DE102012100818B3 - Verfahren zur Datenübertragung in einem Feldbussystem - Google Patents

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Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Datenübertragung in einem Feldbussystem (1), wobei zwischen Busteilnehmern des Feldbussystems (1) Telegramme (T) übertragen und die einzelnen Busteilnehmer anhand von ihnen zugewiesenen Adressen identifiziert werden. Ein Telegramm (T) umfasst die Adresse des empfangenden Busteilnehmers, eine zu übertragende Information und eine CRC-Prüfsumme. Jedem Busteilnehmer ist zusätzlich zur Adresse eine Kennung zugeordnet. wobei zwischen der Adresse und der Kennung eines Busteilnehmers eine eindeutige Zuordnung besteht und die Kennung aus einer Bitfolge besteht. deren Bitanzahl kleiner ist als die Bitanzahl der zugeordneten Adresse. Die CRC-Prüfsumme eines Telegramms (T) wird aus den Bitfolgen der Informationen des Telegramms (T) und der der Adresse des Telegramms (T) zugeordneten Kennung berechnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung in einem Feldbussystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein derartiges Verfahren ist aus der US 2004/0122490 A1 bekannt.
  • Weiterhin sind Feldbussysteme bekannt, die eine Anzahl von Busteilnehmern, in Form von Sensoren oder Aktoren aufweisen. Typischerweise arbeitet ein solches Feldbussystem nach dem Master-Slave-Prinzip.
  • Ein Beispiel hierfür ist das Bussystem AS-i (Aktor-Sensor-Interface). Die Funktionsweise dieses Bussystems ist in „ASI-Das-Aktuator Sensor Interface für die Automation”, Werner Kriesel, Otto W. Madelung, Carl Hanser Verlag, 1994 beschrieben. Bei diesem AS-i Bussystem spricht der Master die Slaves zyklisch einzeln nacheinander an. Bei diesem sogenannten Polling sendet der Master ein Telegramm an den ausgewählten Slave. Dieser antwortet mit einem entsprechenden Telegramm.
  • Bei dieser Datenübertragung handelt es sich um eine rahmenbasierte Kommunikation zwischen den Busteilnehmern, wobei zur Identifikation im Feldbussystem jeder Busteilnehmer eine logische Adresse besitzt.
  • Bei in industriellen Applikationen eingesetzten Feldbussystemen ist es übliche Praxis, dass ein Anwender vor Inbetriebnahme des Feldbussystems für die einzelnen Busteilnehmer die jeweiligen logischen Adressen vergibt. Diese Adressen dienen einerseits zur Identifizierung der einzelnen Busteilnehmer und andererseits auch für eine Referenzierung von über das Feldbussystem an externe Einheiten wie Steuereinheiten in Form von SPS-Steuerungen und dergleichen übertragene Informationen, so dass die externe Einheit die empfangenen Informationen einem bestimmten Busteilnehmer zuordnen kann.
  • Eine Adresse besteht generell aus einer Bitfolge, wobei je nach Ausbildung des Feldbussystems die Adresse eine bestimmte Bitanzahl umfasst. Diese Bitanzahl ist systemseitig derart ausgelegt, dass der Adressenraum deutlich größer ist als die Anzahl der Busteilnehmer, das heißt die Adresse weist eine entsprechend hohe Bitanzahl auf. Durch die entsprechend große Bitanzahl ist es für den Anwender möglich, die Adressen nach für ihn vorteilhaften Kriterien zu strukturieren.
  • Die zwischen den Busteilnehmern übertragenen Telegramme weisen eine vorgegebene Struktur, das heißt einen festen Rahmen auf. Ein Telegramm enthält dabei generell eine Adresse, wobei diese die Senderadresse des sendenden Busteilnehmers oder die Empfängeradresse des empfangenden Busteilnehmers sein kann. Weiterhin enthält das Telegramm die an den jeweiligen Busteilnehmer zu übertragende Information, das heißt Nutzdaten, die in Form einer Bitfolge mit einer fest vorgegebenen Bitanzahl ausgebildet sind. Der letzte Teil eines Telegramms ist von einer CRC-Prüfsumme gebildet. Diese dient zur Sicherung der mit den Telegrammen übertragenen Daten. Der empfangende Busteilnehmer prüft dabei die Korrektheit der Datenübertragung, indem er aus den gesendeten Daten und gegebenenfalls weiteren Zusatzinformationen selbst eine CRC-Prüfsumme berechnet und diese mit der CRC-Prüfsumme im empfangenen Telegramm vergleicht. Stimmt die berechnete CRC-Prüfsumme mit der im Telegramm übertragenen CRC-Prüfsumme überein, liegt eine fehlerfreie Datenübertragung vor.
