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GEBIET
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Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf die Überprüfung einer Adresse, welche zur Verwendung im elektronischen Datenverkehr vorgesehen ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Beschreibung die Überprüfung einer Adresse zum Aufbau eines (im Vergleich zu sonstigen Standardkommunikationskanälen) besonders gesicherten Kommunikationskanals zwischen einem Eingabe/Ausgabe-Gerät (E/A-Gerät) und einer Steuerung.
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HINTERGRUND
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E/A-Geräte können über (drahtgebundene) Busschnittstellen wie bspw. Lokalbus- und Feldbusschnittstellen an ein Netzwerk bzw. eine übergeordnete Steuerung angebunden werden und dadurch über die Busschnittstellen Daten an die übergeordnete Steuerung senden und/oder von der übergeordneten Steuerung Daten empfangen. Zur Errichtung eines Kommunikationskanals zwischen zwei Busteilnehmern werden dabei häufig Adressen verwendet, auf deren Basis die Busteilnehmer überprüfen können, ob eine über den Bus übertragene Nachricht an sie adressiert ist. Da bei der Adresszuweisung Fehler unterlaufen/vorkommen können, kann es insbesondere beim Aufbau von sicherheitsgerichteten Kommunikationskanälen (d. h. von Kommunikationskanälen, die im Vergleich zu Standardkommunikationskanälen besonders und typischerweise stärker gesichert sind) vorteilhaft oder (vor dem Hintergrund der jeweiligen Sicherheitsstufe) notwendig sein, eine zugewiesene Adresse vor Verwendung zu überprüfen, um Fehler bei der Adresszuweisung aufdecken und korrigieren zu können.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein erfindungsgemäßes E/A-Gerät umfasst einen Eingang und/oder einen Ausgang, eine Busschnittstelle, einen Speicher und eine Vielzahl lichtemittierender Bauteile. Dabei sind der Eingang und/oder der Ausgang zum Anschluss von Feldgeräten und die Busschnittstelle zur mittelbaren oder unmittelbaren Verbindung der Feldgeräte mit einem Feldbus eingerichtet. Ferner ist der Speicher zum Speichern einer Adresse eingerichtet. Das E/A-Gerät ist des Weiteren eingerichtet, über die Busschnittstelle Daten zu empfangen, welche an die Adresse adressiert sind und die Adresse unter Verwendung der lichtemittierenden Bauteile in kodierter Form darzustellen.
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In diesem Zusammenhang ist unter dem Begriff „Eingang“ bzw. unter dem Begriff „Ausgang“, wie er im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der Ansprüche verwendet wird, insbesondere ein elektrischer Anschluss zu verstehen. Dabei kann vorgesehen sein, dass Spannungen und/oder Ströme an einem bzw. durch einen Eingang des E/A-Geräts von einem anderen Gerät erzeugt werden und Spannungen und/oder Ströme an einem bzw. durch einen Ausgang des E/A-Geräts von dem E/A-Gerät selbst erzeugt werden. Bspw. kann an dem Eingang und/oder dem Ausgang ein Feldgerät angeschlossen sein, welches Zustandssignale bereitstellt bzw. Steuersignale verarbeitet. Dabei ist unter dem Begriff „Feldgerät“, wie er im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der Ansprüche verwendet wird, insbesondere ein im Betrieb mit dem E/A-Gerät (signaltechnisch) verbundener Sensor oder Aktor zu verstehen.
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Ferner ist unter dem Begriff „Busschnittstelle“, wie er im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der Ansprüche verwendet wird, insbesondere eine Busschnittstelle zu verstehen, die zum Anschluss an einen Lokalbus und zum Austausch von (Prozess-) Daten mit einem weiteren E/A-Gerät oder einem Feldbuskoppler, oder zum direkten Anschluss an einen Feldbus eingerichtet ist. Dabei ist unter dem Begriff „Lokalbus“, wie er im Rahmen der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, insbesondere ein Bus zu verstehen, über den (nur) an einem Feldbuskoppler angereihte E/A-Geräte miteinander bzw. mit dem Feldbuskoppler (unmittelbar) verbunden sind. Ist die Busschnittstelle hingegen eingerichtet, an den Feldbus direkt (und somit nicht über einen Lokalbus und einen Feldbuskoppler) angeschlossen zu werden, ist unter dem Begriff „Busschnittstelle“, wie er im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der Ansprüche verwendet wird, insbesondere eine Feldbusschnittstelle zu verstehen.
