JP2017539109A - プロセスシステムにおけるプロセス値の提供 - Google Patents

Abstract

本発明は、システム（１０）におけるサーバー機器（１２）の動作方法に関する。サーバー機器（１２）は、このシステム（１０）によって制御されるプロセスの少なくとも１つのプロセスパラメータの種々の送信時点でそのつど、目下のプロセス値（Ａ，Ｂ，Ｃ）を求め、かつ、このシステム（１０）の複数のクライアント機器（１４，１６，１８）にそのつど、少なくとも１つのプロセスパラメータの各々または少なくとも１つのプロセスパラメータのサブセットに対して、データネットワーク（２０）を介して、求められた目下のプロセス値（Ａ，Ｂ，Ｃ）を送出する。データ交換が効率良く行われるはずである。サーバー機器（１２）は、本発明に相応して、複数のクライアント機器（１４，１６，１８）のうちの複数のクライアント機器に送出されるべき少なくとも１つのプロセスパラメータから共通部分（ＶＧ１）を形成する（Ｓ１６’）。サーバー機器（１２）は、次に、種々の送信時点でそのつど、共通部分（ＶＧ１）の少なくとも１つのプロセスパラメータの目下のプロセス値（Ａ，Ｂ，Ｃ）を唯一のマルチターゲットテレグラム（２２）にまとめ、このマルチターゲットテレグラム（２２）を、データネットワーク（２０）内のグループアドレス（ＧＡ１）へ送出する（Ｓ２０）。

Description

本発明は、プロセス、例えば製造プロセスを制御するシステムに関する。ここでは、サーバー機器が、少なくとも１つのプロセスパラメータ、例えば温度に対して、種々の送信時点で目下のプロセス値を求め、本願でクライアント機器と称される、複数の他の機器に分配する。本発明には、相応するサーバー機器、相応するクライアント機器並びにサーバー機器の動作方法も属する。

オートメーション技術システム、または、略してシステムでは、種々の機器間でプロセス情報を交換する必要がある。これは、すなわち、種々のプロセスパラメータ、例えば温度、回転数、圧力に対するその時々の目下のプロセス値である。このために、標準プロトコルが作成されており、これは、ＯＰＣ−ファウンデーションのＯＰＣ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ／Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ（ＯＰＣ ＵＡ）と称される（ＯＰＣ−ＯＬＥ ｆｏｒ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ，ＯＬＥ−ｏｂｊｅｃｔ ｌｉｎｋｉｎｇ ａｎｄ ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ）。

このような場面設定においてはしばしば、プロセス情報の複数の消費機器、すなわち、複数のクライアント機器が同一のプロセス情報に興味を有している場合があり、従ってこのプロセス情報は、ＯＰＣ−ＵＡ−サーバー、すなわちサーバー機器から、複数回、すなわち、それぞれ少なくとも一度、異なるクライアント機器に送信される。さらに、ＯＰＣ ＵＡは、このデータ搬送を、例えば受信確認によって保護する。このために、ＯＰＣ ＵＡは、クライアント機器とサーバー機器とが、データネットワークにおける自身のその時々の同一性を知っていることを前提条件とする。このことは、各クライアント機器とサーバー機器との間で、ピア・ツー・ピアコネクションによって保証される。これは、ＯＰＣ−ＵＡ−セッション（ＯＰＣ−ＵＡ−Ｓｉｔｚｕｎｇ）と称される。

システムの動作時には、コネクションまたはセッションの管理によって、および、目下のプロセス値の複数回の送出によって、サーバー機器が過負荷状態になることがあり得る。このような場合には、回路技術的に手間のかかる、ひいては、製造にコストのかかるサーバー機器を提供することが必要になる。さらに、プロセス値の多数回の送出は、システムの通信動作を妨害し得る。なぜなら、プロセス値の多数回の伝送は、他の機器の通信を阻止するからである。

本発明の課題は、システムの機器間のプロセス値の交換の効率を良くすることである。

上述の課題は、独立請求項の構成要件によって解決される。本発明の有利な発展形態は、従属請求項の特徴によって得られる。

本発明では、システム内のサーバーまたはサーバー機器の動作方法が提供される。このシステムは、オートメーション技術システムであってよく、このシステムは例えば、製品の製造（例えば自動車の製造）またはプロセス（例えば、原子力に基づいたエネルギー生成）の実行または系統の制御（例えば自治体における信号の制御）のために作動する。このプロセスが個々の装置内に設けられていてもよく、これは例えば、ロボットの個々の機器、例えばロボットのセンサおよびアクチュエータを調整するためのロボットの制御であってよい。別の装置は、例えば、製造ステーション、例えば、塗装ステーションまたは瓶詰めステーションであってよい。このようなステーション内でも、プロセスは、このステーションの所望の機能性を提供することができる。従って、用語「システム」には、有利には、このような装置およびこのようなステーションも含まれる。

制御されるプロセスは、プロセスの経過によって変化し得る少なくとも１つのプロセスパラメータを有している。これは、例えば、温度、圧力、例えばローターまたはシャフトの回転位置、または、例えばベルトコンベアの速度である。サーバー機器は、種々の送信時点で、少なくとも１つのプロセスパラメータに対してそのつど、目下のプロセス値、すなわち、例えば目下の温度または目下の圧力を求める。サーバー機器は、このために、例えば、温度センサまたは圧力センサまたは電動機用のモータ制御部またはロボット用の制御機器を有し得る。