  • Bei bekannten Feldbussystemen wird die CRC-Prüfsumme eines Telegramms aus der in diesem Telegramm enthaltenen Adresse und den übertragenen Informationen berechnet.
  • Bei der Datensicherung mittels einer CRC-Prüfsumme ist es sinnvoll, die CRC-Prüfsumme so auszulegen, dass eine bestimmte Restfehlerrate nicht überschritten wird. Die Restfehlerrate gibt an, wie groß die Wahrscheinlichkeit ist, dass eine Datenverfälschung bei der Übertragung durch die Datensicherung nicht erkannt wird. Je kleiner die Restfehlerrate sein soll, desto aufwendiger gestaltet sich die Datensicherung. Verwendet man eine CRC-Prüfsumme zur Datensicherung, hängt deren Länge von folgenden Größen ab:
    • – Bitanzahl der zu sichernden Daten
    • – Bitfehlerrate des Übertragungskanals
    • – gewünschte Restfehlerrate
  • Dies bedeutet, dass die CRC-Prüfsumme umso länger sein muss, je größer die Bitanzahl der zu sichernden Daten ist, je größer die Bitfehlerrate des Übertragungskanals ist, und je kleiner die gewünschte Restfehlerrate ist.
  • Daraus folgt, dass bei Vorgabe einer einzuhaltenden Restfehlerrate und einer gegebenen Gesamtbitanzahl eines Telegramms die Länge der Prüfsumme durch die Bitanzahl der zu sichernden Daten, das heißt der Adresse und der zu übertragenden Informationen bestimmt ist. Da bei bekannten Feldbussystemen jedoch der Adressraum der Adressen und damit die Bitanzahl der Adressen sehr groß sind, verbleibt eine kleinere Bitanzahl für die zu übertragenden Informationen als möglich wäre. Dies führt dazu, dass pro Telegramm nur eine geringere Informationsmenge übertragen werden kann als dies mit einem an die maximal mögliche Teilnehmeranzahl angepassten Adressraum möglich wäre. Dadurch ergibt sich nur eine geringere Übertragungskapazität bei der Informationsübertragung über das Feldbussystem.
  • Die einen nachveröffentlichten Stand der Technik bildende DE 10 2011 051 629 B3 betrifft ein Sicherheitsbussystem mit wenigstens einem Master und einer Anordnung von Slaves, welche über Busleitungen sichere Bussignale in Form von Datentelegrammen übertragen und mit einem Sicherheitsmonitor zur Durchführung von Fehlerkontrollen. Der Sicherheitsmonitor hat keinen direkten Buszugang. Über eine Kommunikationsschnittstelle wird nur der Nutzdatenanteil der Bussignale, der unabhängig ist von Kodierungen der Bussignale, dem Sicherheitsmonitor zugeführt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Feldbussystem bei hoher Sicherheit der Datenübertragung eine hohe Informationskapazität zu ermöglichen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Datenübertragung in einem Feldbussystem, wobei zwischen Busteilnehmern des Feldbussystems Telegramme übertragen und die einzelnen Busteilnehmer anhand von ihnen zugewiesenen Adressen identifiziert werden. Ein Telegramm umfasst die Adresse des empfangenden Busteilnehmers, eine zu übertragende Information und eine CRC-Prüfsumme. Jedem Busteilnehmer ist zusätzlich zur Adresse eine Kennung zugeordnet, wobei zwischen der Adresse und der Kennung eines Busteilnehmers eine eindeutige Zuordnung besteht. Die Kennung besteht aus einer Bitfolge, deren Bitanzahl kleiner ist als die Bitanzahl der zugeordneten Adresse. Die CRC-Prüfsumme eines Telegramms wird aus den Bitfolgen der Informationen des Telegramms und der der Adresse des Telegramms zugeordneten Kennung berechnet. Das Feldbussystem ist ein nach dem Master-Slave-Prinzip arbeitendes Sicherheitsbussystem, welches einen Sicherheitsmonitor zur Durchführung von Fehlerkontrollen aufweist, wobei der Sicherheitsmonitor die Kennungen der Busteilnehmer verwaltet. Bei jedem Systemstart des Sicherheitsbussystems fragt der Sicherheitsmonitor über den Master die einzelnen Adressen der Slaves ab und übermittelt diesen der jeweiligen Kennung. Bei dem Sicherheitsbussystem enthält ein Telegramm als Information ein sicheres Telegramm, das aus der Adresse des empfangenden Busteilnehmers, einer zu übertragenden Information und einer CRC-Prüfsumme besteht. Diese CRC-Prüfsumme wird aus den Bitfolgen der Information des sicheren Telegramms und der der Adresse des sicheren Telegramms zugeordneten Kennung berechnet.
  • Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, neben den Adressen zusätzlich Kennungen zur Identifikation zu verwenden, wobei zwischen einer Adresse und einer Kennung eine eindeutige Zuordnung besteht, so dass jeweils eine Adresse und eine Kennung einen Busteilnehmer eindeutig identifizieren.
  • Wesentlich hierbei ist, dass die Bitanzahl einer Kennung signifikant kleiner ist als die Bitanzahl der zugeordneten Adresse. Dies wird vorteilhaft dadurch erreicht, dass sich de Größe der Kennung nach der maximalen Anzahl von Busteilnehmern richtet und entsprechend ausgelegt ist, wogegen für die Adressen der Adressraum deutlich größer ist als die Anzahl der Busteilnehmer.
  • Erfindungsgemäß wird für jedes Telegramm zur Berechnung der CRC-Prüfsumme nicht die Adresse des Telegramms sondern die kleinere, komprimierte Kennung verwendet. Dies ist durch die eindeutige Zuordnung der Kennung zur Adresse und deren Verfügbarkeit im jeweiligen Busteilnehmer möglich.
  • Durch die Verwendung der Kennung anstelle der Adresse zur Berechnung der CRC-Prüfsumme wird erreicht, dass bei gleicher Restfehlerrate, die mit der CRC-Prüfsumme erzielt werden soll, die CRC-Prüfsumme mit einer kleineren Bitanzahl ausgelegt werden kann. Damit aber steht im Telegramm eine höhere Anzahl von Bits für die zu übertragenden Informationen bereit, als dies bei einer Berechnung der CRC-Prüfsumme aus der Adresse des Telegramms der Fall wäre. Damit können mehr Nutzdaten im Telegramm übertragen werden, wodurch die Übertragungskapazität der Informationsübertragung im Feldbussystem ohne Beeinträchtigung der Datensicherheit erhöht wird.
  • Erfindungsgemäß arbeitet das Feldbussystem nach dem Master-Slave-Prinzip, wobei nur der Master des Feldbussystems die Adressen und Kennungen aller Busteilnehmer verwaltet und in jedem Slave nur dessen eigene Kennung abgespeichert ist.
  • Während die Adressen vor Inbetriebnahme durch einen Anwender für die Busteilnehmer vorgegeben werden, werden de Kennungen im Master berechnet, wobei sich die Kennung nach der Anzahl der Busteilnehmer im Feldbussystem richtet, so dass die Bitanzahl der Kennung signifikant kleiner ist als die Bitanzahl der Adresse.
  • Bei jedem Systemstart des Feldbussystems übermittelt der Master den Slaves unter deren Adressen die jeweils zugeordnete Kennung.
  • Damit kennt nur der Master die Kennungen aller Busteilnehmer und verwaltet diese zusammen mit den Adressen. In den einzelnen Slaves sind dagegen nur dessen Adresse und dessen Kennung abgespeichert, das heißt jeder Slave kennt nur seine eigene Kennung, nicht aber die Kennung der anderen Slaves.