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Des Weiteren ist unter dem Begriff „Speicher“, wie er im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der Ansprüche verwendet wird, insbesondere ein elektronischer Speicher zu verstehen, auf dem Daten hinsichtlich einer Konfiguration des E/A-Geräts abgelegt sein können. Aus der Konfiguration kann sich bspw. ergeben, wie Prozessabbilder zu erzeugen (bspw. wie aus an den Eingängen des E/A-Geräts eingelesenen Signalen - einen bestimmten Zeitpunkt oder eine bestimmte Zeitspanne repräsentierende - Prozessdaten abzuleiten und wie besagte Prozessdaten über den Lokalbus an den Feldbuskoppler zu übertragen sind) und/oder wie aus Prozessdaten, die von dem Feldbuskoppler über den Lokalbus an das E/A-Gerät übertragen werden, Steuersignale abzuleiten sind (die dann bspw. an einem Ausgang des E/A-Geräts ausgegeben werden). Ist die Busschnittstelle eingerichtet, an den Feldbus direkt angeschlossen zu werden, kann sich aus der Konfiguration bspw. ergeben, wie besagte Prozessdaten über den Feldbus an eine übergeordnete Steuerung zu übertragen sind und/oder wie aus Prozessdaten, die von der übergeordneten Steuerung über den Feldbus an das E/A-Gerät übertragen werden, Steuersignale abzuleiten sind.
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Des Weiteren ist unter dem Begriff „lichtemittierendes Bauteil“, wie er im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der Ansprüche verwendet wird, insbesondere ein Bauteil zu verstehen, welches eingerichtet ist, mittels eines durch das Bauteil fließenden Stroms zum Abstrahlen von Licht angeregt zu werden, wie bspw. ein lichtemittierendes Halbleiterbauteil einer lichtemittierenden Diode (LED). In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass ausgehend von dem eben beschriebenen Verständnis eine mehrfarbige Leuchtdiode mehrere lichtemittierende Bauteile umfassen kann, die Licht unterschiedlicher Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche abstrahlen.
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Ferner ist unter dem Begriff „kodierte Form“, wie er im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der Ansprüche verwendet wird, insbesondere eine aus einer eindeutigen Abbildung resultierende Zuordnung zwischen der Adresse und einem durch die lichtemittierenden Bauteile dargestellten Muster zu verstehen.
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Das E/A-Gerät kann als E/A-Modul ausgebildet sein. In diesem Zusammenhang ist unter dem Begriff „Modul“, wie er im Rahmen der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, insbesondere eine Vorrichtung zu verstehen, die eingerichtet ist, zur Erweiterung der Fähigkeiten einer anderen Vorrichtung mit dieser elektrisch verbunden zu werden, so dass beide Vorrichtungen eine funktionale Einheit bilden. Dabei kann vorgesehen sein, dass beide Vorrichtungen eingerichtet sind, nicht nur elektrisch, sondern auch mechanisch miteinander verbunden zu werden, so dass die Vorrichtungen nicht nur funktional, sondern auch mechanisch eine Einheit bilden.
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Ein E/A-Modul kann bspw. ein Gehäuse aufweisen, welches zum Anreihen des E/A-Moduls an ein weiteres E/A-Modul oder an einen Feldbuskoppler ausgebildet ist. Dabei ist unter dem Begriff „Gehäuse“, wie er im Rahmen der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, insbesondere eine aus einem festen Isolierstoff gebildete Struktur zu verstehen, in die leitende Strukturen eingebettet sind, wobei das Gehäuse typischerweise so ausgebildet ist, dass ein versehentliches Berühren stromführender Leiter im Wesentlichen ausgeschlossen ist. Ferner ist unter dem Begriff „Anreihen“, wie er im Rahmen der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, insbesondere das Herstellen einer reib- oder formschlüssigen Verbindung zwischen Gehäusen zu verstehen, durch die mehrere E/A-Module miteinander seriell verbunden werden können. Die Gehäuse können dabei so ausgestattet sein, dass die drahtgebundene Übertragungsstrecke im Rahmen des seriellen Verbindens (ohne weiteres Zutun) errichtet wird.
