JP2000216847A - プロセス制御ネットワ―クで使用するためのシャドウ機能ブロックインタ―フェイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 プロセスコントローラが、アナログ又は他の
デジタルフィールドデバイスの制御を、分散化された制
御の下にあるフィールドデバイスに組み込むのを可能と
する。 【解決手段】 通信ネットワークを介して外部機能ブロ
ックに通信可能に接続されたプロセスコントローラ１２
は、プロセスコントローラ内に配されたシャドウ機能ブ
ロックを使用し、プロセスコントローラ内に配された内
部機能ブロックと外部フィールドデバイス２６，２８，
３０，３２，３４，３６内に配された外部機能ブロック
との両方を使用する制御ルーチンの実行を可能とする。
シャドウ機能ブロックは、通信ネットワークを介して外
部機能ブロックと通信を行う通信ポートを含み、これに
より、外部機能ブロックと、内部機能ブロックの構成プ
ロトコルに従って受け取った外部機能ブロックに関する
データを格納するメモリと、を有する。インターフェイ
ス機能ブロックを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、概略的にはプロ
セス制御ネットワークに関し、特に、プロセス制御ネッ
トワークに亘って分散する外部機能ブロックに関連する
情報を表すためにシャドウ機能ブロックを使用するプロ
セスコントローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】化学、石油又は他のプロセスで使用され
るプロセス制御ネットワークは、一般的に、一又はそれ
以上のフィールドデバイスに通信可能に接続された、中
央集権化されたプロセスコントローラを含み、ここで
は、フィールドデバイスは、例えば、バルブポジショ
ナ、スイッチ、センサ（例えば温度、圧力及び流速セン
サ）等である。これらのフィールドデバイスは、プロセ
ス内で制御機能（バルブの開閉など）を果たし得、プロ
セスの可動の制御に使用するためにプロセス内で値を
得、又はプロセス内で望まれるどのような他の機能をも
果たし得る。プロセスコントローラは、歴史的には、フ
ィールドデバイスに一又はそれ以上のアナログ信号ライ
ン又はバスを介して接続され、フィールドデバイスへの
及びこれからの例えば４−２０ｍＡ（ミリアンペア）の
信号が伝送される。一般的に、プロセスコントローラ
は、一又はそれ以上のフィールドデバイスによって為さ
れた測定値及び／又は一若しくはそれ以上のフィールド
デバイスに関する他の情報を表す信号を受容し、典型的
には複雑な制御ルーチンを実行するためにこの情報を使
用し、次に、アナログ信号バスを介して一又はそれ以上
のフィールドデバイスに送られる制御信号を生成し、こ
れによってプロセス稼働を制御する。

【０００３】近年、プロセス制御産業の中には、プロセ
ス制御環境内でフィールドに基礎を於いたデジタル通信
を行おうとする動向がある。例えば、プロセス制御産業
は多くの標準的で開放的なデジタル又は結合されたデジ
タル及びアナログの通信プロトコル、例えばＨＡＲＴ、
ＰＲＯＦＩＢＵＳ、ＷＯＲＬＤＦＩＰ、Ｄｅｖｉｃｅ−
Ｎｅｔ及びＣＡＮプロトコル等が発展してきている。こ
れらのデジタル通信プロトコルは、一般的には、結合さ
れるべきより多くのフィールドデバイスを特定のバスに
結合することを可能とし、フィールドデバイス及びコン
トローラ並びに／又は許容されるフィールドデバイスの
間のより多くのそしてより速い通信をサポートして、フ
ィールドデバイス自身の状態と配置に関する情報などの
より多くの異なるタイプの情報を伝送することを可能と
する。更に、これらのスタンダードなデジタルプロトコ
ルは、異なる製造業者によって製造されたフィールドデ
バイスを、同じプロセス制御ネットワーク内で一緒に使
用することを可能とする。

【０００４】また、現在のプロセス制御産業の中には、
プロセス制御を分散化し、それにより、プロセス制御を
簡略化しようとする動向がある。分散化制御は、フィー
ルドに実装された、例えばバルブポジショナ、トランス
ミッタ等のプロセス制御デバイスに、典型的に機能ブロ
ックとみなされているものを使用して一又はそれ以上の
プロセス制御機能を果たさせることにより、そして、次
に、他の制御機能の実行に際しての他のプロセス制御デ
バイス（又は機能ブロック）による使用のためにバス構
造を横切ってデータを通信することにより、得られる。
これらの制御機能を果たすために、各プロセス制御デバ
イスは、スタンダード及び開放通信プロトコルを使用し
て他のプロセス制御デバイスと通信する能力と同様に一
又はそれ以上の機能ブロックを実行し得る能力を有する
マイクロプロセッサを典型的に備えている。この方式で
は、フィールドデバイスは、プロセス制御ネットワーク
内で互いに通信するために、そして集権化されたプロセ
スコントローラの介入なしに制御ループを形成する一又
はそれ以上のプロセス制御機能を果たすために、相互接
続される。全てデジタルの、２線式のバスプロトコル
は、現在ではフィールドバス財団によって普及が図ら
れ、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮフィールドバス（以下、「フ
ィールドバス」という。）プロトコルとして知られ、異
なる製造業者によって製造された装置を組み込み、互い
にスタンダードバスを介してプロセス内の分散化した制
御を果たすように通信することを可能とする一つの開放
通信プロトコルである。

【０００５】デジタル通信プロトコルと分散化制御スキ
ーム（例えばフィールドバス制御環境で使用されるも
の）は非常に新しく、これらのプロトコルを実行するプ
ロセスは、典型的に限定された範囲でのみそのように実
行される。結果的に、フィッシャーローズマウントシス
テムズによって製作されているＤｅｌｔａＶプロセスコ
ントローラ等のより新しいプロセスコントローラは、ア
ナログ及びデジタルの通信プロトコル及びハードウエア
をサポートし、４−２０ｍＡプロトコル等の標準的なア
ナログプロトコルを使用して通信を行うフィールドデバ
イスを含んだプロセスに於ける制御を実行するようにプ
ログラムされることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アナロ
グ及びデジタルのフィールドデバイス、特にフィールド
バスフィールドデバイスの制御を、集権化されたコント
ローラを使用してプロセス制御ネットワークに組み込も
うとする場合に問題が生ずる。アナログフィールドデバ
イス及び幾つかのデジタルフィールドデバイスの制御機
能は集権化されたコントローラ内で行われるので、これ
らのフィールドデバイスに関する全ての必要な情報は集
権化されたコントローラによって受容され、その内部に
格納される。これは、次に、集権化されたコントローラ
が、異なるアナログ及びデジタルフィールドデバイスの
制御を組み込み、これらのデバイスが位置しているプロ
セス制御ネットワークの部分の現在の配置と状態を表示
し、これらのデバイスに関するプロセス制御ネットワー
クの配置を変更すること等を可能とする。しかしなが
ら、フィールドバス制御スキームなどの分散化された制
御スキームがプロセスの一部で使用されたとき、集権化
されたプロセスコントローラは、もはや分散化された制
御の下に置かれたプロセス制御デバイスによって使用さ
れている又はこれに関連する現在の情報の全てに直接に
アクセスすることを必要としない。事実、フィールドバ
スプロトコル等のいくつかの集権化されたプロセス制御
プロトコルは、通常の基準に於いては集権化されたプロ
セスコントローラに必ずしも情報を送る必要がないよう
に明確に設計されている。この事実は、集権化されたプ
ロセスコントローラが、アナログ又は他のデジタルフィ
ールドデバイスの制御を、分散化された制御の下にある
フィールドデバイスに組み込むのを困難にしている。ま
た、集権化されたプロセスコントローラが、分散化され
た制御の下にあるか又はプロセス制御ネットワークの分
散化された部分内のデバイスの現在の状態をモデル化し
又は表示することを困難にしている。

【０００７】事実、集権化されたプロセスコントローラ
が、プロセス制御ネットワークの分散化された部分から
の情報を受け取るには、プロセスのその部分内のフィー
ルドデバイス（又は機能ブロック）は、集権化されたプ
ロセスコントローラに直接情報を送るように特別に構成
されている必要がある（このことは、集権化されたプロ
セスコントローラは、その殆どが集権化されたプロセス
コントローラの動作に必要ではない全ての情報を受け取
り、追従しなければならないことを意味している。）。
あるいは、集権化されたプロセスコントローラは、積極
的に必要とする情報を受け取るように要求しなければな
らない。このような要求は、集権化されたプロセスコン
トローラが要求情報を受け取るまで、例えばフィールド
バスでは高い優先度を与えられず、この情報は古いもの
であるかもしれない。更に、集権化されたプロセスコン
トローラにとって特定の時期に有効な又は最新のデータ
を要求し及び受け取ることが不可能でないとしても、そ
れは困難である。それどころか、集権化されたプロセス
コントローラは、その要求がそのフィールドデバイスに
到達したときにデータを受け取るのみである。更にま
た、集権化されたプロセスコントローラとそのプロセス
の分散化された部分との間の通信は、高度に特殊化さ
れ、分散化された制御プロトコルのかなりの知識が要求
され、集権化されたプロセス制御ルーチンの設計者がこ
の通信を必要とされる基礎に基づいて組み込むことを困
難にしている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、集権化された
プロセスコントローラに於いて、集権化されたコントロ
ーラに備わっている機能ブロックの制御を、フィールド
デバイスのような外部デバイスに備わっているそれらに
組み込むために、シャドウ機能ブロックを使用すること
を指向している。また、本発明は、コントローラが、通
信ネットワークに位置し又はコントローラによって使用
されているのとは異なる通信プロトコルを使用するデバ
イス又は機能ブロックを制御し又はこれと通信すること
を可能とするためにも使用することができる。特に、シ
ャドウ機能ブロックは集権化されたコントローラに於い
て、分散化された制御と通信プロトコルに従うフィール
ドデバイスのような外部デバイスに位置する外部機能ブ
ロックに関連するデータをミラーリングするように設定
されている。集権化されたプロセスコントローラの制御
ルーチンは、シャドウ機能ブロックを介して、あたかも
外部機能ブロックが集権化されたコントローラによって
実行されているかのように外部機能ブロックと通信す
る。シャドウ機能ブロックは、外部機能ブロックに関連
する現在の情報を自動的に得て、そして、外部（即ち、
分散化された）制御プロトコルに関連するプロトコルを
使用して外部機能ブロックにコマンドを送る。フィール
ドバスプロトコルの場合には、この通信は同期及び非同
期の通信の両方を使用して達成される。しかしながら、
シャドウ機能ブロックは、集権化されたコントローラ内
で、あたかも外部機能ブロックが集権化されたコントロ
ーラによって完全に実行されているかのように、他の機
能ブロックと通信を行う。

【０００９】本発明のシャドウ機能ブロックを使用すれ
ば、集権化されたプロセス制御ルーチンは、リアルタイ
ム又はリアルタイムに近い基準で実際の機能ブロックに
ついての最新の情報を受け取ることができる。なぜな
ら、この情報は、集権化されたプロセス制御ルーチンに
常にアクセス可能なシャドウ機能ブロックに於いてミラ
ーリングされているからである。同様に、集権化された
プロセス制御ルーチンは、実際の機能ブロックが位置し
てるデバイスのタイプ又は位置に関係なく、シャドウ機
能ブロックにコマンドを送ることにより、実際の機能ブ
ロックにコマンドを送ることができる。シャドウ機能ブ
ロックは、次に、分散化されたプロセス制御プロトコル
に関連する適当な通信コマンドを使用して、実際の機能
ブロックにこのコマンドを中継する。このように、集権
化されたプロセス制御ルーチンは、プロセスの分散化さ
れた制御部分内のフィールドデバイスの全てに関して、
大したデータベース制御を実行する必要はない。なぜな
ら、プロトコルネットワークの分散化された部分内のフ
ィールドデバイスにとって必要な情報は、一又は複数の
シャドウ機能ブロック内に位置しているからである。同
様に、集権化されたプロセス制御ルーチンは、分散化さ
れたプロセス制御プロトコル内での通信の複雑で労力を
要するタスクを扱うように特にプログラムされている必
要はない。なぜなら、この通信は、シャドウ機能ブロッ
クによって自動的に実行されるからである。

【００１０】本発明の一実施形態に従えば、インターフ
ェイス又はシャドウ機能ブロックは、プロセスコントロ
ーラがプロセスコントローラに備えられている内部機能
ブロックと外部デバイス内に備えられている外部機能ブ
ロックとの両方を使用して、制御ルーチンを実行するよ
うに通信可能に結合されたプロセスコントローラに於い
て使用され得るように適合している。本発明のこの実施
形態に従うインターフェイス又はシャドウ機能ブロック
は、外部機能ブロックと通信ネットワークを介して通信
を行う入力を有しこれにより外部機能ブロックに関する
データを受け取るための通信ポートと、内部機能ブロッ
クの構成プロトコルに従う外部機能ブロックに関するデ
ータを格納するメモリとを備えている。また、もし望む
なら、インターフェイス機能ブロックは、格納された外
部機能ブロックデータを内部機能ブロックに内部機能ブ
ロックの構成プロトコルを使用して提供する出力を備え
ていてもよい。同様に、インターフェイス機能ブロック
の通信ポートも、（リンクされたデータ又はコマンド等
の）データを外部機能ブロックへ外部機能ブロックに関
連する通信プロトコルを使用して送る出力を備えていて
もよい。

【００１１】好ましくは、インターフェイス機能ブロッ
クの通信ポートは、内部機能ブロックの動作とは独立し
て外部機能ブロックに関するデータを受け取る。同様
に、一実施形態では、外部機能ブロックは、内部機能ブ
ロックに関連する第２の通信プロトコルとは異なる第１
の通信プロトコルを使用して、通信ネットワークを介し
て通信し、そして、この場合には、通信ポートは外部機
能ブロックと第１の通信プロトコルを使用して通信し、
内部機能ブロックの出力は、第２の通信プロトコルに従
って内部機能ブロックと通信する。

【００１２】もし望むなら、外部機能ブロックに関連す
る第１の通信プロトコルは、フィールドバス通信プロト
コルであり得る。この場合には、通信ポートは、フィー
ルドバス通信プロトコルを使用して外部デバイスと通信
しこれによって外部機能ブロックと通信するように構成
された（インターフェイスカード等の）インターフェイ
スデバイスを使用し得る。通信ポートは、例えば、フィ
ールドバス通信プロトコルの発行者／加入者の関係のよ
うな同期通信を使用して、及び／又はフィールドバス通
信プロトコルのビューオブジェクトのような非同期通信
を使用して、外部機能ブロックと通信を行う。より一般
的には、外部デバイスは、フィールドバス通信プロトコ
ルのビューオブジェクト及びビュー警告のような標準化
された通信呼び出しを使用して、データの論理的にリン
クされたパケットの通信をサポートするデバイス通信プ
ロトコルを使用して通信を行い得て、そして、通信ポー
トは、標準化された通信呼び出しを使用して、外部機能
ブロックと通信し得る。同様に、通信ポートは、外部機
能ブロックからアラーム表示を受け取り、コントローラ
の使用のためにメモリにこれらのアラーム表示を格納す
る。

【００１３】本発明のもう一つの実施形態によれば、複
数のフィールドデバイスに通信可能に接続されるように
構成されたコントローラは、プロセッサ、メモリ及びメ
モリに格納された制御ルーチンを含み、複数のフィール
ドデバイスを制御するようにプロセッサによって実行さ
れる。制御ルーチンは、コントローラによって実行され
るべきコントローラプロトコルを使用して構成された多
重の相互接続された内部機能ブロックと、コントローラ
プロトコルを使用して内部機能ブロックの一つと通信
し、フィールドデバイス通信プロトコルを使用して外部
フィールドデバイスに備えられている外部機能ブロック
と通信するインターフェイス機能ブロックとを含んでい
る。インターフェイス機能ブロックは、制御ルーチンに
よる使用のために、外部機能ブロックからの外部機能ブ
ロックに関するデータを格納する。

