(57)【要約】【課題】  分散制御のために監視制御及びデータ収集（ＳＣＡＤＡ）システムを自己設定する方法及び装置を提供すること。【解決手段】  工業機器ネットワークにおいて、各機器に、制御及び識別情報を提供するコントローラであって、該コントローラに関連付けられた機器にネットワークに接続された他の機器との相互接続及び相互作用を提供するようプログラムされる専用コントローラが設けられる。それにより、ＳＣＡＤＡシステムは、コントローラからのブロードキャスト又はコントローラへのポーリングにより、全機器ネットワークの図を表示するよう自己設定し、それらの変化及びネットワーク上の機器の状態について周期的に図を更新することが可能となる。【選択図】  図６
2005033787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の装置を相互接続する工業機器ネットワークにおいて、関連付けられたＳＣＡＤＡシステムを自己設定させる装置であって、
前記複数の装置のそれぞれに専用のコントローラであって、前記機器ネットワーク内の他の装置、及び他のシステムと相互作用するための制御及びデータ機能を各装置に提供し、前記コントローラに関連付けられた装置と前記複数の装置のうちの他の装置との相互接続を提供するよう各コントローラをプログラムするための複数のコントローラと、
コンピュータ・ネットワークと、
前記コンピュータ・ネットワークと前記複数のコントローラとの間に接続される手段であって、前記複数のコントローラの一つと前記コンピュータ・ネットワークとの間で所与の時刻にデータ及び／又は制御信号を転送する手段と、
前記ＳＣＡＤＡシステムが前記工業機器ネットワーク内の装置について自己設定し、前記工業機器ネットワーク内の前記工業機器及び関連する装置又は機器の構成の変化について更新されることを可能とする自動検出手段であって、前記コンピュータ・ネットワークを介した通信により新しい又は変更された装置を検出する手段を含む自動検出手段と、
を備える装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置であって、前記複数のコントローラのそれぞれが、プログラム可能な論理コントローラ（ＰＬＣ）により提供される装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置であって、前記転送手段が、ルータ及びスイッチからなるグループから選択される装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置であって、前記コンピュータ・ネットワークがローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）からなる装置。
【請求項５】
請求項１記載の装置であって、前記自動検出手段が、
構成が変更された、又は前記工業機器ネットワークにとって新しい所与の装置のコントローラを、前記コンピュータ・ネットワークを介して自動検出プロトコルをブロードキャストするよう動作させるブロードキャスト手段と、
前記ＳＣＡＤＡシステムに含まれるサーバ手段であって、前記所与の装置からの自動検出プロトコルに応答して、前記ＳＣＡＤＡシステムが前記所与の装置について前記工業機器ネットワーク内の自らの設定を更新することが可能なだけのデータにアクセスするために、前記所与の装置のコントローラに問い合わせるサーバ手段と、
を備える装置。
【請求項６】
請求項１記載の装置であって、前記自動検出手段が、
前記ＳＣＡＤＡシステムに含まれ且つ前記コンピュータ・ネットワークに接続されるサーバ手段であって、第１の動作モードにおいて、前記工業機器ネットワーク内の前記複数の装置全てのコントローラのそれぞれに対し、前記複数の装置のうち新しい装置の構成及び識別の変化について周期的にポーリングし、第２の動作モードにおいて、前記ＳＣＡＤＡシステムがその設定情報を更新できるよう、前記複数の装置のうちの応答する一つに対し新しいデータを個別に問い合わせるサーバ手段
を含む装置。
【請求項７】
相互に及びデータ・ネットワークに接続され得る複数の工業機器及び／又は装置の相互接続及び相互作用、並びにそれらの変化を、監視制御及びデータ収集システム（ＳＣＡＤＡ）が自動的に図示できるようにする方法であって、
前記複数の工業機器及び／又は装置が相互に及びＳＣＡＤＡシステムと選択的に通信可能であるネットワークを確立するステップと、
前記複数の工業機器及び／又は装置のうちの様々な工業機器及び／又は装置を、共通コントローラ、独立した専用コントローラ、複数のコントローラ又はそれらの組合せにそれぞれ接続するステップと、
個々のコントローラを、関連付けられた工業機器及び装置を制御及び識別し、該工業機器及び装置と前記複数の工業機器及び／又は装置のうちの他の工業機器及び／又は装置との相互接続及び相互作用を表すデータを、前記他の工業機器及び／又は装置、並びに前記ＳＣＡＤＡシステムに前記データ・ネットワークを介して送信するようプログラムするステップと、
を備える方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法であって、更に、
前記複数の工業機器及び／又は装置が前記ネットワークに接続される際に、前記複数の工業機器及び／又は装置の要求に応じて、前記複数の工業機器及び／又は装置のそれぞれに一意のＩＰアドレスを割当てるステップと、
各機器又は装置が前記ネットワークに追加された際、又はその後に該機器又は装置と前記複数の機器及び／又は装置のうちの他の機器及び／又は装置との相互接続及び相互用に変更がなされた際に、関連付けられたＩＰアドレスを含む自動検出プロトコルを、各機器又は装置から前記データ・ネットワークにブロードキャストするステップと、
前記ＳＣＡＤＡシステムのサーバを介して、自動検出要求の受信に対し肯定応答するステップと、
