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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6983839
(24)【登録日】2021年11月26日
(45)【発行日】2021年12月17日
(54)【発明の名称】制御グループおよび制御グループの動作方法
(51)【国際特許分類】
H04L 12/40 20060101AFI20211206BHJP
【ＦＩ】
H04L12/40 A
【請求項の数】16
【外国語出願】
【全頁数】18
(21)【出願番号】特願2019-139894(P2019-139894)
(22)【出願日】2019年7月30日
(65)【公開番号】特開2020-80528(P2020-80528A)
(43)【公開日】2020年5月28日
【審査請求日】2020年2月28日
(31)【優先権主張番号】18203609.5
(32)【優先日】2018年10月31日
(33)【優先権主張国】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】390039413
【氏名又は名称】シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
(74)【代理人】
【識別番号】110003317
【氏名又は名称】特許業務法人山口・竹本知的財産事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100075166
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 巖
(74)【代理人】
【識別番号】100133167
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100169627
【弁理士】
【氏名又は名称】竹本 美奈
(72)【発明者】
【氏名】マルクス シュリッテンバウアー
(72)【発明者】
【氏名】ヘンドリック ゲルラッハ
【審査官】
大石 博見
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００５−１３６６９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００２−３４４４５０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０４Ｌ １２／４０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
バスシステム（２０）と、第１の自動化デバイス（１１）と、第２の自動化デバイス（１２）と、を有する、技術装置を制御するための制御グループ（１）であって、
前記技術装置を制御するために、前記第１の自動化デバイス（１１）が第１の制御プログラム（１１ａ）を含むと共に前記第２の自動化デバイス（１２）が第２の制御プログラム（１２ａ）を含み、当該第１および第２の制御プログラム（１１ａ、１２ａ）は、それぞれが前記技術装置のための同じ制御タスクを実行するように構成されており、
前記第１の自動化デバイス（１１）は、前記バスシステム（２０）に接続されている第１の標準ハードウェアアドレス（Ｓ−ＭＡＣ１）を有する第１のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ１）を有し、前記第２の自動化デバイス（１２）は、前記バスシステム（２０）に接続されている第２の標準ハードウェアアドレス（Ｓ−ＭＡＣ２）を有する第２のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ２）を有する、制御グループ（１）において、
前記第１のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ１）と、前記第１の自動化デバイス（１１）の第１のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ１）との間に、第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１）が配置され、前記第２のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ２）と、前記第２の自動化デバイス（１２）の第２のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ２）との間に、第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ２）が配置され、さらに、前記第１のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ１）および前記第２のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ２）の両方は、グループ・ハードウェア・アドレス（Ｃ−ＭＡＣ）を管理するように構成され、
前記第１のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ１）は、前記第１の標準ハードウェアアドレス（Ｓ−ＭＡＣ１）を介してアクセス可能であると共に、前記第１のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ１）は、前記第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１）がアクティブに切り替えられているときに、前記グループ・ハードウェア・アドレス（Ｃ−ＭＡＣ）を介して当該第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１）によるのみでアクセス可能であり、
前記第２のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ２）は、前記第２の標準ハードウェアアドレス（Ｓ−ＭＡＣ２）を介してアクセス可能であると共に、前記第２のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ２）は、前記第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ２）がアクティブに切り替えられているときに、前記グループ・ハードウェア・アドレス（Ｃ−ＭＡＣ）を介して当該第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ２）によるのみでアクセス可能であり、
前記第１の自動化デバイス（１１）には第１の冗長マネージャ（ＲＭ１）が存在し、前記第２の自動化デバイス（１２）には第２の冗長マネージャ（ＲＭ２）が存在し、これら２つの冗長マネージャ（ＲＭ１、ＲＭ２）が同期接続（ＳＬ）を介して互いに接続されて、前記第１および第２のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２）の切り替えを管理するように構成され、
前記同期接続（ＳＬ）を介し、前記第１および第２の自動化デバイス（１１、１２）においてグループアプリケーション（ＶＡ）の同期が行われる、ことを特徴とする制御グループ（１）。
前記技術装置を制御するために、前記第１の自動化デバイス（１１）が第１の制御プログラム（１１ａ）を含むと共に前記第２の自動化デバイス（１２）が第２の制御プログラム（１２ａ）を含み、当該第１および第２の制御プログラム（１１ａ、１２ａ）は、それぞれが前記技術装置のための同じ制御タスクを実行するように構成されており、
前記第１の自動化デバイス（１１）は、前記バスシステム（２０）に接続されている第１の標準ハードウェアアドレス（Ｓ−ＭＡＣ１）を有する第１のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ１）を有し、前記第２の自動化デバイス（１２）は、前記バスシステム（２０）に接続されている第２の標準ハードウェアアドレス（Ｓ−ＭＡＣ２）を有する第２のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ２）を有する、制御グループ（１）において、
前記第１のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ１）と、前記第１の自動化デバイス（１１）の第１のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ１）との間に、第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１）が配置され、前記第２のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ２）と、前記第２の自動化デバイス（１２）の第２のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ２）との間に、第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ２）が配置され、さらに、前記第１のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ１）および前記第２のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ２）の両方は、グループ・ハードウェア・アドレス（Ｃ−ＭＡＣ）を管理するように構成され、
