Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung in einem Automati sierungskommunikationsnetzwerk. Die Erfindung betrifft ferner ein Segment-Telegramm zur Verwendung in einem solchen Verfahren und ein Automatisierungskommunikations netzwerk.

Die Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2019 125 545.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Ein sogenanntes „local area network“ (LAN) ist ein räumlich begrenztes Netzwerk, in dem verschiedene Netzwerkkomponenten, im Weiteren auch als Teilnehmer bezeichnet, mitei nander gekoppelt sind. Bei den Netzwerkkomponenten kann es sich um einen oder meh rere Server und Arbeitsstationen, sogenannte Knoten, handeln, die über Kommunikations leitungen in Form von Koaxial-, Glasfaser- oder Twisted-Pair-Kabeln miteinander verbun den sind. Die Kommunikation zwischen den Netzwerkkomponenten innerhalb des LANs erfolgt auf Basis von Netzwerkprotokollen.

Das Ethernet-Protokoll stellt dabei das am weitesten verbreiteten LAN-Netzwerkprotokoll dar. Ethernet-Telegramme können einen Nutzdatenblock mit einer Länge von 1500 Bytes umfassen und Telegramm-Übertragungsraten zwischen den einzelnen Teilnehmern inner halb des LANs von einigen Gigabytes/Sekunde ermöglichen, wobei die Telegramme pa ketorientiert übertragen werden. In Form des sogenannten „Industrial Ethernet“ findet das Ethernet-Protokoll auch in der Automatisierungstechnik Anwendung.

Die in der Automatisierungstechnik eingesetzten Kommunikationsnetzwerke sind in der Regel sogenannte Feldbussysteme. Feldbussysteme sind Bussysteme, bei denen dezent ral angeordnete Geräte einer Maschinenperipherie wie Eingangs- und/oder Ausgangs- Module, Antriebe und Bedienterminals über das Feldbussystem mit Steuereinheiten ver bunden sind. Für die Datenübertragung steht ein gemeinsamer Übertragungskanal bei spielsweise in Form eines Kabels oder einer Funkstrecke zur Verfügung.

Der Datenaustausch zwischen Teilnehmern über den Feldbus erfolgt dabei meistens auf der Grundlage des Master-Slave-Prinzips. Die Steuereinheiten am Feldbus sind die akti ven Busteilnehmer, im Weiteren auch als Master-Teilnehmer bezeichnet. Sie sind im Be sitz der Buszugriffsberechtigung und bestimmen den Datentransfer auf dem Feldbus. Die passiven Teilnehmer, im Weiteren auch als Slave-Teilnehmer bezeichnet, sind in der Re gel die Maschinenperipheriegeräte. Sie haben keine Buszugriffsberechtigung und können empfangene Daten nur quittieren beziehungsweise auf Anfrage eines Master-Teilnehmers Daten übermitteln.

Master-Slave-Netzwerke sind oft als Ringbussysteme ausgebildet, wobei das Netzwerk vom Master-Teilnehmer aus gesehen einen physikalischen Strang bildet und die Tele gramme von allen Slave-Teilnehmern durchlaufen werden. Um in Kommunikationsnetz werken mit vielen Teilnehmern die Umlaufzeit der Telegramme zu begrenzen und damit die bei Steuerungsaufgaben in der Automatisierungstechnik geforderte Echtzeit-Fähigkeit gewährleisten zu können, sind die Kommunikationsnetzwerke oft hierarchisch unter Ver wendung von Verteilerknoten, sogenannten Switches, aufgebaut.

Der Verteilerknoten weist mehrere Ein-/Ausgabe-Schnittstellen auf, über die Netzwerkse gmente parallel in das Kommunikationsnetzwerk eingebunden werden können. Der Ver teilerknoten untersucht dabei jedes auf einer Ein-/Ausgabe-Schnittstelle empfangene Te legramm auf die Adresse des angesprochenen Teilnehmers und leitet dann das Tele gramm an den adressierten Teilnehmer über die zugeordnete Ein-/Ausgabe-Schnittstelle, an die das Netzwerksegment mit dem Teilnehmer angeschlossen ist, weiter. Die den ein zelnen Netzwerksegmenten zugeordneten Telegramme werden im Weiteren auch als Segment-Telegramme bezeichnet.

Die Verteilerknoten arbeiten in der Regel nach dem FIFO-Prinzip, bei dem diejenigen Te legramme, die zuerst empfangen wurden, auch zuerst wieder gesendet werden. Dies ver hindert aber eine zuverlässige Echtzeitbearbeitung der Telegramme. Neuere Verteilerkno ten unterstützen deshalb oft das sogenannte VLAN-Tagging, mit dem einzelne Segment- Telegramme beim Senden priorisiert werden können, um so die Echtzeitfähigkeit im Auto matisierungsnetzwerk zu gewährleisten.

Die Segmenttelegramme weisen beim VLAN-Tagging im Kopfabschnitt, im Weiteren auch als Header bezeichnet, ein Tag-Feld auf, in dem eine Prioritätsinformation enthalten ist. Der Verteilerknoten wertet dann beim Empfang des Segment-Telegramms das Tag-Feld mit der Prioritätsinformation aus und leitet das Segment-Telegramm vor anderen Seg ment-Telegrammen weiter, wenn die angezeigte Priorität eine höhere Wertigkeit hat als die der anderen Segment-Telegramme. Dabei kann der Verteilerknoten so ausgelegt sein, dass der Verteilerknoten den Sendevorgang eines Segment-Telegramms auf einer Ein- /Ausgabe-Schnittstelle abbricht beziehungsweise unterbricht, um stattdessen ein Seg ment-Telegramm mit einer höheren Priorität zu versenden.

Auch bei dieser Vorgehensweise besteht jedoch weiterhin das Problem, dass hochpriori- sierte Segment-Telegramme verzögert weitergeleitet werden. Das Abbrechen bezie hungsweise Unterbrechen des Sendevorgangs eines niederpriorisierten Segment-Tele gramms führt zu einer Sendeverzögerung, bis das hochpriorisierte Segment-Telegramm dann gesendet werden kann. Weiterhin kann der Verteilerknoten erst nach dem Empfang des Tag-Feldes mit der Prioritätsinformation im Segment-Telegramm die Priorität des Segment-Telegramms bestimmen, um dann gegebenenfalls den Sendevorgang eines nie derpriorisierten Segment-Telegramms auf der Ein-/Ausgabe-Schnittstelle zu stoppen.