前記ＳＣＡＤＡシステムが監視を設定できるよう、前記関連付けられた機器又は装置の記述を前記サーバに転送するステップと、
前記機器又は装置にポーリングし又は前記機器又は装置からのブロードキャストを受信することにより自動的に監視するよう、前記ＳＣＡＤＡシステムを動作させるステップと、
前記ＳＣＡＤＡシステムが自動的に更新し、関連付けられた機器又は装置を、個々の機器又は装置、及び該機器又は装置と前記複数の機器及び／又は装置のうちの他のものとの相互接続を識別し表示する図に含むよう、前記ＳＣＡＤＡシステムをプログラムするステップと、
を備える方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法であって、拡張マークアップ言語（ＸＭＬ）が、前記複数の工業機器又は装置のそれぞれに対する情報を記述し提供するために利用される方法。
【請求項１０】
請求項７記載の方法であって、更に、
前記複数の工業機器及び／又は装置が前記ネットワークに接続された際に、前記工業機器及び／装置の要求に応じて、前記工業機器及び／装置のそれぞれに一意のＩＰアドレスを割当てるステップと、
前記複数の工業機器及び／又は装置に周期的にポーリングするよう前記ＳＣＡＤＡシステムのサーバをプログラムするステップと、
前記サーバからの検出要求に対し、ポーリングされる装置又は工業機器の記述を提供することにより応答するよう、ポーリングされる各装置又は工業機器のコントローラを動作させるステップと、
前記記述を利用して前記関連付けられた装置又は工業機器の監視を設定するよう前記サーバを動作させるステップであって、その後に装置又は機器の監視が始まるステップと、
を備える方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法であって、拡張マークアップ言語（ＸＭＬ）が、ポーリングされる装置又は工業機器のそれぞれを記述するために、関連付けられたコントローラにより利用される方法。
【請求項１２】
請求項７記載の方法であって、更に、
前記関連付けられた装置又は工業機器に、前記複数の工業機器及び／又は装置から選択された他の機器又は装置と相互接続及び相互作用させるよう、個々の専用コントローラを設定するステップと、
前記ネットワーク内の自身と関連付けられた装置又は機器と接続するよう、各コントローラを動作させるステップと、
前記他の装置及び／又は機器のそれぞれによる自動検出を提供するよう、個々のコントローラ及び前記ＳＣＡＤＡシステムのサーバを動作させるステップと、
前記サーバからの要求に応答して、前記関連付けられた装置及び／又は機器の記述と、該装置及び／又は機器の他の装置及び／又は機器との相互作用とを提供するよう個々のコントローラを動作させるステップと、
前記複数の装置及び／又は機器の前記記述及び相互作用に応じて、前記ＳＣＡＤＡシステムのデータベース及びユーザ・インターフェースを最初に確立しその後に更新するよう前記サーバを動作させるステップと、
前記関連付けられた装置の監視を開始するよう前記サーバを動作させるステップと、
を備える方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法であって、拡張マークアップ言語（ＸＭＬ）が、個々の装置及び／又は機器、及びそれらのそれぞれの相互作用を記述するために利用される方法。
【請求項１４】
請求項１２記載の方法であって、自動検出を提供するよう個々のコントローラ及び前記ＳＣＡＤＡシステムのサーバを動作させるステップが、更に、
前記サーバが応答待ちの装置又は機器のコントローラに応答する時間を測定するステップと、
予め決められた時間期間に応答がない場合に、ネットワーク障害を通知し、前記関連付けられた装置又は機器に対するＳＣＡＤＡシステムの更なる処理を中断するステップと、
を備える方法。
【請求項１５】
請求項７記載の方法であって、更に、
個々のコントローラに関連付けられた装置又は機器に、前記複数の工業機器及び／又は装置から選択された他の機器及び／又は装置と相互接続及び相互作用させるよう、個々の専用コントローラを設定するステップと、
前記ネットワーク内の自身と関連付けられた装置又は機器と接続するよう、個々のコントローラを動作させるステップと、
前記複数の装置及び／又は機器から選択された他の各装置及び／又は機器のコントローラからの応答を要求するよう、個々のコントローラを動作させるステップと、
応答を待機するよう個々のコントローラを動作させるステップと、
他のコントローラからの応答に応じて、前記他のコントローラに対し、該他のコントローラに関連付けられた装置又は機器のデータベースを要求元コントローラの装置又は機器に関連付けられた識別及び相互接続データについて更新するためのデータを提供するよう、要求元コントローラを動作させるステップと、
を備える方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の方法であって、応答を待機するよう個々のコントローラを動作させる前記ステップが、更に、
応答を要求してから応答を受信するまでの時間を測定するステップと、
予め決められた時間期間に応答を受信しない場合に、ネットワーク障害を通知し、更なる処理を中断するステップと、
を備える方法。
【請求項１７】
請求項１２記載の方法であって、更に、
前記複数の装置及び／又は機器のうちの他の装置及び／又は機器から選択された各装置及び／又は機器のコントローラからの応答を要求するよう、個々のコントローラを動作させるステップと、
応答を待機するよう個々のコントローラを動作させるステップと、
他のコントローラからの応答に応じて、前記他のコントローラに対し、該他のコントローラに関連付けられた装置又は機器のデータベースを要求元コントローラの装置又は機器に関連付けられた識別及び相互接続のデータについて更新するためのデータを提供するよう、要求元のコントローラを動作させるステップと、