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Des Weiteren ist unter dem Begriff „Feldbuskoppler“, wie er im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der Ansprüche verwendet wird, insbesondere eine Komponente eines modularen Feldbusknotens zu verstehen, deren Aufgabe es ist, Daten und/oder Dienste der an den Feldbuskoppler angereihten E/A-Module über einen Feldbus, an dem der Feldbuskoppler angeschlossen ist, verfügbar zu machen.
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Die an die Adresse gerichteten Daten können in einer an die Busschnittstelle adressierten Nachricht umfasst sein. Das E/A-Gerät kann eingerichtet sein, die Adresse aus der Nachricht zu extrahieren und in dem Speicher zu speichern. D. h., die Busschnittstelle kann bereits über eine Busadresse verfügen, über die eine Kommunikation stattfinden kann. Die Adresse kann dann zum Aufbau eines gesicherten Kommunikationskanals dienen, der auf Basis der an die Busschnittstelle adressierten Nachrichten realisiert wird. Bspw. kann durch die Verwendung der für den sicheren Kommunikationskanal vorgesehenen Adresse verhindert werden, dass ein Fehler in der Busschnittstellenadressierung dazu führt, dass das E/A-Gerät zur Realisierung einer sicherheitsgerichteten Funktion Daten verwendet, die nicht für das E/A-Gerät bestimmt sind.
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Die für die Realisierung einer sicherheitsgerichteten Funktion vorgesehene Adresse kann somit als zusätzlicher Sicherheitsmechanismus eingesetzt werden, der dafür sorgt, dass über den gesicherten Kommunikationskanal übertragene Daten mit einer höheren Wahrscheinlichkeit auch tatsächlich beim intendierten Empfänger ankommen bzw. nicht für das E/A-Gerät bestimmte Daten von diesem verworfen werden. Ferner kann das E/A-Gerät auf die Nachricht oder die in der Nachricht enthaltenen Daten einen (Vorwärts-)Fehlerkorrekturalgorithmus anwenden und/oder eine (in der Nachricht oder den Daten enthaltene) Prüfsumme auswerten, um Fehler in der Nachricht bzw. den Daten aufzudecken und ggf. zu korrigieren.
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Das E/A-Gerät kann eingerichtet sein, in Reaktion auf eine Bestätigung der Adresse diese zum Aufbau eines Kommunikationskanals zu verwenden, der durch andere Sicherheitsmechanismen abgesichert ist als die an die Busschnittstelle adressierte Nachricht. Bspw. kann das E/A-Gerät eingerichtet sein, nach der Darstellung der Adresse in kodierter Form eine Bestätigung eines Nutzers oder Inbetriebnehmers abzuwarten und die Adresse nur dann zu verwenden, wenn die Bestätigung empfangen wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Korrektheit der dargestellten Adresse durch eine Eingabe am E/A-Gerät (bspw. durch Drücken einer am E/A-Gerät angeordneten Taste) oder durch Senden einer Bestätigungsnachricht an die Busschnittstelle erfolgen kann.
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Ferner kann das E/A-Gerät eingerichtet sein, die Adresse (ggf. um eine Prüfsumme ergänzt) permanent zu speichern und bei einem Neustart des E/A-Geräts die Adresse nur dann zum Aufbau des Kommunikationskanals zu verwenden, wenn die (weitere) Gültigkeit der Adresse durch ein übergeordnetes Gerät bestätigt wird. Bspw. kann das E/A-Gerät nach einem Neustart darauf warten, dass es von dem übergeordneten Steuergerät eine Adresse empfängt und wenn die empfangene und die gespeicherte Adresse übereinstimmen, diese weiterverwenden. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass neben der empfangenen Adresse eine Prüfsumme mitübertragen wird, durch die die Korrektheit der Adresse überprüft werden kann. Ferner kann das E/A-Gerät eingerichtet sein, in Reaktion auf den Empfang einer Rücksetzaufforderung die Adresse zurückzusetzen, so dass eine neue Adresse empfangen und gespeichert werden kann. Die Rücksetzaufforderung kann bspw. darin bestehen, dass das E/A-Gerät nach einem Neustart anstatt der korrekten Adresse eine vorbestimmte Adresse empfängt, bspw. eine bestimmte Adresse, die in einem ungültigen Adressbereich liegt.