前記第１のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ１）は、前記第１の標準ハードウェアアドレス（Ｓ−ＭＡＣ１）を介してアクセス可能であると共に、前記第１のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ１）は、前記第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１）がアクティブに切り替えられているときに、前記グループ・ハードウェア・アドレス（Ｃ−ＭＡＣ）を介して当該第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１）によるのみでアクセス可能であり、
前記第２のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ２）は、前記第２の標準ハードウェアアドレス（Ｓ−ＭＡＣ２）を介してアクセス可能であると共に、前記第２のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ２）は、前記第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ２）がアクティブに切り替えられているときに、前記グループ・ハードウェア・アドレス（Ｃ−ＭＡＣ）を介して当該第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ２）によるのみでアクセス可能であり、
前記第１の自動化デバイス（１１）には第１の冗長マネージャ（ＲＭ１）が存在し、前記第２の自動化デバイス（１２）には第２の冗長マネージャ（ＲＭ２）が存在し、これら２つの冗長マネージャ（ＲＭ１、ＲＭ２）が同期接続（ＳＬ）を介して互いに接続されて、前記第１および第２のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２）の切り替えを管理するように構成され、
前記同期接続（ＳＬ）を介し、前記第１および第２の自動化デバイス（１１、１２）においてグループアプリケーション（ＶＡ）の同期が行われる、ことを特徴とする制御グループ（１）。
【請求項2】
前記同期接続（ＳＬ）を介して互いに接続された前記２つの冗長マネージャ（ＲＭ１、ＲＭ２）は、前記第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１）をアクティブに切り替えかつ前記第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ２）を非アクティブに切り替えるように、またはその逆に切り替えるように、構成されている、請求項１に記載の制御グループ（１）。
【請求項3】
前記２つの冗長マネージャ（ＲＭ１、ＲＭ２）は、自身の属する前記自動化デバイス（１１、１２）のまたは該自動化デバイス（１１、１２）で実行される機能の機能監視を実行し、誤動作が検出された場合、アクティブである前記仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２）を非アクティブに切り替え、対応する非アクティブである仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２）をアクティブに切り替えるように構成されている、請求項２に記載の制御グループ（１）。
【請求項4】
前記同期接続（ＳＬ）は、専用回線として構成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の制御グループ（１）。
【請求項5】
前記同期接続（ＳＬ）は、冗長な回線として構成されている、請求項４に記載の制御グループ（１）。
【請求項6】
前記同期接続（ＳＬ）は、レイヤ２イーサネット・フレームによる通信チャネルとして構成され、前記バスシステムを介して行われる、請求項１から３のいずれか１項に記載の制御グループ（１）。
【請求項7】
前記第１および第２のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ１、ＮＷ−Ｓ２）はそれぞれ、標準アプリケーション（ＳＡ）のデータトラフィックのための標準インターフェース（ＩＰ−ＩＦ−Ｓ）と、前記グループアプリケーション（ＶＡ）のデータトラフィックのためのグループインターフェース（ＩＰ−ＩＦ−Ｃ）とを有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の制御グループ（１）。
【請求項8】
前記第１および第２のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ１、ＮＷ−Ｓ２）は、前記標準インターフェース（ＩＰ−ＩＦ−Ｓ）を介して前記標準アプリケーション（ＳＡ）からのデータトラフィックをルーティングし、前記グループインターフェース（ＩＰ−ＩＦ−Ｃを介して前記グループアプリケーション（ＶＡ）からのデータトラフィックをルーティングするように構成されたルーティングマネージャ（Ｒｏｕｔ１、Ｒｏｕｔ２）をそれぞれ有する、請求項７に記載の制御グループ（１）。
【請求項9】
前記第１および第２のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ１、ＮＷ−Ｓ２）は、グループサービス・プログラミング・インターフェース（Ｃ−ＡＰＩ１、Ｃ−ＡＰＩ２）と標準サービス・プログラミング・インターフェース（Ｓ−ＡＰＩ１、Ｓ−ＡＰＩ２）とを有する、請求項７または８に記載の制御グループ（１）。
【請求項10】
前記第１および第２の自動化デバイス（１１、１２）の可用性が最優先である自動化アプリケーションのための高可用性で冗長な自動化システムとして構成され、クライアント（ＨＭＩ）によってアクセスされた際に単一のシステムとして表示されるように構成されている、請求項１から９のいずれか１項に記載の制御グループ（１）。
【請求項11】
前記バスシステム（２０）は、第１のバスセグメント（２１）と、第２のバスセグメント（２２）と、第３のバスセグメント（２３）とを有し、
前記第１の自動化デバイス（１１）は、第１のスイッチ（Ｓ１）を介して第１のポート（Ｐ１）によって前記第１のバスセグメント（２１）に接続され、第２のポート（Ｐ２）によって前記第２のバスセグメント（２２）に接続され、
前記第２の自動化デバイス（１２）は、第２のスイッチ（Ｓ２）を介して第１のポート（Ｐ１）によって前記第２のバスセグメント（２２）に接続され、第２のポート（Ｐ２）によって前記第３のバスセグメント（２３）に接続され、
前記グループ・ハードウェア・アドレス（Ｖ−ＭＡＣ）のデータトラフィックを前記第２のスイッチ（Ｓ２）に転送するために影響を受ける可能性がある前記第１のスイッチ（Ｓ１）にスイッチＦＤＢ（ＳＦＤＢ）が存在する、請求項１から１０のいずれか１項に記載の制御グループ（１）。
前記第１の自動化デバイス（１１）は、第１のスイッチ（Ｓ１）を介して第１のポート（Ｐ１）によって前記第１のバスセグメント（２１）に接続され、第２のポート（Ｐ２）によって前記第２のバスセグメント（２２）に接続され、
前記第２の自動化デバイス（１２）は、第２のスイッチ（Ｓ２）を介して第１のポート（Ｐ１）によって前記第２のバスセグメント（２２）に接続され、第２のポート（Ｐ２）によって前記第３のバスセグメント（２３）に接続され、
前記グループ・ハードウェア・アドレス（Ｖ−ＭＡＣ）のデータトラフィックを前記第２のスイッチ（Ｓ２）に転送するために影響を受ける可能性がある前記第１のスイッチ（Ｓ１）にスイッチＦＤＢ（ＳＦＤＢ）が存在する、請求項１から１０のいずれか１項に記載の制御グループ（１）。
【請求項12】
バスシステム（２０）と、第１の自動化デバイス（１１）と、第２の自動化デバイス（１２）と、において冗長に動作する、技術装置を制御するための制御グループ（１）を動作させる方法であって、
前記技術装置を制御するために、前記第１の自動化デバイス（１１）では第１の制御プログラム（１１ａ）が実行され、前記第２の自動化デバイス（１２）では第２の制御プログラム（１２ａ）が実行され、
前記第１および第２の制御プログラム（１１ａ、１２ａ）は、それぞれが前記技術装置のための同じ制御タスクを実施するように構成されており、
前記第１の自動化デバイス（１１）は、前記バスシステム（２０）に接続されている第１の標準ハードウェアアドレス（Ｓ−ＭＡＣ１）を有する第１のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ１）を介して動作し、前記第２の自動化デバイス（１２）は、前記バスシステム（２０）に接続されている第２の標準ハードウェアアドレス（Ｓ−ＭＡＣ２）を有する第２のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ２）を介して動作する、方法において、