を備える方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の方法であって、前記複数の装置及び／又は機器のそれぞれのコントローラにコンタクトを要求するよう個々のコントローラを動作させる前記ステップが、更に、
応答を要求してから応答を受信するまでの時間を測定するステップと、
予め決められた時間期間に応答を受信しない場合に、ネットワーク障害を通知し、更なる処理を中断するステップと、
を備える方法。
【請求項１９】
請求項１２記載の方法であって、前記他の装置及び／又は機器による自動検出を提供するよう個々のコントローラ及び前記ＳＣＡＤＡシステムのサーバを動作させる前記ステップが、更に、
前記複数の工業機器及び／又は装置が前記ネットワークに接続された際に、前記複数の工業機器及び／又は装置の要求に応じて、前記複数の工業機器及び／又は装置のそれぞれに一意のＩＰアドレスを割当てるステップと、
各機器又は装置が前記ネットワークに追加された際、又はその後に前記複数の機器及び／又は装置のうちの他の機器又は装置との相互接続及び相互作用に変更がなされた際に、前記関連付けられたＩＰアドレスを含む自動検出プロトコルを各機器又は装置からデータ・ネットワークへブロードキャストするステップと、
前記ＳＣＡＤＡシステムのサーバを介して、自動検出要求の受信に対し肯定応答するステップと、
前記ＳＣＡＤＡシステムが監視を設定できるよう、前記サーバを介して、前記関連付けられた機器又は装置の記述を要求するステップと、
前記機器又は装置を自動的に監視するよう前記ＳＣＡＤＡシステムを動作させるステップと、
前記ＳＣＡＤＡシステムが自動的に更新し、前記関連付けられた機器又は装置を、個々の機器又は装置、及び該機器又は装置の前記複数と機器及び／又は装置のうちの他の機器及び／又は装置との相互作用を識別し表示する図に含むよう、前記ＳＣＡＤＡシステムをプログラムするステップと、
を備える方法。
【請求項２０】
請求項１２記載の方法であって、前記他の装置及び／又は機器のそれぞれによる自動検出を提供するよう個々のコントローラ及び前記ＳＣＡＤＡシステム内のサーバを動作させる前記ステップが、更に、
前記複数の工業機器及び／又は装置が前記ネットワークに接続された際に、前記複数の工業機器及び／又は装置の要求に応じて、前記複数の工業機器及び／又は装置のそれぞれに一意のＩＰアドレスを割当てるステップと、
前記複数の工業機器及び／又は装置に対し検出要求ポーリングを周期的にブロードキャストするよう前記ＳＣＡＤＡシステムのサーバをプログラムするステップと、
個々のポーリングされる装置又は機器の記述を提供することにより、前記サーバからの検出要求に応答するよう、個々のポーリングされる装置又は工業機器のコントローラを動作させるステップと、
前記記述を利用して前記関連付けられた装置又は工業機器の監視を設定するよう前記サーバを動作させるステップであって、その後に装置又は機器の監視が開始されるステップと、
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２００３年６月２３日に出願され「機械要素相互間の及びリモート・サイトとのデータ通信を行う機械要素のための選択的に分離される機器エリア・ネットワークを提供する方法及び装置」と題された、本出願と同一の譲受人を有する係属中の米国特許出願第１０／６０１、６８９号に関連する。関連出願の教示内容は、本明細書と矛盾しない限りにおいて、参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本発明は、一般に、工業機器と、該工業機器のローカル又はリモートに位置する制御監視装置との間のデータ及び制御信号の双方向の通信に関し、より詳細には、工業機器に関連付けられたデータに変化があった際の制御監視機器へのデータの転送及び操作の自動化に関する。
【背景技術】
【０００３】
現世代の工業機器は、たいていの場合、監視及び制御の機能に関連するデータを提供するために、ネットワークに接続される。典型的な利用において、ＳＣＡＤＡ（監視制御及びデータ収集）ソフトウェアを実行するコンピュータは、データ・ネットワークを介して独立した又は相互に接続された工業機器と通信する。かなり多くの場合において、ＳＣＡＤＡソフトウェアは、多くの異なる工業機器を監視する。このシステムを組立てるため、ＳＣＡＤＡソフトウェアには、各機器のネットワーク・アドレスと、機器の特定の情報と機器内のデータ・レジスタとのマッピングとがプログラムされる。各機器にポーリングし所望のレジスタの内容を要求することにより、ＳＣＡＤＡソフトウェアは全システムの状態を表示することができる。
【０００４】
分散制御システムは、制御機能を、制御される装置のより近くに位置する、より小さな分散された要素に分割する。これは、たいていの場合、制御作業を簡易化し、また、一つのコントローラの故障がシステム全体を動作不能にしないため、故障許容性を提供する。しかし、残念なことに、制御システムを分散しても、中央監視システムが必要とされることが多い。現在のＳＣＡＤＡシステムでは、典型的に、システムの全要素の機能及びそれら要素の相互接続をマニュアルでプログラムしなければならない。その結果、単に新しいコントローラをプラグ・インするだけで分散制御システムに新しい要素を追加することが可能であるにも関わらず、その変更を反映するようＳＣＡＤＡシステムが更新されなければならない。また、ローカルの工業機器ネットワーク内の機器の相互接続構成に何らかの変化があった場合、ＳＣＡＤＡは、典型的に、機器の新しい構成を表示するようマニュアルでプログラムされ直されなければならない。
【発明の開示】
【０００５】
【課題を解決する手段】
【０００６】
