控制装置4的设置操作。如上所述，任何数量的智能设备26和其他设备30可以与数据网络20连接，并且可在智能设备26上执行的设置例程54可操作以执行设置操作，而与控制装置4包括的智能设备26和其他设备30的数量无关。
npc24的核心逻辑通常在多个设备22和数据网络20的初始上电之后立即在npc24与所有各种智能设备26和其他设备30之间建立一些最小级别的通信。具体地，npc24将在104处向每个智能设备26发送智能设备26的地址，并且同样将向每个其他设备30发送其他设备30的地址。在所描绘的示例性实施方案中，npc24自分配地址00，并按照沿着数据网络20的距离按设备与npc24的距离的顺序向多个设备22中的每个设备22发送地址01、02、03等。在所描绘的示例性实施方案中，设备22的地址被编号为01至99，但是在不脱离本公开的实质的情况下，可以根据需要采用更多的数字和/或其他数字或名称。当已经建立npc24与智能设备26和其他设备30之间的此类通信时，可以说控制装置4处于被称为“完全通信”的状态。
处理在108处继续，其中设置例程54a使得每个智能设备26查询多个设备22中的至少一个其他设备，以便确定该至少一个其他设备是什么。为此，所描绘的示例性实施方案中的每个此类智能设备26启动计时器来测量通过数据网络20传送的十二个完整循环数据帧(74，图6)所需的总时间。该计算的时间段是数据帧74的大小和数据网络20上的波特率的函数。该值用作乘数值来设置延迟时段，之后将在智能设备26上启动由设置例程54a的操作产生的自确定操作。从100中减去已分配给智能设备26的地址(01至99)并乘以延迟时段。这样，地址数字最高的智能设备26将具有最短的延迟时段，反之亦然。当延迟时段在每个此类智能设备26上到期时，启动在108处执行的查询。
具体地，主动智能设备26通常通过发送查询信号并预期某种类型的响应来查询紧邻上游(即，更靠近npc24，或具有较低地址数字，或以其他方式定位)的设备。如果主动智能设备26从另一设备(被查询的设备)接收到预期的响应，则表示被查询的设备是另一智能设备26。这样，因此，在查询此类另一设备26时，如果主动智能设备26在112处确定另一设备是另一智能设备26，则查询智能设备26在116处向其自身分配“接收器”的状态。一旦智能设备26确定自身是接收器，智能设备26就以下文将更详细描述的方式等待在其上接收一组映射数据56。
当每个连续智能设备26上的延迟时段到期时，每个连续智能设备26(在所描绘的示例性实施方案中)查询更靠近npc24的下一个相邻设备，以在112处确定此类设备是否是另一个智能设备26。
如果在112处确定例如被查询的相邻设备不是另一个智能设备26，并且在120处确定被查询的相邻设备不是npc24，则此类设备将在124处被忽略，并且查询设备将在108处查询数据网络20上的下一个顺序设备。例如，被查询的相邻设备可能是其他设备30中的一个，诸如相邻的其他设备30z，该设备在被增强型智能设备26c查询时，将向查询智能设备26c发回意外信号或者不向查询智能设备26c发回信号。由于其他设备30z将被忽略，因此查询智能设备26c随后将立即查询下一个相邻的设备，该设备将是智能设备26b。查询智能设备26c随后将根据来自智能设备26b的返回信号确定下一个相邻的增强型设备是另一个智能设备26，于是查询智能设备26c将为其自身分配接收器的状态。
例如，当智能设备26b向另一设备30y发送查询信号时，也会发生同样类型的情况。另一设备30y将发回例如智能设备26b难以理解的响应。查询智能设备26b将在112处确定另一设备30y不是另一个智能设备26，并且还将在120处确定另一设备30y不是npc24。因此，智能设备26b将在124处忽略从另一设备30y响应于在108处发生的查询而返回的任何信号。紧接着，智能设备26b将查询另一设备30x得到相同的结果。智能设备26b随后将查询智能设备26a并且将在112处确定智能设备26a是另一个智能设备26并因此将向自身(查询智能设备26b)分配接收器的状态。
最后，最终智能设备26a执行在108处发生的查询。在另一设备30w在124处被忽略之后，智能设备26a将输出查询，由npc24接收。智能设备26在112处确定另一设备不是另一个智能设备26，并且然后将在120处寻求确定刚被查询的另一设备是否是网络协议控制器，如在120处。