【００１４】本発明の他の実施形態に従えば、プロセス
コントローラ内の制御ルーチンを実行する方法は、コン
トローラ内で、制御ルーチンの一部として実行するため
のコントローラプロトコルに従って構成された複数の相
互接続された内部機能ブロックを格納する。この方法は
また、コントローラ内で、コントローラプロトコルに従
って構成されるが、外部デバイスに関連するデバイス通
信プロトコルを使用した外部フィールドデバイスに位置
する外部機能ブロックと通信するインターフェイス機能
ブロックを生成する。この方法は、次に、プロセスを制
御するために、複数の相互接続された内部機能ブロック
とインターフェイス機能ブロックとを使用する制御ルー
チンを生成し、そして、あたかも、外部機能ブロックが
内部機能ブロックの一つとしてのコントローラによって
実行されているかのように、制御ルーチンを実行してい
る間に制御ルーチンによって使用されるように、インタ
ーフェイス機能ブロック内に外部機能ブロックから受け
取った外部機能ブロックに関するデータを格納する。

【００１５】この方法はまた、制御ルーチンで使用され
る機能ブロックの数を特定し、制御ルーチンで使用され
るべく特定された機能ブロックの間の相互接続を特定
し、及びコントローラで実行されている内部機能ブロッ
クであるか又はフィールドデバイスによって実行されて
いる外部機能ブロックであるかを特定の特定された機能
ブロックの位置を特定することにより、ユーザが制御ル
ーチンを構成することを許容する。機能ブロックが外部
デバイスに於いて実行されるべき場合には、この方法
は、リスト又はシステム内に接続されたデバイスのセッ
トから外部デバイスの選択を行うステップを含んでい
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１を参照すれば、プロセス制御
ネットワーク１０がブロックダイヤグラムの形式で示さ
れている。プロセス制御ネットワーク１０は、その中に
格納されたプロセス制御ルーチンを実行し得る集権化さ
れコントローラ１２を有している。コントローラ１２
は、実施形態のためにのみ示されているが、フィッシャ
ーローズマウントシステムズによって販売されているＤ
ｅｌｔａＶ^TMコントローラであり得、パーソナルコンピ
ュータ（ＰＣ）１４等の多くのワークステーションにハ
ブ１６及びイーサネット１８を介して接続され得る。こ
の構成では、ＰＣ１４は、プロセスコントローラ１２と
通信するために、一又はそれ以上のオペレータ又はユー
ザによって使用され得、これによってプロセス制御ネッ
トワーク１０に関連する情報を得、プロセス制御ネット
ワーク１０の状態を再検討し又は変更し、プロセス制御
ネットワーク１０等の内部の個々のフィールドデバイス
に関する情報を得る。もし、コントローラ１２がＤｅｌ
ｔａＶコントローラであるなら、それは、プロセス制御
ルーチン内の機能ブロック又は制御ブロックと、これら
の機能ブロックがプロセスの制御を提供するために互い
にリンクされる方法とを示すＰＣ１４の一つを介して、
コントローラ１２内のプロセス制御ルーチンの図示をユ
ーザに提供する。ユーザは、制御ルーチン内の機能ブロ
ックの図示を操作することにより、集権化されたプロセ
スコントローラ１２内のプロセス制御ルーチンを変更す
ることができ、これにより、その制御ルーチンに機能ブ
ロックを追加し若しくは削除し、及び／又は制御ルーチ
ンに関連する機能ブロックがリンクしている方法を変更
する。

【００１７】図１に示すように、集権化されたコントロ
ーラ１２は、プロセス（参照番号１９で概略的に表され
ている）の中に位置している多くのフィールドデバイス
に接続されている。集権化されたコントローラ１２は、
標準のタイプのＩ／Ｏカード２０及び２２を介して、コ
ントローラ１２からの集権化された制御の下に置かれて
いるフィールドデバイス２６，２８，３０，３２及び３
６と通信することができる。Ｉ／Ｏカード２０は、例え
ば、コントローラ１２を４から２０ｍＡのバス３８上で
通信するアナログフィールドデバイス２４及び２６に接
続するアナログＩ／Ｏカードであり得る。同様に、Ｉ／
Ｏカード２２は、例えば４から２０ｍＡのアナログフォ
ーマット又は公知若しくは標準のデジタルフォーマット
を含む所望のフォーマットのアナログデジタル又はデジ
タル及びアナログ混合フィールドデバイスと通信するデ
ジタル又はデジタル及びアナログ結合Ｉ／Ｏカードであ
り得る。もちろん、フィールドデバイス２６，２８，３
０，３２，３４及び３６は、トランスミッタ、センサ、
バルブ、ポジショナ、バルブコントローラ等を含む所望
のタイプのフィールドデバイスであり得る。図１に示さ
れた例示のプロセス制御ネットワーク１０から分かるよ
うに、フィールドデバイス２６〜３６はコントローラ１
２内の制御ルーチンによる集権的な制御の下に置かれて
いるプロセス１９の位置に関連している。

【００１８】また、コントローラ１２は、インターフェ
イスカード４０と通信可能に接続されており、インター
フェイスカード４０は、次に、プロセス制御が分散され
た様式で行われ又はコントローラ１２内で使用されてい
るものと異なる通信プロトコルを使用して通信を行う機
能ブロックを有する外部のプロセス制御ネットワークに
接続され、又はその一部である。図１の実施形態では、
プロセス１９の分散されたプロセス制御部分は、インタ
ーフェイスカード４０，バス４２及びバス４２に接続さ
れた多くのフィールドデバイス４３，４４，４６，４８
及び５０を含んでいる。図１の分散されたプロセス制御
ネットワークは、例えば、フィールドバス通信プロトコ
ルを使用するフィールドバスネットワークであり得る。
ここにより詳細に論ずるように、インターフェイスカー
ド４０は、フィールドバス通信プロトコルに関連するリ
ンクアクティブなスケジューラであり得る。

【００１９】コントローラ１２内に位置する集権的なプ
ロセス制御ルーチンは、フィールドデバイス２６〜３６
及びもしかすると４３〜５０からの入力を受け取り、計
算及びその制御ルーチンに関連する他のアクティビティ
を実行し、並びに、次に、Ｉ／Ｏカード２０、２２及び
インターフェイスカード４０を介してフィールドデバイ
スにコマンドを送り、プログラム１９のどのような所望
の制御も実行する。しかしながら、プロセス制御ネット
ワーク１０の分散化されたプロセス制御部分（即ち図１
のバス４２に関連する部分）は、分散化された方法でそ
れ自身のプロセス制御ルーチンを実行し得ることに注意
すべきである。このことは、コントローラ１２によって
行われている制御に関連して、ここで記述されるであろ
う。このように、コントローラ１２が、バス４２に接続
されているデバイス４３〜５０にインターフェイスし及
びこれらの上の幾分かの制御を実行している間、これら
のデバイスはまた、制御機能を果たし又はコントローラ
１２によって実行されている制御に関連し、しかし、こ
れに代えてバス４２に接続されたデバイス上で分散され
ている機能ブロックを実行する。

【００２０】好ましい実施形態では、プロセス制御ネッ
トワーク１０の分散された部分は、フィールドバス通信
と制御プロトコルを使用するが、それは、将来開発され
るであろうプロトコルを含めて、他のどのような公知の
又は所望のプロトコルも同様に使用することができる。
更に、ここに開示されているシャドウ機能ブロックは、
どのような異なる２つの制御又は通信プロトコルの間で
も使用することができ、そして、集権化された制御ルー
チンとフィールドバスプロトコルを使用するもののよう
な分散化された制御ネットワークとの間での使用に限定
されない。例えば、その中に制御ブロックを有する集権
化された２つの異なる制御ルーチン又はプロトコルの間
でも使用され得る。換言すれば、ここに記載のシャドウ
機能ブロックは、フィールドバスプロトコルとの使用又
は分散制御ルーチンに関連するプロトコルにさえ制限さ
れず、コントローラ（又は他のデバイス）が通信プロト
コルのどのようなタイプも使用するどのような他の外部
デバイスとも通信することを可能とするために使用され
得る。

【００２１】本発明のシャドウ機能ブロックの詳細と集
権化されたプロセスコントローラがこのようなシャドウ
機能ブロックを使用してプロセス制御ネットワークに於
いて実行する方法について論ずる前に、フィールドバス
プロトコルの一般的な記述と、このプロトコルに従うよ
うに構成されたフィールドデバイスと、フィールドバス
プロトコルを使用するプロセス制御ネットワーク１０の
部分に於いて通信がどのように現れるかについて説明す
る。プロセス制御ネットワークでの使用のために開発さ
れたフィールドバスプロトコルは比較的新しい全てがデ
ジタルの通信プロトコルであり、このプロトコルはこの
技術分野で公知であり、そして公開され、配布され、と
りわけテキサス州オースチンに本拠を置く非営利の組織
であるフィールドバス財団から入手可能な多くの文献、
カタログ及び明細書で詳細に記述されていることに留意
すべきである。特に、フィールドバスプロトコルと、フ
ィールドバスプロトコルを使用するデバイス内でのデー
タの格納は、フィールドバス財団からの通信技術仕様及
びユーザ層技術仕様と題されたマニュアルに詳細に記載
されている。

【００２２】一般的に言えば、フィールドバスプロトコ
ルは、全てデジタルで、シリアルの双方向通信プロトコ
ルであり、例えば工場又はプラントの計測器又はプロセ
ス制御環境に位置するセンサ、アクチュエータ、コント
ローラ、バルブ等の「フィールド」装置の間を接続する
２つのワイヤループ又はバスの標準化された物理インタ
ーフェイスを提供する。フィールドバスプロトコルは、
事実上、プロセス内のフィールド装置（フィールドデバ
イス）ローカルエリアネットワークを提供し、これは、
これらのフィールドデバイスがプロセスの設備内に分布
している位置で制御機能を果たし、これらの制御機能の
実行の前及び後に互いに通信して全体に亘る制御計画の
実行を可能とする。フィールドバスは制御機能がプロセ
ス制御ネットワーク中に分布することを可能とするの
で、プロセスのそれらのフィールドデバイス又はエリア
のための集権化されたプロセスコントローラの仕事量を
減少させる。

【００２３】フィールドバスプロトコルを使うプロセス
制御ネットワークは、プログラム論理コントローラ、他
のホスト装置及び２線フィールドバスループ又はバスを
介して接続されたフィールドデバイス等の多くの他の装
置に接続されたホストを含み得る。フィールドバスは、
ブリッジ装置によって分離された異なるセクション又は
セグメントを含み得て、そこではバスの各セクションは
バスに接続された装置のサブセット間を接続して、後に
説明するような方法でデバイス間の通信を可能とする。
典型的には、コンフィグアラーは、ホストのような一つ
のデバイスに位置し、新たなフィールドデバイスがフィ
ールドバスのバスに接続されたときとフィールドデバイ
スがバスから削除されたときを認識し、バスに接続され
たフィールドデバイスによって生成されるデータを認識
し、そしてあらゆる方法でホストに接続されている他の
どのようなホスト又はデバイス内に位置し得る一又はそ
れ以上のユーザ端末にインターフェイスするのと同様
に、各装置（通信とある場合には制御機能を果たし得る
マイクロプロセッサをそれぞれ含む「スマート」装置で
ある）のセットアップ又は設定に対して責任を負う。

【００２４】フィールドバスは、双方向の純粋にデジタ
ルの通信をサポートし又は許容し、また、フィールドデ
バイスなどのそれに接続されているデバイスの幾つか又
は全てに電力信号を供給する。あるいは、デバイスの幾
つか又は全ては、それら自身の電源を有していてもよ
く、又は別の配線を介して外部電源に接続されていても
よい。フィールドバスプロトコルは、同一の配線のペア
に接続されている多重デバイス、各デバイスがコントロ
ーラ又はホストに別々の（典型的な４〜２０ｍＡアナロ
グシステムと同様に）２線ペアを介して接続されるポイ
ント・ツー・ポイント接続、各デバイスが例えばプロセ
ス制御ネットワーク内のフィールドデバイスの一つに於
ける結合ボックス又はターミナルエリアである２線バス
の共通ポイントに接続される木又は「枝」状の接続等、
多くのデバイス／配線トポロジーを可能とする。

【００２５】データは、フィールドバスプロトコルに従
う多くの異なる通信ボーレート又は速度でバスセグメン
ト上を伝送される。例えば、フィールドバスプロトコル
は、３１．２５Ｋｂｉｔ／ｓ（Ｈ１）の通信速度又は
１．０Ｍｂｉｔ／ｓ及び／又は２．５Ｍｂｉｔ／ｓ（Ｈ
２）の通信速度を提供し、これは、改良されたプロセス
制御、遠隔入力／出力及び高速の工場自動化の応用に典
型的に使用されるものである。同様に、データは、電圧
モード信号伝送又は電流モード信号伝送を使用して、フ
ィールドバスのバス上を伝送され得る。何れのフィール
ドバスのバス又はセグメントの最大の長さも、厳密には
制限されないが、通信速度、ケーブルタイプ、ワイヤの
サイズ、バス電力オプション等に依存する。

【００２６】フィールドバスプロトコルはバスに接続さ
れ得るデバイスを３つの主たるカテゴリー、即ち、ベー
シックデバイス、リンクマスターデバイス及びブリッジ
デバイスに分類する。ベーシックデバイスは、通信、即
ち通信信号をバス上に送出し及びバスから受け取るが、
バス上に現れる通信の順序やタイミングを制御すること
はできない。リンクマスターデバイスは、バス上で通信
を行い、バス上の通信信号の流れとタイミングの制御を
行うことができる。ブリッジデバイスは、フィールドバ
スのバスの個々のセグメント又は分岐上で通信し及びセ
グメント又は分岐を相互接続するように構成されている
デバイスである。もし望むなら、ブリッジデバイスは、
異なるデータ速度及び／若しくはバスの異なるセグメン
ト上で使用される異なるデータ信号伝送フォーマットの
間で変換を行い得、バスのセグメント間を移動する信号
の増幅を行い得、バスの異なるセグメント間を流れる信
号にフィルターをかけて、ブリッジが結合されている一
つのバスセグメント上のデバイスによって受け取られる
ように設計されている信号のみを通過させ、並びに／又
はバスの異なるセグメントにリンクするのに必要な他の
動作を採り得る。異なる速度で動作するバスセグメント
を結合するブリッジデバイスは、ブリッジの低速側での
リンクマスターの能力を有していなければならない。

【００２７】フィールドバスデバイスのそれぞれは、バ
ス上で通信を行うことができ、そして、重要なのは、プ
ロセスから又は異なるデバイスからバス上の通信信号を
介してデバイスによって取得されたデータを使用して、
一又はそれ以上のプロセス制御機能を独立に果たし得る
ことである。従って、フィールドデバイスは、従来集権
化されたデジタルコントローラによって行われていた全
体に亘る制御計画の一部分を直接実行することができ
る。制御機能を果たすために、各フィールドデバイス
は、デバイス内のマイクロプロセッサに於いて実行され
る一又はそれ以上の標準化された「ブロック」を含んで
いる。特に、各フィールドバスデバイスは、一つのリソ
ースブロックと、ゼロ又はそれ以上の機能ブロックと、
ゼロ又はそれ以上のトランスデューサブロックとを含ん
でいる。これらのブロックは、ブロックオブジェクトと
称される。

【００２８】リソースブロックは、例えば、デバイスタ
イプ、デバイス改訂の表示、及びデバイスのメモリ内の
どこで他のデバイスの情報が得られるかの表示を含むデ
バイス固有のデータを格納し及び通信を行う。異なるデ
バイス製造業者は、フィールドデバイスのリソースブロ
ックに於けるデータの異なるタイプを格納するが、フィ
ールドバスプロトコルに従う各フィールドデバイスは、
幾らかのデータを格納するリソースブロックを含んでい
る。