工業機器を監視し制御するための監視制御及びデータ収集システムにおいて、ＳＣＡＤＡシステムを自己設定する手段が提供される。該自己設定手段は、関連付けられた機械の境界内の各装置又は要素が、新しく追加された際に自らの存在をブロードキャストして、それぞれの機能、及びネットワーク内の他の要素との相互作用又は相互接続の記述を提供し、その後のあらゆる変更をＳＣＡＤＡシステムにブロードキャストし又はＳＣＡＤＡシステムにより要素における変更を個別にポーリングされることを可能とする手段を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の様々な実施の形態は、同様の要素が同一の参照符号により示される図面を参照して以下に説明される。
本発明の目的は、分散されたコントローラがＳＣＡＤＡシステムにその存在を警報し、自身の機能及びシステム内の他の要素との相互作用又は相互接続の記述を提供する仕組みを提供することである。それにより、ＳＣＡＤＡシステムはこの記述情報を自動的に利用して、システムのシステム・レベルの表示を動的に作成し、又は、検出された変化に応じてリアルタイムに表示を更新することが可能である。
【０００８】
本発明を説明するため、例えばＢＯＣエドワーズ社の化学物質管理部が作成したもののような化学物質供給システムの例を利用する。化学物質の供給は、典型的に、多数の化学物質ディスペンサ・ユニット又はモジュール（ＣＤＭ）と、バルブ・ボックスと、該化学物質を使用するツールとからなる。各ツールは多数の化学物質を使い得るため、結果として、各化学物質に対応する多数のバルブ・ボックスと接続され得る。各バルブ・ボックスは、また、典型的に、他のバルブ・ボックス及び／又はＣＤＭに接続される。設備内の複数の化学物質の供給に対する全ての制御機能を提供するため、典型的に、監視コントローラが利用される。分散制御システムにおいては、プログラム可能な論理コントローラにより提供される機能は、代りに、例えば、個々のツール、バルブ・ボックス及びＣＤＭ、又は監視及び制御されるシステム内の他の機器に置かれる。各装置は、他の接続された装置との相互作用又は相互接続を処理するようプログラムされ、監視コントローラ又は中央コントローラが除去される。
【０００９】
工業機器ネットワークに追加された装置又は機器の初期設定には、装置の名前及び物理的位置、並びにシステム内の他の装置との相互接続をローカル・コントローラに入力することが必要である。例えば、システムに新たなツールを追加する際、該ツールが命名され、化学物質を供給する各バルブ・ボックスに対する接続がツールの化学物質コントローラの内部データベースに入力される。ＩＰ（インターネット・プロトコル）アドレスはマニュアルで入力されても、又は動的ホスト制御プロトコル（ＤＨＣＰ）サーバから取得されてもよい。ツールの化学物質コントローラがオンラインになると、コントローラは、ＳＣＡＤＡシステムに対し、該コントローラがＳＣＡＤＡデータベースに入力される必要があるというメッセージを送信する。ＳＣＡＤＡシステムは、その後、データ・ネットワークを介してツール又は機器のコントローラに、所望の情報を得るための適切な要求を行うことができる。同様の方法で、ツールのコントローラも、また、コントローラが直接に相互作用する他の全ての装置のコントローラにコンタクトし、新しい接続を通知する。それにより、相互作用する装置は、新しいツールの追加を反映するよう自らのデータベースを更新することが可能である。ツールの化学物質システムのコントローラがツールの動作制御にも利用されてもよく、又は別の動作コントローラが利用されてもよいことに注意すべきである。
【００１０】
システムの完全性を保つため、各装置は、該装置が相互作用するネットワーク内の他の全ての装置と定期的に通信する。コントローラが接続された装置とコンタクトできなくなった場合、ユーザはＳＣＡＤＡを介して、又は該装置からの直接のメッセージ（例えば、電子メール・メッセージ）により通知され得る。
【００１１】
ＳＣＡＤＡシステムは、全てのコントローラからの情報を統合することにより、システム・レベルの図を自動的に作成するようプログラムされる。各コントローラは物理的位置と論理的及び物理的な相互接続とを報告するため、ＳＣＡＤＡソフトウェアは、ネットワーク上の装置の物理構成図だけではなく、配管及び電気的接続の図を作成することができる。コントローラを持たないシステムの要素があり得、これらはシステム図に自動的に表示されないことに注意すべきである。
【００１２】
上記の通り、本発明は、例えば工業機器又はツールに関連付けられたコントローラのような装置が、ＳＣＡＤＡシステムに自らの存在を警告する仕組みを提供する。ネットワーク上の新しいツール又は機器をＳＣＡＤＡシステムに通知するために、装置によるブロードキャスト又はサーバによるポーリングが用いられ得る。ブロードキャスト又はポーリングを行う際、各装置の装置コントローラは、該コントローラのそれぞれのツール又は装置の機能、及び他のツール又は装置との相互作用を記述する。ＳＣＡＤＡシステムは、この情報を用いて、装置及び関連付けられた機器、並びにそれらの相互接続の空間表示を動的に作成する。機器が追加又は削除された場合、ＳＣＡＤＡシステムは自動的にその記録及び表示を更新する。即ち、ＳＣＡＤＡシステムは本質的に「自己設定」する。
【００１３】