Auch kommt es zu einer Verzögerung bei der Weiterleitung einer Folge von hochpriori- sierten Segment-Telegrammen. Zwischen den aufeinanderfolgenden hochpriorisierten Segment-Telegrammen besteht immer eine Übertragungspause, die durch das Netzwerk protokoll vorgegeben ist. Es kann dann zu einer Unterbrechung der kontinuierlichen Wei terleitung der aufeinanderfolgenden hochpriorisierten Segment-Telegramme durch den Verteilerknoten kommen, wenn der Verteilerknoten in der Übertragungspause bereits den Sendevorgang für ein im Verteilerknoten zwischengespeichertes niederpriorisiertes Seg ment-Telegramm aufgenommen hat. Der Verteilerknoten muss dann den Sendevorgang des niederpriorisiertes Segment-Telegramms erst wieder abbrechen beziehungsweise un terbrechen, um stattdessen dann den Sendevorgang mit dem nächsten hochpriorisierten Segment-Telegramm aufnehmen zu können.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Datenübertragung in einem Automatisierungskommunikationsnetzwerk mit zumindest einem Verteilerknoten anzugeben, das den Durchsatz von Telegrammen im Verteilerknoten effizient gestaltet und zeitliche Verzögerungen beim Weiterleitungsvorgang der Telegramme reduziert. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein Segment-Telegramm zur Verwendung in einem solchen Verfahren und ein verbessertes Automatisierungskommunikationsnetzwerk anzu geben.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen ange geben. In einem Automatisierungskommunikationsnetzwerk ist zumindest ein Verteilerknoten vor gesehen, der mehrere Ein-/Ausgabe-Schnittstellen aufweist, die jeweils mit einem Netz werksegment in Verbindung stehen, wobei jedes Netzwerksegment zumindest einen Teil nehmer aufweist. Den einzelnen Netzwerksegmenten sind jeweils Segment-Telegramme zur Verarbeitung durch den Teilnehmer im Netzwerksegment zugeordnet, wobei die Seg ment-Telegramme Prioritäten besitzen. Die Segment-Telegramme weisen außerdem je weils ein Datenfeld auf, das ausgelegt ist, eine Telegrammfolge-Information zu enthalten, die anzeigt, welche Priorität ein nachfolgendes Segment-Telegramm aus dem Netzwerk segment besitzt. Der Verteilerknoten im Automatisierungskommunikationsnetzwerk ist ausgelegt, das Segment-Telegramm auf einer Ein-/Ausgabe-Schnittstelle zu empfangen und entsprechend einer Routing-Vorgabe auf einer weiteren Ein-/Ausgabe-Schnittstelle zu senden, wobei der Verteilerknoten die Ein-/Ausgabe-Schnittstelle, auf der das Segment- Telegramm gesendet wurde, für einen weiteren Sendevorgang blockiert, wenn die Tele- grammfolge-lnformation, die dem gesendeten Segment-Telegramm zugeordnet ist, eine Priorität für das nachfolgende Segment-Telegramm aus dem Netzwerksegment mit der selben Routing-Vorgabe anzeigt, deren Wertigkeit höher ist, als die Wertigkeit der Priorität von Telegrammen, die im Verteilerknoten vorliegen und zum Senden auf der Ein-/Aus- gabe-Schnittstelle vorgesehen sind, um nach Empfang des nachfolgenden Segment-Tele gramms aus dem Netzwerksegment mit derselben Routing-Vorgabe das nachfolgenden Segment-Telegramm auf der blockierten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle zu versenden.

Mit dieser Vorgehensweise wird gewährleistet, dass hochpriorisierte Segment-Tele gramme vom Verteilerknoten bevorzugt weitergeleitet werden. Durch die Telegrammfolge- Information im Segment-Telegramm, die die Priorität eines nachfolgenden Segment-Tele gramms aus dem Netzwerksegment anzeigt, kann verhindert werden, dass der Verteiler knoten in der Zeitspanne, die sich zwischen aufeinanderfolgenden Segment-Telegram men ergibt, bis der Verteilerknoten anhand des Tag-Feldes mit der Prioritätsinformation im Segment-Telegramm die Wertigkeit der Priorität des Segment-Telegramms feststellen kann, den Sendevorgang mit einem niederpriorisierten Segment-Telegramm auf der Ein-/Ausgabe-Schnittstelle aufnimmt. Der Verteilerknoten kennt nämlich bereits während des Sendevorgangs eines Segment-Telegramms die Wertigkeit der Priorität eines nach folgenden Segment-Telegramms aus demselben Netzwerksegment und kann so voraus schauend einen weiteren Sendevorgang auf der Ein-/Ausgabe-Schnittstelle blockieren, bis das nachfolgende Segment-Telegramm gesendet werden kann. Der Sendevorgang für das nachfolgende Segment-Telegramm kann vom Verteilerknoten immer sofort aufge nommen werden, ohne dass der Sendevorgang für ein niederpriorisiertes Segment-Tele gramm dafür erst abgebrochen beziehungsweise unterbrochen werden muss. Der Verteilerknoten kann die Blockierung der Ein-/Ausgabe-Schnittstelle für einen weiteren Sendevorgang aufheben, wenn das eine Segment-Telegramm mit der Routing-Vorgabe zum Senden auf der der Ein-/Ausgabe-Schnittstelle empfangen wird, dessen Priorität we nigstens der Wertigkeit der Priorität entspricht, die der Verteilerknoten im zuletzt gesende ten Segment-Telegramm als Priorität für das nachfolgende Segment-Telegramm aus dem Netzwerksegment mit derselben Routing-Vorgabe angezeigt worden ist.

Mit dieser Vorgehensweise wird eine weitere Optimierung bei der Datenübertragung er reicht, indem eine ungewünschte Blockierung einer Ein-/Ausgabe-Schnittstelle des Vertei lerknotens aufgehoben wird, wenn im Verteilerknoten ein Segment-Telegramm empfan gen wird, dessen Priorität wenigstens dieselbe Wertigkeit hat, wie die Priorität für das nachfolgende Segment-Telegramm, auf dessen Grundlage die Ein-/Ausgabe-Schnittstelle blockiert worden ist.

Das Automatisierungskommunikationsnetzwerk kann ein Master-Slave-System sein, wo bei ein Teilnehmer ein Master-Teilnehmer und die Teilnehmer in den Netzwerksegmenten Slave-Teilnehmer sind. Die Segment-Telegramme werden auf einem geschlossenen Da tenübertragungsweg ausgehend vom Master-Teilnehmer auf einem Hinweg über den Ver teilerknoten zum zugeordneten Netzwerksegment mit dem vom Segment-Telegramm an gesprochenen Slave-Teilnehmer übertragen und verarbeitet und kehren auf einem Rück weg über die Verteilerknoten zu dem Master-Teilnehmer zurück.

Dabei kann der Master-Teilnehmer die Telegrammfolge-Information im gesendeten Seg ment-Telegramm, die die Priorität für das nachfolgende Segment-Telegramm anzeigt, be stimmen. Alternativ kann der Verteilerknoten die Telegrammfolge-Information im gesende ten Segment-Telegramm, die die Priorität für das nachfolgende Segment-Telegramm an zeigt, auf dem Hinweg festlegen.

Im Rahmen eines Master-Slave-Systems, bei dem die Segment-Telegramme auf einem geschlossenen Datenübertragungsweg umlaufen, lässt sich so auf einfache Weise die Te- legrammfolge-lnformation, die die Priorität des nachfolgenden Telegramms anzeigt, im gesendeten Telegramm festlegen. Dies kann mithilfe des Master-Teilnehmers beim Er zeugen der Segment-Telegramme erfolgen, da dem Master-Teilnehmer die Prioritätsinfor mation für eine Segment-Telegrammfolge durch das auf dem Mater-Teilnehmer laufende Steuerungsprogramm bekannt ist. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass der Verteilerknoten die Telegrammfolge-In- formation in das Segment-Telegramm beim Sendevorgang auf dem Hinweg, das heißt beim Ausgeben des Segment-Telegramms auf das Netzwerksegment einträgt, dann, wenn der Verteilerknoten zum Sendezeitpunkt die Priorität des nachfolgenden Segment- Telegramms kennt. Dies kann beispielsweise dann zutreffen, wenn das nachfolgende Segment-Telegramm, das auf dasselbe Netzwerksegment ausgegeben werden soll, zum Zeitpunkt des Sendens des Segment-Telegramms bereits vom Verteilerknoten empfan gen wurde beziehungsweise der Teil des nachfolgenden Segment-Telegramms, in dem die Priorität festgelegt ist. Der Verteilerknoten weist in der Regel hierfür eine Speicherein heit auf, die zentral ausgebildet ist oder auch den einzelnen Ein-/Ausgabe-Schnittstellen zugeordnet sein kann, in der der Verteilerknoten dann Segment-Telegramme zwischen speichert, wenn die Ein-/Ausgabe-Schnittstelle, auf der das Segment-Telegramm ausge geben werden sollen, durch eine Sendevorgang blockiert ist.