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Die nach einem Neustart vom E/A-Gerät empfangene Adresse kann dabei in einer Nachricht (oder einer Nachrichtensequenz) enthalten sein, die weitere Konfigurationsdaten aufweist, welche den unter Verwendung der Adresse aufzubauenden Kommunikationskanal oder die Daten, die über den Kommunikationskanal ausgetauscht werden, weiter festlegen oder zumindest betreffen. Auch hinsichtlich dieser Konfigurationsdaten kann eine Überprüfung stattfinden, indem bspw. eine den Konfigurationsdaten angehängte Prüfsumme ausgewertet wird, oder indem die Konfigurationsdaten mit auf dem E/A-Gerät gespeicherten Konfigurationsdaten abgeglichen werden.
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Das E/A-Gerät kann eingerichtet sein, die Adresse unter Verwendung der lichtemittierenden Bauteile in digital kodierter Form darzustellen.
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In diesem Zusammenhang ist unter dem Begriff „digital kodiert“, wie er im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der Ansprüche verwendet wird, insbesondere eine Kodierung zu verstehen, bei der jedes Zeichen einer die Adresse repräsentierenden Zeichenfolge auf einen diskreten Zustand (bspw. inaktiv, aktiv) eines der Vielzahl an lichtemittierenden Bauteilen abgebildet wird.
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Die Adresse kann eine Abfolge aus Nullen und Einsen umfassen und das E/A-Gerät kann eingerichtet sein, eine Null oder eine Eins in der Abfolge durch ein Deaktivieren oder ein Aktivieren eines lichtemittierenden Bauteils darzustellen.
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Eine erste Gruppe der lichtemittierenden Bauteile kann eingerichtet sein, Licht einer ersten Wellenlänge auszusenden und eine zweite Gruppe der lichtemittierenden Bauteile kann eingerichtet sein, Licht einer zweiten Wellenlänge auszusenden, wobei die erste Wellenlänge und die zweite Wellenlänge unterschiedlichen Farben entsprechen.
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Bspw. können die Lichtemittierenden Bauteile in mehrfarbigen lichtemittierenden Dioden (LEDs) umfasst sein und eine lichtemittierende Diode grün leuchten, um eine „0“ darzustellen und rot leuchten, um eine „1“ darzustellen. Das Verwenden unterschiedlicher Farben zur Darstellung der Zeichenfolge kann dabei insofern vorteilhaft sein, als eine defekte LED jederzeit erkannt werden kann.
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Das E/A-Gerät kann eingerichtet sein, Segmente der Abfolge nacheinander und die Nullen und/oder Einsen in jedem Segment gleichzeitig darzustellen.
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Bspw. kann, wenn 2 LEDs verfügbar sind und die die Adresse repräsentierende Zeichenfolge 6 Zeichen aufweist, die Adresse in 3 Segmente zerlegt werden, welche nacheinander dargestellt werden (Segment 1: Zeichen 1 und 2, Segment 2: Zeichen 3 und 4, Segment 3: Zeichen 5 und 6; LED 1: Zeichen 1, 3 und 5, LED 2: Zeichen 2, 4 und 6).
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Das E/A-Gerät kann eingerichtet sein, ein zu einem bestimmten Zeitpunkt dargestelltes Segment durch ein Deaktivieren oder ein Aktivieren einzelner der lichtemittierenden Bauteile darzustellen.
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Das E/A-Gerät kann eingerichtet sein, nach dem letzten Segment und/oder vor dem ersten Segment ein Abfolgen-unabhängiges optisches, akustisches oder haptisches Signal auszugeben, welches das Ende einer Darstellung der Abfolge und/oder den Beginn der Darstellung der Abfolge signalisiert.
