DE10148029A1

DE10148029A1 - Data protection method for field equipment, by copying data from primary storage device to secondary storage device is secondary storage device is defective

Info

Publication number: DE10148029A1
Application number: DE2001148029
Authority: DE
Inventors: Stefan Maier
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-24

Abstract

The method involves checking for errors in the data in a secondary storage device (Q), and the data in a primary storage device (P), at the start of an application program. If both are error-free, the application program is initialized with the data from the primary storage device. If the primary and secondary storage devices are defective, the application program is initialized with default vales. If the secondary storage device is defective, data are copied from the primary to the secondary storage device. If the primary storage device is defective, the latest valid data are copied from the secondary storage device into the primary storage device. The storage devices may be EEPROM devices.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Datensicherung bei einem Feldgerät. The invention relates to a method for data backup in a Field device.

In der Prozeß- und Automatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte zur Erfassung und Beeinflussung von Prozeßgrößen (z. B. Druck, Temperatur, Durchflusss, Füllstand) eingesetzt. Field devices are often used in process and automation technology Recording and influencing process variables (e.g. pressure, temperature, Flow, level).

Beispiele für solche Feldgeräte sind Temperatur-Meßgeräte, die die Temperatur eines Prozeßmediums erfassen, Durchflußmesser, die den Durchfluß eine Flüssigkeit Prozeßmediums in einem Rohrleitungsabschnitt erfassen oder Füllstandsmesser, die den Füllstand einer Flüssigkeit oder eines Schüttgutes in einem Behälter bestimmen. Examples of such field devices are temperature measuring devices, which Detect temperature of a process medium, flow meter, the Flow of a liquid process medium in a pipe section Capture or level meters that measure the level of a liquid or of bulk goods in a container.

In der Regel sind mehrere Feldgeräte mit einem Leitsystem über einen Datenbus verbunden. Vom Leitsystem aus erfolgt die zentrale Steuerung des Prozessablaufes. Die Datenübertragung auf dem Datenbus erfolgt nach den internationalen Standards wie Profibus, Foundation Fieldbus, Can-Bus etc. As a rule, there are several field devices with a control system via one Data bus connected. The central control of the Process flow. The data transmission on the data bus takes place according to the international standards such as Profibus, Foundation Fieldbus, Can-Bus etc.

Neben der reinen Meßwertübertragung erlauben Feldgeräte auch die Übertragung von verschiedenen im Feldgerät abgespeicherten Informationen wie z. B. Nullpunkt, Meßwertspanne, ganze Meßkurven sowie Diagnoseinformationen. Die Art und Weise der Meßwerterfassung und der Datenübertragung wird durch im Feldgerät selbst abgespeicherte Parameter bestimmt. Die Parameter können von einem Steuergerät aus oder am Feldgerät selbst eingestellt werden. In addition to the pure transmission of measured values, field devices also allow Transmission of various information stored in the field device such as B. zero point, measured value range, entire measurement curves and Diagnostic information. The way of data acquisition and Data transmission is carried out by parameters stored in the field device itself certainly. The parameters can be from a control unit or on Field device can be set itself.

Dieser Vorgang wird auch als Konfigurierung und Parametrierung des Feldgerätes bezeichnet. This process is also called configuration and parameterization of the Field device called.

Bei jeder Erstinstallation oder bei einem Gerätetausch muß das Feldgerät entsprechend konfiguriert und parametriert werden. The field device must be used for each initial installation or when replacing a device configured and parameterized accordingly.

Für die Gewährleistung aller unterschiedlichen Funktionalitäten ist im Feldgerät ein Mikroprozessor vorgesehen, in dem ein entsprechendes Anwendungsprogramm abläuft. Das Anwendungsprogramm und die entsprechenden Parameter sind in einem permanenten Speicher (EEPROM- Speicher) abgespeichert und werden bei der Initialisierung des Feldgerätes in einen flüchtigen Speicher RAM geladen. To ensure all different functionalities is in the A microprocessor is provided in the field device, in which a corresponding Application program expires. The application program and the the corresponding parameters are stored in a permanent memory (EEPROM Memory) and are saved when the field device is initialized a volatile memory RAM loaded.