図１は、従来技術において、半導体処理システムの様々な工業機器がいかにイーサネット（登録商標）・ネットワーク（データ通信のためのローカル・エリア・ネットワーク）に接続され得るかという例を示す。ＳＣＡＤＡシステム４は、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）２に接続される。ファブセンス６、ポンプ８、ロード・ロック１０及びＰＬＣ（プログラム可能な論理コントローラ）１２を含む様々な工業機器は、前述の工業機器それぞれについてＳＣＡＤＡシステム４に情報を送信するよう接続される。オプションとして、シン・クライアント・ウェブ・ブラウザＨＭＩ（ヒューマン・マシン・インターフェース）１６もまた、ＳＣＡＤＡシステム４の情報又は他の機器又は装置の情報を表示し、機器及び関連する装置を設定するために、機器の近くに置かれ得る。シン・クライアント・ウェブ・ブラウザＨＭＩ１６の代わりに、ウェブ・ブラウザを備える汎用ＰＣが用いられ得ることに注意すべきである。従来技術では、典型的に、各機器は専用コントローラを備え得るが、該コントローラは、当該機器を制御し、また、おそらく、該機器を他の装置又は機器に対して識別するためだけのものであった。
【００１４】
図２は、半導体処理機器がどのように配管され且つネットワークに接続されるかの例を示す。図２に示すように、処理ツール１６は、ポンプ１８及び化学物質ディスペンサ・モジュール２０に接続される。化学物質供給モジュール２０は、処理ツール１６及びバルブ・マニフォールド・ボックス２２に接続される。バルブ・マニフォールド・ボックス２２は、化学物質供給モジュール２０及びフィルター・ステーション２４に接続される。これらの各機械要素は、ルータ又はスイッチ２６に対し、各要素の機能及び他の要素との相互作用を表す信号を送信する。ルータ又はスイッチ２６は必須ではないが、典型的に、ネットワークの部分を区切るために利用されることに注意すべきである。ルータ／スイッチ２６は、次いで、ＳＣＡＤＡシステム４に信号を送信し、ＳＣＡＤＡシステム４は、時刻Ｔ１において相互接続されている通りに前述の機械要素の表示２８を作成する。表示２８は、配管・計装図面（Ｐ＆ＩＤ）又は電気配線図又は他の図面であり得る。従来技術と違い、本発明の一つの実施の形態においては、各装置又は機器が一つ又は複数のスマート・コントローラを含み、該コントローラは、関連付けられた機器を動作させ、該機器をネットワーク２を介して外部の世界に示すだけではなく、先に述べた通り、該機器と工業機器ネットワーク内の他の装置又は機器との相互接続を提供するようプログラムされる。
【００１５】
半導体プロセスには、しばしば新たな機械要素が追加される。本発明の一つの実施の形態において、図３は、機器又は工場ネットワークに新しい機械要素が追加された後に、自己設定型のＳＣＡＤＡシステムがどのように表示２８を更新するかを示す。機器又は工場ネットワークは、化学物質ディスペンサ・モジュール２０に直列に配管された第２のバルブ・マニフォールド・ボックス３０及び第２のフィルター・ステーション３２を含む。第２のバルブ・マニフォールド・ボックス３０及び第２のフィルター・ステーション３２は、また、それらの情報をＳＣＡＤＡシステム４に転送するルータ／スイッチ２６に電気的に接続される。時刻Ｔ２において、ＳＣＡＤＡシステム４は、記録及び表示２８を更新し、それぞれに新しい要素を追加する。他の機器又は工場ネットワーク（図示せず）も、また、ＬＡＮ２に接続され互いに通信し得ることに注意すべきである。
【００１６】
装置によるブロードキャストにより、機械要素がＳＣＡＤＡシステム４により「自動検出」されることが可能となる。図４は、この処理を説明するフローチャートである。同様に、サーバによるポーリングも、ＳＣＡＤＡシステム４による要素の自動検出のために利用され得る。図５は、サーバによるポーリングを用いた自動検出を示すフローチャートである。
【００１７】
図４のフローチャートにおいて、装置によるブロードキャストを用いる、ネットワークに設置された装置の自動検出は、ステップ３４で開始する。ステップ３４において、（構成にとって新しい又は修正された）装置又は機械要素は、例えば図２及び図３に示すようなＬＡＮ２、又はＷＡＮ（ワイド・エリア・ネットワーク）のようなネットワークに接続される。そのように接続された後、ステップ３５において、装置は、例えば、動的ホスト制御プロトコル（ＤＨＣＰ）サーバを用いてインターネット・プロトコル（ＩＰ）アドレスを要求し、又は予め決定されたＩＰアドレスを使用するが、これらの方法に限定されるものではない。次いで、装置は、ステップ３６において、自動検出プロトコルをブロードキャストする。次いで、例えばＳＣＡＤＡ４に関連付けられたもののようなサーバは、ステップ３７に示されるように、自動検出要求を検出し肯定応答をする。関連付けられたサーバは、ステップ３８において、装置の拡張マークアップ言語（ＸＭＬ）又は他の形式による記述を要求し、ステップ３９において、当該記述を用いて必要な監視を設定する。その後、ステップ４０において装置の監視が始まる。この例において、ＳＣＡＤＡ４は、ネットワークに接続された前述の新しい又は修正された装置について更新される。
【００１８】
図５のフローチャートについて先に述べた通り、関連する装置の自動検出のための装置によるブロードキャストの代わりに、サーバによるポーリングが用いられ得る。より詳細には、図５において、サーバによるポーリングは、ステップ４２において、まず新しい又は修正された装置をネットワークに接続することにより開始される。次に、ステップ４３において、装置は、例えばＤＨＣＰサーバを利用してＩＰアドレスを要求し、又は予め決められたＩＰアドレスを用いる。ステップ４２及び４３は、実質的に、装置によるブロードキャストを用いるステップ３４及び３５と同じであることに注意すべきである。次に、例えばＳＣＡＤＡ４のようなシステムに関連付けられたサーバは、ネットワークに接続された装置又は機械要素について更新されることを保証するために、例えばｎ秒ごとに周期的にポーリングすることにより、これらの装置に検出要求をブロードキャストする（ただし、ｎ＝１、２、３、４、・・・）。そのようにポーリングされた装置又は機械要素は、ステップ４５において、サーバの検出要求に応答する。その後、この例では、ステップ４６において、関連付けられたサーバが、新しい又は修正された装置のＸＭＬ又は他の記述を要求する。ステップ４７において、サーバは受信したＸＭＬの記述を用いて監視動作を設定し、ステップ４８において、ポーリングされた装置又は機械要素の監視を開始する。図示される通り、関連付けられたサーバは、ネットワークに接続された全ての装置に対しｎ秒ごとにブロードキャスト・メッセージを送信する。各装置は、図示されるようにポーリングに応答し、サーバが既知の装置のリストを更新することを可能にする。更に、新しい装置全てに対しＸＭＬ記述による応答を求める要求が直接ポーリングされ、その後、ＳＣＡＤＡシステム４は、新しい装置又は機器を監視リストに追加し、他の装置又は機器との相互接続及び／又は相互作用について修正された既にリストにある装置又は機器に対する設定を変更する。