前記第１のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ１）と、前記第１の自動化デバイス（１１）の第１のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ１）との間で、第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１）が動作し、前記第２のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ２）と、前記第２の自動化デバイス（１２）の第２のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ２）との間で、第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ２）が動作し、さらに、前記第１のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ１）および前記第２のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ２）の両方は、前記バスシステム（２０）に対しグループ・ハードウェア・アドレス（Ｃ−ＭＡＣ）によって動作し、
前記第１のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ１）は、前記第１の標準ハードウェアアドレス（Ｓ−ＭＡＣ１）を介してアクセスされると共に、前記第１のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ１）は、前記第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１）がアクティブに切り替えられているときに、前記グループ・ハードウェア・アドレス（Ｃ−ＭＡＣ）を介して当該第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１）によるのみでアクセス可能であり、
前記第２のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ２）は、前記第２の標準ハードウェアアドレス（Ｓ−ＭＡＣ２）を介してアクセスされると共に、前記第２のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ２）は、前記第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ２）がアクティブに切り替えられているときに、前記グループ・ハードウェア・アドレス（Ｃ−ＭＡＣ）を介して当該第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１）によるのみでアクセス可能であり、
前記第１の自動化デバイス（１１）で第１の冗長マネージャ（ＲＭ１）が動作し、前記第２の自動化デバイス（１２）では第２の冗長マネージャ（ＲＭ２）が動作し、これら２つの冗長マネージャ（ＲＭ１、ＲＭ２）が同期接続（ＳＬ）を介して互いに接続されていて、前記第１および第２のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２）の切り替えを管理し、
前記同期接続（ＳＬ）を介し、前記第１および第２の自動化デバイス（１１、１２）においてグループアプリケーション（ＶＡ）の同期が行われる、ことを特徴とする方法。
前記技術装置を制御するために、前記第１の自動化デバイス（１１）では第１の制御プログラム（１１ａ）が実行され、前記第２の自動化デバイス（１２）では第２の制御プログラム（１２ａ）が実行され、
前記第１および第２の制御プログラム（１１ａ、１２ａ）は、それぞれが前記技術装置のための同じ制御タスクを実施するように構成されており、
前記第１の自動化デバイス（１１）は、前記バスシステム（２０）に接続されている第１の標準ハードウェアアドレス（Ｓ−ＭＡＣ１）を有する第１のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ１）を介して動作し、前記第２の自動化デバイス（１２）は、前記バスシステム（２０）に接続されている第２の標準ハードウェアアドレス（Ｓ−ＭＡＣ２）を有する第２のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ２）を介して動作する、方法において、
前記第１のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ１）と、前記第１の自動化デバイス（１１）の第１のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ１）との間で、第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１）が動作し、前記第２のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ２）と、前記第２の自動化デバイス（１２）の第２のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ２）との間で、第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ２）が動作し、さらに、前記第１のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ１）および前記第２のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ２）の両方は、前記バスシステム（２０）に対しグループ・ハードウェア・アドレス（Ｃ−ＭＡＣ）によって動作し、
前記第１のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ１）は、前記第１の標準ハードウェアアドレス（Ｓ−ＭＡＣ１）を介してアクセスされると共に、前記第１のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ１）は、前記第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１）がアクティブに切り替えられているときに、前記グループ・ハードウェア・アドレス（Ｃ−ＭＡＣ）を介して当該第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１）によるのみでアクセス可能であり、
前記第２のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ２）は、前記第２の標準ハードウェアアドレス（Ｓ−ＭＡＣ２）を介してアクセスされると共に、前記第２のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ２）は、前記第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ２）がアクティブに切り替えられているときに、前記グループ・ハードウェア・アドレス（Ｃ−ＭＡＣ）を介して当該第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１）によるのみでアクセス可能であり、
前記第１の自動化デバイス（１１）で第１の冗長マネージャ（ＲＭ１）が動作し、前記第２の自動化デバイス（１２）では第２の冗長マネージャ（ＲＭ２）が動作し、これら２つの冗長マネージャ（ＲＭ１、ＲＭ２）が同期接続（ＳＬ）を介して互いに接続されていて、前記第１および第２のネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２）の切り替えを管理し、
前記同期接続（ＳＬ）を介し、前記第１および第２の自動化デバイス（１１、１２）においてグループアプリケーション（ＶＡ）の同期が行われる、ことを特徴とする方法。
【請求項13】
前記同期接続（ＳＬ）を介して互いに接続された前記２つの冗長マネージャ（ＲＭ１、ＲＭ２）は、前記第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１）をアクティブに切り替えかつ前記第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ２）を非アクティブに切り替えるように、またはその逆に切り替えるように、構成されている、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記２つの冗長マネージャ（ＲＭ１、ＲＭ２）は、自身の属する前記自動化デバイス（１１、１２）のまたは該自動化デバイス（１１、１２）で実行される機能の機能監視を実行し、誤動作が検出された場合、アクティブである前記仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２）を非アクティブに切り替え、対応する非アクティブである仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２）をアクティブに切り替える、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記同期接続（ＳＬ）は、レイヤ２イーサネット・フレームによる通信チャネルとして動作し、前記バスシステム（２０）および前記ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ１、ＮＩＣ２）を介して構築される、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項16】
