(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
技術的設備（２５）を作動させるためのプロセス制御システム（５）において、構成部分として、
ａ）インタネット（１５）への接続を、プロセス制御計算機において生ずるプロセスデータ（ＰＤ）がインタネット（１５）を経て伝達可能であり、またデータをインタネットから受取り可能であるように、形成可能なウェブサーバ（９）を含み、技術的設備（２５）を監視及び制御するための少なくとも１つのプロセス制御計算機（７）と、
ｂ）クライアント計算機（２０）をインタネット（１５）と接続し得るクライアント計算機上に設けられているインタネットブラウザ（２２）によって、インタネット（１５）を介して技術的設備の操作を行うための少なくとも１つのクライアント計算機（２０）と、
ｃ）技術的設備において測定量（Ｍ）を受入れ、少なくとも１つの通信チャネルを経てプロセス制御計算機と接続されており、また測定データ（Ｄ）をこれに伝送し、制御命令（Ｃ）をこれから受け取る技術的設備の構成要素への操作介入（E）を行う、技術的設備の近くまたはその中に配置されている複数のセンサ（Ｓ）およびアクチュエータ（Ａ）とを含んでおり、その際測定データ及び制御命令又はそのいずれか一方がＴＣＰ／ＩＰプロトコルによって通信チャネルを経て伝送され、プロセス制御計算機上に技術的設備の制御のために必要とされる制御ソフトウェア（ＳＰ）の少なくとも１つの第１の部分がインストールされ、実行可能であるプロセス制御システムにおいて、
制御ソフトウェア（ＳＰ）が、下記の特性、
ａ）各ソフトウェア構成要素（３０）がそれにそれぞれ対応付けられる制御ソフトウェア（ＳＰ）の機能を実現する、
ｂ）各ソフトウェア構成要素（３０）が、直接に先行のコンパイリングおよびロード過程なしに目的計算機上で実行可能であるバイトコードを含んでおり、
ｃ）各ソフトウェア構成要素（３０）が、その実行のために他のソフトウェア構成要素の並列の実行を必要としないように自立的に実行可能であり、
ｄ）各ソフトウェア構成要素（３０）がそれぞれインタフェースを有し、それによって少なくとも第１のソフトウェア構成要素から第２のソフトウェア構成要素への接続、ウェブサーバ（９）への接続、少なくとも１つのセンサ（Ｓ）およびアクチュエータ（Ａ）又はそのいずれか一方への接続の少なくとも１つの接続が形成可能であり、インタフェースは、接続の形成のための信号のマッチングを必要とせずに、第１のソフトウェア構成要素のインタフェースの入力端（ＩＮ）及び出力端（ＯＵＴ）又はそのいずれか一方が直接に第２のソフトウェア構成要素のインタフェースの出力端（ＯＵＴ）ないし入力端（ＩＮ）と接続可能である、
という特性を有する複数のソフトウェア構成要素（３０）から形成されていることを特徴とするプロセス制御システム。
【請求項２】
通信チャネルが無線接続（Ｆ）およびインタネット（１５）又はそのいずれか一方を含んでいることを特徴とする請求項１記載のプロセス制御システム。
【請求項３】
プロセス制御計算機が実時間オペレーティングシステム（１１）によって作動され、プロセス制御計算機（７）の作動中に生ずる少なくとも１つの誤りがプロセス制御計算機（７）の機能の喪失に通じないように、またプロセス制御計算機（７）の作動がこのような誤りの場合に実際上遅れなしにまたデータ喪失なしに継続可能であるように、構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のプロセス制御システム。
【請求項４】
プロセス制御システム（５）が伝送および技術的設備（２５）の構成要素の監視及び制御のため少なくとも１つのフィールド装置（ＦＤ）を含んでおり、このフィールド装置が技術的設備の制御のために必要な制御ソフトウェア（ＳＰ）の第２の部分および少なくとも１つのマイクロプロセッサを有し、このマイクロプロセッサによって制御ソフトウェアの第２の部分がフィールド装置（ＦＤ）上で実行可能であり、その際フィールド装置（ＦＤ）がセンサから受入れられた技術的設備の測定量（Ｍ）を読入れ、前処理し、プロセス制御計算機に伝送し、制御命令（Ｃ）をプロセス制御計算機（７）から受け取り、前処理し、アクチュエータに伝達することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。
【請求項５】
プロセス制御計算機（７）およびクライアント計算機（２０）がバーチャルマシンソフトウェアプログラム（ＶＭ）を含んでおり、それによってソフトウェア構成要素（３０）の少なくとも１つの部分がプロセス制御計算機（７）上でもクライアント計算機（２０）上でも実行可能であり、そのためにソフトウェア構成要素（３０）のマッチングを必要としないことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。
【請求項６】
フィールド装置（ＦＤ）がバーチャルマシンソフトウェアプログラム（ＶＭ）を含んでおり、それによってソフトウェア構成要素（３０）の少なくとも１つの部分がフィールド装置（ＦＤ）上でも実行可能であり、そのためにソフトウェア構成要素（３０）のマッチングを必要としないことを特徴とする請求項４又は５記載のプロセス制御システム。
【請求項７】
ソフトウェア構成要素（３０）の少なくとも１つの部分がそれぞれ、それぞれ実現される機能に相応して対応付けられる報知処理ユニット（ＡＶ）、診断ユニット（ＤＩ）、操作および監視ユニット（ＢＢ）のいずれか一方のユニット、パラメータ設定ユニット（ＰＥ）の少なくとも１つのユニットを有し、これらのユニットがインタフェースを経てソフトウェア構成要素にアクセス可能であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。
【請求項８】
技術的設備（２５）の制御および監視のために必要とされるすべての機能がプロセス制御計算機（７）に組み込まれていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。
【請求項９】
プロセス制御計算機（７）において処理される、技術的設備（２５）の監視および制御のために必要なすべてのプロセスデータ（ＲＤ）に、クライアント計算機（２０）によって少なくともこれらのプロセスデータ（ＲＤ）の部分へのアクセスが目的に合わせて実行可能であるように、それぞれ固有のＵＲＬアドレス（ＵＲＬ）が対応付けられていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、技術的設備を作動させるための方法およびプロセス制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
技術的設備を制御するため、通常、特定の課題に特殊化された複数の構成要素からなるプロセス制御システムが使用され、その構成要素は、技術的設備内、たとえば電気的エネルギーを発生するための発電所の種々の場所に設置されている。
【０００３】
その際プロセス制御システムは通常階層的に複数のレベルにより構成されている。
【０００４】
フィールドレベルにおいては、技術的設備の作動中に生じ、また設備構成要素の作動状態を記述する信号が検出され、制御信号が設備構成要素の操作端に送られる。
