[发明专利]用于插入计算机系统的装置和计算机系统有效

专利信息
申请号: 201010245819.6 申请日: 2010-08-03
公开(公告)号: CN101995841A 公开(公告)日: 2011-03-30
发明(设计)人: 延斯·基德勒斯;马库斯·沃尔特 申请(专利权)人: 西门子公司
主分类号: G05B19/048 分类号: G05B19/048;G06F21/00
代理公司: 北京康信知识产权代理有限责任公司 11240 代理人: 吴孟秋;李慧
地址: 德国*** 国省代码: 德国;DE
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摘要:
搜索关键词: 用于 插入 计算机系统 装置
【说明书】:

技术领域

发明涉及与安全相关的控制器的技术领域,特别是必须根据标准EN 61508的要求这样地设计用于有存储器可编程的控制器的硬件和软件,即该硬件和软件满足功能的安全性。在与安全相关的系统中,用于关键的过程的例如有存储器可编程的控制器包括电力的、电子的或可编程的电子的组件,并且这些组件的故障对于人或周围环境意味着决定性的危险,因此必须将其设计用于对安全性作出特别的安全保证。以下作为实例列出了需要提高的安全性的应用情况:核电站、用于安全技术重要的系统的控制技术装置、轨道应用(Bahnanwendungen)、通信技术、信号技术和数据处理系统、化学过程,但是也例如有小型装置,如用于冲制板部件的冲压机。

背景技术

除了通常的有存储器可编程的控制器、例如将该控制器设计为具有用于控制工业过程的特殊系统构造的结构单元之外,也存在所谓的Software(软件)-SPS的控制器,即有存储器可编程的控制器(speicherprogrammierbare Steuerungen),这种控制器利用软件进行模拟。这种Soft(软件)-SPS例如包括PC(个人计算机)、优选的是工业PC、特别是具有输入/输出模块或现场总线扩展部的PC,该扩展部用于例如通过Profibus(现场总线)或Profinet(基于工业以太网技术的自动化总线标准)连接工业过程中的外围装置。

如果为了控制上面列出的安全关键的装置其中之一而使用这样的Soft-SPS,那么所使用的硬件以及所使用的软件必须满足根据标准EN 61508的安全性要求。该标准描述了关于可能的错误和故障的要求,该要求在运行期间必须被识别或为了确定非关键的故障的部分而被分析。为了实现高的错误曝光度(Fehleraufdeckungsgrade)所需要的是,必须附加提供除了由计算机系统提供的系统节拍之外的第二独立时基。如果用于工业过程的控制装置的设计者现在要使用具有Software-SPS的标准PC,那么该使用者由于不同的PC系统而受到硬件的限制,并在其使用具有相应的有存储器可编程的软件控制器的标准PC系统时受到限制。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种装置,该装置能够实现将具有用于模拟有存储器可编程的控制器的软件的计算机系统利用简单的装置扩展为用于控制安全关键的应用的计算机系统。

该目的通过提供一种装置来实现,该装置包括:用于插入计算机系统的插接装置;存储模块,其中存储模块可通过插接装置与计算机系统的总线系统连接,并且其中在该装置内部,用于产生第一时间信号的第一装置和微控制器这样地共同作用,即通过插接装置将第一时间信号提供给计算机系统。为了提高错误曝光度,对于用于安全关键的过程的计算机系统,除了受系统限制的、在计算机系统内部产生的时基之外,现在存在附加的时基,该时基相对于计算机系统中的时基是独立的。

此外,微控制器设计用于将相对于计算机系统独立的时基提供给用于控制工业过程的、可在计算机系统上执行的不出故障的软件使用。利用该装置提供了一种附加的安全模块,该模块产生独立的时基,并且将该时基通过微控制器提供给计算机系统使用,并且相对于计算机系统自身的时基是独立的。以有利的方式可以因此通过在例如任意的PC中插入附加的安全模块从而创造出对于用于控制安全关键的过程的不出故障的Software-SPS的硬件条件。

以有利的方式将用于产生第一时间信号的第一装置设计为石英振荡器。

在另一个有利的实施方案中,根据本发明的装置具有用于产生第二时间信号的第二装置。通过在根据本发明的装置上提供第二附加的时基,进一步提高了在安全关键的过程中的对于应用的可靠性。利用用于产生第二时间信号的、优选地设计为实时时钟的第二装置,不依赖于通过计算机系统的现有的PC组件形成第二时基。当例如计算机系统内的系统管理中断(SMI)时,提高了可靠性,这是因为该系统管理中断现在没有影响到时间信号,然后不取决于计算机系统而产生了两个时间信号。

该装置的另一个实施方案设计为,设有用于对至少第一时间信号进行加密的保险装置。由此,安装在计算机系统上的不出故障的软件可能需要刚好提供了被加密的时间信号的插入的装置。不出故障的软件的未被允许的复制可能由此失效,这是因为该不出故障的软件仅仅和装置的加密的时间信号共同工作。

为了能够实现仅仅利用插入计算机系统的装置来使用不出故障的软件,该装置还具有用于读出许可密钥的装置。该用于读出许可密钥的装置随后可以为计算机系统上的软件提供许可码,该许可码在软件上被周期性地询问,或如此设计该装置,即该用于读出许可密钥的装置对来自于软件的编码进行询问。

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