KR101908532B1 - 산업 자동화 시스템의 모듈식 제어 디바이스를 구성하는 방법, 및 모듈식 제어 디바이스 - Google Patents

산업 자동화 시스템의 모듈식 제어 디바이스를 구성하는 방법, 및 모듈식 제어 디바이스 Download PDF

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Abstract

각각의 통합된 라우터를 갖는 중앙 유닛 및 적어도 하나의 통신 모듈을 갖는 산업 자동화 시스템의 모듈식 제어 디바이스를 구성하기 위해, 제1 라우터들의 라우터 구성 유닛들은 다른 라우터들의 이용가능 라우터 기능들 및 할당된 우선순위 값들을 검출한다. 제1 라우터들은 상위 통신 네트워크에의 연결을 위한 확장된 라우터 기능을 갖는다. 제2 라우터들은 하위 필드 레벨 서브네트워크에의 연결을 위한 제한된 라우터 기능을 포함한다. 추가 제1 라우터들이 존재할 때, 제1 라우터들의 라우터 구성 유닛들은 어느 제1 라우터가 가장 높은 우선순위 값을 할당받는지를 점검하기 위해 우선순위 값들을 각각 사용한다. 가장 높은 우선순위 값을 갖는 제1 라우터는 상위 통신 네트워크에의 연결을 위한 상위 라우터로 구성된다.

Description

산업 자동화 시스템의 모듈식 제어 디바이스를 구성하는 방법, 및 모듈식 제어 디바이스
산업 자동화 시스템들은 특히 제조 자동화, 프로세스(process) 자동화 및 건물 자동화의 분야에서, 기술적 프로세스들의 감시와 개루프 및 폐루프 제어를 수행하는 역할을 하고, 제어 장치들, 센서들, 머신(machine)들 및 산업 시스템들이 가능한 한 인간 개입에 대해 독립적이고 자율적인 방식으로 동작하는 것을 허용한다. 다수의 네트워크화된 제어 유닛(networked control unit)들 또는 컴퓨터 유닛들을 포함하는 자동화 시스템들에 대한 정보 기술의 연속적으로 증가하는 중요성 때문에, 자동화 시스템을 통해 분산되는 기능들을 신뢰성 있게 이용가능한 방법들은 감시 기능들 및 개루프 및 폐루프 제어 기능들의 이용가능성의 점에서 훨씬 더 중요해지고 있다.
산업 자동화 시스템 또는 자동화 디바이스들의 컴퓨터 유닛들 사이의 통신 연결들의 중단들은 서비스 요청의 송신의 원하지 않거나 불필요한 반복을 일으킬 수 있다. 이것은 산업 자동화 시스템의 통신 연결들의 부가 이용을 일으켜서, 그것은 추가 시스템 장애들 또는 고장들을 초래할 수 있다. 더욱이, 송신되지 않거나 불완전하게 송신되는 메시지들은 예를 들어 산업 자동화 시스템이 안전한 동작 상태로 전이되거나 이 동작 상태에 남아 있는 것을 방해할 수 있다. 최종적으로, 이것은 전체 생산 시스템의 장애, 및 값비싼 생산 정지를 초래할 수 있다. 산업 자동화 시스템들에서의 특정 문제 상황은, 비교적 많지만 상대적으로 짧은 메시지들을 갖는 시그널링 트래픽(signaling traffic)에서 종종 기인하며, 이러한 시그널링 트래픽은 상기 문제들을 악화시킨다.