Der Verteilerknoten kann aber auch, wenn der Verteilerknoten ein Segment-Telegramm auf dem Hinweg gemäß der Routing-Vorgabe über eine Ein-/Ausgabe-Schnittstelle auf das zugeordnete Netzwerksegment ausgibt, die Priorität des Segment-Telegramms ausle- sen und in der Speichereinheit abspeichern. Der Verteilerknoten kennt so die Prioritäten der nacheinander in einem Netzwerksegment umlaufenden Segment-Telegramme und kann dann nach Empfang eines Segment-Telegramms auf dem Rückweg, die dem Vertei lerknoten gekannte Priorität des nachfolgenden Segment-Telegramms als Telegramm- folge-lnformation in das empfangene Segment-Telegramm eintragen.

Der Aufbau des Segment-Telegramms kann einen Kopfabschnitt, einen Datenbereich und einen Endabschnitt umfassen, wobei der Endabschnitt ein Daten-Feld aufweist, das die Priorität für das nachfolgende Segment-Telegramm auf dem Netzwerksegment anzeigt.

Der Segment-Telegrammaufbau mit dem Datenfeld, das die Priorität für das nachfolgende Segment-Telegramm auf dem Netzwerksegment anzeigt, im Endabschnitt des Segment- Telegramms, ermöglicht es, die Prioritätsinformation zum spätmöglichsten Zeitpunkt in das Segment-Telegramm einzutragen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Priorität des nachfolgenden Telegramms zu Beginn des Sendevorgangs noch nicht vor liegt. Der Sendevorgang für das Segment-Telegramm kann dann bereits aufgenommen werden. Die Telegrammfolge-Information, die die Priorität des nachfolgenden Segment- Telegramms anzeigt und erst später feststeht, kann dann während des Sendevorgangs in den zu diesem Zeitpunkt noch nicht gesendeten Endabschnitt des Segment-Telegramms eingetragen werden. Ferner kann der Kopfabschnitt des Segment-Telegramms ein Daten-Feld aufweisen, das die Priorität des Segment-Telegramms anzeigt.

Das Segment-Telegramm kann einen Datenbereich mit Datagrammen umfassen, die den einzelnen Teilnehmern im Netzwerksegment zugeordnet sind und die jeweils Steuerdaten und Nutzdaten aufweisen, wobei die Steuerdaten dem Teilnehmer Auskunft darüber ge ben, auf welche Art er die Nutzdaten des Datagramms verarbeiten soll.

Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaf ten Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in Fällen ein deutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in belie biger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zu sammenhang mit den schematischen Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Aufbau eines Automatisierungskommu nikationsnetzwerks mit mehreren Verteilerknoten und Netzwerksegmenten;

Fig. 2 in schematischer Darstellung einen Verteilerknoten aus Fig. 1 ;

Fig. 3 einen EtherCAT-Telegrammaufbau; und

Fig. 4 einen zeitlichen Ablauf einer Datenübertragung in dem Automatisierungs kommunikationsnetzwerk nach Fig. 1 in Form von Telegrammen mit dem in Figur 2 gezeigten EtherCAT-Telegrammaufbau.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Figuren lediglich schematischer Natur und nicht maßstabsgetreu sind. Ferner wird darauf hingewiesen, dass die Bezugszeichen in den Fi guren unverändert gewählt worden sind, wenn es sich um gleich ausgebildete Elemente und/oder Komponenten und/oder Größen handelt. Im Weiteren wird ein Verfahren zur Datenübertragung in einem Kommunikationsnetzwerk, das beispielsweise im Rahmen der Fertigungs-, Gebäude- und Prozessautomatisierung eingesetzt werden kann, beschrieben. Dabei ist die Verwendungsangabe nicht einschrän kend zu verstehen. Das Verfahren kann in jedem Kommunikationsnetzwerk mit einem Verteilerknoten, der mehrere Netzwerksegmente miteinander verbindet, Anwendung fin den.

Kommunikationsnetzwerke für den Einsatz in der Automatisierungstechnik sind üblicher weise als Feldbussysteme verwirklicht, bei denen die Sensoren und Aktoren im Kommuni kationsnetzwerk über einen Feldbus mit Steuerungseinheiten Daten austauschen. Im Feldbussystem werden dazu in der Regel echtzeitfähige Netzwerkprotokolle eingesetzt.

Häufig wird der Datenaustausch zwischen den Teilnehmern auf dem Feldbus auf der Grundlage des Master-Slave-Prinzips ausgeführt. Die aktiven Busteilnehmer, die auch als Master-Teilnehmer bezeichnet werden, entsprechen den Steuereinheiten, die die Übertra gung von Daten auf dem Feldbus bestimmen und koordinieren. Die passiven Busteilneh mer, die Slave-Teilnehmer genannt werden und keine eigene Buszugriffsberechtigung be sitzen, sind die Sensoren und Aktoren der Maschinenperipherie. Damit kann ein Slave- Teilnehmer lediglich Nachrichten empfangen, diese quittieren und auf Anfrage des Mas ter-Teilnehmers Daten beziehungsweise Telegramme übermitteln.

Um einen zyklischen Steuerprozess in dem Automatisierungskommunikationsnetzwerk anzustoßen, überträgt der Master-Teilnehmer die vom Master-Teilnehmer mithilfe einer Steuerungsaufgabe aus Eingangsdaten bestimmten Ausgangsdaten in Form eines Tele gramms auf dem Feldbus. Die Slave-Teilnehmer entnehmen dann die ihnen zugeordne ten Ausgangsdaten aus dem umlaufenden Telegramm. Gleichzeitig fügen die Slave-Teil nehmer ihre Eingangsdaten in das umlaufende Telegramm ein, um die Eingangsdaten an den Master-Teilnehmer zu übertragen. Der Master-Teilnehmer nutzt dann die empfange nen Eingangsdaten, um mithilfe der Steuerungsaufgabe Ausgangsdaten für den nächsten zyklischen Steuerprozess zu berechnen.

Feldbussysteme, die auf dem Master-Slave-Prinzip beruhen, können mit unterschiedli chen Netzwerkprotokollen betrieben werden. Das Ethernet-Protokoll stellt dabei das am weitesten verbreitete Netzwerkprotokoll dar. Ethernet-Telegramme können einen Nutzda tenblock mit einer Länge von 1500 Bytes umfassen und Telegramm-Übertragungsraten von einigen Gigabytes/Sekunde ermöglichen. Beim Einsatz des Ethernet-Protokolls in in dustriellen Fertigungsanlagen oder Maschinen zur Steuerung muss die die Echtzeitfähig keit des Ethernet-Protokolls gewährleistet sein.

Das EtherCAT-Protokoll stellt ein Beispiel eines solchen Protokolls dar, das auf der Ether- net-Protokoll-Technologie basiert und in echtzeitfähigen Automatisierungssystemen ein gesetzt werden kann. Die Besonderheit am EtherCAT-Protokoll liegt darin, dass die Ver arbeitung der Daten im Telegramm von den Slave-Teilnehmern während des Telegramm- Durchlaufs und somit im Wesentlichen verzögerungsfrei ausgeführt wird.

Das EtherCAT-Telegramm umfasst Datagramme, die den einzelnen Slave-Teilnehmern zugeordnet sind und welche jeweils Steuerdaten und Nutzdaten aufweisen. Die Steuerda ten geben dem Slave-Teilnehmer Auskunft darüber, auf welche Art er die Nutzdaten des Datagramms verarbeiten soll, also ob ein Lese-, ein Schreibvorgang oder ein kombinierter Lese-/Schreibvorgang vom Slave-Teilnehmer ausgeführt werden soll.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Telegrammverkehrs auf der Basis des EtherCAT-Protokolls beschrieben. Für die Erfindung kann jedoch ebenso ein anderes Netzwerk-Protokoll, vorzugsweise ein echtzeitfähiges Ethernet-Protokoll verwendet wer den. Die Erfindung wird ferner für ein Kommunikationsnetzwerk mit einer hierarchischen Master-Slave-Struktur beschrieben, ist jedoch nicht auf eine solche Kommunikationsstruk tur beschränkt.