Treten Fehler beim Beschreiben des EEPROMS auf, z. B. durch Spannungsunterbrechung oder durch elektromagnetische Einkopplungen (EMV) so ist in der Regel nicht nur ein Parameter sondern der ganze Parametersatz nicht mehr brauchbar und bei einem Softwarestart müssen die im Feldgerät permanent abgespeicherte Default-Werte verwendet werden. Insbesondere bei Parameterwerten, die die Kommunikation mit dem Leitsystem betreffen ist der ein Rückgriff auf die Default-Werte notwendig, da andernfalls eine sichere Kommunikation mit dem Leitsystem nicht mehr möglich wäre. If errors occur when describing the EEPROM, e.g. B. by Voltage interruption or through electromagnetic coupling (EMC) is usually not just one parameter but the whole Parameter set no longer usable and when starting the software, the default values permanently stored in the field device are used. Especially in the case of parameter values that facilitate communication with the Regarding the control system, the default values have to be used because otherwise secure communication with the control system is no longer possible it is possible.

Nachteilig hierbei ist, daß die zuletzt geänderten Parameterwerte sich erheblich von den Default-Werten unterscheiden können, so daß das Anwendungsprogramm mit relativ veralteten Parameterwerten arbeitet. Dies ist nicht erwünscht. The disadvantage here is that the last changed parameter values are can differ significantly from the default values, so that the Application program works with relatively outdated parameter values. This is not desirable.

Weiterhin müssen die nicht mehr gültigen veralteten Parameterwerte aufwendig durch die aktuellen Werte ersetzt werden. Furthermore, the obsolete parameter values that are no longer valid must be used are laboriously replaced by the current values.

Aus der EP-1 108 984, "Programmierbares Feldgerät", vom 11.02.2000 ist ein Verfahren zur Datensichung bekannt, bei dem zwei Speicherbereiche in einem EEPROM-Speicher vorgesehen sind, in denen die Parameterwerte jeweils identisch (gespiegelt) abgespeichert sind. Tritt beim Speichern ein Fehler auf, so ist immer nur ein Speicherbereich, der momentan geöffnete, betroffen, so daß in dem gerade nicht betroffenen Speicherbereich, die zuletzt d. h. die vor der letzten Änderung gültigen Parameterwerte immer noch verfügbar sind. From EP-1 108 984, "Programmable Field Device", dated February 11, 2000 is a Method for data backup known, in which two memory areas in an EEPROM memory are provided in which the parameter values are stored identically (mirrored). Occurs when saving Error, there is always only one memory area that is currently open, affected, so that in the memory area just not affected, the last d. H. the parameter values valid before the last change are still Are available.

Wird ein Fehler festgestellt, so weist ein Zeiger auf den zuletzt gültigen Datensatz hin und das Anwendungsprogramm "holt sich" die zuletzt gültigen Daten (Parameterwerte) bei der Initialisierung. If an error is found, a pointer points to the last valid one Data record out and the application program "gets" the last valid Data (parameter values) during initialization.

Bei diesem Verfahren muss nicht mit den Default-Werten initialisiert werden, sondern es stehen die vor dem Fehlerfall gültigen Parameterwerte zur Verfügung. This procedure does not have to initialize with the default values, instead, the parameter values valid before the error are available Available.

Bei diesem Verfahren ist es aber notwendig, daß das Anwendungsprogramm so progammiert wird, daß es einen Zugriff auf die beiden Speicherbereiche in Abhängigkeit des Zeigers ermöglicht. Dies ist jedoch nur möglich, wenn an diese Möglichkeit bei der Programmierung des Anwendungsprogramm gedacht wurde. With this procedure it is necessary that the application program is programmed so that there is access to the two memory areas in Dependency of the pointer enables. However, this is only possible if on this possibility when programming the application program was thought.

Eine spätere Anpassung des Anwendungsprogramms ist nur aufwendig möglich. A later adaptation of the application program is only complex possible.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Datensicherung bei einem Feldgerät vorzuschlagen, das die oben genanten Nachteile nicht aufweist, das insbesondere eine einfache und kostengünstige Datensicherheit gewährleistet. The invention is therefore based on the object of a method for Propose data backup for a field device, that does not have the disadvantages mentioned above, in particular one simple and inexpensive data security guaranteed.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Datensicherung bei einem Feldgerät, das zwei Speicherbereiche, einen Primärspeicher zum Lesen von Daten und einen Sekundärspeicher zum Sichern von Daten, in einem Speicher aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten

a) Kopieren der Daten des Primärspeichers in den Sekundärspeicher nach jeder Änderung der Parameterwerte
b) Prüfen der Daten des Sekundärspeichers auf Fehler
c) Prüfen der Daten des Primärspeichers auf Fehler