EP 1 188 293 B1은 데이터 요청들이 산업 자동화 시스템 외부의 통신 디바이스 또는 컴퓨터 유닛(computer unit)에 의해, 예를 들어 인터넷에 의해 내장-프로그램 컨트롤러(stored-program controller)에 송신되는 것을 허용하는 내장-프로그램 컨트롤러에 대한 인터페이스 모듈(interface module)을 개시한다. 인터페이스 모듈은 실시간 운영 시스템을 갖는 프로세서, 통신 네트워크 인터페이스 및 내장-프로그램 컨트롤러의 백플레인 버스 시스템(backplane bus system)에 대한 백플레인 버스 드라이버(backplane bus driver)를 포함한다. 더욱이, 제1 및 제2 프로토콜 스택(protocol stack)을 포함하는 이중 프로토콜 스택, 및 클라이언트 제어 프로세스(client control process)는 인터페이스 모듈에서 구현된다. 클라이언트 제어 프로세스는 이중 프로토콜 스택 및 백플레인 버스 드라이버와 통신하고 데이터 요청들을 개시하는 역할을 한다. 게다가, 서버 제어 프로세스는 이중 프로토콜 스택 및 백플레인 버스 드라이버와 통신하고 데이터 요청들에 응답하기 위해 제공된다. 더욱이, 프로토콜 제어 프로세스는 이중 프로토콜 스택 및 백플레인 버스 드라이버와 통신하고, 프로토콜 스택에 지향되는 요청들을 검색하고 요청들에 응답하는 역할을 한다. 제1 프로토콜 스택이 타이밍(timing)에 관해 중대하지 않은 메시지들을 위해 제공되지만, 타이밍에 관해 중대한 메시지들은 제2 프로토콜 스택에 의해 처리된다.
US 2004/0114591 A1은 백플레인 버스 시스템 및 백플레인 버스 시스템에 연결되고 백플레인 버스 시스템을 통해 인터넷 통신 프로토콜(internet communication protocol)(IP)에 의해 통신하는 모듈들을 포함하는 내장-프로그램 컨트롤러를 설명한다. 각각의 모듈은 개별 IP 어드레스를 갖는다.
EP 2913727 A1은 백플레인 버스 시스템 및 백플레인 버스 시스템에 연결되고 통신 네트워크 어댑터, 통신 프로토콜 스택을 구현하는 기능 유닛 및 통신 네트워크 어댑터에 링크연결(link)되는 브리지 요소(bridge element)를 각각 포함하는 복수의 기능 모듈들을 갖는 모듈식 산업 자동화 디바이스에 관한 것이다. 더욱이, 백플레인 버스 시스템에 연결되는 라우터 모듈(router module)이 제공되며, 라우터 모듈은 통신 네트워크 어댑터, 통신 네트워크 어댑터에 링크연결되고 라우터 통신 프로토콜 스택을 구현하는 목적을 갖는 기능 유닛, 및 각각의 경우에 각각의 기능 모듈에 대한 링크연결 요소(linking element)를 포함한다. 그러한 링크연결 요소는 라우터 통신 프로토콜 스택을 구현하는 기능 유닛을 백플레인 버스 시스템을 통해 각각의 기능 모듈의 브리지 요소에 링크연결한다. 라우터 모듈의 통신 프로토콜 스택만이 라우팅 기능(routing function)들을 포함한다.
본 발명은 복수의 상이한 서브네트워크(subnetwork)들에 연결될 수 있는 모듈식 제어 디바이스의 저비용 구성을 허용하는 방법을 제공하고, 적절한 제어 디바이스를 명시하는 목적에 기초한다.
이러한 목적은 청구항 1에 명시된 특징들을 갖는 방법에 의해 그리고 청구항 13에 명시되는 특징들을 갖는 모듈식 제어 디바이스에 의해 본 발명에 따라 달성된다. 본 발명의 유리한 발전들은 종속항들에 명시되어 있다.