Um die Umlaufzeiten der Telegramme zu verkürzen, sind Automatisierungskommunikati onsnetzwerke oft in Netzwerksegmente unterteilt, wobei die einzelnen Netzwerksegmente mithilfe von Verteilerknoten, sogenannten „Switches“, miteinander verbunden sind. Die Verteilerknoten weisen dabei mehrere Ein-/Ausgabe-Schnittstellen auf, welche jeweils mit einem Netzwerksegment beziehungsweise einem weiteren Verteilerknoten verbunden werden können. Der Verteilerknoten ist ausgelegt, Telegramme auf einer weiteren Ein- /Ausgabe-Schnittstelle zu empfangen und auf einer weiteren Ein-/Ausgabe-Schnittstelle zu versenden. Die den einzelnen Netzwerksegmenten zugeordneten Telegramme werden im Weiteren auch als Segment-Telegramme bezeichnet.

Um insbesondere die Echtzeitfähigkeit des Automatisierungskommunikationsnetzwerkes zu garantieren, können den Segment-Telegrammen auch Prioritäten zugeordnet sein, auf deren Grundlage dann die Verteilerknoten die Segment-Telegramme bevorrechtigt weiter leiten. Die Prioritätsinformation ist dabei in den Segment-Telegrammen in der Regel im Kopfabschnitt des Segment-Telegramms enthalten. Wenn der Verteilerknoten vor dem Er mitteln der Priorität eines Segment-Telegramms jedoch bereits einen Sendevorgang über die Ein-/Ausgabe-Schnittstelle mit einem Segment-Telegramm aufgenommen hat, das ge genüber der ermittelten Priorität eine niedrigere Wertigkeit hat, wird die Weiterleitung des hochpriorisierten Segment-Telegramms verzögert, bis der Sendevorgang des niederpriori- sierten Segment-Telegramms abgeschlossen ist. Der Verteilerknoten kann zwar die Funk tionalität besitzen, dann, wenn ein hochpriorisiertes Segment-Telegramm empfangen wird, den Sendevorgang eines niederpriorisierten Segment-Telegramms abzubrechen be ziehungsweise zu unterbrechen, um stattdessen den Sendevorgangs für das hochpriori- sierte Segment-Telegramm aufzunehmen. Jedoch auch das Abbrechen beziehungsweise Unterbrechen des Sendevorgangs mit dem niederpriorisierten Segment-Telegramm führt zu einer Verzögerung beim Weiterleiten des hochpriorisierten Segment-Telegramms.

Um solche Verzögerungen zu vermeiden, wird die folgende Vorgehensweise gewählt:

Den einzelnen Netzwerksegmenten sind jeweils Segment-Telegramme zur Verarbeitung durch den Teilnehmer im Netzwerksegment zugeordnet, wobei die Segment-Telegramme Prioritäten besitzen. Die Segment-Telegramme weisen außerdem ein Datenfeld auf, das ausgelegt ist, eine Telegrammfolge-Information zu enthalten, die anzeigt, welche Priorität ein nachfolgendes Segment-Telegramm aus dem Netzwerksegment besitzt. Der Verteiler knoten im Automatisierungskommunikationsnetzwerk ist dann ausgelegt, das Segment- Telegramm auf einer Ein-/Ausgabe-Schnittstelle zu empfangen und entsprechend einer Routing-Vorgabe auf einer weiteren Ein-/Ausgabe-Schnittstelle zu senden, wobei der Ver teilerknoten die Ein-/Ausgabe-Schnittstelle, auf der das Segment-Telegramm gesendet wurde, für einen weiteren Sendevorgang blockiert, wenn die Telegrammfolge-Information, die dem gesendeten Segment-Telegramm zugeordnet ist, eine Priorität für das nachfol gende Segment-Telegramm aus dem Netzwerksegment mit derselben Routing-Vorgabe anzeigt, deren Wertigkeit höher ist, als die Wertigkeit der Priorität von Telegrammen, die im Verteilerknoten vorliegen und zum Senden auf der Ein-/Ausgabe-Schnittstelle vorgese hen sind, um nach Empfang des nachfolgenden Segment-Telegramms aus dem Netz werksegment mit derselben Routing-Vorgabe das nachfolgende Segment-Telegramm auf der blockierten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle zu versenden.

Mithilfe dieser Vorgehensweise kann der Telegrammverkehr über die Verteilerknoten im Automatisierungskommunikationsnetzwerk optimiert werden, indem höherpriorisierte Seg ment-Telegramme von dem Verteilerknoten vorrangig weitergeleitet werden. Fig. 1 zeigt einen schematischen Aufbau eines Automatisierungskommunikationsnetz werks 100 mit einer Master-Slave-Architektur, das Teilnehmer TN, Verteilerknoten VK und Netzwerksegmente NX aufweist. Der oder die allgemein als Teilnehmer TN bezeichneten Elemente sind in der beispielhaften Ausführungsform der Fig. 1 als ein Master-Teilnehmer M, ein erster Slave-Teilnehmer S1 , ein zweiter Slave-Teilnehmer und ein dritter Slave- Teilnehmer S3 ausgebildet. Der oder die allgemein als Verteilerknoten VK bezeichneten Elemente sind in der beispielhaften Ausführungsform der Fig. 1 als ein erster Verteilerkno ten V1 und ein zweiter Verteilerknoten V2 ausgebildet.

Jeder Verteilerknoten VK weist eine Mehrzahl an Ein-/Ausgabeschnittstellen PX auf, über die Telegramme empfangen und gesendet werden können. In der beispielhaften Ausfüh rungsform der Fig. 1 weist sowohl der erste Verteilerknoten V1 als auch der zweite Vertei lerknoten V2 jeweils eine erste Ein-/Ausgabeschnittstelle PO, eine zweite Ein-/Ausgabe- schnittstelle P1 und eine dritte Ein-/Ausgabeschnittstelle P2 auf.

Der oder die allgemein als Netzwerksegment NX bezeichneten Elemente sind in der bei spielhaften Ausführungsform der Fig. 1 als ein erstes Netzwerksegment N1 , ein zweites Netzwerksegment N2 und ein drittes Netzwerksegment N3 ausgebildet.

Die Topologie des Automatisierungskommunikationsnetzwerks 100 sieht vor, dass ein Master-Teilnehmer M über eine erste Datenübertragungsstrecke D1 an eine erste Ein- /Ausgabe-Schnittstelle PO des ersten Verteilerknotens V1 angeschlossen ist. Über eine dritte Ein-/Ausgabe-Schnittstelle P2 des ersten Verteilerknotens V1 sowie eine zweite Da tenübertragungsstrecke D2 ist der erste Verteilerknoten V1 mit einer ersten Ein-/Ausgabe- Schnittstelle PO des zweiten Verteilerknotens V2 verbunden.

Eine dritte Ein-/Ausgabe-Schnittstelle P2 des zweiten Verteilerknotens V2 verbindet den zweiten Verteilerknoten V2 über eine dritte Datenübertragungsstrecke D3 mit einem ers ten Netzwerksegment N1 , umfassend einen ersten Slave-Teilnehmer S1. Neben dem ge zeigten ersten Slave-Teilnehmer S1 im ersten Netzwerksegment N1 kann das erste Netz werksegment N1 weitere Slave-Teilnehmer aufweisen, die nicht dargestellt sind.