【０００５】
自動化レベルにおいては、設備を作動させる制御機能がたとえば複数のプログラム記憶式制御（ＳＰＳ）で実現されている。その実現の際にたいてい、制御課題のために開発された、特別のオペレーティングシステムにより作動する特定の形式のＣＰＵ上でのみ実行可能である特殊な制御ソフトウェアが使用される（たとえばステップ５、ステップ７など）。自動化レベルは信号をフィールドレベルから受け取り、命令をフィールドレベルに発する。その際フィールドレベルと自動化レベルとの間の接続は、各発信器および各操作端又はそのいずれか一方と自動化レベルの相応する入力端または出力端との個別配線として実現することができるが、そのために特定のたいてい非常に特別な伝送プロトコルを有するフィールドバスシステムも使用することができる。
【０００６】
操作レベルおよび監視レベルにより、マンマシンインタフェースが形成されており、それを用いてオペレータが技術的設備を作動させ、これから情報を得ることができる。その際にオペレータは、たとえばプロセス像の形態で計算機システムの像スクリーン上で設備状態に関するグラフィックな情報を得、またオペレータは、たとえば計算機システムのマウやキーボードを用いて作動命令を計算機システムに入力する。操作レベル及び監視レベルはしばしば発電所バスシステムを用いて自動化レベルと接続されており、その際バスシステムはたとえば光導体システムとして構成され、特殊な伝送プロトコルを用いて作動させられている。
【０００７】
操作レベルおよび監視レベルの計算機システムは通常、その上に設けられている特別な操作および監視ソフトウェアを含んでいる。
【０００８】
制御ソフトウェアの発生はたいてい直接に自動化レベルにおいて、自動化装置（ＳＰＳ）に接続されるプログラミング装置を使用して行われ、このプログラミング装置を用いて相応する動化装置に対するいわゆる目的コードが発生され、たとえば計算機により形成されている別個のプロジェクションシステムを用いてたとえばライブラリから成るグラフィックなモジュール上で選ばれ、所望の制御機能を実現するため、互いに接続される。それに続くコンパイリングによりグラフィックな機能プランから目的コードが発生され、この目的コードが自動化レベルの所望の自動化装置（ＳＰＳ）にロードされ、実行し得る。
【０００９】
このような公知のプロセス制御システムの使用は、それぞれ特定の課題に割り当てられているハードウェア及びソフトウェア構成要素の使用を必要とする。操作および監視ソフトウェアは自動化装置上では実行可能ではなく、逆に制御ソフトウェアは操作および監視システムの計算機システム上では実行可能ではない。従って、技術的設備を作動させるために、他のシステムの課題を引き受けるためには適していない並列に相並んで異なるシステムが使用されなければならない。さらに、これらのシステムは互いにほぼ任意の空間的距離に配置されていることもできない。なぜならば、それらの間の接続、たいていはバスシステム又は個々の配線が任意に延長可能でなく、さらにこのような延長は、それが実行可能であるとしても、非常に費用がかかり、また誤りを生じやすいからである。
【００１０】
従来通常のプロセス制御システムはたいてい厳密に階層的に配置されており、各階層レベルにおいて特別に各課題に合わされた、たとえば前記のＳＰＳまたは前記の自動化バスシステム（たとえばシーメンス社のSinec H1バスまたはProfibus）が使用される。前記のシステムはその場合にたいてい特別に自動化技術のために開発されたソフトウェアパケットにより作動させられる。既述のように、公知のプロセス制御システムの構成要素が互いに離れて設置され得る最大到達可能な距離は制限されているので、実際にはたいていプロセス制御システムの実際上すべての構成要素が技術的設備のなかに設置されている。
【００１１】
このような公知のプロセス制御システムは非常に費用がかかる。なぜならば、専門家により技術的設備において使用のためになお構成かつパラメータ設定されなければならない特別なハードウェアおよびソフトウェアが使用されるからである。さらに、プロセス制御システムの構成要素および機能の診断、保守および最適化は実際上周辺部でのみ可能である。さらに、公知のプロセス制御システムでは、技術的設備の外側に位置している場所からの非常に限られた制御可能性しか存在しない（そのために公知のプロセス制御システムではたいていたとえばゲートウェイのような別個のシステムが設けられ、この特別に構成されたゲートウェイを経てしばしば制御課題の一部分しか外部から処理され得ない。その際にしばしばシステムの結合が相異なる伝送プロトコルにより高い費用をかけて実行されなければならない）。
【００１２】
さらにオペレータは、プロセス制御システムを操作し得るために、特別な教育を受けなければならない。
【００１３】
公知のプロセス制御システムの厳密な階層的構造はたとえば下記のように構成することができる。
【００１４】
自動化レベルの少なくとも１つの自動化装置（たとえばＳＰＳ）において、特別なプログラム言語で実現された制御プログラムが記憶されており、そこで実行される。たとえば、そこに電動機を作動させるための調節アルゴリズムが記憶されている。
【００１５】
操作および監視システムには例えばグラフィックなプロセス像が記憶されており、そのなかにダイナミックな像部分として現在のプロセス測定値および状態値が重畳され、そのなかで利用者がたとえばマウスクリックにより、又はキーボード入力により操作命令（たとえば始動／停止、目標値設定など）を発し得る命令範囲が用意される。操作命令は次いでたとえば発電所バスシステムを経て自動化レベルに伝達され、そこで自動化装置上を実行し、たとえば技術的設備の操作端を駆動し、測定値をセンサから読入れる制御プログラムにより実行され得る。
【００１６】
操作および監視システムにおいては、例としてあげた場合には、たとえば電動機のプロセス像が記憶されており、そのなかに、自動化システムから発電所バスシステムを経て操作- および監視システムに送られる電動機の現在の作動状態（たとえば回転数、仕事率、作動継続時間、温度など）が挿入されている。利用者がたとえば像スクリーン上の命令面をクリックし、またはキーを操作し、電動機をそれにより始動したり、停止したり、またはより高い仕事率を要求したりすることができる。（その各命令に対応付けられている制御プログラムはその際自動化システムにおいて実行する）。
【００１７】
プロセス制御システムのエンジニアリングシステムにおいては、たとえばプロセス制御システムの制御機能が、たとえばグラフィックな操作面上で制御モジュールがソフトウェアライブラリから呼出され、互いに結び付けられ、パラメータ値を与えられることによって計画される。こうして生じた、複数の制御モジュールから複合された制御プログラムは、次いで自動化レベルの目的装置上にロードされ、そこで実行し得る目的コードに変換される（コンパイルされる）。エンジアリングシステムにおいては、例えばスタティック及びダイナミックな像部分を有するプロセス像の作成およびパラメータ設定も行うことができる。すなわちプロセス制御システムは特殊化されたエンジアリングシステムを用いて構成かつプロジェクトされる。
