JP5154875B2 - フレキシブル入出力装置を含むプロセス制御システム、方法、及びプログラムを記憶した機械アクセス可能媒体 - Google Patents

Description

本開示は、概してプロセス制御システムに関し、より具体的にはプロセス制御システムで使用するためのフレキシブル入出力装置に関する。

プロセス制御システムは、製品が製造される、又は、プロセスが制御される（例えば、化学製品の製造や発電所制御など）製造所且つ又は製造工場において幅広く使用されている。また、プロセス制御システムは、例えば石油・ガス掘削および貯蔵工程をはじめとする天然資源などの採掘にも使用されている。一つ以上のプロセス制御システムのアプリケーションを通じて、実質的に全ての製造工程や資源採掘工程などを自動化できる。

プロセス制御システムを実施するための方法はこの数年にわたり進化してきた。旧世代のプロセス制御システムは一般に専用の集中型ハードウェアを使用して実施されていた。しかしながら、近代のプロセス制御システムは一般に、高度に分散化されたワークステーション、インテリジェントコントローラ、スマート・フィールド装置およびそれ同等のもののネットワークを使用して実施されており、そのうちのいくつか又は全ては、統括的なプロセス制御方式又は機構の一部を実行しうる。特に、最も最近のプロセス制御システムは、一つ以上のデジタルデータバスを介して互いに、且つ又は一つ以上のコントローラに通信可能に連結されるスマート・フィールド装置およびその他のプロセス制御構成要素を含んでいる。もちろん、これら近代のプロセス制御システムの多くは、例えば、共有のデジタルデータバス又はそれ同等のものとは対照的に通常コントローラに直接連結されるような４−２０ミリアンペア（ｍＡ）装置や０−１０ボルト直流（ＶＤＣ）装置などの非スマート・フィールド装置も含みうる。

いかなる場合も、フィールド装置は、例えば、入力装置（例えば、温度、圧力、流量などのプロセス制御パラメータを示すステータス信号を提供するセンサなどの装置）、並びにコントローラ且つ又はその他のフィールド装置から受け取られた指令に応答してアクション（個々の動作・処置）を実行する制御オペレータ又はアクチュエータを含んでいる。例えば、プロセス制御システムにおいて、コントローラは、例えば、圧力又は流量を上げるためにバルブに対して信号を送信し、温度を変更するためにヒータ又は冷却器に対して信号を送信し、成分を撹拌する混合機に対して信号を送信しうる。

プロセス制御システムの設計においては、フィールド装置がお互いに、又はコントローラ、およびプロセス制御システム内のその他のシステム又は装置に、通信可能に連結される方法が特に重要な要素となってくる。一般に、フィールド装置がプロセス制御システム内で機能することを可能にする様々な通信チャンネル、リンクおよび経路は、共通してまた総括して入出力（「Ｉ／Ｏ」）通信ネットワークと指称される。

従来から、多くの通信プロトコルおよびバスが、スマート・フィールド装置又はその他の制御装置をコントローラへインターフェース接続するのに使用されてきた。一般に、制御装置（例えば、コントローラ）は、「スレーブ」装置としばしば呼ばれるスマート・フィールド装置をアクティブ化してそれとデータ交換を行う、「マスター」としばしば呼ばれる通信プロトコル構成部分を有するＩ／Ｏ装置を含むか又はそれに連結される。これら周知のシステムにおいて、マスターは、フィールド装置の装置仕様（例えば、フィールド装置により使用される特定の通信プロトコル）に適合するように構成されていなければならない。それゆえ、Ｉ／Ｏ装置の製造メーカにサポートされる特定のプロトコル又は装置一式を選択すること、且つ又は使用する様々なフィールド装置と通信するために必要な特定の通信プロトコルのそれぞれについて、異なるＩ／Ｏ装置又はカードを使用することがユーザに対して常に要求されていた。

上述の問題に鑑みて、本発明は、様々な通信プロトコルに柔軟に適合することができる、フレキシブルな入出力装置を備えたプロセス制御システム、このような入出力装置を構成するプロセス制御方法、及びプログラムを記憶した機械可読媒体を提供することを目的とする。

本発明の一態様によると、複数のフィールド装置を制御するプロセス制御システムは制御装置および通信プロトコル構成部分を含んでいる。通信プロトコル構成部分は、第１又は第２の通信プロトコルのうち少なくとも一つを使用し、フィールド装置の少なくとも一つと通信するために選択的に構成可能な一つの通信チャネルを有する。

別の態様によると、プロセス制御システムで使用される入出力装置は、複数のフィールド装置の少なくとも一つと制御装置間の通信を確立するための、少なくとも第１の通信チャネルを含んでいる。該通信は、第１の利用可能通信プロトコル又は第２の利用可能通信プロトコルの少なくとも一つを使用して確立される。

また別の態様によると、複数のフィールド装置を制御する方法には、少なくとも１つの通信チャネルを有する通信プロトコル構成部分を含む入出力（「Ｉ／Ｏ」）装置を初期化することが含まれる。該方法には更に、第１の利用可能通信プロトコル又は第２の利用可能通信プロトコルの少なくとも一つを使用するために、前記少なくとも一つの通信チャネルを構成することが含まれる。また、該方法には、第１の通信プロトコル又は第２の通信プロトコルの少なくとも一つを使用することにより、前記少なくとも一つの通信チャネルを介してフィールド装置の一つと通信することも含まれる。

なおまた別の態様によると、複数の通信プロトコルを使用して通信するためにプロセス制御システム中の入出力装置を使用する方法には、第１の通信プロトコルを使用する、複数のフィールド装置の少なくとも一つと通信するために、複数の通信チャンネルの少なくとも一つの第１のチャネルを入出力装置上に構成することが含まれる。該方法には更に、第２の通信プロトコルを使用する少なくとも複数のフィールド装置の別の一つと通信するために、複数の通信チャンネルの少なくとも一つの第２のチャネルを入出力装置上に構成することが含まれる。

以下の説明では実施例として挙げられる機器およびシステムが（その他の数多く存在する構成要素の中でも特に）ハードウェア上で実行されるソフトウェア且つ又はファームウェアを含んだ状態で記載されているが、このようなシステムは単に本発明の実施形態の一例に過ぎず、本発明を限定するものであると見なされるべきでないことに注意されたい。例えば、これらのハードウェア、ソフトウェアおよびファームウェア構成要素のいずれか又は全ては、ハードウェアにおいてのみ、又はソフトウェアにおいてのみ、或いはハードウェアとソフトウェアのいかなる組み合せにおいて具体化できるものと考慮される。よって、実施例としての機器およびシステムが以下において説明されているが、通常の技術を有する当業者であれば、ここに提供される実施例がこれらの機器およびシステムを実施する唯一の手段ではないことが容易に理解できるはずである。

本明細書に用いられている「入出力装置」（つまり「Ｉ／Ｏ装置」）という語句には、一つ以上のフィールド装置をプロセスコントローラへ通信可能に連結するのに使用されるハードウェア且つ又はソフトウェアのあらゆるものが含まれる。いくつかの実施形態において、Ｉ／Ｏ装置は、バスを介してコントローラに連結される別個のカード（つまりＩ／Ｏカード）でありうる。その他の実施形態において、Ｉ／Ｏ装置の機能の一部分又は全ては、コントローラと一体的でありうる。よって、「Ｉ／Ｏ装置」および「Ｉ／Ｏカード」という語句は、ここに提供される説明全体にわたり置き替え可能な語句として使用されうる。

一般に、Ｉ／Ｏ装置又はカードは、プロセスコントローラが単一の指定された通信プロトコルを介してフィールド装置と通信するようにプログラムされるか、又は構成される。これら周知のＩ／Ｏカードは、指定されたプロトコルを使用する複数のフィールド装置との通信を可能にする。コントローラが、異なる通信プロトコルを使用する種々様々なフィールド装置と通信することを可能にすることが望ましい場合には、通常、使用される異なる通信プロトコルの一つ一つについて別々のＩ／Ｏカードが必要とされる。しかし、これによって、種々様々な通信プロトコルが複数の異なるフィールド装置と通信するのに使用されるシステムにおいては、設置、構成、稼動および保守保全に関連するコストが著しく増加することになりえる。