본 발명에 따른 방법은 통합된 라우터를 각각 포함하고 백플레인 버스 시스템을 통해 서로 연결되는, 제어 프로그램들을 처리하는 중앙 프로세서 유닛 및 적어도 하나의 통신 모듈을 포함하는 모듈식 제어 디바이스를 구성하기 위해 제공된다. 이러한 경우에, 제1 라우터들은 상위 통신 네트워크(superordinate communication network)에의 연결을 위한 확장된 라우터 기능을 갖는 반면에, 제2 라우터들은 하위 필드 레벨 서브네트워크(subordinate field-level subnetwork)에의 연결을 위한 제한된 라우터 기능을 갖는다. 백플레인 버스 시스템을 통한 데이터의 송신은 인터넷 프로토콜에 따라 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 제1 라우터들의 라우터 구성 유닛들은 다른 라우터들의 라우터 구성 유닛들을 통해 각각 이용가능한 라우터 기능들과, 각각의 라우터들의 할당된 우선순위 값들을 검출한다. 더욱이, 제1 라우터들의 라우터 구성 유닛들은 다른 라우터들의 검출된 라우터 기능들에 기초하여, 추가 제1 라우터들이 존재하는지를 각각 점검한다. 더욱이, 추가 제1 라우터들이 존재할 때, 제1 라우터들의 라우터 구성 유닛들은 우선순위 값들에 기초하여, 어느 제1 라우터가 가장 높은 우선순위 값을 할당받는지를 각각 점검한다. 가장 높은 우선순위 값을 갖는 제1 라우터는 상위 통신 네트워크에의 연결을 위한 상위 라우터로 구성된다. 모든 다른 라우터들은 하위 필드 레벨 서브네트워크에의 연결을 위한 하위 라우터들로 각각 구성되고, 상위 라우터에 의해 사전 정의되는 이름 서비스 및 서브네트워크 어드레스 구성을 취한다. 이러한 방식으로, 다수의 하위 필드 레벨 서브네트워크 및 상위 통신 네트워크에의 모듈식 제어 디바이스의 자동 연결은 사전 예상(previous projection) 없이도 보장될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 하나의 유리한 발전에 따르면, 어떠한 제1 라우터들도 존재하지 않으면 중앙 프로세서 유닛의 라우터가 상위 라우터로 구성된다. 이 경우에, 중앙 프로세서 유닛(central processor unit)의 라우터는 예를 들어 예상 시스템(projection system)에 의해 사전 정의되는 이름 서비스 및 서브네트워크 어드레스 구성을 취할 수 있으며 결과적으로 정의된 구성이 항상 보장된다.
더욱이, 본 발명의 다른 유리한 개선에 따르면, 상위 라우터는 자신의 라우터 구성 유닛에 의해, 상위 통신 네트워크로부터 이름 서비스 및 서브네트워크 어드레스 구성을 취할 수 있다. 하위 라우터들은 자신들의 각각의 라우터 구성 유닛에 의해, 상위 라우터의 이름 서비스 및 서브네트워크 어드레스 구성을 취하는 것이 바람직하다. 이것은 모듈식 제어 디바이스의 모든 통합된 라우터들이 서로 일치하는 방식으로 구성되는 것을 보장한다.
본 발명에 따른 방법의 하나의 바람직한 개선에 따르면, 통신 모듈이 진행중 동작 동안 대체 없이 제거될 때, 나머지 라우터들의 구성들은 불변인 채로 유지된다. 유리하게, 진행중 동작 동안, 중앙 프로세서 유닛에 할당되는 라우터 구성 유닛은 통신 모듈이 추가될 때에만, 어느 라우터가 상위 라우터로 구성되는지를 점검한다. 따라서, 중앙 프로세서 유닛에 할당되는 라우터 구성 유닛은 상위 라우터의 변경이 있을 때에만, 상위 라우터의 변경에 각각 의존적인 구성을 갖는 라우터들의 재구성을 초래한다. 이러한 방식으로, 모듈식 제어 디바이스의 구성은 동작 진행중에 가능한 한 안정적으로 유지될 수 있다. 특히, 이러한 방식으로, 아직 전체적으로 종료되지 않은 통신 모듈의 대체는 비일치 또는 불안정 시스템 구성을 일으키지 않는다. 더욱이, 이러한 맥락에서, 제어 프로그램 시퀀스(control program sequence) 동안, 중앙 프로세서 유닛에 할당되는 라우터 구성 유닛이 구성 변경들에 대해 차단되는 것이 있을 수 있다. 이러한 경우에, 제어 프로그램 시퀀스 동안, 중앙 프로세서 유닛에 할당되는 라우터 구성 유닛은 통신 모듈이 추가될 때에도 구성 변경들에 대해 차단되는 것이 바람직하다.
