[發明專利]用于失效保護地傳輸的方法、安全開關裝置和控制單元

有效

• 申請號: 200910134413.8
• 申請日: 2009-04-09
• 公開（公告）號: CN101557278A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 赫伯特·巴特爾;沃爾夫岡·斯特里普夫
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H02H3/14
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 李 慧

技術領域

本發明涉及一種用于在發送器和接收器之間失效保護地 (sicherheitsgerichtete)傳輸信息的方法，其中將至少兩個涉及信息 的電報作為第一電報通過第一信道和作為第二電報通過第二信道 從發送器傳輸至接收器。本發明還涉及一種用于操縱在控制單元上 的安全開關裝置的方法。本發明也涉及一種安全開關裝置，適合用 于失效保護地將信息傳輸至控制單元及進行相反的傳輸，該安全開 關裝置具有用于第一信道的第一數據線和用于第二信道的第二數 據線，該安全開關裝置還具有用于在第一信道上發送/接收涉及信息 的第一電報和在第二信道上發送/接收第二電報的第一裝置。與該安 全開關裝置相對應地，本發明還涉及一種控制單元，適合用于失效 保護地將信息傳輸至安全開關裝置及進行相反的傳輸，該控制單元 具有用于第一信道的第一數據線和用于第二信道的第二數據線，該 控制單元還具有用于在第一信道上發送/接收涉及信息的第一電報 和在第二信道上發送/接收第二電報的第三裝置。

背景技術

例如，為了在過程自動化中實現安全的現場總線通信，使用了 安全開關裝置，如失效保護的傳感器，其具有光柵、激光掃描儀、 雙手鍵控器、腳踏墊等的功能。

根據現有技術，在失效保護系統中或者在將安全開關裝置的數 據失效保護地傳輸至上一級的控制單元的情況下，根據IEC61 784-3附錄A，Model(模板)B和C，雙重發送了具有差錯檢測后 綴(Sicherungsanhang)的電報。因為此處將冗余地在兩個電報中的 信息內容在兩個不同的數據信道上或者在時間上滯后地一個接一 個地在一個數據信道上傳輸至接收器或者傳輸至控制單元，所以該 傳輸方法的缺點在于相對于數據量的較低的差錯檢測。

由此需要進一步的措施用來識別被干擾的數據。這可能借助于 循環冗余校驗的校驗和而得以實現。該校驗和越長，則差錯檢測越 高。然而長的校驗和延長了電報，以至于可能對控制系統的反應時 間造成不利影響。

在根據CAN-Bus(CanopenSafety)的解決辦法中，同樣地將 失效保護的信息雙重地傳輸(符合ModelC)。

發明內容

由此就將信息冗余地在兩條數據線上發送至接收器。本發明的 目的在于，提出一種在發送器和接收器之間失效保護地傳輸信息時 具有提高的數據安全性的方法。

在開頭所述方法中，該目的由此實現，即為了識別出在傳輸期 間對信息產生影響的差錯，至少從第一電報的第一子集中生成第一 識別碼用于第二電報，該第一識別碼在接收器中應用于測定包含在 第一電報中的信息的完整性。根據本發明，不像在現有技術中那樣 在分開的數據線上再次傳輸需要保護的數據，而是生成第一識別 碼，將需要保護的數據的一個所謂的散列值(Hash-Wert)通過第二 數據線來傳輸。在此有利的是，在不提高每個信道或者說每條導線 的數據量的情況下達到足夠高的數據安全性。此外可以通過該方法 以有利的方式來滿足這樣的要求，即從發送器到接收器以及相反操 作的電報響應的反應時間很短。在小數據量，例如16比特信息的 情況下和在低波特率(小于1兆波特)的情況下該優點特別明顯。

在一個有利的設計方案中，從第一電報的與第一子集 (Teilmenge)不同的第二子集中生成第二識別碼用于第二電報。該 識別碼通常是CRC值。CRC是CyclicRedundancyCheck(循環冗 余校驗)的縮寫。該循環冗余校驗是一種來自信息技術的方法，用 于確定用于數據的校驗值，以能夠在傳輸數據時來識別出差錯。通 過在第二電報中生成第二識別碼，也就是另一個CRC校驗值，再 次進一步提高了數據安全性。所以為了驗證無差錯性 (Fehlerfreiheit)而延長該CRC校驗值。

為了在接收器中簡化地和更快速地分配(Zuordnung)電報， 如果生成連續的數字用于第二電報，則這是有利的。如果附加地生 成連續的數字用于第一電報以用來在接收器中分配電報，則使分配 進一步得以簡化。