CN112241383A - 模块化系统的部件的更新 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于更改，尤其用于更新输入/输出模块即E/A模块的控制程序的方法，其中所述E/A模块在模块化的现场总线节点的前端站旁排列，所述方法包括将描述所述更改的数据从所述前端站通过本地总线向所述E/A模块传输，其中所述本地总线将所述前端站与所述E/A模块连接，所述方法还包括通过所述E/A模块检验所述E/A模块与所述更改之间的兼容性，和将基于所述E/A模块的经检验的兼容性的反馈从所述E/A模块通过所述本地总线向所述前端站传输，本发明还涉及一种相应地设置的E/A模块。

Description

模块化系统的部件的更新
技术领域
本发明涉及一种现场总线系统。本发明尤其涉及一种在模块化的现场总线节点的前端站(现场总线耦合器)旁排列的输入/输出模块(E/A模块)，其中所述前端站具有的任务是，使在所述前端站旁排列的E/A模块的所述数据和/或服务通过和所述前端站连接的现场总线而可供支配。
背景技术
当现场总线系统的部件的生产者提供固件更新时，所述固件更新必须传输至现场总线系统的各部件，以能够在各部件那里替换迄今使用的固件。在此必须确保所述新固件与使用环境且尤其与各部件兼容。
在这种情况下，在EP1688840B1中提出，前端站从传输至前端站的固件数据中提取兼容性信息，并协调所述固件数据与所述使用环境。如果确认不兼容，所述前端站会拒绝实施更新并发回相应的错误报告。
发明内容
本发明所针对的任务是，改进现有技术。
根据本发明的方法包括将数据从前端站通过本地总线向所述E/A模块传输，所述数据对在E/A模块的控制程序的更改作出描述，所述E/A模块在模块化节点的前端站旁排列，其中所述本地总线将所述前端站与所述E/A模块连接，所述方法还包括通过所述E/A模块检验所述E/A模块与所述更改之间的兼容性，和将基于所述E/A模块的经检验的兼容性的反馈从所述E/A模块通过所述本地总线向所述前端站传输。
因此，对所述更改与E/A模块的之间的兼容性的检验并不在所述前端站上进行，而在所述E/A模块上进行，并且尽管如此依旧确保通过为此设置的例程进行所述检验。
在此在本说明书及权利要求书范围内使用的“前端站”这一概念，是指模块化的现场总线节点的一个部件，其任务在于，使在所述前端站旁排列的E/A模块的所述数据和/或服务通过和所述前端站连接的现场总线而可供支配。此外，在本说明书及权利要求书范围内使用的“传输”这一概念，尤其是指借助电信号进行的、从发送器起经过有线传输路径(即所述本地总线)到达接收器的数据的转达。在此在本说明书及权利要求书范围内使用的“本地总线”这一概念，是指一种总线，通过该总线，(仅)在所述前端站旁排列的E/A模块彼此连接以及与所述前端站(在信号技术上)连接。
此外在本说明书及权利要求书范围内使用的“检验”这一概念，尤其是指指令序列的执行，所述指令序列能够通过处理器执行，所述指令序列查明所述E/A模块在所述更改实施之后是否(预计)如愿运行。此外借助在本说明书及权利要求书范围内使用的“兼容”这一概念尤其对更改进行描述，所述更改建立或者得到所述E/A模块的期望的功能范围，并且在运行期间不会产生错误。
优选地，所述控制程序的更改包括固件的更新和/或参数组的更新。
在此在本说明书及权利要求书范围内使用的“固件”这一概念，尤其是指在所述E/A模块的非易失性存储器中储存的指令序列组，用户对所述指令序列的执行虽然能够借助参数组适应使用情景，但所述指令序列不能由用户更改，而仅能够通过其它的指令序列替换。在这种情况下，在本说明书范围内使用的“替换”这一概念，尤其是指利用其它指令序列部分地或全部地覆盖一个指令序列组。此外，在本说明书及权利要求书范围内使用的“固件”这一概念，尤其是指针对所述E/A模块的硬件定制的指令序列，即，这样的指令序列：该指令序列的执行直接(即没有中间插入的软件)更改(所述E/A模块的)硬件所处的状态。