Eine zweite Ein-/Ausgabe-Schnittstelle P1 des ersten Verteilerknotens V1 verbindet den ersten Verteilerknoten V1 über eine vierte Datenübertragungsstrecke D4 mit einem zwei ten Netzwerksegment N2, das einen zweiten Slave-Teilnehmer S2 aufweist. Neben dem gezeigten zweiten Slave-Teilnehmer S2 im zweiten Netzwerksegment N2, kann das zwei ten Netzwerksegment N2 weitere Slave-Teilnehmer aufweisen, die nicht dargestellt sind. Der zweite Verteilerknoten V2 ist mithilfe einer zweiten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle P1 des zweiten Verteilerknotens V2 über eine fünfte Datenübertragungsstrecke D5 mit einem drit ten Netzwerksegment N3, umfassend einen dritten Slave-Teilnehmer S3, verbunden. Ne ben dem gezeigten dritten Slave-Teilnehmer S3 im dritten Netzwerksegment N3, kann das dritte Netzwerksegment N3 weitere Slave-Teilnehmer aufweisen, die nicht dargestellt sind.

Statt dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau des Automatisierungskommunikationsnetzwerks 100 mit zwei Verteilerknoten VK, sprich dem ersten Verteilerknoten V1 und dem zweiten Ver teilerknoten V2, können natürlich mehr oder weniger Verteilerknoten VK vorgesehen sein. Auch die Zahl der Ein-/Ausgabe-Schnittstellen PX der Verteilerknoten VK kann von der beschriebenen Zahl von Ein-/Ausgabe-Schnittstellen PX abweichen. Ferner ist es denk bar, das Automatisierungskommunikationsnetzwerk 100 mit einer größeren oder kleineren Anzahl an Netzwerksegmenten NX und/oder Master-Teilnehmern M beziehungsweise Slave-Teilnehmern zu verwirklichen.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau der Verteilerknoten VK, der einem ersten Verteilerknoten V1 oder einem zweiten Verteilerknoten V1 in Fig. 1 entspricht. Die drei ersten bis dritten Ein-/Ausgabe-Schnittstellen PO, P1 , P2 sind jeweils mit einer Ver mittlungseinrichtung 205 verbunden, die den Betrieb des Verteilerknotens VK steuert.

Jede der ersten bis dritten Ein-/Ausgabe-Schnittstellen PO, P1, P2 weist dabei eine Emp fangseinheit RX und eine Sendeeinheit TX auf, wobei durch Pfeile in Fig. 2 die jeweilige Datenübertragungsrichtung angezeigt wird.

Zur Steuerung des Telegrammverkehrs durch den Verteilerknoten VK ist die Vermittlungs einrichtung 205 mit einer Zuordnungstabelle 206, im Weiteren auch als Routingliste be zeichnet, und einer Speichereinheit 207 verbunden. Die Zuordnungstabelle 206 enthält für jedes im Automatisierungsnetzwerk 100 verwendete Segment-Telegramm wenigstens eine Telegramm-Kennung und die Sendeeinheit TX einer zugeordneten ersten bis dritten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle PO, P1, P2. Ferner kann die Zuordnungstabelle 206 abhängig vom eingesetzten Netzwerk- Protokoll noch weitere Informationen zu den einzelnen Seg ment-Telegrammen, wie zum Beispiel den Sendezeitpunkt, die Empfangseinheit RX einer ersten bis dritten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle PO, P1 , P2 und den Empfangszeitpunkt um fassen. Beim Empfang eines Telegramms über die Empfangseinheit RX einer ersten bis dritten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle PO, P1, P2 erfasst die Vermittlungseinrichtung 205 im Vertei lerknoten VK die Telegramm-Kennung im empfangenen Segment-Telegramm und ver gleicht die erfasste Telegramm-Kennung mit den Einträgen in der Zuordnungstabelle 206. Die Vermittlungseinrichtung 205 gibt dann das Segment-Telegramm entsprechend der Vorgabe in der Zuordnungstabelle 206 über die für die Telegramm-Kennung in der Zuord nungstabelle 206 vermerkte Sendeeinheit TX der zugeordneten ersten bis dritten Ein- /Ausgabe-Schnittstelle PO, P1, P2 aus.

Wenn die ersten bis dritte Ein-/Ausgabe-Schnittstelle PO, P1, P2, auf der ein Segment-Te legramm ausgegeben werden soll, durch einen Sendevorgang eines vorausgehenden Segment-Telegramms blockiert ist, wird das Segment-Telegramm in der Speichereinheit 207 zwischengespeichert. Die Speichereinheit 207 kann dabei so ausgelegt sein, dass je der der ersten bis dritten Ein-/Ausgabe-Schnittstellen PO, P1 , P2 jeweils ein separater Speicherbereich zugeordnet ist, in dem die auf der jeweiligen ersten bis dritten Ein-/Aus- gabe-Schnittstelle PO, P1 , P2 zu sendenden Segment-Telegramme bei einer durch einen Sendevorgang blockierten ersten bis dritten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle PO, P1, P2 zwi schengespeichert werden.

Die Segment-Telegramme weisen ferner ein Datenfeld auf, in dem ein Prioritätswert ko diert ist. Dieses Datenfeld ist in der Regel im Kopfabschnitt des Segment-Telegramms enthalten, um der Vermittlungseinrichtung 205 im Verteilerknoten VK eine frühzeitige Aus wertung der Prioritätsinformation zu ermöglichen.

Die Vermittlungseinrichtung 205 des Verteilerknotens VK kann ferner so ausgelegt sein, dass sie das Senden eines Segment-Telegramms mit einer niederwertigen Priorität auf einer ersten bis dritten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle PO, P1, P2 unterbricht, wenn ein Seg ment-Telegramm einer höherwertigen Priorität empfangen wird, welches gemäß der Rou ting-Vorgabe auf derselben ersten bis dritten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle PO, P1, P2 ge sendet werden soll. Dies kann dabei so erfolgen, dass der Verteilerknoten VK das unter brochene Segment-Telegramm dann in der Speichereinheit 207 mit Zuordnung zur ent sprechenden ersten bis dritten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle PO, P1, P2 zwischenspeichert und den Sendevorgang dann nochmals neu startet, nachdem das hochpriorisierte Seg ment-Telegramm gesendet worden ist. Alternativ kann die Vermittlungseinrichtung 205 des Verteilerknotens VK auch ausgelegt sein, das unterbrochene Segment-Telegramm definiert als ein erstes Fragment abzu schließen, indem eine erste Fragmentierinformation am Ende des Fragments gesendet wird. Der verbleibende Teil des Segment-Telegramms mit der niederwertigen Priorität, der vom Verteilerknoten VK noch nicht gesendet worden ist, bildet dann ein zweites Frag ment, das in der Speichereinheit 207 zwischengespeichert wird. Die Vermittlungseinrich tung 205 des Verteilerknotens VK erzeugt dabei für das zwischengespeicherte zweite Fragment eine zweite Fragmentierinformation. Nach dem Senden des Segment-Tele gramms mit der höherwertigen Priorität auf der zugeordneten ersten bis dritten Ein-/Aus- gabe-Schnittstelle PO, P1 , P2 versendet dann die Vermittlungseinrichtung 205 des Vertei lerknotens VK das zweite Telegramm-Fragment mit der niederwertigen Priorität zusam men mit der zweiten Fragmentierinformation auf der zugeordneten ersten bis dritten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle PO, P1, P2. Der vom Segment-Telegramm mit der niederwerti gen Priorität angesprochene Teilnehmer TN setzt dann bei Empfang das erste und das zweite Fragment des Segment-Telegramms auf der Grundlage der ersten und zweiten Fragmentierinformation wieder zusammen.

Mit dieser Vorgehensweise wird eine optimierte Datenübertragung, bei der hochpriori- sierte Segment-Telegramme bevorzugt übertragen werden, ermöglicht. Bei Vorsehen ei ner Fragmentierung wird zugleich gewährleistet, dass der bereits gesendete Teil des nie- derpriorisierten Segment-Telegramms nicht verloren geht, wodurch die Bandbreite der Übertragung verbessert wird.

