JP2001505343A

JP2001505343A - インターネットワーク通信制御装置

Info

Publication number: JP2001505343A
Application number: JP51574399A
Authority: JP
Inventors: スウェールズ，アンドリュー，ジー．
Original assignee: スクウエアーディーカンパニー
Priority date: 1997-09-10
Filing date: 1998-09-09
Publication date: 2001-04-17
Also published as: CA2271198A1; EP0937283B1; WO1999013388A1; CA2271198C; DE69805952D1; EP0937283A1; US6321272B1; DE69805952T2

Abstract

(57)【要約】インターフェイスは汎用網上の装置と産業制御システム間の保証された配送時間でのリアルタイム制御データの転送を考慮する。プロキシサーバはＴＣＰ／ＩＰルータの役割を果たし、ネットワークの非リアルタイム部分からリアルタイム部分へのメッセージの転送レートを制御するように構成され、外部非リアルタイム通信デマンドに無関係にリアルタイム部分のローディングを安定に維持する。リアルタイムデータは規則正しいシーケンスで予め構成されかつ交換され、サイクリック更新周期は既知である。この情報の送信に必要な任意の通信メッセージプラス任意のシーケンシングおよび肯定応答オーバヘッドが前以て計算され総計される。共有媒体上を送信することを許可された各装置は、単位時間内の総送信量がネットワークの最大送信能力の小部分に慎重に制限されるように計算された、時間予算を与えられる。トラフィックローディングをそのように制御できない装置からの全ての通信は決定性ネットワークへアクセスするためにプロキシ装置を通過するようにされ、プロキシは必要ならば要求メッセージへ慎重な遅延を導入することにより予算を強要する。

Description

【発明の詳細な説明】インターネットワーク通信制御装置技術分野出願人の発明は一般的にプログラマブルコントローラに関し、特に工場オートメーションや産業プロセス制御の分野で一般に行きわたっているようなイントラネットワークに接続される制御装置間でタイムクリティカル情報を交換するシステムに関する。関連出願本出願は下記の同一譲受人による同時出願“ＷｅｂＩｎｔｅｒｆａｃｅＴｏＡＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ”（出願番号第０８／ｘｘｘ，ｘｘｘ号、出願人ドケット番号Ｎｏ．ＳＡＡ−１）に関連している。これらの出願の内容はここに本開示の一部として明示されている。背景技術リアルタイム制御には汎用ネットワークを介した高度の決定性が必要である。決定性はリアルタイムイベントが既知の期間内に処理されることを保証する尺度である。決定性のレベルを高めるために任意帯域幅割当てに基づくデータフロー負荷制御法が試みられている。典型的に、ネットワークは局当たり単位時間当たり特定量の伝送時間の予算を立てるようにされており、全ての局が制約に従うかぎり予測可能性が達成される。この目標を阻む２つの要因があり、それは構成の複雑さおよびあまり重要ではないすなわち時たまのネットワーク関与者はいかなる協定にも束縛されないという事実である。ＭＡＰ等の標準ネットワークには相互運用性を達成するために局間に割り当てて同意しなければならない長いパラメータセットがある。大概の場合、パラメータの不一致により相互運用性は達成できない。誰かのポータブルコンピュータによる単純なファイル転送やデータベースルックアップにより伝送帯域幅に関する実質のない仮説をうっかり混乱させてしまうことがある。ＭＡＰ等のネットワークはラップトップコンピュータその他の装置をそれに接続することを許さないようにしてこの状況を処理してこのようないかなる問題も防止している。オートメーション製品に通信技術を使用することは、典型的に少なくとも３つのレイヤに階層化される。最も高いレベルはデータファイル、電子メール、およびリポート等の情報を交換し、最近ではインターネットおよびＷｏｒｌｄＷｉｄｅＷｅｂを使用した情報の広範囲に及ぶ流布をサポートするように設計された従来のデータ処理通信網である。典型的な情報交換は反復性ではなく、情報はオンデマンドで転送されネットワークのローディングレベルは配送時間の変動により予測不能である。このようなネットワークの例としてイーサネット、ＩＢＭトークンリング、ファイバ分散データインターフェイス、Ｘ．２５国際パケット交換網があり、非同期転送モード等電話会社からもさまざまなものが提供されている。このハードウェアを使用する汎用ネットワークプロトコルには次第に支配的となってきているＴＣＰ／ＩＰ、およびＮｏｖｅｌｌＩＰＸ、デジタルエクイップメント社のＤＥＣＮＥＴその他がある。特に、ＴＣＰ／ＩＰ−イーサネットの組合せは最も広く展開され使用されているコンピュータネットワークインターフェイスであり、したがって実施およびサポートするコストが最小である。最も低いレベルではコンピュータやプログラマブルロジックコントローラ等の制御装置がそのセンサおよびアクチュエータと情報を交換できるように設計された特殊化されたデータ移動バスである。これらのバスは同じ情報を反復して運ぶように設計されており、したがって変化する情報の値と相手方装置による変化した値の認識との間の最大時間を保証することができる。このような技術の例は遠隔Ｉ／Ｏネットワーク、ＳｍａｌｌＣｏｍｐｕｔｅｒＳｙｓｔｅｍインターフェイス（ＳＣＳＩ）、および多くのコンピュータおよびオートメーションベンダーからのさまざまなバックプレーンバスエクステンダ技術である。典型的に、運ばれるメッセージは非常に特殊化されており汎用ネットワーク上へ直接コピーされない。中間層には制御装置の監視および更新に対処する多くのフィールドバスソリューションがある。互いに競合し、かつ互いに制限されたコンパチビリティを提供する多くの方法がある。その例としてシーメンス社のＰＲＯＦＩＢＵＳ、シュナイダーオートメーション社のＦＩＰおよびＭＯＤＢＵＳＰＬＵＳ．、アレンブラドリー社のＤＥＶＩＣＥＮＥＴ、およびエシャラン社のＬＯＮＷＯＲＫＳがある。これらのネットワーク方式には全て専用の配線およびトラブルシューティング技術が必要であるが、制御データ交換および装置問合せを混合することができる。３つのレベルの全てにおいて同種の汎用ネットワーク（イーサネット、トークンリング、ＡＴＭ）を使用してこれらの問題を最小限に抑え、オートメーション装置が市販のネットワーク技術を使用できるようにし、しかも特殊化された産業ネットワークのセキュリティおよび性能特性を保持するようなオートメーション制御システムを開発することが望ましい。発明の要約したがって、本発明の主要目的は産業制御システムとイーサネット等の汎用ネットワーク間のインターフェイスを提供することである。本発明のもう１つの目的は保証された配送時間でリアルタイム制御データの転送を行える汎用ネットワークと産業制御システム間のインターフェイスを提供することである。本発明のもう１つの目的はコンピュータシステム、オペレータ端末、およびアラームシステムからのオンデマンドトラフィックを運ぶ汎用ネットワークと産業制御システム間のインターフェイスを提供することである。本発明の好ましい実施例では、非決定性コネクションを介したプログラムロジックコントローラ（ＰＬＣ）の制御が考慮される。