少なくとも１つのプロセスパラメータの各目下のプロセス値は、システムの複数のクライアント機器に送出されるべきである。クライアント機器は同様に例えばモータ制御部または別のアクチュエータ制御部またはセンサであってよい。各クライアント機器はここで、サーバー機器から、少なくとも１つのプロセスパラメータの各々に対して目下のプロセス値を必要とするか、または、少なくとも１つのプロセスパラメータのサブセットに対してのみ、すなわち、１つまたは幾つかのプロセスパラメータに対してのみ、目下のプロセス値を必要とする。これに相応して、サーバー機器はシステムの複数のクライアント機器にそのつど、少なくとも１つのプロセスパラメータの各々に対して、または、少なくとも１つのプロセスパラメータのサブセットに対して、各送信時点で、求められた各目下のプロセス値を、データネットワークを介して、例えばイーサーネットまたはプロフィネット（Ｐｒｏｆｉｎｅｔ）バスを介して送出する。

ここで、データネットワーク上に生成されるデータトラフィックの効率を良くするために、サーバー機器は以降のステップを実行する。サーバー機器は、複数のクライアント機器のうちの複数のクライアント機器に送出されるべき少なくとも１つのプロセスパラメータから共通部分（Ｓｃｈｎｉｔｔｍｅｎｇｅ：切断集合）を形成する。すなわちこの共通部分では、各目下のプロセス値が種々の送信時点でそのつど、複数のクライアント機器に送出されるべき全てのプロセスパラメータが示されている。すなわち、この共通部分は、パラメータグループまたは変数グループを表している。この共通部分に含まれている各プロセスパラメータまたは各変数に関して、複数の機器に、目下の値が報告されなければならない。すなわち、各目下の値が、複数の機器に、データネットワークを介して送出されなければならない。

これに相応して、サーバー機器は、種々の送信時点でそのつど、この共通部分の少なくとも１つのプロセスパラメータの目下のプロセス値を唯一のマルチターゲットテレグラム、すなわち、１つのデータセットまたは１つのメッセージにまとめる。ここで、各機器にそれぞれ、このマルチターゲットテレグラムのコピーが送出されるのではなく、サーバー機器は、マルチターゲットテレグラムを、データネットワーク内のグループアドレスに送出する。データネットワークに使用されている通信規格に応じて、通信規格ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が使用されている場合には、このグループアドレスは、例えば、マルチキャストアドレスまたはブロードキャストアドレスであってよい。

本発明によって、サーバー機器において計算出力が節約される、という利点が生じる。なぜなら、プロセス値が複数回送出されなくてよく、サーバー機器が相応に、プロセス値を１度だけ、複数のクライアント機器に対して処理すればよいからである。これは特に、サーバー機器が、能力が低い機器、例えばセンサであり得る、システムのフィールドレベルにおいて有利である。

この方法には当然、サーバー機器が、複数の種々の共通部分を形成する実施形態も含まれている。さらに、用語「サーバー機器」は、プロセス値に対するデータ源としてだけ動作する機器に制限されない。少なくとも１つのあるプロセスパラメータのサーバー機器は、同時に、少なくとも１つの別のプロセスパラメータに関連して、クライアント機器であり得る。このクライアント機器は、少なくとも１つの別のプロセスパラメータに対する目下のプロセス値を別のサーバー機器から受信する。

どの共通部分が本発明のサーバー機器において形成されるのかは、例えば、システムの構築時の事前計画において、サーバー機器の構築によって定められ得る。これによって、共通部分を求めるための計算リソースがシステムの動作時に不必要である、という利点が得られる。

さらなる利点は、共通部分の協議が、サーバー機器とクライアント機器との間のコネクション形成時に実行される場合に得られる。従って、共通部分は、ダイナミックに、クライアント機器の目下の要望に応じて形成される。システムは、この場合、自己構築である。サーバー機器は、このために、各クライアント機器から、各問い合わせテレグラム、すなわちデータセット、または、少なくとも１つのプロセスパラメータのうちのどれに関して、プロセス値がクライアント機器に送出されるべきであるのかが示されているメッセージを受け取る。この問い合わせテレグラムは、データネットワークを介して、各クライアント機器からサーバー機器に送信されるデジタルメッセージである。すなわち、問い合わせテレグラムによって、クライアント機器は、例えば、それに関してクライアント機器がプロセス値を必要とするプロセスパラメータのサブセットを規定する。この過程に対する別の用語は、サブスクリプションまたは予約（英語でＳｕｂｓｃｒｉｐｔｉｏｎ）である。サーバー機器は、その後、受け取った問い合わせテレグラムに基づいて、共通部分を形成する。

共通部分について、サーバー機器は、グループアドレスを定め、このグループアドレスを、その問い合わせテレグラムにおいて、この共通部分の少なくとも１つのプロセスパラメータが示されている機器に伝達する。これによって、クライアント機器の側で次のことが既知になる。すなわち、少なくとも１つの、自身によって必要なプロセスパラメータに関するプロセス値が、自身のクライアントアドレスに直に送信されるのではなく、グループアドレスに送信される、ということが既知になる。これに相応して、各クライアント機器によって、このグループアドレスにアドレスされているマルチターゲットテレグラムが、クライアント機器によって、データネットワークから読み出されなければならない。この実施形態は、サーバー機器が、共通部分を、ダイナミックに、クライアント機器の要望に、システムの動作時に合わせる、という利点を有している。この実施形態は相応に、システムの動作中に、クライアント機器が新たに問い合わせテレグラムを送信し、サーバー機器が共通部分を新たに定めるバリエーションも含んでいる。

