JP2009517735A

JP2009517735A - オートメーションシステムにおけるサーバの作業負荷を軽減するための方法及び装置

Info

Publication number: JP2009517735A
Application number: JP2008542268A
Authority: JP
Inventors: マジェドカッソウ、アーマッド‐ラメズ; アルテミーヴィッチマルチノヴスキ、ゲオルギー; ピヴィンガー、ボリス
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2009-04-30
Also published as: WO2007061330A1; CN101317142A; US20090307295A1; EP1952208B1; EP1952208A1

Abstract

本発明は、テクニカルプロセスを制御及び／または調節するためのオートメーションシステムに関するものであり、また、ワールドワイドウェブを介したオートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）とリモート装置（３）の間におけるデータ伝送を可能にするウェブアクセスモジュールに関するものであり、さらに、ワールドワイドウェブを介したオートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）とリモート装置（３）との間におけるデータ伝送方法に関するものである。リモート装置（３）とオートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）との間における通信負荷を軽減する方策が提供される。

Description

本発明は、請求項１の特徴記述前部分に基づいてテクニカルプロセスを制御及び／または調節するためのオートメーションシステムに関するものである。本発明は、また、ワールドワイドウェブを介したオートメーション装置とリモート装置の間におけるデータ伝送を可能にするウェブアクセスモジュールに関するものである。さらに、本発明は、ワールドワイドウェブを介したオートメーション装置とリモート装置との間におけるデータ伝送方法に関するものである。

請求項１の特徴記述前部分に基づくオートメーションシステムについては欧州特許１２５６８６１Ｂ１によって知られている。その公報には、インターネットインターフェイスと複数の制御装置インターフェイスを備えるウェブサーバが設けられたウェブアクセスモジュールが提示されている。インターネットインターフェイスは、インターネットを介してリモート装置をそれに接続することが可能であり、制御装置インターフェイスは、それぞれ、制御装置をそれらに接続することが可能である。リモート装置と全ての制御装置との間のデータ伝送は、ウェブサーバを介して実施可能であるが、これはウェブサーバにとって重い通信負荷であることを意味している。

本発明の目的は、リモート装置とオートメーション装置との間における通信負荷を軽減するために用いられる前述のタイプのオートメーションシステムを提供することにある。本発明のもう１つの目的は、こうしたオートメーション装置に適したウェブアクセスモジュールを明確にすることにある。本発明のさらにもう１つの目的は、リモート装置とデータ伝送を単純化するオートメーション装置との間におけるデータ伝送方法を明確にすることにある。

この目的は、オートメーションシステムについては請求項１の特徴記述部分に示された方策によって実現され、ウェブアクセスモジュールについては請求項７の特徴記述部分に示された方策によって実現され、方法については請求項１２の特徴記述部分に示された方策によって実現される。

従属クレームにおいて、本発明の実行可能な実施形態を見出すことが可能である。

データが要求される場合に限ってデータ要求の処理に必要なウェブサーバの少なくとも一部がそれぞれのオートメーション装置にロ−ドされるという事実が、リモート装置とそれぞれのオートメーション装置との間におけるデータ伝送に関する通信負荷とそれぞれのオートメーション装置自体へのローディングの両方が低減することを表わしている。さらに、ウェブサーバの必要な部分だけを保存することができるように、記憶容量に関してそれぞれのオートメーション装置のメモリを縮小することが可能である。

本発明の望ましい実施形態の１つでは、ウェブアクセスモジュールはアプリケーションサーバまたはファイアウォールサーバの一部である。これは、テクニカルプロセスを制御するための１つ以上の制御プログラムと共にウェブサーバを中央に保存することが可能であり、これによって、これらのプログラムの簡単な更新が可能になることを表わしている。アプリケーションサーバは、それ自体既知のところである。通常、アプリケーションサーバは例えばオートメーション装置の形態をなすクライアントのような多数のクライアントによって利用されるアプリケーションを実行するアプリケーションプログラムのサーバである。アプリケーションサーバには、例えばオートメーション装置に対する認可及び／または許可されたアクセス操作だけを認めるのに適した手段を設けることが可能である。

例えば、無許可者によるオートメーション装置へのデータ伝送を阻止する本質的に既知のファイアウォールサーバの一部をなすウェブアクセスモジュールによって、オートメーション装置及び生産拠点に対する無許可のアクセス操作からの特定の保護を施すことが可能である。

ウェブページはそれぞれのオートメーション装置か、あるいは、アプリケーションサーバまたはファイアウォールサーバに保存することが可能である。ウェブページがオートメーション装置に記憶される場合、ウェブページはアプリケーションサーバまたはファイアウォールサーバによる後続処理の前に更新される。ウェブページがアプリケーションサーバまたはファイアウォールサーバに記憶される場合、ウェブサーバまたはウェブサーバインスタンスの少なくとも一部が、ウェブページと共にそれぞれのオートメーション装置に伝送される。