【００１８】
さらに付加的に、技術的設備の作動状態、特に臨界的な作動状態、を監視する別個の診断システムが設けられていてよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
以上を要約すると、既知のプロセス制御システムはその課題を満足するために、たいてい特別なハードウェアおよびソフトウェアが使用される多数の特殊化された異種のサブシステムを必要とするということができる。従って、このような異種の全体システムの操作および構成は非常に費用がかかり、このようなシステムの実現または調達コストが非常に高い。さらに、このようなプロセス制御システムはなかんずくそのサブシステムの高い特殊化度のゆえにフレキシビリティに乏しい。
【００２０】
従って本発明の課題は、技術的設備を作動させるための方法およびプロセス制御システムであって、前記の欠点を克服する方法およびプロセス制御システムを提供することである。特に汎用計算機（すなわち特別に自動化のために開発されたものではない計算機および自動化装置）の使用および汎用ソフトウェア（すなわち既に可能なかぎり広く普及しており、特別に自動化のために開発されたものではないソフトウェア）の使用が広範囲に可能でなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
方法に関して本発明の課題は、技術的設備の構成要素を監視かつ制御するための複数のフィールド装置と、技術的設備を監視及び制御するための少なくとも１つのプロセス制御計算機と、フィールド装置をプロセス制御計算機と接続している少なくとも１つの通信チャネルとを有する技術的設備を作動させるための方法であって、フィールド装置が、技術的設備に生ずる、構成要素の少なくとも１つの作動状態を記述する測定データをプロセス制御計算機に伝達し、制御命令をプロセス制御計算機から受け取る方法において、状態信号および制御信号がフィールド装置の少なくとも１つの部分とプロセス制御計算機との間でＴＣＰ／ＩＰプロトコルの使用のもとに通信チャネルを経て伝送されることにより解決される。
【００２２】
その際に本発明は、多数の通信チャネルにおいて使用可能であり、また特別に自動化技術のために開発されたハードウェアおよびソフトウェアを必要としないプロトコルが測定データ及び制御命令のデータ伝達に使用されるならば、本方法のフレキシビリティが特に高められているという考察から出発するものである。本発明による方法では、広範囲に既に存在している通信チャネルを前記のデータの伝送のために利用することが、特にそのために特別な伝送プロトコルを有する別個の特別なバスシステムを設ける必要なしに可能でなければならない。
【００２３】
プロセス制御システムの構成要素間の通信は、本発明による方法では可能なかぎり広範囲に前記のプロトコルにより行われ、その際に関与する通信加入者（特にフィールド装置およびプロセス制御計算機）はＩＰアドレッシングメカニズムをサポートする。
【００２４】
通信チャネルはインタネット、イントラネット、無線接続の少なくとも１つを含んでいる。
【００２５】
このようにして、本発明による方法で使用されるプロセス制御システム、特に好ましくは技術的設備に配置されているフィールド装置と、プロセス制御計算機とを互いにほぼ任意の空間的距離に配置することが可能であり、その際に前記の構成要素間の通信は既に世界の広い部分に普及しているインタネット、既に１つの空間的環境に設けられているイントラネット、無線接続の少なくとも１つを経て行われる。すなわち、通信チャネルを別個に、プロセス制御システムの構成要素間の可能な空間的距離の制限をもたらすであろうハードウェアとして実現することは必要でない。インタネットやイントラネットを使用する場合には、そこで既知でありかつ使用されているＴＣＰ／ＩＰ伝送プロトコルが使用されるので、通信の実現のために特別な開発や広範囲のマッチングは必要でない。通信のために無線接続を使用する際にも、ＴＣＰ／ＩＰ伝送プロトコルを容易に使用することができる。無線接続はその際インタネットやイントラネットに含まれていてよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の有利な実施形態では、プロセス制御計算機がインタネット及びイントラネット又はそのいずれか一方への接続のためのウェブサーバを含んでおり、またプロセス制御計算機においてソフトウェア技術的に実現されている技術的設備の操作および監視機能が、インタネットブラウザを含み、インタネット及びイントラネット又はそのいずれか一方と接続されているクライアント計算機によって、プロセス制御計算機へのインタネットアクセスによって実行される。
【００２７】
本発明のこの有利な実施形態では、プロセス制御計算機はインタネット及びイントラネット又はそのいずれか一方へのアクセスが可能であるほぼ任意の場所に設けることができる。さらに技術的設備の操作および監視がクライアント計算機を用いてほぼ任意の場所からも実行され得る。クライアント計算機はその際ソフトウェアとして、オペレーティングシステムとならんで、本質的にただ１つの既知のインタネットブラウザを有し、またさもなければ実際上特別なソフトウェアを有していない（このようなクライアント計算機は「シン・クライアント（Thin Clients）と呼ばれる）。このクライアント計算機はインタネット及びイントラネット又はそのいずれか一方を経てインタネットブラウザを用いてプロセス制御計算機にアクセスし、そこで実現される技術的設備の作動に関する機能をインタネットを経て操作する。それはさらに、インタネットを経てプロセス制御計算機において処理された作動情報、たとえば技術的設備の状態報知および測定値、をインタネットを経て呼出し、クライアント計算機に表示のためにもたらす。プロセス制御計算機へのクライアント計算機のインタネットアクセスはその際好ましくは、無資格者のアクセスを防止するため、セキュリティ質問、例えばパスワードの要求、を含んでいる。インタネットアクセスに対する複数のパスワードを用意してもよく、その際各パスワードにそれぞれ特定の範囲内の利用資格が対応付けられている。
【００２８】
本発明の別の有利な実施形態では、操作および監視機能又はそのいずれか一方が、それぞれ直接に実行可能なソフトウェアコードを含んでいるソフトウェア構成要素から構成されている。
【００２９】
本発明によるプロセス制御システムのソフトウェアのなかで実現すべき全体機能は、既に計算機、たとえば汎用計算機、上で実行可能な、特定の部分機能を実現するソフトウェア構成要素が、新しい、より広範囲の機能に複合される。機能の発生は本質的に、可能なかぎり、既に実現された実行可能な部分機能が組み合わされることによって行われる。操作および監視機能はその際特に、技術的設備の構成要素を制御及び調節又はそのいずれか一方を行うプロセス制御システムの自動化機能を含んでいる。
【００３０】
有利に、操作および監視機能又はそのいずれか一方の機能の少なくとも１つが少なくとも２つのソフトウェア構成要素から構成されており、前もってこの操作および監視機能又はそのいずれか一方のコンパイリングおよびロード過程が、この機能を実行する計算機上で行われることなしに実行される。