Die Segment-Telegramme weisen weiter ein Datenfeld auf, das ausgelegt ist, eine Tele- grammfolge-lnformation zu enthalten, die anzeigt, welche Priorität ein nachfolgendes Seg ment-Telegramm aus dem Netzwerksegment NX besitzt. Die Vermittlungseinrichtung 205 des Verteilerknotens VK wertet bei Empfang des Segment-Telegramms das Datenfeld mit der Telegrammfolge-Information aus. Wenn die angezeigte Priorität des nachfolgenden Segment-Telegramms, dem dieselbe Routing-Vorgabe zugeordnet ist, eine Wertigkeit an zeigt, die höher ist als die Wertigkeit der Priorität von Segment-Telegrammen, die in der Speichereinheit 207 im Verteilerknoten VK für die zugeordnete erste bis dritte Ein-/Aus- gabe-Schnittstelle PO, P1, P2, auf der das Segment-Telegramm ausgegeben wird, blo ckiert die Vermittlungseinrichtung 205 im Verteilerknoten VK nach dem Senden des Seg ment-Telegramms einen weiteren Sendevorgang auf der zugeordneten ersten bis dritten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle PO, P1, P2. Die Blockierung der zugeordneten ersten bis drit ten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle PO, P1 , P2 für einen weiteren Sendevorgang wird aufgeho- ben, wenn dann das nachfolgende Segment-Telegramm empfangen worden ist, um die ses Segment-Telegramm dann auf der zugeordneten ersten bis dritten Ein-/Ausgabe- Schnittstelle PO, P1, P2 weiterzuleiten.

Der Verteilerknoten VK kann auch so ausgelegt sein, dass er die Blockierung der zuge ordneten ersten bis dritten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle PO, P1 , P2 für einen weiteren Sen devorgang aufhebt, wenn ein Segment-Telegramm mit der Routing-Vorgabe zum Senden auf der zugeordneten ersten bis dritten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle PO, P1 , P2 empfangen wird, dessen Priorität wenigstens der Wertigkeit der Priorität entspricht, die der Verteiler knoten VK im zuletzt gesendeten Segment-Telegramm als Priorität für das nachfolgende Segment-Telegramm aus dem Netzwerksegment NX angezeigt worden ist.

Durch die Möglichkeit, anhand der Telegrammfolge-Information im Segment-Telegramm die Priorität eines nachfolgenden Segment-Telegramms festzustellen, kann der Verteiler knoten VK dafür sorgen, dass eine Telegrammfolge aus hochpriorisierten Segment-Tele grammen unverzögert weitergeleitet wird. Damit kann insbesondere in echtzeitfähigen Au tomatisierungskommunikationsnetzwerken 100 gewährleistet werden, dass zyklische Te legramme, die Steuerungsdaten übermitteln, unverzögert durchgeschleust werden.

Die Datenübertragung in dem in Fig. 1 dargestellten Automatisierungskommunikations netzwerk 100 erfolgt auf der Grundlage des EtherCAT-Protokolls. Alternativ kann aber auch ein anderes bekanntes echtzeitfähiges Netzwerkprotokoll eingesetzt werden. Die für die Datenübertragung eingesetzten Segment-Telegramme laufen im Automatisierungs kommunikationsnetzwerk 100 auf einem geschlossenen Datenübertragungsweg um. Die in Fig. 1 gewählte Darstellung der ersten bis fünften Datenübertragungsstrecke D1-D5 mit Doppelpfeilen zeigt an, dass eine bidirektionale Datenübertragung auf einem Hinweg und einem Rückweg erfolgt. Ausgehend vom Master-Teilnehmer M werden die Segment-Tele gramme über die ersten und zweiten Verteilerknoten V1, V2 zum zugeordneten ersten bis dritten Netzwerksegment N1, N2, N3 mit dem vom Segment-Telegramm angesprochenen ersten bis dritten Slave-Teilnehmer S1, S2, S3 auf dem Hinweg übertragen und verarbei tet. Anschließend laufen die Segment-Telegramme dann über die ersten und zweiten Ver teilerknoten V1, V2 zu dem Master-Teilnehmer M auf dem Rückweg zurück.

Fig. 3 zeigt schematisch den Aufbau eines als EtherCAT-Telegramm ausgebildeten Seg ment-Telegramms mit einer Tag-Erweiterung, mit der das Segment-Telegramm beim Sen den priorisiert werden kann. Das Segment-Telegramm weist einen Datenbereich 34 mit einer Länge von bis zu 1500 Byte auf, der von einem Kopfabschnitt, welcher im Allgemei nen auch als Header 33 bezeichnet werden kann, und einem Endabschnitt, dem soge nannten Trailer 35, eingekapselt ist.

Der Datenbereich 34 umfasst Datagramme 341 -34n, die den einzelnen Slave-Teilneh mern im Netzwerksegment zugeordnet sind und welche jeweils Steuerdaten und Nutzda ten aufweisen. Die Steuerdaten geben dem Slave-Teilnehmer Auskunft darüber, auf wel che Art der Slave-Teilnehmer die Nutzdaten des Datagramms verarbeiten soll, also ob ein Lese-, ein Schreibvorgang oder ein kombinierter Lese-/Schreibvorgang vom Slave-Teil nehmer ausgeführt werden soll.

Dem Header 33 ist eine 7 Byte lange Präambel 31 , die zur Synchronisation dient, und eine 1 Byte lange Startkennung 32 für das eigentliche Telegramm, ein sogenannter Start of Frame Delimiter, SOF vorgeschaltet. Der Header 33 umfasst 18 Byte und setzt sich aus einem 6 Byte langen Zieladress-Feld 331 , einem 6 Byte langen Absenderadress-Feld 332, einem 2 Byte langen Typ-Feld 333 und einem 4 Byte langen ersten Tag-Feld 334 zu sammen. Das Typ-Feld 333 zeigt den Telegrammtyp, also das Protokoll der nächst höhe ren Verarbeitungsschicht an. Im ersten Tag-Feld 334 sind dann weitere Steuerinformatio nen, unter anderem der Prioritätswert des Segment-Telegramms, kodiert.

Alternativ zum ersten Tag-Feld 334, das den Prioritätswert des Segment-Telegramms ent hält, kann der Prioritätswert jedoch auch an einer anderen Stelle im Header 33 angezeigt sein und beispielsweise im Zieladress-Feld 331 beziehungsweise im Absenderadress- Feld 332 mit kodiert werden.

Der Trailer 35 am Ende des Segment-Telegramms ist 5 Bytes lang und weist ein 1 Byte langes zweites Tag-Feld 351 und ein 4 Byte langes Prüfsumme-Feld 352 auf. Im zweiten Tag-Feld 351 sind nochmals weitere Steuerinformationen kodiert. Diese weiteren Steuer informationen umfassen unter anderem den Prioritätswert des auf das Segment-Tele gramm folgenden nächsten Segment-Telegramms aus dem zugeordneten Netzwerkseg ment.

Im Prüfsumme-Feld 352 befindet sich eine Prüfsumme. Die Berechnung der Prüfsumme, die der sendende Teilnehmer ausführt, beginnt mit dem Zieladress-Feld 331 und endet mit dem zweiten Tag-Feld 351. Die Präambel 31 und die Startkennung 32 sind in der Prüfsumme nicht enthalten. Anhand der Prüfsumme kann der als Empfänger fungierende Teilnehmer, der die Berechnung wiederholt, durch Vergleich der beiden Werte dann fest stellen, ob die Übertragung fehlerfrei war. An das Ende des Segment-Telegramms wird noch ein Steuersymbol 36, ein sogenanntes End of Frame EOF angefügt, das den Ab schluss des Telegramms anzeigt.