本発明のもう１つの実施形態では、ウェブアクセスモジュールは、オートメーション装置の識別子と、オートメーション装置に保存することが可能なウェブサーバの少なくとも一部のバージョン番号を記憶するディレクトリを備えている。これによって、ウェブアクセスモジュールは、リモート装置とオートメーション装置の間における障害のない通信を確保するためにウェブアクセスモジュールがオートメーション装置にロードしなければならないのがウェブサーバの少なくとも一部のどのバージョンかを確認することが可能になる。これは、ウェブサーバの少なくとも一部がオートメーション装置のハードウェアで実際に実行できることを保証する必要があるためである。

本発明のさらにもう１つの実施形態では、オートメーション装置がウェブアクセスモジュールにウェブサーバの少なくとも一部のバージョン番号を伝送する。ウェブアクセスモジュールは、オートメーション装置に保存されているバージョン番号とウェブアクセスモジュールに保存されている現バージョン番号の不一致を認識すると、オートメーション装置におけるウェブサーバの少なくとも一部を更新する。これには、まず第１に新バージョンがこのハードウェアに実際に適しているか否かを確認することが必要になる。これによって、オートメーション装置を常に最新の実行可能なソフトウェアレベルにすることが保証されることになる。

データ伝送が終了すると、ウェブアクセスモジュールがオートメーション装置に保存されているウェブサーバの少なくとも一部を削除するという事実は、オートメーション装置のメモリを他の用途に用いることが可能であるということを表わしている。

本発明のもう１つの実施形態では、ウェブサーバの少なくとも一部は、例えばオートメーション装置の起動段階中にオートメーション装置に保存されて常駐することになる。これによって、通信負荷が軽減され、ウェブサーバの少なくとも一部がその更新のためだけにオートメーション装置にロードされる。

オートメーション装置には、ハードウェアまたはソフトウェアで実施され、本質的に既知のスレッドデーモンを備える通信ポートを設けることが可能である。これによって、アプリケーションサーバのウェブサーバまたはウェブサーバインスタンスの少なくとも一部を受信することが可能になる。

ウェブサーバまたはウェブサーバインスタンスの少なくとも一部をオートメーション装置にロードするためのメカニズムは、ＲＴＯＳオペレーティングシステムまたは例えば「Ｊａｖａ（登録商標）仮想マシン」のような「リアルタイム仮想マシン」の一部として作成することが可能である。

本発明、その改良点、及び、利点については、本発明の典型的な実施形態の１つを例示した図面に関連してさらに詳細に後述することにする。

図１において、１は、アプリケーションサーバ２、リモート装置３と、さらにプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）４ａ、４ｂ及びインテリジェント入／出力装置５からなる複数のオートメーション装置も備えたオートメーションシステムを表わしている。もちろん、オートメーションシステム１は、例えば、それぞれ適合するインターネットブラウザプログラムが設けられた本質的に既知のパーソナルコンピュータの形態をとるリモート装置といった複数のリモート装置を備えることが可能である。アプリケーションサーバ２に記憶され、ウェブサーバ７が設けられたウェブアクセスモジュール６によって、リモート装置３をアプリケーションサーバ２及びオートメーション装置４ａ、４ｂ、５に接続する通信リンク８を用いたリモート装置３とオートメーション装置４ａ、４ｂ、５との間におけるデータ伝送が可能になる。もちろん、通信リンク８を介して例えばオートメーション装置４ａといったオートメーション装置４ａ、４ｂ、５の１つだけにリモート装置３及びアプリケーションサーバ２を接続することが可能であり、このオートメーション装置４ａはもう１つの通信リンクを介して残りのオートメーション装置４ｂ、５に接続され、オートメーション装置４ａ、４ｂ、５には、オートメーション装置４ａ、４ｂ、５間における正確な通信に適したハードウェア及びソフトウェアインターフェイスが設けられる。

アプリケーションサーバ２を利用して、多数のウェブアプリケーション及び他のアプリケーションプログラムを保存することが可能である。一例として、アプリケーションサーバ２は、テクニカルプロセスを制御するために設けられる、オートメーション装置４ａ、４ｂ、５の１つ以上で実行することが可能な制御プログラムを生成するため、１つのプログラミングソフトウェアを保存している。このプログラミングソフトウェアは、制御プログラムを生成するためまたは既に生成済みの制御プログラムを修正するためリモート装置３にロードすることが可能である。とりわけ制御のためにテクニカルプロセスを変更しなければならないかまたは制御のために産業設備を変更しなければならない場合には、１つ以上の制御プログラムの修正が必要になる。