ネットワークは必ずしもリアルタイムではないが、通常セキュリティ問題を解決するためのネットワークファイアウォールを提供するのに使用されるプロキシサーバーにより高度の決定性が提供される。それはＴＣＰ／ＩＰルータの役割りを果たし、かつネットワークスループットのルーティング、ファイアウォーリングおよび制限を組合せて行われる。それは完全なシステムのリアルタイム部分と非リアルタイム部分間の通信インターフェイスとして構成される。それはネットワークブリッジの外部にインストールされて、リアルタイムエレメントと非リアルタイムエレメント間の不要なトラフィックを制限するように働く。それはネットワークの非リアルタイム部分からリアルタイム部分へのメッセージの転送レートを制御し、外部の非リアルタイム通信デマンドに無関係にリアルタイム部分のローディングを安定に維持して行われる。それにより、通常非決定性である非リアルタイムネットワークは、固定期間内のメッセージ伝送の所望レベルの成功確率を維持して決定性を達成することができる。反復更新される情報の任意のアイテム等に対してサイクリック更新周期が既知であるように、リアルタイムデータは予め構成され規則正しいシーケンスで交換される。この情報を伝送するのに必要な通信メッセージの長さ、プラス任意のシーケンシングおよび肯定応答（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔ）オーバヘッドが前以て計算され総計される。単位時間内の総伝送量がネットワークの最大伝送能力の小部分に慎重に制限されるように計算された、単位時間内の最大伝送量からなる予算が共有媒体を介して伝送することを許可された各装置に与えられる。さらに、個別の伝送の最大長が定義される。決定性ネットワークへアクセスするために、トラフィックローディングをそのように制御できない装置からの全ての通信はプロクシ装置を通過するようにされ、そのプロクシは所望により要求メッセージへ慎重な遅延を導入することにより予算限度を強要する。適切な予算限度パーセンテージは選択するネットワークトポロジーによって決まる。次に、ネットワークのローディング制御を逐行することにより簡単なイーサネットを専用フィールドバスと同等とすることができる。新規で自明ではないと思われる本発明の他の特徴および利点は、本発明の好ましい実施例を示す、添付図と共に下記の明細書を読めばお判りであろう。このような実施例により必ずしも表現されない本発明の全範囲を解釈するには請求の範囲を参照されたい。図面の簡単な説明図１は本発明に従って遠隔位置のユーザとプロセス制御システムの監視に使用されるインターネットＷｅｂサイト間の関係を示す典型的なシステムの全体ブロック図。図２はプログラマブルロジックコントローラシステムへのインターネットインターフェイスを示す本発明の基本ブロック図。図３は本発明に従った図２に示すＷｅｂサーバモジュールのブロック図。図４はプログラマブルコントローラシステムへのブリッジを含むイントラネットワークへのインターネットインターフェイスを示す本発明の基本ブロック図。図５はプログラマブルコントローラシステムのネットワークへのブリッジを含むイントラネットワークへのインターネットインターフェイスを示す本発明の基本ブロック図。図６は本発明に従ったプロキシ装置内で利用される一連のステップのフロー図。図７はプログラマブルコントローラシステムを制御する本発明を示す、ブラウザを利用する遠隔位置におけるユーザが利用できる典型的な模擬ページ。詳細な説明本発明は多くの異なる形式で実施することができるが、ここでは好ましい実施例について説明を行い例示する。本開示は本発明の原理を例示するものであって、本発明の広範なアスペクトを特定の実施例に限定するものではない。図１は遠隔位置におけるユーザ２とプロセス制御システム６の監視に使用されるインターネットウェブサイト４間の関係を例示する典型的なシステムの全体ブロック図を示す。ユーザ２は、ネットスケープ通信社のナビゲータやマイクロソフト社のインターネットエクスプローラ等の、モニタ１２によりウェブサイト４においてコンテンツを一覧するためにインストールされる市販のブラウザ１０を有するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）８を所持している。ＰＣはプロセス制御システム６への遠隔ヒューマン・マシンインターフェイス（ＨＭＩ）を提供する。ＰＣからインターネット１４自体への物理的および電気的相互接続を提供するためのさまざまな相互接続サービスを容易に利用することができる。インターネット１４は相互接続され１つのコネクションレスエンティティとして機能する独立したワールドワイド通信網の集合である。通信はクライアント・サーバベースに基づいており、クライアントとサーバ間で通信およびファイル転送を行うことができるいくつかの確立されたプロトコルを使用する。最も広く使用されるプロトコルはインターネットプロトコル（ＩＰ）である。ウェブサイト４は一意的なインターネットアドレス１８、サーバ２０、およびアプリケーションプログラム２２を有するネットワークインターフェイス１６を含んでいる。サーバ２０はＩＰと共にＴＣＰを使用し、ＴＣＰ／ＩＰスタック２４を介してネットワークインターフェイス１６およびアプリケーションプログラム２２とインタラクトするＨＴＴＰインタプリタとして作用する。それによりインターネット１４を介してアプリケーションプログラム２２とユーザ２間でデータ転送を行うことができる。アプリケーションプログラムはプロセス制御システム６からデータを与える。このデータは遠隔位置のユーザ２が制御プロセスを監視するのに使用することができる。ＴＣＰ／ＩＰスタック２４はＩＰプロトコルにより指定されるさまざまなレイヤに必要なインターネット１４を介したユーザ２とウェブサイト４間のデータ転送を可能とする。ユーザ２はいくつかのインターネットサービスプロバイダの中の１つのサービスプロバイダを使用してインターネット１４に接続することができ、接続されるとＷｅｂサイト４のアドレスへ入ることができる。Ｗｅｂサイト４はテキスト、グラフィックイメージ、ビデオ、もしくはオーディオ等のある種のマルチメディアオフアァリング、および恐らくは他のドキュメントへのハイパーテキトリンクを含むホームページをディスプレイする。ブラウザ１０によりユーザ２はホームページを読んでそれに関連する選択とインタラクトすることができる。ブラウザ１０はアプリケーションプログラム２２を使用してプロセス制御システム６から得られるいかなる情報もディスプレイするＷｅｂサイト４へコマンドを送る。後述するように、ブラウザ１０はプロセス制御システムの遠隔ヒューマン・マシンインターフェイスすなわちＨＭＩコントロールとして機能する。図２はプログラムブルロジックコントローラシステムへのインターネットインターフェイスを示す本発明の基本ブロック図を示す。ウェブサイト４は一意的なインターネットアドレス１８およびウェッブサーバ３０を有するネットワークインターフェイス１６を含んでいる。ウェッブサーバ３０はウェブサイトに対するホームページを提供する。全体システムに対するファイアウォールすなわちセキュリティはＷｅｂサーバ３０内に含めることができるが、一般的にはネットワークインターフェイス１６の一部として保守される。サイトにおけるさまざまなページに対するセキュリティを提供する他に、ユーザはウェッブサーバ３０をディセーブルすることができる。遠隔サーバからダウンロードされるウェッブサーバ３０内に格納された初期構成ファイル内にパスワードおよびユーザリストが与えられる。次に、遠隔サーバおよびウェッブサーバ３０によりパスワードおよびユーザリストを介して構成ファイルの保護が行われる。