このようなシステムのいくつかのにおいては、例えば、Ｉ／Ｏ装置且つ又はＩ／Ｏカードの利用度は比較的少なく、多数のＩ／Ｏカードが、各々比較的わずかな、特定の通信プロトコルを使用するフィールド装置と通信するために必要となりうる。すなわち、各Ｉ／Ｏカードが非常に多くのフィールド装置と通信する能力を有しうる一方、フィールド装置により使用される通信プロトコルのタイプごとに別々のＩ／Ｏカード使用されているため、実際に各Ｉ／Ｏカードと通信状態にあるフィールド装置は非常にわずかである。更に、Ｉ／Ｏ装置においてＩ／Ｏカードにサポートされるいかなる通信プロトコルとは異なる通信プロトコルを使用する一つ以上のフィールド装置を追加したり、且つ又は、一つ以上のフィールド装置と交換したりするためには、当該さらなる通信プロトコルをサポートするために、更に別のＩ／Ｏカードを設置および構成することが必要とされる。

周知のシステムおよび方法とは異なり、ここに実施例として記載されるシステムおよび方法は、単一のＩ／Ｏ装置又はカードを介し、コントローラを種々様々なプロトコルを使用する一つ以上のフィールド装置へと通信可能に連結するために使用できる。より具体的には、本明細書に記載されるように、複数のフィールド装置を制御するのに使用できる、実施例としてのプロセス制御システムは、マスター又は通信プロトコル構成部分を有するＩ／Ｏ装置又はカードを含んでいる。通信プロトコル構成部分には、各々がＩ／Ｏポートに対応する複数の再構成可能な構成要素が含まれている。再構成可能な各構成部分は、コントローラがそのＩ／Ｏポートを介して通信するところの関連するフィールド装置の仕様によって、複数の通信プロトコルのうちの一つを使用するように構成可能である。このようにして、異なる通信プロトコルが、同じＩ／Ｏカード又は装置を介して異なるフィールド装置と通信するのに同時に使用されうる。Ｉ／Ｏポートに連結された１以上のフィールド装置を変更することが望ましい場合、Ｉ／Ｏポートに関連した再構成可能な構成部分を必要に応じて１以上の新しいフィールド装置と通信するために異なる通信プロトコルを使用するように再構成できる。従って、通信プロトコルは、接続（例えば、Ｉ／Ｏポート）ごとにＩ／Ｏ装置又はカード内において選択可能である。結果として、Ｉ／Ｏ装置又はカードは、複数の異なる通信プロトコルを介して通信する多くのフィールド装置を一つのＩ／Ｏ装置又はカードを介してプロセス制御システムに連結しうるという点で、プロセス制御システムにフレキシビリティ（柔軟性・融通性）を提供する。

通信プロトコル構成部分の再構成可能な構成要素はプロセス制御システムに関連する構成用アプリケーションを使用して構成されうる。構成用アプリケーションは、ワークステーションを介して実行されるように構成されたアプリケーションなど、一つの（つまり単一の）ツールを使用して作成されうる。また、構成用アプリケーションは、オブジェクト指向型データベース内に組み入れられており且つ自己文書化式（self-documenting）であるという点をはじめとして有益な属性を提供しうる。構成用アプリケーションはまた、Ｉ／Ｏ装置又はカードによるフィールド装置の検出に関係する情報を提供でき、また、フィールド装置のアドレスを割り当てる且つ又は該アドレスの割り当てをクリアするように構成されることができ、且つ、特定のフィールド装置に関連した入力、出力又はパラメータを説明するために装置定義を使用するように構成されることができる。更にまた、構成用アプリケーションは、装置の定義に関係するラベルを使って信号タグを生成するようにも構成されることができ、また、フィールド装置と通信するのに使用される複数の通信プロトコルのいかなるものに対してでもフィールド装置ごとに装置警報を生成するように構成されることができ、且つ、ワークステーションを基盤とする装置構成アプリケーションからのパススルー通信をサポートしうる。加えて、フィールド装置へアドレスを割り当てるのに携帯型構成ツールを使用することができる。

ここで図１を参照するに、実施例としての分散型制御システム又はプロセス制御システム１０は、本明細書に記載されるフレキシブル入出力（Ｉ／Ｏ）装置および方法を使用する。図１に示されるように、プロセス制御システム１０は、制御装置又はコントローラ１２および、例えばアプリケーション制御ネットワーク（ＡＣＮ）と一般に総称されるローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）２０などのネットワーク又はバスを介してコントローラ１２に連結されうるワークステーション（例えばシステム設定エンジニア用又はオペレータ用ステーション１４）を含む。オペレータステーション１４は、一つ以上のワークステーション又はその他の適切なコンピュータ・システム又は処理装置を使用して実施されうる。例えば、シングルプロセッサのパーソナルコンピュータ、シングル又はマルチプロセッサのワークステーションなどを使用して、オペレータステーション１４を実施することが可能である。また、ＬＡＮ ２０は所望のあらゆる通信メディアおよびプロトコルを使用して実施されうる。例えば、ＬＡＮ ２０は、ハードワイヤード（有線）又はワイヤレスＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）通信方式に基づくものでもよい。これについては周知の方式であるため、ここで更に詳しく説明しない。但し、通常の技術を有する当業者であれば、その他の適切な通信媒体およびプロトコルを使用しうることが容易に理解できるはずである。

オペレータステーション１４は、図３−５に関連して以下更に詳しく説明されている、プロセス制御構成システム５２（代替的に、プロセス制御構成ルーチン、アプリケーション、又はツール５２とも称される）を格納するためのメモリ２６を含んでいる。オペレータステーション１４は、また、構成ツール５２を実行するプロセッサ１６を含んでいる。構成ツール５２は、例えば、プロセス制御システム１０において使用されるフィールド装置のタイプおよび位置を文書化して記録するため、且つ又はプロセス制御システム１０の構成を評価検討又は変更するために、一人以上のオペレータ、エンジニア又はその他のユーザにより使用されうる。また、構成ツール５２は、コントローラ１２、Ｉ／Ｏ装置又はカード３０、システム１０内で使用されるフィールド装置の一つ以上、および実行時コントローラ１２且つ又はフィールド装置により実行されるプロセス制御ルーチン又はプロセス制御ソフトウェア内の任意の機能又はサブルーチンなどの、個別制御要素に関する情報を文書化して記録するのに使用されうる。更に、構成ツール５２は、プロセス制御システム１０の作動中にプロセスに関する情報を受信および表示するため、且つ又は構成情報をダウンロードするために、コントローラ１２と通信しうる。

また、オペレータステーション１４は、構成ツール５２により使用されるプロセス制御構成情報を格納するためのプロセス制御構成データベース１８を含みうる。データベース１８は、メモリ２６、又はプロセス制御システム１０に通信可能に連結されたその他の所望のメモリに格納されうる。