【００２９】機能ブロックは、入力機能、出力機能又は
フィールドデバイスに関連する制御機能を定義し及び実
行し、従って、機能ブロックは一般的に、入力、出力及
び制御機能ブロックと称される。しかしながら、ハイブ
リッド機能ブロック等の機能ブロックの他のカテゴリも
存在し、又は将来に於いて開発され得る。各入力又は出
力機能ブロックは、少なくとも一つのプロセス制御入力
（例えば、プロセス測定デバイスからのプロセス変数）
又はプロセス制御出力（例えば、作動デバイスに送られ
るバルブ位置）を生成し、一方、各制御機能ブロック
は、アルゴリズム（これは将来権利化されるであろう）
を使用して、一又はそれ以上のプロセス入力及び制御入
力から一又はそれ以上のプロセス出力を生成する。標準
の機能ブロックの実施例には、アナログ入力（ＡＩ）、
アナログ出力（ＡＯ）、バイアス（Ｂ）、制御セレクタ
（ＣＳ）、不連続入力（ＤＩ）、マニュアルローダ（Ｍ
Ｌ）、比例／微分（ＰＤ）、比例／積分／微分（ＰＩ
Ｄ）、比率（ＲＡ）及び信号セレクタ（ＳＳ）機能ブロ
ックが含まれる。しかしながら、機能ブロックの他のタ
イプも存在し、機能ブロックの新しいタイプも定義され
生成され得て、フィールドバス環境に於いて動作する。

【００３０】トランスデューサブロックは、機能ブロッ
クの入力及び出力を、センサ及びアクチュエータのよう
なローカルハードウエアデバイスに接続し、機能ブロッ
クがローカルセンサの出力を読みとることを可能とし、
そして、ローカルデバイスがバルブ部材の作動のような
一又はそれ以上の機能を実行するように命令を出す。ト
ランスデューサブロックは、ローカルデバイスによって
配送された信号を解明し、ローカルハードウエアを適切
に制御するのに必要な情報を典型的に含んでおり、この
情報には、例えば、ローカルデバイスのタイプを識別す
る情報、ローカルデバイスに関連する校正情報等が含ま
れる。単一のトランスデューサブロックは、各入力及び
出力機能ブロックに典型的に関連している。

【００３１】殆どの機能ブロックは、予め決められた基
準に基づいて警告又はイベントの表示を生成することが
でき、そして、異なるモードで異なる動作を行うことが
できる。一般的に言えば、機能ブロックは、例えば、機
能ブロックのアルゴリズムは自動的に動作する自動モー
ド、機能ブロックの入力及び出力が手動で制御されるオ
ペレータモード、ブロックは動作しないアウトオブサー
ビスモード、ブロックの運転が異なるブロックの出力に
よって影響される（決定される）カスケードモード、及
び遠隔のコンピュータがブロックのモードを決定する一
又はそれ以上遠隔モードで運転され得る。しかしなが
ら、フィールドバスプロトコルには動作の他のモードも
存在する。

【００３２】重要なことに、各ブロックは、フィールド
バスプロトコルによって定義される標準のメッセージフ
ォーマットを使用して、フィールドバスのバス上を同じ
か又は異なるフィールドデバイスに於ける他のブロック
と通信することができる。結果として、（同一又は異な
るデバイスに於ける）機能ブロックの組合せは、一又は
それ以上の分散化された制御ループを生成するために互
いに通信を行い得る。従って、例えば、一つのフィール
ドデバイスに於けるＰＩＤ機能ブロックは、第２のフィ
ールドデバイスに於けるＡＩブロックの出力を受け取る
ために、第３のフィールドデバイスに於けるＡＯ機能ブ
ロックにデータを配送するために、そして、何れの集権
化されたコントローラからも分離し離れたプロセス制御
ループを生成するためのフィードバックとしてＡＯ機能
ブロックの出力を受け取るために、フィールドデバイス
のバスを介して接続され得る。このように、機能ブロッ
クの組合せは、集権化されたＤＣＳ環境からの制御機能
を移動させ、ＤＣＳマルチファンクションコントローラ
が管理又は調整機能を果たすことを許容する。更に、機
能ブロックは、プロセスの容易な校正のための図形的で
ブロック−指向の構造を使用することを許容し、そし
て、これらのブロックは矛盾のない通信プロトコルを使
用するので、異なる供給者からのフィールドデバイスの
中の機能の分散を可能とする。

【００３３】ブロックオブジェクトの包含と実行に加え
て、各フィールドデバイスは、リンクオブジェクト、ト
レンドオブジェクト、警告オブジェクト及びビューオブ
ジェクトを含む一又はそれ以上の他のオブジェクトを含
んでいる。リンクオブジェクトは、フィールドデバイス
の内部及びフィールドバスのバスの横断の両方により
（機能ブロックのような）ブロックの入力と出力との間
のリンクを定義する。トレンドオブジェクトは、ホスト
又はコントローラ等の他のデバイスによるアクセスのた
めの機能ブロックパラメータのローカルなトレンディン
グ許容する。トレンドオブジェクトは、例えば幾つかの
機能ブロックパラメータに関する短期間の履歴データを
保持し、このデータを他のデバイス又は機能ブロックに
フィールドバスのバスを介して報告する。警告オブジェ
クトは、フィールドバスのバス上の警告とイベントとを
報告する。これらの警告又はイベントは、デバイス又は
デバイスのブロックの一つの中に現れるどのようなイベ
ントにも関連し得る。ビューオブジェクトは、標準のヒ
ューマン／マシンインターフェイスで使用されるブロッ
クパラメータの予め決められたグルーピングであり、そ
の時々に見るために非同期通信を使用して他のデバイス
に送られ得る。

【００３４】図２を参照すれば、例えば図１のフィール
ドデバイス４３〜５０の何れかであり得る３つのフィー
ルドバスデバイスが例示され、そこではリソースブロッ
ク５８、機能ブロック６０，６１，６２及びトランスデ
ューサブロック６３，６４が含まれている。第１のデバ
イスでは、機能ブロック６０（これは入力機能ブロッ
ク）がトランスデューサブロック６３を介してセンサ６
５へ結合され、このセンサは、例えば、温度センサ、セ
ットポイント指示センサ等である。第２のデバイスで
は、機能ブロック６１（これは出力機能ブロックであり
得る）がトランスデューサブロック６４を介してバルブ
６６等の出力デバイスに結合されている。第３のデバイ
スでは、機能ブロック６２（これは制御機能ブロックで
あり得る）は、機能ブロック６２の入力パラメータのト
レンディングを行うための、これに関連するトレンドオ
ブジェクト６７を有している。

【００３５】リンクオブジェクト６８は、関連するブロ
ックのそれぞれのブロックパラメータの接続を定義し、
警告オブジェクト６９は、関連するブロックのそれぞれ
のためにアラーム又はイベントの通知を提供する。ビュ
ーオブジェクト７０は、各機能ブロック６０，６１及び
６２のそれぞれに関連し、それらが関連する機能ブロッ
クのためのデータリストを含み又は分類する。これらの
リストは、異なる定義されたビューのセットのそれぞれ
に必要な情報を含んでいる。もちろん、図２のデバイス
は単なる例示であり、他の数及びタイプのブロックオブ
ジェクト、リンクオブジェクト、警告オブジェクトトレ
ンドオブジェクト及びビューオブジェクトがどのような
フィールドデバイスにも提供され得る。

【００３６】通信及び制御アクティビティを実行し遂行
するために、フィールドバスプロトコルは、物理層、通
信「スタック」及びユーザ層の３つの一般的な技術のカ
テゴリを使用する。ユーザ層は、特定のプロセス制御デ
バイス又はフィールドデバイス内の（機能ブロックのよ
うな）ブロック及びオブジェクトの形式で提供される制
御及び構成機能を含んでいる。ユーザ層は、デバイスの
製造業者による独自の方法で典型的に設計されている
が、フィールドバスプロトコルによって規定されている
標準的なメッセージフォーマットに従ってメッセージの
受領と送出を行うことができ、そしてユーザによる標準
的な方法で構成されていなければならない。物理層と通
信スタックは、２線式のバスを使用する標準化された方
法で異なるフィールドデバイスの異なるブロック間での
通信を有効にするのに必要であり、そして、よく知られ
た開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）の積層された通
信モデルが模範とされ得る。

【００３７】ＯＳＩの層１に相当する物理層は、各フィ
ールドデバイス及びバスに埋め込まれ、フィールドバス
の伝送媒体（２線式フィールドバスのバス）からの電磁
気的信号を、フィールドデバイスの通信スタックによっ
て使用され得るメッセージに変換するように働く。物理
層は、フィールドバスであり、フィールドデバイスの入
力及び出力でのバス上に現れる電磁気的信号であると考
えることができる。

【００３８】各フィールドデバイスに存在する通信スタ
ックは、ＯＳＩの層２に相当するデータリンク層、フィ
ールドバスアクセスサブレイヤー及びフィールドバスメ
ッセージ仕様層を含んでいる。フィールドバスプロトコ
ルのユーザ層はＯＳＩプロトコルでは規定されていない
層である。通信スタックに於ける各層は、フィールドバ
ス上を伝送されるメッセージ又は信号の部分をエンコー
ド又はデコードする役目を負っている。結果的には、通
信スタックの各層は、プリアンブル、スタート区切り文
字及びエンド区切り文字等のフィールドバス信号の特定
の部分を付加し又は削除し、ある場合には、フィールド
バス信号の削除された部分をデコードして残りの信号又
はメッセージがどこに送られるべきか、又はもし例えば
受領したフィールドデバイス内ではない機能ブロックの
ためのメッセージ又はデータを含んでいてその信号が廃
棄すべきものであるかを判断する。

【００３９】データリンク層は、メッセージのフィール
ドバスのバス上への伝送を制御し、リンク活性なスケジ
ューラと称される決定論的な集権化されたバススケジュ
ーラに従ってバスにアクセスするのを管理するが、これ
については以下でより詳細に述べる。データリンク層
は、伝送媒体上の信号からプリアンブルを削除し、受領
したプリアンブルを入ってくるフィールドバス信号にフ
ィールドデバイスの内部クロックを同期させるのに使用
される。同様に、データリンク層は、通信スタック上の
メッセージを物理フィールドバス信号に変換し、そし
て、これらの信号をクロック情報とともにエンコードし
て、２線式バス又はループ上の伝送のための適当なプリ
アンブルを有する「同期シリアル」信号を生成する。デ
コーディングプロセスの間、データリンク層は、プリア
ンブル中のスタート区切り文字及びエンド区切り文字の
ような特別なコードを認識して、特定のフィールドバス
メッセージの開始と終了を認識し、そして、バスから受
領される信号又はメッセージの完全性を確認するために
チェックサムを実行し得る。同様に、データリンク層
は、通信スタック上のメッセージにスタート及びエンド
区切り文字を付加し、これらの信号を適当な時間に伝送
媒体上に置くことにより、バス上にフィールドバス信号
を送出する。

【００４０】フィールドバスメッセージ仕様層は、ユー
ザ層（即ち、フィールドデバイスの機能ブロック、オブ
ジェクト等）がバスを介してメッセージフォーマットの
標準的なセットを用いて通信するのを許容し、通信スタ
ック上に置かれてユーザ層に提供されるべきメッセージ
を構築するのに必要な通信サービス、メッセージフォー
マット及びプロトコルの挙動を記述する。フィールドバ
スメッセージ仕様層はユーザ層のために標準化された通
信を提供するので、特定のフィールドバスメッセージ仕
様通信サービスが上記オブジェクトのタイプのそれぞれ
に対して定義される。例えば、フィールドバスメッセー
ジ仕様層は、ユーザがデバイスのオブジェクト辞書を読
みとるのを許容するオブジェクト辞書サービスを含んで
いる。オブジェクト辞書は、デバイスの（ブロックオブ
ジェクトのような）オブジェクトのそれぞれを記述又は
確認するオブジェクト記述を格納している。また、フィ
ールドバスメッセージ仕様層は、ユーザが通信関係を読
み取り及び変更することを許容する種々のアクセスサー
ビスを提供し、これは以下にデバイスの一又はそれ以上
のオブジェクトに関連して記述するように仮想通信関係
（ＶＣＲｓ）として知られているする。更にまた、フィ
ールドバスメッセージ仕様層は、文脈の管理、可変のア
クセスサービス、イベントサービス、アップロード及び
ダウンロードサービス、及びプログラム呼び出しサービ
スを提供し、これらのすべては、フィールドバスプロト
コルの分野でよく知られており、従って、ここでは詳細
には述べない。フィールドバスアクセスサブレイヤー
は、フィールドバスメッセージ仕様層をデータリンク層
にマッピングする。

【００４１】これらの動作を許容し可能とするために、
各フィールドバスデバイスは、ＶＣＲｓ、動的変数、統
計量、タイミングスケジュール、タイミングスケジュー
ルを実行する機能ブロック並びにデバイスタグ及びアド
レス情報を格納するデータベースである管理情報ベース
（ＭＩＢ）を含んでいる。もちろん、ＭＩＢ内の情報
は、標準のフィールドバスメッセージ又はコマンドを使
用して何時でもアクセスされ変更され得る。更に、デバ
イスの記述は、通常、ユーザ又はホストにＶＦＤ内の情
報の拡張されたビューを与えるために、各デバイスに提
供される。ホストによって使用されるように典型的にト
ークン化されている必要のあるデバイス記述は、ホスト
がデバイスのＶＦＤ内のデータの意味を理解するのに必
要な情報を格納している。

【００４２】いずれ理解されるように、プロセス制御ネ
ットワーク内に分布する機能ブロックを使用する制御計
画を実行するために、機能ブロックの実行は、特定の制
御ループ内の他の機能ブロックの実行に関して正確に計
画されなければならない。同様に、異なる機能ブロック
間の通信は、その機能ブロックが実行される前に適切な
データが各機能ブロックに提供されるようにバス上に正
確に計画されていなければならない。

【００４３】異なるフィールドデバイス（及びフィール
ドデバイス内の異なるブロック）がフィールドバス伝送
媒体上で通信する方法について説明する。通信が生ずる
と、フィールドバスループの各セグメントのリンクマス
ターデバイスの一つが、そのバス上の関連するセグメン
ト上の通信の動的スケジュールと制御を行うリンク活性
なスケジューラ（ＬＡＳ）として動作する。バスの各セ
グメントに対するＬＡＳは、各デバイスの各機能ブロッ
クが定期的な通信アクティビティをバス上で開始するよ
うにスケジュールされた時間とこの通信アクティビティ
が現れる時間の長さを含む通信スケジュール（リンク活
性なスケジュール）を格納し及び実行する。バスの各セ
グメント上には唯一の活性ＬＡＳが存在し得るが、他の
リンクマスターデバイスは、例えばもし現在のＬＡＳが
故障したなら、バックアップＬＡＳとして機能し得る。
基本的なデバイスは、どのようなときに於いてもＬＡＳ
になる能力を有してはいない。

【００４４】一般的に言えば、バス上の通信アクティビ
ティは、バスのための同期通信スケジュールを定義する
繰り返しのマクロサイクルに分割される。たとえそれが
バス上のブリッジとＬＡＳとの調和した動作を介してバ
スの異なるセグメントに物理的に接続されていても、デ
バイスは活性になる、即ちバスのセグメントにデータを
送り及びデータを受け取る。

