工业以太网通信方法、设备及介质与流程

本申请涉及工业通信的，尤其涉及一种工业以太网通信方法、工业以太网通信设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、目前，在使用工业设备时，需要通过工业以太网接入控制网络，不同的工业通信协议之间不能共用，只有控制器与被控设备之间通过相同工业通信协议才可建立控制关系。在工厂组建时，要提前规划好设备通信功能，要根据控制器支持的工业通信协议来选择被控设备。选择的工业通信协议按照自身所存在的功能性能来支持设备运作，例如机器人同步控制等。

2、在工业场景下，设备的使用和工业以太网通信协议密不可分，不同的应用导致工业以太网通信底层调度不同，不同通信协议设备之间的通信必须经过网桥转换实现。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种工业以太网通信方法、工业以太网通信设备及计算机可读存储介质，旨在实现兼容互通的工业以太网通信。

2、为实现上述目的，本申请提供一种工业以太网通信方法，所述方法应用于控制器，包括：

3、在一个通信周期内发送工业以太网帧至被控设备，其中所述工业以太网帧包括数据区，所述数据区包括控制器的上行数据区、控制器的下行数据区、至少一个被控设备的上行数据区和下行数据区；所述上行数据区由所述工业以太网帧到达的当前设备进行设备状态数据的填充；所述下行数据区由所述当前设备进行控制命令的填充。

4、示例性的，所述上行数据区和/或所述下行数据区包括多个分区，所述多个分区被映射为所述控制器或所述被控设备的应用数据，所述在一个通信周期内发送工业以太网帧至被控设备的步骤之前，包括：

5、下发所述多个分区的映射关系至被控设备，其中，被控设备基于所述多个分区的映射关系进行当前设备上各应用的数据读取和数据填充。

6、示例性的，所述在一个通信周期内发送工业以太网帧至被控设备的步骤之前，包括：

7、根据所述控制器和被控设备确定数据通信周期，下发所述数据通信周期至被控设备，其中，被控设备基于数据通信周期进行数据处理和工业以太网帧转发，所述数据处理包括被控设备上各应用的数据读取和数据填充；

8、划分所述工业以太网帧在所述数据通信周期中的占用带宽。

9、示例性的，所述方法应用于被控设备，包括：

10、在一个通信周期内接收工业以太网帧，其中所述工业以太网帧包括数据区，所述数据区包括控制器的上行数据区、控制器的下行数据区、至少一个被控设备的上行数据区和下行数据区；所述上行数据区由所述工业以太网帧到达的当前被控设备进行设备状态数据的填充；所述下行数据区由所述当前被控设备进行控制命令的填充。

11、示例性的，所述上行数据区和/或所述下行数据区包括多个分区，所述多个分区被映射为所述控制器或所述被控设备的应用数据，所述在一个通信周期内接收工业以太网帧的步骤之前，包括：

12、接收所述多个分区的映射关系，基于所述多个分区的映射关系进行当前设备上各应用的数据读取和数据填充。

13、示例性的，所述在一个通信周期内接收工业以太网帧的步骤之前，包括：

14、接收控制器下发的数据通信周期，基于数据通信周期进行数据处理和工业以太网帧转发，所述数据处理包括当前设备上各应用的数据读取和数据填充。

15、示例性的，在一个数据通信周期内，所述控制器与所有被控设备之间基于同一所述工业以太网帧完成一次数据交互。

16、示例性的，数据通信周期中除所述工业以太网帧的占用带宽之外的剩余带宽，用于标准以太网帧的通信。

17、本申请还提供一种工业以太网通信设备，所述工业以太网通信设备包括：存储器、处理器、及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的工业以太网通信方法的步骤。

18、本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的工业以太网通信方法的步骤。

19、本申请实施例提出的一种工业以太网通信方法、工业以太网通信设备及计算机可读存储介质,方法应用于控制器时，在一个通信周期内发送工业以太网帧至被控设备，其中所述工业以太网帧包括数据区，所述数据区包括控制器的上行数据区、控制器的下行数据区、至少一个被控设备的上行数据区和下行数据区；所述上行数据区由所述工业以太网帧到达的当前设备进行设备状态数据的填充；所述下行数据区由所述当前设备进行控制命令的填充。

20、在本申请中，根据控制器和被控设备对工业以太网帧中的自定义数据区进行划分，得到控制器和至少一个被控设备各自的上行数据区和下行数据区，并在每个上下行数据区上实现各个设备不同应用的数据读写，从而基于划分数据区后的工业以太网帧，实现控制器与被控设备之间的通信。相较于控制器与被控设备之间通过相同工业通信协议建立控制关系，通过更新工业以太网的数据链路层的调度规则来实现设备互联，即在数据链路层基于划分的数据区实现工业以太网帧的调度，从而完成工业以太网帧转发和传输，以此对通信带宽进行统一管理，高效利用传输通道，得以在控制器和各被控设备之间实现数据交互，最终实现了兼容互通的工业以太网通信，提升了设备间的互联能力。

技术特征：

1.一种工业以太网通信方法，其特征在于，所述方法应用于控制器，包括：

2.如权利要求1所述的工业以太网通信方法，其特征在于，所述上行数据区和/或所述下行数据区包括多个分区，所述多个分区被映射为所述控制器或所述被控设备的应用数据，所述在一个通信周期内发送工业以太网帧至被控设备的步骤之前，包括：

3.如权利要求1所述的工业以太网通信方法，其特征在于，所述在一个通信周期内发送工业以太网帧至被控设备的步骤之前，包括：

4.一种工业以太网通信方法，其特征在于，所述方法应用于被控设备，包括：

5.如权利要求4所述的工业以太网通信方法，其特征在于，所述上行数据区和/或所述下行数据区包括多个分区，所述多个分区被映射为所述控制器或所述被控设备的应用数据，所述在一个通信周期内接收工业以太网帧的步骤之前，包括：

6.如权利要求4所述的工业以太网通信方法，其特征在于，所述在一个通信周期内接收工业以太网帧的步骤之前，包括：

7.如权利要求1至6任一项所述的工业以太网通信方法，其特征在于，在一个数据通信周期内，所述控制器与所有被控设备之间基于同一所述工业以太网帧完成一次数据交互。

8.如权利要求1至6任一项所述的工业以太网通信方法，其特征在于，数据通信周期中除所述工业以太网帧的占用带宽之外的剩余带宽，用于标准以太网帧的通信。

9.一种工业以太网通信设备，其特征在于，所述工业以太网通信设备包括：存储器、处理器、及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的工业以太网通信方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的工业以太网通信方法的步骤。

技术总结
本申请公开了一种工业以太网通信方法、设备及介质，属于工业通信技术领域。在本申请中，根据控制器和被控设备对工业以太网帧中的自定义数据区进行划分，得到控制器和至少一个被控设备各自的上行数据区和下行数据区，并在每个上下行数据区上实现各个设备不同应用的数据读写，从而基于划分数据区后的工业以太网帧，实现控制器与被控设备之间的通信。通过在数据链路层基于划分的数据区实现工业以太网帧的调度，从而完成工业以太网帧转发和传输，以此对通信带宽进行统一管理，高效利用传输通道，得以在控制器和各被控设备之间实现数据交互，最终实现了兼容互通的工业以太网通信，提升了设备间的互联能力。

技术研发人员：贾鹏,胡静献,杨添乐
受保护的技术使用者：深圳市汇川技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16