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Bspw. kann das E/A-Gerät eingerichtet sein, nach dem letzten Segment und/oder vor dem ersten Segment alle lichtemittierenden Bauteile (kurz) aufblinken zu lassen, einen Signalton auszugeben oder zu vibrieren.
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Das E/A-Gerät kann eingerichtet sein, in Reaktion auf eine Bestätigung der Adresse einen Neustart des E/A-Geräts auszuführen und/oder einige oder alle der lichtemittierenden Bauteile zur Darstellung weiterer Informationen zu nutzen.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Überprüfung einer Adresse eines E/A-Geräts umfasst ein Speichern der Adresse in einem Speicher des E/A-Geräts und ein Überprüfen der Adresse mittels optischen Anzeigens der Adresse in kodierter Form.
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Die Adresse kann eine Abfolge aus Nullen und Einsen umfassen und das E/A-Gerät kann eingerichtet sein, eine Null oder eine Eins in der Abfolge durch ein Deaktivieren oder ein Aktivieren eines lichtemittierenden Bauteils des E/A-Geräts darzustellen.
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Ferner versteht es sich, dass grundsätzlich alle bei der Verwendung des E/A-Geräts ausgeführten Schritte Merkmale des korrespondierenden Verfahrens sein können und umgekehrt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung wird nachfolgend in der detaillierten Beschreibung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, wobei auf Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
- 1 eine schematische Illustration eines Feldbussystems zeigt;
- 2 eine schematische Illustration eines Feldbusknotens des in 1 gezeigten Feldbussystems zeigt;
- 3 das Konfigurieren des in 2 gezeigten Feldbusknotens mittels eines mit dem Feldbusknoten verbundenen Rechners illustriert;
- 4 den Aufbau eines E/A-Moduls, mit dem ein Feldgerät verbunden ist, illustriert;
- 5 eine erste mögliche Darstellung einer ersten Adresse in kodierter Form illustriert;
- 6 eine zweite mögliche Darstellung der ersten Adresse in kodierter Form illustriert;
- 7 eine erste mögliche Darstellung einer zweiten Adresse in kodierter Form illustriert;
- 8 eine zweite mögliche Darstellung der zweiten Adresse in kodierter Form illustriert; und
- 9 einen Ablauf von Schritten zur Überprüfung einer Adresse eines E/A-Geräts illustriert.
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Dabei sind in den Zeichnungen gleiche oder funktional ähnliche Elemente durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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1 zeigt ein Blockdiagramm eines Feldbussystems 1000. Das Feldbussystem 1000 umfasst Feldbusknoten 100, 200,300 und 400, die über einen Feldbus 500 miteinander verbunden sind. Feldbusknoten 400 ist als übergeordnete Steuereinheit ausgebildet und kann sowohl zur Überwachung als auch zur Regelung einer Anlage (nicht gezeigt) dienen, die durch das Feldbussystem 1000 gesteuert wird. Wenn die übergeordnete Steuereinheit 400 eine Anlage überwacht, kann die übergeordnete Steuereinheit 400 von einem oder mehreren der Feldbusknoten 100, 200 und 300 zyklisch oder azyklisch Zustandsdaten empfangen, die den Zustand der Anlage beschreiben und ein Fehlersignal oder ein Alarmsignal erzeugen, wenn der Zustand der Anlage von einem gewünschten/erlaubten Zustand oder Zustandsbereich (substanziell) abweicht. Wenn die übergeordnete Steuereinheit 400 die Anlage (nicht nur überwacht, sondern auch) regelt, kann die übergeordnete Steuereinheit 400 von einem oder mehreren der Feldbusknoten 100, 200 und 300 zyklisch oder azyklisch Zustandsdaten empfangen und unter Berücksichtigung der Zustandsdaten Steuerdaten ermitteln, die zu einem oder mehreren der Feldbusknoten 100, 200 und 300 übertragen werden.