본 발명의 추가 개선에 따르면, 추가 제1 라우터들이 존재할 때, 제1 라우터들의 라우터 구성 유닛들은 각각의 제1 라우터들의 우선순위 값들에 비해 우선순위를 가지는 상위 라우터의 예상이 중앙 프로세서 유닛에 저장되는지를 점검한다. 중앙 프로세서 유닛에 저장되는 예상에 따르면, 긍정적 점검 결과가 있을 때, 제1 라우터는 중앙 프로세서 유닛에 저장되는 예상에 따라 상위 라우터로 구성되는 것이 유리하다. 따라서, 원하는 라우터 토폴로지(router topology)는 또한 예상된 구성에 의해 사전 정의될 수 있다.
본 발명에 따른 모듈식 제어 디바이스는 이전 실시예들에 따른 방법을 수행하기 위해 제공되고, 통합된 라우터를 각각 포함하고 백플레인 버스 시스템을 통해 서로 연결되는, 제어 프로그램들을 처리하는 중앙 프로세서 유닛 및 적어도 하나의 통신 모듈을 포함한다. 이러한 맥락에서, 제1 라우터들은 상위 통신 네트워크에의 연결을 위한 확장된 라우터 기능을 갖는 반면에, 제2 라우터들은 하위 필드 레벨 서브네트워크에의 연결을 위한 제한된 라우터 기능을 갖는다. 제1 라우터들의 라우터 구성 유닛들은 다른 라우터들의 라우터 구성 유닛들을 통해 각각 이용가능한 라우터 기능들과, 각각의 라우터들의 할당된 우선순위 값들을 검출하도록 디자인되고 설정된다. 게다가, 제1 라우터들의 라우터 구성 유닛들은 다른 라우터들의 검출된 라우터 기능들에 기초하여, 추가 제1 라우터들이 존재하는지를 각각 점검하도록 디자인되고 설정된다.
본 발명에 따르면, 제1 라우터들의 라우터 구성 유닛들은 추가 제1 라우터들이 존재할 때, 우선순위 값들에 기초하여, 어느 제1 라우터가 가장 높은 우선순위 값을 할당받는지를 각각 점검하도록 디자인되고 설정된다. 더욱이, 라우터들은 가장 높은 우선순위 값을 갖는 제1 라우터가 상위 통신 네트워크에의 연결을 위한 상위 라우터로 구성되도록 디자인되고 설정된다. 게다가, 라우터들은 모든 다른 라우터들이 하위 필드 레벨 서브네트워크에의 연결을 위한 하위 라우터들로 각각 구성되고, 상위 라우터에 의해 사전 정의되는 이름 서비스 및 서브네트워크 어드레스 구성을 취하도록 디자인되고 설정된다.
본 발명은 예시적 실시예를 사용하여 그리고 도면을 참조하여 아래에 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 백플레인 버스 시스템에 연결되는 복수의 통신 모듈 및 통합된 라우터들을 갖는 산업 자동화 시스템의 모듈식 제어 디바이스의 개략적 예시를 도시한다.
도 2는 도 1에 따른 모듈식 제어 디바이스를 도시하며, 그것의 통합된 라우터들은 라우터 매니저 구성요소(router manager component) 또는 라우터 토폴로지 매니저 구성요소를 각각 할당받는다.
도 1에 예시된 모듈식 제어 디바이스는 IPv6 기반 백플레인 버스(103)를 통해 서로 연결되는 제어 중앙 프로세서 유닛(101) 및 복수의 통신 프로세서(102)를 갖는다. 본 예시적 실시예에서, 모듈식 제어 디바이스는 내장-프로그램 컨트롤러이다.
제어 중앙 프로세서 유닛(101) 및 통신 프로세서들(102) 둘 다는 시스템 네트워크(111)에의 모듈식 제어 디바이스의 업링크 연결을 위한 또는 필드 버스 서브네트워크들(112)에의 다운링크 연결을 위한 적어도 하나의 이더넷 인터페이스(105) 또는 필드 버스 인터페이스(106)를 각각 포함한다. 이더넷 인터페이스들(105)은 업링크 연결을 위해 사용될 뿐만 아니라 PROFINET 기반 필드 버스 서브네트워크들에의 다운링크 연결을 위해 사용될 수 있다. 더욱이, 제어 중앙 프로세서 유닛(101) 및 통신 프로세서들(102)은 특히, IP 통신 프로토콜 스택을 구현하고 하드웨어 추상화 요소들로서 인터페이스 드라이버들을 통해 이더넷 인터페이스들(105) 또는 필드 버스 인터페이스들(106)에 액세스하는 통합된 라우터(104)를 각각 포함한다.