【００３１】
このような新たに発生される機能の作成および実行は、機能を実行すべき計算機の目的コードへの機能の変換の中間ステップを必要としない。機能は少なくとも２つのソフトウェア構成要素の複合の直後に目的計算機上で実行し得る。それにより、こうして発生された制御ソフトウェアは、それが実行すべき計算機プラットフォームに実際上無関係である。このような制御ソフトウェアを作成するための適切なプログラミング言語はプログラミング言語ＪＡＶＡ（登録商標）であり、それにより、いわゆるバーチャルＪＡＶＡマシン上で直ちに実行し得るバイトコードが発生され得る。このようなバーチャルマシンはほぼすべての既知の特に汎用の計算機プラットフォーム（汎用計算機）に対して入手可能である。さらに、プログラミング言語ＪＡＶＡにより発生されるＪＡＶＡアプリケーション、たとえば技術的設備に対する制御および監視プログラムはたいてい既知のウェブブラウザのもとに直接に実行可能であり、またさらに特別なプログラム実行環境を必要としない。
【００３２】
有利に、データ検出および命令発信のため技術的設備においていわゆる"インテリジェントな"フィールド装置"が使用され、これらのフィールド装置は少なくとも固有のマイクロプロセッサを利用し、それらの上に前記のバーチャルマシンが設けられ、その結果技術的設備の操作および監視機能又はそのいずれか一方はこれらのフィールド装置上にも"移転"され、直接そこで実行し得る。前記の機能はその際フィールド装置上での実行のために前もってコンパイルされなくてよく、またそれらにロードされなくてよい。
【００３３】
本発明の特に有利な実施形態では、本質的にプロセス制御計算機において処理される技術的設備のすべてのプロセスデータにそれぞれＵＲＬアドレスが対応付けられる。
【００３４】
前記のアドレス指定は特にインタネットの範囲から知られており、たとえばインタネットのページ又は他のデータ範囲のような特定の内容が前記のＵＲＬアドレスの入力によりインタネットブラウザにおいて適切に呼出し可能である。本発明ではインタネットにおいて既に実現されるメカニズムが使用され、その結果プロセスデータの適切な呼出しが、例えばクライアント計算機を用いて、インタネットを経て簡単に可能である。
【００３５】
プロセス制御システムに関して本発明の課題は、技術的設備を作動させるためのプロセス制御システムにおいて、構成部分として、
ａ）インタネット及びイントラネット又はそのいずれか一方への接続を、プロセス制御計算機において生ずるプロセスデータがインタネット及びイントラネット又はそのいずれか一方を経て伝達可能であり、またデータをインタネット及びイントラネット又はそのいずれか一方から受取可能であるように、形成可能なウェブサーバを含み、技術的設備を監視及び制御するための少なくとも１つのプロセス制御計算機と、
ｂ）クライアント計算機をインタネット及びイントラネット又はそのいずれか一方と接続し得るクライアント計算機上に設けられているインタネットブラウザによって、インタネット及びイントラネット又はそのいずれか一方を経て技術的設備を操作、監視するための少なくとも１つのクライアント計算機と、
ｃ）技術的設備において測定量を受入れ、または少なくとも１つの通信チャネルを経てプロセス制御計算機と接続されており、また測定データをプロセス制御計算機に伝送し、または制御命令をプロセス制御計算機から受け取る技術的設備の構成要素への操作介入を行う、技術的設備に配置されている複数のセンサおよびアクチュエータと
を含んでいることにより解決される。
【００３６】
このようなプロセス制御システムは、例えば技術的設備の操作および監視が技術的設備の場所に制限されていないので、特にフレキシブルである。技術的設備を作動させるプロセス制御計算機は、そのなかで処理されたプロセスデータをウェブサーバを用いて、これらのデータへのアクセスがインタネットを経てクライアント計算機を用いて可能であるように利用する。クライアント計算機（"Thin Client"）はその際本質的に既知のインタネットブラウザのみを利用し、またそれ以外に特殊ソフトウェアを有していない。さらに、プロセス制御システムの構成およびパラメータ設定又はそのいずれか一方が、プロセス設定計算機にアクセスするクライアント計算機を用いて行われることが可能である。さらに、クライアント計算機を用いてプロセス制御システムおよび技術的設備の（遠隔）診断がプロセス制御計算機へのアクセスにより実行可能である。
【００３７】
通信チャネルが無線接続、バス接続、インタネット、イントラネットの少なくとも１つを含んでいるのが有利である。
【００３８】
このようにして、プロセス制御計算機を無条件に技術的設備のすぐ近くに設置しなくてもよいことが可能である。なぜならば、好ましくは技術的設備に配置されているセンサおよびアクチュエータの信号が前記の伝送媒体を用いて遠い距離を経て（インタネット使用の場合には実際上全世界を経て）伝送され得るからである。その際無線接続がインタネットやイントラネットに含まれていてよい。プロセス制御計算機はこの場合たとえば、サービス提供者の所にあり、これにより作動させられるいわゆるサーバパークに位置していてよい。すなわち技術的設備自体には本質的に、技術的設備の測定データを受入れ制御命令を技術的設備に発するセンサおよびアクチュエータのみが存在していればよい。
【００３９】
プロセス制御計算機は実時間オペレーティングシステムによって作動され、プロセス制御計算機の作動中に生ずる少なくとも１つの誤りがプロセス制御計算機の機能の喪失に通じないように、またプロセス制御計算機の作動がこのような誤りの場合に実際上遅れなしにまたデータ喪失なしに継続可能であるように、冗長性に構成されているのが特に有利である。実時間オペレーティングシステムはその際、実時間特性を有するオペレーティングシステムとして構成することができる。
【００４０】
技術的設備においては、通常、複数の時間臨界的な過程が観察、制御、調節の少なくとも１つについて行われなければならないので、そのために使用される計算機は、特定の処理ステップが既知の予測可能な時間間隔で確実に処理されるように、決定性の特性を有していなければならない。そのために、技術的設備の損傷や人および環境に対する危険を排除するため、また技術的設備の作動を最適に行い得るようにするため、実時間作動システムの使用が必要である。
【００４１】
技術的設備の作動実行の乱れや危険を一層よく排除し得るようにするため、プロセス制御計算機は付加的に好ましくは"１フェイルセーフ"（冗長性）に構成されている。このことは、プロセス制御計算機の作動中に生ずる少なくとも１つの誤りがその機能の喪失に通じないこと、またその作動がこのような誤りの場合に実際上遅れなしに、またデータ喪失なしに、継続可能であることを意味する。こうして、特に臨界的な事象がプロセス制御計算機により制御すべき技術的設備内で乱れなく処理され得ることが保証されている。そのために例えばプロセス制御計算機の最も重要な構成要素は多重に存在していてよく、また例えば誤りソフトウェアによる誤りの場合には、作動が実際上遅れなしに、健全な構成要素により継続されているように計らう。
【００４２】