ウェッブサーバ３０はそれをそのバックプレーン３４内へプラグすることによりプログラムブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）３２のインターネット１４への直接接続を提供する。ウェッブサーバ３０はクライアントおよびサーバインターフェイスの両方を提供する。ＰＬＣ３２とウェッブサーバ３０間の全ての信号は、通常それ自体がバックプレーン３４へプラグインされる入出力モジュールに連結されていなければならない１組のケーブルではなく、バックプレーン３４を通される。バックプレーン信号にはアドレッシング、制御、データおよびパワーが含まれる。クライアントインターフェイスによりユーザはインターネットを介して遠隔ノードへコマンドを送ることができ、サーバインターフェイスにより遠隔ノードから発信されるコマンド処理が考慮される。遠隔ＨＭＩからのＰＬＣ３２の制御は、ウェッブサーバ３０を通るデータフローを制御することにより、本質的にリアルタイムペースで行うことができる。ＰＬＣ３２にはそのアプリケーションプログラム３６、デュアルポートメモリ３８、およびＩ／Ｏ装置４０が関連している。アプリケーションプログラムはＩ／Ｏ装置４０を制御するラダーロジックプログラムを含んでいる。ウェッブサーバ３０はＴＣＰ／ＩＰネットワーク４２上のノードとして機能して、それがＰＬＣ３２へコマンドを送り応答を受けられるようにする。ＴＣＰ／ＩＰネットワーク４２は好ましい実施例ではイーサネットネットワークであるが、他のハイレベルプロトコルを使用することができる。遠隔位置においてインターネット１４を介してウェブブラウザを使用して、ユーザはＰＬＣ３２の構成情報を制御しかつ一覧することができる。ウェッブサーバ３０を図３に詳細に示す。さまざまなコンポーネントがその機能を実施するために必要な接続を提供する。リアルタイムオペレーティングシステム４４がコンポーネント間のインタラクションを制御する。オペレーティングシステム４４は中央処理装置（ＣＰＵ）４６をさまざまなタスクへ割り当て、メモリ管理を行い、１組のメッセージサービスおよび信号サービスを提供する。メッセージおよび信号サービスによりタスク間、およびドライバとタスク間の通信が可能とされる。ＴＣＰ／ＩＰネットワーク４２へのコネクションは、ＡＭ７９Ｃ９６１等のイーサネット通信チップを経由するイーサネットを介してメッセージを送受信する、イーサネットドライバ４８を介して行われる。ウェッブサーバは一意的なグローバルアドレス１８を有し、ネットワーク上の他の装置によりアドレスされるようにする。通信は光ファイバケーブルや対撚り線を介して行うことができる。イーサネットドライバ４８はメモリ５２内の送信５０および受信５１バッファを管理し、ＡＭ７９Ｃ９６１イーサネットチップとインターフェイスする。送信５０および受信５１バッファはＡＭ７９Ｃ９６１およびイーサネットドライバ４８により共有される。また、イーサネットドライバ４８はＴＣＰ／ＩＰタスク５４への送信要求インターフェイス、および受信表示インターフェイスを提供する。ＡＭ７９Ｃ９６１は送信待ち行列インターフェイス、受信待ち行列インターフェイスを提供し、メッセージの送信の完了および新しいメッセージの受信時に割込みを発生する。イーサネットドライバ４６は受信バッファを受信待ち行列に並ばせる。割込ルーチンにおいて、イーサネットドライバ４６は受信待ち行列を調べる。受信待ち行列内になんらかのメッセージがある場合には、受信バッファを経てＴＣＰ／ＩＰスタック５４へ通される。ＴＣＰ／ＩＰスタック５４はバッファをコピーし、しばらく後にバッファを戻して受信待ち行列に並ばせるようイーサネットドライバ４８を指令する。ＴＣＰ／ＩＰスタック５４はメッセージを送信するようイーサネットドライバ４８を指令する。イーサネットドライバ４６は共有メモリ５２からバッファの割り当てを試みる。成功すれば、そのメッセージをバッファ内へコピーし、バッファをＡＭ７９Ｃ９６１送信待ち行列に並ばせる。送信バッファがなければ、ドライバは送信メッセージをドロップする。割込ルーチンにおいて、イーサネットドライバ４８は送信待ち行列を調べ、送信バッファを開放する。ＴＣＰ／ＩＰネットワーク４２により、ネットワーク上のノードがメッセージトランザクションを開始できるようにする特殊なＭＳＴＲ（マスター）機能が許される。これらのＭＳＴＲ機能にはデータの読み書きが含まれ、コマンドおよび応答に使用される。それにより、ＰＬＣ３２内で実行されているプログラムはＴＣＰ／ＩＰネットワーク４２上の遠隔ノードへコマンドを送って応答を受けることができ、バックプレーンドライバ５６はバックプレーン３４を介してＰＬＣ３２に対してコマンドを送り応答を受ける。バックプレーンドライバ５６はＰＬＣのラダーロジックＭＳＴＲブロックからそのメモリ３８内に格納された要求を受信する。応答が入手できれば、バックプレーンドライバ５６はそれをＭＳＴＲブロックへ戻す。バックプレーンドライバ５６はアプリケーションへのサーバ５８およびクライアント６０インターフェイスを提供する。サーバ５８インターフェイスによりアプリケーションはＰＬＣ３２の実行プログラムへ要求コマンドを発行してその応答を受けることができる。クライアント６０インターフェイスによりアプリケーションは新しいＭＳＴＲ要求を受信して、ラダー論理プログラムへ応答を返送することができる。サーバ５８インターフェイスは待ち行列機構およびコールバック機能を使用する。アプリケーションは要求およびそれに関連する呼戻し機能の両方の待ち行列に加わる。バックプレーンドライバ５６はその割込ルーチン内の要求をサービスする場合には、関連するコールバック機能を呼び出す。応答および元の要求はコールバック機能へ通される。コールバック機能はメッセージを通すかあるいはアプリケーションに信号を送るようオペレーティングルーチンを指令することができる。クライアント６０インターフェイスは待ち行列およびコールバック機能も使用する。クライアントアプリケーションは待ち行列上の表示要求およびそれに関連するコールバック機能の両方の行列に加わる。バックプレーンドライバ５６は、その割込ルーチン内に新しいＭＳＴＲブロック要求を検出すると、関連するコールバック機能を呼び出す。要求はコールバック機能へ通される。コールバック機能はメッセージを通すかあるいはアプリケーションに信号を送るようオペレーティングシステムルーチンを指令することができる。ＭＳＴＲブロックが中断されているか、あるいはもはや解明されないことをバックプレーンドライバ５６が検出する場合には、ユーザが供給する関連する中断コールバック機能を呼び出す。アプリケーションはＭＳＴＲ応答および関連するコールバックルーチンをドライバへ通すようルーチンを指令する。しばらく後で、ドライバはその割込サービスルーチン内でラダーロジックプログラムへ応答を返送し、次にユーザが供給するコールバック機能を呼び出す。ＰＬＣ３２はデュアルポートメモリ３８を介してウェブサーバ３０ハードウェアとインターフェイスする。それはＡＳＩＣチップを使用してデュアルポートメモリ３８に読み書きする。指定位置への書込みにより割込みが生じる。ＰＬＣ３２は最初にデュアルポートメモリ３８内にメッセージを書き込み、次に割込みを生じる。メッセージは１種のコマンドを示す。その１種はＭＳＴＲブロックが解明されていることを示す。他の種類のコマンドはＰＬＣ３２へ要求を通し、要求に対する応答を得るのに使用される。メッセージを通した後で、ＰＬＣ３２はバックプレーンドライバ５６により配布されるコマンドに対してデュアルポートメモリ３８を尋問（ｐｏｌｌ）する。これらのコマンドはリードメモリ、ライトメモリ、および処理完了である。バックプレーンドライバ５６は状態機械を使用してＭＳＴＲ割込を処理する。