DE10358019A1

DE10358019A1 - Verfahren zur Aktualisierung eines Automatisierungssystems

Info

Publication number: DE10358019A1
Application number: DE10358019A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Büssert; Harald Herberth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2005-07-14
Also published as: FR2863733A1; FR2863733B1; US20050137997A1

Abstract

Ein Automatisierungssystem (1), umfassend ein Datenverarbeitungsgerät (2) und ein an dieses über ein Netzwerk (4) angeschlossenes Automatisierungsgerät (3), welches einen Netzwerk-Server (5), ein Betriebssystem (6) sowie ein unter dem Betriebssystem (6) betriebenes Anwendungsprogramm (7) aufweist, wird aktualisiert, indem über das Netzwerk (4) ein neues Betriebssystem (6') zum Automatisierungsgerät (3) übertragen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aktualisierung eines Automatisierungssystems, insbesondere eines Systems, in welchem Daten über das Internet/Intranet übertragen werden.

Automatisierungsgeräte, beispielsweise im Maschinenbau oder in verfahrenstechnischen Anlagen, weisen zunehmend Möglichkeit der Datenfernübertragung auf. Hierbei ist insbesondere das Internet/Intranet als Kommunikations-Netzwerk nutzbar. Mittels der Datenfernübertragung ist sowohl die Möglichkeit eines Auslesens von Daten, als auch eines Eingriffs in die vom Automatisierungsgerät bereitgestellte Steuerung oder Regelung gegeben. Unabhängig von einem derartigen Eingriff wird das Automatisierungsgerät stets mit demselben Betriebssystem, auch als Firmware bezeichnet, betrieben. Ist eine Erneuerung, d.h. Aktualisierung des Betriebssystems des Automatisierungsgerätes vorgesehen, so ist die neue Version des Betriebssystems vor Ort aufzuspielen. Aufgrund der fehlenden Bedienmöglichkeit am Automatisierungsgerät ist dazu in der Regel das transportable Speichermedium des Automatisierungsgerätes bei ausgeschaltetem Gerät zu entfernen und an einem geeigneten Arbeitsplatz mit der neuen Firmware zu bestücken. Das geänderte Speichermedium wird wieder im Automatisierungsgerät platziert und das Automatisierungsgerät eingeschaltet. Die Datenfernverbindung ist für diesen Zweck nach dem Stand der Technik nicht nutzbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einsatzmöglichkeiten von Datenfernverbindungen im Zusammenhang mit Automatisierungsgeräten zu erweitern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Hierbei wird von einem Datenverarbeitungsgerät aus ein aktualisiertes Betriebssystem über ein Netzwerk an ein Automatisierungsgerät übertragen. Das Automatisierungsgerät umfasst des Weiteren einen Netzwerk-Server sowie ein unter dem Betriebssystem betriebenes Anwendungsprogramm. Dieses kann als Firmware mit dem Betriebssystem zusammengefasst sein und wird bedarfsweise zusammen mit der aktualisierten Version des Betriebssystems erneuert. Durch die Möglichkeit, nicht nur Daten wie beispielsweise Messwerte oder Maschinenparameter, sondern das komplette Betriebssystem, gegebenenfalls zusammen mit einem zusätzlichen Anwendungsprogramm, zwischen dem Datenverarbeitungsgerät und dem Automatisierungsgerät zu übertragen, ist der durch das Automatisierungsgerät bedingte Wartungsaufwand vor Ort wesentlich reduziert. Das über das Netzwerk an das Automatisierungsgerät übertragene neue Betriebssystem ist vorzugsweise zum sofortigen Ersatz des bisherigen Betriebssystems vorgesehen, jedoch besteht prinzipiell auch die Möglichkeit, das neue Betriebssystem als weiteres Betriebssystem neben dem bisherigen Betriebssystem auf dem Automatisierungsgerät zu installieren.