本発明の方法を、問題無く、既知の、オートメーション技術システムのために確立された標準プロトコルＯＰＣ ＵＡと組み合わせることができる。このために、ある実施形態では、サーバー機器は、少なくとも１つのクライアント機器から、各問い合わせテレグラムを、構築フェーズにおいて、すなわち、システムの立ち上がり時に、ネットワークコネクションを介して、ＯＰＣ−ＵＡ−セッションの間、規格ＯＰＣ ＵＡに従って受け取る。オプションで、ＯＰＣ−ＵＡ−セッションを、構築フェーズの終了時に終わらせることができる。これはすなわち、サーバー機器とクライアント機器とが、システムの元来の動作、すなわち、プロセスの制御を開始するときである。動作フェーズにおいて、そのほかに、例えば、ＯＰＣ−ＵＡに従った通信がシステムにおいて不必要である場合、これは有利であり得る。従って、セッションは、有利には、プロセス値のこのような周期的なデータ伝送の開設および管理のためだけに必要である。元来の周期的な、プロセス値の更新の実行中、すなわち、システムの通常動作フェーズにおいて、セッションのための管理の手間が、クライアント機器の側でもサーバー機器の側でも不要である。構築フェーズを周期的に新たに開始してもよい。これは例えば、システムのスタンバイの後である。

システムにおいて、サーバー機器は、データパケットを、すなわち、目下のプロセス値を伴う各マルチターゲットテレグラムを、周期的に、各変数グループ、すなわち各共通部分に対して送出することができる。この際に、サーバー機器の送信動作は、送信パラメータによって定められる。すなわち、例えば、送信時点を定める更新レート、１つのマルチターゲットテレグラム内に含まれている変数の最大数、デッドバンド（それを上回る、または、下回るとプロセス値が送出されるトリガ値）である。ここでは次のことが起こり得る。すなわち、２つのクライアント機器が、同一のプロセスパラメータに関して目下のプロセス値を所望しているが、ここで、これらがサーバーの異なる送信動作、例えば、異なる更新レートを必要とする、ということが起こり得る。このことを考慮するために、この方法のある実施形態は以降のステップを設定する。サーバー機器は、各クライアント機器から、そのつど、少なくとも１つの、クライアント機器によって設定された送信パラメータ値を、送信パラメータに対して受け取る。すなわち、例えば、更新レートに対して、値、２００／ｓを受け取る。共通部分の形成のために、サーバー機器は、それに対して目下のプロセス値を求めることができる少なくとも１つのプロセスパラメータから共通部分を次のように選択する。すなわち、この共通部分の各プロセスパラメータの送信パラメータが所定の類似基準を満たすように選択する。換言すれば、類似基準に従って類似している送信動作がクライアント機器によって設定されているプロセスパラメータのみが共通部分にまとめられる。例えば、温度に対しては１分毎に１個の目下のプロセス値の更新レートが必要であるが、回転数に対しては１分毎に１００個のプロセス値の更新レートが必要である場合、これらのプロセス値が同じクライアント機器グループに送出されるべきであるのにもかかわらず、これら２つのプロセスパラメータ（温度、回転数）を同一の共通部分にまとめないことが合理的であり得る。類似基準は、例えば、複数のクライアント機器の送信パラメータ間に、所定の最大の、絶対値的な差を設定することができる。類似基準は、例えば、これらの送信パラメータ値が、相互に整数倍であってよいことを設定することができる。このような実施形態によって、１つまたは複数の形成された共通部分を、より厳密に、システムの要望に合わせることができる、という利点が得られる。

結果として生じる送信動作は、特に、規格ＯＰＣ−機構を介して、サブスクリプションの構築時に協議される。なぜなら、類似基準は上述したように、有利には、送信パラメータ値における差も許可するからである。ここで、各マルチターゲットテレグラムの送出のための具体的な送信パラメータ値を見出すために、ある実施形態では、サーバー機器は、少なくとも１つの送信パラメータ（例えば送信時点、すなわち更新レート、変数の最大数、デッドバンド）に対して、各最適な送信パラメータ値を、この共通部分に設定されている全ての送信パラメータ値に依存して、所定の最適化基準に基づいて求める。最適化基準は、例えば、最大の送信パラメータ値、すなわち、最大の更新レートが利用されるべきである、ということを表し得る。最小の送信パラメータ値が設定されてもよく、これは例えば、マルチターゲットテレグラム内の変数の最小数である。例えば、１分あたり４００の更新レートと１分あたり２００の更新レートとが、１分あたり２００の更新レートに最適化されるという、周期性に関する最適化基準が定められてもよい。なぜなら、１分あたり４００の更新レートを必要とするクライアント機器は、単に、それぞれ２番目のマルチターゲットテレグラムを無視することができるからである。

最適化基準の意図において最適な送信パラメータが見出されている場合には、サーバー機器は、各マルチターゲットテレグラムの送信のために、少なくとも１つの送信パラメータを、各最適化された送信パラメータ値にセットする。このような実施形態によって、次のような利点が得られる。すなわち、相応する最適化基準を設定することによって、各クライアント機器の技術的な要望を、マルチターゲットテレグラムに対する送信パラメータを定める際に考慮することができる、という利点が得られる。開発エンジニアは、最適化基準を定めることによって、特定のシステムに対して、クライアント機器の特性を、所期のように考慮することができる。