在所描绘的示例性实施方案中，智能设备26a将在112处基于所接收的响应确定被查询的设备(在所描绘的示例性实施方案中是npc24)不是另一个智能设备26。智能设备26a随后将在120处确定被查询的设备是npc24，并且智能设备26将在128处向其自身分配“发生器”的状态。在设置期间，控制装置4仅具有单个发生器(其目的是用作智能设备26中的单个智能设备)以及一个或多个接收器(其是其他智能设备26的角色)。在设置结束之后，发生器或接收器的状态通常是不重要的，直到整个或部分地重新执行设置例程54a的点，诸如在控制装置4出现某种类型的故障、断电情况、控制装置4的配置改变等情况下。
一旦智能设备26(即，所描绘的示例性实施方案中的智能设备26a)在设置期间确定它是控制装置4的发生器，则发生器在130处查询多个设备22中的所有设备，并构建系统映射72，其将该系统映射存储在其自身的易失性存储器48中。应当注意，存储在每个智能设备26的存储器中的设置算法54a在每个此类智能设备26上是相同的。然而，设置算法54a执行不同的指令，并且智能设备26响应地执行不同的操作，这取决于给定的智能设备26是否已经为其自身分配了接收器的状态，或者它是否已经为其自身分配了发生器的状态。
在发生器创建系统映射72之后，发生器为每个智能设备26创建唯一的下部映射66和唯一的上部映射68，诸如在图5中整体描述。更具体地，图5描绘了六个示例性下部映射66f、66g、66h、66j、66k、66l，如上所述，它们在本文中可以共同或单独地用数字66表示。同样，图5描绘了在数字68f、68g、68h、68j、68k、68l处指示的6个示例性上部映射，它们在本文中可以共同或单独地用数字68表示。出于简化公开内容的原因，在图5中没有明确地描绘由发生器创建的其他下部映射66和上部映射68。
尽管系统映射72对于所有智能设备26大致相同，但是用于每个智能设备26的下部映射66和上部映射68对于特定智能设备26是唯一的。这是因为下部映射66和上部映射68各自包括表示多个设备22中在特定智能设备26的一定接近度内的设备的子集的数据，针对该特定智能设备创建了特定的下部映射66和上部映射68。
例如，针对智能设备26f创建的下部映射66f包括表示并且有关紧邻智能设备26f上游(即，在从智能设备26f朝向npc24的方向上，或以其他方式靠近智能设备26f定位)的五个对等智能设备26(它们将包括智能设备26a、26b、26c、26d和26e)的数据。同样，针对智能设备26f创建的上部映射68f包括表示并且有关紧邻智能设备26f下游(即，在从智能设备26f远离npc24的方向上，或以其他方式靠近智能设备26f定位)的五个对等智能设备26(它们将包括五个智能设备26g、26h、26j、26k和26l)的数据。五个对等设备的预定上游和下游接近度基于控制环境选择，并且在不脱离本公开的实质的情况下，可以是大于或小于五个设备的数量。同样，预定上游和下游接近度可以是不对称的，意味着在不脱离本公开的实质的情况下，下部映射66和上部映射68可以各自具有与另一个不同数量的设备。而且，从输送机段60和系统6整体的流动方向的角度来看，此类对等智能设备26不必严格地在上游或下游。相反，对等智能设备26在给定智能设备26的预定接近度内，并且在不脱离本公开的实质的情况下，从输送机段60的流动方向的角度来看，可非严格地定位在上游或下游(即，侧向定位，或定位在上方或下方等，这取决于与控制装置一起使用的相关系统的配置)。
应当理解，下部映射66和上部映射68中的每一者相对于每个其他下部映射66和上部映射68是唯一的，并且每个此类下部映射66和上部映射68适合于每个特定的智能设备26。此外，可以理解，某些智能设备26将具有少于五个在其下部映射66或上部映射68中表示的其他对等智能设备26。例如，智能设备26a可根本不具有下部映射66，或者可包括没有任何数据的下部映射66。智能设备26c在其下部映射66中将具有仅有关两个上游对等智能设备26a和26b的数据。
