用于自动化技术中的现场设备的电子电路制造技术

用于自动化技术中使用的现场设备的电子电路，具有：‑第一数字处理器(1)，具有第一机器指令集，该第一机器指令集用于执行在处理器(1)中运行的算法(Comp)，其中，第一处理器(1)设置成执行测试算法(Opcode)以便计算输出数据(A)，其中，测试算法(Opcode)使用用于执行算法(Comp)的第一机器指令集的一部分的至少某些、优选全部机器指令，以计算输出数据(A)；‑第二数字处理器(2)，具有用于执行至少一个校验算法(OPCT)的第二机器指令集，其中，第二处理器(2)设置成执行校验算法(OPCT)，以便计算校验数据(V)，并且其中，电子电路特别是第二处理器(2)适于基于由第一处理器(1)计算的输出数据(A)和由第二处理器(2)计算的校验数据(V)来检查第一处理器(1)。

Electronic Circuits for Field Equipment in Automation Technology

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自动化技术中的现场设备的电子电路
本专利技术涉及一种用于自动化技术的现场设备的电子电路以及用于检查第一数字处理器的方法。
技术介绍
在过程自动化技术以及生产自动化技术中，经常将现场设备用于记录和/或影响过程变量。用于记录过程变量的是利用传感器的测量设备，例如液位测量设备、流量测量设备、压力和温度测量设备、pH氧化还原电位测量设备、电导率测量设备等，其记录相应的过程变量、液位、流量、压力、温度、pH值、以及电导率。用于影响过程变量的是诸如为阀门或泵之类的致动器，通过该致动器，能够改变管道、管子或流水线部件中的液体的流量、或容器中的液位。Endress+Hauser集团制造和销售了大量此类现场设备。这样的现场设备通常具有电子传感器电路。这样的传感器电路自身是已知的。电子传感器电路用于现场设备以处理原始测量值。例如，经由模拟电转换器元件，以原始测量值形式来记录过程变量，并且经由模数转换器将原始测量值数字化，以便能够在算法的辅助下经由数字处理器来进一步处理数字化的原始测量值。在这种情况下，能够经由数字处理器使用原始测量值来执行一系列的操作。例如，能够执行原始测量值的温度补偿，以便以测量值的形式获得温度补偿的数字输出信号。为了能够在安全性关键应用中使用这种现场设备，对现场设备的功能的要求越来越高，使得现场设备的错误不会被忽视。为此，例如，存在根据所谓的用于功能安全性的SIL标准IEC61508来校验现场设备。为了实现SIL2，一般来说，出于尽可能高的故障检测和安全失效分数(SFF)，使用冗余硬件和/或软件形式的诊断措施。因而，例如，除了传感器电子设备的数字处理器之外，还提供了另一个数字处理器，以用于进一步处理现场设备中的数字化的原始测量值。在该另一个处理器上还运行算法，其中，基于该算法来进一步处理原始测量值。提供给该另一个处理器的是与传感器电子设备的处理器相同的输入数据，使得该另一个处理器的输出数据对应于传感器电子设备的处理器的输出数据。通过这种方式，能够对这两个输出数据进行简单的比较，从而监视传感器电子设备的处理器。这样做的缺点在于必须在每次启动现场设备时将算法写入该另一个处理器。当传感器电子设备的处理器中的算法改变时，尤其必须这样做。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的在于提供一种监视数字处理器的方法，该方法比现有技术中已知的选项更简单。本专利技术的目的通过如在独立权利要求1中限定的电子电路和如在独立权利要求8中限定的用于检查第一数字处理器的方法来实现。关于电子电路，该目的通过用于自动化技术的现场设备的电子电路来实现，该电子电路包括：-第一数字处理器，特别是信号处理器，具有第一机器指令集，该第一机器指令集适于执行在处理器上运行的算法以基于原始测量来计算测量值，其中，第一处理器使用第一机器指令集的至少一部分用于执行该算法，其中第一处理器还适于执行测试算法以基于输入数据来计算输出数据，其中，该测试算法被至少分成开始部分和结束部分，并且第一处理器适于在测试算法的开始部分与结束部分之间执行算法的至少一部分、优选地整个算法，其中，测试算法为计算输出数据而使用用于执行算法的第一机器指令集的该部分的至少一部分机器指令、优选地全部机器指令，-第二数字处理器，特别是微处理器，具有用于执行至少一个校验算法的第二机器指令集，其中，给第二处理器馈送第一处理器的输入数据和输出数据，并且第二处理器适于执行校验算法，以便基于馈送的输入数据来计算校验数据，其中，校验算法为计算校验数据而使用第二集中的、与用于执行算法的第一机器指令集的该部分的机器指令的至少一部分、优选地全部对应的机器指令，其中校验算法永久编码在第二处理器中，使得不必在启动现场设备时将校验算法写入第二处理器中，以及基于由第一处理器计算的输出数据和由第二处理器计算的校验数据，使用电子电路特别是第二处理器来执行第一处理器的检查。