さらなる利点は、以降のステップを有する実施形態によって得られる。サーバー機器は、各マルチターゲットテレグラムの送信過程をそのつど、クライアント機器の受信確認と無関係に終了する。換言すれば、サーバー機器は、各マルチターゲットテレグラムを送出し、このマルチターゲットテレグラムが各クライアント機器に首尾良く到着したか否かを検査するために、受信確認を待たない。すなわち、周期的な、プロセス値の更新の実行中、クライアント機器によって送信出力は必要とされない。これは、エネルギー節約およびデータネットワークの負荷の軽減の観点において有利であり、特に、無線通信および／またはバッテリー動作を介して、プロセス値をサーバー機器から受信するモバイル機器において有利である。実際に、多くのケースにおいて、クライアント機器が、変更に関して情報伝達されれば十分であることが判明している。ここでクライアント機器は迅速に、ミリ秒範囲で応答する必要はない。例えば、充填レベルまたはガス圧の伝送である。このような場面設定では、サーバーが、上述した、保証されていない伝送を介して、すなわち、受信確認無く、マルチターゲットテレグラムを送出し、これによって、プロセスパラメータの目下の状態に関して情報伝達すれば完全に十分である。これは、テレグラムが失われることがあることを意味する。それにもかかわらず、伝送の十分な安全性を保証するために、マルチターゲットテレグラムは有利には、構築可能な時間間隔で、プロセスパラメータの値の変化とは無関係に送信される。

この場合、クライアント機器は、次のテレグラムによって、目下の値に関して情報伝達される。ここで、テレグラムの欠落が、プロセスの制御に重要な影響を与えることはない。マルチターゲットテレグラムをＵＤＰ（ＵＤＰ−Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）マルチターゲットメッセージまたはＵＤＰブロードキャストメッセージとして送出することが、特に適切であることが判明している。マルチターゲットテレグラムをＡＶＢ（ＡＶＢ−Ａｕｄｉｏ−Ｖｉｄｅｏ−Ｂｒｉｄｇｉｎｇ）ストリームまたはＴＳＮ（ＴＳＮ−Ｔｉｍｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ストリームにおいて、規格ＩＥＥＥ８０２．１に従って送出するのがさらに有利であることが判明している。このようなストリーム技術によって、マルチターゲットテレグラムの伝送の帯域幅および順番が保証される。さらに、チャネルの質（特に帯域幅および／または最大遅延）を、ハードウェアによって、リアルタイムに定めることが可能である。

性能を上げるために、変数グループまたは共通部分に対して、次のことも協議することが可能である。すなわち、プロセス値の伝送が、例えばＯＰＣ−ＵＡ−規格によって必要とされている全ての情報を含んでいるのではなく、低減されたフォーマットが使用可能である、ということも協議することが可能である。このために、この方法のある実施形態は、サーバー機器がクライアント機器とそのつど、それに対して各クライアント機器にプロセス値が送出されるべきである、共通部分のプロセスパラメータの低減されたフォーマットのためにフォーマット設定を協議するステップを設定する。サーバー機器は、次に、協議されたフォーマット設定を考慮して共通部分を形成する。これによって、有利には、特に少ないデータを有するマルチターゲットテレグラム、すなわち特に短いマルチターゲットテレグラムが送出されればよい、ということが実現される。プロセス制御への甚大な影響無く、協議可能なフォーマット変更の例は以下のものである。タイムスタンプのみが、全てのプロセス値または変数に対して設定される。質に関する情報のみが、全てのプロセス値に対して設定される。質に関する情報は、送信パラメータ値に相当する。例えば、１分あたり４００の更新レートを有することを所望し、１分あたり２００の更新レートしか得ていないクライアント機器と協議することができ、従って、このクライアント機器は、他のクライアント機器と同じ更新レートを要求する。この場合には、上述した、送信パラメータ値の最適化ステップはより容易に省かれる。タイムスタンプが全く設定されないということを協議することも可能である。この場合には例えば、プロセス値の順番を再構築可能に保持し続けるために、シーケンス番号に制限することが可能である。クライアント機器に、自身の質に関する情報、すなわち、自身の要求された送信値パラメータを、完全に省くように要請がされてもよい。送信されたプロセス値のデータタイプが、最初のマルチターゲットテレグラムのみにおいて示されることが協議されてよい。データタイプが全く伝送されないことが協議されてよい。

サーバー機器が複数の共通部分を形成する場合には、この方法のある実施形態は、さらなる有利な改善を設定する。サーバー機器は、ある共通部分に対して付加的に、さらに、別の共通部分を、複数のクライアント機器に送出されるべき少なくとも１つのプロセスパラメータから形成する。サーバー機器はこれら２つの共通部分をまとめ、２つの共通部分のうちの大きい方の共通部分に対してのみ、種々の送信時点で、マルチターゲットテレグラムを送出する。これは、小さい方の共通部分が、大きい方の共通部分の真部分集合である場合である。サーバー機器が、例えば、これら２つの共通部分を、異なる初期化フェーズで形成する場合、変数グループが、別の変数グループの部分集合であることがある。このような部分集合は、この場合、有利には、別個に公開されない。すなわち、送出されない。クライアント機器は、上方のグループのグループＩＤ、すなわち、特に、グループアドレスを含んでいる。クライアント機器は、この場合、自身によって必要なプロセス値を、マルチターゲットテレグラムから探し出すことができる。これによって、完全なマルチターゲットテレグラムが送信時点毎に削減される。