【００４５】各マクロサイクルの間、バス上の特定のセ
グメント上で活性な機能ブロックのそれぞれは、通常異
なるしかし正確にスケジュールされた（同期した）時間
に実行する。もし、機能ブロックがデバイスの外のもう
一つのパラメータにリンクしている出力パラメータを有
しているなら、機能ブロックはその出力データを、ＬＡ
Ｓによって生成される強制データコマンドに応答して正
確にスケジュールされた時間に発行する。好ましくは、
各機能ブロックは、その出力データをその機能ブロック
の実行期間の終わりのすぐ後に発行するようにスケジュ
ールされている。更に、異なる機能ブロックのデータ発
行時間は、バスの特定のセグメント上の２つの機能ブロ
ックが同時にデータを発行しないように連続的にスケジ
ュールされている。同期通信が現れていない時間の間に
は、各フィールドデバイスは、トークンによって起動さ
れる通信を使用して、非同期的な方法で順にアラームデ
ータ、ビューデータ等の伝送を行うことを許容する。実
行スケジュールは、マネージメントインフォメーション
ベース（ＭＩＢ）に格納され、ブロックの実行時間は機
能ブロックに格納され、及びバスのセグメント上のデバ
イスのそれぞれに強制データコマンドを送るための時間
は、そのセグメントのためのＬＡＳデバイスのＭＩＢに
格納される。これらの時間は典型的にオフセット時間と
して格納されるが、その理由は、それらは機能ブロック
が実行すべき又はバスに接続されるデバイスのすべてに
よって知られている「絶対的なスケジュール開始時間」
の最初からのオフセットとしてのデータを送るべき時間
を同定するからである。

【００４６】各マクロサイクルの間に通信を果たすため
に、ＬＡＳは、リンク活性スケジュールに格納されてい
る伝送時間のリストに従って、強制データコマンドを関
連するバスセグメント上のデバイスのそれぞれに送る。
強制データコマンドを受け取ると、デバイスの機能ブロ
ックはその出力データをバス上に発行する。機能ブロッ
クのそれぞれは、そのブロックの実行が、そのブロック
が強制データコマンドを受け取るようにスケジュールさ
れる直前に完了し、強制データコマンドに応答して発行
されるデータが機能ブロックの最も新しい出力データで
あるべきであるように典型的にスケジュールされる。し
かしながら、もし機能ブロックがゆっくりと実行され、
そしてそれが強制データコマンドを受け取ったときに新
たな出力をラッチしていないなら、機能ブロックは最後
の機能ブロックの間に生成されたデータを発行する。

【００４７】強制データの発行がスケジュールされない
間は、ＬＡＳは非同期通信アクティビティが現れるよう
にし得る。非同期通信を果たすために、ＬＡＳはパスト
ークンメッセージを特定のフィールドデバイスに送る。
フィールドデバイスがパストークンメッセージを受け取
ったとき、そのフィールドデバイスはバス（又はそのセ
グメント）に完全にアクセスし、アラームメッセージ、
トレンドデータ、オペレータセットポイント変更などの
非同期のメッセージを、そのメッセージが完了し又は割
り当てられた最大の「トークン保持時間」が終了するま
で、送ることができる。その後、フィールドデバイスは
バス（又はそのいずれかの特定セグメント）を開放し、
そしてＬＡＳはパストークンメッセージを他のデバイス
に送る。このプロセスは、ＬＡＳが同期通信を果たすた
めに強制データコマンドを送るようにスケジュールされ
るか、又はＬＡＳがネットワーク保守を行うかの何れか
のまで繰り返す。もちろん、メッセージのトラフィック
の量とバスの特定のセグメントに接続されるデバイス及
びブロックの数に依存して、すべてのデバイスが各マク
ロサイクルの間にパストークンメッセージを受け取ると
は限らない。

【００４８】図３は、機能ブロック（Ａｌ_LOOP1，ＰＩ
Ｄ_LOOP1，ＡＩ_LOOP2，ＡＯ_LOOP1，ＳＳ_LOOP2及びＰＩＤ
_LOOP3とラベルが付されている）がバスセグメントの各
マクロサイクルの間に実行する時間と、同期通信がバス
セグメントに関連する各マクロサイクルの間に現れる時
間とのタイミングを概略的に例示している。図３のタイ
ミングスケジュールに於いて、時間は水平軸で示され、
異なる機能ブロックに関連するアクティビティは垂直軸
で表されている。各機能ブロックが動作する制御ループ
（この議論のために任意である）が、図３に下付文字表
示として識別されている。従って、Ａｌ_LOOP1は、例え
ば第１の制御ループ内で動作するトランスミッタのＡｌ
機能ブロックに言及し、ＰＩＤ_LOOP1は、例えば第１の
制御ループ内で動作するポジショナ／バルブに於けるＰ
ＩＤ機能ブロックに言及している。例示されている機能
ブロックのそれぞれのブロック実行期間は、斜線ハッチ
ングされたボックスによって表され、一方、各スケジュ
ールされた同期通信は、図３では垂直のバーによって表
されている。

【００４９】このように、図３のタイミングスケジュー
ルに従えば、バスセグメントのどのような特定のマクロ
サイクルの間にも、Ａｌ_LOOP1機能ブロックは、ボック
ス７１によって特定される時間期間の間に最初に実行す
る。次に、垂直バー７２によって表される時間期間の間
に、Ａｌ_LOOP1機能ブロックの出力は、バスセグメント
に対するＬＡＳからの強制データコマンドに応答して、
バスセグメント上に発行される。同様に、ボックス７
４，７６，７８，８０及び８１は、それぞれ機能ブロッ
クＰＩＤ_LOOP1，ＡＩ_LOOP2，ＡＯ_LOOP1，ＳＳ_LOOP2及び
ＰＩＤ_LOOP3（これらは異なるブロックのそれぞれに対
して異なっている）の実行時間を示しており、一方、垂
直バー８２，８４，８６，８８及び８９は、それぞれ機
能ブロックＰＩＤ_LOOP1，ＡＩ_LOOP2，ＡＯ_LOOP1，ＳＳ
_LOOP2及びＰＩＤ_LOOP3がバスセグメント上にデータを発
行する時間を示している。

【００５０】図３のタイミングの概略はまた、機能ブロ
ックの何れかの実行時間の間及び何れの機能ブロックも
実行されておらずそしてバスセグメント上に同期通信が
起こっていない間のマクロサイクルの終わりの時間の間
に現れるかもしれない非同期通信アクティビティに利用
できる時間を例示していることは明らかであろう。もち
ろん、所望なら、異なる機能ブロックが故意に同時に実
行するようにスケジュールすることができ、もし例え
ば、他のデバイスの何れもが機能ブロックによって生成
されるデータを予約していないなら、必ずしもすべての
機能ブロックがバス上にデータを発行しなければならな
いわけではない。

【００５１】フィールドデバイスは、各フィールドデバ
イスのスタックのフィールドバスアクセスサブレイヤー
に定義される３つの仮想通信関係（ＶＣＲｓ）の一つを
使用して、フィールドバスのバス上にデータ及びメッセ
ージを発行又は伝送することができる。クライアント／
サーバーＶＣＲは、待機している、スケジュールされて
いない、ユーザによって開始された、バス上のデバイス
間の１対１の通信に使用される。このような待機中のメ
ッセージは、それらの優先度に従って、先のメッセージ
を上書きすることなく、伝送のために提出された順に送
られ及び受け取られる。このように、要求メッセージを
フィールドバスのバス上の他のデバイスに送るためにＬ
ＡＳからパストークンメッセージを受け取ったときに、
フィールドデバイスはクライアント／サーバーＶＣＲを
使用する。サーバーは、ＬＡＳからパストークンメッセ
ージを受け取ったときに応答を送る。例えば、クライア
ント／サーバーＶＣＲは、設定ポイントの変更、チュー
ニングパラメータのアクセス及び変更、アラーム認知、
並びにデバイスのアップロード及びダウンロードのよう
なオペレータ開始要求を果たすために使用される。

【００５２】レポート分配ＶＣＲは、待機している、ス
ケジュールされていない、ユーザによって開始された、
１対多数の通信に使用される。例えば、イベント又はト
レンドレポートを有するフィールドデバイスがＬＡＳか
らパストークンを受け取ったとき、そのフィールドデバ
イスは、そのデバイスの通信スタックのフィールドバス
アクセスサブレイヤーに定義されている「グループアド
レス」にそのメッセージを送る。そのＶＣＲを傾聴する
ように構成されたデバイスは、そのレポートを受け取
る。レポート分配ＶＣＲのタイプは、オペレータのコン
ソールにアラーム通知を送るためにフィールドデバイス
によって典型的に使用される。

【００５３】発行者／加入者ＶＣＲのタイプは、バッフ
ァされた１対多数の通信に使用される。バッファされた
通信は、最近のデータのみを格納し及び送り、従って、
新たなデータは完全に先のデータを上書きする。例え
ば、機能ブロック出力はバッファされたデータを有して
いる。発行者フィールドデバイスがＬＡＳから又は加入
者デバイスから強制データメッセージを受け取ったと
き、「発行者」フィールドデバイスは発行者／加入者Ｖ
ＣＲのタイプを使用して、すべての「加入者」フィール
ドデバイスにメッセージを発行し又はブロードキャスト
する。発行者／加入者の関係は予め決められており、そ
して各フィールドデバイスの通信スタックのフィールド
バスアクセスサブレイヤー内に定義され及び格納されて
いる。

【００５４】フィールドバスのバス上での適切な通信ア
クティビティを確実にするために、各ＬＡＳは、そのバ
スのセグメントに接続されているフィールドデバイスの
すべてに、時間分配メッセージを定期的に送り、これ
は、受領したデバイスがそれらのローカルデータリンク
時間を調整して互いに同期することを可能とする。これ
らの同期メッセージの間では、クロック時間は各デバイ
スでそれ自身の内部クロックに基づいて独立に保持され
ている。クロックの同期は、フィールドデバイスが機能
ブロックの実行をネットワークに同期させるのを可能と
する。

【００５５】上述のフィールドバス通信プロトコルの議
論から理解されるように、プロセス制御ネットワーク１
０のフィールドバスセクションに位置する、即ちバス４
２に接続されているどのような特定のデバイス又は機能
ブロックとの通信も、どのようにしてフィールドバスの
バス４２が特にどのように構成され及びそれに関連する
通信が何時スケジュールされ許容されるのかについてと
同様に、一般的にどのようにして通信がもたらされるか
についての詳細な知識を必要とする。これは、次に、コ
ントローラ１２内で実行されるプロセス制御ルーチンの
設計者が、プロセス制御ネットワークのフィールドバス
セクション内のデバイス即ちバス４２に接続されている
デバイスを実装し及び通信のスケジュールを行うのを困
難にしている。更に、機能ブロックの間の標準又は通常
の通信は、バス４２上の同期方法に現れるので、コント
ローラ１２はこれらのすべての通信又は少なくともその
制御ルーチンを実行するのに必要なものを受け取るよう
に構成されていなければならない。全体のプロセス１９
の制御を果たすためにコントローラ１２によって効率的
に使用されることができるようにバス４２上を流れる情
報の全ての受領と格納を調整するのは、コントローラ１
２の側では威圧的なタスクであり得る。更に、バス４２
上を同期的に送られていない情報を受け取るために、コ
ントローラ１２は、上述のようにバス４２上に非同期的
に送られるその情報に対する要求を送らなければならな
い。コントローラ１２が非同期的な要求が適当なデバイ
スに送られるであろうときに決定し又は遂行する方法が
ないので（なぜならこの要求のタイミングはバス４２上
に現れる他の非同期通信によってもたらされるから）、
コントローラ１２は、それがコントローラ１２に到達す
るまでに古い情報を受け取るかもしれない。同様に、コ
ントローラ１２は、特定の時間に於いて何がこのような
データなのかについて決定する方法を有しておらず、こ
れはバス４２に接続されていないプロセス１９内の他の
デバイスを制御するのに重要である。更にまた、プロセ
ス１９のフィールドバスセクション内のデバイス又は機
能ブロックの状態に関する重要な情報、例えばこれらの
機能ブロックによって生成されるアラームなどを、コン
トローラ１２が受け取るのは困難又は不可能である。

【００５６】これらの問題を克服するために、コントロ
ーラ１２は、プロセス制御ネットワーク１０のフィール
ドバスセクション内のデバイスと機能ブロックと通信を
行うのにシャドウ機能ブロックを使用するように設計さ
れ得る。より詳細には、コントローラ１２内の制御ルー
チンは、コントローラ１２内のシャドウ機能ブロックと
直接通信し得て、次に、バス４２に接続されているフィ
ールドデバイス内の関連する実際の外部機能ブロックと
自動的に通信を行う。コントローラ１２内のシャドウ機
能ブロックは、実際の外部機能ブロックがバス４２上の
フィールドバスプロトコルを介して通信する必要性なく
アクセスされ得るようにコントローラ１２内のプロセス
制御ルーチンに見えるように、バス４２に接続されたデ
バイス内の実際の外部機能ブロックに関する状態とデー
タとをミラーリングするように構成されている。換言す
れば、実際の外部機能ブロックがバス４２に接続されて
いる外部フィールドデバイス内の代わりにプロセス制御
コントローラ１２内に位置しているように、そして、プ
ロセス制御ルーチンがプロセス制御コントローラ１２内
の他の機能ブロックを使用しているときにシャドウ機能
ブロックを使用しているように、コントローラ１２内の
プロセス制御ルーチンには見える。

【００５７】図４はコントローラ１２内に格納されたプ
ロセス制御ルーチンに関連しこれによって実行されるプ
ロセス制御ループ又はモジュール１００の図形描写を図
示している。プロセス１９全体の制御を実行するため
に、コントローラ１２内のプロセス制御ルーチンは、多
くのこのようなループ又はモジュールを実装し、これら
は所望の何れかの方法によって相互接続され得る。描写
されているプロセス制御ループ１００は、多くのコント
ローラブロック又はユニット並びに特にＡＯブロック１
０４、第１のＡＩブロック１０６及び第２のＡＩブロッ
ク１０８に接続されたＰＩＤブロック１０２によって制
御されているプロセス１０１の外観（流れ）の表現を含
んでいる。ブロック１０２，１０４及び１０６のそれぞ
れは、コントローラ１２に格納されたプロセス制御ルー
チンに関連し、コントローラ１２に関連するコントロー
ラプロトコルに従って構成され、そして、プロセス１０
１に関する全体に亘る制御計画の一部を実行するのに使
用される制御サブルーチン（又はオブジェクト指向プロ
グラミング環境）の図形描写である。プロセス制御ルー
チン１００のブロックのそれぞれは、入力及び出力（そ
れぞれブロックの左及び右側に入口によって示されてい
る）を含み、そして幾つかの制御機能を実行する制御ア
ルゴリズムを含み得る。機能ブロック間の相互接続又は
リンクは、一つのブロックの出力からもう一つのブロッ
クの入力に走る線として表されている。これらのリンク
は、制御プロトコルに従ってプロセス制御ループを実行
するために制御ルーチン又はモジュール内の個々のブロ
ック間で実行される通信が行われる方法を表している。
このように、図４の描写は、実行されている制御ループ
の要素のみならず、コントローラ１２内のプロセス制御
ルーチンがこのループを実行するように設計される方法
をも示している。このプロセス制御ルーチンは、Ｄｅｌ
ｔａＶプロセスコントローラによって実行されるよう
に、ブロック間のリンクを移動させ、それからブロック
を付け加え又は削除するなどにより、自動的に変更し又
は再構築されることができる。

【００５８】図４に示されているＰＩＤ機能ブロック１
０２は、例えばＡＩブロック１０６及び１０８並びにＡ
Ｏブロック１０４から受け取った入力に基づいて比例／
積分／微分制御計算を実行するアルゴリズムを含み、こ
れは次に、プロセス１０１内の（バルブなどの）デバイ
スに、バルブを動かして流体の流れを増大させるような
機能を行わせる。ＡＯブロック１０４は、例えば図１の
バルブ２８等の実際のバルブに関連し、及びこれをＩ／
Ｏデバイス２０及び４−２０ｍＡ通信ライン３８を介し
て制御し得る。ＡＯブロック１０４は、バルブの実際の
位置の測定値を受け取り、この測定値をＰＩＤ機能ブロ
ック１０２にフィードバックとしてリンク１１０を介し
て供給する。更にまた、ＰＩＤ機能ブロック１０２は、
例えばプロセス１９内に位置する温度センサのようなセ
ンサに関連するＡＩブロック１０６からの入力を受け取
る。このセンサは、例えば図１のセンサ３４であり得、
この場合には、ＡＩブロック１０６はセンサの測定値を
Ｉ／Ｏデバイス２２を介して標準の通信を用いて受け取
る。このような接続は、プロセス１０１に於いて「flo
w」とマークされた出力と「simulate#in」とマークされ
たＡＩブロック１０６への入力との間のリンクによって
図４に示されている。ＰＩＤ機能ブロック１０２、ＡＯ
ブロック１０４及びＡＩブロック１０６に関連する情報
の処理と制御は、コントローラ１２内で実行される。