지금까지의 모듈식 제어 디바이스들에서, 활성화가 발생하기 전에, 어느 인터페이스가 업링크 연결을 위해 제공되는지 및 어느 인터페이스들이 다운링크 연결을 위해 사용되는지를 예상하는 것이 필요했다. 모듈식 제어 디바이스의 백플레인 버스(103)는 멀티캐스트 성질들을 갖는 독립형 IPv6 링크의 디자인을 허용하므로 그리고 그것이 IPv6 스택들에 의해 이더넷 링크로 처리될 수 있으므로, 이용가능 기능들은 또한 백플레인 버스(103) 상에 사용될 수 있다. 이것은 특히, IPv6 어드레스들의 자율적 분산 발생을 포함한다.
계층 내에, 제어 중앙 프로세서 유닛(101)으로 통합되고 통신 프로세서들(102)로 통합되는 라우터들(104)을 조직하기 위해, 각각의 라우터(104)는 업링크 라우터 역할 또는 다운링크 라우터 역할을 할당받는다. 통상 모듈식 제어 디바이스마다 하나의 라우터만이 업링크 라우터로서 제공된다. 특수 경우들에서, 복수의 라우터들은 업링크 라우터 역할을 동시에 수행할 수 있다. 이러한 맥락에서, 관련 규칙들은 자동 연결을 갖는 멀티홈 네트워크들에 대해 적용된다.
업링크 라우터는 백플레인 버스(103)를 위해 다운링크 라우터들에 대한 기본 라우터를 구성한다. 이러한 맥락에서, 업링크 라우터의 하나의 인터페이스가 업링크 인터페이스로 정의된다. 업링크 라우터의 모든 다른 인터페이스들은 다운링크 인터페이스들로 취급된다. 다운링크 라우터들은 업링크 라우터를 자신들의 기본 라우터로서 사용한다. 백플레인 버스(103)에 대한 다운링크 라우터들의 내부 인터페이스들을 제외하고, 다운링크 라우터들의 모든 인터페이스들은 다운링크 인터페이스들로 취급된다. IPv6 라우터는 서브네트워크 프리픽스(prefix)들 및 그것의 DNS 구성, 다시 말해 DNS 서버 어드레스들 및 DNS 검색 리스트를 업링크 인터페이스를 통해 취한다. 서브네트워크 프리픽스들은 예를 들어 계층 또는 집중식 프리픽스 위임의 범위 내에서 취해질 수 있다. 라우터들의 DNS 구성은 각각의 다운링크 인터페이스들에 종속하는 서브네트워크들, 특히 PROFINET 기반 필드 버스 서브네트워크들을 통해 전달된다.
모듈식 제어 디바이스 내의 통합된 라우터들(104)의 토폴로지 링크(topological link)를 정의하기 위해, 제어 중앙 프로세서 유닛(101)은 도 2에 따르면, 라우터 토폴로지 매니저 구성요소(201)를 포함한다. 이것과 유사한 방식으로, 통신 프로세서들(103)은 대응하는 라우터 매니저 구성요소(202)를 각각 갖는다. 라우터 토폴로지 매니저 구성요소(router topology manager component)(201)는 모듈식 제어 디바이스 내의 통합된 라우터들(104)의 토폴로지 링크연결을 조정하기 위해 제공된다. 라우터 토폴로지 매니저 구성요소(201)는 백플레인 버스(103)를 통해, 통신 프로세서(102) 마다 각각의 라우터 매니저 구성요소(202)에 의한 조정을 위한 관련 정보를 질의하며, 특히 기본적으로 가능한 라우터 역할들을 질의한다. 가능한 라우터 역할들에 관한 정보는 각각의 라우터(104)에 할당되는 우선순위 값과 함께, 라우터 토폴로지 매니저 구성요소(201) 또는 각각의 라우터 매니저 구성요소(202)에 할당되는 데이터베이스(203)에 각각 저장된다. 본 예시적 실시예에서, 아래의 일반적 진술들은 각각의 데이터베이스(203)에 저장되는 정보에 적용된다.