本発明には、相応に、プロセスを制御するシステムのための機器も属している。ここでこの機器は、サーバー機器として、本発明の方法の実施形態を実行するように設計されている。このサーバー機器は、例えば、システムのためのアクチュエータおよび／またはセンサとして設計可能であり、すなわち、例えば、弁制御部として、または、圧力および／または温度および／または速度および／または回転数に対するセンサ機器として設計される。アクチュエータ機器として、この機器は、例えばモータ制御部または液圧式制御部を含み得る。

本発明には、相応に、プロセスを制御するためのシステムのための機器も属する。これは、クライアント機器として、機能可能である。この機器は、次のように設計されている。すなわち、サーバー機器に問い合わせテレグラムを送出するように構成されている。この問い合わせテレグラムでは、次のことが示されている。すなわち、サーバー機器によって監視されている少なくとも１つのプロセスパラメータのうちのどれに関して、クライアント機器にそのつど、プロセス値が送出されるべきであるのかが示されている。クライアント機器は、この問い合わせテレグラムを、データネットワークを介して送出する。この機器は、さらに、サーバー機器から、グループアドレスを、データネットワークを介して受信するように設計されている。さらに、この機器は、データネットワークを介して種々の送信時点でそのつど、グループアドレスにアドレスされているマルチターゲットテレグラムを受信するように設計されている。さらに、この機器は、受信したマルチターゲットテレグラムから、少なくとも１つの、このマルチターゲットテレグラム内に含まれているプロセス値を読み出すように設計されている。

上述したように、同一の機器を、サーバー機器としてもクライアント機器としても設計することができる、または、サーバー機器としてもクライアント機器としても動作させることができる。

最終に、本発明には、プロセスを制御するためのシステムも属する。例えばどのようなプロセスのことであるのかは、既に記載されている。このシステムは、本発明に即して、少なくとも１つのサーバー機器と、複数のクライアント機器とを有している。

以下では、本発明の実施例が記載されている。

本発明のシステムの実施形態の概略図 図１のシステムにおいて実行可能な、本発明の方法の実施形態に対するフローチャート

以降で説明する実施例は、本発明の有利な実施形態である。しかしこの実施例では、この実施形態の記載されたコンポーネントは、それぞれ個々の、相互に無関係に考察されるべき本発明の特徴である。これらは、本発明をそれぞれ、相互に無関係にも発展させ、従って個々に、または、図示された組み合わせとは異なった組み合わせでも、本発明の構成部分として見なされるべきである。さらに、記載される実施形態は、本発明の上述した特徴の他の特徴によっても補完可能である。

図１には、オートメーション技術のシステム１０が示されている。システムのコンポーネントとして、システム１０は、１つのサーバー機器１２と、複数のクライアント機器１４、１６、１８とを有し得る。サーバー機器１２は、これらのクライアント機器１４、１６、１８と、データネットワーク２０を介して結合可能である。機器１２、１４、１６、１８は、規格ＯＰＣ ＵＡによって、相互に、データネットワーク２０を介して通信するように設計可能である。

このシステムは、例えば、製造プロセス、例えば製品の製造、または、例えば自動車用の未加工品の製造を制御するように設計可能である。このシステムが、プロセス制御に対して、例えば、原子力からエネルギーを得るように、または、廃水を浄化するように設計されていてもよい。このシステムが、制御プロセス、例えば、道路交通網における信号による交通制御を実行するように設計されていてもよい。

各機器１２、１４、１６、１８は、それぞれ例えば１つのアクチュエータおよび／またはセンサであってよい。各機器１２、１４、１６、１８は、システムのコンポーネントであり、これらによって、システム１０によって制御されるべきプロセスの一部が監視および／または制御される。システム１０が、さらに、（図示されていない）他の機器を有していてもよい。

図１に示されている例では、サーバー機器１２は、プロセスパラメータＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｈの測定または算出または監視および／または調節用に設計されている。例えば、これらのプロセスパラメータはそれぞれ、温度または圧力または流量または角度位置、または、サーバー機器１２の目下の動作状態および／またはサーバー機器１２によって監視および／または制御されている、システムの部分の目下の動作状態であり得る。サーバー機器１２では、プロセッサ装置、例えば、マイクロコントローラまたはＣＰＵ（ＣＰＵ−Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）の監視ソフトウェア内に、プロセスパラメータの各目下のプロセス値が、変数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｈとして格納可能である。プロセスパラメータと、プロセスパラメータを表す変数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｈは、本明細書において、同義語として使用可能であるので、ここでは同じ参照符号が使用されている。目下のプロセス値または変数値も本明細書において、これらの参照符号によって表される。

システム１０によってプロセスを制御するために、自身の側でプロセスを制御することを可能にするために、繰り返し、伝達または伝送されて、変数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｈの目下の変数値、すなわち、目下のプロセス値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｈをクライアント機器１４、１６、１８が得ることが必要である。例えば、クライアント機器１４（ＣＬＮＴ１）が、例えば、相応するプロセスパラメータの変数値Ａ、Ｂ、Ｃに依存して、例えば循環ポンプを制御する制御命令または制御信号等を形成するように設定されてもよい。クライアント機器１６（ＣＬＮＴ２）は、例えば、変数値Ａ、Ｂ、Ｃに依存して、制御命令または制御信号を形成することができる。これは、例えば、ベルトコンベアを制御する。クライアント機器１８は、例えば、変数値Ａ、Ｂ、Ｃに依存して、例えば、制御信号を生成することができ、これによって、例えば、モニター上に、目下のプロセス状態が表示される。

従って、システム１０では、サーバー機器１２が、変数Ａ、Ｂ、Ｃの目下の変数値を、繰り返し、種々の送信時点で、データネットワーク２０を介して、複数のクライアント機器１４、１６、１８に伝送することが必要であり得る。