標準アプリケーション（ＳＡ）のデータトラフィックのための標準インターフェース（ＩＰ−ＩＳ−Ｓ）と、前記グループアプリケーション（ＶＡ）のデータトラフィックのためのグループインターフェース（ＩＰ−ＩＳ−Ｃ）とにより前記第１および第２のプロトコルスタック（ＮＷ−Ｓ１、ＮＷ−Ｓ２）がそれぞれ動作し、
発信されるデータトラフィックは、対応する前記インターフェースを介して相応に伝達され、前記第１または第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２）の状態によって、前記グループアプリケーション（ＶＡ）からのデータトラフィックは、ブロックされるか、または転送され、前記標準アプリケーション（ＳＡ）からのデータトラフィックは、これに関係なく常時送信され、加えて対応する前記標準ハードウェアアドレス（Ｓ−ＭＡＣ１、Ｓ−ＭＡＣ２）が適切に適用される、請求項１２から１５のいずれか１項に記載の方法。
発信されるデータトラフィックは、対応する前記インターフェースを介して相応に伝達され、前記第１または第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラ（ｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２）の状態によって、前記グループアプリケーション（ＶＡ）からのデータトラフィックは、ブロックされるか、または転送され、前記標準アプリケーション（ＳＡ）からのデータトラフィックは、これに関係なく常時送信され、加えて対応する前記標準ハードウェアアドレス（Ｓ−ＭＡＣ１、Ｓ−ＭＡＣ２）が適切に適用される、請求項１２から１５のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バスシステムと、第１の自動化デバイスと、第２の自動化デバイスとを含む技術装置を制御するための制御グループに関し、第１の自動化デバイスが第１の制御プログラムを含み、第２の自動化デバイスが技術装置を制御するための第２の制御プログラムを有し、第１および第２の制御プログラムは、それぞれが技術装置のための同じ制御タスクを実施するように構成されており、第１の自動化デバイスは、バスシステムに接続されている第１の標準ハードウェアアドレスを有する第１のネットワーク・インターフェース・コントローラを有し、第２の自動化デバイスは、バスシステムに接続されている第２の標準ハードウェアアドレスを有する第２のネットワーク・インターフェース・コントローラを有する。
【0002】
本発明にかかる制御グループは、例えば、Ｈシステム（高可用性システム）とも呼ばれる冗長自動化システムとして構成されているとみなすことができる。Ｈシステムは、一般的に、接続された２つの自動化デバイス、特に、共同で１つの技術装置を制御するプログラマブル・ロジック・コントローラを有するフェールセーフ自動化システムである。ここで、ある時点において、正確には１つの自動化デバイスが技術装置の制御をリードする。それぞれリードの自動化デバイスは、メイン自動化デバイスまたはマスタとも呼ばれる。それぞれ他の自動化デバイスは、技術装置制御を引き継ぐために常時待機している。他の自動化デバイスは、代替自動化デバイスまたは予備（リザーブ）とも呼ばれる。２つの自動化デバイスのうちの１つが故障した場合、技術プロセスをそれぞれの他の自動化デバイスによって制御することができる、これは高可用性とも呼ばれる。Ｈシステム内の各自動化デバイスは、バスシステム、特にフィールドバス上での通信のための固有のＩＰアドレスを有する固有のインターフェース、例えばイーサネット（登録商標）インターフェースを有する。
【背景技術】
【0003】
独国特許第１０２００９０５０４４９号はまた、第１の自動化コントローラおよび第２の自動化コントローラを有するＨシステムを開示している。
【0004】
米国特許第５１４８４３３号も同様に、２つのコントローラが同一のアドレスを有するＨシステムを提供する。
【0005】
自動化システムでは、一般的に、プロセス・データを配信または取得するために、あるいは表示または処理するために、冗長自動化システムに接続しなければならない多くのメンバーがいる。上記のメンバーのうち、大多数のメンバーは、冗長自動化システム（２−ＣＰＵシステム）の存在に関する知識を有する。
【0006】
既知のＨシステムでは、Ｈシステムへの接続を確立する必要があるメンバーにとって、ＨシステムがどのリモートＩＰアドレスを有するかが明確でない欠点がある。Ｈシステムは、第１の自動化デバイスの第１のアドレス、または第２の自動化デバイスの第２のアドレスのいずれかを有する。２つのアドレスのうち１つが使用され、使用されたアドレスを有する自動化デバイスが故障した場合、メンバーは、Ｈシステムが全体では依然として利用可能であるにもかかわらず、もはや接続を確立できない。
【0007】
これまで、さらなるＩＰアドレスを構成した、機能的に拡張されたメンバー（クライアント、ＨＭＩ）のみが存在し、第１のアドレスでの接続が失敗し、再構築できない場合、第２のＩＰアドレスで動作させることで問題が解決されてきた。この解決方法の欠点は、メンバーに対して、アドレス管理のための特別な実施が必要であることである。
【0008】
欧州特許第３０２６５１３号は、冗長自動化システムの上流に、参照アドレスが割り当てられる参照データインターフェースが接続される解決方法が提案されている。ここでは、参照データインターフェースは、Ｈシステムとの間の第１の接続経路と、Ｈシステムとの間の第２の接続経路とを管理するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】独国特許第１０２００９０５０４４９号公報
【特許文献2】米国特許第５１４８４３３号公報
【特許文献3】欧州特許第３０２６５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明の課題は、クライアントの視点から、ブラックボックスとみなすことができ、グループ内でもそのようにアクセス（応答）することができる高可用性コントローラまたは高可用性制御システムを提供することである。ユーザは、冗長コントローラのどのデバイスが現在アクティブ（マスタ）であるかを知る必要はない。ユーザにとって、ユーザが１つのアドレスを介してのみ全てにアクセスすることができれば、大きな利点となる。
【課題を解決するための手段】
【0011】
第１の自動化デバイスと、第２の自動化デバイスとを有する本発明にかかる制御グループでは、第１のネットワーク・インターフェース・コントローラと、第１の自動化デバイスの第１のプロトコルスタックとの間に、第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラが配置され、第２のネットワーク・インターフェース・コントローラと、第２の自動化デバイスの第２のプロトコルスタックとの間に、第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラが配置され、さらに、第１のネットワーク・インターフェース・コントローラおよび第２のネットワーク・インターフェース・コントローラの両方は、グループ・ハードウェア・アドレスを管理するように構成され、第１のプロトコルスタックは、第１の標準ハードウェアアドレスを介してアクセス可能であると共に、該第１のプロトコルスタックは、第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラがアクティブに切り替えられているときに、グループ・ハードウェア・アドレスを介して該第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラによるのみでアクセス可能であり、第２のプロトコルスタックは、第２の標準ハードウェアアドレスを介してアクセス可能であると共に、該第２のプロトコルスタックは、第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラがアクティブに切り替えられているときに、グループ・ハードウェア・アドレスを介して該第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラによるのみでアクセス可能である。
【0012】
好ましくは、第１の自動化デバイスには、第１の冗長マネージャが存在し、第２の自動化デバイスには、第２の冗長マネージャが存在し、これら２つの冗長マネージャは、同期接続を介して互いに接続され、第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラをアクティブに切り替えかつ第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラを非アクティブに切り替えるように、またはその逆に切り替えるように、構成されている。
【0013】