コントローラ１２は、デジタルデータバスとして実施されうる複数の通信リンク又はチャネル２８と、Ｉ／Ｏカード又は装置３０（フレキシブルＩ／Ｏ装置、カード又はインターフェースカードとも称される）を介して複数のスマート・フィールド装置２２に連結されうる。以下図２に関連して更に詳しく説明されるように、フレキシブルＩ／Ｏ装置又はインターフェースカード３０は、各々が通信チャンネル２８の一つに対応する複数の接続又はポート４８を提供する。該接続又は通信チャンネル２８の各々は、複数の利用可能通信プロトコルの任意のものを使用するように個々に構成されうる。例えば、通信チャンネル２８の各々は、Ｆｉｅｌｄｂｕｓ、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ（登録商標）、ＨＡＲＴ（登録商標）、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ ＤＥ（登録商標）、Ｆｏｘｂｏｒｏ ＦｏｘＣｏｍ（登録商標）又はその他通信プロトコルの一つを使用するように個々に構成されうる。結果として、フレキシブルＩ／Ｏ装置３０は、作動中に、複数の通信チャンネル２８を介して複数のフィールド装置２２と通信するために異なる通信プロトコルの組み合せを同時に使用しうる。また当然のことながら、各通信チャンネル２８は、同じ通信プロトコルを使用してＩ／Ｏ装置３０と通信する複数のフィールド装置２２と連結されうる。例えば、スマート・フィールド装置２２のいくつかは、Ｆｉｅｌｄｂｕｓ適合バルブ、アクチュエータ、センサなどでありえ、この場合、当該のスマート・フィールド装置２２は、周知のＦｉｅｌｄｂｕｓプロトコルを使用するように構成された通信チャンネル２８の一つ以上を介して通信する。もちろん、その他のタイプのスマート・フィールド装置および通信プロトコルを、Ｆｉｅｌｄｂｕｓプロトコルを使用するものの代わりに、又はそれに加えて、使用してもよい。例えば、スマート・フィールド装置２２には、周知のＰｒｏｆｉｂｕｓ（登録商標）およびＨＡＲＴ（登録商標）通信プロトコルを使用するように構成された通信チャンネル２８を介して通信する、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ（登録商標）又はＨＡＲＴ（登録商標）の適合装置を含むことが可能である。更にまた、Ｆｉｅｌｄｂｕｓ装置やＨＡＲＴ（登録商標）装置などでありうるスマート・フィールド装置の別の一組を追加してコントローラ１２と通信できるようにするために、追加的なＩ／Ｏ装置および冗長Ｉ／Ｏ装置（Ｉ／Ｏ装置３０に類似するか同一のもの）をコントローラ１２に連結してもよい。

異なる組み合せの通信プロトコルを使用するように構成可能である様々なＩ／Ｏ装置３０をコントローラ１２に連結することに加えて、実施例としてのＩ／Ｏ装置３０およびあらゆる付加的なＩ／Ｏ装置についてもまた、ここに挙げられるいかなる種類且つ又は組み合せの通信プロトコル、且つ又はその他周知の又は将来開発されるであろう通信プロトコルを使用することにより、通信チャンネル２８を介して通信を行えるようにしてもよい。

このように、フレキシブルＩ／Ｏ装置３０は、異なる製造メーカにより構成されうる且つ又は異なる通信プロトコルを使用するフィールド装置を、Ｉ／Ｏ装置３０のポート、接続又は通信チャンネル上で混合および適合することが可能になる。このようなフレキシビリティにより、最適な実施が可能になり（例えば、全て単一の通信プロトコルを使用する装置を選択しなければならないという問題は解消され、むしろ装置の性能やコストなどの特徴に基づいてフィールド装置の組み合せを選択できるなど）、また、異なる又は追加のＩ／Ｏ装置を設置するための追加費用を招くことなく、又は必要とすることなく、一つ以上のフィールド装置２２を、異なる通信プロトコル（複数可）を介して通信するフィールド装置と容易に置き換えることができるようにもなる。例えば、フレキシブルＩ／Ｏ装置３０は、数個のチャンネル又はポートでＨｏｎｅｙｗｅｌｌ ＤＥ（登録商標）プロトコル、およびその他のチャンネル又はポートでＨＡＲＴ（登録商標）プロトコルを同時にサポートするように構成することも可能である。同様に、Ｉ／Ｏ装置３０は、数個のチャンネル又はポートでＦｏｘｂｏｒｏ ＦｏｘＣｏｍ（登録商標）プロトコル、およびその他のチャンネル又はポートでＨＡＲＴ（登録商標）プロトコルを同時にサポートするようにも構成することが可能である。更に、実施例としてのプロセスシステム１０によって、望ましい場合はフィールド装置２２とアナログ通信（例えば、アナログ４−２０ｍＡ）を使用することが可能になり、並びに、チャンネル２８の一つで実施されるプロトコルによりサポートされている場合はアナログとデジタル混在通信を使用することが可能になる。

更に、上記のように、また以下更に詳しく説明されるように、異なる通信チャンネル２８又は関連するポート４８での多重交信プロトコルのサポートに加えて、通信チャンネル２８又はポート４８の各々を、フレキシブルＩ／Ｏ装置３０によって個々独立して再構成できる。従って、一つの通信プロトコルを使用するように構成された通信チャネル２８は、後に第２の異なる通信プロトコルを使用するようにプログラムされることができる。よって、フィールド装置２２の一つが故障し、保守保全作業を行うために取り除く必要がある場合、もしくは交換する必要がある場合、故障したフィールド装置をプロセス制御システム１０から取り除くか又は接続を解除して、交換用フィールド装置を、同じ通信チャネル２８を介して（つまり、Ｉ／Ｏ装置３０の同じポートに接続して）プロセス制御システム１０に連結しうる。交換したフィールド装置２２が、以前故障して交換されたフィールド装置とは異なる通信プロトコルを使用する場合、交換したフィールド装置がＩ／Ｏ装置３０と通信するための通信チャネル２８は、交換したフィールド装置により使用される通信プロトコルを使用するように再構成できる。例えば、システムオペレータ、システム設定エンジニア、又はその他のユーザは、交換したフィールド装置と通信するための通信チャネル２８を再構成するために構成ツール５２を使用しうる。通信チャンネル２８のいずれかの再構成は、通信チャンネル２８のその他のものの動作に影響を与えない。

スマート・フィールド装置２２に加えて、一つ以上の非スマート・フィールド装置３２および３４もまたコントローラ１２に通信可能に連結されうる。非スマート・フィールド装置３２および３４は、例えば、各々ハードワイヤード・リンク３６および３８を介してコントローラ１２と通信する従来の４−２０ｍＡ又は０−１０ＶＤＣ装置でありうる。

コントローラ１２は、例えば、Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ（登録商標）およびＦｉｓｈｅｒ−Ｒｏｓｅｍｏｕｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｉｎｃ．社により販売されるＤｅｌｔａＶ（登録商標）コントローラでありうる。但し、代わりに任意のその他のコントローラを使用してもよい。更に、図１においてはコントローラが一つだけ備えられた状態で図示されているが、ＬＡＮ ２０に所望のあらゆるタイプの（又はタイプの組み合せの）コントローラを追加して連結することが可能である。作動中、コントローラ１２は、オペレータステーション１４を使用してシステムエンジニア又はその他のシステムオペレータにより生成され、且つ、コントローラ１２及びフィールド装置２２の少なくとも一つにダウンロード及びインスタンス化されたプロセス制御システム１０に関連した、一つ以上のプロセス制御ルーチンを実行しうる。

図１はまた、実施例としてのプロセス制御システム１０が遠隔オペレータステーション又は通信装置５０（例えば、フィールド装置２２の設置且つ又は保守保全に関係するサービシングをサポートするハンドヘルド（携帯）型構成ツールでありうる）を含みうることも示している。実施例として挙げられるハンドヘルド型構成ツール５０は、ＡＳ−ｉ（アクチュエータ・センサ・インターフェース）バス且つ又はその他任意のハードウェアプラットフォーム、通信プロトコルなどを使用して実施されうる。更に、ハンドヘルド型構成ツール５０は、例えばＨＡＲＴ（登録商標）プロトコルなどのいくつかの通信プロトコルと共に、例えば、２次的なマスター又は通信プロトコル構成部分として機能する能力など、さらなる別の機能的能力を有しうる。

更に、以下で更に詳しく説明されているように、作動中、ハンドヘルド型構成ツール５０はフィールド装置２２へアドレスを割り当てるために使用されうる。一般に、フィールド装置２２はデフォルトアドレスを割り当てられて製造メーカにより提供される。それゆえ、同じ又は異なる製造メーカにより製造されうる二つのフィールド装置（例えば、図２のフィールド装置２２ａおよび２２ｂ）は、初期設定として同じアドレスを有しうる。コントローラ１２に連結された二つのフィールド装置が同じアドレスを有する場合、一つの装置に情報を送信しようとすると意図に反して第２の装置でも情報が受信されてしまう結果となりうるため、コントローラ１２が両装置と適切に通信することができない。また、同一のアドレスが指定された二つの装置が同じ通信プロトコルを使用しない場合には、通信プロトコルが不適当に構成されてしまう場合がある。この問題を解消する一つの方法は、プロセス制御システム１０にフィールド装置２２を連結する際に、フィールド装置２２にアドレスを遠隔から再び割り当てるためのハンドヘルド型構成ツール５０を使用することである。