在基于E/A模块的经检验的兼容性的所述反馈为正时，可将已更新的固件和/或数据组传输至所述E/A模块，从所述数据组中能够得出已更新的参数组。例如，对所述更改作出描述的数据能够包括所述新固件的版本号，并且此外，所述方法能够包括检验所述版本号是否与已知兼容的固件或者方案相配，根据所述方案将版本号分配给兼容的固件版本。
在此在本说明书及权利要求书范围内使用的“数据组”这一概念，尤其是指具有信息的数据包，从所述信息中能够得出可储存于所述E/A模块的非易失性存储器中的(完整)参数组。所述从数据组中得出的参数组例如能够给出，如何从在所述E/A模块的所述输入端读入的信号中得出数据，以及如何通过所述本地总线将前述的数据传输至所述前端站，和/或如何从自所述前端站通过所述本地总线接收的数据中得出应在所述E/A模块的所述输出端上发出的信号。例如，可将现场设备连接至所述输入端和/或输出端，提供所述状态信号或处理控制信号。在这种情况下，在本说明书范围内使用的“现场设备”这一概念，尤其是指与所述E/A模块(在信号技术上)相连的(例如连接至所述E/A模块的)传感器和/或执行器。
此外，所述方法包括检验所述数据组是否完整。在此不仅可将所有参数，还可将仅部分的参数视作必需。例如，输入端/输出端的非占用(或者非活跃)能够导致关于该输入端/输出端不配置参数。此外，输入端/输出端的特定占用能够导致，将为了该特定占用而限定的参数视作必需并因此必须包括该参数。因此，当数据组为所有、或至少所有活跃的输入端和/或输出端给出如何从在所述E/A模块的输入端读入的信号中得出数据，以及如何通过所述本地总线将前述的数据传输至所述前端站，以及如何从自所述前端站通过所述本地总线接收的数据中得出应在所述E/A模块的所述输出端发出的信号时，可将该数据组视作完整。
根据本发明的E/A模块包括控制程序，所述控制程序设置用于，关于已更新固件或已更新的参数组通过本地总线从前端站接收数据，检验所述E/A模块与所述已更新固件和/或与已更新参数组的兼容性，以及将基于所述E/A模块的经检验的兼容性的反馈通过所述本地总线传输至所述前端站。
所述控制程序此外能够设置用于，在所述反馈为正时，接收所述已更新的固件并触发所述已更新的固件的安装，和/或接收所述已更新的参数组并触发所述已更新的参数组的应用。
在此所述已更新的固件的数据可以包括所述已更新的固件的版本号，其中所述E/A模块设置用于检验所述版本号是否与已知兼容的固件或者方案相配，根据所述方案将版本号分配给兼容的固件版本。
所述E/A模块此外设置用于检验所述已更新的参数组是否完整。
在此显然的是，根据本发明的E/A模块能够设置用于实施根据本发明的方法(的步骤)，并且根据本发明的方法能够在根据本发明的E/A模块的应用下实施。
附图说明
下面将借助实施例在详细说明中对本发明进行阐述，其中参照附图，在所述附图中：
图1示出现场总线系统；
图2示出模块化的现场总线节点和连接至所述模块化的现场总线节点的现场总线设备；
图2a与图2b示出示例性的E/A模块的元件，所述示例性的E/A模块的控制程序被更改；
图3示出用于更改E/A模块的控制程序的过程的流程图；以及
图4示出图3所示的过程的可能的实施方式的细节。
在此，相同的或功能相似的元件在附图中通过相同的附图标记来表征。
具体实施方式
图1示出现场总线系统10的框图。现场总线系统10包括上级控制单元20，借助所述上级控制单元能够将多个模块化的现场总线节点100通过现场总线30相连接。所述上级控制单元20既能用于监控，又能用于调节通过现场总线系统10控制的装置(图中未示出)。当上级控制单元20对装置进行监控时，所述上级控制单元20能够从所述现场总线节点100周期性或非周期性地接收状态数据，所述状态数据在装置的状态(实质上)从期望/允许的状态或状态范围偏离时，描述装置的状态并生成错误信号或警报信号。当上级控制单元20(不仅监控，并且还)调节所述装置时，所述上级控制单元20能够从所述现场总线节点100周期性或非周期性地接收状态数据，并考虑所述状态数据来确定传输给所述现场总线节点100的控制数据。