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2 zeigt einen modularen Feldbusknoten 100, bestehend aus Feldbuskoppler 110 und zwei an Feldbuskoppler 110 angereihten E/A-Modulen 120 und 130, an denen ein Sensor 140 und ein Aktor 150 angeschlossen sind. Während des Betriebs liest das E/A-Modul 130 über den Eingang 134 Sensorsignale ein und erzeugt aus den Sensorsignalen Zustandsdaten, die über die Busschnittstelle 132 des E/A-Moduls 130, den Lokalbus 160 und die Busschnittstelle 112 (des Feldbuskopplers 110) an den Feldbuskoppler 110 übertragen werden. Der Feldbuskoppler 110 kann neben der Feldbusschnittstelle 114 einen Prozessor und einen Speicher aufweisen, in dem Informationen hinsichtlich der Konfiguration des Feldbuskopplers 110 gespeichert sind.
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Die Informationen hinsichtlich der Konfiguration des Feldbuskopplers 110 können bspw. angeben, welche oder wie viele E/A-Module 120,130 an dem Feldbuskoppler 110 angereiht sind und wie der Feldbuskoppler 110 mit den empfangenen Zustandsdaten umgehen soll. Der Feldbuskoppler 110 kann bspw. dazu konfiguriert sein, die Zustandsdaten lokal zu verarbeiteten und/oder (ggf. in modifizierter Form) über die Feldbusschnittstelle 114 und den Feldbus 500 an die übergeordnete Steuereinheit 400 weiterzuleiten. Die übergeordnete Steuereinheit 400 (oder bei einer lokalen Verarbeitung der Feldbuskoppler 110) kann dann unter Berücksichtigung der Zustandsdaten Steuerdaten erzeugen.
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Die durch die übergeordnete Steuereinheit 400 erzeugten Steuerdaten können dann über den Feldbus 500 an den Feldbuskoppler 110 übertragen werden. Die zu dem Feldbuskoppler 110 übertragenen (bzw. die bei einer rein lokalen Verarbeitung durch den Feldbuskoppler 110 erzeugten) Steuerdaten werden dann (ggf. in modifizierter Form) an das E/A-Modul 120 weitergeleitet/übertragen. Das E/A-Modul 120 empfängt die Steuerdaten und gibt den Steuerdaten entsprechende Steuersignale an dem Ausgang 124, an dem Aktor 150 angeschlossen ist, aus. Die Kommunikation von Daten zwischen den Komponenten des Feldbussystems 1000 und die Abbildung der Sensorsignale auf Zustandsdaten und die Abbildung der Steuerdaten auf Steuersignale kann dabei durch eine Konfiguration des Feldbusknotens 100 an unterschiedliche Einsatzszenarien angepasst werden.
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3 zeigt dazu einen Feldbusknoten 100 und einen mit Feldbusknoten 100 verbundenen Rechner 600 (welcher bspw. ein Desktop, ein Laptop, ein Tablet, etc., sein kann), der eingerichtet ist, die E/A-Module 120 und 130 des Feldbusknotens 100 zu konfigurieren. Der Rechner 600 kann dabei sowohl alleinig oder überwiegend der Konfiguration dienen als auch (neben der Konfiguration) noch andere Aufgaben übernehmen. Insbesondere kann der Rechner 600 Teil der übergeordneten Steuerung 400 sein und neben der Konfiguration auch Überwachungs- und/oder Steueraufgaben wahrnehmen. Bspw. kann der Rechner 600 die Anlage überwachen und eingerichtet sein, bei Vorliegen bestimmter Bedingungen von einem Betriebsmodus in einen anderen Betriebsmodus umzuschalten (und im Zuge der Umschaltung ggf. die Konfiguration zu ändern oder zu aktualisieren).
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Im Rahmen der Konfiguration können den E/A-Modulen 120 und 130 zudem Adressen (bspw. PROFIsafe Adressen) übermittelt werden, welche dazu vorgesehen sind, von den E/A-Modulen 120 und 130 zum Aufbau sicherheitsgerichteter Kanäle verwendet zu werden, so dass Daten, die an die E/A-Module 120 und 130 gerichtet sind und die zur Realisierung einer sicherheitsgerichteten Funktion relevant sind, an die Adressen geschickt werden können. Zum Aufbau eines sicherheitsgerichteten Kanals kann dabei vorgesehen sein, dass die Daten und die Adresse in, an die Buschschnittstellen adressierte, Nachrichten eingebettet sind und die Daten von dem jeweiligen E/A-Modul 120 und 130 verworfen werden, wenn die Adresse nicht mit der, dem jeweiligen E/A-Modul 120 und 130 zugeordneten Adresse, übereinstimmt. Adresse und/oder Daten können dabei zur Aufdeckung oder Korrektur von Fehlern mit einer Prüfsumme versehen und/oder einer Vorwärtsfehlerkodierung unterworfen worden sein.