This object is achieved by a method for data backup in a field device, which has two memory areas, a primary memory for reading data and a secondary memory for backing up data, with the following method steps

a) Copy the data from the primary memory into the secondary memory after each change of the parameter values
b) Check the data of the secondary storage for errors
c) Checking the data of the primary storage for errors

Falls beide Speicherbereiche fehlerfrei

1. Initialisierung des Anwendungsprogramms mit den Daten des Primärspeichers,

falls der Primär- und Sekundärspeicher defekt,

1. Initialisierung des Anwendungsprogramms mit den Default-Werten;

falls der Sekundärspeicher defekt

1. Kopieren der Daten des Primärspeichers in den Sekundärspeicher

falls beide Speicherbereiche in Ordnung,

1. Vergleichen der einzelnen Daten der Speicher miteinander und nur bei Ungleichheit Kopieren der Daten des Primärspeichers in den Sekundärspeicher

falls der Primärspeicher defekt,

1. Kopieren der zuletzt gültigen Daten des Sekundärspeichers in den Primärspeicher und Initialisierung des Anwendungsprogramms mit den Daten des Primärspeichers.

If both memory areas are free of errors

1. Initialization of the application program with the data of the primary memory,

if the primary and secondary storage is defective,

1. Initialization of the application program with the default values;

if the secondary storage is defective

1. Copy the data from the primary storage to the secondary storage

if both storage areas are OK,

1. Compare the individual data of the memory with each other and only in case of inequality copying the data of the primary memory into the secondary memory

if the primary storage is defective,

1. Copy the last valid data from the secondary memory into the primary memory and initialize the application program with the data from the primary memory.

Die wesentliche Idee der Erfindung liegt darin, daß das Lesen der Daten immer aus dem Primärspeicher erfolgt und daß bei fehlerhaften Daten im Primärspeicher, die Daten aus dem Sekundärspeicher in den Primärspeicher kopiert werden, um so die ungültigen Daten durch die zuletzt gültigen Daten zu ersetzen und eine hohe Datensicherheit zu gewährleisten. The essential idea of the invention is that reading the data always takes place from the primary memory and that in the case of incorrect data in the Primary storage, the data from the secondary storage in the primary storage are copied so that the invalid data is replaced by the last valid data to replace and ensure high data security.

Nur wenn beide Speicherbereiche defekt sind wird auf die Default-Werte zurückgegriffen. Only if both memory areas are defective will the default values resorted.

Das Anwendungsprogramm greift normalerweise nur auf den Primärspeicher zu. So kann dieses Verfahren einfach auch bei bereits vorhandenen Anwendungsprogrammen eingesetzt werden ohne, daß eine Softwareänderung der Anwendung notwendig ist. The application program normally only accesses the primary memory to. So this procedure can easily be done with already existing ones Application programs are used without that Software change of the application is necessary.

In einer vorteilhaften Weiterentwicklung des Verfahrens erfolgt die Überprüfung der Speicherbereiche jeweils mit einer Checksummenbildung. In an advantageous further development of the method, the Checking the memory areas each with a checksum.

Eine alternative Überprüfung ist das CRC-Verfahren (Cyclic Redundance Check). An alternative check is the CRC process (Cyclic Redundance Check).

In vorteilhafter Weise sind die beiden Speicherbereiche in einem EEPROM- Speicher vorgesehen. The two memory areas are advantageously in an EEPROM Memory provided.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: The invention is illustrated by the following drawings. It shows:

Fig. 1 Datenbussystem mit mehreren Feldgeräten in schematischer Darstellung Fig. 1 data bus system with several field devices in a schematic representation

Fig. 2 Feldgerät in schematischer Darstellung Fig. 2 field device in a schematic representation

In Fig. 1 ist ein Datenbussystem DBS mit mehreren Feldgeräten und einem Prozeßleitsystem PLS dargestellt. Bei den Feldgeräten handelt es sich um Sensoren S und Aktoren A. Die Datenbusteilnehmer sind über eine Datenbusleitung DBL miteinander verbunden. In Fig. 1, a data bus system DBS with a plurality of field devices and a process control system is illustrated. The field devices are sensors S and actuators A. The data bus participants are connected to one another via a data bus line DBL.

Das Prozeßleitsystem PLS ist in der Regel in einem Kontrollraum angeordnet von dem aus die gesamte Prozeßsteuerung zentral erfolgt. Die Sensoren S und Aktoren A sind "im Feld" bei den einzelnen Prozeßkomponenten (Tank, Befüllvorrichtung, Pipeline etc.) angeordnet. The PLS process control system is usually arranged in a control room from which the entire process control takes place centrally. The sensors S and actuators A are "in the field" for the individual process components (tank, Filling device, pipeline etc.) arranged.