图2示出示例性的模块化的现场总线节点100，所述现场总线节点包括前端站110和两个在前端站110旁排列的E/A模块120、130，现场设备140、150、160、170，例如传感器与执行器，连接至所述E/A模块。在运行期间，所述E/A模块120、130通过输入端读入传感器信号并从传感器信号中生成状态数据，所述状态数据通过本地总线180传输至前端站110。所述前端站110能够局部处理所述状态数据，和/或(如有必要以经更改的形式)将所述状态数据转发至所述上级控制单元20。所述上级控制单元20(或在所述前端站110局部处理时)继而能够考虑所述状态数据生成控制数据。
通过所述上级控制单元20生成的控制数据随后能够通过所述现场总线30传输至(相同的或者)一个(其它的)前端站110。所述传输至前端站110的(或通过前端站110生成的)控制数据随后(如有必要以经更改的形式)转发/传输至E/A模块120、130。所述E/A模块120、130接收控制数据并向执行器所连接的输出端发出与控制数据对应的控制信号。所述现场总线系统10的部件之间的数据通信、传感器信号到状态数据的映射以及控制数据到控制信号的映射在此能够通过所述现场总线节点100的参数化来适应不同的使用情景。
如图2a与图2b在现场总线系统10的部件的示例中所示，现场总线系统10的所述部件和尤其所述E/A模块120、130可以具有控制程序132，所述控制程序包括固件132a以及从数据组132b’中得出的(永久储存在E/A模块130上的)参数组132b。在此所述控制程序132能够设置用于，在使用通过所述固件132a提供的服务的情况下，考虑所述参数组132b的参数来处理信号/数据。除通过更改所述参数组132b对所述控制程序132进行更改的可能性外，还能够通过更改(替换)所述固件132a而实现进一步的更改。
这样的替换例如能够用于消除错误或一般用于改善所述固件132a，从而所述固件132a的更新(升级)伴随所述替换发生。当然，反过来也能够成立，其中通过较早的版本替换所述固件132a，例如，因为并非对于所述现场总线系统10的所有部件有已更新的版本可用，以及例如具有已更新的固件版本的部件无法(或者仅能有限地)与具有未更新版本的部件一起工作。
为了确保仅仅实施所述固件132a的以及参数组132b的允许的更改，所述控制程序132可以具有(例如集成在所述固件132a中或作为软件程序在所述E/A模块130上运行的)检验例程134，所述检验例程设置用于检验所追求的更改是否与所述E/A模块130兼容。当新固件132a’被设置用于应用在E/A模块130的硬件上时，即，当所述新固件能够支持E/A模块130的所有或至少所有的实质性的硬件部件(例如处理器、存储器以及总线控制器)时，新固件132a’与所述E/A模块130的兼容性例如可取决于所述E/A模块130的硬件并且随后被给出。
所述检验例程134可此外设置用于，为了检验所述兼容性而获取兼容固件版本的版本号136的(永久储存在所述E/A模块130上的)清单，并且在协调所述新固件132a’的版本号136’与所述清单上的版本号136时发出如下反馈，即所述新固件132a’与所述E/A模块130兼容。当然，本发明并不限于版本号136、136’之间的比较。相反，为了在所述新固件132a’与所述E/A模块130的硬件之间进行比较，可以在检验的框架内将区别最大的(基于规则的)检验例程134投入使用。
例如，可以通过所述检验例程134检验所述新版本号136’是否按照特定的方案构成，以及按照该方案构成的所述新版本号136’是否与所述E/A模块130兼容。尤其可以设置所述方案，即，例如通过将关于所述兼容的硬件的信息集成在所述版本号136’中(例如，以硬件部件代码构成所述版本号136’，如以下形式：版本号：＝处理器ID.存储器ID.总线控制器ID.Build，或版本号：＝结构系列ID.Build)，能够从所述新固件132a’的版本号136’中提取所述兼容的硬件部件或兼容的E/A模块系列。