Durch den Segment-Telegrammaufbau, bei dem das zweite Tag-Feld 351 am Ende des Segment-Telegramms vorgesehen ist, um die Telegrammfolge-Information, die anzeigt, welche Priorität das nachfolgende Segment-Telegramm besitzt, aufzunehmen, muss die Telegrammfolge-Information, die in das Segment-Telegramm eingetragen werden soll, nicht bereits zu Beginn eines Sendevorgangs des Segment-Telegramms vorliegen. Die Telegrammfolge-Information kann, wenn sie beispielsweise erst zu einem Zeitpunkt be kannt wird, bei dem der Sendevorgang für das Segment-Telegramm bereits läuft, noch nachträglich in das zweite Tag-Feld 351 im Trailer 35 des Segment-Telegramms eingetra gen werden, so lange der T railer 35 noch nicht weitergeleitet ist. Das zum Zeitpunkt des Sendens des Segment-Telegramms die Priorität des nachfolgenden Segment-Tele gramms auf dem Netzwerksegment noch nicht feststeht, kann insbesondere dann zutref fen, wenn der Verteilerknoten die Eintragung der Telegrammfolge-Information vornehmen soll.

Eine Eintragung der Telegrammfolge-Information durch den Verteilerknoten bietet sich insbesondere dann an, wenn die Datenübertragung im Netzwerksegment wie beispiels weise bei einem Master-Slave-System auf einem geschlossenen Datenübertragungsweg erfolgt. Das Segment-Telegramm, das der Verteilerknoten vom Master-Teilnehmer erhält, wird dabei vom Verteilerknoten gemäß der Routing-Vorgabe über die entsprechende Ein- /Ausgabe-Schnittstelle auf das zugeordnete Netzwerksegment ausgegeben. Nach Verar beitung durch die Slave-Teilnehmer in Netzwerksegment empfängt der Verteilerknoten dann das Segment-Telegramm wieder auf der Ein-/Ausgabe-Schnittstelle und sendet das Segment-Telegramm an den Master-Teilnehmer zurück.

Der Verteilerknoten kann dabei so ausgelegt sein, dass er die Telegrammfolge-Informa- tion auf dem Hinweg in das zweite Tag-Feld 351 des Segment-Telegramms einträgt, wenn der Verteilerknoten vor Aussenden des zweiten Tag-Feldes 351 des Segment-Tele gramms das nachfolgende Segment-Telegramm bereits erhalten und dessen Priorität aus dem ersten Tag-Feld 343 ermittelt hat. Auch kann der Verteilerknoten die Priorität des nachfolgenden Segment-Telegramms aus der Speichereinheit ermitteln, wenn der der Ein-/Ausgabe-Schnittstelle zugeordnete Spei cherbereich ein weiteres, nach dem Segment-Telegramm zu sendendes Segment-Tele gramm enthält. Die Priorität des im Speicherbereich der Speichereinheit abgelegten Seg ment-Telegramms, das als nachfolgendes Segment-Telegramm verschickt werden soll, wird dann vom Verteilerknoten in das zweite Tag-Feld 351 des aktuell zu sendenden Seg ment-Telegramms eingetragen.

Zusätzlich oder alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass der Verteilerknoten ausge legt ist, die Prioritäten der nacheinander auf dem Hinweg ausgesendeten Segment-Tele gramme in Verbindung mit der jeweiligen Segment-Telegrammkennung zwischenzuspei chern, um dann beim Empfang eines Segment-Telegramms auf dem Rückweg dem Seg ment-Telegramm als Telegrammfolge-Information die Priorität des nachfolgenden, auf dem Netzwerksegment umlaufenden Segment-Telegramms zuzuordnen und in das zweite Tag-Feld 351 des Segment-Telegramms gegebenenfalls einzutragen, wenn die Telegrammfolge-Information auf dem Hinweg noch nicht eingetragen werden konnte.

Alternativ zu einer Festlegung der Telegrammfolge-Information im Segment-Telegramm durch den Verteilerknoten kann in einem Master-Slave-System auch der Master-Teilneh mer die Telegrammfolge-Information, die die Priorität für das nachfolgende Segment-Tele gramm angezeigt, bestimmen. Wenn es sich bei den gesendeten Segment-Telegrammen um zyklische Telegramme mit Steuerdaten handelt, kennt der Master-Teilnehmer auf grund der Steuerungsaufgabe die Abfolge der Segment-Telegramme und kann so die Te- legrammfolge-lnformation beim Abschicken des Segment-Telegramms in das zweite Tag- Feld 351 eintragen.

Abhängig von der Auslegung des Automatisierungskommunikationsnetzwerkes und des dabei verwendeten Netzwerkprotokolls besteht auch die Möglichkeit, dass ein anderer Teilnehmer, dem die Telegrammfolge-Informationen für die Segment-Telegramme be kannt sind, die Telegrammfolge-Information, die die Priorität des nachfolgenden Segment- Telegramms anzeigt, in das Segment-Telegramm einträgt.

Nachfolgend wird eine Datenübertragung im in Fig. 1 gezeigten Automatisierungskommu nikationsnetzwerk 100 mithilfe von Segment-Telegrammen, deren Aufbau in Fig. 3 gezeigt ist, anhand von Fig. 4 beschrieben. In Fig. 4 ist mit einem Pfeil eine Zeitachse angezeigt, wobei die Zeit in Richtung der Pfeil spitze voranschreitet. In Fig. 4 sind weiterhin von oben nach unten Segment-Telegramm folgen dargestellt, die zu einem bestimmten Zeitpunkt am zweiten Verteilerknoten V2 an der zweiten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle P1 und der dritten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle P2, am ersten Verteilerknoten V1 an der dritten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle P2 und der zwei ten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle P1 und am Eingang des Master-Teilnehmers M anliegen.

Den einzelnen Segment-Telegrammen ist dabei jeweils eine Priorität zugewiesen, die als Zahl in Fig. 4 in den jeweiligen Telegrammblock eingetragen ist. Es sind dabei vier Priori tätswertigkeiten vorgesehen, wobei der Prioritätswert 1 die höchste und der Prioritätswert 4 die niedrigste Priorität darstellt.

Es wird angenommen, dass von der zweiten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle P1 des zweiten Verteilerknoten V2 vom dritten Netzwerksegment N3 eine erste Telegrammfolge mit ei nem ersten Segment-Telegramm T1, das die Priorität 2 besitzt, und einem nachfolgenden dritten Segment-Telegramm T3, das die Priorität 1 besitzt, empfangen wird. Ferner liegt an der dritten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle P2 vom ersten Netzwerksegment N1 eine zweite Telegrammfolge aus einem zweiten Segment-Telegramm T2 und einem nachfolgenden vierten Segment-Telegramm T4 an. Beiden zweiten und vierten Segment-Telegrammen T2, T4 der zweiten Telegrammfolge ist dabei die Priorität 3 zugeordnet.

Die erste Telegrammfolge aus den ersten und dritten Segment-Telegrammen T1, T3 auf der zweiten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle P1 des zweiten Verteilerknotens V2 wird, wie Fig.

4 zeigt, zeitlich vor der zweiten Telegrammfolge aus den zweiten und vierten Segment- Telegrammen T2, T4 auf der dritten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle P2 des zweiten Verteiler knotens V2 empfangen, wobei das zweite Segment-Telegramm T2 der zweiten Tele grammfolge mit der Priorität 3 zeitlich vor dem nachfolgenden dritten Segment-Tele gramm T3 der ersten Telegrammfolge mit der Priorität 1 anliegt.

