DE102007062920A1 - Method for monitoring the logical execution order and the data transmission of a program subdivided into individual modules - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung der Ausführungsreihenfolge und der Datenübertragung eines in einzelne Module unterteilten Programms, wobei die einzelnen Module des Programms mittels definierter Schnittstellen entsprechend einer Reihenfolge miteinander verbunden werden und zwischen den einzelnen Modulen Daten über diese Schnittstellen nach einem vorgegebenen Standard übertragen werden, wobei jeder Schnittstelle eines Moduls ein entsprechender Indikator zugeordnet wird, wobei die zugeordneten Indikatoren bei der Datenübertragung zwischen den einzelnen Schnittstellen mit übertragen werden, wobei aus den Indikatoren der einzelnen Schnittstellen in Abhängigkeit der Verknüpfung der Reihenfolge der Module durch einen Prüfalgorithmus ein Prüfwert gebildet wird.The invention relates to a method for monitoring the execution order and the data transmission of a subdivided into individual modules program, the individual modules of the program by means of defined interfaces are connected in accordance with an order and transfer data between these modules via these interfaces according to a predetermined standard be, with each interface of a module associated with a corresponding indicator, the associated indicators are transmitted in the data transfer between the individual interfaces, from the indicators of the individual interfaces depending on the linkage of the sequence of modules by a test algorithm, a test value is formed ,
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung der logischen Ausführungsreihenfolge und der Datenübertragung eines in einzelne Module unterteilten Programms gemäß dem Anspruch 1.The The invention relates to a method of monitoring logical execution order and data transfer a subdivided into individual modules program according to the Claim 1.
Entsprechende Verfahren zur Überwachung des logischen Ausführungsreihenfolge und der Datenübertragung eines in einzelne Module unterteilten Programms werden in der Prozess- und Automatisierungstechnik in den Messumformern von Messgeräten bzw. von Feldgeräten eingesetzt. Von der Anmelderin werden beispielsweise Feldgeräte oder ganze Messsysteme für Füllstand-, Durchfluss-, Druck- und Temperaturmessung sowie Flüssigkeitsanalyse und Messwertregistrierung verkauft und vertrieben. In der Automations- und Prozesssteuerungstechnik bezeichnet man Messgeräte sowie Stellgeräte als Feldgeräte. Diese Feldgeräte messen beispielsweise eine physikalische Größe, z. B. den Druck, die Temperatur, die Durchflussmenge oder den Füllstand an definierten Stellen in einer Prozessanlage und senden ein Messwertsignal zur Weiterverarbeitung an ein Prozessleitsystem.Appropriate Method for monitoring the logical execution order and the data transmission of a program subdivided into individual modules become in the process and automation technology in the transmitters used by measuring devices or field devices. By the applicant, for example, field devices or entire measuring systems for level, flow, Pressure and temperature measurement as well as liquid analysis and metering registration sold and distributed. In the automation and process control technology are called measuring instruments as well as actuators as field devices. These field devices measure, for example, a physical quantity, z. As the pressure, the temperature, the flow rate or the level at defined points in a process plant and send a measured value signal for further processing to a process control system.
Um
Menschen, die Umwelt und industrielle Anlagen bestmöglich
zu schützen, werden die Hersteller und Anwender von Feldgeräten
mit immer höheren Sicherheitsanforderungen konfrontiert.
So sind die Sicherheitsanforderungen in der neuen Beurteilung zur
"Funktionalen Sicherheit" nach IEC/
Die Betreiber von Anlagen mit sicherheitsrelevanten Funktionen legen im Rahmen einer Gefährdungsbeurteilung den Sicherheits-Integritätslevel für die jeweilige Sicherheitsfunktion fest. Entsprechend dieser Festlegung werden die dafür geeigneten Geräte ausgewählt und zu einem System zusammengeführt.The Place operators of installations with safety-relevant functions in the context of a risk assessment, the safety integrity level for the respective safety function. According to this Determination will be the appropriate equipment selected and merged into a system.
Im Rahmen dieser Anforderungen an die erhöhte Sicherheit in Feldgeräten und durch den Einsatz von Rechensystemen in diesen Feldgeräten ist es notwendig, eine Programmablaufüberwachung als eine Maßnahme zur Fehlererkennung während der Betriebsphase des Feldgeräts zu integrieren. Das grundlegende Ziel einer Methode zur Programmablaufkontrolle ist es, unerlaubte Programmabläufe bzw. Abweichungen vom geplanten Programmablauf zu erkennen und entsprechende Maßnahmen bei Abweichungen einzuleiten. Die Abweichungen in einem Programmablauf liegen beispielsweise dann vor, falls Funktionen bzw. Befehlsfolgen eines Programms in einer falschen Reihenfolge, in der falschen Zeitdauer oder gar nicht mehr abgearbeitet werden. Die Programmablaufüberwachung bzw. -kontrolle können in zwei grundlegenden Überwachungsprinzipien eingeteilt werden, die zeitliche oder die logische Programmablaufkontrolle.in the Framework of these requirements for increased safety in Field devices and through the use of computing systems in These field devices it is necessary to program execution monitoring as a measure for error detection during the Incorporate the operating phase of the field device. The basic The aim of a method for program flow control is unauthorized Program sequences or deviations from the planned program sequence too recognize and initiate appropriate measures in case of deviations. The deviations in a program sequence are then present, for example. if functions or command sequences of a program are in the wrong Order, in the wrong time period or not at all. The program flow monitoring or control can divided into two basic monitoring principles the temporal or logical program control.