所述检验例程134可此外设置用于检验能否从数据组132b’中得出合适且完整的参数组132b。当参数组132b不包括不(能够)使用的参数时，所述参数组例如可视作合适。当为所应用的输入端/输出端确定了所有参数，或者当所述参数组132b包括在具有必需参数的清单138上给出的所有参数时，可随后此外将参数组132b视作完整。例如，当数据组将分配规则分配给所有被占用的(活跃的)输入端时，可随后将所述参数组视作完整，从所述分配规则中可知，在所述各输入端上，合适的电流值和/或电压值如何映射到状态数据，以及，当数据组将分配规则分配给所有被占用的(活跃的)输出端时，可随后将所述参数组视作完整，从所述分配规则中可知，参照所述控制数据，应在所述各输出端产生哪些电流值和/或电压值。
描述所述更改的数据此外可以包括关于通过所述数据组132b’详列的参数的信息(或者包括所述数据组132b’自身)，从而所述检验例程134能够在应用所述数据组132b’之前检验可从所述数据组132b’中得出的所述参数组132b是否与所述E/A模块130兼容。当可从数据组132b’中得出的参数组132b不与所述E/A模块130兼容时，所述检验例程134能够将该(检验的)结果反馈至所述前端站110，或者拒绝应用所述参数组132b。当所述可从所述数据组132b’中得出的所述参数组132b与所述E/A模块130兼容时，所述检验例程134同样能够将该检验的结果反馈至所述前端站110并且触发所述参数组132b的应用。
对此，图3示出与图2a与图2b所展示的过程相关的基本步骤。据此，在步骤200中，将所述对(所追求的)更改作出描述的数据从前端站110起，通过将前端站110与E/A模块130连接的本地总线180，向所述E/A模块130传输。所述前端站110能够从所述上级控制装置20或者(在更改的范围中临时地)与所述前端站110相连的计算机(未示出)接收前述的数据。随后在步骤210中通过E/A模块130检验E/A模块130是否与所述更改兼容。随后在步骤220中，可将关于所述E/A模块130的兼容性的反馈从E/A模块130通过本地总线180传输至前端站110。
图4展示了图3中所示的过程的可能的实施方式的细节。所述过程开始于新固件132a’的选择或者数据组132b’的生成。随后将对所述固件132a’或者对数据组132b’作出描述的数据(在最简单的情形中，将所述固件132a’或者所述数据组132b’自身)传输至所述前端站110。所述前端站110可继而将作出描述的数据转发至E/A模块130，或者如图4所示，前端站将所述作出描述的数据从固件132a’或数据组132b’提取出来并传输至E/A模块130。
所述E/A模块130能够随后比较所述所接收到的数据与兼容数据(例如E/A模块版本信息)，并且将所述比较的结果反馈至所述前端站110。当所述E/A模块130与新固件132a’或者与数据组132b’兼容时，所述前端站110可将新固件132a’或者数据组132b’传输给E/A模块130，在所述E/A模块上安装新固件132a’或者实行参数化。当所述E/A模块130与新固件132a’或者数据组132b’不兼容时，所述前端站110能够生成通过计算机展示给用户的错误报告。另外显然的是，可类似地更改所述E/A模块120的控制程序132。
通过在E/A模块120、130上实施检验达到以下优点：
所述前端站110无需了解排列的E/A模块120、130，并且兼容性检验例程限于相关的E/A模块120、130。
在相关的E/A模块120、130中的兼容性检验能够同样为将来的更改提供正确的结果，即使对于该检验有通过引入新的E/A模块120、130而产生的新规则。
在相关的E/A模块120、130中的兼容性检验能够在固件升级的框架内一同得到更新。
附图标记列表
10 现场总线系统
20 控制单元
30 现场总线
100 现场总线节点
110 前端站/现场总线耦合器
120E/A 模块
130E/A 模块