ここでシステム１０において、サーバー機器１２が、変数値Ａ、Ｂ、Ｃをそれぞれ個々に、クライアント機器１４、１６、１８に送信するのではない。すなわち、変数値Ａを３回送信し、変数値Ｂを３回送信し、変数値Ｃを３回送信するのではない。その代わりに、目下の変数値Ａ、Ｂ、Ｃが１つのマルチターゲットテレグラム２２にまとめられる。このマルチターゲットテレグラム２２は、データネットワーク２０において、唯一のアドレスに、すなわち、グループアドレスＧＡ１に送出される。クライアント機器１４、１６、１８は、次のように構築可能である。すなわち、マルチターゲットテレグラム２２がグループアドレスＧＡ１にアドレスされている場合に、これらがマルチターゲットテレグラム２２を受信し、処理するように構築可能である。

どの変数値Ａ、Ｂ、Ｃがマルチターゲットテレグラムにまとめられているのか、および、グループアドレスＧＡ１に送出されるべきであるのかがサーバー機器１２において既知になるように、サーバー機器１２において、共通部分または変数グループＶＧ１、ＶＧ２が形成されていてよく、ここから、それぞれ、変数値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｈのどれがそれぞれマルチターゲットテレグラムにまとめられているのか、および、どのグループアドレスＧＡ１、ＧＡ２に、各変数グループＶＧ１、ＶＧ２の各マルチターゲットテレグラムが送出されるべきであるのかを定める。

変数グループＶＧ１、ＶＧ２を形成するために、サーバー機器１２は以降に記載される、図２で具体的に示される方法を実行することができる。

マルチターゲットテレグラムの送出は、規格ＯＰＣ ＵＡの構成部分ではない。変数Ａ、Ｂ、Ｃの値変更は、保証されていない通信を介して、ＯＰＣ−ＵＡ−搬送チャネル外で伝送される。値変更が、保証されずに伝送される、という事実に基づいて、同一の値変更が、複数のクライアント機器１４、１６、１８に、メッセージを伴って伝達されることが可能である。

サーバー機器とクライアント機器１４、１６、１８との間の通信の例示的な流れは、以下のような様相を呈している。クライアント機器１４、１６、１８はステップＳ１０において、ＯＰＣ ＵＡの主旨におけるセッションを、ＯＰＣ−ＵＡ−サーバー、すなわちここではサーバー機器１２へと構築する（ＳＥＳＳ ＳＴＡＲＴ）。クライアント機器は、ステップＳ１２において、サーバー機器１２に、例えば、既知のＯＰＣ−ＵＡ−機構を介して、どの値（ＶＡＲ）Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｈに、クライアント機器が興味を有しているのかを伝達する。ここでは、伝送特性も伝達可能であり、例えば、どのような更新レートが用いられるのか、かつ／または、どのようなテレグラムサイズが所望されているのか、または、どのような値変化（デッドバンド）から、目下の変数値が送出されるべきであるのかも伝達可能である。サーバーは、ステップＳ１４において、自身が既に、変数値のこの組み合わせ、または、変数値の部分に対して、変数グループを形成したのか、または、規定したのか、または、公開したのかを検査する（ＶＧ？）。そうである場合には（図２では、符号「＋」によって記号化されている）、サーバー機器１２によって、クライアントに、変数グループのグループアドレスＧＡ１、ＧＡ２が伝達される。まだ、適切な変数グループが存在しない場合には（図２では、符号「−」によって記号化されている）、新たな変数グループが作成され、グループアドレスがステップＳ１６において伝達される前に、ＩＤ（識別）、すなわち、マルチターゲットアドレスまたはグループアドレスも、中間ステップＳ１６’において作成される。

その後、最適には、ＯＰＣ−ＵＡ−セッションが、ステップＳ１８において終了され、従って、クライアントの側で、送信出力がもはや不必要になる。

サーバー機器１２は、次に、ステップＳ２０において、有利には、周期的に、マルチターゲットテレグラム２２を、所望の変数グループＶＧ１、ＶＧ２の目下の値とともに、グループアドレスＧＡ１、ＧＡ２に送信する。この周期的な送出によって、保証されていない伝送、すなわち、クライアント機器１４、１６、１８による受信確認の必要がない伝送を行うことができる、という特別な利点が生じる。クライアント機器１４、１６、１８のうちの１つが、マルチターゲットテレグラム２２を得ていない場合には、次の送信周期によって、再び、目下の変数値がこのクライアント機器に伝送される、ということが保証されている。

ステップＳ２２では、サーバー機器１２は、サブスクリプションの変更が行われたのか否か、すなわち、クライアント機器１４、１６、１８が、変数グループの中止を届け出たのか否かを検査することができる。このために、クライアント機器は再び、上述したように、ＯＰＣ−ＵＡ−セッションを構築し、伝達されるべきプロセスパラメータのセットを変更する。ステップＳ２２では、次に、サーバー機器１２は、各変数グループが、まだメンバー（ＭＥＭＢ）を有しているか否かを検査することができる。そうである場合には（＋）、ステップＳ２０において、この変数グループの変数値の周期的な送出が継続される（ＳＥＮＤ ＶＧ）。最後のクライアント機器が、変数グループの中止を届け出ると、この変数グループは、サーバー機器１２において、ステップＳ２４において、解消されて、サーバー機器１２が公開するか、または、この変数グループに対してはそれ以降、更新を送出しない（ＥＮＤ）。これに対して択一的に、この変数グループが保持され、送出だけが中断されてもよい。最後のクライアント機器の中止届け出後に、この変数グループが解消されない場合、これは有利である。なぜなら、例えば、この変数グループに対するクライアント機器の新たな申請の際に、この変数グループを新たに作成しなくてよいからである。