  • Dies ist jedoch für den Betrieb eines nach dem Master-Slave-Prinzip arbeitenden Feldbussystems ausreichend, da der Master zentral die Datenübertragung zwischen den Busteilnehmern steuert und dabei die einzelnen Slaves zyklisch unter ihren Adressen abfragt. Bei der Berechnung der CRC-Prüfsumme für ein Telegramm vom Slave zum Master muss dieser nur seine eigene Kennung hierzu verwenden. Da der Master die Kennungen aller Slaves kennt, kann im Master für ein Telegramm vom Master zum Slave die Kennung des Slaves zur Berechnung der CRC-Prüfsumme verwendet werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch für Feldbussysteme eingesetzt werden, die nicht nach dem Master-Slave-Prinzip arbeiten. In diesem Fall kann eine direkte Kommunikation zwischen zwei Busteilnehmern erfolgen. In diesem Fall ist es erforderlich, dass in jedem Busteilnehmer die Adressen und Kennungen aller Busteilnehmer hinterlegt werden. Damit kann jeder Busteilnehmer für ein Telegramm, in welchem eine Adresse eines anderen Busteilnehmers enthalten ist, anhand der Kennung dieses anderen Busteilnehmers die CRC-Prüfsumme berechnen.
  • Erfindungsgemäß ist das Feldbussystem ein nach dem Master-Slave-Prinzip arbeitendes Sicherheitsbussystem, welches einen Sicherheitsmonitor zur Durchführung von Fehlerkontrollen aufweist, wobei der Sicherheitsmonitor die Kennungen der Busteilnehmer verwaltet. Der Sicherheitsmonitor ist nur mit dem Master verbunden, wobei im Master die Verwaltung der Adresse der Busteilnehmer erfolgt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit bei Feldbussystemen anwendbar, die im Bereich der Sicherheitstechnik eingesetzt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch in diesem Sicherheitsbussystem die Übertragungsrate der Informationsübertragung erhöht werden, ohne Einbußen hinsichtlich der Datensicherheit hinnehmen zu missen.
  • Der Betrieb des Sicherheitsbussystems erfolgt derart, dass die Adressen wieder anwenderseitig vorgegeben werden, während die Kennungen im Sicherheitsmonitor berechnet werden, wobei die anderen Busteilnehmer keine Kenntnis haben, wie die Kennungen berechnet werden. Bei jedem Systemstart des Sicherheitsbussystems fragt der Sicherheitsmonitor über den Master die einzelnen Adressen der Slaves ab und übermittelt diesen die jeweilige Kennung.
  • Die Zuordnung der Adressen und Kennungen kennt dabei nur der Sicherheitsmonitor, nicht jedoch die weiteren Busteilnehner, also der Master und die Slaves.
  • Bei dem Sicherheitsbussystem enthält ein Telegramm als Information ein sicheres Telegramm, das aus der Adresse des empfangenden Busteilnehmers, einer zu übertragenden Information und einer CRC-Prüfsumme besteht. Diese CRC-Prüfsumme wird aus den Bitfolgen der Information des sicheren Telegramms und der der Adresse des sicheren Telegramms zugeordneten Kennung berechnet.
  • Bei diesem Sicherheitsbussystem ist somit eine zusätzliche Applikationsschicht enthalten, da in dem Inlormationsteil des Standardtelegramms ein weiteres, sicheres Telegramm enthalten ist. Vorzugsweise wird für beide Telegramme dieser Schichten die CRC-Prüfsummme aus der jeweiligen Kennung und nicht aus der Adresse berechnet, wodurch eine weiter erhöhte Übertragungskapazität der Datenübertragung erhalten wird.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
  • 1: Schematische Darstellung eines nach dem Master-Slave-Prinzip arbeitendes Feldbussystem.
  • 2: Struktur eines Telegramms für die Datenübertragung im Feldbussystem gemäß 1.
  • 3: Schematische Darstellung eines Sicherheitsbussystems.
  • 4: Struktur eines Telegramms für die Datenübertragung im Sicherheitsbussystem gemäß 3.
  • 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Feldbussystems 1. Das Feldbussystem 1 arbeitet nach dem Master-Slave-Prinzip und weist als Busteilnehmer einen Master 2 auf, an welchen über Busleitungen 3 eine Anzahl von Slaves 4.14.N angeschlossen sind.