Methoden
zur Programmablaufüberwachung sind in dem Buch der Bundesanstalt
für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin –
Ein
fehlersicheres Automatisierungssystem mit einer Standard-CPU ist
in der
Ein
weiteres Verfahren ist in der noch nicht veröffentlichten
Anmeldung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Überwachung von modularen Programmen anzugeben, das zuverlässig arbeitet und einfach in Programmen umzusetzen ist.The The object of the invention is a method for monitoring of modular programs that works reliably and easy to implement in programs.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die im Anspruch 1 angeführten Merkmale gelöst.These The object of the invention is characterized by the recited in claim 1 Characteristics solved.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Further developments of the invention are in the subclaims specified.
Es existiert eine Vielzahl von Methoden die funktionale Sicherheit innerhalb von komplexen und kritischen Modulen in Programmen zu gewährleisten. Ein Vorteil der Erfindung ist, dass die Überwachung der Ausführungsreihenfolge der einzelnen Module des Programms und die Überprüfung der Verknüpfungen der Schnittstellen der Module gleichzeitig erfolgen können.There are a variety of methods to ensure functional safety within programs within complex and critical modules. An advantage of the invention is that the monitoring of the execution order of the individual modules the program and checking the links of the interfaces of the modules can be done simultaneously.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit den zugehörigen Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. In den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind zur besseren Übersicht und zur Vereinfachung der Elemente, die sich in ihrem Aufbau und/oder in ihrer Funktion entsprechen, mit gleichem Bezugszeichen versehen. Es zeigen:Further Details, features and advantages of the subject matter of the invention result from the following description with the associated Drawings in which preferred embodiments of the Invention are shown. Embodiments illustrated in the figures The invention are for a better overview and to simplify the Elements that correspond in their structure and / or function provided with the same reference number. Show it:
In
In der modularen Programmiertechnik werden Prozeduren und deren Daten in logischen Einheiten, so genannten Modulen B, zusammengefasst. Das Programm A wird grundlegend in funktionale Module B zerlegt, die einzeln geplant, programmiert und getestet werden können. Zur Vervollständigung der Programmierung können die einzelnen Module B dann logisch miteinander über Schnittstellen P verknüpft werden, und sind somit einsatzbereit. Die modulare Programmierung mit normierten bzw. standardisieren Schnittstellen P zwischen den Modulen B beschreibt dabei den Versuch, die Programmierung zu vereinfachen und noch effizienter zu machen. Der modulare Aufbau eines Programms A hat vorzugsweise auch den Vorteil, dass die einzelnen Module B auf verschiedene Datenverarbeitungseinrichtungen und/oder von unterschiedlichen Programmierern erzeugt werden können und nur einzelne Module B des Programms A in den Arbeitsspeicher der Datenverarbeitungseinrichtung von beispielsweise einem Messumformer eines Feldgeräts der Prozessautomatisierung geladen werden muss. Desweiteren ist das Programm A durch den modularen Aufbau beliebig erweiterbar und kann leicht und schneller durch den Austausch von einzelnen Modulen B verändert und/oder korrigiert werden. Hierzu muss jedoch die Übergabe der Datenwörter an den universellen Schnittstellen P der Module B definiert worden sein, damit die Module B etwas mit den Datenwörtern der anderen Module B anfangen können. Die geringen Entwicklungskosten und die kurze Entwicklungszeiten, sowie den individuelle Entwicklung der Module B bei einem modularen Aufbau eines Programms A machen diese Art des Programmaufbaus auch für die industriellen Anwendungen hoch interessant.In The modular programming technique becomes procedures and their data in logical units, so-called modules B, summarized. The Program A is basically decomposed into functional modules B, which can be individually planned, programmed and tested. To complete the programming can the individual modules B then logically with each other via interfaces P are linked, and are thus ready for use. The modular Programming with standardized or standardized interfaces P between the modules B describes the attempt to programming simplify and make even more efficient. The modular structure A program A preferably also has the advantage that the individual Module B on various data processing equipment and / or can be generated by different programmers and only individual modules B of program A in the main memory the data processing device of, for example, a transmitter of a process automation field device got to. Furthermore, the program A is due to the modular design expandable and can be easily and quickly through the exchange be changed and / or corrected by individual modules B. However, this requires the transfer of the data words has been defined at the universal interfaces P of the modules B. so that modules B do something with the data words of others Modules B can begin. The low development costs and the short development times, as well as the individual development make the module B in a modular structure of a program A. this kind of program construction also for the industrial ones Applications highly interesting.