正確なデータ交換を可能にするため、ウェブアクセスモジュール６は、各オートメーション装置４ａ、４ｂ、５毎に識別子が保存されるディレクトリを備えている。ウェブサーバ７は、オブジェクト指向ソフトウェアコンポーネントの形態をなし、ウェブアクセスモジュール６にはこのコンポーネントに加えてウェブサーバインスタンスも記憶されている。同様に、ディレクトリには、どのオートメーション装置４ａ、４ｂ、５にどのインスタンスが適しているかについても記憶されている。

以下では、リモート装置３とオートメーション装置４ａとの間でデータ伝送を行うことが意図されているものと仮定する。このため、リモート装置３は最初にアプリケーションサーバ２に対して「ＨＴＴＰ要求」の形式によるデータ要求９を送る。このデータ要求９の評価に基づいて、ウェブアクセスモジュール６はリモート装置３とオートメーション装置４ａとの間で通信を行うことが意図されていることを認識し、次にこのオートメーション装置４ａに関連したウェブサーバインスタンスまたはデータ要求の処理に必要なこのウェブサーバインスタンスの少なくとも一部を送信する。以下では、関連するウェブサーバインスタンス１０が送信されるものと仮定する。オートメーション装置４ａはこのインスタンスをオートメーション装置４ａのメモリに保存する。さらに、ウェブアクセスモジュール６は、ウェブサーバインスタンス１０がオートメーション装置４ａにロードされたことをリモート装置３に表示する。これは、例えばウェブアクセスモジュール６がリモート装置３に肯定応答１１の形式によるデータ要求９を供給することによって実施可能である。後続ステップにおいて、リモート装置３はオートメーション装置４ａに新たなデータ要求１２の形式によるデータ要求９を送信し、それに基づいて、オートメーション装置４ａに保存されているウェブサーバインスタンス１０は、リモート装置３に例えば要求されたウェブページのような要求されたデータ１３を供給する。

リモート装置３とオートメーション装置４ａとの間におけるデータ伝送は、リモート装置３がデータ要求を受信すると、ウェブアクセスモジュール６が、このデータ要求と共にこのオートメーション装置４ａに関連したウェブサーバインスタンスをオートメーション装置４ａに保存するようにして実施することも可能である。さらに詳細な説明のため、これに関連して図２を参照すると、図１及び図２の同じ部分には同じ参照番号がつけられている。リモート装置３は、本例の場合ファイアウォールサーバ１４の一部をなすアプリケーションサーバに対して、データストリーム１６の形式によるデータ要求１５と共にウェブアクセスモジュール６がウェブサーバインスタンスを供給する根拠とみなすデータ要求１５を送信する。オートメーション装置４ａは、データストリーム１６からウェブサーバインスタンス及びデータ要求１５を確認して、ウェブサーバインスタンスを実施し、この実施後、データ要求１５を処理するが、その結果として、ウェブサーバインスタンスはアプリケーションサーバを介してリモート装置３に要求されたデータ１７を送信することになる。

オートメーションシステムの略図である。オートメーションシステムの略図である。

符号の説明

２アプリケーションサーバ
３リモート装置
４ａプログラマブルロジックコントローラ
４ｂプログラマブルロジックコントローラ
５インテリジェント入／出力装置
６ウェブアクセスモジュール
７ウェブサーバ
８通信リンク
１４ファイアウォールサーバ