In vorteilhafter Ausgestaltung wird das ursprüngliche Betriebssystem vor Inbetriebnahme des neuen Betriebssystems gesichert. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, im Fall einer nicht bestimmungsgemäßen Funktion des neuen Betriebssystems, welches zum Ersatz des ursprünglichen Betriebssystems vorgesehen war, letztgenanntes mit geringem Aufwand wieder in Betrieb zu nehmen.

Im Automatisierungssystem, welches das Datenverarbeitungsgerät, beispielsweise einen PC, sowie das Automatisierungsgerät umfasst, fungiert vorzugsweise das Datenverarbeitungsgerät als Client und das Automatisierungsgerät als Server. Prinzipiell ist auch eine umgekehrte Konstellation realisierbar, doch müsste in diesem Fall die Aktualisierung des Betriebssystems vom Automatisierungsgerät aus initiiert werden.

Als Netzwerk, an welches das Datenverarbeitungsgerät sowie das Automatisierungsgerät angeschlossen sind, ist grundsätzlich jedes gängige Bussystem, beispielsweise Profi-Bus, nutzbar. Sofern, wie dies bevorzugt der Fall ist, das Internet/Intranet als Netzwerk genutzt wird, erfolgt die Übertragung des Betriebssystems vorzugsweise über eine SSL (Secure Socket Layer)-verschlüsselte Verbindung. Die Übertragung des Betriebssystems über das Internet/Intranet kann mittels POST-Kommando oder PUT-Kommando ausgelöst werden.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung setzt die Übertragung des Betriebssystems über das Netzwerk eine Authentifizierung des Benutzers voraus. Zusätzlich oder alternativ ist als Sicherheitsmaßnahme das Betriebssystem beispielsweise mit einem auf dem Netzwerk-Server hinterlegten Zertifikat signiert.

Ferner sind Sicherheitsmechanismen über formularbasierte Anwendungen realisierbar.

Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass unabhängig davon, ob ein Automatisierungsgerät ohne Bedienungspersonal oder mit einem vor Ort anwesenden interaktiven Benutzer betrieben wird, eine schnelle, sichere Aktualisierung des Betriebssystems, d.h. der Firmware, des Automatisierungsgerätes möglich ist, wobei ansonsten notwendige logistische und sonstige Aufwendungen, beispielsweise Materialaufwendungen, zur Erneuerung des Betriebssystems und/oder weiterer Software des Automatisierungsgerätes eingespart werden.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand einer Figur näher erläutert, welche grob schematisiert ein Automatisierungssystem zeigt.
Ein Automatisierungssystem 1 umfasst ein Datenverarbeitungsgerät 2 und ein Automatisierungsgerät 3, wobei die genannten Geräte 2,3 über ein Netzwerk 4, nämlich das Internet/Intranet, verbunden sind. Zum Anschluss sowohl des Datenverarbeitungsgerätes 2, welches sich außerhalb des Produktionsstand ortes, an dem das Automatisierungsgerät 3 aufgestellt ist, befindet, als auch des Automatisierungsgerätes 3 sind im Ausführungsbeispiel Leitungen 8 vorgesehen. Alternativ sind auch drahtlose Verbindungen, insbesondere Funkverbindungen, zur Kommunikation zwischen dem Datenverarbeitungsgerät 2 und dem Automatisierungsgerät 3 nutzbar.
Die einzelnen Komponenten des Datenverarbeitungsgerätes 2, welches beispielsweise ein handelsüblicher PC oder ein größeres, komplexeres Datenverarbeitungssystem ist, sind in der Figur nicht weiter dargestellt. Das Automatisierungsgerät 3, welches beispielsweise der Ansteuerung verschiedener Motoren, Ventile usw. einer oder mehrere Maschinen oder Anlagen dient, weist einen Netzwerk-Server 5, ein Betriebssystem 6 und ein Anwendungsprogramm 7 auf. Hierbei können das Betriebssystem 6 und das Anwendungsprogramm 7 auch als Einheit zusammengefasst sein.
Ein aktualisiertes, auf dem Automatisierungsgerät 3 zu installierendes Betriebssystem 6' wird vom Datenverarbeitungsgerät 2 aus über das Netzwerk 4 an das Automatisierungsgerät 3 übertragen. Ein Einsatz von Servicepersonal vor Ort, d.h. am Ort des Automatisierungsgerätes 3, ist hierfür nicht erforderlich. Vor der Übertragung des zumindest teilweise geänderten Betriebssystems 6', welches das ursprüngliche Betriebssystem 6 ersetzt oder erweitert, wird letztgenanntes ausgelesen, d.h. die entsprechenden Daten vom Automatisierungsgerät 3 an das Datenverarbeitungsgerät 2 übertragen und dort gesichert. Zusätzlich oder alternativ ist bei Bedarf auch eine Sicherung des Betriebssystems 6 vor Ort, d.h. direkt im Automatisierungsgerät 3 und/oder in einem an dieses lokal anschließbaren Gerät, möglich.
Sämtliche Übertragungen, sowohl der Betriebssysteme 6,6' als auch sonstiger sicherheitsrelevanter Daten, erfolgen mittels https (hyper text transfer protocol secure), d.h. über eine SSL-gesicherte Verbindung. Der Übertragungsvorgang über das Internet/Intranet 4 wird entweder mittels eines POST-Befehls oder mittels eine PUT-Befehls ausgelöst. Durch die Aktualisierung von Daten, welche im Automatisierungsgerät 3 vorzuhalten sind, über eine Datenfernverbindung, nämlich das Internet/Intranet 4, ist das Verfahren insbesondere für aus räumlichen Gründen und/oder Sicherheitsgründen schwer zugängliche Anlagen oder Maschinen geeignet.
Weitere Sicherheitsvorkehrungen im Automatisierungssystem 1 sind dadurch getroffen, dass sich der Bediener des Datenverarbeitungsgeräts 2 vor Durchführung des Verfahrens authentifizieren muss, beispielsweise durch Benutzername- und Password-Eingabe und/oder durch biometrische Verfahren. Darüber hinaus ist das Betriebssystem 6,6' mit einem im Netzwerk-Server 5 hinterlegten Zertifikat signiert, so dass jederzeit überprüfbar ist, ob die vom Automatisierungsgerät 3 verwendete Firmware, d.h. das Betriebssystem 6,6' oder das Anwendungsprogramm 7 zusammen mit dem Betriebssystem 6,6', von einer dazu befugten Stelle herausgegeben wurde, und nicht durch eine unbefugte Person geändert wurde. Das Automatisierungssystem 1 bietet damit einen hohen Sicherheitsstandard bei zugleich einfachster Überwachungs- und Aktualisierungsmöglichkeit des Automatisierungsgerätes 3.

Claims

Verfahren zur Aktualisierung eines Automatisierungssystems (1), mit einem Datenverarbeitungsgerät (2) und einem an dieses über ein Netzwerk (4) angeschlossenen Automatisierungsgerät (3), welches einen Netzwerk-Server (5), ein Betriebssystem (6) sowie ein unter dem Betriebssystem (6) betriebenes Anwendungsprogramm (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass über das Netzwerk (4) ein neues Betriebssystem (6') zum Automatisierungsgerät (3) übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das neue Betriebssystem (6') das zuvor vom Automatisierungsgerät (3) verwendete Betriebssystem (6) ersetzt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zuerst verwendete Betriebssystem (6) vor Inbetriebnahme des neuen Betriebssystems (6') gesichert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenverarbeitungsgerät (2) als Client und das Automatisierungsgerät (3) als Server fungiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung des Betriebssystems (6,6') über das Internet/Intranet als Netzwerk (4) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung des Betriebssystems (6,6') über das Netzwerk (4) über eine SSL-verschlüsselte Verbindung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung des Betriebssystems (6,6') mittels eines POST-Kommandos erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung des Betriebssystems (6,6') mittels eines PUT-Kommandos erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung des Betriebssystems (6,6') eine Authentifizierung des Benutzers voraussetzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Betriebssystem (6,6') mit einem im Netzwerk-Server (4) hinterlegten Zertifikat signiert ist.