こうしてこのようなプロセス制御計算機は十分にフェイルセーフである。すなわち、たとえば少なくとも、通常は時間臨界的な課題をも処理し得る特別なプログラム記憶式制御（ＳＰＳ）が存在している自動化レベルが省略されることによって、実際上プロセス制御システムの全機能をプロセス制御計算機において実現し、既知のプロセス制御システムの厳密に階層的な区分を省略することも可能である。本発明によるプロセス制御システムのプロセス制御計算機は実時間オペレーティングシステムを用いて時間臨界的な課題をも処理し得るし、またフェイルセーフに冗長性に構成されているので、少なくともこれまで既知の自動化レベルおよびその特別な自動化装置が省略され得る。
【００４３】
プロセス制御計算機上に技術的設備の制御のために必要とされる制御ソフトウェアの少なくとも１つの第１の部分が設けられ、実行可能であるのが有利である。
【００４４】
プロセス制御計算機は本発明によるプロセス制御システムの１つの中核構成要素である。従ってこのプロセス制御計算機上に必要とされる制御ソフトウェアの少なくとも１つの部分が設けられ、実行可能である。プロセス制御計算機が実時間能力があったり、フェイルセーフに冗長性に構成されているならば、制御ソフトウェアのこの最初の部分は好ましくは、技術的設備の時間臨界的かつフェイルセーフな作動に関するソフトウェアプログラムから成っている。こうして少なくともこのような制御課題が十分フェイルセーフであり、正確に特定の時間内に確実に処理され、処理の間にデータ喪失が生じたり、既に存在しているデータや既に入力されている命令が新たに入力されたりすることがないことが保証されている。
【００４５】
有利に、プロセス制御システムが技術的設備の構成要素の監視及び制御のため少なくとも１つのフィールド装置を含んでおり、このフィールド装置が技術的設備の制御のために必要とされる制御ソフトウェアの第２の部分および少なくとも１つのマイクロプロセッサを有し、このマイクロプロセッサによって制御ソフトウェアの第２の部分がフィールド装置上で実行可能であり、その際フィールド装置がセンサから受入れられた技術的設備の測定量を読入れ、前処理し、プロセス制御計算機に伝送し、制御命令をプロセス制御計算機から受け取り、前処理し、アクチュエータに伝達する。
【００４６】
本発明のこの有利な実施形態では、センサおよびアクチュエータの信号の少なくとも１つの部分がいわゆる"インテリジェントな"フィールド装置において処理される。本発明によるプロセス制御システムの制御機能の１つの部分がその際このフィールド装置に"移転されている"。このことは、移転された機能が直接にフィールド装置上で実行され、また相応のセンサ信号およびアクチュエータ信号が直接にフィールド装置により読入れられまたは出力されることを意味する。こうしてプロセス制御システムの機能の一部分がこの実施形態ではフィールド装置において実現されている。フィールド装置において実現されるこのような機能へのアクセスおよびそれらの操作は好ましくはクライアント計算機を用いて行われる。インテリジェントなフィールド装置への説明された移転は、プロセス制御計算機が記憶ソ−スや計算ソースのより少ないものとして構成され得るという利点を与える。さらに、これらの機能はより速く実行され得る。なぜならば、フィールド装置は通常直接技術的設備に存在し、それ故インテリジェントフィールド装置へのデータ転送は減少し、プロセス制御計算機からフィールド装置へ制御機能の内部実行に関係するデータを移す必要はなく、これらの制御機能は直接にフィールド装置上で実行するからである。たとい例えば一時的にプロセス制御計算機が利用可能でなかったとしても、フィールド装置上で利用可能な制御機能を利用することが可能である。
【００４７】
フィールド装置に移転されたこのような機能は好ましくは時間臨界的ないし安全性上重要な要求に関するものである。
【００４８】
制御ソフトウェアが下記の特性を有する複数のソフトウェア構成要素から形成されていると特に有利である。
ａ）各ソフトウェア構成要素がそれにそれぞれ対応付けられる制御ソフトウェアの機能を実現する、
ｂ）各ソフトウェア構成要素が、直接に先行のコンパイリングおよびロード過程なしに目的計算機例えばプロセス制御計算機やフィールド装置上で実行可能であるバイトコードを含んでおり、
ｃ）各ソフトウェア構成要素が、その実行のために他のソフトウェア構成要素の並列の実行を必要としないという意味で、自立的に実行可能であり、
ｄ）各ソフトウェア構成要素がそれぞれインタフェースを有し、それによって少なくとも第１のソフトウェア構成要素から第２のソフトウェア構成要素への接続、ウェブサーバへの接続、少なくとも１つのセンサやアクチュエータへの接続の少なくとも１つが形成可能であり、インタフェースは、接続の形成のために接続を経て伝達される信号のマッチングを必要とせずに、第１のソフトウェア構成要素のインタフェースの入力端および出力端又はそのいずれか一方が直接に第２のソフトウェア構成要素のインタフェースの出力端ないし入力端と接続可能であるように、互いにコンパチブルである。
【００４９】
ソフトウェア構成要素は、実行すべき計算機プラットフォームに実際上無関係である。特にこのようなソフトウェア構成要素を実現するために、バイト- コードを発生し得るプログラミング言語ＪＡＶＡは特に適している。このようなバイトコードは多くの計算機プラットフォーム上で、そのためにプログラムコードのコンパイリングを必要とすることなく、直接に実行し得る。
【００５０】
ソフトウェア構成要素はそれ自体閉じられており、カプセルに入れられているのが有利である。このことは、各ソフトウェア構成要素がそれにそれぞれ対応付けられている機能を完全に実現し、ソフトウェア構成要素の実行中に内部に生ずるデータフロー、ソフトウェア構成要素の内部変数の値などにアクセスされ得ないことを意味する。ソフトウェア構成要素のインタフェースが新しい機能の発生のためにこれらのソフトウェア構成要素の１つまたは複数の実行の間にも接続可能であるので、制御ソフトウェアの構成が"オンライン"で可能であり、その結果としての新しい機能がソフトウェア構成要素のインタフェースの接続の直後に、前もってインタフェースを用いて接続されたソフトウェア構成要素がコンパイルされ、また（新たに）ロードされる必要なしに、利用可能になる。
【００５１】
好ましくは、プロセス制御計算機およびクライアント計算機がバーチャルマシンソフトウェアプログラムを含んでおり、それによってソフトウェア構成要素の少なくとも１つの部分がプロセス制御計算機上でもクライアント計算機上でも実行可能であり、そのためにソフトウェア構成要素の各目的計算機へのマッチングを必要としない。
【００５２】
特に有利に、フィールド装置がバーチャルマシンソフトウェアプログラムを含んでおり、それによってソフトウェア構成要素の少なくとも１つの部分がフィールド装置上でも実行可能であり、そのためにソフトウェア構成要素のマッチングを必要としない。
【００５３】