如下文将更详细地阐述，控制装置44采用其中数据帧74沿着数据网络20定期传送的协议。从图6可以理解，可以说数据帧74以标头78开始，该标头后面是第一数据流80、第二数据流84和帧校验序列(fcs)86。npc24沿着数据网络20创建并传输标头74和第一数据流80。智能设备26以及可能的一个或多个其他设备30顺序地和共同地生成信号并将信号传送到数据网络20，这些信号一起形成第二数据流84。然后，npc24创建并在数据网络20上传输fcs86。由于每个智能设备26和每个其他设备30与数据网络20连接，因此当标头和第一数据流80沿着数据网络20传送时，每个智能设备26和每个其他设备30接收该标头和第一数据流80。当第二数据流84在数据网络20上传输时，每个智能设备26和每个其他设备30也接收第二数据流84，除了每个特定智能设备26以及可能的一个或多个其他设备30在适当的时间将其信号输出到数据网络20的时刻。每个智能设备26和每个其他设备30另外接收fcs86并执行数据检查操作，以基于fcs86确认在每个智能设备26和每个其他设备30处检测到的数据帧74是否被认为“有效”。例如，fcs86可以用于执行奇偶校验或其他数据检查。如果任何此类智能设备26或其他设备30确定数据帧74无效，则智能设备26或其他设备30忽略它可能已经从此类无效数据帧74接收的任何数据。另一方面，如果智能设备26确定数据帧74有效，则智能设备26执行由正在其上执行(如下文将更详细地阐述)并且在完成设置操作之后发生的控制例程54b指示的任何操作。同样，如果其他设备30确定数据帧74有效，则其他设备30执行由其编程指示的任何操作。
存储在所有智能设备26中的系统映射72可以是相对简单的，并且作为示例可例如仅包括每个智能设备26从数据帧74的开头的偏移。作为示例，系统映射72可能另外包括每个智能设备26的身份或可与多个设备22相关的其他信息。此外，应当注意，存储在所有智能设备26中的系统映射72实际上可以是存储在npc24处的系统映射72的缩略版本，或者可以是其可能省略例如一个或多个其他设备30的子集。
下部映射66和上部映射68通常包括关于在预定接近度内的各种其他智能设备26的更多信息，该信息可包括例如智能设备的网络地址、智能设备的设备号(例如，如果每个设备被给予某种类型的顺序或其他数字或名称)、智能设备从数据帧74的开头的偏移、智能设备26的型号以及智能设备的配置文件。上文也提到的偏移可指从数据帧74的开始处起的字节(或者比特或字等)的数量，在该数据帧的开始处，给定的对等智能设备26将作为第二数据流84的一部分传输其信号。给定的对等智能设备26的配置文件可能包括来自对等设备将在其作为第二数据流84的一部分传输其信号时被传送到数据网络20的数据的格式的定义，即，配置文件可以定义数据是以比特、字节还是字来生成或消耗，作为示例，其信号的长度和其他相关数据。下部映射66和上部映射68通常包括关于分别在特定智能设备26的预定接近度上游和下游内的对等智能设备26的所有此类信息以及可能的其他信息，针对该特定智能设备生成了特定的对应下部映射66和上部映射68。
再次参考图4，处理在132处继续，其中包括下部映射66和上部映射68以及系统映射72的该组映射数据56被传送到每个智能设备26。每个此类智能设备26随后在136处将该组映射数据56存储在其易失性存储器48中。发生器智能设备26继续生成此类映射数据集56并将它们传送到各种智能设备26，直到发生器智能设备26在140处确定在所有智能设备26中存储映射数据集56已经完成。响应于140处的此类确定，处理将在144处继续，其中发生器将其映射数据存储在发生器上的永久性存储器50中。然后，发生器将在140处将发生器标志设定为“on”。响应于每个接收器智能设备26检测到发生器标志为“on”，每个接收器智能设备26随后将在156处将其映射数据集56存储在其永久性存储器50中。任选地，接收器智能设备26可另外在160处将接收器智能设备26上的接收器标志设定为“on”状态。被设定为“on”状态的接收器标志可用于诊断目的和其他目的。一旦映射数据56已经在144和156处被存储在每个智能设备26的永久性存储器50中，就在每个智能设备26上终止设置例程54a，并且启动控制例程54b。