本発明では、アクティブなＭＳＴＲブロックの最大数は４に設定され、４台の状態機械が必要である。ＭＳＴＲ割込を受信すると、バックプレーンドライバ５６はＭＳＴＲブロックに一致する関連する状態機械を捜し出そうとする。４つの未解決トランザクションが既に存在する場合には、それ以上は利用できず、バックプレーンドライバ５６はＭＳＴＲの出力を偽に設定する。状態機械が見つかる場合には、バックプレーンドライバ５６はそれが新しいトランザクションであるか、未解決トランザクションであるか、あるいは応答を入手できるかどうかを確認する。新しい要求であれば、要求をコピーしてアプリケーションの関連するコールバックルーチンを呼び出す。未解決トランザクションであれば、ＭＳＴＲブロックがまだビジーであることをラダー論理プログラムへ表示する。応答が入手できる場合には、バックプレーンドライバ５６は応答をコピーし、ＭＳＴＲの完了もしくはエラー出力を設定し、アプリケーションのコールバックルーチンを呼び出す。２つの割込みが要求の処理に使用される。プリポート割込と呼ばれる最初の割込に対して、バックプレーンドライバ５６はＰＬＣ３２のデュアルメモリ３８内に配置されたデータ構造内へ要求をコピーする。走査割込の終りと呼ばれる第２の割り込みに対して、バックプレーンドライバ５６はコントローラのデータ構造からの応答をユーザのバッファ内へコピーする。次に、ユーザの関連するコールバック機能を呼び出す。ＰＬＣ３２のレジスタにアクセスする要求はバックプレーンドライバ５６により処理され、ＰＬＣの処理実行プログラムには送られない。バックプレーンドライバ５６はＰＬＣ３２のレジスタのメモリ３８内のメモリ位置を確認する。走査割込の終りに、バックプレーンドライバ５６はデュアルポートメモリ３８を介してＰＬＣ３２へコマンドを送ることによりリード／ライトレジスタ要求を処理してレジスタを含む位置を読み出すあるいは書き込む。バックプレーンドライバ５６は走査割込の終りに最大４つのリード／ライトレジスタ要求をサービスする。クライアントタスク５８はＴＣＰ／ＩＰスタック５４、バックプレーンドライバ５６とインターフェイスしオペレーティングシステム４４のメッセージサービスを使用する。それはＭＳＴＲ要求を処理する。バックプレーンドライバ５６からＭＳＴＲ要求を受信すると、クライアントタスク５８はそれをＴＣＰ／ＩＰスタック５４へ通す。クライアントタスク５８へ応答を戻すと、ＴＣＰ／ＩＰスタック５４はそれをバックプレーンドライバ５６へ通す。ＴＣＰ／ＩＰスタック５４はバークレイＴＣＰ／ＩＰインターフェイスおよび信号拡張を提供する。信号拡張はソケット番号、タスクＩＤ、およびイベントを通すユーザ供給機能を呼び出す。信号機能はタスクＩＤにより表示されるタスクへメッセージを送るようオペレーティングシステム４４を指令する。それはクライアント５８もしくはサーバ６０タスクへメッセージを送る。クライアントタスク５８はバックプレーンドライバ５６への要求表示を公表し、関連するコールバックルーチンは新しいＭＳＴＲトランザクションについてクライアントタスク５８へメッセージを送るようオペレーティングシステム４４を指令する。クライアントタスク５８は状態機械を使用して多数の未解決ＭＳＴＲトランザクションを管理する。そこにはコネクション状態機械のリンクされたリストがある。コネクション状態機械はコネクションを確立しかつコネクションを閉じるのに使用される。さらに、各コネクション状態機械はトランザクション状態機械のリストを含んでいる。コネクション状態機械上の各トランザクション機械はコネクション機械により表されるノードへのトランザクションを表す。トランザクション機械は要求を送り、応答を処理するのに使用される。クライアントタスク５８は初期化を実施した後でループへ入る。それはメッセージを受信するようオペレーティングシステム４４を指令する。オペレーティングシステムはメッセージを受信するかあるいは時間切れとなるまでクライアントタスク５８を阻止する。それはＭＳＴＲコールバックルーチンからのメッセージをＴＣＰ／ＩＰタスク５４から受信するか、あるいは時間切れとなる。それはメッセージを処理するかあるいは時間切れとなり、次にループへ再入する。オペレーティングシステム４４から受信するメッセージが新しいＭＳＴＲ要求であれば、クライアントタスクはコネクション状態機械を得、新しいトランザクション機械をコネクシッォン状態機械のリストの最後に配置する。この点において、トランザクション機械はメッセージの送信を試みる。コネクションが確立されていなかったり、遠隔側がフロー制御を適用しているためにメッセージを送信できないことがある。オペレーティングシステム４４から受信するメッセージがＴＣＰ／ＩＰイベントである場合には、クライアントタスク５８は関連するコネクション機械を見つけ出して、ＴＣＰ／ＩＰイベントが容認されたコネクションであるか、中断されたコネクションであるか、あるいは受信されたデータイベントであるかを確認する。コネクション状態およびトランザクション機械の状態に基づいて、クライアントタスク５８はメッセージを処理しもしあればトランザクションを進める。ＭＳＴＲ応答のデータ受信はいくつかのＴＣＰ／ＩＰイベントを介して行われることがあり、トランザクション状態機械はデータを組み立てて応答とする。クライアントタスク５８がＴＣＰ／ＩＰスタックにメッセージの送信を要求する時は、必ずしも全てのメッセージが送信されないことがある。後記するように、それは遠隔ノードがフロー制御される場合に生じる。メッセージを受信するというオペレーティングシステム４４への指令に対して時間切れもしくはメッセージがあるという返事であれば、クライアントタスク５８はフロー制御されるコネクション機械のリストを調べる。各フロー制御コネクションに対して、それはフロー制御されるコネクション状態機械リスト上でトランザクション状態機械を進めようとする。サーバタスク６０は遠隔位置のユーザから発信される要求を処理する。サーバタスク６０はバックプレーンドライバ５６、ＴＣＰ／ＩＰタスク５４、およびオペレーティングシステム４４のメッセージサービスとインターフェイスする。サーバタスク６０はバックプレーンドライバ５６に要求を公表し、関連するコールバックルーチンはオペレーティングシステム４４のメッセージサービスを使用してサーバタスク６０へ応答を送る。また、ＴＣＰ／ＩＰスタック５４信号機能はオペレーティングシステム４４の送出サービスを使用してサーバタスク６０へＴＣＰ／ＩＰイベントを送る。サーバタスク６０は多数のトランザクションおよびコネクションを処理することができる。クライアントタスク５８と同様に、それはコネクション機械のリストを維持し、各コネクション機械はトランザクション機械のリストを含んでいる。コネクション機械はコネクションを管理するものであり、トランザクション機械は着信要求および応答を管理する。サーバタスク６０は初期化を実施した後でループへ入る。それはメッセージを受信するようオペレーティングシステム４４に指令する。オペレーティングシステム４４はメッセージを受信するかあるいは時間切れとなるまでサーバタスク６０を阻止する。それはＴＣＰ／ＩＰタスク５４の信号ハンドラーから、バックプレーンドライバ５６からのメッセージを受信するかあるいは時間切れとなる。それはメッセージもしくは時間を処理してループへ再入する。オペレーティングシステム４４から受信されるメッセージがＴＣＰ／ＩＰタスク５４の信号ハンドラーからのものであれば、サーバタスク６０はイベントがコネクション要求であるか、閉成ソケットイベントであるか、あるいは受信データイベントであるかを確認する。