Industrie 4.0 Firmware-Update über IO-Link

Mit einem neuen IO-Link Profil sollen Firmware Updates einfacher und schneller gelingen.
Mit einem neuen IO-Link Profil sollen Firmware Updates einfacher und schneller gelingen.

Auch für Sensoren und Aktoren kann in Zeiten von Industrie 4.0 ein Firmware-Update nötig werden. Die IO-Link Community hat nun einen einheitlichen Update-Mechanismus über IO-Link spezifiziert.

Die Intelligenz und die Komplexität von Sensoren und Aktoren nimmt nicht nur im Rahmen von Industrie 4.0 stetig zu. Selbst kleinste Sensoren haben heute einen leistungsfähigen Mikrocontroller und mehrere tausend Zeilen Softwarecode. Hin und wieder können Updates der Firmware erforderlich sein, etwa um neue Funktionalitäten zu ermöglichen oder für neu unterstützte Profile, die zum Zeitpunkt der Entwicklung des Gerätes noch nicht bekannt waren. Um diese Anforderungen zu bedienen, hat die IO-Link Community ein herstellerübergreifendes Firmware Update-Profil spezifiziert.

Das Firmware Update-Profil wird zurzeit von verschiedenen Herstellern von IO-Link-Devices implementiert und benutzt den neu entwickelten BLOB-Transfer (Binary Large Objects) für die Übertragung von großen Datenmengen. In Zukunft sind damit Updates von Firmware einfacher und schneller möglich.

Der Hersteller des Devices stellt für das Firmware-Update eine spezielle Datei zur Verfügung (*.iolfw), die neben der eigentlichen Gerätesoftware auch zusätzliche Informationen, z. B. zur Verifizierung oder auch Informationen für den Kunden, enthält. Mit dem IO-Link-Profil lassen sich zudem Tools zur Parametrisierung des Masters für das Firmware-Update entwickeln. Der Anwender kann mit einem solchen Tool die bereitgestellte Datei öffnen und den Updatevorgang starten. Dabei überprüft das Tool, ob die Firmware und das Device kompatibel sind. War die Authentifizierung erfolgreich, schaltet das Tool das Device in den Bootload-Mode und startet die eigentliche Übertragung und Speicherung der neuen Software im Gerät. Am Ende des Vorgangs wird der Status des Updates angezeigt und bei einem erfolgreichen Update das Gerät neu gestartet, so dass es anschließend mit den neuen Funktionen in der Anlage verwendet werden kann. Dabei soll das Update eines typischen Devices weniger als 1 Minute dauern.

Um ein hohes Maß an Sicherheit bei gleichzeitiger Einfachheit zu garantieren, wurde das Profil nach strikten Vorgaben entwickelt. So dürfen u. a. neue Firmware-Images nur auf kompatible Geräte geschrieben werden. Zudem muss die Aktualisierung der Software über Standard IO-Link Verdrahtungen im Feld funktionieren. Es sind also keine speziellen IO-Link-Master dafür notwendig. Zu guter Letzt kann die neue Software nur auf das Gerät geschrieben werden – ein Auslesen ist nicht möglich. Und wenn bei der Übertragung der neuen Software wirklich etwas schief geht, bietet jedes Device einen kleinen Bootloader, um den Vorgang ein zweites Mal zu starten.