根据本专利技术，不是在第二处理器中用于检查的、基于原始测量值计算测量值的算法，而是在第一处理器上运行的测试算法和在第二处理器上运行的相应的校验算法。基于测试算法，计算输出数据，其中，该输出数据与校验数据进行比较。经由校验算法，检查用于在第一处理器上执行算法的第一机器指令集的该部分的所有机器指令。校验算法可以说是“通用算法”，其能够由所有制造的电子设备的制造商使用，无论所制造的电路中是否使用不同的算法。这提供了以下优点：不必如在现有技术所做的那样地将校验算法从第一处理器传输到第二处理器。相反，校验算法在第二处理器上永久编码，即存储在与第二处理器相关联的非易失性存储区中。例如，这能够在电子电路的制造中完成，使得制造电子电路的制造商总是将校验算法作为“通用算法”置于第二处理器中，例如存储在相关联的存储器中，而不论在具体制造的电路上是否使用不同的算法。通过将测试算法划分为至少两个部分并在这两个部分之间执行算法，在第一处理器上执行时能够追加性地确保算法被完全执行并且能够省略其他所需的序列计数器。本专利技术的电子电路的有利实施例提供第一和/或第二处理器适于周期性执行测试算法和/或校验算法，使得发生第一处理器的周期性检查。本专利技术的电子电路的另一有利实施例提供测试算法和/或校验算法比用于计算测量值的算法具有更少的执行步骤。本专利技术的电子电路的另一有利实施例提供电子电路适于为测试算法产生变化的输入数据，特别是随时间而变化的输入数据，并且适于将这样的输入数据提供到第一处理器以执行测试算法以及提供到第二处理器以执行校验算法。特别地，该实施例能够提供进一步配置电子电路，使得第一处理器和第二处理器使用原始测量值或从中得到的值作为测试算法和校验算法的输入数据，或者进一步配置电子电路，使得第一处理器和第二处理器使用随机信号作为测试算法和校验算法的输入数据，或者进一步配置电子电路，使得第一处理器和第二处理器使用计数器信号作为测试算法和校验算法的输入数据。关于方法，该目的通过一种由具有第二机器指令集的第二数字处理器来检查、特别是周期性检查具有第一机器指令集的第一数字处理器、特别是数字信号处理器的方法来实现，该方法包括以下步骤：-在第一处理器中执行、特别是周期性执行用于计算测量值的算法，其中第一处理器的第一机器指令集的至少一部分用于该执行；-在第一处理器中执行、特别是周期性执行至少细分为开始部分和结束部分的测试算法，其中算法的至少一部分、优选地整个算法由第一处理器在测试算法的开始部分与结束部分之间执行，其中，测试算法基于输入数据来计算输出数据，其中，用于执行算法的第一机器指令集的该部分的至少一部分机器指令、优选地全部机器指令用于计算输出数据；-在第二处理器上执行、特别是周期性执行校验算法，第二处理器特别是微处理器，其中由校验算法基于输入数据来计算校验数据，其中为了计算校验数据，使用第二机器指令集的、与用于执行算法的第一机器指令集的该部分的机器指令的至少一部分、优选地全部对应的机器指令，其中校验算法在第二处理器中永久编码，使得不必在启动现场设备时将校验算法写入第二处理器中；基于由第一处理器计算的输出数据和由第二处理器计算的校验数据来检查、特别是周期性检查第一处理器。本专利技术的方法的有利实施例形式提供用于输入数据的是随时间而变化的数据，特别是计数器或随机数发生器的数据或者原始测量值数据或从中得到的数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于自动化技术的现场设备的电子电路，包括：‑第一数字处理器(1)，特别是信号处理器，所述第一数字处理器具有第一机器指令集，所述第一机器指令集适于执行在所述处理器(1)中运行的算法(Comp)以基于原始测量值来计算测量值，其中，所述第一处理器使用所述第一机器指令集的至少一部分用于执行所述算法，其中，所述第一处理器(1)还适于执行测试算法(Opcode)以基于输入数据(E)来计算输出数据(A)，其中，所述测试算法(Opcode)被至少分成开始部分(OPCT1)和结束部分(OPCT2)，并且所述第一处理器(1)适于在所述测试算法(Opcode)的所述开始部分(OPCT1)与所述结束部分(OPCT2)之间执行所述算法(Comp)的至少一部分、优选地为整个算法(Comp)，其中，所述测试算法(Opcode)为计算所述输出数据(A)而使用用于执行所述算法(Comp)的所述第一机器指令集的所述部分的机器指令的至少一部分、优选地全