本発明によるプロセス制御システムの全機能は、バーチャルマシンソフトウェアプログラム上で実行可能なバイトコードを含んでいるソフトウェア構成要素により形成される。それにより、ソフトウェア構成要素により実現される制御ソフトウェアは、それが実行すべき計算機プラットフォームに実際上無関係である。ソフトウェア構成要素がプログラミング言語ＪＡＶＡを用いて実現されているならば、ＪＡＶＡを用いて作成されるバイトコードは、実際上すべての計算機プラットフォームに対して入手可能なバーチャルマシンソフトウェアプログラム上で実行可能である。さらに、プログラミング言語ＪＡＶＡを用いて発生されるアプリケーションは、それがさらに特別なプログラム実行環境を必要とすることなしに、実際上各既知のウェブブラウザのもとで直接に実行可能である。インテリジェントなフィールド装置上で好ましくは同じくこのような（ＪＡＶＡ ）バーチャルマシンソフトウェアプログラムが設けられているので、好ましくはＪＡＶＡにより発生されたソフトウェア構成要素およびソフトウェア構成要素の接続が直接にこのようなフィールド装置上で実行し得る。本発明によるプロセス制御システムはそれにより非常にフレキシブルであり、特別なハードウェアおよびソフトウェアを実際上必要とせず、さらに設置場所に関して制約されておらず、単にフィールド装置のみが技術的設備の近くまたはその中に設置されていなければならないだけである。その上でバーチャルマシンソフトウェアプログラムが実行可能でなく、またこうして制御ソフトウェアの部分が実行可能でないフィールド装置は、いわゆる"ハードウェアプロキシーズ"を用いて上述のソフトウェア構成要素のなかに束ねられる。上記のハードウェアプロキシーズは同じく、非インテリジェントなフィールド装置からのデータを検出したりこれらに出力し、またこれらの（生）データを、これらの非インテリジェントなフィールド装置もインタフェースを経てソフトウェア構成要素のインタフェースに相応して応答可能であるように、前処理するソフトウェア構成要素である。このようなフィールド装置ソフトウェアプログラムはそれらのハードウェアプロキシーズを経て"ノーマルな"ソフトウェア構成要素として制御ソフトウェアに組み込み可能である。
【００５４】
本発明の別の有利な実施形態では、ソフトウェア構成要素の少なくとも１つの部分がそれぞれ、それぞれ実現される機能に相応して対応付けられる報知処理ユニット、診断ユニット、操作、監視ユニット、パラメータ設定ユニットの少なくとも１つを有し、またこれらのユニットがインタフェースを経てソフトウェア構成要素にアクセス可能である。
【００５５】
各ソフトウェア構成要素は可能なかぎり本発明によるプロセス制御システムの制御ソフトウェアの部分機能を実現する。本発明のこの実施形態によれば、ソフトウェア構成要素の少なくとも１つの部分はそれぞれ報知処理ユニットを含んでおり、それにより特にソフトウェア構成要素の実行中に生ずる、実現された機能に関する臨界的ないし特性的な状態値がソフトウェア構成要素のインタフェースを経て読出され得る。これらの臨界的ないし特性的な値に、同じくインタフェースを経て読出され得る相応のテキスト報知も対応付けられていてよい。こうして報知処理および警報処理の説明される機能はソフトウェア構成要素の組み込まれた構成部分であり、また別個に、たとえばプロセス制御計算機に実現されなくてよい。ソフトウェア構成要素の少なくとも１つの部分は、診断ユニットをも有していてよく、それを用いて、ソフトウェア構成要素のインタフェースを経て読出し可能な診断信号を発生可能であり、これらの診断信号はソフトウェア構成要素により制御される技術的設備の構成要素の目下の作動状況や予期される将来の作動状況の評価を可能にする。このような診断機能は本発明のこの実施形態では別個にたとえば、プロセス制御計算機に実現されなくてよい。さらにソフトウェア構成要素の少なくとも１つの部分は、操作および監視ユニットを有していてよく、それを用いて、ソフトウェア構成要素により実現される機能の操作やそれらの監視のために利用される信号がソフトウェア構成要素のインタフェースに伝送され得る。これらの信号はたとえば、グラフィックな表示で機能の使用可能な最も重要な作動状態値を含んでいる第１の信号グループと、機能により実行可能な最も重要な命令を含んでいる第２の信号グループとであってよい。こうして、ソフトウェア構成要素により制御される技術的設備の構成要素の操作および監視のために必要な信号をたとえばプロセス制御計算機で別個に用意しないしグルーピングすることが必要でない。さらに、ソフトウェア構成要素の少なくとも１つの部分は、パラメータ設定ユニットを有していてよく、それを用いてソフトウェア構成要素のインタフェースから、機能の実行のために必要とされるパラメータ値を受け取ることができる。たとえばソフトウェア構成要素が調節アルゴリズムを実現すると、インタフェースを経てたとえば積分時間、微分時間または増幅率のようなパラメータ値がソフトウェア構成要素のパラメータ設定ユニットに伝送され得る。こうしてたとえばソフトウェア構成要素の実行中にもこれらのパラメータ値が変更され、調節アルゴリズムがそれによりオンラインで最適化され得る。その際に、たとえばプロセス制御計算機または別個のシステムにおいてこのような機能がソフトウェア構成要素のパラメータ設定のために用意されることは必要でない。
【００５６】
それぞれソフトウェア構成要素によりそれらの組み込まれた構成部分として実現されている先に説明された付加的な機能、報知処理、警報処理、診断、操作および監視およびパラメータ設定は、以前に知られておりまた必要とされた、相応に特殊化されたシステムを不要にする。特殊な報知および警報処理システム、診断システム、操作および監視システムおよびエンジニアリングシステムの代わりに、本発明のこの実施形態では、特別な呈示がソフトウェア構成要素上に現れ、その際各呈示が上記の機能の１つを表す。これらの呈示は適切にソフトウェア構成要素のインタフェースへのアクセスにより呼出し可能である。有利に、ソフトウェア構成要素の上述の呈示へのアクセスは、好ましくは汎用計算機であるクライアント計算機により行われる。このクライアント計算機はインタネット技術ーを用いて、好ましくはＪＡＶＡ能力のあるインタネットブラウザの使用のもとにインタネットまたはイントラネットを経てプロセス制御計算機にアクセスし、ソフトウェア構成要素の相応の呈示を呼出し、可視化する。
【００５７】
本質的に技術的設備の制御および監視のために必要とされるすべての機能がプロセス制御計算機に組み込まれているのが有利である。
【００５８】
このようにして、プロセス制御システムの複雑さが、特にその部分システムの数に関して減ぜられている。
【００５９】
特に有利に、プロセス制御計算機で処理される、技術的設備の監視および制御のために重要なすべてのプロセスデータに、クライアント計算機によって少なくともこれらのプロセスデータの部分へのアクセスが実行可能であるように、それぞれ固有のＵＲＬアドレスが対応付けられている。
【００６０】
前記のＵＲＬアドレス指定メカニズムは特にインタネットの領域から知られている。インタネットブラウザにおけるＵＲＬ（インタネット）アドレスの入力により、こうして適切にプロセスデータの部分にアクセスされ得る。クライアント計算機を用いてそれにより、クライアント計算機のインタネットブラウザにおけるＵＲＬアドレスの入力により適切にたとえば技術的設備におけるポンプの通過流量の瞬時値、電動機の瞬時回転数、プロセス制御システムのアーカイブのデータなどをインタネットを経て呼出すことが可能である。