【００１９】
図６は、自動検出を備える自己設定型ＳＣＡＤＡシステム４の全体を示すフローチャートである。図示される通り、装置はＳＣＡＤＡシステム４のみに情報を提示してもよく、又は、制御のために必要であれば、ネットワーク上の他の要素に提示してもよい。
【００２０】
自己設定型ＳＣＡＤＡシステム４に対する図６のフローチャートにおいて、コントローラは、開始ステップ５２で、例えば関連付けられた装置のクラスを表す一般的なソフトウェアをロードされ得る。次に、ステップ５３において、この例においてはパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）が、ネットワークに接続された他の装置との相互接続について装置即ちコントローラを設定するために利用される。装置は、次に、ステップ５４において、工場又は工業機器ネットワークに接続される。（ステップ６１からステップ６４までの）オプションの作業が不要である場合、関連付けられた装置が自動検出プロトコルをブロードキャストするステップ５５が遂行される。新しい装置は、図４のフローチャートに関して説明されたように自動検出プロトコルを用いて自らの存在をブロードキャストすることにより、又は、図５のフローチャートに関して説明されたようにＳＣＡＤＡシステム４のサーバからのポーリング要求を待機することにより、ＳＣＡＤＡシステム４のサーバ（図示せず）との最初のコンタクトを持ち得ることに注意すべきである。装置は、次いで、ステップ５６に示されるように、サーバ応答を待機する。応答を受信した場合、ステップ５７において、ＳＣＡＤＡシステム４の関連付けられたサーバは、装置の記述、及びネットワークの他の装置との相互作用の詳細な記述を要求する。次に、ステップ５８において、ＳＣＡＤＡシステム４に関連付けられたサーバは、該サーバの装置データベース及びユーザ・インターフェースを更新し、ステップ５９において装置の監視を開始する。更に図示されるように、新しい装置又は相互接続が修正された装置は、オプションとして、ステップ６１に示されるように、関連付けられた制御システム設計により要求される通りに、該装置が直接に相互作用する、ネットワークに接続された他の装置に接続され得る。工場又は工業機器ネットワークに接続された他の装置が、新しい装置がこれらの他の装置のうちの一つに実際のサービス要求を行うときに新しい装置の警告を受ければ済む場合には、そのようなサービス要求が行われるまでステップ６１からステップ６４が遂行される必要はない。更に、ステップ５６において、装置が、サーバ応答を待機する間に、ネットワーク障害があること、又はタイムアウト期間が過ぎてもサーバからの応答がないことを示す場合、ステップ６０が実行されることに注意すべきである。同様に、ステップ６２において、他の装置からの応答を待機している間に、新しい又は修正された装置がネットワーク障害があること、又はタイムアウト期間が過ぎても応答がないことを示す場合、ステップ６４が実行される。
【００２１】
図７〜図１１は、ＳＣＡＤＡの画面表示又は画面ショットの例を示す。より詳細には、「供給画面：Ｈ２Ｏ２」と題された図７において、化学物質Ｈ2Ｏ2のフローに関連する装置の相互接続が示される。この例は、個々の要素にラベルが表示されない高レベルの表示の例である。
【００２２】
図８のバルブ・ボックス画面は、関連する工業処理システムにおける各バルブ・ボックスの接続を示す。表示は、バルブ・ボックスが画面の一番下の出所から画面の一番上に表示された６つの出口接続の任意の一つ又は組合せへと、どのように化学物質を流れさせるかを示す。ラベルは、システム内で用いられる接続の名称を示す。
【００２３】
「ツールの状態画面：ツール」と題された図９の表示において、各ツールの状態が示される。この例において、ツールは、工業処理システムの最後において特定の化学物質を受取ることになり得る。画面例は、ツールが現在Ｈ2Ｏ2及びＨＦを必要としていることを示す。表示は、また、「Ｓｔｉｃｋ１  ＶＢＯＸ１」及び「ＳＴＩＣＫ２  ＶＢＯＸ２」とラベル付けられたボックスに緑色を使うことにより、上流の供給バルブが開いていることを示す。図９においてバルブ・ボックスは緑色で示されてはいないが、この説明のためにバルブ・ボックスが緑色であると想定することに注意すべきである。表示は、また、上記の二つの化学物質についての化学物質供給が「準備完了」であることを示す。最後に、この表示のボタン部は、化学物質要求に関する目標値の数を示す。
【００２４】
次に、バルブ・ボックスからＳＣＡＤＡシステム、及びバルブ・ボックスと直接に相互作用する全ての他の装置に対して送信される装置記述ファイルの例が示される。装置を記述するために用いられる構文は、実際の応用により決定され得る。好ましい実施の形態において、この記述は、ネットワーク接続された装置に利用可能な共通の構文を提供するために、ＸＭＬを用いてフォーマットされる。このファイルは、要求されたときに、関連付けられたＳＣＡＤＡシステムにその全体が送信される。直接接続された装置のそれぞれに対しファイル全体が送信されなくてもよく、むしろ、接続された装置に対して、該接続された装置に関連する部分のみが送信されるよう解析され得る。記述をより明瞭にするためにＸＭＬを利用しない以下の例において、４つのバルブ（１つのみが図示される）を含むバルブ・マニフォールド・ボックスが示される。バルブ・ボックスは、例えば下流にてツールに接続され、このツールは該ツールに直接適用されるファイルの部分のみを受信し得る。