Die Sensoren S1, S2 und S3 erfassen z. B. die Prozeßvariablen Temperatur T, Druck D und Durchfluß F an jeweils einer bestimmten Prozeßkomponente. Die Aktoren A1 und A2 sind z. B. Ventilsteuerungen, die den Durchfluß einer Flüssigkeit oder eines Gases durch einen Rohrleitungsabschnitt regeln. The sensors S1, S2 and S3 detect z. B. the process variable temperature T, Pressure D and flow F at a particular process component. The Actuators A1 and A2 are e.g. B. valve controls that control the flow of a Regulate liquid or gas through a pipe section.

Die Datenkommunikation zwischen dem Prozeßleitsystem PLS, den Sensoren S und den Aktoren A erfolgt in bekannter Weise nach einer international standardisierten Übertragungstechnik (z. B. RS 485 oder IEC 1158) mittels spezieller Protokolle (z. B. PROFIBUS oder FOUNDATION FIELDBUS, CAN- Bus). The data communication between the process control system PLS, the sensors S and the actuators A takes place in a known manner according to an international standardized transmission technology (e.g. RS 485 or IEC 1158) using special protocols (e.g. PROFIBUS or FOUNDATION FIELDBUS, CAN- Bus).

In Fig. 2 ist der Sensor S1, als Beispiel für ein Feldgerät näher dargestellt. Der Sensor S1 ist direkt an die Datenbusleitung DBS angeschlossen ist. Der Anschluss erfolgt mittels eines T-Kopplers T, der über eine Datenleitung DL1 mit einer Feldbusschnittstelle FBS verbunden ist. Die Feldbusschnittstelle FBS unterstützt alle Sende- und Empfangsfunktionen entsprechend der eingesetzten Übertragungstechnik. In FIG. 2, the sensor is shown in more detail as an example of a field device S1. The sensor S1 is connected directly to the DBS data bus line. The connection is made by means of a T-coupler T, which is connected to a fieldbus interface FBS via a data line DL1. The FBS fieldbus interface supports all send and receive functions in accordance with the transmission technology used.

Von der Feldbusschnittstelle FBS führt eine Datenleitung DL2 zu einer Kommunikationseinheit KE, die Telegramme von der Datenbusleitung liest oder selbst Telegramme auf die Datenbusleitung DBL schreibt. A data line DL2 leads from the fieldbus interface FBS to one KE communication unit that reads telegrams from the data bus line or even writes telegrams on the DBL data bus line.

Die Kommunikationseinheit KE ist über eine Datenleitung DL3 mit einem Mikroprozessor µP verbunden. The communication unit KE is connected to a via a data line DL3 Microprocessor µP connected.

Das Anwendungsprogramm, das die Funktionalität des Feldgerätes S1 bestimmt und die Default-Werte für die Parameter, sind in einem nicht flüchtigen Speicher S abgespeichert. The application program that supports the functionality of the field device S1 determined and the default values for the parameters are not in one volatile memory S stored.

Die aktuellen Parameter für das Anwendungsprogramm sind in einem Speicher EE abgespeichert. The current parameters for the application program are in one Memory EE saved.

Bei dem Speicher EE handelt es sich um einen sogenannten elektrisch löschbaren und wieder programmierbaren Speicher (Flash-Memory bzw. Flash-EPROM), der zwei Speicherbereiche, einen Primärspeicher P und einen Sekundarspeicher Q, aufweist. The memory EE is a so-called electrical erasable and re-programmable memory (flash memory or Flash EPROM), the two memory areas, a primary memory P and one Secondary memory Q has.

Beim Programmstart wird das Anwendungsprogramm sowie die Parameter (Default-Werte oder aktuelle Werte) in den Mikroprozessor µP geladen und gestartet. When the program starts, the application program and the parameters (Default values or current values) loaded into the microprocessor µP and started.

Der Mikroprozessor µP ist weiterhin mit einer Anzeige- und Bedieneinrichtung AB (z. B. Tastatur mit Display) verbunden. The microprocessor µP is also equipped with a display and operating device AB (e.g. keyboard with display) connected.

Der Mikroprozessor µP ist mit einem RAM (random access memory) verbunden. The microprocessor µP is equipped with a RAM (random access memory) connected.