【００６１】
以下に本発明の２つの実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００６２】
図１にはプロセス制御システム５が示され、このプロセス制御システムはプロセス制御計算機７、クライアント計算機２０および技術的設備２５の近くまたはその中に配置されている複数のセンサＳおよびアクチュエゥタＡを含んでいる。
【００６３】
プロセス制御計算機７は技術的設備２５の監視および制御のために用いられる。この計算機７はウェブサーバ９を有し、それによってインタネット１５への接続が形成されている。
【００６４】
技術的設備２５に生ずる測定量ＭはセンサＳにより受け取られ、また測定データＤとして無線接続Ｆを経てＹＣＰ／ＩＰプロトコルの使用のもとにプロセス制御計算機７に伝送される。プロセス制御計算機７においては、本発明によるプロセス制御システムの制御ソフトウェアＳＰが実行されている。この制御ソフトウェアＳＰは、測定データＤが読入れられ、処理され、制御命令Ｃが無線接続Ｆを経て伝送されることによって、技術的設備２５の作動のために必要な機能を実現する。制御命令Ｃは技術的設備２５においてアクチュエータＡによる操作介入Ｅに通ずる。
【００６５】
プロセス制御計算機７は実時間オペレーティングシステム１１によって作動し、その結果プロセス制御計算機７においてで実行する処理過程が決定性であり、どの時間間隔内で特定の処理過程が確実に実行され得るかが前もって知られ、また保証されている。このようにして時間臨界的な機能も、制御ソフトウェアの決定性のプログラム特性が不可欠なプロセス制御計算機７により実現可能である。プロセス制御計算機７はさらに、プロセス制御計算機７において生ずる誤りがその故障、従ってまたその機能の喪失に通じないようにフェイルセーフに冗長性に構成されている。このような誤りの場合にプロセス制御計算機７の作動は実際上遅れなくまたデータ喪失なく続行され得る。プロセス制御計算機はそのためにたとえば主要なハードおよびソフトウェア構成部分を多重に有していてよく、またさらに、誤りの場合になお機能可能な構成部分を、実際上遅れなしの作動が維持されているようにコーディネートする制御ユニットを含んでいてよい。
【００６６】
プロセス制御計算機７において実現される制御ソフトウェアＳＰの機能ならびに技術的設備２５の作動のために重要なプロセスデータＰＤの監視は主として、インタネット１５への接続のためのインタネットブラウザ２２を含んでいるクライアント計算機２０によって行われる。
【００６７】
本発明によるプロセス制御システムでは、プロセス制御システムの構成要素が実際上完全に技術的設備の中または少なくとも非常に近くに存在していることはもはや必要でない。インタネットや無線接続の使用（その際無線接続はインタネットに含まれていてよい）は、非常に遠い空間的距離を経てのプロセス制御システムの空間的な分布をも可能にする。制御ソフトウェアＳＰは好ましくはプログラム言語ＪＡＶＡで実現されている。クライアント計算機２０のインタネットブラウザ２２はＪＡＶＡ能力があるので、プログラム言語ＪＡＶＡによって発生されるアプリケーションがインタネットブラウザ２２において実行し得る。
【００６８】
プロセス制御計算機７におけるプロセスデータＰＤはそれぞれＵＲＬアドレスを設けられているので、インタネット１５を経てクライアント計算機２０により特定のプロセスデータに対応付けられているＵＲＬアドレスをインタネットブラウザ２２で入力することにより所望のプロセスデータまたは複数の所望のプロセスデータが目的に従って呼出され得る。プロセス制御計算機７とクライアント計算機２０との間の通信のためのインタネット１５の使用は、上記の計算機間のたとえばバスシステムのような特別な通信接続を実現することを不要にする。なぜならば、インタネットが既に例えばＴＣＰ／ＩＰ伝送プロトコルのような、本発明によるプロセス制御システムにより利用される伝送メカニズムを用意するからである。無線接続Ｆの代わりにまたはそれに補足して、測定データＤや制御命令Ｃはインタネット１５を経ても、好ましくはＴＣＰ／ＩＰ伝送プロトコルの使用のもとに伝送され得る。無線接続Ｆはさらにインタネットに含まれていてもよい。
【実施例２】
【００６９】
図２は図１のように本発明によるプロセス制御システム５を示し、その際図１と相違して付加的にフィールド装置ＦＤがそれぞれ固有のマイクロプロセッサを設けられているので、プロセス制御システム５の制御ソフトウェアＳＰはプロセス制御計算機７および１つ又は複数のフィールド装置ＦＤに分布され得る。
【００７０】
図２に示されているフィールド装置ＦＤはインテリジェントフィールド装置と呼ばれる。なぜならば、それらは、前述のように、固有のマイクロプロセッサを利用し、その上で少なくともより簡単な、複雑さの少ない制御ソフトウエアＳＰの制御プログラム、特に時間臨界的や安全上重要な要求を有する制御プログラム、を実行し得るからである。
【００７１】
制御ソフトウェアＳＰは複数のソフトウェア構成要素３０から形成されている。
【００７２】
プロセス制御計算機７およびフィールド装置ＦＤ上にさらに、制御ソフトウェアＳＰのソフトウェア構成要素３０の少なくとも１つの部分がプロセス制御計算機７上でもフィールド装置ＦＤ上でも、そのためにソフトウェア構成要素３０の適合を要することなく実行可能であるように、バーチャルマシンソフトウェアプログラムがインストールされている。クライアント計算機２０は同じく、そのためにソフトウェア構成要素が適合されなければならないことなしに、ソフトウェア構成要素３０の少なくとも１つの部分がクライアント計算機２０上でも実行可能であるように、バーチャルマシンソフトウェアプログラムを含んでいなければならない。
【００７３】
バーチャルマシンソフトウェアプログラムは制御ソフトウェアＳＰのソフトウェア構成要素３０に対して統一的な実行環境を成し、どのハードウェアプラットフォーム上にバーチャルマシンソフトウェアプログラムＶＭがインストールされているかはどうでもよい。このようにして、制御ソフトウェアＳＰのソフトウェア構成要素３０をほぼ任意に、バーチャルマシンソフトウェアプログラムがインストールされているシステム上に分配することが可能である。インテリジェントなフィールド装置ＦＤの使用は特に有利である。なぜならば、これらのフィールド装置はたいてい技術的設備２５の近くまたはその中に設けられており、こうして命令実行または技術的設備からのデータの読入れの際に遅れが実際上生じないからである。さらに、プロセス制御計算機７上の制御ソフトウェアＳＰの上述の分布およびインテリジェントなフィールド装置ＦＤは有利である。何故なら、この場合にはプロセス制御計算機７が時間臨界的や安全上重要な制御課題から負担軽減され、それによって特にアベイラビリティおよび決定性の処理に関する要求の減少がプロセス制御計算機において達成可能であるからである。
【００７４】