【００２５】
装置記述ファイルは、階層的に組織される。バルブ・ボックスは、バルブ部とアラーム部とを含む装置である。各バルブは、入口部と出口部とを含む。バルブは、ＡＣＴＩＯＮブロックに示されるように開かれ、又は閉じられ得る。バルブ・ボックスは、障害を通知するために、ＤＯＯＲ＿ＯＰＥＮ及びＬＥＡＫという二つの可能なアラーム信号を備える。ＳＣＡＤＡシステムが装置にアラーム状態を尋ねる際、「ＤＯＯＲ＿ＯＰＥＮ」メッセージ、又は、警告がない場合には「ＮＯ＿ＡＬＡＲＭ」メッセージを受信し得る。このファイルは、他の装置又は中央監視コンピュータ（ＳＣＡＤＡ）に対し当該装置を記述する。ファイルは、メッセージがどのようにやり取りされるかについては規定しない。これは、実際の実現形態において決定され得る。
【００２６】
同一の装置が数回利用され得る分散システムにおいては、装置を少ない労力で設定できるようにすると便利である。図１０及び図１１の画面は、ユーザが装置の動作パラメータを入力可能できるようにする装置設定プログラム又は手段を示す。その後、ユーティリティ・プログラムが以下に示すような記述ファイルを作成し、装置のメモリにロードする。理想的には、設定ユーティリティ・ソフトウェアは装置そのものに含まれ、設定画面は、ユーザがウェブ・ブラウザ・ソフトウェアを備えるコンピュータを装置に接続して、コンピュータ上に独自のソフトウェアを持たずに装置の設定ができるよう、ウェブ・ページとして表示されることが望ましい。装置記述ファイルの作成に加えて、同一の情報が装置の動作プログラムを設定するためにも利用される。記述ファイルの例は以下の通りである。即ち、
【００２７】
【数１−１】
2005033787.tif 000003
【００２８】
【数１−２】
2005033787.tif 000004
【００２９】
図８のバルブ・マニフォールド・ボックスの例の場合、バルブ・ボックスは監視コンピュータからの要求に応答するだけではなく、上流及び下流の装置と通信しなければならない。この制御プログラムは装置に適した言語で記述され、装置の内部メモリに蓄積され得る。典型的な化学物質処理システムにおいて、そのような装置が多く存在する場合、設定ユーティリティは、バルブ・ボックスのコントローラ内にデータベースを作成することが可能であり、該データベースは、バルブ・ボックス専用のコントローラで動作するメイン・プログラムが、バルブ・ボックスに他の装置とどのように接続するかを指示するために利用され得る。プログラムは動作方法を含み、データベースは、どの装置が接続されているか及びそれらの外部装置とどのように相互作用するかをプログラムに知らせる。
【００３０】
図１０は、バルブ・マニフォールド・ボックスの一般的な設定画面を示し、図１１は、個々のバルブの設定画面を示す。この例ではバルブ・ボックスが４つのバルブを含むため、画面の完全なセットは４つのバルブ画面を含む。８つのバルブを有するバルブ・ボックスを監視する場合には、８つのバルブ画面に記入することになるということである。ここで説明するのは、設定ユーティリティの単純化された例である。実際のシステムは、更なるネットワーキング・パラメータや、より詳細な警告条件を含み得る。設定画面を用いる一つの利点は、画面の複数の層が利用できることである。ある層では、誤った警告をいかに取り扱うか、通信障害の信号を出すまでのタイムアウト期間はどれだけか、ネットワーキングにどのようなサブネット・マスクを利用するか、といった下位レベルの定義が為され得る。これらの下位レベルの画面は装置の出荷前に設定され、現場では設定された画面が表示される。
【００３１】
各装置で動作するソフトウェアは、装置の機能、及び装置とシステム内の他の要素との相互作用により異なる。動作を示すフローチャートは、大幅に異なり得る。各装置は全ての入力を評価し、出力を設定するよう動作する。固定されたプログラムと、当該装置の設定を記述するデータベースとの組合せを利用する装置もあれば、自らの動作のための独自のプログラムを必要とする装置もある。
【００３２】
ＳＣＡＤＡシステム４のソフトウェアは、多数の作業を実行しなければならない。一つの作業は、システム内に分散された各コントローラからファイル記述を受信し、監視される必要のある全てのポイントのデータベースを構築することである。
【００３３】
もう一つの作業は、システムに含まれるそれぞれの種別の装置に関する知識と、受信した記述ファイルとを用いてシステムの描画表示を作成することである。これにより、ＳＣＡＤＡソフトウェアは、バルブ・ボックス画面（図８）、供給画面（図７）及びツール画面（図９）の画面ショットに示されるような描画表示を作成することができる。ＳＣＡＤＡシステム４は、典型的に、装置の種類を表示し監視する方法の知識を有するが、これは絶対に必要なものではない。各装置が、自身の描画表示、全ての入出力の名称及び記述、並びに当該装置が他の装置と持ちうる接続の種類を含むより完全な記述を送信する場合、ＳＣＡＤＡソフトウェアは、装置に関する事前の知識なしに監視機能を提供することが可能である。ＰＣが装置のクラスに関する事前の知識を持ち得る点を除けば、この方法はＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＰＣに見られるプラグ・アンド・プレイの概念と似ている。
【００３４】
３つめの作業は、システムの各装置を監視して描画表示をリアルタイムに更新し、警告及び他の状況をオペレータに通知することである。これらの仕事は全て、ユーザの効率の
向上を支援する。