有利には、制御グループは、１つのアドレスを介して、すなわち、グループ・ハードウェア・アドレスまたはそれに割り当てられたグループＩＰアドレスを介して、外部メンバーにアクセスすることができる。本発明にかかるシステムは、２つの自動化デバイスに限定されない。制御グループは、ｎ個の自動化デバイスから構成することも可能であり、その場合、常時１つのみがアクティブである。共通グループに属する自動化デバイスの仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラは、好ましくは、互いに論理的に接続されている。このようにして接続された全ての仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラのうち、常時１つのみがアクティブであり、他の全ては非アクティブである。フェールオーバ中に、アクティブな仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラは、非アクティブに切り替えられるか、または故障し、他の論理的に接続された仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラのうちの１つがアクティブな役割を引き継ぐ。本発明の意味で、「フェールオーバ」は、予想外のエラーの場合、例えば片方が故障した場合の切り替えであり、意図的な切り替えの場合には、２つ以上の自動化デバイス間の意図的な切り替えを意味する。結果として、システムの１つが故障したにもかかわらず、サービスを高度に利用可能に保つことができる。
【0014】
全ての論理接続仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラには、共用ＭＡＣアドレス、すなわちグループ・ハードウェア・アドレスが割り当てられる。好ましくは、仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラは、このＭＡＣアドレスを、追加のＭＡＣアドレスとして、従属の第１または第２のネットワーク・インターフェース・コントローラのハードウェアフィルタにパラメータ化する。ここで、現在従属しているネットワーク・インターフェース・コントローラが、ソフトウェアにおけるＭＡＣアドレスのフィルタリングを必要とするいわゆる無差別モードで動作される必要がない点が有利であり、ソフトウェアにおけるこのフィルタリングはデバイスの性能にかかわり、特に小型のデバイスでは、これは、予測される受信負荷が高すぎるため回避されるべきである。
【0015】
好ましくは、２つの冗長マネージャは、それらの自動化デバイスのまたは該自動化デバイスで実行される機能の機能監視を実行し、誤動作が検出された場合、アクティブである仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラを非アクティブに切り替え、対応する非アクティブである仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラをアクティブに切り替えるように構成されている。冗長マネージャは、通常、ローカル機能、特に、グループに属する他の自動化デバイスの機能を監視する。ここで、グループの他の自動化デバイスの他の冗長マネージャとの通信チャネルを介して調整するのが典型的である。エラー（現在のマスタの障害）の場合、グループの冗長マネージャはフェールオーバを開始する。ここでの目的は、特定の時間に、制御グループ内に１つのマスタしかないことを確実にすることである。
【0016】
物理的に見れば、個々のエラーに対する制御グループのロバスト性を高めるために、通信チャネルを冗長に実施することもできる。
【0017】
さらなる実施形態では、同期接続が、レイヤ２イーサネット・フレームを有する通信チャネルとして構成されると好ましい。従って、一実施形態では、冗長マネージャは、レイヤ２イーサネット・フレームを介して既存のバスシステムを介して通信チャネルを構築することができる。このための特定の実施形態では、通常のＩＥＥＥ８０２．１Ｄ準拠ブリッジによって転送されないＭＡＣアドレスが使用される。さらなる実施形態では、通信チャネルは、冗長マネージャ間のフェールオーバを調整するためだけでなく、同時に、該当する制御グループのデータと、サービスの状態と、アプリケーションとを同期するための同期データを送信するためにも使用されることを想定できる。
【0018】
同期接続は、専用回線、特に冗長な回線を介して行うこともできる。
【0019】
さらに、プロトコルスタックはそれぞれ、標準アプリケーションのデータトラフィックのための標準インターフェースと、グループアプリケーションのデータトラフィックのためのグループインターフェースとを有することが好ましい。本発明の分野では、標準アプリケーションの標準サービスは、エンジニアリングシステムによって使用されるような自動化技術のサービスとして理解されるべきである。これらのサービスは、それぞれの自動化デバイスへのアクセスを可能にする。また、例えば、診断機能およびエネルギー管理機能、ならびに自動化デバイスへのファームウェアアップロードおよび他のアップロードは、標準サービスに数えられる。グループアプリケーションのグループサービスは、制御グループの内部データサービスであり、これらは、例えば、制御グループの外部から使用することができ、例えば、クライアントが制御グループにアクセスするために使用することができる。従って、通信チャネルまたは同期接続を、グループサービスまたはそのグループアプリケーションのデータおよび状態の同期、および／またはそれぞれの制御プログラムの処理サイクルを同期するためのタイミング制御のための信号を伝送するために使用することが好ましい。
【0020】
その他の実施形態では、プロトコルスタックは、標準インターフェースを介して標準アプリケーションからのデータトラフィックをルーティングし、グループインターフェースを介してグループアプリケーションからのデータトラフィックをルーティングするように構成されたルーティングマネージャを有する。ここで、それぞれのプロトコルスタックのルーティングマネージャは、例えば、グループアプリケーションまたはグループサービスからの発信データトラフィック、および標準アプリケーションまたは標準サービスからの発信データトラフィックが、対応するＩＰインターフェースもしくは対応する標準インターフェース、または対応するグループインターフェースを介しルーティングされるように構成される。これにより、グループアプリケーションによって生成されたデータトラフィックが、予備デバイスの仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラで使用されないことが保証される。
【0021】
さらに、プロトコルスタックがグループサービス・プログラミング・インターフェースと標準サービス・プログラミング・インターフェースとを有する場合、サービス間のデータ管理に対して好ましい。
【0022】
自動化技術の分野では、制御グループが、自動化デバイスの可用性が最優先である自動化アプリケーションのための高可用性で冗長な自動化システムとして構成され、クライアントによってアクセスされた際に単一のシステムとして表示されるように構成されていると好ましい。逆方向についても、すなわち、制御グループのサービスへの外部からのアクセスにも高可用性を見ることができる。このようなグループサービスは、クライアントとして他のクラスタにあるサーバークラスターサービスにアクセスでき、または高可用性ストレージシステムにあるデータにもアクセスできる。
【0023】
最初に述べた課題は、制御グループの動作方法によっても解決される。技術装置を制御するための制御グループの動作方法において、バスシステム上で、第１の自動化デバイスおよび第２の自動化デバイスが冗長的に動作され、第１の自動化デバイス上で第１の制御プログラムが、および第２の自動化デバイス上で第２の制御プログラムが、技術装置を制御するために実行され、第１の制御プログラムおよび第２の制御プログラムは、それぞれが、技術装置のための同じ制御タスクを実施するように構成され、第１の自動化デバイスは、バスシステム上の第１の標準ハードウェアアドレスを有する第１のネットワーク・インターフェース・コントローラを介して動作し、第２の自動化デバイスは、バスシステム上の第２の標準ハードウェアアドレスを有する第２のネットワーク・インターフェース・コントローラを介して動作する。この方法に特徴的なのは、第１の自動化デバイスの第１のネットワーク・インターフェース・コントローラおよび第１のプロトコルスタック間で、第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラが動作し、第２の自動化デバイスの第２のネットワーク・インターフェース・コントローラおよび第２のプロトコルスタック間で、第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラが動作し、さらに、第１のネットワーク・インターフェース・コントローラおよび第２のネットワーク・インターフェース・コントローラの両方が、グループ・ハードウェア・アドレスを用いて動作し、第１のプロトコルスタックは、第１の標準ハードウェアアドレスを介してアクセスされると共に、第１のプロトコルスタックは、第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラがアクティブに切り替えられる場合は、グループ・ハードウェア・アドレスを介して、第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラによるのみでアクセスされ、第２のプロトコルスタックは、第２の標準ハードウェアアドレスを介してアクセスされると共に、第２のプロトコルスタックは、第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラがアクティブに切り替えられる場合は、グループ・ハードウェア・アドレスを介して、第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラによるのみでアクセスできる。
【0024】