如上所述，一旦已经终止设置例程54a并且已经启动控制例程54b，给定智能设备26向其自身分配接收器还是发生器的状态通常不再相关。然而，应当注意，在某些情况下，诸如在控制装置4上的错误情况或控制装置4的配置改变的情况下，可重新启动设置例程54a，以便确认控制装置4的配置不变。例如，如果数据网络20上的通信从完全通信下降到故障安全状态，则将数据网络20上的通信从故障安全状态恢复到完全通信将触发所有上述映射数据56的重置和重建。这种情况在例如到网关的现场总线连接丢失时以及在其他情况下会发生。如果确定控制装置4的配置已经改变，则设置例程54a将重新执行一些或所有上述步骤，以便确保存储在所有智能设备26中的该组映射数据56完整且准确。
可以看出，设置例程54a有利地被配置为使每个智能设备26能够与其他智能设备26协作，以便自动地使该组映射数据56被存储在智能设备26上的永久性存储器50中。这相当大地节省了手动编程和设置的劳力，并且此类节省是非常期望的。
在发生器标志在148处被设定为“on”并且该组映射数据56已经在156处被存储在所有智能设备26中的永久性存储器50中之后，控制例程54b的执行通常从下一个数据帧74开始。在此类情况下，并且如上所述，npc24生成标头74和第一数据流80并将其传输到数据网络20。在第一数据流80结束时，各种智能设备26在由系统映射72确定的时间处各自生成信号并将该信号输出到数据网络20，其中来自各种智能设备26的信号一起形成第二数据流84。取决于其他设备30的性质，其他设备30同样可以生成信号并将该信号作为第二数据流84的一部分输出到数据网络20。除了在智能设备26将其自身的形成第二数据流84的相应部分的信号传送到数据网络20的时间期间外，每个智能设备26接收数据帧74。取决于其他设备30的性质，其他设备30同样可以接收数据帧74，并且如果其他设备30能够生成和输出形成第二数据流84的一部分的信号，则除了在其他设备30将其自身的形成第二数据流84的相应部分的信号传送到数据网络20的时间期间外，其他设备30将进行监听。因此，有利地，每个智能设备26检测由其在给定智能设备26的上游和下游的预定接近度内的对等智能设备26传输的信号，并且还潜在地检测由其在预定接近度内或以其他方式定位的对等其他设备30传输的信号。
在所描绘的示例性实施方案中，每个智能设备26实际上接收由所有其他智能设备26传输的第二数据流84中的信号，但是每个此类智能设备26通常忽略所有此类信号，除了已经在下部映射66和上部映射68中预先建立为对等智能设备的那些之外，在所描绘的示例性实施方案中，在此类设备存在的范围内，所述对等智能设备最多包括五个上游智能设备和五个下游智能设备26。
因此，有利地，并且如从图5可以理解，每个智能设备26正在关注其十个(在所描绘的示例性实施例中，至多十个)对等设备，并且此类关注以覆盖的或同时的方式发生。例如，并且如在图5中可以看到，智能设备26f正在接收并关注来自其上游(或以其他方式位于预定接近度内的)对等智能设备26a、26b、26c、26d和26e的信号，因为这些信号由此类智能设备26传输到数据网络20。同样，智能设备26f正在关注由下游(或以其他方式位于预定接近度内的)对等智能设备26g、26h、26j、26k和26l传输的信号，因为那些信号由此类智能设备26生成并在数据网络20上传输。与此同时，智能设备26g正在监听来自其五个上游和五个下游(或以其他方式位于预定接近度内的)对等智能设备26b、26c、26d、26e、26f、26h、26j、26k、26l和26m的信号，因为它们各自的信号被生成并在数据网络20上传输。因此，可以看出，例如，当给定智能设备26生成其信号并在数据网络20上传输其信号时，其上游(或以其他方式位于预定接近度内)的五个对等智能设备26和其下游(或以其他方式位于预定接近度内)的五个对等设备26同时监听并关注此类信号，因为其在数据网络20上传输。