In
der
Die
einzelnen Modul B des Programms A werden nacheinander und/oder parallel
gemäß den Vorgaben aus der Konfigurationsphase
des Programms A ausgeführt. Die Ausführungsreihenfolge der
einzelnen Module B ist in der
In
In
Wird an einer Stelle der Vergleichsprüfung der Vergleichswerte S mit den Erwartungswerten E der Prüfwerte C ein Differenz festgestellt, wird das Programm A beispielsweise angehalten und gegebenenfalls neu gestartet oder an einer definierten Stelle mit einem vorgegebene Datenwort fortgesetzt. Der Prüfalgorithmus berechnete beispielsweise den Prüfwert C aus den Indikatoren ID mittels einer zyklischen Redundanzprüfung durch eine Polynomdivision einer Bitfolge.Becomes at one point of the comparison test of the comparison values S with the expected values E of the test values C a difference detected, the program A is stopped, for example, and if necessary, restarted or at a defined point with a given data word continued. The test algorithm For example, calculated the test value C from the indicators ID by means of a cyclic redundancy check by a Polynomial division of a bit sequence.
In
In
In
In
- AA
- Programme, Prozesseprograms, processes
- RR
- Reihen, Reihenfolgenseries, sequences
- R1R1
- erste Reihe, erste Reihenfolgefirst Row, first order
- R2R2
- zweite Reihe, zweite Reihenfolgesecond Row, second order
- R3R3
- dritte Reihe, dritte Reihenfolgethird Row, third order
- BB
- Modulemodules
- B1B1
- erstes Modulfirst module
- B2B2
- zweites Modulsecond module
- B3B3
- drittes Modulthird module
- B4B4
- viertes Modulfourth module
- B5B5
- fünftes Modulfifth module
- B6B6
- sechstes Modulsixth module
- P1P1
- erste Schnittstellefirst interface
- P2P2
- zweite Schnittstellesecond interface
- P3P3
- dritte Schnittstellethird interface
- P4P4
- vierte Schnittstellefourth interface
- P5P5
- fünfte Schnittstellefifth interface
- P6P6
- sechste Schnittstellesixth interface
- P7P7
- siebte Schnittstelleseventh interface
- P8P8
- achte Schnittstelleeighth interface
- P9P9
- neunte Schnittstelleninth interface
- P10P10
- zehnte Schnittstelletenth interface
- P11P11
- elfte Schnittstelleeleventh interface
- P12P12
- zwölfte Schnittstelletwelfth interface
- P13P13
- dreizehnte Schnittstellethirteenth interface
- IDID
- Indikatorenindicators
- ID1ID1
- erster Indikatorfirst indicator
- ID2ID2
- zweiter Indikatorsecond indicator
- ID3ID3
- dritter Indikatorthird indicator
- ID4ID4
- vierter Indikatorfourth indicator
- ID5ID5
- fünfter Indikatorfifth indicator
- ID6ID6
- sechster Indikatorsixth indicator
- ID7ID7
- siebter Indikatorseventh indicator
- ID8ID8
- achter Indikatoreight indicator
- ID9ID9
- neunter Indikatorninth indicator
- ID10ID10
- zehnter Indikatortenth indicator
- ID11ID11
- elfter Indikatoreleventh indicator
- ID12ID12
- zwölfter Indikatortwelfth indicator
- ID13ID13
- dreizehnter Indikatorthirteenth indicator
- Ee
- Erwartungswertexpected value
- SS
- Vergleichswertcomparison value
- CC
- Prüfwertcheck value
- KK
- Kreuzverknüpfungcross-linking
- VV
- Verknüpfungshortcut
- FVFV
- Fehlerhafte Verknüpfungfaulty shortcut
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - EP 1043641 A2 [0007] - EP 1043641 A2 [0007]
- - DE 102007015369 A1 [0008] - DE 102007015369 A1 [0008]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- - DIN EN 61508 [0003] - DIN EN 61508 [0003]
- - DIN EN 61511 [0003] - DIN EN 61511 [0003]
- - „Wirksamkeit von zeitlichen und logischen Programmablaufüberwachungen beim Betrieb von Rechnersystemen" von H. Gall, K. Kemp [0006] - "Effectiveness of temporal and logical program monitoring during the operation of computer systems" by H. Gall, K. Kemp [0006]
Claims (11)
Priority Applications (2)
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Applications Claiming Priority (1)
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DE102007062920A DE102007062920A1 (en) | 2007-12-21 | 2007-12-21 | Method for monitoring the logical execution order and the data transmission of a program subdivided into individual modules |
Publications (1)
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DE102007062920A1 true DE102007062920A1 (en) | 2009-06-25 |
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ID=40679232
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102007062920A Ceased DE102007062920A1 (en) | 2007-12-21 | 2007-12-21 | Method for monitoring the logical execution order and the data transmission of a program subdivided into individual modules |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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WO2009080550A3 (en) | 2009-11-12 |
WO2009080550A2 (en) | 2009-07-02 |
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