好ましくは、第１の自動化デバイスにおいて、第１の冗長マネージャが、および第２の自動化デバイスにおいて、第２の冗長マネージャが動作し、２つの冗長マネージャは、同期接続を介して互いに接続されており、第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラをアクティブに、および第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラを非アクティブに切り替える、またはその逆に切り替えるように構成される。
【0025】
好ましくは、仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラは、グループ・ハードウェア・アドレスを追加のＭＡＣアドレスとして、下位の第１のネットワーク・インターフェース・コントローラおよび第２のネットワーク・インターフェース・コントローラのハードウェアフィルタにパラメータ化する。ここで好ましいのは、下位のネットワーク・インターフェース・コントローラがいわゆる無差別モードで動作する必要がないことである。無差別モードは、ソフトウェアのソリューションでは、デバイスのパフォーマンスを多く必要とし、高速通信の負担となり、かつ／または制御タスクを処理する際の性能に不利になり得る（すなわち、ＰＬＣのメイン・タスクであるべき制御タスクのためのＣＰＵパワーが失われる）。
【0026】
好ましくは、２つの冗長マネージャは、それらの自動化デバイス上で機能監視を実行するか、またはそれらの自動化デバイス内で実行する機能を実行し、アクティブな仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラを有する自動化デバイス内で誤動作が検出された場合、これを非アクティブに切り替え、他の自動化デバイスの対応する非アクティブな仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラを非アクティブに切り替える。
【0027】
本方法によれば、同期接続を、レイヤ２イーサネット・フレームを有する通信チャネルとして動作させ、バスシステムおよびネットワーク・インターフェース・コントローラを介してこの通信チャネルを構築することが好ましい。
【0028】
本方法によれば、特にプロトコルスタック内のソフトウェアの方法を実施する際に、標準アプリケーションのデータトラフィックのためのそれぞれの標準インターフェースと、グループアプリケーションのデータトラフィックのためのグループインターフェースとを有するプロトコルスタックを動作させることが好ましく、この際、発信されるデータトラフィックは、適切なインターフェースを介して伝達され、仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラの状態によって、データトラフィックはグループアプリケーションによってブロックされるか、または転送され、標準アプリケーションのデータトラフィックは、これに関係なく常時送信することができ、加えて対応する標準ハードウェアアドレスが適切に特徴付けられる。送信されるべきパケットがＩＰパケットである場合、適切な送信側標準ＩＰアドレスも入力される。
【図面の簡単な説明】
【0029】
図は、少なくとも２つの自動化デバイスを有する制御グループの実施例を示す。
【0030】
【図1】アドレス割り当てを示す制御グループの簡略図を示す。
【図3】バスシステムが異なるセグメントに分割される場合の特別なケースを示す。
【図4】ブラックボックス視点の共通ＩＰアドレスを示すブロック概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0031】
図１には、技術装置を制御するための制御グループ１が示されている。制御グループ１は、バスシステム２０と、第１の自動化デバイス１１と、第２の自動化デバイス１２とを含み、技術装置を制御するために、第１の自動化デバイス１１は、第１の制御プログラム１１ａを有し、第２の自動化デバイス１２は、第２の制御プログラム１２ａを有する。第１および第２の制御プログラム１１ａ、１２ａは、それぞれ技術装置に対して同じ制御タスクを実施するように構成されている。第１の自動化デバイス１１は、第１の標準ハードウェアアドレスＳ−ＭＡＣ１を有する第１のネットワーク・インターフェース・コントローラＮＩＣ１を有する。第１のネットワーク・インターフェース・コントローラＮＩＣ１は、バスシステム２０に物理的に接続されている。
【0032】
第１のネットワーク・インターフェース・コントローラＮＩＣ１と第１の自動化デバイス１１の第１のプロトコルスタックＮＷ−Ｓ１との間には、第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１が配置されている。第２の自動化デバイス１２の場合には、同じ構成が見出され、すなわち、第２のネットワーク・インターフェース・コントローラＮＩＣ２と第２のプロトコルスタックＮＷ−Ｓ２との間に第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ２が配置される。ネットワーク・インターフェース・コントローラＮＩＣ１およびＮＩＣ２は、それぞれ第１のＭＡＣアドレス・レジスタＭＡＲ１と第２のＭＡＣアドレス・レジスタＭＡＲ２とを有するように構成されている。従って、第１のネットワーク・インターフェース・コントローラＮＩＣ１は、第１の標準ハードウェアアドレスＳ−ＭＡＣ１、および第２のグループ・ハードウェア・アドレスＣ−ＭＡＣを管理することができる。同様に、第２のネットワーク・インターフェース・コントローラＮＩＣ２は、第２の標準ハードウェアアドレスＳ−ＭＡＣ２、およびグループ・ハードウェア・アドレスＣ−ＭＡＣをそのレジスタＭＡＲ１、ＭＡＲ２内で管理することができる。
【0033】
第１のプロトコルスタックＮＷ−Ｓ１には、第１の標準ハードウェアアドレスＳ−ＭＡＣ１を介してアクセスすることができ、そして、この第１のプロトコルスタックＮＷ−Ｓ１は、第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１がアクティブに切り替えられている場合、グループ・ハードウェア・アドレスＣ−ＭＡＣを介して第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１によるのみでアクセスすることができる。同様に、第２のプロトコルスタックＮＷ−Ｓ２は、第２の標準ハードウェアアドレスＳ−ＭＡＣ２を介してアクセスすることができ、そして、この第２のプロトコルスタックＮＷ−Ｓ２は、第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ２がアクティブに切り替えられている場合、グループ・ハードウェア・アドレスＣ−ＭＡＣを介して第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ２によるのみでアクセスすることができる。
【0034】
仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２をアクティブおよび非アクティブに切り替えるために、第１の冗長マネージャＲＭ１および第２の冗長マネージャＲＭ２が、各自動化デバイス１１、１２内に配置されている。２つの冗長マネージャＲＭ１、ＲＭ２は、同期接続ＳＬを介して互いに接続され、第１の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１をアクティブに切り替え、第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ２を非アクティブに切り替えるように、またはその逆になるように構成されている。
【0035】
標準的なハードウェアアドレスおよびグループ・ハードウェア・アドレスの割り当てに加えて、仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２にも同様にグループＩＰアドレスＣＩＰが割り当てられ、当然ながら、標準アプリケーションＳＡには、第１の標準的ＩＰアドレスＳＩＰ１および第２の標準的ＩＰアドレスＳＩＰ２が割り当てられる。そして、レイヤ２アプリケーションおよび対応するＩＰアプリケーションは、制御グループ１またはそこで実行される標準アプリケーションＳＡ、およびグループアプリケーションＶＡ（図２参照）にアクセスするために、常時グループ・ハードウェア・アドレスＣ−ＭＡＣおよびグループＩＰアドレスＣＩＰを使用する。これは、両方のアドレス（ＭＡＣおよびＩＰ）の「ホットスタンバイ切り替え」において、ＭＡＣ−ＩＰ割り当てが維持されるという利点を有する。好ましいことに、ＩＰクライアントのＡＲＰキャッシュは、それに応じて更新される必要がない。ＩＰ通信は、フェールオーバＦＯ後にもすぐに続行できる。フェールオーバＦＯは、接続されたクライアント（ＨＭＩ）（図２参照）の通信に関しては気付かれない。
【0036】
仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２は、関連する冗長マネージャＲＭ１、ＲＭ２によって制御される。制御グループ内の冗長マネージャＲＭ１、ＲＭ２は、どの自動化デバイス１１、１２が現在アクティブなデバイス（マスタ）であり、どのデバイスがフェールオーバまで、つまりマスタの故障時、非アクティブなデバイス（バックアップ）であるかを決定する。自動化デバイス１１、１２の冗長マネージャＲＭ１、ＲＭ２は、仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２の状態を適宜（アクティブ／非アクティブ）制御する。冗長マネージャＲＭ１、ＲＭ２の通信は、専用の（図２参照）同期線ＤＳＬを介して、またはバスシステム２０を介したレイヤ２通信として行うことができる。