1. 업링크 능력을 갖는 제어 중앙 프로세서 유닛에 대해, 역할 속성으로서의 "업링크 가능" 및 우선순위 값 0은 각각의 데이터베이스(203)에 저장된다.
2. 필드 버스 서브네트워크들을 연결하는 PROFINET 통신 프로세서에 대해, 역할 속성으로서의 "다운링크 전용" 및 우선순위 값 0은 각각의 데이터베이스(203)에 저장된다.
3. 시스템 네트워크를 연결하는 이더넷 통신 프로세서에 대해, 역할 속성으로서의 "업링크 가능" 및 우선순위 값 10은 각각의 데이터베이스(203)에 할당된다.
라우터 토폴로지 매니저 구성요소(201)는 제어 중앙 프로세서 유닛(101) 및 통신 프로세서들(102)의 라우터들(104)에 대한 구체적 라우터 역할들을 정의하기 위해, 질의된 정보에 기초하여, 평가를 수행한다. 그 다음, 이러한 정의된 라우터 역할들은 통합된 라우터들(104)을, 특히 라우터 기능 구성요소들 예컨대 라우터 통지(Router Advertisement)(RA) 릴레이(204) 및 동적 호스트 구성 프로토콜(Dynamic Host Configuration Protocol)(DHCPv6) 릴레이(205)에 대해 구성하기 위해 사용된다. 본 예시적 실시예에서, 아래의 일반 원리들은 라우터 토폴로지 매니저 구성요소(201)에 의한 질의된 정보의 평가에 적용된다.
1. 역할 속성 "다운링크 전용"을 갖는 라우터에 대해, 다운링크 라우터로서의 역할이 항상 구성된다. 따라서, 평가가 완료된다.
2. 역할 속성 "업링크 가능"을 갖는 복수의 라우터들이 있을 때, 가장 높은 우선순위 값을 갖는 라우터는 업링크 라우터로 구성되고;
3. 역할 속성 "업링크 가능"을 갖는 모든 다른 라우터들은 다운링크 라우터들로 구성된다.
평가의 종료 후에, 제어 중앙 처리 유닛(101)의 라우터 토폴로지 매니저 구성요소(201)는 어느 라우터 역할이 각각 구성되는지에 관해, 정보를 백플레인 버스(103)를 통해, 통신 프로세서들(102)의 라우터 매니저 구성요소들(202)에 송신한다. 그 다음, 라우터 매니저 구성요소들(202)은 자신들의 할당된 라우터들(104)을 대응적으로 구성한다. 유사한 방식으로, 이것은 또한 제어 중앙 프로세서 유닛(101)으로 통합되는 라우터(104)의, 라우터 토폴로지 매니저 구성요소(201)에 의해 구성되는, 라우터 역할에 적용된다.
통신 프로세서들이 진행중 동작 동안 교환되면[핫 플러깅(hot plugging)], 구성된 라우터 역할들이 자율적으로 또는 조정되지 않은 방식으로 방식으로 변경되지 않는 것이 보장되어야 한다. 대신에, 모듈식 제어 디바이스 내의 통합된 라우터들(104)의 토폴로지 링크들은 당분간 유지되어야 한다. 따라서, 통신 프로세서가 추가될 때, 하나의 대응하는 이벤트 메시지만이 제어 중앙 프로세서 유닛(101)의 라우터 토폴로지 매니저 구성요소(201)에 송신된다. 라우터 토폴로지 매니저 구성요소(201)는 단지 이러한 이벤트 메시지(event message)에 응답하여, 정의되는 라우터 역할들의 재평가를 수행한다. 라우터 역할이 이러한 재평가로 인해 변경되는 경우에만, 라우터 토폴로지 매니저 구성요소(201)는 각각의 라우터(104)의 재구성을 초래한다. 특히, 통신 프로세서들(102)이 모듈식 제어 디바이스로부터 제거될 때, 구성 정보는 즉시 삭제되는 것이 아니라 대신에 우선 유지된다. 이것은 중복 제거/추가 프로세스들의 경우에 아직 대체되지 않았던 통신 프로세서들이 상기 평가를 이탈하는 것을 방지한다.