Zusätzlich ist der Mikroprozessor µP noch über einen A/D-Wandler AD mit einem Meßwertaufnehmer MWA verbunden. Der A/D-Wandler wandelt das analoge Meßsignal des Meßwertaufnehmers MWA in ein digitales Meßsignal um, das im Mikroprozessor µP verarbeitet wird. In addition, the microprocessor µP is also provided with an AD converter AD connected to a MWA sensor. The A / D converter converts that Analog measurement signal from the MWA transducer into a digital measurement signal um, which is processed in the microprocessor µP.

Die Feldbusschnittstelle FBS liefert die gesamte Stromversorgung des Sensors S1. The fieldbus interface FBS supplies the entire power supply of the Sensor S1.

Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. Beim ersten Programmstart wird das Anwendungsprogramm zusammen mit den Default-Werten für die Parameter aus dem Speicher S in den Mikroprozessor µP geladen und ausgeführt. The method according to the invention is explained in more detail below. When the program is started for the first time, the application program is started with the default values for the parameters from the memory S in the Microprocessor µP loaded and executed.

Bei jedem weiteren Programmstart werden die Parameterwerte aus dem Primärspeicher verwendet. Each time the program is started, the parameter values from the Primary storage used.

Zuerst werden beim Programmstart die Parameterwerte des Sekundärspeichers Q in den RAM geladen und auf Fehler überprüft. Fehler in einem Speicher können bei einer Spannungsunterbrechung während des Schreibvorgangs oder durch EMV-Strahlung verursacht werden. Die Fehlerüberprüfung der Speicher erfolgt über die Checksummenbildung oder oder das CRC-Verfahren (Cyclic Redundance Check). First the parameter values of the Secondary memory Q loaded into RAM and checked for errors. mistake in a memory can in the event of a power failure during the Writing process or caused by EMC radiation. The The memory is checked for errors via the checksum formation or or the CRC (Cyclic Redundancy Check) process.

Nach der Prüfung des Sekundärspeichers Q werden die Parameterwerte des Primärspeichers in den RAM-Speicher geladen und entsprechend überprüft. Sind die Parameterwerte beider Speicherbereiche defekt, so wird das Anwendungsprogramm mit den Default-Werten aus dem Speicher S initialisiert. After checking the secondary memory Q, the parameter values of the Primary memory loaded into RAM and checked accordingly. If the parameter values of both memory areas are defective, this will be the case Application program with the default values from the memory S initialized.

Weist der Sekundarbereich Q einen Fehler auf so werden die Daten des Primärspeichers P in den Sekundärspeicher kopiert und mit den Parametern des Primärspeichers initialisiert. If the secondary area Q has an error, the data of the Primary memory P copied into the secondary memory and with the parameters of the primary storage initialized.

Sind beide Speicherbereiche P und Q fehlerfrei, so werden die einzelnen Parameterwerte verglichen. If both memory areas P and Q are error-free, the individual ones Compare parameter values.

Stimmen alle Parameterwerte überein so wird mit den Parametern des Primärspeichers initialisiert. If all parameter values match, the parameters of the Initialized primary storage.

Stimmen die Daten nicht überein, so werden die Parameterwerte des Primärspeichers P in den Sekundärspeicher Q kopiert und mit den Parameterwerten des Primärspeichers initialisiert. If the data do not match, the parameter values of the Primary memory P copied into the secondary memory Q and with the Initialized parameter values of the primary memory.

Durch dieses Verfahren ist ein hohes Maß an Datensicherheit gewährleistet. This procedure guarantees a high level of data security.

Claims

1. Method for data backup in a field device S1, which has two memory areas, a primary memory P and a secondary memory Q, into which the data of the primary memory P are copied after each data change, with the following method steps,

a) Checking the data of the secondary memory Q and the data of the primary memory P for errors when starting the application program

If both memory areas P and Q are free of errors

1. Initialize the application program with the data of the primary memory P,

if the primary and secondary storage P, Q are defective,

1. Initialize the application program with the default values;

if the secondary storage is defective

1. Copy the data from the primary memory P into the secondary memory Q

if both memory areas P and Q are OK,

1. Comparison of the individual data of the memory areas P and Q with each other and only in the case of inequality copying the data of the primary memory P into the secondary memory Q.

if the primary storage is defective,

1. Copy the last valid data from the secondary memory Q into the primary memory P.

and initializing the application program with the data of the primary memory P.

2. The method according to claim 1, characterized in that the examination of the Storage areas P and Q are carried out via a checksum formation.

3. The method according to claim 1, characterized in that the checking of the memory areas P and Q over a CRC procedure takes place.

4. The method according to any one of claims 1 to 3 characterized in that both memory areas P, Q are provided in an EEPROM memory.