規格ＯＰＣ ＵＡにおいて、変数グループの上述した原則を実現するために、変数グループの以降の特性を設定することができる。変数グループは変数のセットのリファレンスであり、従ってこれらをエンティティにまとめる。変数自体は、変数グループの構成部分ではない。変数グループは、アトミックなセットとして見なされるべきである。種々の変数グループにおいて、同じ変数がアドレスされるべき場合には、これらは、それにもかかわらず、別個のエンティティとして見なされるべきである。換言すれば、この変数は複数回、公開されるだろう。変数グループの値から結果として生じるデータパケット、すなわち、各マルチターゲットテレグラムは、プロトコルＵＤＰが使用される場合には、ＵＤＰデータグラムにおいて送信されることが可能でなければならない。

オプションのステップＳ１８において、ＯＰＣ−ＵＡ−セッションを終了させることが可能であるので、ここでは、極めて計算能力の低い機器にも目下のプロセス値を供給することができるという利点が生じる。ＯＰＣ ＵＡとプロセスコピーの伝送との間に、類似の機構が実現される。これによって初めて、ＯＰＣ ＵＡを効率的に、フィールドレベルにおいて、すなわち、個々のアクチュエータおよび／またはセンサに対して、オートメーション技術の機器の結合のために使用することが可能になる。

サーバーでは、リソースが節約される。なぜなら、サーバーは、規格ＯＰＣ ＵＡの構成部分であるパブリッシュリクエストおよび通知メッセージの管理を実行する必要がないからである。

変数値の特性、すなわちサブスクリプションの特性の協議をＯＰＣ−ＵＡ−機構を介して行う上述した形態の他に、他の方法も可能である。これは例えば、事前計画または別の接続構造、例えば特別な終端点、すなわち例えばＴＣＰ（ＴＣＰ−Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ソケットを介した協議である。

クライアント機器は、変数グループの値変化を、暗号化して伝送することもできる。暗号化パラメータ、例えばキーは、上述した、サブスクリプションの特性を協議するための方法を介して交換可能である。これによって、キーが確実に伝送されることが保証される。

伝送の決定性を保証するために、例えば、ＡＶＢストリームまたはＴＳＮストリームが使用可能である。これらは、伝送に対する帯域幅を保証する。

ＵＤＰの使用は例として見られるべきである。マルチターゲット伝送またはブロードキャスト伝送をサポートする全ての伝送方法が使用可能である。特に、ＩＰｖ６（Ｉｎｔｅｒｎｅｔｐｒｏｔｏｋｏｌｌ， Ｖｅｒｓｉｏｎ ６）の使用時には、これによって、このような通信を、サブネットを超えて構築することが可能になる。

伝送プロトコルとして、保護されたプロトコル、例えばＴＣＰが使用される場合には、更新を、非周期的に伝送することも可能である。この場合には、完全なプロセスコピーの代わりに、値の変化のみを伝送することも可能である。

全体として、この例は、どのようにして本発明によって、ＵＤＰ−マルチターゲット−サブスクリプションが、ＯＰＣ−ＵＡに対して提供され得るのかを示している。

１０ システム、 １２ サーバー機器、 １４ クライアント機器、 １６ クライアント機器、 １８ クライアント機器、 ２０ データネットワーク、 ２２ マルチターゲットテレグラム、 Ｓ１０〜Ｓ２４ ステップ

Claims (12)