ＴＣＰ／ＩＰイベントに基づいて、サーバタスク６０はコネクション機械およびトランザクション機械を使用してトランザクションを進める。要求に対する受信データはいくつかの受信データイベントを介して生じることがあり、トランザクション機械はイベントを組み立てて要求メッセージとする。オペレーティングシステム４４から応答メッセージが受信されると、サーバタスク６０は応答を送るためにコネクションおよびトランザクション機械を見つけ出す。サーバタスク６０がＴＣＰ／ＩＰスタック５４にメッセージの送信を要求する場合、必ずしも全てのメッセージは送信されないことがある。それは遠隔ノードがフロー制御される場合に生じる。メッセージを受信するというオペレーティングシステム４４への指令に対して時間切れ、もしくはメッセージがあるという返事であれば、サーバタスク５４はフロー制御されるコネクション機能のリストを調べる。フロー制御される各コネクションについて、それはフロー制御されるコネクション状態機械リスト上のトランザクション状態機械を進めるよう試みる。着信要求のヘッダーを解析した後で、サーバタスク６０はバックプレーンドライバ５６へ要求を通す構造の割当てを試みる。サーバタスクが所定数の未解決要求を既に処理しておれば、試みは失敗してコネクションは阻止状態とされ、要求の本体はＴＣＰ／ＩＰスタック５４から読み出されない。その結果、ＴＣＰ／ＩＰスタックは遠隔ノードへフロー制御を適用することができる。他の要求の１つが完了すると、自由なデータ構造イベントにより阻止されたコネクション機械は着信Ｍｏｄｂｕｓ要求の処理を続ける。ＨＴＴＰタスク６２はＴＣＰ／ＩＰスタック５４、およびバックプレーンドライバ５６とインターフェイスする。ＨＴＴＰサーバタスク６２はＴＣタスク５４からのＨＴＴＰ要求を受信する。要求を処理するために、それはバックプレーンドライバ５６およびバックプレーン３４を介してＰＬＣ３２へアクセスすることができる。ＨＴＴＰサーバタスク６２はＴＣＰ／ＩＰスタック５４を介して応答を返送する。オペレーティングシステム４４によりフレームワークが供給される。フレームワークはＨＴＴＰタスクを生成し、コネクションを受け入れ、ＨＴＴＰ要求を解析する。要求を解析した後で、それは要求を処理するようオペレーティングシステム４４を指令する。要求の処理には要求タイプの確認および実際の要求の処理が伴う。異なる要求タイプにより、ユーザはＰＬＣ３２およびデュアルメモリ３８内のさまざまなレジスタを一覧することによりＰＬＣ３２オペレーションのスナップショットを得ることができる。表１に示すように、これらの要求タイプにはＰＬＣ３２構成のディスプレイ、遠隔および分散Ｉ／Ｏおよびモジュール健全性統計、ディスプレイレジスタ、バックプレーン構成、イーサネット統計その他が含まれる。ホームページを示すプログラマブルロジックコントローラの構成を示すイーサネット統計を示す読出しレジスタ要求ページを示す４ｘレジスタを示すコントローラバックプレーンに取り付けられたラックを示すイメージを送る。異なるイメージはさまざまなページにディスプレイされるｇｉｆファイルである遠隔Ｉ／Ｏ統計を示す構成された遠隔Ｉ／Ｏドロップのリストを示す遠隔Ｉ／Ｏラックの構成および健全性を示す遠隔Ｉ／Ｏドロップの通信統計を示す遠隔Ｉ／ＯモジュールのＩ／Ｏ基準値を示す構成された分散Ｉ／Ｏノードのリストを示す分散Ｉ／Ｏノードの構成および健全性を示す分散Ｉ／ＯノードのＩ／Ｏ基準値を示す表１ホームページは７ページのデータへのハイパーリンクを含んでいる。構成ページはＰＬＣ３２の構成をディスプレイする。遠隔Ｉ／Ｏおよび分散Ｉ／Ｏモジュール健全性状態ページは一連のリンクされたページである。最初のページは遠隔Ｉ／Ｏおよび分散Ｉ／Ｏヘッドにおける通信健全性統計をディスプレイし、構成ドロップページへのリンクを含んでいる。構成ドロップページはドロップ状態ページにリンクされるドロップ番号およびドロップおよびラック構成ページにリンクされるラック番号を含むテーブルをディスプレイする。２つのテーブルがドロップ状態ページ内に含まれ、一方はドロップの通信状態を示すものであり他方はＩ／Ｏモジュールがどのラックを占めるかを示すものである。ドロップおよびラック構成ページはＩ／Ｏモジュール、それらの健全性、および所与のラックに対するスロット位置をディスプレイする。選択されたモジュールから、ユーザはその入力および出力値を調べることができる。フォームおよびテーブルを有するテンプレート内にレジスタデータがディスプレイされ、ユーザがアドレスおよび長さを入力する。テーブルはレジスタの値をディスプレイする。オプションモジュールおよびそれらのスロット位置を示すテーブルがバックプレーン構成ページ上にディスプレイされる。ページ上に現れるデータはスタティックであるが予め決められた時間に自動的に更新することができる。オペレーティングシステム４４はこれらの要求を処理し、ＴＣＰ／ＩＰスタック５４を介してＨＴＴＰメッセージを送って応答する。これらの要求のいくつかの処理にはＰＬＣのトラフィックコップ、レジスタ、コイル、もしくは統計が維持されるさまざまなページゼロ位置の読出しが伴う。これらの読出しを実施するために、オペレーティングシステム４４はバックプレーンドライバ５６へ要求を送り、イベント信号機構およびイベントフラグを使用して要求が完結する時を確認する。バックプレーンドライバ５６へ要求を送った後で、オペレーティングシステム４４はイベントフラグが送られるのを待機する。バックプレーンドライバが要求を完結すると、バックプレーンドライバ５６はコールバックルーチンを呼び出し、それはイベントを設定する。次に、オペレーティングシステム４４は要求の処理を再開する。特定の実施例を例示して説明してきたが、本発明の範囲および精神を逸脱することなくさまざまな修正が可能である。本発明によりユーザはインターネット上の任意の場所の任意の新しいウェブブラウザからＰＬＣおよび他のオートメーション装置を監視制御することができる。本発明を利用してプログラマブルロジックコントローラシステム７０をゲートウェイ７２を介してインターネット１４とインターフェイスさせる基本的システムを図４に示す。ゲートウェイ７２は必要なセキュリティを提供するファイアウォールを含み、ネットワークアドミニストレータ７６により制御されるイントラネットワーク７４を介してＰＬＣシステム７０に連結される。好ましい実施例では、イントラネットワーク７４はイーサネット等のＴＣＰ／ＩＰネットワークであるが、他のプロトコルも使用でき使用するプロトコルは制約とはならない。ＰＬＣシステム７０はプログラマブルロジックコントローラ８０をイントラネット７４に連結するブリッジ７８を含んでいる。ＰＬＣ８０は入力および出力装置８４を制御するアプリケーションプログラム８２を実行する。メモリ８６はアプリケーションプログラムを格納し、ＰＬＣシステム７０のさまざまな統計に対する記憶位置およびレジスタを提供する。それにはＰＬＣの構成、Ｉ／Ｏラックの構成および健全性、ＰＬＣ８０バックプレーン８８に取り付けられるラック、その他の関連情報を含むことができる。前記したウェブサーバ３０はブリッジ７８、ウェブサイトサーバ９０、およびプロキシ９２の機能を含み、ＰＬＣ８０のバックプレーン８８へプラグインされる。プロキシ９２はインターネット標準ＳＯＣＫＳプロキシと同様な設計の特殊目的アプリケーションである。それはゲートウェイへのコネクションに聞き耳をたて、コネクションが確立されると予期されるデータの最初のレコードはウェブサイトサーバ９０のアドレスを指定する目標ディスティネーションである。プロキシ９２は要求されたコネクションを開放し、後に続く全ての要求および応答はウェブサイトサーバ９０へ転送される。