上記されるように、フィールド装置２２がプロセス制御システム１０に増設される時点又はその他の所望のいかなる時点において、フィールド装置２２にアドレスを割り当てるか、又は再度割り当てすることができる。フィールド装置２２に対するアドレスの割り当ては、例えばハンドヘルド型構成ツール５０を使ってオフラインで、又は、例えば構成ツール５２およびコントローラ１２を介してプロセス制御システム１０によって自動的に行いうる。構成ツール５２はまた、フィールド装置２２のうちの任意のアドレスをクリアする能力を提供しうる。プロセス制御システム１０、特に構成ツール５２によりフィールド装置２２へのアドレスをクリア且つ又は割り当てうるので、アドレスを割り当てる／クリアするためにハンドヘルド型構成ツール５０を必要としない場合もある。但し、上述されるように、ハンドヘルド型構成ツール５０はまた、例えばルーチンの保守保全、トラブルシューティング又は修理などのフィールド作業を可能にする。

フィールド装置のアドレスは、有効な入出力と共に使用される、構成ツール５２により生成されうる信号タグに組み入れられる。従って、フィールド装置の信号タグは、例えば「Ｔ１０１」などのアドレスを含みうる。また、信号タグはラベルを含みうる。「ラベル」とは、オペレータ又はシステム設定エンジニア、保守保全要員又はその他のユーザが装置のタイプ、特定の装置、又は信号に関連した装置により作成される計測又は計測結果のタイプを容易に識別できる記述用語又は語句である。従って、ラベルには、例えば「ボイラー給水温度」と記されているかもしれない。更に、信号タグは、また、フィールド装置２２に関連した定義を含みうる。これら装置の定義は、フィールド装置についての追加的情報を提供する。例えば、装置の定義は、それぞれの特定のフィールド装置２２に関連した少なくとも一つの入力、出力、およびパラメータの内容を説明しうる。このような装置の定義は、バルク形式で構成データベース１８にインポートするようにしてもよく、或いは、フィールド装置２２の各々がシステム１０に増設される時点又はその他の任意の時点において、ユーザが製品説明に基づいて装置定義を作成することもできる。装置定義の作成又は生成を図る（つまり、入力、出力およびパラメータを定義する）ためのキューやプロンプトなどは、フィールド装置２２の通信プロファイル（フィールド装置２２と通信するために必要な通信プロトコルを含む）に基づきオペレータステーション１４を介してユーザに提供されうる。更に、構成ツール５２は、フィールド装置２２の入力、出力およびパラメータを説明するために装置定義を使用しうる。このような装置定義の使用によって、ユーザによる構成エラーを解消できる。また、実施例として挙げられるプロセス制御システム１０は、信号タグ（つまり定義される入出力、ラベル、装置定義）に基づいて、少なくとも部分的に、ネットワーク装置の階層表示ビューを提供しうる。階層表示ビューは自動的に生成されうる。

本明細書に実施例として記載されるシステムおよび方法はまた、その他の利点も提供する。例えば、ユーザは、装置と通信するのに使用される通信プロトコルに関係なく、装置ごとに、特定のフィールド装置の様々な状態又は作動状態に関する警告を受けることができる。例えば、フィールド装置により測定された特定のパラメータが危険領域に達した場合に、オペレータが、そのフィールド装置の状態について、且つ又はそれに対して実施すべき特定の処置について警告を受けられるようにしてもよい。また、オペレータがフィールド装置の欠如状態に関する警告を受けられるようにしてもよい。例えば、以下でより詳細にわたり記述される構成作業中に、オペレータがフィールド装置に特定のメッセージを送った後に特定のフィールド装置から応答を受信することを期待することがある。オペレータが受信するはずの応答を受信できない場合、フィールド装置が障害を起こした又は正確に構成されていないためにフィールド装置が通信を読解できない状態であること、もしくは欠如状態にある又は利用可能ではないことを示す警告をオペレータが受けるようにしてもよい。

更に、システム１０は、ワークステーションを基盤とした装置構成アプリケーションからのパススルー通信をサポートする。このような実施例として挙げられるアプリケーションの一つとして、Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ（登録商標）およびＦｉｓｈｅｒ−Ｒｏｓｅｍｏｕｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｉｎｃ．社により提供されるソフトウェアプログラムであるＡｓｓｅｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ （ＡＭＳ）(登録商標）シリーズが挙げられる。これらのプログラムは、実施例として挙げられるプロセス制御システム１０を装置の構成や較正および設備問題の診断を含む様々な領域で実施される作業を対象に、製造工場の従業員に対するサポートを提供するものである。このプログラムを使用することにより、例えばフィールド装置２２における変更などの装置の構成および管理作業を、ホスト・プロセス制御システムの実装形態に関係なく処理することが可能になる。

実施例として挙げられるプロセス制御システム１０は、また、アナログ・ネットワーク（つまり、例えば４−２０ｍＡのアナログ信号を使用するもの）の代わりにその他のデジタル通信ネットワークをサポートしうる。このようなネットワークは、コントローラ、トランスデューサ、アクチュエータおよびセンサなどの孤立系フィールド装置をリンクするのに使用されるデジタル、双方向、マリチドロップ、シリアルバス通信ネットワークでありうる。これらのネットワークは、例えば、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ ＰＡ（登録商標)を含みうる。前記その他のネットワークは、チャンネルごとにサポートされ、フィールド装置の高速オールディジタル通信プロトコルへの移行が簡単になりうる。また、本方法論は、種々様々な計測又は制御アプリケーション用（又は類似した装置用）に設計されている汎用ＲＴＵであるＦｉｓｈｅｒ製遠隔操作コントローラ（ＲＯＣ）などの、遠隔端末装置（ＲＴＵ）又は独立型（スタンドアロン）のコントローラにも拡張されうる。

ここで図２を参照するに、図１の実施例として挙げられる制御システム１０のさらなる詳細部が図示されている。ＤｅｌｔａＶ（登録商標）分散型制御システムにおいては、例えば、（マスターとも称される）通信プロトコル構成部分（コンポーネント）２４が、図２に示されるように、コントローラ１２に連結されたＩ／Ｏ装置３０に格納されている。下記においても更に詳しく説明されている通信チャンネル２８ａ、２８ｂ、２８ｃおよび２８ｎの構成は、例えばオペレータステーション１４などのワークステーションを介して行いうる。そして、該構成情報は、ネットワーク２０を介してコントローラ１２およびＩ／Ｏ装置３０へと転送されうる。Ｉ／Ｏ装置３０は、通信プロトコル構成部分２４のローカルフィールド（現場）での構成を可能にする、押しボタン又はそれ同等のものなど、直接接触式のヒューマン・インターフェースを含みうる。直接接触式ヒューマン・インターフェースがＩ／Ｏ装置３０に備えられていない場合、以下に説明されるように、例えばオペレータステーション１４の周知のソフトウェアＤｅｌｔａＶ Ｅｘｐｌｏｒｅｒ（登録商標）の機能性を拡張することにより、実施例として挙げられる制御システム１０に関連した構成ツール５２を使用して通信プロトコル構成部分２４を構成しうる。

実施例として挙げられるＩ／Ｏ装置３０は、Ｉ／Ｏ装置３０がコントローラ１２とプロセッサ４２およびメモリ４４（図１に図示され且つそれに関連して説明されるプロセッサ１６およびメモリ２６に類似した動作を行う）と通信するためのコントローラ・インターフェース４０を含んでいる。実施例として挙げられるＩ／Ｏ装置３０はまた、複数の再構成可能な通信ポート又はモジュール４６ａ、４６ｂ、４６ｃおよび４６ｎを有する通信プロトコル構成部分２４を含んでいる。再構成可能通信モジュール４６ａ〜４６ｎは、通信チャンネル２８ａ〜２８ｎ且つ又はポート４８ａ〜４８ｎの各々に対応する。