더욱이, 제어 중앙 프로세서 유닛(101)의 라우터 토폴로지 매니저 구성요소(201)는 모듈식 제어 디바이스 내의 통합된 라우터들(104)의 안정한 토폴로지 링크들에 기초하여 프로그램 시퀀스를 보장하기 위해, 제어 프로그램이 모듈식 제어 디바이스에서 실행하자마자 잠궈질 수 있다. 이러한 맥락에서, 정의되는 라우터 역할들의 재평가는 추가 이벤트들의 경우에도 발생하지 않는다.
기본적으로, 원하는 라우터 토폴로지는 예상 시스템 또는 공학 시스템에 의해 생성되는 전체 구성에 의해 사전 정의될 수 있다. 이러한 맥락에서, 라우터 역할들은 계획 단계 동안 공학 시스템에 의해 예상되고, 제어 중앙 프로세서 유닛(101)의 데이터베이스(203)에 전체 구성으로서 저장된다. 그 다음, 예상된 라우터 역할들은 추가 처리를 위해 제어 중앙 프로세서 유닛(101)의 라우터 토폴로지 매니저 구성요소(201)에 의하여 백플레인 버스(103)를 통해 통신 프로세서들(102)의 라우터 매니저 구성요소들(203)로 송신된다.

Claims (13)

  1. 산업 자동화 시스템의 모듈식 제어 디바이스를 구성하는 방법으로서,
    - 상기 제어 디바이스는 제어 프로그램들을 처리하는 중앙 프로세서 유닛 및 적어도 하나의 통신 모듈을 포함하며, 상기 중앙 프로세서 유닛 및 적어도 하나의 통신 모듈은 통합된 라우터를 각각 포함하고 백플레인 버스 시스템을 통해 서로 연결되며, 제1 라우터들은 상위 통신 네트워크에의 연결을 위한 확장된 라우터 기능을 갖고, 제2 라우터들은 하위 필드 레벨 서브네트워크에의 연결을 위한 제한된 라우터 기능을 갖고,
    - 상기 제1 라우터들의 라우터 구성 유닛들은 다른 라우터들의 라우터 구성 유닛들을 통해 각각 이용가능한 라우터 기능들과, 각각의 라우터들의 할당된 우선순위 값들을 검출하며,
    - 상기 제1 라우터들의 라우터 구성 유닛들은 다른 라우터들의 검출된 라우터 기능들에 기초하여, 추가 제1 라우터들이 존재하는지를 각각 점검하고,
    - 상기 제1 라우터들의 라우터 구성 유닛들은 추가 제1 라우터들이 존재할 때, 상기 우선순위 값들에 기초하여, 어느 제1 라우터가 가장 높은 우선순위 값을 할당받는지를 각각 점검하고,
    - 가장 높은 우선순위 값을 갖는 제1 라우터는 상위 통신 네트워크에의 연결을 위한 상위 라우터로 구성되고,
    - 모든 다른 라우터들은 하위 필드 레벨 서브네트워크에의 연결을 위한 하위 라우터들로 각각 구성되고, 상기 상위 라우터에 의해 사전 정의되는 이름 서비스 및 서브네트워크 어드레스 구성을 취하는,
    모듈식 제어 디바이스의 구성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 프로세서 유닛의 라우터는 어떠한 제1 라우터들도 존재하지 않으면 상위 라우터로 구성되는, 모듈식 제어 디바이스의 구성 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 중앙 프로세서 유닛의 라우터는 예상 시스템에 의해 사전 정의되는 이름 서비스 및 서브네트워크 어드레스 구성을 취하는, 모듈식 제어 디바이스의 구성 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상위 라우터는 자신의 라우터 구성 유닛에 의해, 상기 상위 통신 네트워크로부터 이름 서비스 및 서브네트워크 어드레스 구성을 취하는, 모듈식 제어 디바이스의 구성 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하위 라우터들은 자신들의 각각의 라우터 구성 유닛에 의해, 상기 상위 라우터의 이름 서비스 및 서브네트워크 어드레스 구성을 취하는, 모듈식 제어 디바이스의 구성 방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    통신 모듈이 진행중 동작 동안 대체 없이 제거될 때, 나머지 라우터들의 구성들은 불변인 채로 유지되는, 모듈식 제어 디바이스의 구성 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    진행중 동작 동안, 상기 중앙 프로세서 유닛에 할당되는 라우터 구성 유닛은 통신 모듈이 추가될 때에만, 어느 라우터가 상위 라우터로 구성되는지를 점검하고, 상기 중앙 프로세서 유닛에 할당되는 라우터 구성 유닛은 상기 상위 라우터의 변경이 있을 때에만, 상기 상위 라우터의 변경에 의존적인 구성을 갖는 라우터의 재구성을 초래하는, 모듈식 제어 디바이스의 구성 방법.