任意の検出されたエラーによりインバウンドおよびアウトバウンドコネクションは閉じられる。プロキシ９２は汎用である。それはハードウェアもしくはソフトウェアベースとすることができる。それには選択可能なウェブサイトのアイデンティティの知識がいらない。それはＴＣＰ／ＩＰルータとして機能し、全体システムのリアルタイム部分、すなわち、ＰＬＣシステム７０と非リアルタイム部分、すなわち、インターネット１４およびイントラネット７４間の任意の通信に必要なように構成される。それは特にブリッジ７８およびゲートウェイ７２のファイアウオールの外側にインストールされる。その主要な機能は、非リアルタイム部分からリアルタイム部分へのメッセージの転送レートを制御することにより、リアルタイム部分からの不要な通信トラフィックを制限してデータフロー制御を行うことである。それにより、外部ネットワーク通信デマンドに無関係にリアルタイム部分のネットワークローディングは安定に維持され、非決定論的な外部ネットワークに固定期間中の予め定められたレベルの決定性およびメッセージ送信の成功確率が与えられる。恐らく、ヒューマンマシンインターフェイス（ＨＭＩ）９４をネットワーク７４に接続することができる。それはＰＬＣ８０をプログラムおよび監視して、その現在状態および作動状態を示す、完全なＰＬＣシステム７０のグラフィック表現を提供するのに使用される。入力および出力装置を表現するさまざまなアイコンを含むことができ、それはグラフィック表現内に制御機能を実際に提供する。それはまたウェブサイトのホームページへのリンクされたページを設計するのに使用することもできる。これらのページはグラフィック表現を模擬し遠隔位置のユーザへアクセス可能となる。アイコンはアプレットと呼ばれるミニアプリケーションプログラムにリンクすることができる。ナビゲータやエクスプローラのようなウェブブラウザはブラウザを介してアプレットを解釈し実行することができるため、遠隔位置のユーザはインターネット１４を介してＨＭＩ９４の機能へのアクセスを有することができる。図５は非決定性ネットワークへあるレベルの決定性を与える方法を例示する本発明のブロック図である。インターネット１４はゲートウェイ１０６を介してネットワークアドミニストレータ１０４により制御されるイーサネットイントラネットワーク１０２に接続される。ゲートウェイ１０６はウェブサイトのインターネットグローバルアドレス１８および必要なセキュリティを提供するファイアウォールを含んでいる。ブリッジ１０８はプログラマブルロジックコントローラシステム１１０を含む装置のネットワーク１１２へアクセスする。ＰＬＣシステム１１０のバックプレーンの一部であるネットワーク１１２上で、ＭＯＤＢＵＳ等の、アプリケーションプロトコルが使用される。本発明に従ってかつ前記したように、ウェブサイトサーバ１１４はブリッジ１０８およびプロキシ１１６を含んでいる。ＰＬＣ１１０は内部プログラミングコマンド、入力装置１２２の状態、およびインターネット１４、イントラネット１０２もしくはアプリケーションネットワーク１１２から受信するコマンドに応答して内部アプリケーションプログラムに基づいて出力装置１２０を制御するのに使用される。プロキシ１１６はゲートウェイ１０６へのコネクションにかかわって、コネクションが確立されると要求されたコネクションを開放する。予期されるデータの最初のレコードは下記の形式の目標ディスティネーシヨンであり、 ‘ｔａｒｇｅｔ．ａｎｙｗｈｅｒｅ．ｃｏｍ５０２’ ここに、‘ｔａｒｇｅｔ．ａｎｙｗｈｅｒｅ．ｃｏｍ’はＰＬＣ１１０もしくはネットワーク１１２上の装置ｃからｎのＤＮＳアドレスであり、５０２はＭＯＤＢＵＳ予約ポートのアドレスである。したがって、全工場さらには全社にその制御装置への直接Ｗｅｂサービスを備えて、工場フロアもしくは事務所、カストマサイト、ホーム、もしくはインターネットアクセスを有する任意の場所から監視制御することができる。ネットワーク１１２は異なるシステム間でリアルタイムデータを交換する機構を提供する。それは２つのトランザクションタイプを使用して全データ交換の９９％を達成する。これらのトランザクションは目標装置からの合計１２５語（２５０バイト）までの１つ以上のデータアイテムの現在値の要求であるレジスタの読出し、および目標装置内の合計１００語（２００バイト）までの１つ以上のデータアイテムの更新要求であるレジスタの書き込みである。本発明のデータフロー制御によりリアルタイム制御イベントは既知の期間内に処理されることが保証される。インターネット１４およびイントラネット１０２は、ロードファクタすなわち帯域幅利用率を制御することにより、１つのポイントから別のポイントまでの情報伝送の保証された最大時間に関して予測可能である。これらのネットワークは１０ＢＡＳＥＴユニバーサルインターフェイスおよび１０Ｍビット／秒（Ｍｂｉｔ）帯域幅を特徴とし、衝突に遭遇するとトラフィックを自動的にスローダウンさせてロードファクタが高すぎるかもしれないことを表示するように設計される。理論的計算およびパイロットネットワーク測定値から、共有ネットワークのロードファクタをおよそ１０％まで慎重に低減しかつ非反復性トラフィックの割合を反復性トラフィックに較べて小さく維持することにより、汎用ネットワークの予測可能性特性はより目的をもって設計されたものに類似したものとなることが判っている。さらに、１０％の数値は装置の接続に反復ハブが使用される場合しか適用されない。ネットワークの１０Ｍｂｐｓ帯域幅へ完全アクセスできるイーサネットスイッチでハブを置換すると、同じ決定性特性でロードファクタはおよそ３０％まで高めることができる。スイッチを使用すると、イーサネットの指数バックオフアルゴリズムは要因とはならず、ネットワークの挙動はより目的をもって設計されたネットワークのように単純な待ち行列理論により支配される。例として、１マスターおよび５スレーブを有し、マスターは各スレーブと走査当たり４０バイトのデータを交換する単純なマスター・スレーブネットワークでは、実際の走査当たり反復性トラフィックロードは次のようになる。１０メッセージ＠（８０バイトオーバヘッド＋４０バイトデータ）＠０．８μｓｅｃ／バイト＝９６０μｓｅｃ９．６ミリ秒の公称走査時間は１０％のロードファクタと等価であり、衝突バックオフによりメッセージが９．６ミリ秒よりも遅延する機会はおよそ１００万分の１である。１０％のロードファクタにより全ての局が直接送信のための競合をすることが保証される。本発明では、リアルタイムネットワーク１１０と汎用ネットワーク１０２との間にネットワークブリッジ１０８を付加するだけでよい。制御装置の機能はオンデマンド送信の替わりにマスター・スレーブポーリングシーケンスを使用して明示することができる。帯域幅目標はポーリングループ反復レートを調整してブリッジの後に維持される。例えばある種のファイル転送を開始させて、イントラネットワーク１０２上の装置Ａ１２４およびＢ１２６が沢山のトラフィックを発生する場合、プロキシ１１６はトラフィックが制御サブネットと干渉するのを防止する。一方、装置Ａ１２４がＰＬＣ１１０にプロセスデータの交換を問い合わせたい場合、トラフィックはブリッジ１０８を介して転送される。パーソナルラップトップコンピュータ等の信用できない装置が同じ物理的サブネット上にある場合には、より複雑なステップをとるだけでよい。他の信用できる装置でしかデータを読み出せないようにある装置を隠すことにより、通常制御装置により使用できるものよりも一層制約的なネットワークセキュリティルールを実施することができる。ネットワーク帯域幅の非制御使用問題はセキュリティ問題に関連づけられる。装置が予想されていない要求を行う場合には、タイムクリティカルトラフィックを遅延もしくは中断する。