図中、再構成可能な通信ポート又はモジュール（つまり４６ａ〜４６ｎ）が４つ、および対応する通信チャンネル又はリンク（つまり２８ａ〜２８ｎ）が４つ示されているが、その代りとして、より多くの、又はより少数の、再構成可能な通信ポート又はモジュールおよび、通信チャンネル又はリンクを使用してもよい。更に、Ｉ／Ｏ装置３０に類似するか又は同じである複数のＩ／Ｏ装置又はカードがコントローラ１２に連結されることができ、且つ又は、複数のフィールド装置が通信チャンネル２８ａ〜２８ｎの各々又はいかなる組み合せにの連結されることができる。

より詳細にわたり後述されるように、フィールド装置２２の一つが、通信チャンネル２８ａ〜２８ｎおよび通信ポート４８ａ〜４８ｎおよびモジュール４６ａ〜４６ｎの一つを介してＩ／Ｏ装置３０に連結される場合、（フィールド装置２２が、該フィールド装置２２により使用される通信プロトコルを使用するために連結されるところの）モジュール４６ａ〜４６ｎの一つを構成又は再構成してコントローラ１２がフィールド装置２２と通信できるようにするためにも構成ツール５２を使用しうる。

構成ツール５２は、通信プロトコル構成部分２４（これに内蔵される構成可能な通信モジュール４６ａ〜４６ｎを含む）の構成を可能にする単一の又は統合型ソフトウェアツールを提供しうる。更に、構成ツール５２は、（上記の）オペレータステーション１４などの一つ以上のワークステーションで作動する直観的アプリケーションでありうる。より具体的に、構成ツール５２は、例えば、前記ＡＭＳ（登録商標）ソフトウェアに類似するパーソナルコンピュータで使用するソフトウェアプログラムとして実施されうる。プロセス制御システム１０（図１）および装置ネットワーク２０の構成は、単一のオブジェクト指向型データベースでありうるデータベース１８に組み入れられ、それにより管理される。単一のオブジェクト指向型データベースが実施される場合、多重構成データベース全体にわたって構成データを管理し同期化する必要がなくなる。但し、望ましい場合は、代替的な又は２次的なデータベースがＩ／Ｏ装置３０に含まれうる。

上記のように、ネットワーク２０の構成は分り易い階層として表示されうる。そして、構成用アプリケーション５２は自己文書化式である。ネットワーク２０の構成が自己文書化式であるので、プロセス制御システム１０と関係する情報はユーザによって簡単に利用でき、異なる表示欄又は部門（つまり保守保全、運営、など）により使用される場合に翻訳する必要がない。例えば、周知のシステムのいくつかにおいて、特定のフィールド装置用の通信チャネルを構成するオペレータは、フィールド装置と通信するため、並びに、例えば、装置などに関する保守保全記録などその他の種々様々な情報にアクセスするためにどの通信プロトコルを使用するかを判断する際に、フィールド装置を分析し、ワークブックなどの２次的資料を調べなければならない場合がある。

実施例として挙げられるプロセス制御システム１０は自己文書化式である。従って、フィールド装置２２の各々はそれ自体についての情報を通信チャンネル又はリンク２８を介して提供するように構成される。結果として、フィールド装置２２は、直接にアクセス可能でありえ、或いは、以下図５を参照して説明されるような構成用アプリケーション又はツール５２に自動検知機構が統合される場合には自動検知可能でありうる。いかなる場合も、フィールド装置２２に関する情報は、構成ツール５２を介してユーザに容易に表示されうる。このような情報は、装置タグ、前回の較正などの保守保全情報、改訂又は自己診断情報、又はその他の作動情報且つ又は指示（装置と通信するのに使用するのに適した通信プロトコルなど）を含みうる。

図３は、本明細書に記載される構成ツール又はアプリケーション５２の態様を例示するブロック図である。図３の機能ブロックは、ソフトウェア、ファームウェアおよびハードウェアの所望の任意の組み合せを使用して実施されうる。例えば、一つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け回路など（ＡＳＩＣ）などにより、本明細書に記載される方法を遂行し機器を実施するために、機械又はプロセッサクセス可能な記憶媒体に格納されている指示且つ又はデータにアクセスしうる。

図３に示されるように、構成ツール５２は、プロセス制御システム１０に連結されたフィールド装置（例えば、フィールド装置２２）の構成に関する諸情報、統計、実情などを文書化して記録するのに使用される自己ドキュメンタ５４を含む。構成ツール５２は、また、プロセス制御システム１０に連結されたフィールド装置２２の一つ以上の存在を検知してそれに関連する情報を提供しうるフィールド装置センサ５６を有する。更に、構成ツール５２は、デバイス定義デバイス定義の作成に関係する情報の少なくとも一つを、データベース１８にインポートするのに使用されうるインポータ５８を有する。インポータ５８は、バルク形式で、又はユーザにより初期設定された作成過程を介して、前記情報をインポートすることができる。

構成用アプリケーション５２はまた、一連のジェネレータ６０、６２および６４を含んでいる。具体的には、定義ジェネレータ６０は、インポータ５８によりインポートされた情報でありうる製品説明を使用してデバイス定義を生成する。タグジェネレータ６２は、デバイス定義に関するラベルと信号タグを生成する。最後に、警告ジェネレータ６４は、該当するフィールド装置２２の作動状態に基づいてフィールド装置２２の一つ以上の警告を生成する。フィールド装置ごとに装置警報を生成しうる。

構成ツール５２はまた、冗長Ｉ／Ｏ装置３０をサポートするのに使用されうる冗長性マネージャ６６、およびホスト・プロセス制御システム１０の実施形態に関係なく、オペレータ又はフィールド・エンジニアがプロセス制御システム１０における装置の構成および管理を含む様々な側面を管理することを可能にするパススルー通信マネージャ６８など（但しこれらに限定されるものではない）、その他にもいくつかの構成要素を含んでいる。

図４および図５は、プロセス制御システム（例えば、図１および図２のプロセス制御システム１０）において、再構成可能なモジュール（例えば、モジュール４６ａ〜４６ｎ）、ポート（例えば、ポート４８ａ〜４８ｎ）および通信リンク（例えば、通信チャンネル２８ａ〜２８ｎ）を構成するのに使用されうる、実施例として挙げられる方法のフロー図である。一実施形態において、図４および図５のフロー図は、図１〜３の実施例の構成ツール５２を実施するための、実施例として挙げられる機械可読および実行可能命令を示すものである。本実施形態において、該機械可読命令は、図６の実施例としてのプロセッサーシステム２１０に示されるプロセッサ２１２などのプロセッサにより実行されるプログラムを含む。該プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードドライブ、デジタル用途ディスク（「ＤＶＤ」）、又はプロセッサ２１２に関連したメモリなどの有形媒体に格納されたソフトウェアとして具体化され、且つ又は周知の方法によってファームウェア又は専用ハードウェアで具体化されうるものである。例えば、ソフトウェア、ハードウェア及びファームウェアの少なくとも一つを使用して、構成ツール５２（図１〜３参照）、Ｉ／Ｏ装置、コントローラなどを実施することが可能である。更に、実施例として挙げられるプログラムは、図４および図５に示されるフローチャートに関して説明されているが、通常の技術を有する当業者ならば、構成ツール５２を実施するその他の多くの方法を代替方法として使用しうることは一目瞭然のはずである。例えば、ブロックの実行順序は変更しえるものであり、且つ又は、ここに記載されるブロックのうちのいくつかを変更、除外、又は結合することが可能である。