【００５９】一般的に言って、ＤｅｌｔａＶコントロー
ルシステム内では、即ちＤｅｌｔａＶコントローラ構成
プロトコルを使用して、ブロック１０２，１０４及び１
０６のそれぞれは、フィールドバスプロトコルに於ける
類似の機能ブロックに関連する情報及びデータのすべて
をサポートするように特異的に構成され、従って、すべ
ての意図及び目的について、制御機能は中央処理装置１
２によって行われ情報は、プロセスコントローラ１２か
ら標準の通信ラインを介して特定のフィールドデバイス
から受け取り及びこれに配送することを除いて、フィー
ルドバスプロトコル内の機能ブロックに非常に類似して
いる。このように、ブロック１０２，１０４及び１０６
を含んでいる図４に示されている制御ルーチンの部分
は、現在ＤｅｌｔａＶ環境で提供され、知られている。

【００６０】コントローラ１２内へのフィールドバスの
組み込みをサポートするために、制御システムで使用さ
れている機能ブロックのベースセットがフィールドバス
プロトコルによって定義されるそれらに類似しているＤ
ｅｌｔａＶコントロールシステム（又は他の集権化され
た制御システム）を使用して、以下のアプローチが採用
されている。外部フィールドバス又は製造業者特有の機
能ブロックは、制御システムと結合して（又は制御シス
テムの一部として）実行するように個々に割り当てら
れ、フィールドデバイスの機能ブロックは、あたかも外
部機能ブロックが制御システムに存在しているかのよう
に内部及び外部の参照をサポートするシャドウ機能ブロ
ックとして制御システムに反映される。制御システム
は、シャドウ機能ブロックの動的及び静的パラメータを
自動的にアップデートし、シャドウ機能ブロックを使用
して適当な外部機能ブロックに変更要求を渡す。外部デ
バイス（又は機能ブロック）で検出されたアラームは、
シャドウ機能ブロックに反映され、制御システムのアラ
ーム処理に組み込まれる。もちろん、シャドウ機能ブロ
ックは、コントローラへの内部機能ブロック間の通信を
実行するためにコントローラによって使用されるコント
ローラ構成プロトコルとは典型的に異なる外部機能ブロ
ックに関連する通信プロトコルを使用して、外部機能ブ
ロックと通信を行う。また、内部及び外部機能ブロック
間のリンクは、機能ブロックが存在するところとは独立
している方法でユーザによって定義され得る。結果とし
て、制御の定義及びオンライン診断の間、機能ブロック
は、それらが内部であるか（及び制御システムに存在す
るか）又は外部であるか（及びフィールドデバイスに存
在するか）は同じに見える。

【００６１】このように、本発明に従えば、図４にＡＩ
ブロック１０６と同様に示されているＡＩブロック１０
８は、実際には、例えば図１のフィールドバス４２に接
続されているセンサ４８内に位置する外部機能ブロック
１１２と通信を行うように構成されたシャドウ機能ブロ
ックである。シャドウ機能ブロック１０８は、外部機能
ブロック１１２に関連する測定された又は他の信号を、
ＰＩＤブロック１０２に、それらの間に確立されたリン
クを介して提供する。ブロック１０８が外部機能ブロッ
ク１１２に関連するシャドウ機能ブロックであり、外部
機能ブロック１１２の通信プロトコルを使用してそれと
通信することを示すために、ブロック１０８はフィール
ドデバイス４８内のＡＩ機能ブロック１１２に接続され
た点線を有するものとして表されている。しかしなが
ら、シャドウ機能ブロック１０８は、その底部にデバイ
スタグ及び／又はブロック名を有するものとして表さ
れ、又は他の所望の方法で表され得て、シャドウ機能ブ
ロックがユーザに示されている方法はシャドウ機能ブロ
ックの動作には重要ではないことが理解される。更
に、、ＡＩ機能ブロック１１２に関連する入力及び出力
は、ネットワークが構築されている方法に従ってフィー
ルドバスネットワーク内で配送される。シャドウ機能ブ
ロック１０８は、実際の機能ブロック１１２に関連しこ
れが生成するすべて又は殆どの情報をアクセスし及びミ
ラーリングする一方、ＡＩ機能ブロック１１２（又はシ
ャドウ機能ブロックが存在するどのような他の機能ブロ
ック）に関して生ずるどのような処理も、シャドウ機能
ブロック１０８又はコントローラ１１２にさえ降ろさ
ず、外部デバイスに降ろす。結果として、シャドウ機能
ブロック１０８は、ＰＩＤブロック１０２（又は集権化
されたコントローラ１２内の他のどのようなブロック
も）と実際の機能ブロック１１２との間の情報の通路と
して考えることができる。シャドウ機能ブロック１０８
は、シャドウ機能ブロック１０８が実際の外部機能ブロ
ック内の情報を単にミラーリングし又はそうでなければ
コントローラ１２と実際の外部機能ブロック１１２との
間の通信を提供するので、ＡＩブロック１０６及びＰＩ
Ｄブロック１０２はコントローラ１２によって運転可能
であるという意味に於いて、コントローラによって完全
に運転可能な機能ブロックではない。

【００６２】それでもなお、シャドウ機能ブロックの適
当な運転により、コントローラ１２は、あたかもそれが
コントローラ１２内で完全に実行されているかのよう
に、実際の機能ブロック１１２を制御しこれと通信を行
うことができる。例えば、コントローラ構成プロトコル
を使用したシャドウ機能ブロック１０８との通信によ
り、コントローラ１２内のプロセス制御ルーチンは、機
能ブロック１１２から最新の情報を受け取ることがで
き、実際の機能ブロック１１２がどこに位置しているか
又は実際の機能ブロック１１２とどのようにして通信を
行うのかを気にすることなく、可能な限り早く機能ブロ
ック１１２にコマンドを送ることができる。それどころ
か、実際の機能ブロック１１２とシャドウ機能ブロック
１０８との間の通信は、プロセス制御ルーチンの介入な
しに自動的に現れ、コントローラ１２内に位置する制御
又は機能ブロックの間で通信を行うために典型的に採ら
れるステップを採ることのみを必要とする。このよう
に、シャドウ機能ブロックは、コントローラ内の機能ブ
ロックを実現するコントローラが、異なる通信又は構成
プロトコルを使用し、及びコントローラ内ではなくプロ
セス環境内に位置するフィールドデバイスに基づくマイ
クロプロセッサのような外部デバイスに位置しこれによ
って実行される機能ブロックを使用し及び組み込むのを
可能とする。この付加された可能性は、コントローラ１
２に対して透明に達成され、そのため、一旦シャドウ機
能ブロックがコントローラ１２でセットアップされる
と、制御ルーチンは実際の機能ブロックがどこに位置し
ているかを探知し、又は外部機能ブロック１１２を使用
するために複雑な通信若しくはデータベースの操作を行
う必要がない。

【００６３】理解されるように、シャドウ機能ブロック
１０８は、ＡＩ機能ブロック１１２に関連する入力及び
出力並びにパラメータの最新情報を、所望のフォーマッ
トでコントローラ１２のデータベースに格納するが、し
かし好ましくは、これらをコントローラによって実行さ
れる制御ブロックに関連する情報と同じ又は類似のフォ
ーマットで、即ち、コントローラ構成プロトコルを使用
して格納する。このことは、シャドウ機能ブロック１０
８との通信をコントローラ１２に対して透明にし、即
ち、プロセス制御ルーチン１００は、シャドウ機能ブロ
ック１０８（及び従って実際の機能ブロック１１２）に
関する通信を、他の機能ブロック１０４及び１０６に関
する通信を提供するのと同様の方法でリンクを介して提
供する。（ＤｅｌｔａＶコントローラ及びフィールドバ
ス通信プロトコルのように）分散化された（又は外部
の）制御ネットワークによってサポートされる情報のす
べて（又は殆ど）をサポートするように論理的に構成さ
れたコントローラ１２内に機能ブロックを有することは
好ましいが、この構成は必ずしも必要ではない。事実、
どのようなコントローラのセットアップも、ここに開示
されているシャドウ機能ブロックを使用して、外部機能
ブロックに於いてサポートされそこから利用できるデー
タをコントローラルーチンによって使用されそこから利
用できるデータにマッピングすることにより、サポート
されることができる。

【００６４】一般的に言って、フィールドバスネットワ
ークに於いてシャドウ機能ブロック１０８の運転を行う
ために、実際の機能ブロック１１２は、リンクされたデ
ータ（即ち、コントローラ１２内で図４に示されている
リンクの一つを介してもう一つの機能ブロックにリンク
されているデータ）を、フィールドバス通信プロトコル
に於ける発行者／加入者ＶＣＲ（即ち、同期通信）を使
用して、インターフェイスカード４０を介してプロセス
コントローラ１２に送り又は発行するように構成されて
いる。実際の機能ブロック１１２に関連する他の非リン
クデータは、非同期通信を使用し、例えばコントローラ
１２内の制御モジュールのモジュールスキャン速度で現
れるフィールドバスプロトコル内のビューオブジェクト
又は警告オブジェクト機能を使用して、インターフェイ
スカード４０に配送される。従って、典型的には、リン
クされたデータは、他の（時間に関して敏感な）データ
よりも非常に速い速度で、機能ブロック１１２からコン
トローラ１２に配送される。逆に、コントローラ１２内
のブロックによってシャドウ機能ブロック１０８に送ら
れるリンクされたデータは、インターフェイス装置４０
にすぐに転送され、そこで次に、標準の同期通信を用い
てフィールドバスのバス４２上に発行される。

【００６５】実際の機能ブロック１１２から送られる情
報は、シャドウ機能ブロック１０８に自動的に置かれ、
従って何時でもコントローラ１２内の制御ルーチンに利
用可能となる。この動作を実行するために、インターフ
ェイスカード４０（これはシャドウ機能ブロックの通信
ポートの一部であり得る）は、機能ブロック１１２によ
って生成された発行されたリンクパラメータデータを予
約し、この情報をプロセスコントローラ１２に、外部機
能ブロック１２が接続されているフィールドバスセグメ
ントのマクロサイクル内の機能ブロックの実効速度によ
って定義される速度で転送する。同様に、インターフェ
イスカード４０（これは典型的にはフィールドバスセグ
メントのＬＡＳである）は、シャドウ機能ブロック１０
８が存在する制御モジュールのスキャン速度によって定
義される速度で、即ち、コントローラ１２内の制御ルー
チン１００がそれと関連するブロックを実行する速度
で、実際の機能ブロックのビューオブジェクト及び／又
は警告オブジェクトを得る。理解されるように、フィー
ルドバスプロトコルは、通常動的な変数（ビューオブジ
ェクト１）、通常静的な変数（ビューオブジェクト
２）、すべてが動的な変数（ビューオブジェクト３）及
びすべてが静的な変数（ビューオブジェクト４）を格納
する４つのタイプのビューオブジェクトを含んでいる。
インターフェイスカード４０は、このような情報を定期
的な基盤で自動的に又はこのような情報の要求を送るこ
とにより、実際の機能ブロック１１２に関連する動的変
数のすべてに対する値を含む動的ビューオブジェクト３
のすべてを受け取るように構成されている。このビュー
オブジェクトの情報を受け取るに際し、インターフェイ
スカード４０はシャドウ機能ブロックによってアクセス
可能なデータベース内の情報を格納し、そして、シャド
ウ機能ブロック１０８は変更された値をアップデート
し、これにより、これらの値をコントローラ１２内のプ
ロセス制御ルーチンにとって利用可能にする。もし動的
変数の一つ（静的な改訂変数）が静的変数の変更を含ん
でいるなら、インターフェイスカード４０内のシャドウ
機能ブロック又はソフトウエアは、静的変数をアップデ
ートするためにシャドウ機能ブロック１０８にビューオ
ブジェクト４（すべて静的変数）が送られることを要求
し得る。好ましい実施態様では、Ｈ１インターフェイス
カード４０は、コントローラ１２内の制御モジュール１
００のモジュールスキャン速度でビューオブジェクト３
を継続的に受け取る。

【００６６】上述のように、コントローラ１２（又はそ
の何れかの機能ブロック）は、シャドウ機能ブロック１
０８内のパラメータを単に変更することにより、シャド
ウ機能ブロック１０８を介してフィールドバスネットワ
ーク内の実際の機能ブロック１１２にコマンドを送るこ
とができる。このパラメータの変更は、ＡＩ機能ブロッ
ク１１２にシャドウ機能ブロック１０８の出力を介して
送られ、そこでＡＩ機能ブロック１１２の構成を変更す
るのに使用される。データの変更又は書き込みコマンド
は、シャドウ機能ブロック１０８によって受け取られる
のと正確には同じ時に実際の機能ブロック１１２に於い
て行われず、コントローラ１２の立場から、この変更は
非常に早く、変更が実際に行われたときにシャドウ機能
ブロック１０８内のバックアップに反映される。この動
作は、コントローラ１２及び特にコントローラ１２内の
ＰＩＤ機能ブロック１０２が、その変更をシャドウ機能
ブロック１０８に関連するメモリ位置に単に書き込むこ
とにより、そしてフィールドバスネットワークへ及びそ
れからデータを得るのに必要などのような専門化された
通信アクティビティを実行することなくその後に通信を
自動的に行うことにより、変更を行うことを可能とす
る。

【００６７】入力及び出力パラメータのデータに加え
て、モード及びステータスのような他のタイプのデータ
が、シャドウ機能ブロック１０８と実際の外部機能ブロ
ック１１２との間と同様に、コントローラ機能ブロック
（即ち、内部機能ブロック）とシャドウ機能ブロック１
０８との間で通信される。もちろん、この情報は、外部
機能ブロック１１２からのビューオブジェクト又は警告
オブジェクト情報とともにシャドウ機能ブロック１０８
に送られる。同様に、このようなモード及びステータス
は、コントローラ１２内の内部機能ブロックからシャド
ウ機能ブロック１０８に配送され得て、そしてそのデー
タは、次に、使用するために外部機能ブロック１１２に
転送される。機能ブロックのステータスパラメータは、
機能ブロックによって提供されている測定値又はデータ
の質を典型的に示しており、そして、なぜ質の悪いもの
が存在するのかの理由を提供し得る。典型的には、モー
ドスパラメータは、機能ブロックがどのモードにあるか
を示し、これは、例えば手動モード、自動モード又はフ
ィールドバスプロトコルによって定義されるカスケード
モードであるかもしれない。

【００６８】更にまた、イベント及びレポートが外部機
能ブロックによって自動的に生成され、次にこれは、シ
ャドウ機能ブロック１０８にビュー又は警告オブジェク
トを介して供給されるので、実際の機能ブロックで生成
されるアラームに基づいて検出されるアラームが生成さ
れる。

【００６９】もちろん、ブロック１０８がここではシャ
ドウ機能ブロックとして記述されているけれども、図４
に於けるブロックの何れもが又はその代わりに、シャド
ウ機能ブロックであってもよい。