本発明は構内網を有するＴＣＰおよびプロキシを使用してフロー制御を実施する。それによりロード制御だけでなくセキュリティが支援される。典型的にインターネットアドレスは、クラスＣサブネットとして知られる、２５０アドレス程度のグループとして割り当てられる。１０００台程のコンピュータをインターネット１４上に有する施設ではこのようなクラスＣサブネットが４つか５つある。このようなサブネットは物理的ブリッジネットワークブリッジにより分離される物理的サブネットとは無関係である。それはユニットのオペレーティングソフトウェアにより実施される純粋に論理的なアドレッシング協定である。ＴＣＰ／ＩＰネットワークの設計により、このような１つのサブネット上のコンピュータはルータを介さなければこのようなもう１つのサブネット上のコンピュータに問合わせることができない。この制限は装置が同じ物理的ケーブル上にある場合でも当てはまる。したがって、装置Ａ１２４は直接ＰＬＣ１１０に問合わせることはできずプロキシ１１６がルータとして働く必要がある。プロキシ１１６は受信メッセージを反復してＰＬＣ１１０へ再送しなければならないため、２台の装置間のメッセージによりメッセージは重複される。ネットワーク１１０はＰＬＣ１０および装置ｃからｎを有する構内ＩＰサブネットである。ネットワーク１１０上の装置間の通信は直接であり干渉なしに進行することができるが、ネットワークの外部の別のパーティとのいかなる交換にもプロキシ１１６との通信が伴わなければならない。プロキシ１１６はサブネットへ入ってネットワークローディングルールを実施する必要のあるいかなるトラフィックもスローダウンさせる能力を有している。さらに重要なのは、ＭＯＤＢＵＳメッセージが本来半二重であり、かつ前の要求に対する応答が受信されるまでチャネル上の次の要求を送ることができないため、それはすべての非反復性トラフィックを制御することである。ＩＰサブネット間の通信にプロキシ１１６を使用することにより、よりハイレベルのセキュリティが得られる。プロキシは目標のためのイニシエータを有する会話を運ぶ装置である。元々、プロキシの概念はインターネットへの装置の接続におけるファイアウオールの使用の増大に応えて開発されたものである。プロキシを介して通信する場合、イニシエータはそのプロキシアドレスの知識だけを使用してコネクションを確立する。コネクションが確立されると、イニシエータはプロキシに目標のアイデンティティをアドバイスすることができ、あるいは接続時に使用されるＴＣＰポートにより示唆することができる。次に、プロキシは実目標へのコネクションを確立し、必要に応じて一方のコネクションから他方のコネクションへ任意のＴＣＰデータを自発的に転送する。最終結果はイニシエータが目標へ通信しているということであるが、各メッセージがイニシエータからプロキシへの送信とプロキシから目標への送信との２つの送信を含んでいる。プロキシ１１６は物理的機械とすることができ、あるいは単にネットワーク上の適切なポイントで取り付けられたコンピュータの１台により実行され関連するオペレーティングシステムのネットワークサービスを使用する小さなソフトウェアプログラムとすることができる。ここでは、プロキシ１１６はＷｅｂサーバ１１４の一部である。本実施例では、プロキシはおよそ２００コードラインサイズのＪＡＶＡプログラムである。既知のマスター・スレーブ技術を使用して、それはネットワークに接続された装置の数に基づいて最大走査レートを求める。大ざっぱに１０％のロードを使用すれば各トランザクションがおよそ１００マイクロ秒のトラフィックを発生するという事実により、１ミリ秒／スレーブ装置を使用して所望の走査レートを計算することができる。個別のメッセージの最大サイズはおよそ２５０バイトに制限される。イーサネット／ＴＣＰヘッダーのオーバヘッドを加えても、結果はまだおよそ３３０バイトに制限される。１０Ｍｂｐｓイーサネットでは、このようなメッセージは２７０μｓｅｃの送信時間を有する。それはこのような要求が受け入れられるレートを絞るための簡単な手段でＩ／Ｏ走査の要請されないトラフィックのインパクトを５００μｓｅｃよりも小さく低減できることを意味する。プロキシ１１６およびブリッジ１０８機構がまさにそれを行う。それらはほぼ常に無国籍である。なんらかの理由でメッセージを反復する必要がある場合には、機能損失を伴うことなく応答を発生することができる。それによりバッファメモリスペースの必要性が少なくなり、送信されるデータのレーテンシが改善される。特に、非常に小さいＣＰＵリソースしか必要とせずにサブミリ秒範囲内の応答時間を達成できるスレーブエンジンが可能となる。本発明では、ローカルプログラミング装置をネットワークに接続したりプラントフロアからｅ−メールを得るためにラップトップを使用するような場合に、リアルタイムデータの決定性を譲歩することなくサブネット上で永続的関与者と時たまの関与者の混成に対処することができる。このような装置のユーザは無制限アクセスを有するネットワークよりも通信が幾分遅いことが判るであろう。図６は本発明に従ったプロキシ装置を利用する一連のステップである。制御装置が正規のトラフィックに対して利用可能な送信容量の７％以下しか使用しないように予め構成されている場合には、関与者の数を計算することができる。１０Ｍｂｐｓイーサネットの場合、各送信が１２０ミリ秒を含み最大タイムクリティカルサイクルタイムが１０ミリ秒であれば、考えられる関与者数は１００００ｘ７％／１２０＝ほぼ６である。したがって、６台の制御装置が専用サブネットを共有し、その間で１０ミリ秒周期で情報を交換することができ、その時間中に制御装置自体によるローディングは最大７．２％となる。ロード制限の無い外部非制御ネットワーク１３０上のオペレータ端局から問合せメッセージ１４２が来る場合には、決定性ネットワークであるサブネット１３６上の制御局１３８−１４１へアクセスするために、最初にそれを絞りルータ１３４すなわちプロキシへ通さなければならない。プロキシ１３４はサブネットのローディングに対するその寄与を３％に制御するように設定される。要求内に含まれるトラフィックの量がおよそ１２０μｓｅｃであれば、プロキシ１３４はこのような要求間の最小間隔１２０ｘ１００％／３％＝４０００ミリ秒を維持することにより予算を規制することができる。プロキシ１３４は４ミリ秒毎にこのような要求のせいぜい１つしかネットワークへ入れることができない。それは外部ネットワーク１３０上の多数の局から同時に開始されることがあるこのような要求の数には無関係である。もしあればある時間遅延が切れた後で、プロキシ１３４はメッセージ１４６をその所期の目標１４０へ転送する。目標１４０は要求メッセージ１４２が盗聴されプロキシ１３４により再発生されていることには気づかず、それは当該ネットワークタイプの正規の特性である。目標１４０はその応答１４４を発生し、それはプロキシ１３４へ返送される。プロキシ１３４はメッセージ１４８を再発生し、それをオペレータ局１３２へ返送してトランザクションを完了する。オペレータ局１３２の全体像から、あたかも目標１４０は真の応答時間よりも幾分大きい応答時間を有するように見えるが、非制御ネットワークで典型的な２００ミリ秒よりも小さい応答を有することと矛盾しない。ランダムトラフィックが局１３８−１４１間の制御データの交換の決定性に影響を及ぼす。制御トラフィックによるベースローディングはせいぜい７．２％であり、プロキシからのランダムトラフィックはせいぜいさらに３％にすぎないため、ネットワーク１３６上の総ロードは１０ミリ秒の単位時間について１０．２％よりも小さい。