  • Die Adressen für die einzelnen Slaves 4.14.N werden vor Inbetriebnahme von einem Anwender vorgegeben. Jede Adresse weist eine vorgegebene Bitanzahl auf, das heißt sie besteht aus eine Folge von einzelnen Bits, wobei die Anzahl der Bits fest vorgegeben ist. Durch diese Bitanzahl wird ein bestimmter Adressraum definiert. Dieser Adressraum ist erheblich größer als die Anzahl der einzelnen Bussteilnehmer im Feldbussystem 1. Durch die große Anzahl der Bits kann der Anwender die Adressen nach für ihn vorteilhaften Kriterien strukturieren.
  • Zwischen den Busteilnehmern des Feldbussystems 1 erfolgt eine rahmenbasierte Kommunikation, das heißt es werden jeweils Telegramme T übertragen, die eine fest vorgegebene Struktur mit einer fest vorgegebenen Bitanzahl übertragen. Ein solches Telegramm T ist in 2 dargestellt. Das Telegramm T weist einen Adressteil A mit einer fest vorgegebenen Bitanzahl auf der die Empfängeradresse, das heißt die Adresse des das Telegramm T empfangenden Busteilnehmers, enthält. Weiterhin enthält das Telegramm T einen Informationsteil I, der ebenfalls eine vorgegebene Bitanzahl umfasst. Der Informationsteil I enthält Nutzdaten, das heißt die zwischen den Busteilnehmern zu übertragenden Daten. Schließlich enthält das Telegramm T einen Prüfsummenanteil P. Dieser umfasst ebenfalls eine vorgegebene Bitanzahl und enthält eine CRC-Prüfsumme, die zur Sicherung der über das Feldbussystem 1 übertragenen Daten dient.
  • Der ein Telegramm T aussendende Busteilnehmer berechnet aus den zu sendenden Daten und bei Bedarf weiteren Zusatzinformationen für dieses Telegramm T eine CRC-Prüfsumme, wobei diese in den Prüfsummenanteil P des Telegramms T eingeschrieben wird. Der das Telegramm T empfangende Busteilnehmer prüft die Korrektheit der CRC-Prüfsumme in diesem Telegramm T, indem er aus den gesendeten Daten und weiteren Zusatzinformationen selbst eine CRC-Prüfsumme berechnet und diese mit der CRC-Prüfsumme im Telegramm T vergleicht. Stimmen diese CRC-Prüfsummen überein, war die Datenübertragung korrekt.
  • Erfindungsgemäß berechnet der Master 2 für jeden Slave 4.14.N eine spezifische Kennung, wobei zwischen der Kennung und der Adresse eine umkehrbar eindeutige Zuordnung besteht. Bei der Kennung handelt es sich um eine komprimierte Kennung, das heißt die Bitanzahl der Kennung ist signifikant kleiner als die Bitanzahl der Adressen. Vorzugsweise ist die Bitanzahl der Kennungen an die Gesamtzahl der Busteilnehmer des Feldbussystems 1 angepasst. Die Berechnung der Kennungen wird im Master 2 so durchgeführt, dass diese in den einzelnen Slaves 4.14.N nicht bekannt ist. Die Verwaltung der Kennungen erfolgt im Master 2. Bei jedem Systemstart übermittelt der Master 2 die einzelnen Kennungen an die jeweiligen Slaves 4.14.N, so dass in jedem Slave 4.14.N seine Adresse und seine Kennung abgespeichert sind.
  • Bei bekannten Feldbussystemen 1 wird die CRC-Prüfsumme eines Telegramms T aus der in diesem Telegramm T enthaltenen Adresse und aus den in diesem Telegramm T enthaltenen Informationen berechnet. Die Bitanzahl der CRC-Prüfsumme ergibt sich dann aus der Bitanzahl dieser Daten und der Anforderung, welche Restfehlerrate mit der CRC-Prüfsumme erhalten werden muss. Die Restfehlerrate gibt an, wie groß die Wahrscheinlichkeit ist, dass eine Datenverfälschung bei der Übertragung des Telegramms T nicht erkannt wird. Ist ein bestimmter Wert für die Restfehlerrate vorgegeben, ist die Länge der CRC-Prüfsumme durch die Bitanzahl der im Telegramm T enthaltenen Daten bestimmt.