【００７０】図４に示されているシャドウ機能ブロック
１０８等のシャドウ機能ブロックの使用に関する利点
は、それが、プロセス制御設計者が外部機能ブロック即
ち異なる通信プロトコル下にある異なるデバイス内で実
際に実装されている機能ブロックを用いて集権化された
プロセスコントローラ１２内の実行制御となることを可
能とすることである。シャドウ機能ブロックを用いれ
ば、設計者は、外部機能ブロックが異なる通信若しくは
制御プロトコルに関連し又はシャドウ機能ブロックと外
部機能ブロックとの間の通信は制御ルーチンに自動的か
つ透明に現れることから異なるデバイスに位置している
ことを気にする必要はない。更に、一旦シャドウ機能ブ
ロックが実装され実行されると、全体のプロセス制御シ
ステム内で何が起こっているかを、アクションがフィー
ルドバス若しくは他の外部機能ブロック内又はコントロ
ーラ内に現れているかどうかについて気にする必要なし
に模倣することは、シャドウ機能ブロックが実際の機能
ブロックがコントローラ内で実行されていることをたと
えそれが真実の場合でなくてもコントローラ及びユーザ
に見せるので、容易である。

【００７１】構成、実装及びシャドウ機能ブロックの使
用について、図５−１３を参照しながらより詳細に説明
する。図５は図１のプロセス制御ネットワークの一部の
物理的セットアップをより詳細に示している。図１のＰ
Ｃ１４の一つであり得るユーザワークステーション１５
０は、コントローラ１２に通信可能に接続され、これは
次にインターフェイスカード４０を介して、その中に機
能ブロック１１２を有するフィールドデバイス４８に接
続されている。図５に示すように、コントローラ１２
は、（シャドウ機能ブロック１０８を含む）制御ルーチ
ン１００が実装されている上部部分１５２と、Ｉ／Ｏカ
ードと同様にインターフェイスカード４０から受け取っ
た入力及び出力情報を格納するためのデータベース１５
６を含んだ下部部分とを有している。一般的に言えば、
インターフェイスカード４０は機能ブロック１１２によ
って発行者／加入者ＶＣＲを介して（フィールドバス４
２のバス４２のマクロサイクルによって定義される発行
速度で）発行されるリンクされたデータを自動的に受け
取り、そしてこのデータをコントローラ１２内の制御モ
ジュール１００のスキャン速度でシャドウ機能ブロック
１０８にそれが提供される下部のデータベースに格納す
るように構成されている。同様に、インターフェイスカ
ード４０は、コントローラ１２内で機能ブロックにより
生成されたリンクされたデータを、フィールドバスのバ
ス４０上に、フィールドバスネットワーク内の同期的通
信を使用して発行するように構成されている。また、イ
ンターフェイスカード４０は、機能ブロック１１２ビュ
ー及び／又は警告データを（非同期的通信を使用して）
定期的に要求し、そしてこの情報を、制御モジュール１
００のスキャン速度でシャドウ機能ブロック１０８に配
送するように構成されている。

【００７２】インターフェイスカード４０及び／又はデ
ータベース１５６は、シャドウ機能ブロック１０８と外
部機能ブロック１１２との間の通信を実行するシャドウ
機能ブロック１０８の通信ポートを有し、その一部であ
り又はそれによって制御され得る。通信ポートは外部機
能ブロック１１２から外部機能ブロック１１２の通信プ
ロトコルを使用してデータを受け取る入力と、外部機能
ブロック１１２の通信プロトコルを使用して外部機能ブ
ロック１１２と通信して（書き込みコマンドを含む）デ
ータを外部機能ブロック１１２に送る出力とを含んでい
る。もちろん、シャドウ機能ブロック１０８の通信ポー
トは、インターフェイスカード４０及びデータベース１
５６に加え又はこれと結合してソフトウエア及び／又は
ハードウエアで実装され得る。

【００７３】シャドウ機能ブロックを使用して制御ルー
チンを構成するために、ワークステーション１５０での
ユーザは、ＤｅｌｔａＶ制御システムに提供されるもの
のような標準のツールの何れをも使用して、最初にプロ
セス制御システムを構成することができる。一般的に、
ＤｅｌｔａＶ構成ツールは、ユーザが図４に示したよう
なブロックを表示し、構成し及び接続して、制御ルーチ
ンに関連する一又はそれ以上の制御ループを実装し又は
設計するのを可能とする。この議論のため、プロセスの
制御のための制御ルーチンは、幾つかの数のモジュール
を有し得て、そのそれぞれは、その中に幾つかの数の制
御ループを実装した所望の数のブロックを有し得る。プ
ロセス制御モジュールの構成又は設計の間、ユーザは
（プロセス制御システムのフィールドデバイスの一つの
中の機能ブロックのような）コントローラ１２の外のデ
バイス内に位置する機能ブロックの使用を選択すること
ができる。この場合には、コントローラ１２に関連する
構成ツールは、ユーザにデバイスのコントローラ１２へ
の物理的接続と、最初にデバイス及び／又はデバイス内
の機能ブロックをそのデバイスの通信プロトコル（即ち
フィールドバス通信プロトコル）に従って構成するのに
必要な他のデバイス及び／又は機能ブロックの構成情報
とを特定するように問い合わせを行う。ユーザは、ダイ
アログボックスの使用を介するなどの所望の方法でこの
情報を提供するように促される。もちろん、フィールド
バスプロトコルのような使用されているデバイスプロト
コルになれている者によって理解され知られるように、
必要な正確な情報は、特定されているデバイス及び機能
ブロックのタイプに依存している。

【００７４】その機能ブロックが特定の（フィールドバ
スデバイスのような）外部機能ブロックによって実装さ
れるべきであることを特定する一つの方法は、外部機能
ブロックに位置する機能ブロックを、ブラウザ（又は他
のソフトウエア）を使用してコントローラに接続された
外部デバイスをリストし及び描写し、次に、リストされ
た外部機能ブロックの一つを機能ブロックが実装される
べきデバイスとして選択することにより、ユーザに特定
させることである。もう一つの方法は、スクリーン上の
機能ブロックを選択し、次にその機能ブロックを外部デ
バイスに於けるブロックの描写上にその機能ブロックを
ドラッグアンドドロップすることである。これらの何れ
か又は他の所望のアクションは、実装されるべき機能ブ
ロックが外部機能ブロック内にあることを構成ツールに
知らせ、その構成ツールに、ユーザが特定のデバイス及
び特定の外部機能ブロックを構成しアクセスするのに必
要な機能ブロック構成情報を要求させることができる。
これらの方法の両方とも、ユーザが外部機能ブロックの
リストから外部デバイスに於ける実行のための機能ブロ
ックを選択するのを可能とする。

【００７５】ユーザが外部機能ブロック（即ち、コント
ローラ１２に対して外部の）が使用されるべきことを特
定したとき、次に構成ルーチンはシャドウ機能ブロック
をコントローラに確立し、以下に示すように、フィール
ドバスデバイス及びデバイス内の機能ブロックを構成す
るステップをとる。もちろん、構成ツールは、好ましく
は、ユーザが使用されるべきブロックのすべてと、これ
らのブロックの位置（即ち、このブロックの何れかは外
部デバイスに位置するであろう）と、シャドウ機能ブロ
ックの実装と外部（即ち、フィールドバス）デバイスの
初期化の前のブロック間のリンクとを特定することを許
容する。このことは、一度すべてのブロックの位置と機
能ブロック間のリンクのすべての性質とが特定された
後、外部ネットワークの構成を可能とする。

【００７６】コントローラが外部機能ブロック内の機能
ブロックのためのパラメータデータを（シャドウ機能ブ
ロックを介して）見ること又はこれにアクセスすること
に関して、インターフェイスカード４０はまた、デバイ
ス及びセグメント状態情報を診断目的のためにコントロ
ーラに送り得る。インターフェイスカード４０は、例え
ば、フィールドバスネットワークの特定部分又はセグメ
ントに取り付けられていると想定される装置の識別子含
むリストと、識別されたデバイスのそれぞれに関する関
連情報とを受け取り得る。次に、インターフェイスカー
ド４０は、（同期又は非同期通信を介して）フィールド
バスセグメントに実際に接続されているデバイスに関す
る、又はセグメントそれ自身に関する情報を定期的に得
て、この情報を受け取ったリスト内の情報と比較する。
この方法では、インターフェイスカード４０は、もし、
誤ったフィールドデバイスがフィールドバスネットワー
クに接続されている場合、もし、フィールドデバイスが
稼働していない等の場合、フィールドデバイスが無いか
又はフィールドバスネットワークに接続されていないか
を決定することができる。同様に、インターフェイスカ
ード４０は、フィールドバスのバス上の通信が存在しな
い等のセグメントレベルの問題があるかを決定すること
ができる。所望なら、インターフェイスカード４０は、
このデバイス及びセグメントの状態データをコントロー
ラ（又は他のデバイス）に診断のために送り得る。

【００７７】更に、インターフェイスカード４０は、診
断のためにフィールドバスセグメントの通信とタイミン
グ状態をモニタすることができる。特に、インターフェ
イスカード４０は、フィールドバスのバス上のフィール
ドデバイスによって発行されるデータに自動署名するこ
とができ、そして、例えばフィールドバスのバス上のタ
イミングの問題又は他の問題を決定するために、受け取
ったデータを分析し得る。所望なら、インターフェイス
カード４０は、入ってきたデータにタイプスタンプを付
し及び格納し、次に、各機能ブロック又はバスに接続さ
れているデバイスに関連する統計及び／又はバスのセグ
メントに関連する統計を保持する。インターフェイスカ
ード４０は、例えば特定の発行されたデータのアップデ
ートされたものの間の最小及び最大時間を決定すること
ができ、そして、もし通信の問題が存在するなら、これ
らの時間が許容範囲にあるかどうかを決定することがで
きる。同様に、インターフェイスカード４０は、特定の
データがバス上に発行されたと想定される時間と、この
ようなデータがバス上に発行された実際の時間とを比較
し、機能ブロック又はデバイスの古いデータの係数をモ
ニタすることができ、そして、バス上のタイミング又は
他の通信エラーを検出するための他の望ましい統計を保
持することができる。もちろん、他の発行されたどのよ
うなデータも、バス上の通信又はタイミングの問題を決
定するためにモニタされ得る。上述のように、インター
フェイスカード４０によって生成され又は格納された統
計的な情報は、どの機能ブロック、デバイス又はバスの
セグメント何れかのために保持され、診断のためにコン
トローラ（又は他のデバイスの何れか）に送られ又は読
み取られ得る。

【００７８】図６はコントローラ１２内のシャドウ機能
ブロックがセットアップされ得る方法を示すフローチャ
ート２００を示している。図６〜１２のフローチャート
は、多くのブロックを表しているが、これらのブロック
は、実行されるべきステップのシーケンスを単に示して
いることと、そのステップがソフトウエア又は他の望ま
しい方法で実行されることとが理解されるであろう。し
かしながら、図６〜１２のフローチャートブロックは、
必ずしも図４に示した機能ブロックと同様の又はコント
ローラブロックを表してはいない。

【００７９】ブロック２０１で、コントローラ１２は、
図１のＰＣ１４の一つであり得るユーザワークステーシ
ョンからモジュール導入スクリプトを受け取る。モジュ
ール導入スクリプトは、ユーザワークステーションによ
って実行される構成ツールによって生成され、コントロ
ーラ１２の制御モジュールの機能ブロックに関連するオ
ブジェクトを（オブジェクト指向プログラミング言語
で）セットアップするのに必要な情報の全てを含んでい
る。即ち、導入スクリプトは、（図４の制御モジュール
１００に関連する機能ブロックなどの）ブロックと、リ
ンクによって定義されるこれらのブロックの間の相互接
続とを構成する。もちろん、この情報のすべては構成ツ
ールを使用している間にユーザによって提供される。機
能ブロックが例えばフィールドデバイスに於ける一つの
外部機能ブロックによって実装されるとき、ブロック２
０２は、コントローラ内に位置する他のデバイスにとっ
てどのような制御機能をも果たさないことを除いて機能
ブロックと同様であるオブジェクトを（オブジェクト指
向プログラミング言語内に）生成することにより、コン
トローラ１２内にシャドウ機能ブロックを生成する。シ
ャドウ機能ブロックは、オブジェクト指向プログラミン
グ環境内のオブジェクトとして生成されるのが好ましい
が、それらはコントローラ１２に関連し又はこれによっ
て使用される他のどのようなプログラミング環境を使用
しても生成され得る。

【００８０】シャドウ機能ブロックのセットアップの際
に、ブロック２０２はインターフェイスカード４０にフ
ィールドデバイス内の実際の機能ブロックをスキャンさ
せ、シャドウ機能ブロックを構成するのに最初に必要な
実際の機能ブロックからの情報を得る。更に、ブロック
２０２は、インターフェイスカード４０が実際の機能ブ
ロックから得たリンクされたパラメータデータと同様に
ビューオブジェクト及び警告オブジェクトを設置するコ
ントローラ１２の下部のデータベース１５６内にデータ
ベース位置を確立する。ブロック２０２はまた、インタ
ーフェイス４０にモジュール１００のスキャン速度に基
づいてビューオブジェクト及び警告オブジェクトをどの
位しばしば要求するかを知らせる。

【００８１】ブロック２０２がコントローラにシャドウ
機能ブロックを生成し及びデータベース１５６、シャド
ウ機能ブロック１０８及びインターフェイスカード４０
の間の適当な相互接続を識別した後、ブロック２０３
は、格納されリンクされたパラメータデータ（即ち、同
期発行者／加入者ＶＣＲを使用してインターフェイスカ
ード４０によって得られた）をビューオブジェクトの動
作を使用してリンクされたパラメータのために得られた
データに代えてシャドウ機能ブロックに提供するよう
に、下部データベース１５６を構成する。このことは、
リンクされたパラメータのための（即ち、フィールドバ
スネットワークでの同期通信によって得られた）最も最
近のデータが、（非同期的に現れる）ビューリストの動
作を使用して得られたこれらのパラメータのために得ら
れたデータに代えて、シャドウ機能ブロック１０８に提
供されるのを保証するのに必要である。

【００８２】シャドウ機能ブロックを使用する制御モジ
ュールが最初に構成されたとき、フィールドバス通信ネ
ットワークもまた、実際の機能ブロック１１２とシャド
ウ機能ブロック１０８との間の必要な同期及び非同期通
信を支持すのに構成される必要がある。図７−１０は、
シャドウ機能ブロックを支持するフィールドバスネット
ワークを構成するのに関係するステップを表すフローチ
ャートを示している。図７−１０は別々のフローチャー
トとして表されているが、それらは同時に又は殆ど同時
に実行されることができる。

【００８３】図７は、フィールドバスネットワークに於
いてリンク活性なスケジュールを確立するのに使用され
るフローチャート２１０を表している。コントローラ１
２内のブロック２１１は、シャドウ機能ブロックに必要
なこれらの情報を含むフィールドバスのバス上に起こる
に違いない同期通信のすべてを捕らえた後にフィールド
バス通信ネットワークのための構成ツールによって展開
されたときに、ＬＡＳスケジュール導入スクリプトを受
け取る。もちろん、この導入スクリプトは、コントロー
ラ１２の構成ツールに組み込まれ得るフィールドバス通
信プロトコルに有用な公知のツールを使用して生成され
得る。次に、ブロック２１２は、例えば図５のインター
フェイスカード４０であるかもしれない目的のフィール
ドバスのポートに、ＬＡＳスケジュールを導入する。

【００８４】その後、ブロック２１３は、フィールドバ
スネットワーク内にフィールドバスデバイスによって発
行されたデータに基づいて、自動的に加入者リンクとＶ
ＣＲとを生成する。特に、これらの加入者リンクは、イ
ンターフェイスカード４０が、シャドウ機能ブロックが
コントローラ１２内に存在するフィールドバス機能ブロ
ックのリンクされたパラメータに加入するように生成さ
れる。同様に、インターフェイスカード４０は、コント
ローラ１２内の機能ブロックによって生成されコントロ
ーラ１２内のシャドウ機能ブロックにリンクされたパラ
メータとして送られるデータを発行する。一般的に言っ
て、インターフェイスカード４０は、シャドウ機能ブロ
ックへの及びそれからのリンクされたデータのための代
用の機能ブロックとして行動する。更に、インターフェ
イスカード４０は、コントローラ１２内のシャドウ機能
ブロックに関連するリンクしていないデータをアップデ
ートするように存在するシャドウ機能ブロックのための
実際の機能ブロックからのビューオブジェクト及び警告
オブジェクトの情報の要求に代わる機能ブロックとして
行動する。

