[实用新型]过程自动化技术的现场设备和用于该现场设备的改装模块

说明书

本申请涉及过程自动化技术的现场设备和用于该现场设备的改装模块。其中，过程自动化技术的现场设备包括具有至少一个通信接口的现场设备电子器件和具有多个功能单元的安全模块，多个功能单元用于实现多个不同水平的预定IT安全等级，其中，安全模块包括用于选择IT安全等级的选择元件，其中，根据选择，激活用于实现所选择的IT安全等级所需要的功能单元，且/或停用不需要的功能单元。

技术领域

本发明涉及现场设备和改装模块。

背景技术

在现有技术中已知有各种类型的现场设备。

在此，术语“现场设备”涵盖了与生产过程直接相关的各种技术设备。因此，现场设备可以特别是致动器、传感器和测量转换器和/或评估设备。

在本申请使用的术语中，必须将分配给控制室区域的上级单元与现场设备明确地区分开。

迄今为止，用于过程自动化的已知现场设备仅具有用于实现IT安全方面的特定于制造商的定义设备和方法。各个国家的最新法律规定要求对关键基础设施(KRITIS)实施预定的安全等级(SL)。

多年来，现场设备作为过程测量设备一直在各种应用中可靠地测量介质的与过程相关的测量变量。在过程控制技术的早期，确定的测量值主要通过模拟接口(例如，4-20mA接口)以模拟的方式从过程测量设备传输到上级单元(例如，评估设备或过程控制中心)。在数字化的过程中，通过额外地施加数字信号(例如，根据HART标准)扩展了该标准，由此使得过程测量设备与过程控制中心之间能够进行双向通信。然而，这种过程控制系统的特征在于，设备基本上是孤立运行的。未提供在不同位置或不同公司的不同过程控制系统之间的连接或到万维网的系统连接。

近年来，特别是随着第四次工业革命(工业4.0)的到来，已证明有必要通过更高程度的联网(例如，通过万维网)来将整个过程控制系统甚至整个生产现场相互链接。然而，与此伴随的工业IT系统和办公IT系统的联网特别是在IT安全领域中带来了一系列新的挑战，这使得迫切地需要继续发展现有的设备和部件。

最近可用的自给式现场设备(特别是自给式传感器)导致了另一应用领域。传感器(即，该产品系列的现场设备)的特征在于特别简单的安装且无需通信线或电源线。通常使用窄带无线电技术(LoRa、Sigfox、NB-IOT) 将这些现场设备确定的测量值传输到云端(即，万维网上的服务器)。这种现场设备的典型应用场景包括诸如洪水预报、库存管理或其他分散分布式测量任务等领域。由于直接连接到万维网，这种现场设备本身就面临着来自网络的黑客攻击的永久威胁。

为了在将来也确保生产系统的可用性，各个行业目前正在制定标准，这些标准旨在加强过程控制系统的部件对意外或故意发起的外部攻击的恢复力，并因此提高现场设备的可用性，从而确保工厂操作员的生产率。

此外，立法机关还为设备的运营商和制造商制定了新的要求，这些要求旨在使诸如能源(电、天然气、石油)、运输(天空、铁路、水路、道路)、饮用水供应等关键基础设施(KRITIS)或数字基础设施能够抵御意外或故意的黑客攻击。为此，例如，一个示例是由欧洲议会通过的第 2016/1148号指令(NIS指令)，此后该指令被欧盟成员国实施为国家法律。

根据各自使用场所的危险情况，现有的网络安全标准(例如，IEC 62443、ISO27001)要求在此处使用的设备需满足标准化的IT安全等级，也称为安全等级(SL)。

例如，IEC 62443(自08/2013起)定义了以下安全等级，这些安全等级根据攻击者使用的手段、使用的物质和财政资源、技术技能和潜在动机进行了分类。

在此，安全等级SL0是纯理论构想，其中，不存在损害或篡改风险，并因此无需采取任何措施。

安全等级SL1描述了系统避免意外和非故意的损害或篡改的能力。