有利的是，因此，控制例程54b包括使智能设备26根据由其任何预先建立的对等智能设备26生成的信号是否指示需要某个动作而采取动作的指令。例如，智能设备26d可确定来自其五个下游对等智能设备26及其多个上游对等智能设备26的信号指示处理正常进行并且不应对其操作进行改变。另一方面，来自五个下游智能设备26的顺序信号可能指示物体62正在顺序通过智能设备26k、26j、26h、26g和26f，在这种情况下，控制例程54b将使智能设备26d明白物体62即将接近智能设备26d。这可能指示智能设备26d需要启动其电动机以打开其输送机段60d，以便使物体62沿其输送。因此，控制例程54b具有指令，当响应于智能设备26d检测到适当的信号而在智能设备26d上执行所述指令时，使得智能设备26d执行此类适当的响应动作。应当注意，图2明确地描绘了输送机段60d由智能设备26d可操作地控制，并且应当理解，其他输送机段60同样由其他对应的智能设备26控制，但是出于清楚公开的原因，这在图2中没有明确地描绘。
另一方面，来自与任何其他智能设备26对等的智能设备26的其他数据可基于控制例程54中的指令使得特定智能设备26采取其他动作。例如，所描绘的示例性实施方案中的输送机段60d和60k另外包括旨在改变物体62的路线的踢动设备。例如，可能指示输送机段60d上的踢动设备由智能设备26d供电，以便使物体62被推到输送机段60p上。在此类情况下，智能设备26p将已经知道启动输送机段60p上的电动机。这是因为智能设备26d将已经是存储在智能设备26p的存储器38中的上部映射68中的对等智能设备26。因此，智能设备26d将已经作为其信号的一部分向数据网络20传送表示输送机段60d上的踢动机正被供电这一事实的信息，并且该信号将已经被智能设备26p检测到并且可被操作为来自其预先建立的对等智能设备26中的一者。作为示例，此类动作将导致物体62被推到输送机段60p上并且该输送机段使其电动机通电(如适当)以将物体62朝向输送机段60o移动。
因此，可以理解，包含在控制例程54b中的各种指令指示正在其上执行控制例程54b的智能设备26根据从来自其对等智能设备26的第二数据流84检测到的信号而采取某些动作。一个智能设备26和另一个智能设备26之间的此类通信可以被称为“隐式”交叉信令，因为由给定智能设备26输出的信号由一个或多个对等智能设备26检测，而不必导向其中，并且此类信号可能已经由任何数量的智能设备26根据包含在控制例程54b中的编程和指令操作。此类交叉信令可以被称为“隐式的”，因为由一个智能设备26输出并且由另一个智能设备26接收和操作的信号基于在检测到(即接收到)该信号的智能设备26上执行的控制例程54b，并且该智能设备的指令选择对所接收的信号起作用，而不管生成该信号的智能设备26是否期望其对等智能设备26的任何动作。
控制例程54b另外允许基于预先建立的显式数据定义发生“显式”交叉信令。例如，并且如从图6可以理解，示例性数据帧74包括在数据网络20上传送的一系列字节。标头74包括四个字节，并且智能设备26a至26r中的每一个在第一数据流80中具有专用于其并且由npc24在数据网络20上传输的一个字节。这些被编号为“字节04”到“字节20”的字节每个都是npc24可以用来为每个智能设备26提供指令的单个数据字节。专用于任何给定智能设备26的数据字节可以由此类智能设备26接收，或者可以替代地由一个或多个其他智能设备26接收，这取决于控制例程54b中的指令。
此外，图6表明每个智能设备26将四个字节的数据作为其信号传输到数据网络4，并且来自每个智能设备26的四个字节顺序地一起形成第二数据流84。应当重申，其他设备30同样可以输出形成第二数据流84的一部分的信号。第一数据流80中专用于智能设备26中的一者的每个信号组分以及第二数据流84中源自智能设备26中的一者的或其他设备30中的一者的每个信号组分可经由从标头78的开头起的偏移的坐标来识别。例如，图6指示从标头78的开头起四个字节的偏移88a是专用于智能设备26a的字节(字节04)的开头在数据帧74内传输的地方。同样，五个字节的偏移88b是专用于智能设备26b的字节(字节05)相对于标头78的开头在数据帧74中开始的地方。另一偏移88c指示专用于智能设备26c的数据字节(字节06)从标头78的开头开始六个字节。
以类似的方式，另一偏移90a'具有从标头78的开头起二十一个字节的偏移，并且是由智能设备26a生成且作为第二数据流84的一部分被传送到数据网络20的信号的开始点。应当重申，在本文所述的示例性实施方案中，来自每个智能设备26的每个信号的长度为四个字节。因此，另一偏移90b'在字节25处开始，因此具有从标头78的开头起二十五个字节的偏移，而另一偏移90c'(其是由智能设备26c生成的信号的开头)在从标头78的开头起二十九个字节的偏移处开始。