【００８５】次に、ブロック２１４は、ＬＡＳ導入がフ
ィールドバスネットワークによって受け入れられ又は拒
絶されたかをコントローラ１２が決定し得るように、Ｌ
ＡＳ導入状態をコントローラ（又はＤｅｌｔａ−Ｖ）状
態にマップする。このことは、コントローラ１２がフィ
ールドバスネットワークの導入が生じたかどうかを確認
するのを可能とする。

【００８６】図８は、フィールドバスネットワーク内の
発行者リンクをセットアップするのに使用されるステッ
プを示すフローチャート２２０を表している。コントロ
ーラ１２内のブロック２２１は、フィールドバスネット
ワークのためのワークステーション構成ツールによって
生成される発行者リンクを受け取り、次に、ブロック２
２２は、フィールドバスのバス４２上の他の通信と同様
に、発行者リンクとシャドウ機能ブロック通信をサポー
トするのに必要な関連するＶＣＲとを確立するために、
これらの発行者リンクをインターフェイスカード４０に
送る。

【００８７】図９は、フィールドバス内に於けるデバイ
ス構成の導入に関連するステップを示すフローチャート
２３０を表している。ブロック２３１は、そのデバイス
のためのリンク及び他の情報のすべてが確立された後、
構成ツールによって構成されるように、ワークステーシ
ョンからデバイス構成導入スクリプトを受け取る。ブロ
ック２３２は、次に、適当なコマンドをインターフェイ
スカード４０を介してデバイスに送ることにより、その
デバイス内の先の構成をクリアする。厳密に必要なわけ
ではないが、フィールドデバイスに於ける新たなデバイ
ス構成を導入することを試みる前に先のデバイス構成を
クリアすることが好ましいことが見出されている。

【００８８】次に、ブロック２３３はＶＣＲを導入し、
ブロック２３４は、リンク活性なスケジュールとフィー
ルドバスネットワークのために確立された発行者／加入
者の関係とに基づいて通信を実装するのに必要なリンク
を導入する。次に、ブロック２３５は、フィールドバス
ネットワークの他のデバイスに於ける他の機能ブロック
の実行にそのデバイスの機能ブロックの実行を同期させ
るデバイスへのフィールドバス開始リストを導入する。
その後、ブロック２３６は、フィールドバスに関連する
バス４２上に発生するのに必要な同期通信のすべてを含
むようにマクロサイクルが計算され又は決定されること
の後に、デバイスにマクロサイクルを導入する。

【００８９】図１０は、フィールドバスネットワーク内
の特定のデバイス内の特定の機能ブロックをセットアッ
プするのに使用されるステップを示すフローチャート２
４０を表している。ブロック２４１は、構成ツールによ
って発現されるように、機能ブロック導入スクリプトを
最初に受け取る。次に、ブロック２４２は、フィールド
バス機能ブロックを構成するときに典型的に為されるよ
うに、次の機能ブロックと実行期間パラメータとを導入
する。その後、ブロック２４３は、機能ブロックモード
を休止にセットするが、これは機能ブロック内の値を変
更するのに必要である。次に、ブロック２４４は、機能
ブロック内の機能ブロックパラメータの構成値又はユー
ザの上書き（即ち、ユーザによって定義された値）を導
入する。これらのユーザにより構成された値は、プロセ
ス制御システムの構成の間にワークステーションのダイ
アログボックスの使用を介するように、どのような方法
によっても確立される。その後、ブロック２４５は、機
能ブロックがそれが構成されている方法に従って動作す
るように、機能ブロックモードを構成された値にセット
する。

【００９０】図７−１０のフローチャートは、単にフィ
ールドバスネットワークを構成するために使用される通
常のステップを示していることが理解されるであろう。
しかしながら、この場合には、フィールドバスネットワ
ークのセットアップは、コントローラ１２内のシャドウ
機能ブロックのどの動作をもサポートするのに必要な発
行者／加入者リンク及びＶＣＲからなり及び含んでい
る。もちろん、ユーザワークステーション又はコントロ
ーラ１２は、そのシステムの構成の間の制御システムの
セットアップについて、ユーザにより提供された情報に
基づいて自動的にフィールドバスネットワークを構成し
得る。

【００９１】図１１を参照すれば、フローチャート２５
０は、プロセス制御を達成するために、そのシャドウ機
能ブロックを含む制御モジュールがコントローラ１２上
を走らされるときのシャドウ機能ブロックの動作を示し
ている。理解されるように、コントローラ１２は（図４
の１０２，１０４，４０６及び１０８のような）特定の
モジュール内のブロックを、そのモジュールに関連する
モジュールスキャン速度で実装する。しかしながら、
（図４の図に於けるリンクによって定義されるような）
実際のフィールドバス機能ブロックとシャドウ機能ブロ
ックとの間のリンクされたデータの通信は、コントロー
ラ１２のモジュールスキャン速度とは異なるフィールド
バスのネットワークの同期マクロサイクル速度で現れ
る。結果的に、リンクされたパラメータに対するデータ
は、リンクされていないパラメータに対するデータとは
異なる（通常はこれより早い）速度で、コントローラ１
２の下部データベース１５６に典型的に格納される。

【００９２】シャドウ機能ブロックがコントローラ１２
に実装されたとき、ブロック２５２はコントローラ１２
の下部データベース１５６に格納された運転データをス
キャンする。即ち、各モジュール期間の間、インターフ
ェイスカード４０によって下部データベース１５６に格
納された運転データは読み取られる。ブロック２５４
は、スキャンが継続しているかを決定する。もしそうで
なければ、ブロック２５６はシャドウ機能ブロックでブ
ロックエラーをアップデートし、シャドウ機能ブロック
出力状態を不良にセットし、及びシャドウ機能ブロック
が不良であり、従ってフィールドバスネットワーク内の
外部機能ブロックに関して又は外部機能ブロックとの通
信に関して問題があるかもしれないことをコントローラ
１２に示すためのポートの完全性をセットする。もし、
このようなエラーが検出されると、シャドウ機能ブロッ
クデータは（いずれにしてもそのデータは古いか又は不
良データなので）アップデートされず、シャドウ機能ブ
ロック内のデータのアップデートの動作をモジュールス
キャンサイクルでストップする。しかしながら、もし、
スキャンが継続する場合には、ブロック２５８は受け取
った動作データをシャドウ機能ブロックにコピーする。
もちろん、動作データはビュー及び警告オブジェクトに
よりモジュールスキャン速度で得られたデータのみなら
ず、フィールドバスネットワークのマクロサイクルによ
って決定される速度で得られた下部データベース１５６
に置かれているリンクされたパラメータのためのデータ
をも含んでいる。

【００９３】次に、ブロック２６０は、（ビューオブジ
ェクトの動作により提供される）実際の機能ブロックに
関連する静的修正データが増大したかどうかを決定す
る。もしそうなら、ブロック２６２はインターフェイス
カード４０にフィールドバス機能ブロックに関連する静
的データを読み取り、そして、その静的データを下部デ
ータベース１５６に送るように指示し、そこでこのデー
タは読み取られそしてシャドウ機能ブロックに置かれ
る。よく知られているように、静的な修正は、静的ビュ
ーリストによって正常に提供される静的データの何れか
が変更されたかどうかを含んでいる。もし静的修正が増
加していなければ、静的データの何れも変更されておら
ず、そのデータは制御モジュールの各サイクルの間に読
み取る必要はない。しかしながら、もし静的修正が増加
しているなら、次に、静的データの幾つかは変更され、
外部機能ブロック内の実際のデータをシャドウ機能ブロ
ックにミラーリングさせるために、その静的データは読
み取られシャドウ機能ブロックに置かれることが必要で
ある。

【００９４】静的データが得られた後、又は静的修正が
増大していなければ、ブロック２６４は、フィールドバ
スアラーム（及び必要なら他のデータ）をコントローラ
１２のアラーム（又は他のデータフィールド）にマップ
する。このマッピングは、ルックアップテーブル又は他
のマッピング技術を使用して達成され得る。マップされ
たアラーム（又は他のデータ）は、次に制御モジュール
の他の制御ブロックによって使用され得るようにシャド
ウ機能ブロックに格納される。このアラームはまた、ユ
ーザに表示され又は他の所望のどのような方法によって
も使用され得る。

【００９５】その後、ブロック２６６はリンクされたパ
ラメータのためのデータが古いか（即ち、期限経過して
いるか）どうかを決定する。このような指示は、フィー
ルドバス通信に於いて正式に提供され、受信しているデ
ータが、フィールドバスネットワークのフィールドバス
の最も最近のマクロサイクルで生成していないことを示
しており、フィールドバスネットワーク内に存在するタ
イミング又は他の問題を示し得る。もし、リンクされた
パラメータデータが古いなら、ブロック２６８は出力デ
ータに、BadNotConnectedとマークし、これはコントロ
ーラ１２内の他の機能ブロックのモード又は状態を変更
し得る。その後、又はもしリンクされたデータが古くな
ければ、ブロック２７０は動作データをコントローラ１
２内の他のブロックに見えるようにし、コントローラ１
２は新たな動作データに基づいて動作を継続する。

【００９６】理解されるように、図１１のフローチャー
トは、外部デバイス内の外部機能ブロックに関連するデ
ータをミラーリングするのを保証するためにシャドウ機
能ブロックをアップデートする動作を示している。しか
しながら、シャドウ機能ブロックはまた、データの通信
と外部機能ブロックへの書き込みコマンドの送付を行
う。このようなデータと書き込みコマンドは、例えばワ
ークステーションでユーザから提供され、又は生じ及び
確立されたリンクを介してコントローラ１２内の他の機
能ブロックによって送られ得る。さて、図１２を参照す
れば、フローチャート２８０はデータと書き込みコマン
ドを外部機能ブロックにシャドウ機能ブロックを介して
送るために採られるステップを表している。ブロック２
８１では、コントローラ１２内の制御ブロックは、入力
リンクを介してデータをシャドウ機能ブロックに書き込
む。もう一つの方法として、例えばユーザが手動で設定
ポイント又は外部機能ブロックに関連する他の値を変更
するのを可能とするユーザインターフェイスを介してシ
ャドウ機能ブロックに書き込みコマンドをユーザが送る
ことができる。次に、シャドウ機能ブロックは、即座に
書き込みコマンド又は他のデータをインターフェイスカ
ード４０に送る。もしこのようなデータ又はコマンドが
リンクパラメータに関連しているなら、インターフェイ
スカード４０は、フィールドバスネットワークのマクロ
サイクルによって定義される適当な又は同期した時間
に、外部機能ブロックに向けてフィールドバスのバス上
にそのデータを発行する。もし書き込みコマンド又はデ
ータがリンクされたパラメータに関連しないなら、イン
ターフェイスカード４０は、コマンド又はデータを外部
機能ブロックにリレーするために非同期通信を使用す
る。その後、外部機能ブロックはそのデータ又はコマン
ドを受け取り、それに応じてその属性パラメータをアッ
プデートする。次に、これらの変更は、ビューオブジェ
クトの動作と同様に発行者／加入者通信を使用してイン
ターフェイスカード４０を介して戻すように通信し、そ
して、その新たなデータが下部データベース１５６に置
かれ、そこでは制御モジュールの次のスキャンサイクル
の間にそのデータがシャドウ機能ブロックに置かれる。

【００９７】ブロック２８２がインターフェイスカード
４０に書き込み要求を送りそしてその要求が外部機能ブ
ロックに送られたとき、インターフェイスカード４０
は、書き込みが完了したか又はデータが受領若しくは受
け取られたかを示す機能ブロックからの応答を受け取
る。インターフェイスカード４０は、続いてこの応答を
シャドウ機能ブロックに送る。もし書き込みが失敗した
なら、シャドウ機能ブロックの状態、アラーム又はエラ
ー設定がそのエラーを反映するように変更される。従っ
て、例えば、もしリンクされたパラメータに関連する書
き込み要求が受け取られず又はインターフェイス４０に
よって適切に実装されないなら、これはシャドウ機能ブ
ロックのエラー状態に指示される。所望なら、ユーザに
より生じる書き込みコマンドの実装が失敗したとき、ブ
ロック２８３はこのような失敗のワークステーション又
は他のインターフェイスに於けるユーザへの指摘を送
り、それにより、ユーザに外部機能ブロックへの書き込
みの試みが失敗したことを告知する。

【００９８】その記述は単一のシャドウ機能ブロックの
実装と使用とに向けられているけれども、多重のシャド
ウ機能ブロックが同一の制御モジュール又はコントロー
ラに、その制御モジュール又はコントローラが多重の外
部機能ブロックを使用するように実装され得ることが理
解されるであろう。更に、シャドウ機能ブロックは、外
部プロセス制御通信プロトコル（フィールドバスプロト
コルに加えて）を使用して実装されることができ、そし
て、フィールドバスプロトコルによって特異的に識別さ
れ又はサポートされる異なる機能ブロックの何れかと類
似又は同一の機能ブロックの何れかを含むどのようなタ
イプの機能ブロックと通信するのにも使用され得る。更
に、シャドウ機能ブロックは、フィールドバスプロトコ
ルが「機能ブロック」として定義する形式の外部機能ブ
ロックに関連するものとしてここでは記載されている
が、ここでの「機能ブロック」という表現の使用は、フ
ィールドバスプロトコルが機能ブロックとして認識する
ところのものに限定されず、それに代えて、制御システ
ム及び／又は通信プロトコルのどのようなタイプに関連
するブロック、プログラム、ハードウエア、ファームウ
エア等の、同様の制御機能を実装するのに使用され得る
他のどのようなタイプも含んでいる。従って、機能ブロ
ックはオブジェクト指向プログラミング環境内ではオブ
ジェクトの形式を典型的に採るが、かならずしもそうで
はなく、それに代えて、プロセス制御環境内で（入力及
び出力を含む）特定の制御機能を実行するための、他の
論理ユニットであってもよい。

【００９９】更に、ここで所望されるシャドウ機能ブロ
ックは、例えばコントローラ又は他のプロセス制御デバ
イス内に格納されたソフトウエアで実装されるのが好ま
しいけれども、その代わりに又はそれに加えて、上述の
ハードウエア、ファームウエアなどで実装されていても
よい。もしソフトウエアで実装されるなら、本発明のシ
ャドウ機能ブロックは、磁気ディスク、レーザディスク
若しくは他の格納メディア上、又はコンピュータのＲＡ
Ｍ若しくはＲＯＭ等の中のコンピュータ読み取り可能な
メモリに格納され得る。同様に、このソフトウエアは、
例えば電話回線のような通信チャネル、インターネット
などを含む公知又は所望の配送手段を介して、ユーザ又
はデバイスに配送されることができる。

【０１００】また、本発明のシャドウ機能ブロックは、
フィールドバスデバイスのセットを使用して非集権化又
は分散された方法でプロセス制御機能を実装したプロセ
ス制御ネットワークに関連して詳細に記述されているけ
れども、本発明のシャドウ機能ブロックは、フィールド
デバイスの他のタイプと、アナログ及び／又はデジタル
通信をサポートする２線式のバス及びプロトコル以外の
ものに依存するプロトコルを含む他のタイプの通信プロ
トコルとを使用して、制御機能を果たすプロセス制御ネ
ットワークとともに使用されることに注意しなければな
らない。例えば、本発明のシャドウ機能ブロックは、Ｈ
ＡＲＴ，ＰＲＯＦＩＢＵＳ等の通信プロトコル又は現在
存在し若しくは将来開発されるであろう他の通信プロト
コルに従ってデバイスを使用するプロセス制御ネットワ
ークに於いて使用され得る。同様に、所望なら、本発明
のシャドウ機能ブロックは、分散制御機能を有しておら
ずそれに代えて集権化されたコントローラ若しくはその
中のデバイスを制御する制御スキームを有するプロセス
制御ネットワークに於いても使用され得る。