図４は、フレキシブルＩ／Ｏ装置３０を介して複数のフィールド装置２２を制御する、構成ツール５２により実行しうるプロセスの実施例の概要図である。ここに記載されるように、通信プロトコルは複数のフィールド装置２２の各々に対して、チャンネルごと又は接続ごとに柔軟に選択されることができる。ワークステーション（例えば、オペレータステーション１４）で作業し、構成ツール５２を実施するシステム設定エンジニア又はオペレータは、プロセス制御システム１０の階層及びアーキテクチャの少なくとも一つに関する情報又はデータを有しうる。すなわち、オペレータは、どのフィールド装置が設置されているか、フィールド装置が除去且つ又は交換されるのかどうか、また交換する場合はいつ行われるのか、に関する知識又は情報を有することができる。一般に、フィールド装置の増設、除去、交換などは、作業許可又は作業依頼の発行に際してのみ行われる。このような作業許可又は作業依頼が要求されるような場合、オペレータは一般にプロセス制御システム１０の状態、配置方式およびレイアウトに関する知識又は情報を有する。オペレータは、この知識又は情報に基づいて、複数の通信リンク（例えば、通信チャンネル２８ａ〜２８ｎ）を介してＩ／Ｏ装置（例えば、Ｉ／Ｏ装置３０）に連結される複数のフィールド装置（例えば、装置２２ａ〜２２ｎ）の各々と通信するにはどの通信プロトコルが使用されるべきかについて、かなりの確信をもって決定することが可能である。オペレータが、特定の通信チャネルに対してまさしくどのタイプのフィールド装置（並びに通信プロトコル）が連結されるかを認知できる場合もありうるし、オペレータは、プロセス制御システム１０の構成に関する詳細の知識又は情報を全く提供されていない場合もありうる。いかなる場合も、通信チャンネル２８の適切な構成を可能にするために必要な情報をオペレータに提供するために、チャンネル構成ツール５２を使用しうる。

図４に示されるように、オペレータが、選択された通信チャネル２８を通じて通信を行えるようにするために、各通信チャネル２８用の通信プロトコルを選択する（ブロック７０）。これもまた、ランダムに、又は構成ツール５２により選択された通信プロトコルの前もって定義されるシーケンスを使用して行いうる。一旦通信チャネル２８用の通信プロトコルが選択されると、構成ツール５２は前記選択された通信プロトコルを使用して、前記選択された通信チャネルを通じてメッセージを送信する（ブロック７２）。該メッセージは、例えば、通信チャネル２８に連結されるフィールド装置２２に、前記フィールド装置２２がメッセージを読解できる（つまり、処理し解釈できる）場合には、応答を依頼する指令でありうる。このように、フィールド装置２２がメッセージを読解し、例えば信号タグおよびデバイス固有情報を提供しうる応答が受信されると（ブロック７４）、構成ツール５２は、コントローラ１２が、フィールド装置２２により可読なプロトコルを使用してフィールド装置２２と通信することを可能にする、前記通信プロトコルを使用して通信するように、当該通信チャネル２８（関連するポート４８および再構成可能なモジュール４６を含む）を構成する（ブロック７６）。通信チャネル２８が適切に構成されると、構成ツール５２は、制御をブロック７０へ戻すことにより、別の通信チャネル２８の評価を開始できる（ブロック７８）。

選択された通信プロトコルと選択された通信チャネル２８を通じて通信を送信した後、構成ツール５２又はオペレータが応答を受信しない場合（ブロック７４）、構成ツール５２又はオペレータは、その通信チャネル２８に応答が期待されていたかどうかを判断する（ブロック８０）。応答が期待されていた場合（すなわち、フィールド装置はその通信チャネル２８に連結されているか、又はされているはずであり、よって、そのフィールド装置から応答を受信することになっているはずだ、という知識又は情報を、構成ツール５２又はオペレータが前もって認識している又は持っている場合）、構成ツール５２又はオペレータは当該の通信チャネル２８に連結されているフィールド装置がないこと、又は、連結されたフィールド装置２２が（存在する場合は）選択された通信プロトコルを使用しないことを確認できる。従って、構成ツール５２又はオペレータは、異なる通信チャネル２８の構成を試みる工程、又は同じ通信チャネル２８の構成を異なる通信プロトコルで再度試みる工程のいずれかを再び開始できる（ブロック７８）。

構成ツール５２又はオペレータが、通信プロトコルを使用して通信チャネル２８を通じてメッセージを送信した後に通信チャネル２８を通じて応答を受信することになっているはずである場合は（ブロック８０）、構成ツール５２又はオペレータは、フィールド装置２２が、該選択された通信プロトコルを使用する当該通信チャネル２８に連結されているものと推定する。この状況から、結果が推定通りではないことを示す（上記の）警告の生成が生じうる。また、この状況により、当該の通信チャネル２８に連結されたフィールド装置は存在しないこと、或いはそれに連結されるフィールド装置２２がある場合はフィールド装置２２が、ブロック７４で当該通信チャネル２８を通して通信するのに使用される通信プロトコルとは異なる通信プロトコルを通信に使用すること、が示されうる。

また、構成ツール５２又はオペレータは、同じプロトコルで同じ通信チャネル２８の構成を何回でも、例えば望ましい結果（例えば、フィールド装置の応答）が得られるまで、再試行しうる（ブロック８２）。或いは、構成ツール５２又はオペレータは、当該通信チャネル２８に連結されたフィールド装置が通信する際に別の通信プロトコルを使用するかどうかを判断するために、通信チャネル２８を通して通信するために使用する別の通信プロトコルを選択できる（ブロック８４）。別の通信プロトコルと同じ通信チャネル２８を試行した時点で（ブロック８４）、工程が再開される（ブロック７０）。

図５は、構成ツール５２により行われうる代替的な自動検知構成プロセス８６を示すフロー図である。図５において、構成ツール５２はフィールド装置および関連する通信プロトコルを自動的に検知するように作動する。自動検知構成プロセス８６中に、構成ツール５２は、構成作業のために通信チャネル（例えば通信チャネルａ）を選択する（ブロック８８）。構成ツール５２はまた、該選択された通信チャネル（ａ）での通信を試みる特定の通信プロトコル（例えば通信プロトコルｘ）を選択する（ブロック９０）。通信チャネル（ａ）および通信プロトコル（ｘ）が選択されると、構成ツール５２は通信プロトコル（ｘ）を使用し、通信チャネル（ａ）を介して通信を送信する（ブロック９２）。その後、構成ツール５２は、応答が受信されたかどうかを判断する（ブロック９４）。

応答が受信されると（ブロック９４）、構成ツール５２は通信チャネル（ａ）に連結されたフィールド装置が通信プロトコル（ｘ）を使用すると判断し、構成ツール５２は当該通信プロトコル（ｘ）の通信チャネル（ａ）を構成する（ブロック９６）。通信チャネル（ａ）の構成に際して、構成ツール５２は、更に構成すべき通信チャンネルがあるかどうかを判断する（ブロック９８）。更に構成すべき通信チャンネルがない場合、プロセス８６は終了するか、且つ又は呼出元の工程又はルーチンに戻る（ブロック１０２）。

一方、構成すべき通信チャンネルがまだ存在する場合、構成ツール５２は、別の通信チャネルの構成を開始し、例えば、通信チャネル（ａ＋１）に対して通信プロトコルを選択することにより（ブロック９０）当該通信チャネルａ＋１（ブロック１００）の構成を開始し、通信プロトコル（ｘ）を用いて通信チャネル（ａ＋１）を介して通信を送信する（ブロック９２）。上述したように、構成ツール５２はその後応答が受信されたかどうかを判断する（ブロック９４）。