132 控制程序
132a 固件
132a’ 新固件
132b 参数组
132b’ 数据组
134 检验例程
136 版本号
136’ 新版本号
138 必需参数的清单
140 现场设备
150 现场设备
160 现场设备
170 现场设备
180 本地总线
200 过程步骤
210 过程步骤
220 过程步骤

Claims (11)

1.一种用于更改、尤其用于更新输入/输出模块即E/A模块(120、130)的控制程序(132)的方法，其中所述E/A模块(120、130)在模块化的现场总线节点(100)的前端站(110)旁排列，所述方法包括：
将描述所述更改的数据从所述前端站(110)通过本地总线(180)向所述E/A模块(120、130)传输(200)，其中所述本地总线(180)将所述前端站(110)与所述E/A模块(120、130)连接；
通过所述E/A模块(120、130)检验(210)所述E/A模块(120、130)与所述更改的兼容性；以及
将基于所述E/A模块(120、130)的经检验的所述兼容性的反馈从所述E/A模块(120、130)通过所述本地总线(180)向所述前端站(110)传输(220)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中更改所述控制程序(132)包括更新固件(132a)和/或更新参数组(132b)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：
在基于所述E/A模块(120、130)的经检验的所述兼容性的反馈为正时，将已更新的固件(132a’)和/或数据组(132b’)向所述E/A模块(120、130)传输，从所述数据组中能够得出已更新的参数组(132b)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中描述所述更改的数据包括所述已更新的固件(132a’)的版本号(136’)。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
检验所述版本号(136’)是否与已知兼容的固件或者方案相配，根据所述方案将版本号分配给兼容的固件版本。
6.根据权利要求3所述的方法，还包括：
检验所述数据组(132b’)是否完整。
7.一种E/A模块(120、130)，包括控制程序(132)，其中所述控制程序(132)设置用于：
通过本地总线(180)从前端站(110)接收已更新的固件(132a’)的数据和/或已更新的参数组(132b)(132b’)的数据；
检验所述E/A模块(120、130)与所述已更新的固件(132a’)和/或与所述已更新的参数组(132b)的兼容性；以及
将基于所述E/A模块(120、130)的经检验的所述兼容性的反馈通过所述本地总线(180)向所述前端站(110)传输。
8.根据权利要求7所述的E/A模块(120、130)，其中所述控制程序(132)此外设置用于，在所述反馈(120、130)为正时，接收所述已更新的固件(132a’)并触发所述已更新的固件(132a’)的安装，和/或接收所述已更新的参数组(132b)并触发所述已更新的参数组(132b)的使用。
9.根据权利要求7或8所述的E/A模块(120、130)，其中已更新的固件(132a’)的所述数据包括所述已更新的固件(132a’)的版本号(136’)。
10.根据权利要求9所述的E/A模块(120、130)，其中所述E/A模块(120、130)设置用于检验所述版本号(136’)是否与已知兼容的固件或者方案相配，根据所述方案将版本号分配给兼容的固件版本。
11.根据权利要求7或8所述的E/A模块(120、130)，其中所述E/A模块(120、130)设置用于检验所述已更新的参数组(132b)是否完整。
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