【0037】
それぞれのプロトコルスタックＮＷ−Ｓ１およびＮＷ−Ｓ２は、それぞれ、第１のルーティングマネージャＲｏｕｔ１および第２のルーティングマネージャＲｏｕｔ２を有する。従って、ルーティングマネージャＲｏｕｔ１、Ｒｏｕｔ２は、第１のプロトコルスタックＮＷ−Ｓ１および第２のプロトコルスタックＮＷ−Ｓ２のルーティング部分を形成する。それらは、グループアプリケーションＶＡからの発信データトラフィックおよび標準アプリケーションＳＡからの発信データトラフィックが、対応するＩＰインターフェースを介してルーティングされる必要があることを確認する。このために、プロトコルスタックＮＷ−Ｓ１、ＮＷ−Ｓ２はそれぞれ、標準インターフェースＩＰ−ＩＦ−ＳおよびグループインターフェースＩＰ−ＩＦ−Ｃを有する。データトラフィック、すなわち標準アプリケーションＳＡのＩＰトラフィックは、標準インターフェースＩＰ−ＩＦ−Ｓを介してルーティングされるべきであり、グループアプリケーションＶＡのデータトラフィックは、グループインターフェースＩＰ−ＩＦ−Ｃを介してルーティングされるべきである。「正しい」インターフェースが選択された場合、発信データトラフィックは、対応するネットワーク・インターフェース・コントローラＮＩＣ１、ＮＩＣ２、または対応する仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２を介して実行される。これにより、仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２の状態に応じて、グループアプリケーションＶＡからのトラフィックがブロックまたは転送され、標準アプリケーションＳＡからのトラフィックをそこから独立して常時送信できるようになる。さらに、これによって送信元ＭＡＣアドレスが適切に特徴付けられる。必要であれば、これによって適切なＩＰ送信者アドレスも割り当てられる。ＩＰアドレスの割り当ては、プロトコルスタックＮＷ−Ｓ１、ＮＷ−Ｓ２において、遅くともインターフェースの１つを離れる際に行われる。
【0038】
ルーティングマネージャＲｏｕｔ１、Ｒｏｕｔ２はそれぞれ、ルーティングテーブルＲＴ１、ＲＴ２を補助に使用する。そのルーティングテーブルに基づいて、どのＩＰインターフェース、標準インターフェースＩＰ−ＩＦ−Ｓ、またはグループインターフェースＩＰ−ＩＦ−Ｃを送信するべきＩＰトラフィックのために使用するべきかを、上述した本発明にかかる構成では標準ＩＰスタックのみではもはや決定することができない。ＩＰルーティングは、ここでは、使用するべき送信インターフェース（標準インターフェース、グループインターフェース）の選択が、目標ＩＰアドレスのみに基づいて標準ＩＰスタックにおいて行われることを意味する。ここで、使用するべきインターフェースは、ルーティングテーブルを用いて決定される。ここで、ＩＰインターフェースのＩＰサブネットが決定的な役割を果たす。ＩＰスタックの観点から見た２つの同等の送信者インターフェースの存在によって（それらが同じＩＰサブネット内にあるため同等である）、送信者インターフェース、ひいては送信者ＩＰアドレスの選択において曖昧さが生じる。
【0039】
この曖昧さは、それぞれのルーティングマネージャＲｏｕｔ１、Ｒｏｕｔ２によって解決される。ルーティングマネージャＲｏｕｔ１、Ｒｏｕｔ２は、ＩＰスタックまたは第１のプロトコルスタックＮＷ−Ｓ１および第２のプロトコルスタックＮＷ−Ｓ２内の小さなソフトウェア拡張であり、それぞれの仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２に割り当てられるグループインターフェースＩＰ−ＩＦ−Ｃを介したグループアプリケーションＶＡからのＩＰパケットが送信され、他の全てのＩＰパケット、すなわち標準ＳＡアプリケーションのＩＰパケットは、標準インターフェースＩＰ−ＩＦ−Ｓ、ひいては第１のネットワーク・インターフェース・コントローラＮＩＣ１または第２のネットワーク・インターフェース・コントローラＮＩＣ２を介して直接送られる。
【0040】
受信されるべきデータパケットに関して、ルーティングマネージャＲｏｕｔ１、Ｒｏｕｔ２は、受信パケットがどの経路で到着したか、すなわちそれらがグループ経路を経ているか、またはグループアプリケーションＶＡを経ているか、すなわち仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２を経て受信されたかに関する情報を形成する。これらの情報は、グループサービス・プログラミング・インターフェースＣ−ＡＰＩ１、Ｃ−ＡＰＩ２に提供され、グループアプリケーションＶＡによって使用することができる。
【0041】
図２によれば、図１に示された制御グループ１は、少し詳細に示されており、図２に示された機能および手段については、部分的に図１の説明によってすでに説明している。プロトコルスタックＮＷ−Ｓ１、ＮＷ−Ｓ２は、すでに述べたグループサービス・プログラミング・インターフェースＣ−ＡＰＩ１、Ｃ−ＡＰＩ２、およびそれぞれ標準サービス・プログラミング・インターフェースＳ−ＡＰＩ１、Ｓ−ＡＰＩ２を有する。グループアプリケーションＶＡは、グループサービス・プログラミング・インターフェースＣ−ＡＰＩ１、Ｃ−ＡＰＩ２を介してアクセスすることができ、標準アプリケーションＳＡは、標準サービス・プログラミング・インターフェースＳ−ＡＰＩ１、Ｓ−ＡＰＩ２を介してアクセスすることができる。
【0042】
仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２は、通常、ネットワーク・インターフェース・コントローラＮＩＣ１、ＮＩＣ２の下位のハードウェアを知らない。現実のネットワーク・インターフェース・コントローラのドライバとは異なり、これらは完全にハードウェア固有ではない。しかしながら、下位ネットワーク・インターフェース・コントローラでは、特定のハードウェア特性が必要である。これは、特に、下位ネットワーク・インターフェース・コントローラハードウェアにおける第２のユニキャストＭＡＣアドレスのサポートを含む。従って、仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２は、高可用性自動化デバイス１１、１２のネットワーク・インターフェース・コントローラＮＩＣ１、ＮＩＣ２の上位に位置する。ここで、各自動化デバイス１１、１２は、現実のネットワーク・インターフェースの全部または一部であってもよい。すなわち、例えばマルチホーム自動化デバイス（複数のネットワーク接続を有する自動化デバイス）において、現実のネットワーク・インターフェースの全部または一部分のみに、付加的なグループ機能を装備することができる。
【0043】
図２では、２つの自動化デバイス１１、１２が制御グループ１内に示されており、このグループは１つのアドレスを介してアクセスすることができる。仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２は、アクティブ状態では、他のグループアプリケーションＶＡからのデータトラフィックを、プロトコルスタックＮＷ−Ｓ１、ＮＷ−Ｓ２を介して自身のグループアプリケーションＶＡに転送する。反対に、プロトコルスタックＮＷ−Ｓ１、ＮＷ−Ｓ２を介して送られる自身のグループアプリケーションＶＡのデータトラフィックは、仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２、および下位ネットワーク・インターフェース・コントローラＮＩＣ１、ＮＩＣ２を介して、他のグループアプリケーションＶＡへ向けてバスシステム２０に転送される。ブロードキャストとマルチキャストとは、適切に処理され、例えば必要に応じて入力側で複製され、対応するアプリケーションが別個のグループＡＰＩを使用する場合に、これらが通常のネットワーク・インターフェース・コントローラＮＩＣ１、ＮＩＣ２を介してプロトコルスタックＮＷ−Ｓ１、ＮＷ−Ｓ２に（ここでは標準インターフェースＩＰ−ＩＦ−Ｓを介して）、およびグループ・データトラフィック・パスを介して（すなわち、仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２を介して）、受信可能である。
【0044】
仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２の「非アクティブ」状態では、データトラフィックは転送されない。グループ・ハードウェア・アドレスＣ−ＭＡＣまたはグループＩＰアドレスＣＩＰで受信されたデータパケットは、さらなる反応（ブロードキャスト、マルチキャスト等）なしに廃棄される。グループアプリケーションＶＡによって送信されたデータパケットも同様に置換なしで廃棄される。この場合、適切なエラーコードをグループアプリケーションに返却することができる。これは、「並列」グループアプリケーションＶＡが制御グループ１（マスタ）内のアクティブ自動化デバイス１１、１２上でリードの役割を有することをグループアプリケーションに通知することができる。
【0045】
仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２の別のタスクは、送信されるべきフレームに送信元アドレスとしてグループ・ハードウェア・アドレスＣ−ＭＡＣを課すことであり、一方、送信された標準通信のフレームは、送信元アドレスとして標準ハードウェア・アドレスＳ−ＭＡＣを有する通常のネットワーク・インターフェース・コントローラＮＩＣ１、ＮＩＣ２を介して、送信される。
【0046】
グループサービス・プログラミング・インターフェースＣ−ＡＰＩ１、Ｃ−ＡＰＩ２は、アプリケーションに対するグループ拡張のためのインターフェースを形成する。このインターフェースは、データプレーン／データパスと制御プレーン（特に管理パス）の両方を含む。このグループサービス・プログラミング・インターフェースＣ−ＡＰＩ１、Ｃ−ＡＰＩ２は、純粋なＡＰＩ機能だけでなく、ルーティングマネージャＲｏｕｔ１、Ｒｏｕｔ２の機能特性も持つ。
【0047】
グループサービス・プログラミング・インターフェースＣ−ＡＰＩ１、Ｃ−ＡＰＩ２のデータプレーン部分は、ネットワーク対応のグループサービスＶＤを提供するために、グループアプリケーションＶＡによって使用される。ここで、グループサービス・プログラミング・インターフェースＣ−ＡＰＩ１、Ｃ−ＡＰＩ２は、ルーティングマネージャＲｏｕｔ１、Ｒｏｕｔ２と密接に協働する。
【0048】
グループアプリケーションＶＡによるグループサービス・プログラミング・インターフェースＣ−ＡＰＩ１、Ｃ−ＡＰＩ２の使用を通して、ルーティングマネージャＲｏｕｔ１、Ｒｏｕｔ２には、これらのアプリケーションによって生成された全てのデータトラフィックが、仮想グループ・ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２を介して、ひいてはグループＩＰアドレスを介して処理されるべきグループデータトラフィックであることが通知される。グループサービス・プログラミング・インターフェースＣ−ＡＰＩ１、ＣＡＰＩ２を使用せず、代わりにプロトコルスタックＮＷ−Ｓ１、ＮＷ−Ｓ２の標準サービス・プログラミング・インターフェースＳ−ＡＰＩ１、Ｓ−ＡＰＩ２を使用するアプリケーションは通常通り、（標準）ネットワーク・インターフェース・コントローラＮＩＣ１、ＮＩＣ２を介して、ひいてはそれに割り当てられる第１のＩＰアドレスを介して送信される。
【0049】
受信方向では、グループサービス・プログラミング・インターフェースＣ−ＡＰＩ１、Ｃ−ＡＰＩ２は、グループアプリケーションＶＡに、プロトコルスタックＮＷ−Ｓ１、ＮＷ−Ｓ２が、データパケットをグループ・ハードウェア・アドレスＣ−ＭＡＣ１またはグループＩＰを介して受信したことを知らせる。すなわち、標準アプリケーションＳＡではなく、グループサービスＶＤまたはグループアプリケーションＶＡがアクセスされたということである。この区別は、グループアプリケーションＶＡと標準アプリケーションＳＡとが、例えばポート８０で並列であるが、タスクが異なるグループサービスとしてのＷｅｂサーバーまたは標準サービスとしてのＷｅｂサーバーのように、同じＵＴＰまたはＴＣＰポートを占有する場合に特に重要である。その後、どのサービスが同じデバイスにアクセスするかは、ＩＰアドレスが決定する。グループサービス・プログラミング・インターフェースＣ−ＡＰＩ１、Ｃ−ＡＰＩ２のコントロールプレーン部分は、冗長マネージャＲＭ１、ＲＭ２によって使用される。さらに、コントロールプレーン部分は、第１イネーブルラインＥＮ１または第２イネーブルラインＥＮ２を介して各仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２の状態（アクティブ／非アクティブ）を制御し、各冗長マネージャＲＭ１、ＲＭ２は、各プロトコルスタックＮＷ−Ｓ１、ＮＷ−Ｓ２を介して、第１のまたは第２の仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２にアクティブ／非アクティブの状態を割り当てる。
【0050】
冗長マネージャＲＭ１、ＲＭ２は、第１の論理接続ＬＫ１を介して接続され、グループアプリケーションＶＡは、第２の論理接続ＬＫ２を介して接続され、仮想ネットワーク・インターフェース・コントローラｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２は、第３の論理接続ＬＫ３を介して接続される。すでに述べたように、第１の論理接続ＬＫ１に加えて、２つの冗長マネージャＲＭ１、ＲＭ２の間に専用の同期線ＤＳＬを設けることもできる。
【0051】
論理接続ＬＫ１、ＬＫ２、ＬＫ３についてさらに説明する。
【0052】
第２の論理接続ＬＫ２：グループアプリケーションＶＡの状態が同期されている。同期されていなければ、グループアプリケーションＶＡは切り替え後に衝突なく動作することができないため、そうである必要がある。
【0053】
各論理グループサービスＶＤは、グループアプリケーションＶＡ内の２つの自動化デバイス上に提供される。これらは、外部（ブラックボックスビュー）に対しては、単一のグループサービスのように見えるように同期される必要がある内部状態を有する。従って、フェールオーバＦＯは影響を及ぼさず、すなわち状態のジャンプまたは損失はない。
【0054】
第１の論理接続ＬＫ１：これは、冗長マネージャＲＭ１、ＲＭ２の間の調整およびデータ交換の意味である。冗長マネージャＲＭ１、ＲＭ２は、通常、グループアプリケーションＶＡの状態の同期も実行する。
【0055】
第３の論理接続ＬＫ３：２つの仮想グループ・コントローラｓｗＮＩＣ１、ｓｗＮＩＣ２の一方のみがアクティブであることを表わす。これも、冗長マネージャＲＭ１、ＲＭ２によって構成される。
【0056】
専用同期線ＤＳＬは、冗長マネージャＲＭ１、ＲＭ２の調整およびデータ交換のための物理的媒体である。従って、専用同期線ＤＳＬは、最終的にそれを介して実現される論理接続の基礎である。他の形態は、専用ＤＳＬがなく、冗長マネージャＲＭ１、ＲＭ２の間のこの通信チャネルがバスシステム２０上に存在する場合の形態であるが、バスからの負荷の欠点がある。
【0057】
第１の自動化デバイス１１から第２の自動化デバイス１２への切り替えは、フェールオーバプロセスＦＯによって行われ、バスシステム２０を介して制御グループ１に接続されたクライアントＨＭＩは、制御グループ１をブラックボックスとみなし、常時同じアドレスでアクセスすることができる。
【0058】
図３は、バスシステム２０の直列（ライン）構造を示す。バスシステム２０は、この場合、第１のバスセグメント２１、第２のバスセグメント２２、および第３のバスセグメント２３が存在する、直列構造としての下位フィールドバスを含む。ここで、自動化デバイス１１、１２の対応するネットワーク接続は、単一のポートとして実施されず、ネットワーク接続は、統合されたレイヤ２スイッチを有し、これは通常、第１のポートＰ１および第２のポートＰ２を有する。冗長自動化デバイス上の既述の冗長通信機器に関して、ここでは、マスタからのフェールオーバＦＯによってバックアップになった制御グループ１の一部に接続されたクライアントＨＭＩが、直列で後置されているマスタと通信できなくなるという問題が生じる。これは、第１のスイッチＳ１が、分割ＭＡＣアドレス０８−００−０６−ＦＦ−０１−０１に対してローカルコンシューマ（図の左側のデバイス）が存在することを検知／学習したことによって引き起こされる。イーサネットブロードキャストドメイン内のＭＡＣアドレスは、通常、一意であるため、このアドレスへのレイヤ２フレームは、他の第２のポートＰ２に転送されず、ひいては現在のマスタ（図の右側のデバイス）に到達することができない。この状態は、第１のスイッチＳ１内の学習エントリ（レイヤ２転送データベースＦＤＢ）がタイムアウトするまで、典型的には数分の間持続する。
【0059】
これらの状況を防止するために、スイッチＳＦＤＢは、本発明にかかる制御グループ１において、ローカルコンシューマと、グループの他の部分の機器が位置する他のスイッチポートＳ２（Ｐ１、Ｐ２）との両方に対してグループ・ハードウェア・アドレスとしてシステムで使用されるＭＡＣアドレスが転送されるように影響される。
【0060】
図４では、再度総括して原理が示されている。制御グループ１は、システムオペレータ、ユーザまたはクライアントＨＭＩまたはＨＭＩ’をブラックボックスとして表す。このブラックボックスには、第１のＩＰアドレス１を有する第１の自動化デバイス１１と、第２のＩＰアドレス２を有する第２の自動化デバイス１２とが存在する。クライアントＨＭＩ、ＨＭＩ’は、グループサービスＶＤおよび第３のＩＰアドレスを介してブラックボックスと通信することができる。これらは、２つの自動化デバイス１１、１２がブラックボックス内で動作していることを知らず、常時第３のＩＰアドレス３を介してアクセス可能であることのみを知っている。
【0061】
エンジニアリングシステムＴＩＡ−Ｐは、標準サービスＳＤを介して第１の自動化デバイス１１および第２の自動化デバイス１２にアクセスすることができる。第１の自動化デバイス１１は、第１の標準サービスＳＤ１によって明らかにアクセス可能であり、第２の自動化デバイス１２は、第２の標準サービスＳＤ２によって明らかにアクセス可能である。クライアントＨＭＩ、ＨＭＩ’は、グループサービスＶＤを介して制御グループ１全体にアクセスすることができる。クライアントＨＭＩ、ＨＭＩ’は、常時、１つのデバイスのみを見ており、フェールオーバＦＯの場合には、今度は別のコントローラが権限を有していることに気付かない。