  • Erfindungsgemäß wird die CRC-Prüfsumme nicht anhand der Adresse im jeweiligen Telegramm T sondern anhand der zugeordneten Kennung berechnet. Da die Bitanzahl der Kennung signifikant kleiner ist als die Bitanzahl der Adresse, ist die Bitanzahl der mit der Kennung berechneten CRC-Prüfsumme für eine vorgegebene feste Restfehlerrate erheblich kleiner als dies bei einer mit der Adresse berechneten CRC-Prüfsumme der Fall wäre. Da bei der erfindungsgemäßen Berechnung die Bitanzahl der CRC-Prüfsumme zur Erreichung einer bestimmten Restfehlerrate geringer gehalten werden kann, steht eine erhöhte Bitanzahl für den Informationsteil I (bei fest vorgegebener Gesamt-Bitanzahl) des Telegramms T zur Verfügung. Dies bedeutet, dass in jedem Telegramm T mehr Informationen übertragen werden können, das heißt die Informationskapazität der Datenübertragung im erfindungsgemäßen Feldbussystem 1 ist höher als die Informationskapazitäten bei herkömmlichen Feldbussystemen 1.
  • 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei handelt es sich um ein Sicherheitsbussystem 5. Dieses Sicherheitsbussystem 5 ist gegenüber dem Feldbussystem 1 gemäß 1 dahingehend erweitert, dass nur an den Master 2 als sichere Steuerung ein Sicherheitsmonitor 6 angeschlossen ist. Mit dem Sicherheitsmonitor 6 erfolgt eine Fehlerkontrolle des Bussystems, so dass für dieses die Sicherheitsanforderungen zum Einsatz im Bereich der Sicherheitstechnik erfüllt sind.
  • Der Sicherheitsmonitor 6 ist nur über den Master 2 an das Bussystem angekoppelt und bildet somit keinen Busteilnehmer im Bussystem. Zur Fehlerkontrolle hört der Sicherheitsmonitor 6 die über das Bussystem übertragenen Daten ab und leitet im Fehlerfall geeignete Sicherheitsmaßnahmen ein. Zur Gewährleistung des erforderlichen Sicherheitsniveaus besteht der Sicherheitsmonitor 6 bevorzugt aus zwei sich gegenseitig zyklisch überwachenden Rechnereinheiten. Die Sicherheitsanforderungen werden insbesondere durch Sicherheitsnormen wie die EN 13849 und IEC 61 508 definiert.
  • Analog zum Feldbussystem I gemäß 1 werden die Adressen für die Slaves 4.14.N des Sicherheitsbussystems 5 anwenderseitig vorgegeben und dann durch den Master 2 verwaltet. In weiterer Analogie zur Ausführungsform gemäß 1 werden auch bei dem Sicherheitsbussystem 5 gemäß 1 den einzelnen Slaves 4.14.N nicht nur Adressen sondern auch Kennungen zugeordnet, wobei zwischen den Kennungen und den Adressen wieder eine umkehrbar eindeutige Zuordnung besteht.
  • Die Kennungen werden im vorliegenden Fall im Sicherheitsmonitor 6 berechnet und auch in diesem verwaltet. Die Zuordnungen der Kennungen zu den Adressen sind nur im Sicherheitsmonitor 6 hinterlegt.
  • Bei jedem Systemstart fragt der Sicherheitsmonitor über den Master 2 die Adressen der einzelnen Slaves 4.14.N ab und übermittelt an diese die jeweils zugeordnete Kennung, so dass in jedem Slave 4.14.N neben seiner Adresse auch dessen Kennung abgespeichert ist. Damit kann jeder Slave 4.14.N bei der Berechnung der CRC-Prüfsumme wie im Ausführungsbeispiel gemäß 1 seine Kennung verwenden. Der Sicherheitsmonitor 6 überprüft die Zuordnung der Adresse zu der Kennung für jeden einzelnen Slaves 4.14.N und erfüllt damit eine weitere Sicherheitsfunktion. Der Sicherheitsmonitor 6 kann damit insbesondere eventuelle Datenvertauschungen im Master 2, der selbst keine sicherheitstechnische Anforderungen erfüllen muss, erkennen.