通信チャネル（ａ）を通じて通信を送信した後にブロック９４で応答が受信されない場合、構成ツール５２は、通信プロトコル（ｘ）を使用しての通信チャネル（ａ）での応答を取得する直近の試行が試行事前設定数（ｎ）以上であるか、同値であるか、又はそれ以下であるかを判断する（ブロック１０４）。直近の試行が試行事前設定数（ｎ）以下の場合、試行カウンタの数が１だけ増え（ブロック１０６）、そして構成ツール５２は、再び、通信プロトコル（ｘ）を用い通信チャネル（ａ）を介して通信を送信することにより、応答を取得しようと試みる（ブロック９２）。しかしながら、通信プロトコル（ｘ）を使用しての通信チャネル（ａ）での応答を取得する直近の試行が割り当てられた試行事前設定数（ｎ）以上又は同値である場合（ブロック１０４）、構成ツール５２は、通信プロトコル（ｘ）を用いた通信チャネル（ａ）を介しての通信の試行を中止する。一般に、該試行カウンタは事前設定された数（ｎ）を越えないようになっている。しかしながら、システムが、構成ツール５２に通信をｎ＋１回以上試みるようになさしめるためにオーバーライド又はその他の割り込みを行う場合、構成ツール５２は、応答がなかった時と同じ通信プロトコルを使用する同じ通信チャネルを構成する試みを中断する能力を有する。

通信プロトコル（ｘ）を使用して通信チャネル（ａ）への通信を少なくともｎ回試みた後、構成ツール５２は、通信チャネル（ａ）に連結されたフィールド装置が通信プロトコル（ｘ）以外の通信プロトコルを使用しうるので、更に試行すべき通信プロトコルがあるかどうかを判断する（ブロック１０８）。更に試行すべき通信プロトコルがある場合、構成ツール５２は、例えば通信プロトコルｘ＋１などの別の通信プロトコルを選択し（ブロック１１０）、異なる通信プロトコル（ｘ＋１）を使用して再び通信チャネル（ａ）を介して通信を送信する。構成ツール５２は、いかなる数の通信プロトコルに対してもこの工程を繰り返しうる。通信プロトコル（ｘ）を使用した通信チャネル（ａ）を介しての通信を少なくともｎ回試みた後、更に試行すべき通信プロトコルがこれ以上存在しないと判断された場合（ブロック１０８）、構成ツール５２は、更に構成すべき通信チャンネルがあるかどうかを判断する（ブロック９８）。更に構成すべき通信チャンネルが無い場合、上述のように、プロセス８６が終了するか、又は呼出プロセス又はルーチンに戻る（ブロック１０２）。更に構成すべき通信チャンネルがある場合、構成ツール５２は、別の通信チャネルの構成を開始し、（例えば、通信チャネル（ａ＋１）用に通信プロトコルを選択することにより（ブロック９０）当該通信チャンネルａ＋１（ブロック１００）の構成を開始し、）通信プロトコル（ｘ）を使用して通信チャネル（ａ＋１）を介して通信を送信して（ブロック９２）、プロセス８６を進める。

図４および図５に記載される方法は、プロセス制御システム１０の変更をチェックするために定期的に実施されうる。但し、上記のように、オペレータは通常、プロセス制御システム１０の構成についての前知識又は情報を有しており、従って、特定の通信チャネル２８をいつ構成又は再構成するべきかを承知している。また、構成ツール５２は、通信チャンネル２８の全てを再構成する命令を含みうる。このような命令は、プロセス制御システム１０の各通信チャネル２８に対して、図４および図５に示される方法のいずれかを実施することを要求する。

図６は、本明細書に図１〜５を参照して実施例として記載される機器、方法および製造品を実施するのに使用されうる、実施例として挙げられるプロセッサーシステムのブロック図である。図６に示されるように、プロセッサーシステム２１０は相互接続バス２１４に連結されるプロセッサ２１２を含んでいる。レジスタセット又はレジスタ領域２１６（図６では完全にチップ上に備えられた状態で示されているが、代替的に、完全に又は部分的にチップ外に備えられた状態で、専用の電気接続部及び相互接続バス２１４の少なくとも一つを介して、プロセッサ２１２に直接連結することも可能である）が、プロセッサ２１２には含まれている。プロセッサ２１２には、適切なプロセッサ、処理装置又はマイクロプロセッサであればいかなるものでも使用できる。図６には図示されていないが、システム２１０は、マルチプロセッサーシステムであってよく、従ってプロセッサ２１２と同一であるか又は類似する、相互接続バス２１４に通信可能に連結される一つ以上の追加的な別のプロセッサを含みうる。

図６のプロセッサ２１２は、メモリコントローラ２２０と入出力（「Ｉ／Ｏ」）コントローラ２２２を含みうるチップセット２１８に連結される。周知の如く、チップセットは一般に、チップセット２１８に連結される一つ以上のプロセッサによりアクセス可能であるか又は使用される複数の汎用且つ又は専用レジスタやタイマーなどに加え、入出力およびメモリ管理機能を備える。メモリコントローラ２２０は、プロセッサ２１２（又は、マルチプロセッサが備えられている場合は複数のプロセッサ）がシステムメモリ２２４および大容量記憶メモリ２２５にアクセスできるようにする機能を果たす。

システムメモリ２２４は、例えば、静的ランダムアクセス記憶装置（「ＳＲＡＭ」）、動的ランダムアクセス記憶装置（「ＤＲＡＭ」）、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリなど（「ＲＯＭ」）など、所望の任意のタイプの揮発性且つ又は不揮発性メモリを含みうる。大容量記憶メモリ２２５は、ハードディスクドライブ、オプティカルドライブ、テープ記憶装置などを含む所望の任意のタイプの大容量記憶装置を含みうる。

Ｉ／Ｏコントローラ２２２は、プロセッサ２１２がＩ／Ｏバス２３２を介して周辺入出力（「Ｉ／Ｏ」）装置２２６，２２８およびネットワーク・インターフェース２３０と通信することを可能にする機能を実行する。Ｉ／Ｏ装置２２６および２２８には、例えば、キーボード、ビデオディスプレイ又はモニター、マウスなど、所望する任意のタイプのＩ／Ｏ装置を使用できる。ネットワーク・インターフェース２３０は、プロセッサーシステム２１０が別のプロセッサーシステムと通信することを可能にするような（例えば）イーサネット（登録商標）装置、非同期転送モード（「ＡＴＭ」）装置、８０２．１１の装置、ＤＳＬモデム、ケーブルモデム、セルラーモデムなどでありうる。

メモリコントローラ２２０とＩ／Ｏコントローラ２２２は、図６においてチップセット２１８内の別々の機能ブロックとして表されているが、これらのブロックにより実行される機能は、単一の半導体回路内に統合しても、個別の集積回路を二つ以上用いても実施しうるものである。

実施例として挙げられる特定の方法、機器および製造品がここにおいて記載されているが、この特許の適用領域の範囲はそれに限定されるものではない。そればかりでなく、本特許は、字義的にもしくは均等論に基づいて添付の特許請求の範囲内に公正に含まれる方法、機器および製造品の全てを網羅するものである。

本明細書に記載されるフレキシブルな入出力装置および方法を使用する、一実施例としてのプロセス制御システムのブロック図である。 図１の実施例のプロセス制御システムの一部分をより詳しく示した詳細ブロック図である。 本明細書に記載される実施例としての構成ツールの態様を例示する詳細ブロック図である。 図１の実施例のプロセス制御システムにおいてフィールド装置を制御するための、一実施例としてのプロセスのフロー図である。 図１の実施例のプロセス制御システムにおいて、フィールド装置を制御するための、代替的な実施例としてのプロセスのフロー図である。 本明細書に実施例として記載される機器および方法を実施するために使用且つ又はプログラムされうる、一実施例としてのシステムの概略図である。

Claims (27)