Die ersten bis vierten Segment-Telegramme T1 bis T4 der beiden Telegrammfolgen besit zen jeweils ein zweites Tag-Feld 351, in dem die Priorität des nachfolgenden Telegramms eingetragen ist. So ist im ersten Segment-Telegramm T1 der ersten Telegrammfolge, das die Priorität 2 besitzt, als Telegrammfolge-Information die Priorität 1 des nachfolgenden dritten Segment-Telegramms T3 eingetragen. Da das dritte Segment-Telegramm T3 kein nachfolgendes Segment-Telegramm besitzt, ist hier keine Telegrammfolge-Information vorgesehen. Im zweiten Segment-Telegramm T2 der zweiten Telegrammfolge, das die Priorität 3 besitzt, ist als Telegrammfolge-Information in das zweite Tag-Feld 351 wiede rum die Priorität 3, die das nachfolgende vierte Segment-Telegramm T4 besitzt, eingetra gen. Da das vierte Segment-Telegramm T4 kein nachfolgendes Segment-Telegramm be sitzt, ist hier keine Telegrammfolge-Information vorgesehen.

Aufgrund der Master-Slave-Struktur ist in der Zuordnungstabelle 206 des zweiten Vertei lerknotens V2 als Routing-Information für die ersten bis vierten Segment-Telegramme T1 bis T4 beider Telegrammfolgen die erste Ein-/Ausgabe-Schnittstelle PO des zweiten Ver teilerknotens V2 für die Weiterleitung der ersten bis vierten Segment-Telegramme T 1 bis T4 vorgesehen. Da als frühestes Segment-Telegramm das erste Segment-Telegramm T1 der ersten Telegrammfolge auf der zweiten Ein-/Ausgangs-Schnittstelle P1 des zweiten Verteilerknotens V2 empfangen wurde und kein anderes Segment-Telegramm mit einer höheren Priorität vorliegt, wird das erste Segment-Telegramm T1 der ersten Telegramm folge im zweiten Verteilerknoten V2 direkt auf die erste Ein-/Ausgabe-Schnittstelle PO des zweiten Verteilerknotens V2 weitergeleitet.

Als nächstes Segment-Telegramm wird vom zweiten Verteilerknoten V2 auf die erste Ein-/Ausgabe-Schnittstelle PO des zweiten Verteilerknotens V2 das dritte Segment-Tele gramm T3 der ersten Telegrammfolge, das die Priorität 1 besitzt, ausgegeben. Das dritte Segment-Telegramms T3 der ersten Telegrammfolge wurde zwar auf der zweiten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle P1 des zweiten Verteilerknotens V2 zeitlich nach dem zweiten Segment-Telegramm T2 der zweiten Telegrammfolge auf der dritten Ein-/Ausgabe- Schnittstelle P2 des zweiten Verteilerknotens V2 empfangen. Aufgrund der Telegramm- folge-lnformation, die dem ersten Segment-Telegramm T1 der ersten Telegrammfolge zu geordnet ist und die die Priorität 1 für das nachfolgende dritte Segment-Telegramm T3 der ersten Telegrammfolge anzeigt, hat der zweite Verteilerknoten V2 jedoch die erste Ein-/Ausgabe-Schnittstelle PO des zweiten Verteilerknotens V2 für den Sendevorgang nach dem Weiterleiten des ersten Segment-Telegramms T 1 der ersten Telegrammfolge blockiert, da die Priorität des nachfolgenden dritten Segment-Telegramms T3 der ersten Telegrammfolge mit 1 eine höhere Wertigkeit besitzt als das bereits empfangene zweite Segment-Telegramm T2 der zweiten Telegrammfolge mit der Priorität 3.

In Fig. 4 ist dann weiter eine dritte Telegrammfolge dargestellt, die der erste Verteilerkno ten V1 auf der dritten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle P2 des ersten Verteilerknotens V1 , die über die zweite Übertragungsstrecke D2 mit der ersten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle PO des zweiten Verteilerknotens V2 verbunden ist, empfängt. Auf der dritten Ein-/Ausgabe- Schnittstelle P2 des ersten Verteilerknotens V1 liegt weitergeleitet über die erste Ein-/Aus- gabe-Schnittstelle PO des zweiten Verteilerknotens V2 die dritte Telegrammfolge mit der Reihung erstes Segment-Telegramm T1 mit der Priorität 2, drittes Segment-Telegramm T3 mit der Priorität 1, zweites Segment-Telegramm T2 mit der Priorität 3 und dem vierten Segment-Telegramm T4 mit der Priorität 3 an. In den Segment-Telegrammen ist dabei im zweite Tag-Feld 351 jeweils die Priorität des nachfolgenden Segment-Telegramms einge tragen.

Zeitlich nach der dritten Telegrammfolge wird vom ersten Verteilerknoten V1 auf der zwei ten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle P1 des ersten Verteilerknotens V1 vom zweiten Netzwerk segment N2 eine vierte Telegrammfolge bestehend aus einem fünften Segment-Tele gramm T5 und einem nachfolgenden sechsten Segment-Telegramm T6 empfangen, wo bei beiden fünften und sechsten Segment-Telegrammen T5, T6 die Priorität 4 zugewiesen ist. Im fünften Segment-Telegramm T5 der vierten Telegrammfolge ist als Telegramm- folge-lnformation in das zweite Tag-Feld 351 die Priorität 4, die das nachfolgende sechste Segment-Telegramm T6 besitzt, eingetragen.

Die vierte Telegrammfolge auf der zweiten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle P1 des ersten Ver teilerknotens V1 wird vom ersten Verteilerknoten V1 zeitlich so versetzt von der dritten Te legrammfolge auf der dritten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle P2 des ersten Verteilerknotens V1 empfangen, dass das fünfte Segment-Telegramm T5 der vierte Telegrammfolge mit der Priorität 4 nach dem ersten Segment-Telegramm T1 der dritten Telegrammfolge mit der Priorität 2, aber vor dem dritten Segment-Telegramm T3 der dritten Telegrammfolge mit der Priorität 1 empfangen wird.

Aufgrund der Telegrammfolge-Informationen im ersten Segment-Telegramm T1 der drit ten Telegrammfolge, die die Priorität 1 des nachfolgenden dritten Segment-Telegramms T3 der dritten Telegrammfolge angezeigt, wird auf der ersten Ein-/Ausgabe-Schnittstelle PO des ersten Verteilerknotens V1 , auf die die dritten Telegrammfolge und die vierte Tele grammfolge gemäß Zuordnungstabelle 206 im ersten Verteilerknoten V1 geroutet werden, deshalb nach dem ersten Segment-Telegramm T1 der dritten Telegrammfolge das nach folgende dritte Segment-Telegramm T3 der dritten Telegrammfolge weitergeleitet, obwohl das fünfte Segment-Telegramm T5 der vierte Telegrammfolge früher empfangen wurde.

Auch die weiteren zweiten und vierten Segment-Telegramme T2, T4 der dritten Tele grammfolge werden vom ersten Verteilerknotens V1 auf der ersten Ein-/Ausgabe-Schnitt- stelle PO des ersten Verteilerknotens V1 vor dem fünften Segment-Telegramm T5 der vierte Telegrammfolge übertragen, da die Telegrammfolge-Informationen im dritten Seg ment-Telegramm T3 mit der Priorität 3 und im zweiten Segment-Telegramm T2 mit der Priorität 3 eine höhere Priorität anzeigen, als die Priorität 4, die das fünfte Segment-Tele gramm T5 der vierte Telegrammfolge besitzt.

Fig. 4 zeigt dann die an Master-Teilnehmer M über die Datenübertragungsstrecke D1 vom ersten Verteilerknoten V1 übertragene fünfte Telegrammfolge mit der Reihung erstes Segment-Telegramm T1, drittes Segment-Telegramm T3, zweites Segment-Telegramm T2, viertes Segment-Telegramm T4, fünftes Segment-Telegramm T5 und sechstes Seg- ment-Telegramm T6. Wie Fig. 4 zeigt, werden hochpriorisierte Segment-Telegramme vor rangig an den Master-Teilnehmer M zurückgeführt.