Claims

ウェブサーバ（７）を備え、通信リンク（８）を介して少なくとも１つのオートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）及び少なくとも１つのリモート装置（３）に接続された、前記少なくとも１つのオートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）と前記少なくとも１つのリモート装置（３）との間におけるデータ伝送を可能にするウェブアクセスモジュール（６）を具備している、テクニカルプロセスの制御及び／または調整のために設けられたオートメーションシステムであって、
データ要求があると、前記ウェブアクセスモジュール（６）が、前記データ要求（９、１５）の処理に必要な前記ウェブサーバ（７）の少なくとも一部を前記オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）に保存すること、
前記ウェブサーバ（７）の前記少なくとも一部が前記データ要求（９、１５）を処理し、直接または前記ウェブアクセスモジュール（６）を介して前記リモート装置（３）にデータを送信すること
を特徴とするオートメーションシステム。
前記ウェブアクセスモジュール（６）がアプリケーションサーバ（２）またはファイアウォールサーバ（１４）の一部をなすことを特徴とする、請求項１に記載のオートメーションシステム。
前記ウェブアクセスモジュール（６）が、前記オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）の識別子及び前記オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）に保存することが可能な前記ウェブサーバ（７）の前記少なくとも一部のバージョン番号を記憶するディレクトリを備えていることを特徴とする、請求項１または２に記載のオートメーションシステム。
前記オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）が前記ウェブアクセスモジュール（６）に前記ウェブサーバ（７）の前記少なくとも一部のバージョン番号を送信し、前記オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）に保存されているバージョン番号と前記ウェブアクセスモジュール（６）に保存されている現バージョン番号が一致しなければ、前記ウェブアクセスモジュールが前記オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）の前記ウェブサーバ（７）の前記少なくとも一部を更新することを特徴とする、請求項３に記載のオートメーションシステム。
前記データ伝送が終了すると、前記ウェブアクセスモジュール（６）が前記オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）に保存されている前記ウェブサーバ（７）の前記少なくとも一部を削除することを特徴とする、請求項１〜４の任意の１つに記載のオートメーションシステム。
前記ウェブサーバ（７）の前記少なくとも一部が前記オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）に保存されて、常駐することを特徴とする、請求項１〜４の任意の１つに記載のオートメーションシステム。
ウェブサーバ（７）を備え、通信リンク（８）を介して少なくとも１つのオートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）及び少なくとも１つのリモート装置（３）に接続することが可能な、前記少なくとも１つのオートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）と前記少なくとも１つのリモート装置（３）との間におけるデータ伝送を可能にするウェブアクセスモジュール（６）であって、
データ要求（９、１５）があると、前記ウェブアクセスモジュール（６）が、前記データ要求（９、１５）の処理に必要な前記ウェブサーバ（７）の少なくとも一部を前記オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）に保存すること、
前記ウェブサーバ（７）の前記少なくとも一部が前記データ要求（９、１５）を処理し、直接または前記ウェブアクセスモジュール（６）を介して前記リモート装置（３）にデータを送信すること
を特徴とするウェブアクセスモジュール。
前記ウェブアクセスモジュール（６）がアプリケーションサーバ（２）またはファイアウォールサーバ（１４）の一部をなすことを特徴とする、請求項７に記載のウェブアクセスモジュール。
前記ウェブアクセスモジュール（６）が、前記オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）の識別子及び前記オートメーション装置に保存することが可能な前記ウェブサーバ（７）の前記少なくとも一部のバージョン番号を記憶するディレクトリを備えていることを特徴とする、請求項７または８に記載のウェブアクセスモジュール。
前記オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）に保存されている前記ウェブサーバ（７）の前記少なくとも１つのバージョン番号を前記ウェブアクセスモジュールに送信することが可能であり、前記オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）に保存されている前記バージョン番号と前記ウェブアクセスモジュール（６）に保存されている現バージョン番号が一致しなければ、前記ウェブアクセスモジュール（６）が前記オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）の前記ウェブサーバ（７）の前記少なくとも一部を更新することを特徴とする、請求項９に記載のウェブアクセスモジュール。
前記データ伝送が終了すると、前記ウェブアクセスモジュール（６）が前記オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）に保存されている前記ウェブサーバ（７）の前記少なくとも一部を削除することを特徴とする、請求項８〜１０の任意の１つに記載のウェブアクセスモジュール。
オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）とリモート装置（３）の間でデータ伝送を行うための方法であって、データ伝送のためにサーバ（７）が設けられたウェブアクセスモジュール（６）が提供されること、
データ要求（９、１５）があると、前記データ要求（９、１５）の処理に必要な前記ウェブサーバ（７）の少なくとも一部が前記オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）に保存されること、
前記ウェブサーバ（７）の前記少なくとも一部によって、データが直接または前記ウェブアクセスモジュール（６）を介して前記リモート装置（３）に送信されること
を特徴とする方法。
ディレクトリが前記ウェブアクセスモジュール（６）に保存され、前記ディレクトリがオートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）の識別子に関する項目及び前記オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）に記憶されている前記ウェブサーバ（７）の少なくとも一部のバージョン番号に関する項目を備えていること、
前記オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）が前記ウェブアクセスモジュール（６）に前記バージョン番号を送信し、前記オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）に保存されている前記バージョン番号と前記ウェブアクセスモジュール（６）に保存されている現バージョン番号が一致しなければ、前記ウェブアクセスモジュール（６）が前記オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）の前記ウェブサーバ（７）の前記少なくとも一部を更新すること
を特徴とする請求項１２に記載の方法。
前記データ伝送が終了すると、前記オートメーション装置（４ａ、４ｂ、５）に保存されている前記ウェブサーバ（７）の前記少なくとも一部を削除されることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の方法。