1. 複数のフィールド装置を制御するプロセス制御システムであって、
   制御装置と、
   前記制御装置に連結される入出力装置に備えられ、複数の通信プロトコルから選択された通信プロトコルを使用してフィールド装置の少なくとも一つと通信するように各々が構成可能である複数の通信チャネルに対応する複数のポートを有する通信プロトコル構成部分と、
   からなり、
   前記複数のチャネルの各々が、プロセス制御システムに関連した構成用アプリケーションにより、通信対象のフィールド装置に応じた通信プロトコルを使用するよう構成可能であり、
   前記構成用アプリケーションが、前記入出力装置に、
   Ａ．前記複数の通信プロトコルのうちの１つを選択させ、
   Ｂ．前記選択された通信プロトコルを使用して前記通信対象のフィールド装置にメッセージを送信させ、
   Ｃ．前記通信対象のフィールド装置が前記メッセージを読解できた場合に、前記通信対象のフィールド装置からの応答を受信させ、
   Ｄ．前記応答の受信に基づいて前記選択された通信プロトコルを使用して前記通信対象のフィールド装置と通信するよう前記複数のチャネルのうちの１つを構成させる、
   プロセス制御システム。
2. 前記通信プロトコル構成部分が第１のチャネルおよび第２のチャネルを有し、
   前記第１のチャネルが第１の通信プロトコルを使用するように構成され、
   前記第２のチャネルが第２の通信プロトコルを使用するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のプロセス制御システム。
3. 前記第１および第２のチャネルが、前記第１および第２の通信プロトコルを、各々同時に使用することを特徴とする、請求項２に記載のプロセス制御システム。
4. 前記第１又は第２の通信プロトコルが、フィールド装置に関連した複数の通信チャネルのそれぞれについて選択可能であることを特徴とする請求項１に記載のプロセス制御システム。
5. 前記構成用アプリケーションが一つのツールを使用して作成されることを特徴とする請求項１に記載のプロセス制御システム。
6. 前記ツールがワークステーションを介して実行されるように構成されたアプリケーションであることを特徴とする請求項５に記載のプロセス制御システム。
7. 前記構成用アプリケーションがオブジェクト指向型データベース内に組み入れられることを特徴とする請求項１に記載のプロセス制御システム。
8. 前記通信対象のフィールド装置から応答を受信できない場合には、前記構成用アプリケーションが前記入出力装置に、前記ステップＢ以降のステップを再実行させる、請求項１に記載のプロセス制御システム。
9. 前記通信対象のフィールド装置から応答を受信できない場合には、前記構成用アプリケーションが前記入出力装置に、別の１つの通信プロトコルを前記複数の通信プロトコルから選択させ、前記ステップＢ以降のステップを再実行させる、請求項１に記載のプロセス制御システム。
10. 複数のフィールド装置を制御する方法であって、
    複数の通信プロトコルから選択された通信プロトコルを使用するよう各々が構成可能である、複数の通信チャネルに対応する複数のポートを有する通信プロトコル構成部分を含む入出力装置を初期化し、
    前記複数の通信チャネルの少なくとも１つを、構成用アプリケーションにより、通信対象のフィールド装置に応じた通信プロトコルを使用するように構成し、
    前記通信対象のフィールド装置に応じた通信プロトコルを使用する通信チャネルを介して、通信対象のフィールド装置と通信すること、
    を含み、
    前記構成用アプリケーションが、前記入出力装置に
    Ａ．前記複数の通信プロトコルのうちの１つを選択させ、
    Ｂ．前記選択された通信プロトコルを使用して前記通信対象のフィールド装置にメッセージを送信させ、
    Ｃ．前記通信対象のフィールド装置が前記メッセージを読解できた場合に、前記通信対象のフィールド装置からの応答を受信させ、
    Ｄ．前記応答の受信に基づいて前記選択された通信プロトコルを使用して前記通信対象のフィールド装置と通信するよう前記複数のチャネルのうちの１つを構成させる、
    方法。
11. 前記構成用アプリケーションにより、第１の通信プロトコルを使用する第１の通信チャネルと、第２の通信プロトコルを使用する第２の通信チャネルと、を構成することと、
    前記第１の通信プロトコルを使用して前記第１の通信チャネルを介して、および前記第２の通信プロトコルを使用して前記第２の通信チャネルを介して、フィールド装置と通信すること、を更に含む請求項１０に記載の方法。
12. 前記第１および第２のチャネルが前記第１および第２の通信プロトコルを、各々同時に使用することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 複数のフィールド装置のそれぞれに対して第１の通信プロトコル又は第２の通信プロトコルを使用するよう前記入出力装置の前記複数のチャネルを選択的に構成することを更に含む請求項１０に記載の方法。
14. 単一のツールを使用して前記構成用アプリケーションを作成することを更に含む請求項１０に記載の方法。
15. 前記ツールがワークステーション上で作動するアプリケーションであることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 単一のオブジェクト指向型データベースに前記構成用アプリケーションを組み入れることを更に含む請求項１０に記載の方法。
17. 前記通信対象のフィールド装置から応答を受信できない場合には、前記構成用アプリケーションが前記入出力装置に前記ステップＢ以降のステップを再実行させる、請求項１０に記載の方法。
18. 前記通信対象のフィールド装置から応答を受信できない場合には、前記構成用アプリケーションが前記入出力装置に、別の１つの通信プロトコルを前記複数の通信プロトコルから選択させ、前記ステップＢ以降のステップを再実行させる、請求項１０に記載の方法。
19. 構成用アプリケーションを含むプログラムを記憶した機械アクセス可能媒体であって、前記プログラムは機械によってアクセスされた時、前記機械に、
    複数の通信プロトコルから選択された通信プロトコルを使用するよう各々が構成可能である、複数の通信チャネルに対応する複数のポートを有する通信プロトコル構成部分を含む入出力装置を初期化させ、
    前記構成用アプリケーションにより、前記複数の通信チャネルの少なくとも一つを、通信対象のフィールド装置に応じた通信プロトコルを使用するように構成させ、
    前記通信対象のフィールド装置に応じた通信プロトコルを使用する通信チャネルを介して、通信対象のフィールド装置と通信することにより、前記通信対象のフィールド装置を制御させ、
    前記構成用アプリケーションが、前記入出力装置に
    Ａ．前記複数の通信プロトコルのうちの１つを選択させ、
    Ｂ．前記選択された通信プロトコルを使用して前記通信対象のフィールド装置にメッセージを送信させ、
    Ｃ．前記通信対象のフィールド装置が前記メッセージを読解できた場合に、前記通信対象のフィールド装置からの応答を受信させ、
    Ｄ．前記応答の受信に基づいて前記選択された通信プロトコルを使用して前記通信対象のフィールド装置と通信するよう前記複数のチャネルのうちの１つを構成させる、
    機械アクセス可能媒体。
20. 前記プログラムが、機械にアクセスされた時、前記機械に、
    第１の通信プロトコルを使用して第１の通信チャネルを介して、および第２の通信プロトコルを使用して第２の通信チャネルを介してフィールド装置と通信するための、第１及び第２の通信チャネルを構成させることを特徴とする、請求項１９に記載の機械アクセス可能媒体。
21. 前記第１および第２のチャネルが前記第１および第２の通信プロトコルを、各々同時に使用することを特徴とする請求項２０に記載の機械アクセス可能媒体。
22. 前記プログラムが、機械にアクセスされた時、前記機械に、複数のフィールド装置のそれぞれについて、第１の通信プロトコルを使用するか、又は第２の通信プロトコルを使用するかを選択させることを特徴とする請求項１９に記載の機械アクセス可能媒体。
23. 前記プログラムが、機械にアクセスされた時、前記機械に、単一のツールを使用して前記構成用アプリケーションを作成させることを特徴とする請求項１９に記載の機械アクセス可能媒体。
24. 前記ツールがワークステーション上で作動するアプリケーションであることを特徴とする請求項２３に記載の機械アクセス可能媒体。
25. 前記プログラムが、機械にアクセスされた時、前記機械に、単一のオブジェクト指向型データベースへと前記構成用アプリケーションを組み入れさせることを特徴とする請求項１９に記載の機械アクセス可能媒体。
26. 前記通信対象のフィールド装置から応答を受信できない場合には、前記構成用アプリケーションが前記入出力装置に前記ステップＢ以降のステップを再実行させる、請求項１９に記載の機械アクセス可能媒体。
27. 前記通信対象のフィールド装置から応答を受信できない場合には、前記構成用アプリケーションが前記入出力装置に、別の１つの通信プロトコルを前記複数の通信プロトコルから選択させ、前記ステップＢ以降のステップを再実行させる、請求項１９に記載の機械アクセス可能媒体。

Images