【０１０１】本発明は特定の実施例を参照して記述され
ているが、これは例示のみを意図しており、本発明を限
定するものではなく、当業者には、開示された実施例に
対して、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、
変更、付加又は削除を為し得ることは明らかであろう。

【０１０２】

【発明の効果】本発明のシャドウ機能ブロックを使用す
れば、集権化されたプロセス制御ルーチンは、リアルタ
イム又はリアルタイムに近い基準で実際の機能ブロック
についての最新の情報を受け取ることができる。なぜな
ら、この情報は、集権化されたプロセス制御ルーチンに
常にアクセス可能なシャドウ機能ブロックに於いてミラ
ーリングされているからである。同様に、集権化された
プロセス制御ルーチンは、実際の機能ブロックが位置し
てるデバイスのタイプ又は位置に関係なく、シャドウ機
能ブロックにコマンドを送ることにより、実際の機能ブ
ロックにコマンドを送ることができる。シャドウ機能ブ
ロックは、次に、分散化されたプロセス制御プロトコル
に関連する適当な通信コマンドを使用して、実際の機能
ブロックにこのコマンドを中継する。このように、集権
化されたプロセス制御ルーチンは、プロセスの分散化さ
れた制御部分内のフィールドデバイスの全てに関して、
大したデータベース制御を実行する必要はない。なぜな
ら、プロトコルネットワークの分散化された部分内のフ
ィールドデバイスにとって必要な情報は、一又は複数の
シャドウ機能ブロック内に位置しているからである。同
様に、集権化されたプロセス制御ルーチンは、分散化さ
れたプロセス制御プロトコル内での通信の複雑で労力を
要するタスクを扱うように特にプログラムされている必
要はない。なぜなら、この通信は、シャドウ機能ブロッ
クによって自動的に実行されるからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】集権化し及び分散化したプロセス制御部分をそ
の中に有するプロセス制御ネットワークの概略のブロッ
クダイヤグラムである。

【図２】一又はそれ以上のフィールドバスフィールドデ
バイスに関連する３つのスタンダードな機能ブロックの
概略のブロックダイヤグラムである。

【図３】図１のプロセス制御ネットワーク内に位置する
フィールドバスのセグメントのマクロサイクルのための
タイミングの概略である。

【図４】シャドウ機能ブロックと、集権化されたプロセ
スコントローラ内に位置する集権化されたプロセス制御
ルーチンに関連する他のブロックとの相互接続を表す概
略のブロックダイヤグラムである。

【図５】本発明のシャドウ機能ブロックを使用するプロ
セス制御システムの一部の概略のブロックダイヤグラム
である。

【図６】図１のコントローラ内の制御モジュールの導入
を示すフローチャートである。

【図７】図１のプロセス制御ネットワークのフィールド
バスの部分に於けるリンク活性なスケジュールの導入を
示すフローチャートである。

【図８】図１のプロセス制御ネットワークのフィールド
バスの部分に於けるパブリッシャーリンクの導入を示す
フローチャートである。

【図９】図１のプロセス制御ネットワークのフィールド
バスの部分内のデバイスに於けるデバイスの構成の導入
を示すフローチャートである。

【図１０】図１のプロセス制御ネットワークのフィール
ドバスに於けるデバイス内の機能ブロックの導入を示す
フローチャートである。

【図１１】シャドウ機能ブロックの動作と、シャドウ機
能ブロックを使用する集権化された制御モジュールの動
作の間の関連する構成要素とを示すフローチャートであ
る。

【図１２】本発明のシャドウ機能ブロックを使用した、
集権化されたコントローラに於けるブロック又はユーザ
からのフィールドデバイスに於ける外部機能ブロックへ
のデータ及び書き込み要求の通信を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１０ プロセス制御ネットワーク １２ コントローラ １４ パーソナルコンピュータ １６ ハブ １８ イーサネット １９ プロセス ２０，２２ Ｉ／Ｏカード ２６，２８，３０ フィールドデバイス ４０ インターフェイスカード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴァスィリキ ゾヴラ アメリカ合衆国 78759 テキサス オー スティン セトン センター パークウェ イ ナンバー1106 4600 (72)発明者 ラリー オー． ジュント アメリカ合衆国 78681 テキサス ラウ ンド ロック ノースフィールド 305 (72)発明者 ダン ディー． クリステンセン アメリカ合衆国 78717 テキサス オー スティン マーシャズ ドライブ 9001 (72)発明者 スティーブ エル． ディアンストビアー アメリカ合衆国 78681 テキサス ラウ ンド ロック モッキングバード ドライ ブ 2212

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信ネットワークを介して外部デバイス
   に通信可能に結合されたプロセスコントローラで使用す
   るためのインターフェイス機能ブロックであって、前記
   プロセスコントローラは、該プロセスコントローラ内に
   配された内部機能ブロックと、外部デバイス内に配され
   た外部機能ブロックとを使用して制御ルーチンを実行
   し、前記インターフェイス機能ブロックは、 前記外部機能ブロックに関するデータを受け取るために
   通信ネットワークを介して外部機能ブロックと通信を行
   う入力を有する通信ポートと、 前記内部機能ブロックの構成プロトコルに従って、受け
   取った前記外部機能ブロックに関するデータを格納する
   メモリとを有するインターフェイス機能ブロック。
2. 【請求項２】 請求項１記載のインターフェイス機能ブ
   ロックであって、前記内部機能ブロックの構成プロトコ
   ルに従って前記内部機能ブロックに前記外部機能ブロッ
   クに関するデータを提供する出力を更に有するインター
   フェイス機能ブロック。
3. 【請求項３】 請求項２記載のインターフェイス機能ブ
   ロックであって、前記通信ポートの入力は、前記内部機
   能ブロックの動作とは独立して、前記外部機能ブロック
   に関するデータを受け取るインターフェイス機能ブロッ
   ク。
4. 【請求項４】 請求項２記載のインターフェイス機能ブ
   ロックであって、前記外部機能ブロックは、前記内部機
   能ブロックの構成プロトコルに関連する第２の通信プロ
   トコルとは異なる第１の通信プロトコルを使用して通信
   ネットワークを介して通信を行い、前記通信ポートの前
   記入力は前記第１の通信プロトコルを使用して前記外部
   機能ブロックと通信を行うと共に、前記出力は前記第２
   の通信プロトコルに従って前記内部機能ブロックと通信
   を行うインターフェイス機能ブロック。
5. 【請求項５】 請求項４記載のインターフェイス機能ブ
   ロックであって、前記第１の通信プロトコルはフィール
   ドバス通信プロトコルであり、前記通信ポートの前記入
   力は前記フィールドバス通信プロトコルを使用して前記
   外部機能ブロックと通信を行うインターフェイス機能ブ
   ロック。
6. 【請求項６】 請求項５記載のインターフェイス機能ブ
   ロックであって、前記通信ポートの前記入力は、前記外
   部機能ブロックと通信を行うために前記フィールドバス
   通信プロトコルを使用して前記外部機能ブロックと通信
   するように構成されているインターフェイスデバイスを
   使用するインターフェイス機能ブロック。
7. 【請求項７】 請求項１記載のインターフェイス機能ブ
   ロックであって、前記通信ポートは、同期通信を使用し
   て外部機能ブロックと通信を行うインターフェイス機能
   ブロック。
8. 【請求項８】 請求項１記載のインターフェイス機能ブ
   ロックであって、前記通信ポートは、同期及び非同期通
   信を使用して外部機能ブロックと通信を行うインターフ
   ェイス機能ブロック。
9. 【請求項９】 請求項１記載のインターフェイス機能ブ
   ロックであって、前記外部機能ブロックは、標準化され
   た通信呼び出しを使用してデータの論理的にリンクした
   パケットの通信をサポートするデバイス通信プロトコル
   を使用して通信を行い、前記通信ポートは、前記デバイ
   ス通信プロトコルに関連する前記標準化された通信呼び
   出しを使用して前記外部機能ブロックと通信を行うイン
   ターフェイス機能ブロック。
10. 【請求項１０】 請求項９記載のインターフェイス機能
    ブロックであって、前記デバイス通信プロトコルはフィ
    ールドバス通信プロトコルであり、前記通信ポートは前
    記フィールドバス通信プロトコル内のビューオブジェク
    トを使用して前記外部デバイスと通信を行うインターフ
    ェイス機能ブロック。
11. 【請求項１１】 請求項１記載のインターフェイス機能
    ブロックであって、前記通信ポートは、前記外部機能ブ
    ロックからアラーム表示を受け取り、前記メモリは前記
    受け取ったアラーム表示を格納するインターフェイス機
    能ブロック。
12. 【請求項１２】 請求項１記載のインターフェイス機能
    ブロックであって、前記通信ポートは、前記外部機能ブ
    ロックに関連する通信プロトコルを使用して前記外部機
    能ブロックにデータを送信する出力を更に有しているイ
    ンターフェイス機能ブロック。
13. 【請求項１３】 複数のフィールドデバイスに通信可能
    に結合するように適合しているコントローラであって、
    前記フィールドデバイスの一つがデバイス通信プロトコ
    ルを使用して通信を行う外部機能ブロックを含み、前記
    コントローラは、 プロセッサと、 メモリと、 該メモリに格納され前記プロセッサによって前記複数の
    フィールドデバイスを制御するように実行される制御ル
    ーチンとを備え、前記制御ルーチンは、 コントローラプロトコルを使用するように構成され前記
    コントローラによって実行される相互接続された多重の
    内部機能ブロックと、 前記コントローラプロトコルを使用して前記相互接続さ
    れた多重の内部機能ブロックの一つと通信を行うととも
    に、前記デバイス通信プロトコルを使用して前記フィー
    ルドデバイスの一つの内部の外部機能ブロックと通信を
    行うインターフェイス機能ブロックであって、該インタ
    ーフェイス機能ブロックは前記外部機能ブロックから受
    け取った外部機能ブロックに関するデータを格納する、
    インターフェイス機能ブロックとを有しているコントロ
    ーラ。
14. 【請求項１４】 請求項１３記載のコントローラであっ
    て、前記インターフェイス機能ブロックは、前記多重の
    内部機能ブロックの動作とは独立して前記外部機能ブロ
    ックに関するデータを受け取るコントローラ。
15. 【請求項１５】 請求項１３記載のコントローラであっ
    て、前記デバイス通信プロトコルはフィールドバス通信
    プロトコルであり、前記インターフェイス機能ブロック
    は、前記フィールドバス通信プロトコルを使用して前記
    外部機能ブロックと通信を行うコントローラ。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載のコントローラであっ
    て、前記インターフェイス機能ブロックは、前記フィー
    ルドバス通信プロトコル内のビューオブジェクトを使用
    して前記外部機能ブロックと通信を行うコントローラ。
17. 【請求項１７】 請求項１５記載のコントローラであっ
    て、前記インターフェイス機能ブロックは、前記フィー
    ルドバス通信プロトコル内の発行者／加入者通信プロト
    コルを使用して前記外部機能ブロックと通信を行うコン
    トローラ。
18. 【請求項１８】 請求項１３記載のコントローラであっ
    て、前記インターフェイス機能ブロックは、前記外部機
    能ブロックの入力及び出力に関するデータを受け取り及
    び格納するコントローラ。
19. 【請求項１９】 請求項１３記載のコントローラであっ
    て、前記インターフェイス機能ブロックは、前記外部機
    能ブロックによって生成されるアラームに関するデータ
    を受け取り及び格納するコントローラ。
20. 【請求項２０】 請求項１３記載のコントローラであっ
    て、前記インターフェイス機能ブロックは、前記外部機
    能ブロックのモードに関連するデータを受け取り及び格
    納するコントローラ。
21. 【請求項２１】 請求項１３記載のコントローラであっ
    て、前記インターフェイス機能ブロックは、前記外部機
    能ブロックに前記多重の内部機能ブロックの一つによっ
    て生成されたデータを送信するコントローラ。
22. 【請求項２２】 請求項１３記載のコントローラであっ
    て、前記インターフェイス機能ブロックは、前記コント
    ローラによって生成されたコマンドを前記外部機能ブロ
    ックに送信するコントローラ。
23. 【請求項２３】 フィールドデバイスに通信可能に接続
    されたプロセスコントローラ内の制御ルーチンを実行す
    る方法であって、前記フィールドデバイスはその内部に
    配されデバイス通信プロトコルを使用して通信を行う外
    部機能ブロックを有し、前記方法は、 前記制御ルーチンの一部として実行するための制御プロ
    トコルに従って構成された前記コントローラ内の複数の
    相互接続された内部機能ブロックを格納するステップ
    と、 前記コントローラプロトコルに従って構成されたコント
    ローラ内に、前記デバイス通信プロトコルを使用して前
    記外部機能ブロックと通信するインターフェイス機能ブ
    ロックを生成ステップと、 前記プロセスを制御するために、前記複数の相互接続さ
    れた内部機能ブロックと前記インターフェイス機能ブロ
    ックとを使用する制御ルーチンを生成するステップと、 前記制御ルーチンの実行の間に前記インターフェイス機
    能ブロック内の前記外部機能ブロックに関連しこれから
    受け取ったデータを格納するステップとを包含している
    方法。
24. 【請求項２４】 請求項２３記載の方法であって、前記
    外部機能ブロックと通信を行って、前記内部機能ブロッ
    クの動作とは独立して前記外部機能ブロックに関連する
    データをアップデートするために、前記インターフェイ
    ス機能ブロックを使用するステップを更に包含している
    方法。
25. 【請求項２５】 請求項２３記載の方法であって、前記
    外部機能ブロックへの更なるデータの通信を行って、前
    記外部機能ブロックの構成を変更するために、前記イン
    ターフェイス機能ブロックを使用するステップを更に包
    含している方法。
26. 【請求項２６】 請求項２３記載の方法であって、前記
    制御ルーチンで使用されるべき多くの機能ブロックのそ
    れぞれを特定し、前記制御ルーチンで使用されるべき特
    定された機能ブロック間の相互接続を認識し、及び特定
    の特定された機能ブロックの位置を前記コントローラ内
    で実行された内部機能ブロック又は前記フィールドデバ
    イスによって実行された前記外部機能ブロックであると
    して特定することにより、ユーザが前記制御ルーチンを
    構成することを可能とするステップを更に包含している
    方法。
27. 【請求項２７】 請求項２６記載の方法であって、前記
    特定の特定された機能ブロックの位置を前記外部機能ブ
    ロックであるとして特定するステップが、前記外部機能
    ブロックが前記コントローラに接続された外部デバイス
    のリストから実行されるべき外部デバイスを選択するス
    テップを含んでいる方法。
28. 【請求項２８】 請求項２３記載の方法であって、前記
    外部機能ブロックに関連するデータを格納するステップ
    が、前記インターフェイス機能ブロックに於ける前記外
    部機能ブロックによって生成されるアラーム表示を格納
    するステップを含み、及び前記方法が、前記コントロー
    ラ内でのアラームの処理を引き起こすために前記インタ
    ーフェイス機能ブロックに格納されている前記アラーム
    表示を使用するステップを更に包含している方法。
29. 【請求項２９】 請求項２３記載の方法であって、前記
    内部機能ブロックの描写と、前記インターフェイス機能
    ブロックの描写と、前記インターフェイス機能ブロック
    が前記外部機能ブロックを表現するような前記内部機能
    ブロック及び前記インターフェイス機能ブロックの間の
    相互接続の描写とを表示することにより、前記制御ルー
    チンを表示するステップを更に包含している方法。