如果需要，包括在系统映射72中的偏移数据和其他数据可以用于建立一个或多个显式数据定义，并且此类显式数据定义可用于在多个设备22之间提供显式信令。此类显式数据定义可以采取数据帧74内的具体数据位置的形式，该位置被预定义为用于从一个设备22明确地传送到另一个设备22的数据的存储库。
例如，显式数据定义94定义六个字节的偏移“06”、智能设备26c的节点“c”、位置“0”和类型“0”(其中类型＝0是指该位置的比特而非字节或字等)。也就是说，显式数据定义94专用位于专用于智能设备26c并且具有从数据帧74的开头起六个字节的偏移的字节内的位置0处的特定比特(因为类型＝0)。该特定比特由显式数据定义94明确地定义为查找特定指令(即来自网络协议控制器24的指令)的位置。因此，在本文所描绘的示例性实施方案中，控制例程54b将包括一个指令，当在从标头78的开头起六个字节的偏移处开始的字节中的比特0具有特定值时，控制例程54正在其上执行的智能设备26将使得智能设备26响应于此而采取一些预定动作。例如，如果类型等于1，则这可能指的是整个数据字节，意味着要消耗在所指示的偏移处开始的整个数据字节。类型等于2时可以发生相同的情况，这将指示随后要消耗在所指示的偏移处开始的整个字。其他示例将显而易见。
将另一个显式数据定义98描绘为被定义为第二数据流84的一部分并且指定二十六个字节的偏移，该偏移来自节点“b”(其是指由智能设备26b输出的信号)并且具体是位于字节26中的第二位置(位置＝2)处的比特(类型＝0)。因此，作为示例，如果字节26中的第二比特具有特定值(高或低)，则在特定智能设备26上执行的控制例程54b中的指令可使智能设备26采取某个预定动作。
此类交叉信令被称为“显式的”，因为其基于诸如控制例程54b中的特定指令，以基于数据帧74的特定部分具有的预定值来执行某种类型的预定动作。应当理解，类型可以指比特、字节、字等，并且在不脱离所述概念的实质的情况下，位置、节点和偏移同样可以与图6中明确示出并且在上文阐述的位置、节点和偏移不同。因此，可以看出，例程54(具体为控制例程54b)可以包括预定义的显式数据定义，其指示智能设备26例如查找数据帧74中的特定位置处的特定数据值，并且使正在执行例程54的特定智能设备26采取某个预定义的动作。其他示例将显而易见。
因此，可以看出，存储在每个智能设备26的存储器38中的该组映射数据56和控制例程54b使隐式交叉信令和显式交叉信令二者均能够发生，并且使智能设备26的逻辑部件能够根据数据帧74中的数据的性质和控制例程54b中的编程响应地采取动作。通过将控制分配给各个智能设备26，plc12不需要管理控制装置4的所有控制，相反，plc12不被认为是控制装置4的一部分，而是企业数据系统10的可选的部分。也就是说，所描绘的示例性实施方案中的控制装置4借助于在智能设备26上执行的逻辑操作来控制系统6，如npc24可不时地管理那样。由智能设备26借助于上述隐式交叉信令和显式交叉信令提供的分布式逻辑使每个智能设备26能够响应于由对等智能设备26和npc24生成的信号而进行快速响应，这避免了系统6中发生的不期望的动作。这还避免了需要具有稳健的单个控制器来控制控制装置4的所有操作，从而可以降低成本。此外，由控制装置4提供的分布式逻辑避免了控制装置4中的单点故障，单点故障有利地是被避免的。
如上所述，如果任何给定的智能设备26遇到问题，则其上游和下游的智能设备26可以基于以下信号采取适当的动作：由与其对等的智能设备26基于由遇到该问题的智能设备26生成并传送到数据网络20的信号隐式接收的信号。其他优点将显而易见。
虽然已经详细地描述了本发明所公开的概念的特定实施方案，但是本领域的技术人员应当理解，可以根据本公开的总体教导内容来开发出那些细节的各种修改和替换。因此，所公开的特定布置仅是说明性的，而不限制本发明所公开的概念的范围，本发明所公开的概念的范围由所附权利要求书的全部范围以及其任何和所有等同物给出。
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