[发明专利]网络装置和用于运行自动化网络的网络装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络装置以及用于运行自动化网络的网络装置的方法。

背景技术

自动化网络中的智能现场设备和控制器既确定性地经由同步和异步的实时通信也借助非确定性的方法、例如在使用OPC协议（OPC：Object Linking and Embedding for Process Control，用于过程控制的对象链接和嵌入）的条件下通信。这种现场设备和控制器的控制程序大多用标准化的编程语言来设计和编译，例如根据IEC标准61131。现场设备和控制器中的控制装置的交互例如用诸如Step7的工程工具以及用相应的设备描述来设计。在此，对确定性的实时应用进行精确计时地计划和转换，以便然后加载到现场设备上。对用于现场设备或控制器的该实时应用或所涉及的应用映像的例如经由OPC设备通信的事后更改是不可能的。

为了能够更改现场设备和控制器中的配置或对现场设备和控制器中的实时应用进行软件寿命管理，通常需要关断设备中运行的实时应用或者关断现场设备本身或者改建所涉及的设备。在任何情况下都会显著影响所涉及的实时应用的功能。

对于嵌入式系统中常规的、无实时能力的设备（即嵌入式系统中的嵌入式设备）来说，已知从实时应用的一个映像向另一个映像或从一个存储区域到另一个存储区域的所谓切换，其中所涉及的现场设备在通过这种映像交换而更新时一般必须重新启动。

在办公领域中采用的常规操作系统，例如Windows或Linux，使得能够在进行的运行中进行特定的操作系统更新或对病毒签名进行更新并且无需重新启动地继续使用该系统。但是这不是安全性关键的实时应用，在现场设备中通常就是如此。

对于嵌入式设备中的密钥材料的更新来说，已知其中并行地遵循两组必要密钥的机制，这两组必要密钥都配有有效时间段。如果一个密钥组到期，则转换到第二密钥组。到期的密钥组在无实时要求的情况下更新并且在当前有效的密钥组到期时被提供使用。这种方法例如在BACnet协议（Building Automation Control Network Protocol，建筑自动化控制网络协议）中针对BACnet安全性标准化。BACnet由楼宇自动化设备或安全管理设备支持。

但是，常规的系统和方法不是用于更新有实时能力的应用的确定性方法。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种改进的网络装置以及一种改进的方法，该方法用于运行具有实时要求的自动化网络的网络装置。

据此，建议一种自动化网络的网络装置。该网络装置借助用于提供网络装置的功能的实时应用来设立，其中该实时应用具有至少一个预定的可更新参数。网络装置具有用于在更新存储区域中存储可更新参数的更新数据并且用于在应用存储区域中存储实时应用的应用数据的存储装置，其中更新存储区域和应用存储区域是相互分离的。网络装置被设立为，使得在将更新数据写入更新存储区域之后在预先给定的更新时刻将指向应用存储区域的第一存储器地址更改为指向存储更新数据的更新存储区域的第二存储器地址，其中该更改在事先设定的更新时隙内确定性地在实时应用的运行时间进行。

网络设备尤其可以是现场设备。现场设备例如经由现场总线或经由实时以太网连接与控制和管理系统连接。在控制和管理系统中例如对现场设备所产生的数据进行分析。这些数据用于调节、控制和其它处理。对这种现场设备提出关于效率、鲁棒性和可用性的高要求。

此外建议一种用于运行自动化网络的网络装置的方法。该网络装置在此借助用于提供网络装置的功能的实时应用来设立并且具有至少一个预定的可更新参数。该方法包括在更新存储区域中存储可更新参数的更新数据以及在应用存储区域中存储实时应用的应用数据，其中更新存储区域和应用存储区域相互分离。该方法还具有：将可更新参数的更新数据写入更新存储区域中；以及在将更新数据存储在更新存储区域之后在预先给定的更新时刻将指向应用存储区域的第一存储器地址更改为指向存储更新数据的更新存储区域的第二存储器地址，其中该更改在事先设定的更新时隙内确定性地在实时应用的运行时间进行。

所建议的网络装置和所建议的方法使得能够在运行时间更新诸如现场设备的网络装置中实时应用的可更新参数，也就是在该实时应用期间更新所述可更新参数，而无需中断或结束实时应用。从而例如通过在现场设备中调整操作系统补丁、病毒模式的签名列表或通过更新作为更新数据的密码密钥或到期的证书、防火墙和入侵检测系统（IDS）的攻击签名或规则库来实现网络装置及其实时应用的配置更改，而无需关闭并重新启动该现场设备或无需结束并重新启动在该现场设备上执行的实时应用。