イーサネット上のこのローディングレベルにより、およそ１００万分の１であるノイズによるメッセージ損失に匹敵する衝突による単位時間を越える配送遅延確率となる。遅延は、もしあっても、トランザクションシーケンスにその知識なしで課せられるため、オペレータ局１３２は特殊化された通信ハードウェアやソフトウェアを使用してこの結果を達成する必要はない。ＭＯＤＢＵＳとして知られる最も一般的なオートメーション装置問合せプロトコルは、予測可能性インパクトをさらに低減する自ら課したメッセージ長の限界だけでなく、これらの技術を利用する適切な要求−応答特性を有している。１組のＴＣＰ／ＩＰの一部である標準トランスポートプロトコルも送信窓として知られる構成パラメータの選択を許すことによりこのような要求−応答挙動に遭遇する。プロキシ装置１３４は、コネクションの両方の関与者により見られる報告された送信窓を制御することにより、当然ネットワークをメッセージ溢れさせようとするファイル転送特性のトラフィック制御さえ実施する。それにより、このようなすべてのトラフィックがプロキシの使用を強制される限り、ファイル転送、Ｗｅｂブラウジング、および決定性イーサネットを共有するリアルタイム制御等のアクティビティが許される。全二重イーサネットやＡＴＭ等のスイッチドネットワークの場合、総予算限界は公称伝送容量の７０％等のかなり高いパーセンテージに設定することができる。それは競合する媒体上を配送するメッセージを提起するための最悪の遅延は、競合する全ての局からの未解決メッセージの時間換算した長さの単純和であるためである。それらは所与の単位時間間隔内の容量の１００％よりも小さいため、問題とするメッセージはその単位時間間隔内に配送される機会がある。共有イーサネットや共有ケーブルおよびキャリア信号を含むさまざまなマルチドロップネットワーク等の衝突ベースネットワークの場合には、低パーセンテージの数値が使用され、メッセージがピアから送られるものと衝突する有限確率が考慮される。しかしながら、メッセージを引っ込めて再試行する必要がある。理論的計算および実際の研究から簡単な共有イーサネットの適切なレベルはおよそ１０％であることが判っている。このレベルでは、メッセージが予算を立てた単位時間間隔すなわちサイクルタイムよりも多く遅延する機会は、ネットワーク上の電気的ノイズによりメッセージが失われる機会と同等である。イーサネットネットワークの性能は、任意の装置をそれに連結する必要がある、反復イーサネットハブを配線インフラストラクチュアの一部としてのイーサネットスイッチと漸進的に置換することにより改善することができる。最もトラフィックを運ぶ装置のインターフェイス速度を選択的にグレードアップすること、および大概のフィールドバス技術で利用できないオプションによりさらに改善を行うことができる。プログラマブルロジックコントローラシステムに物理的に接続されるハードウェアのいくつかを表す模擬ページを、容易に利用でき本発明の目的ではないさまざまなグラフィックプログラムを利用して構成することができる。本発明によりユーザは遠隔位置において、ブラウザを使用して、模擬ページを一覧しそこに例示されているさまざまなコンポーネントを実際に制御することができる。図４は模擬ページとしてユーザが利用可能なラダー論理図形式の簡単なモータ始動停止制御を示す。モータ始動押しボタン１５０を押すと常閉停止押しボタン１５４および常閉過負荷接点１５６を介してモータ始動リレー１５２が励起される。始動押しボタン１５０が解放された後で補助モータ始動接点１５８がリレー１５２をラッチし、パイロットライト１６０が照光する。停止押しボタン１５４が押下されるかあるいは過負荷リレー１６６が過負荷状態を検出するまで運転し続けるポンプモータ１６４に補助モータ始動接点１６２が給電を行う。本例では、始動押しボタン１５０、停止押しボタン１５４、過負荷接点１５６、補助モータ始動接点１５８および６２、および過負荷リレー１６６はプログラマブルロジックコントローラシステムへの入力である。リレー１５２、パイロットライト１６０、およびポンプモータ１６４が出力である。ＰＬＣは入力および出力用アニメーションデータを含むレジスタを有している。ＰＬＣ内のアプリケーションプログラムは入力に応答して出力を制御する。遠隔位置のユーザはプログラマブルロジックコントローラシステムの施設のホームページを探すためにインターネットを閲覧する。ＰＬＣは他の制御機能も有し、ユーザに必要な許可が降りておればさまざまなオプションを利用できるようになる。ＰＬＣ内のレジスタへのアクセスを許すさまざまなページを一覧できるようにすれば、ホームページによりユーザはＰＬＣオペレーションのスナップショットを得ることができる。表１に示したように、他のページもやはりＰＬＣ構成のディスプレイ、遠隔および分散Ｉ／Ｏモジュール健全性統計、ディスプレイレジスタ、バックプレーン構成、イーサネット統計、その他を含んでいる。ユーザがシステムの状態を調べられるようにするブラウザ画面上に模擬図ページが呼び出される。模擬図のライト１０、リレー１５２、接点１５８，１６２、およびポンプモータ１６４は実際の装置の状態に対応するように更新される。次に、入力および出力の状態がラダー図上に示され、それは変化すると自動的に更新される。始動１５０および停止１５４ボタンを表すアプレットを使用すれば、ユーザはマウスやキーボードを使ってカーソルを位置決めし始動１６８もしくは停止１７０ボックス上で“クリックする”ことによりモータの始動および停止を手動制御することができる。特定の実施例を例示して説明してきたが、本発明の範囲および精神を逸脱することなくさまざまな修正が可能である。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】予算を強要する。

Claims

【特許請求の範囲】１．産業制御装置のネットワーク上の目標装置と汎用通信網上のソース装置との間でデータを交換するインターフェイスであって、該インターフェイスモジュールは、Ａ．インターフェイスモジュールを前記汎用通信網に連結する手段であって、目標装置からソース装置へのデータ要求を受信して目標装置からソース装置へ応答を送る手段と、Ｂ．インターフェイスモジュールを産業制御装置の前記ネットワークへ連結する手段であって、ソース装置から目標装置へデータ要求を送り目標装置からソース装置への応答を受信する手段と、Ｃ．各メッセージ送信のサイクルタイムを予め定める手段であって、前記サイクルタイムは産業制御装置のネットワークに連結される装置の数、産業制御装置のネットワークの帯域幅、および所定のロードファクタに基づいている手段と、Ｄ．目標装置へ送られる前記データ要求を処理および遅延させて、送られるデータ要求および目標からインターフェイスモジュールへ返送される応答が予め構成され、所定のサイクルタイム内で、規則正しいシーケンスで交換されるようにする手段と、Ｅ．目標装置からの応答をソース装置へ返送する手段と、を含むインターフェイスモジュール。２．請求項１記載のインターフェイスモジュールであって、前記汎用通信網はイーサネットであるインターフェイスモジュール。３．請求項２記載のインターフェイスモジュールであって、さらに単位時間内の総送信量がネットワークの最大送信能力の小部分に慎重に制限されるようにタイムサイクルを計算する手段を含むインターフェイスモジュール。４．請求項３記載のインターフェイスモジュールであって、前記産業制御装置のネットワークは決定性であり１０％のロードファクタ限界を有するインターフェイスモジュール。５．請求項４記載のインターフェイスモジュールであって、前記計算手段は前記データ要求を３％のデフォールト限界まで遅延させるインターフェイスモジュール。