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Ist vorgesehen, dass eines oder beide der E/A-Module 120 und 130 einen sicherheitsgerichteten Kanal zur Kommunikation aufbauen können, kann die (weitere) Konfiguration über den sicherheitsgerichteten Kanal stattfinden. Ist bspw. vorgesehen, dass das E/A-Modul 120 keine sicherheitskritischen Funktionen ausführt, kann die Konfiguration des E/A-Moduls 120 allein auf Basis der Nachrichten erfolgen, die an die Busschnittstelle 122 adressiert sind. Ist jedoch hinsichtlich des E/A-Moduls 130 vorgesehen, dass das E/A-Modul 130 sicherheitskritische Funktionen ausführt, wovon im Folgenden ausgegangen wird, so kann nach Empfang und Bestätigung der für die sicherheitsgerichtete Kommunikation vorgesehenen Adresse die (weitere) Konfiguration (zumindest soweit sie sich auf die sicherheitsgerichtete Funktion bezieht) über einen unter Verwendung der Adresse aufgebauten sicherheitsgerichteten Kommunikationskanal erfolgen.
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Wie in 4 illustriert, kann das zur Ausführung einer sicherheitsgerichteten Funktion eingerichtete E/A-Modul 130 eine Schaltung 10 aufweisen, welche die Sensorsignale des Sensors 140 einliest. Das Einlesen der Sensorsignale kann bspw. dadurch erfolgen, dass die Schaltung 10 eine an Eingang 134 anliegende Spannung oder einen durch Eingang 134 fließenden Strom (mit einer bestimmten Abtastfrequenz) bestimmt. Die Schaltung 10 kann ferner einen Prozessor 12 umfassen, der eingerichtet ist, ein in einem Speicher 14 des E/A-Moduls 130 gespeichertes Programm (z. B. eine Befehlssequenz) auszuführen, welches unter Verwendung von Konfigurationsdaten bestimmt, wie aus den Sensorsignalen Prozessdaten zu erzeugen und wie die Prozessdaten weiterzuverarbeiten sind (bspw. ob, wann oder wie häufig die Prozessdaten an den Feldbuskoppler 110 zu übertragen sind).
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Das Programm kann zur Erhöhung der Zuverlässigkeit bspw. redundant programmierte Anweisungsstränge umfassen, deren Ergebnis abgeglichen wird. Ferner können abweichend von dem in 4 gezeigten Beispiel zwei oder mehr gleichartige oder unterschiedliche Sensoren 140 verwendet werden, die im fehlerfreien Fall (annährend) gleiche Sensorsignale liefern, so dass über einen Vergleich der Sensorsignale auf den Zustand der Sensoren 140 geschlossen werden kann. Zudem versteht es sich, dass, obwohl 4 beispielhaft einen Sensor 140 als Feldgerät zeigt, das an dem E/A-Modul 140 angeschlossene Feldgerät auch ein Aktor, mehrere Aktoren, oder ein beliebiges anderes Feldgerät sein kann.
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Das E/A-Modul 130 umfasst zudem mehrere LEDs 20, 22 und 24, welche im Betrieb den Betriebszustand des E/A-Moduls 130 anzeigen. Darüber hinaus dienen die LEDs 20, 22 und 24 der Darstellung einer dem E/A-Modul 130 zugeordneten Adresse zum Aufbau eines sicherheitsgerichteten Kommunikationskanals. 5 illustriert dazu eine mögliche Darstellung einer ersten Adresse 30 in kodierter Form. Dabei wird jedem Zeichen (hier: Nullen und Einsen) der die Adresse 30 repräsentierenden Zeichenkette ein lichtemittierendes Bauteil zugeordnet und, wenn das Zeichen eine „0“ ist, das lichtemittierende Bauteil nicht aktiviert und wenn das Zeichen eine „1“ ist, das lichtemittierende Bauteil aktiviert.
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Handelt es sich bei den LEDs 20, 22 und 24 um mehrfarbige LEDs, kann, wie in 6 illustriert, jedem Zeichen eine der LEDs 20, 22 und 24 zugeordnet werden, wobei, wenn das Zeichen eine „0“ ist, ein erstes lichtemittierendes Bauteil 40, 44 oder 48 der jeweiligen LED 20, 22 oder 24 aktiviert wird, und, wenn das Zeichen eine „1“ ist, ein zweites lichtemittierendes Bauteil 42, 46 oder 50 der LED 20, 22 oder 24 aktiviert wird, wobei sich die lichtemittierenden Bauteile 40, 44 und 48 und die lichtemittierenden Bauteile 42, 46 und 50 hinsichtlich des Wellenlängenbereichs oder der Wellenlänge des abgestrahlten Lichts unterscheiden. Bspw. können die LEDs 20, 22 und 24 eingerichtet sein, grün oder rot zu leuchten und zur Darstellung einer ,,0" grün leuchten und zur Darstellung einer „1“ rot leuchten.
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Ist die Anzahl der für die Darstellung verfügbaren LEDs 20, 22 und 24 kleiner als die Anzahl an Zeichen in der Zeichenkette, kann, wie in 7 illustriert, die Zeichenkette segmentiert und können unterschiedliche Segmente nacheinander dargestellt werden. Bspw. können die ersten drei Zeichen der Zeichenkette durch die LEDs 20, 22 und 24 zum Zeitpunkt T1 dargestellt werden und die letzten drei Zeichen der Zeichenkette durch die LEDs 20, 22 und 24 zum Zeitpunkt T2 dargestellt werden, indem die LEDs wie im Zusammenhang mit 5 beschrieben aktiviert und deaktiviert werden. Natürlich kann, wie in 8 illustriert, eine segmentierte Darstellung auch unter Verwendung mehrfarbiger LEDs erfolgen, indem die LEDs (zu den Zeitpunkten T1 und T2) wie im Zusammenhang mit 6 beschrieben betrieben werden.
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9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Prozesses. Dabei wird in Schritt 2000 die Adresse 30 oder 32 in dem Speicher eines E/A Geräts (bspw. in Speicher 14 des E/A-Moduls 130) gespeichert. Wird in Schritt 2100 beim Überprüfen der Adresse 30 oder 32 mittels optischen Anzeigens der Adresse 30 oder 32 festgestellt, dass die gespeicherte Adresse mit einer für das E/A-Gerät vorgesehenen Adresse übereinstimmt, kann die Adresse zum Aufbau eines Kommunikationskanals verwendet werden, der anders und insbesondere stärker gesichert ist als andere durch das E/A-Gerät aufgebaute Kommunikationskanäle.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 10
- Schaltung
- 12
- Prozessor
- 14
- Speicher
- 20
- LED
- 22
- LED
- 24
- LED
- 30
- Adresse
- 32
- Adresse
- 40
- lichtemittierendes Bauteil
- 42
- lichtemittierendes Bauteil
- 44
- lichtemittierendes Bauteil
- 46
- lichtemittierendes Bauteil
- 48
- lichtemittierendes Bauteil
- 50
- lichtemittierendes Bauteil
- 100
- Feldbusknoten
- 110
- Feldbuskoppler
- 112
- Busschnittstelle
- 114
- Feldbusschnittstelle
- 120
- E/A-Modul
- 122
- Busschnittstelle
- 124
- Ausgang
- 130
- E/A-Modul
- 132
- Busschnittstelle
- 134
- Eingang
- 140
- Sensor
- 150
- Aktor
- 160
- Lokalbus
- 200
- Feldbusknoten
- 300
- Feldbusknoten
- 400
- übergeordnete Steuereinheit
- 500
- Feldbus
- 600
- Rechner
- 700
- Vorrichtung
- 800
- Vorrichtung
- 1000
- Feldbussystem
- 2000
- Schritt
- 2100
- Schritt