図３は複数のソフトウェア構成要素３０から形成されている制御ソフトウェアＳＰの例を示す。各ソフトウェア構成要素３０はその際それにそれぞれ対応付けられる機能を実現する。さらに各ソフトウェア構成要素３０は、直接に先行のコンパイリングおよびロード過程なしに目的計算機、たとえばプロセス制御計算機及びフィールド装置ＦＤ又はそのいずれか一方上で実行可能であるバイトコードを含んでいる。各ソフトウェア構成要素は、その実行のために他のソフトウェア構成要素の並列な実行を必要としないという意味で、自立的に実行可能である。図３に例として示されている制御ソフトウェアＳＰは３つのソフトウェア構成要素３０の接続により実現されている。そのためにソフトウェア構成要素３０のインタフェースが、図３の右側に示されているソフトウェア構成要素のインタフェースの出力端ＯＵＴが図３の左側に示されているソフトウェア構成要素のインタフェースの入力端ＩＮと接続されるように接続されている。さらに、図３の左側に示されているソフトウェア構成要素のインタフェースの出力端ＯＵＴが図３の中央に示されているソフトウェア構成要素の入力端ＩＮと接続されている。接続の結果として生ずる制御ソフトウェアの全体機能は入力端バーＩＮおよび出力端バーＯＵＴを経て利用することができる。それぞれ制御ソフトウェアＳＰのように構成されている複数の制御プログラムが存在し得る。これらの制御プログラムはその場合に上記の入力端および出力端バーＩＮまたはバーＯＵＴを経て互いにデータを交換し得る。
【００７５】
各ソフトウェア構成要素３０はさらに報知処理ユニットＡＶ、診断ユニットＤＩ、操作 および監視ユニットＢＢおよびパラメータ設定ユニットＰＥを有する。
【００７６】
上記のユニットを介して、ソフトウェア構成要素において実現される制御機能に付加して付属の報知処理機能、診断機能、操作および監視機能およびパラメータ設定機能も実現されている。このことは、各ソフトウェア構成要素３０が、機能を顧慮してだけでなく、上記の付加的な機能、報知処理、診断、操作および監視およびパラメータ設定、をも顧慮して、それ自体完結していることを意味する。これらの機能は、公知のプロセス制御システムにおいて通常のように、別々の特殊化されたシステムにおいて実現されなくてよく、それらは制御ソフトウェアＳＰの最小のモジュール、ソフトウェア構成要素３０、においてさえも意のままになる。それぞれ上位のユニットバーＡＶ、バーＤＩ、バーＢＢおよびバーＰＥへのソフトウェア構成要素３０の上記のユニットの信号の組み合わせは、その場合、各個々のソフトウェア構成要素に対して実現されたユニットをソフトウェア構成要素の接続に対しても利用可能にするので、この接続が外部に対して個別のソフトウェア構成要素３０のように作用しまた使用することができる。
【００７７】
さらに診断ユニットＤＩまたはバーＤＩはソフトウェア構成要素３０の機能や通信ならびにそれらの固有のパラメータ値を自ら監視し得るので、それはいわば自己監視され、また独立して実行し得る。既述のようにソフトウェア構成要素３０はそれぞれ直接に先行のコンパイリングおよびロード過程を必要とすることなく実行可能である。このことは少なくとも２つのソフトウェア構成要素から構成されている機能の実行可能性に対しても当てはまる。すなわちソフトウェア構成要素３０は既に機能の構成の間に直接にインスタンス化される。診断ユニットＤＩまたはバーＤＩを用いて既に構成の間に広範囲の診断や検査実行がソフトウェア構成要素３０により、このような、各ソフトウェア構成要素３０の機能に関する、診断や検査のルーチンが別々のユニットや別々の検査プログラムにより処理されなければならないことなしに、自動的に実行可能である。
【００７８】
さらに、ソフトウェア構成要素３０はグラフィックな操作および可視化モジュール（"フェースプレート"）により形成されていてもよく、このモジュールは技術的設備の設備構成要素に対応付けられ、また操作および監視に関するグラフィックな表示（現在のプロセスデータ値ならびに制御のための命令入力手段を有する設備構成要素像）を実現する。
【００７９】
たとえば設備構成要素に対する制御プログラムを含んでいる他のソフトウェア構成要素３０は、その場合直接にそのインタフェースを経てフェースプレートのインタフェースと交互作用し得る。ソフトウェア構成要素３０とフェースプレートとして構成されたソフトウェア構成要素との間の通信は、特に通信チャネルとしてインタネットを使用する際には、有利に先ず束ねられる、すなわち、先ず交換すべきデータが全体的なデータパケットとして伝送され、データパケットに含まれているデータが目的場所において再び相応する目的ソフトウェア構成要素上に分配されることによって、複数のソフトウェア構成要素間のデータ交換が実現される。各構成のソフトウェア構成要素３０間のデータ交換は、データの説明された束ね及び再分配によって行うことができる。データ交換はその際サイクリックもしくは事象制御されて行われる。すなわち固定の時間間隔で特定のデータが伝送されるか、もしくはレリーズする事象、たとえば作動状態変化、が存在するときにのみ行われる。ソフトウェア構成要素間の通信はサイクリックなデータ伝送と事象制御されるデータ伝送との間の混合形態として実行されるのが有利である。
【００８０】
ソフトウェア構成要素３０により実現される機能の処理を最適化するため、その最後の実行以後に所属の入力信号、特に入力端ＩＮないしバーＩＮに与えられている入力信号が変化したソフトウェア構成要素３０のみが実行されると有利である。さもなければ、最後の実行の際に既に求められた出力信号、特に出力端ＯＵＴないしバーＯＵＴに与えられている出力信号、に遡及され得る。それにより、ソフトウェア構成要素３０により実現される機能の必要とされる処理時間が減少する。
【００８１】
前記の実施例のほかにソフトウェア構成要素３０はアーカイブソフトウェアプログラムにより形成されていてもよく、そのプログラムにおいて、特にプロセスデータＰＤが記憶可能かつ呼出し可能であるか、または警報ソフトウェアプログラムにより形成されていてもよく、それによって特にプロセスデータＰＤの少なくとも１つの部分の臨界的な値が検出可能であり、また適当な形態で、たとえば像ディスプレイ上のテキスト報知や音響信号により表示可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】制御ソフトウェアがプロセス制御計算機に中央配置されている技術的設備を作動させるための本発明によるプロセス制御システムの概要図。
【図２】制御ソフトウェアが複数のシステムに分散されている技術的設備を作動させるための本発明によるプロセス制御システムの概要図。
【図３】複数のソフトウェア構成要素から形成されている本発明によるプロセス制御システムに対する制御ソフトウェアの概要図。
【符号の説明】
【００８３】
５    プロセス制御システム
７    プロセス制御計算機
９    ウェブサーバ
１１  実時間オペレーティングシステム
１５  インタネット
２０  クライアント計算機
２２  インタネットブラウザ
２５  技術的設備
３０  ソフトウェア構成要素
Ａ    アクチュエータ
Ｃ    制御命令
Ｄ    測定データ
Ｅ    操作介入
Ｆ    無線接続
ＦＤ  フィールド装置
Ｍ    測定量
ＰＤ  プロセスデータ
Ｓ    センサ
【図１】
0004510837.tif 000002
【図２】
0004510837.tif 000003
【図３】
0004510837.tif 000004