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    제어 프로그램 시퀀스 동안, 상기 중앙 프로세서 유닛에 할당되는 라우터 구성 유닛은 구성 변경들에 대해 차단되는, 모듈식 제어 디바이스의 구성 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    제어 프로그램 시퀀스 동안, 상기 중앙 프로세서 유닛에 할당되는 라우터 구성 유닛은 통신 모듈이 추가될 때에도 구성 변경들에 대해 차단되는, 모듈식 제어 디바이스의 구성 방법.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가 제1 라우터들이 존재할 때, 상기 제1 라우터들의 라우터 구성 유닛들은 상기 각각의 제1 라우터들의 우선순위 값들에 비해 우선순위를 가지는 상위 라우터의 예상이 상기 중앙 프로세서 유닛에 저장되는지를 점검하는, 모듈식 제어 디바이스의 구성 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    긍정적 점검 결과가 있을 때, 상기 제1 라우터는 상기 중앙 프로세서 유닛에 저장되는 예상에 따라 상위 라우터로서 구성되는, 모듈식 제어 디바이스의 구성 방법.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 백플레인 버스 시스템을 통한 데이터의 송신은 인터넷 프로토콜에 따라 수행되는, 모듈식 제어 디바이스의 구성 방법.
  13. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하는 산업 자동화 시스템의 모듈식 제어 디바이스로서,
    - 상기 제어 디바이스는 제어 프로그램들을 처리하는 중앙 프로세서 유닛 및 적어도 하나의 통신 모듈을 포함하며, 상기 중앙 프로세서 유닛 및 적어도 하나의 통신 모듈은 통합된 라우터를 각각 포함하고 백플레인 버스 시스템을 통해 서로 연결되고, 제1 라우터들은 상위 통신 네트워크에의 연결을 위한 확장된 라우터 기능을 갖고, 제2 라우터들은 하위 필드 레벨 서브네트워크에의 연결을 위한 제한된 라우터 기능을 갖고,
    - 상기 제1 라우터들의 라우터 구성 유닛들은 다른 라우터들의 라우터 구성 유닛들을 통해 각각 이용가능한 라우터 기능들과, 상기 각각의 라우터들의 할당된 우선순위 값들을 검출하도록 디자인되고 설정되고,
    - 상기 제1 라우터들의 라우터 구성 유닛들은 다른 라우터들의 검출된 라우터 기능들에 기초하여, 추가 제1 라우터들이 존재하는지를 각각 점검하도록 디자인되고 설정되고,
    - 상기 제1 라우터들의 라우터 구성 유닛들은 추가 제1 라우터들이 존재할 때 상기 우선순위 값들에 기초하여, 어느 제1 라우터가 가장 높은 우선순위 값을 할당받는지를 각각 점검하도록 디자인되고 설정되고,
    - 상기 라우터들은,
    - 가장 높은 우선순위 값을 갖는 제1 라우터가 상위 통신 네트워크에의 연결을 위한 상위 라우터로 구성되도록, 그리고
    - 모든 다른 라우터들이 하위 필드 레벨 서브네트워크에의 연결을 위한 하위 라우터들로 각각 구성되고, 상기 상위 라우터에 의해 사전 정의되는 이름 서비스 및 서브네트워크 어드레스 구성을 취하도록 디자인되고 설정되는,
    모듈식 제어 디바이스.
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