  • 4 zeigt die Struktur der Telegramme T, die über das Sicherheitsbussystem 5 übertragen werden. Das Telegramm T umfasst wieder einen Adressteil A mit der Empfängeradresse, einen Informationsteil 1 sowie einen Prüfsummenanteil P, der die CRC-Prüfsumme enthält, die wieder anhand der jeweiligen Kennung berechnet wird.
  • In diesem Fall ist eine zusätzliche Applikationsschicht vorgesehen, das heißt der Informationsteil I des Telegramms T enthält ein komplettes sicherheitsgerichtetes Telegramm TS. Dieses Telegramm TS enthält wiederrum einen Adressteil A mit der Empfängeradresse und einen Informationsteil IS, der die zu übertragende sichere Informationen enthält. Dieser Datensatz ist mit seiner sicheren CRC-Prüfsumme abgesichert, die im Prüfsummenanteil PS des sicheren Telegramms TS enthalten ist. Dieser sichere Prüfsummenanteil PS wird aus der Kennung des jeweiligen Busteilnehmers und dem die sicheren Informationen enthaltenden Informationsteil IS des sicheren Telegramms TS berechnet.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Feldbussystem
    2
    Master
    3
    Busleitung
    4.1–4.N
    Slave
    5
    Sicherheitsbussystem
    6
    Sicherheitsmonitor
    A
    Adressteil
    T
    Telegramm
    TS
    Telegramm
    I
    Informationsteil
    IS
    Informationsteil
    P
    Prüfsummenanteil
    PS
    Prüfsummenanteil

Claims (4)

  1. Verfahren zur Datenübertragung in einem Feldbussystem (1), wobei zwischen Busteilnehmern des Feldbussystems (1) Telegramme (T) übertragen werden und die einzelnen Busteilnehmer anhand von ihnen zugewiesenen Adressen (A) identifiziert werden, wobei ein Telegramm (T) die Adresse (A) des empfangenden Busteilnehmers, eine zu übertragende Information (I) und eine CRC-Prüfsumme (P) umfasst und jedem Busteilnehmer zusätzlich zur Adresse (A) eine Kennung zugeordnet ist, wobei zwischen der Adresse (A) und der Kennung eines Busteilnehmers eine eindeutige Zuordnung besteht und die Kennung aus einer Bitfolge besteht, deren Bitanzahl kleiner ist als die Bitanzahl der zugeordneten Adresse (A), und wobei die CRC-Prüfsumme (P) eines Telegramms (T) aus den Bitfolgen der Informationen (I) des Telegramms (T) und der der Adresse (A) des Telegramms (T) zugeordneten Kennung berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldbussystem (1) ein nach dem Master-Slave-Prinzip arbeitendes Sicherheitsbussystem (5) ist, welches einen Sicherheitsmonitor (6) zur Durchführung von Fehlerkontrollen aufweist, wobei der Sicherheitsmonitor (6) die Kennungen der Busteilnehmer verwaltet, dass bei jedem Systemstart des Sicherheitsbussystems (5) der Sicherheitsmonitor (6) über den Master (2) die einzelnen Adressen (A) der Slaves (4.14.N) abfragt und diesen die jeweilige Kennung übermittelt, und dass bei dem Sicherheitsbussystem (5) ein Telegramm (T) als Information (I) ein sicheres Telegramm (Ts) enthält, das aus der Adresse (A) des empfangenden Busteilnehmers, einer zu übertragenden Information (Is) und einer CRC-Prüfsumme (Ps) besteht, wobei diese CRC-Prüfsumme (Ps) aus den Bitfolgen der Information (Is) des sicheren Telegramms (Ts) und der der Adresse (A) des sicheren Telegramms (Ts) zugeordneten Kennung berechnet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Bitanzahl der Kennung durch die Anzahl der Busteilnehmer bestimmt ist.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsmonitor (6) nur mit dem Master (2) verbunden ist, wobei im Master (2) die Verwaltung der Adressen (A) der Busteilnehmer erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Adressen (A) anwenderseitig vorgegeben werden und die zugeordneten Kennungen von den diese Kennungen verwaltenden Busteilnehmern berechnet werden.
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