【００３５】
ＳＣＡＤＡソフトウェアは、装置そのもののウェブ・ページが利用可能である場合には、それらを利用するよう構成され得る。これは、ＳＣＡＤＡソフトウェアがその内部の仕組みについて知識を持つ必要性を軽減する。ＳＣＡＤＡソフトウェアは装置を単純なブロック図で表示し、ユーザがそのブロックをクリックした場合に、関連づけられたウェブ・ブラウザ・ソフトウェアを用いて装置そのものから取得されたウェブ・ページを表示する。この方法では、ＳＣＡＤＡソフトウェアが接続された全ての装置の内部状態を追跡する必要がないため、装置が複雑である場合に特に有効である。例えば、オペレータ又は外部のプログラムが、或る装置の内部要素の温度に関心がある場合、オペレータ又は外部のプログラムは、装置にあるウェブ・ページを要求するだけでよい。例えば、図１２において、ウェブ・ページの画面イメージは機器の状態、より詳細には、機器の異なる部分の温度を示す。ＳＣＡＤＡソフトウェアはこの情報をエンド・ユーザに渡すだけであり、該情報を自らのデータ・ログに追加する必要はない。もちろん、継続的に追跡される必要のある情報は全て、ＳＣＡＤＡのデータ・ログに蓄積され得る。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
インテリジェントな分散装置を利用する一つの利点は、従来ＳＣＡＤＡシステム４で行われてきた作業のほとんど全てを保証できることである。例えば、個々のバルブ・マニフォールド・ボックスは、自らの内部メモリに自身の動作のログをとり、該ログをウェブ・ページに表示するためにフォーマットすることができる。ＳＣＡＤＡシステム４は、単に、ユーザが装置上のウェブ・ページにアクセスすることを可能にする。これは、システムをよりモジュール化し、ネットワークのトラフィックを軽減し、システムから取り外された装置上で動作履歴を調査可能とすることを含む、多数の利点を有する。
【００３７】
全ての制御システムが分散制御に向いているわけではなく、応用によっては、いくつかのセンサーの状態に基づいて決定がなされなければならない場合もある。そのような応用においては、インテリジェントな中央制御が必要である。
【００３８】
自動検出機能を備える自己設定型ＳＣＡＤＡシステム４は、ネットワークに要素が追加又は削除されるたびにＳＣＡＤＡソフトウェアをプログラムし直す必要性を除去する。更に、様々な地点のＳＣＡＤＡソフトウェアに同一のプログラムを利用し得るため、専門化されたプログラミングの必要性が軽減される。ネットワーク上の複数の要素からの情報を統合することにより表示を自動的に作成するＳＣＡＤＡシステム４を備えることにより、効率性が大幅に向上し、例えば半導体工場を開業し運営するコストが低減される。しかし、本発明は半導体工場への適用に限定されるものではなく、多数の他の工場における利用に適用され得る。
【００３９】
上記において本発明の様々な実施の形態を示し説明したが、それらは限定を意味するものではない。当業者はこれらの実施の形態の様々な代替案を想起し得るが、それらの代替案は、特許請求の範囲の趣旨及び範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、イーサネット（登録商標）・ネットワークに接続された様々な機械要素又は工業機器を単純化して示す概略的なブロック図である。
【図２】図２は、相互に及びイーサネット（登録商標）・ネットワークに接続された様々な半導体処理機器の例を示す概略的なブロック図である。
【図３】図３は、図２のように接続され、更なる要素又は機器が追加された半導体機器を示す概略的なブロック図である。
【図４】図４は、本発明の一つの実施の形態として、装置のブロードキャストを用いてネットワーク上の機械装置又は要素を自動検出するために必要なステップを示すフローチャートである。
【図５】図５は、サーバによるポーリングを用いてネットワーク内の機械装置を自動的に検出及び設定するためのフローチャートを示す。
【図６】図６は、監視制御及びデータ収集システム（ＳＣＡＤＡ）の自動的な設定を提供するためのフローチャートを示す。
【図７】図７は、Ｈ2Ｏ2型の化学物質及びフローに関連する装置のインターネット接続を示す「供給画面」のＳＣＡＤＡ表示の例を示す。
【図８】図８は、個々のバルブ・ボックスに対する接続又は配管を示す「バルブ・ボックス画面」のＳＣＡＤＡ表示の例を示す。
【図９】図９は、個々のツールの状態を示す「ツール状況画面」のＳＣＡＤＡ表示の例である。
【図１０】図１０は、複数のバルブを含むバルブ・マニフォールド・ボックスに対する一般的な装置設定を示すＳＣＡＤＡ表示の例である。
【図１１】図１１は、個々のバルブに対するＳＣＡＤＡ表示の例を示す。
【図１２】図１２は、機器の状態を示すウェブ・ページの画面イメージを示す。
【符号の説明】
【００４１】
２  ＬＡＮ、４  ＳＣＡＤＡ、６  ファブセンス、８  ポンプ、１０  ロード・ロック、１２  ＰＬＣ制御コントローラ。
【図１】
2005033787.tif 000005
【図２】
2005033787.tif 000006
【図３】
2005033787.tif 000007
【図４】
2005033787.tif 000008
【図５】
2005033787.tif 000009
【図６】
2005033787.tif 000010
【図７】
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【図８】
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【図９】
2005033787.tif 000013
【図１０】
2005033787.tif 000014
【図１１】
2005033787.tif 000015
【図１２】
2005033787.tif 000016