1. システム（１０）におけるサーバー機器（１２）の動作方法であって、
   当該システム（１０）において、前記サーバー機器（１２）は、当該システム（１０）によって制御されるプロセスの少なくとも１つのプロセスパラメータの種々の送信時点でそのつど、目下のプロセス値（Ａ，Ｂ，Ｃ）を求め、かつ、当該システム（１０）の複数のクライアント機器（１４，１６，１８）にそのつど、前記少なくとも１つのプロセスパラメータの各々または前記少なくとも１つのプロセスパラメータのサブセットに対して、データネットワーク（２０）を介して、求められた前記目下のプロセス値（Ａ，Ｂ，Ｃ）を送出する、方法において、
   ・前記サーバー機器（１２）が、前記複数のクライアント機器（１４，１６，１８）のうちの複数のクライアント機器に送出されるべき少なくとも１つのプロセスパラメータから共通部分（ＶＧ１）を形成するステップ（Ｓ１６’）と、
   ・前記サーバー機器（１２）が、前記種々の送信時点でそのつど、前記共通部分（ＶＧ１）の前記少なくとも１つのプロセスパラメータの前記目下のプロセス値（Ａ，Ｂ，Ｃ）を唯一のマルチターゲットテレグラム（２２）にまとめ、当該マルチターゲットテレグラム（２２）を、前記データネットワーク（２０）内のグループアドレス（ＧＡ１）へ送出するステップ（Ｓ２０）とを有している、
   ことを特徴とする、システム（１０）におけるサーバー機器（１２）の動作方法。
2. ・前記サーバー機器（１２）が各クライアント機器（１４，１６，１８）から各問い合わせテレグラムを受け取るステップであって、当該問い合わせテレグラムでは、前記少なくとも１つのプロセスパラメータのうちのどれに関して、各前記目下のプロセス値（Ａ，Ｂ，Ｃ）が前記クライアント機器（１４，１６，１８）に送出されるべきであるのかが示されている、ステップ（Ｓ１２）と、
   ・前記サーバー機器（１２）が、受け取った前記問い合わせテレグラムに基づいて、前記共通部分（ＶＧ１）を形成するステップと、
   ・前記サーバー機器（１２）が、前記共通部分（ＶＧ１）に対して、前記グループアドレス（ＧＡ１）を定め、かつ、その前記問い合わせテレグラムにおいて前記共通部分（ＶＧ１）の前記少なくとも１つのプロセスパラメータが示されている前記クライアント機器（１４，１６，１８）に当該グループアドレス（ＧＡ１）を伝達するステップ（Ｓ１６）とを有している、請求項１記載の方法。
3. ・前記サーバー機器（１２）が前記複数のクライアント機器（１４，１６，１８）のうちの少なくとも１つから、各前記問い合わせテレグラムを、構築フェーズにおいて、ネットワークコネクションを介して、ＯＰＣ−ＵＡ−セッション（Ｓ１０）の間に、規格ＯＰＣ−ＵＡに従って受け取るステップを有している、請求項２記載の方法。
4. ・前記サーバー機器（１２）が、各クライアント機器（１４，１６，１８）からそのつど、少なくとも１つの、前記クライアント機器（１４，１６，１８）によって設定された、前記サーバー機器（１２）の送信動作を制御する送信パラメータに関する送信パラメータ値を受け取るステップと、
   ・前記共通部分（ＶＧ１）の各プロセスパラメータの前記送信パラメータ値が所定の類似基準を満たすように、前記サーバー機器（１２）が、前記共通部分（ＶＧ１）を形成するために、前記少なくとも１つのプロセスパラメータから選択を行うステップとを有している、請求項２または３記載の方法。
5. ・前記サーバー機器（１２）が、少なくとも１つの送信パラメータに対して、各最適な送信パラメータ値を、前記共通部分（ＶＧ１）に対して設定されている全ての送信パラメータ値に依存して、所定の最適化基準に基づいて求めるステップと、
   ・前記サーバー機器（１２）が、各マルチターゲットテレグラム（２２）の送信のために、前記少なくとも１つの送信パラメータを、各最適化された前記送信パラメータ値にセットするステップとを有している、請求項４記載の方法。
6. ・前記サーバー機器（１２）が、各マルチターゲットテレグラム（２２）の送信過程をそのつど、前記クライアント機器（１４，１６，１８）の受信確認と無関係に終了するステップを有しており、ここで、前記送信過程はこのために、特に、ＵＤＰマルチターゲット、ＵＤＰブロードキャスト、ＡＶＢストリーム、または、ＴＳＮストリームを介して実行される、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. ・前記サーバー機器（１２）が前記クライアント機器（１４，１６，１８）とそのつど、それに対して各前記クライアント機器（１４，１６，１８）に前記プロセス値が送出されるべきであるプロセスパラメータの低減されたフォーマットのためにフォーマット設定を協議し、かつ、当該協議されたフォーマット設定を考慮して前記共通部分（ＶＧ１）を形成するステップを有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. ・前記サーバー機器（１２）が、前記共通部分（ＶＧ１）に対して付加的に、さらに、少なくとも１つの別の共通部分（ＶＧ２）を、前記複数のクライアント機器（１４，１６，１８）のうちの複数のクライアント機器に送出されるべき各少なくとも１つのプロセスパラメータから形成するステップを有している、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. ・前記サーバー機器（１２）が前記２つの共通部分（ＶＧ１，ＶＧ２）をまとめ、小さい方の前記共通部分が大きい方の前記共通部分の真部分集合である場合に、前記２つの共通部分（ＶＧ１，ＶＧ２）のうちの大きい方の共通部分に対してのみ、前記種々の送信時点で、前記マルチターゲットテレグラム（２２）を送出するステップを有している、請求項８記載の方法。
10. プロセスを制御するためのシステム（１０）のための機器（１２）であって、
    当該機器（１２）は、サーバー機器（１２）として、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法を実行するように設計されている、
    ことを特徴する機器（１２）。
11. プロセスを制御するためのシステム（１０）のための機器（１４，１６，１８）であって、
    当該機器（１４，１６，１８）は、
    ・サーバー機器（１２）に、問い合わせテレグラムを、データネットワーク（２０）を介して送出するように設計されており、当該問い合わせテレグラムには、少なくとも１つのプロセスパラメータのうちのどれに関して、前記機器（１４，１６，１８）にそのつど、プロセス値（Ａ，Ｂ，Ｃ）が送出されるべきであるのかが示されており、
    ・前記サーバー機器（１２）から、グループアドレス（ＧＡ１）を、前記データネットワーク（２０）を介して受信するように設計されており、かつ、
    ・前記データネットワーク（２０）を介して種々の送信時点でそのつど、前記グループアドレス（ＧＡ１）にアドレスされているマルチターゲットテレグラム（２２）を受信し、当該マルチターゲットテレグラム（２２）から少なくとも１つの、当該マルチターゲットテレグラム（２２）に含まれているプロセス値（Ａ，Ｂ，Ｃ）を読み出すように設計されている、
    ことを特徴とする機器（１４，１６，１８）。
12. プロセスを制御するためのシステム（１０）であって、
    当該システム（１０）は請求項１０に記載されている少なくとも１つの機器（１２）と、請求項１１に記載されている複数の機器（１４，１６，１８）とを有している、
    ことを特徴とする、プロセスを制御するためのシステム（１０）。

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