部，‑第二数字处理器(2)，特别是微处理器，所述第二数字处理器具有用于执行至少一个校验算法(OPCT)的第二机器指令集，其中，给所述第二处理器(2)馈送所述第一处理器(1)的所述输入数据(E)和所述输出数据(A)，并且所述第二处理器(2)适于执行所述校验算法(OPCT)，以便基于所馈送的输入数据(E)来计算校验数据(V)，其中，所述校验算法(OPCT)为计算所述校验数据(V)而使用所述第二集的、与用于执行所述算法(Comp)的所述第一机器指令集的所述部分的机器指令的至少一部分、优选地全部对应的机器指令，其中，所述校验算法(OPCT)永久编码在所述第二处理器(2)中，使得不必在启动所述现场设备时将所述校验算法(OPCT)写入所述第二处理器(2)中，以及其中，所述电子电路、特别是所述第二处理器(2)适于基于由所述第一处理器(1)计算的所述输出数据(A)和由所述第二处理器(2)计算的所述校验数据(V)，来执行所述第一处理器(1)的检查。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.21 DE 102016125240.91.一种用于自动化技术的现场设备的电子电路，包括：-第一数字处理器(1)，特别是信号处理器，所述第一数字处理器具有第一机器指令集，所述第一机器指令集适于执行在所述处理器(1)中运行的算法(Comp)以基于原始测量值来计算测量值，其中，所述第一处理器使用所述第一机器指令集的至少一部分用于执行所述算法，其中，所述第一处理器(1)还适于执行测试算法(Opcode)以基于输入数据(E)来计算输出数据(A)，其中，所述测试算法(Opcode)被至少分成开始部分(OPCT1)和结束部分(OPCT2)，并且所述第一处理器(1)适于在所述测试算法(Opcode)的所述开始部分(OPCT1)与所述结束部分(OPCT2)之间执行所述算法(Comp)的至少一部分、优选地为整个算法(Comp)，其中，所述测试算法(Opcode)为计算所述输出数据(A)而使用用于执行所述算法(Comp)的所述第一机器指令集的所述部分的机器指令的至少一部分、优选地全部，-第二数字处理器(2)，特别是微处理器，所述第二数字处理器具有用于执行至少一个校验算法(OPCT)的第二机器指令集，其中，给所述第二处理器(2)馈送所述第一处理器(1)的所述输入数据(E)和所述输出数据(A)，并且所述第二处理器(2)适于执行所述校验算法(OPCT)，以便基于所馈送的输入数据(E)来计算校验数据(V)，其中，所述校验算法(OPCT)为计算所述校验数据(V)而使用所述第二集的、与用于执行所述算法(Comp)的所述第一机器指令集的所述部分的机器指令的至少一部分、优选地全部对应的机器指令，其中，所述校验算法(OPCT)永久编码在所述第二处理器(2)中，使得不必在启动所述现场设备时将所述校验算法(OPCT)写入所述第二处理器(2)中，以及其中，所述电子电路、特别是所述第二处理器(2)适于基于由所述第一处理器(1)计算的所述输出数据(A)和由所述第二处理器(2)计算的所述校验数据(V)，来执行所述第一处理器(1)的检查。2.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述第一处理器和/或所述第二处理器适于周期性执行所述测试算法(Opcode)和/或所述校验算法(OPCT)，使得发生所述第一处理器(1)的周期检查。3.根据权利要求1或2所述的电子电路，其中，所述测试算法(Opcode)和/或所述校验算法(OPCT)比用于计算所述测量值的所述算法(Comp)具有更少的执行步骤。4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的电子电路，其中，所述电子电路适于为所述测试算法(Opcode)产生变化的输入数据(E)，特别是随时间而变化的输入数据(E)，并且适于将这样的输入数据提供到所述第一处理器(1)以执行所述测试算法(Opcode)以及提供到所述第二处理器(2)以执行所述校验算法(OPCT)。5.根据权利要求4所述的电子电路，其中，进一步配置所述电子电路，使得所述第一处理器(1)和所述第二处理器(2)使用原始测量值或从中得...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·鲁姆勒维尔纳，托马斯·齐里林格，拉尔斯·卡尔韦克，埃里克·施米特，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔欧洲两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE