JP2002118579A - コンフィギュレーションデバイスおよびシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 デュアルモードコンフィギュレータは、オフラインモー
ドにおいてフィールドバスデバイスおよび／またはセグ
メントを典型的な形で構成し、オンラインモードにおい
てデバイスが別のホストによって制御されているセグメ
ントに接続されている場合には、セグメントのオンライ
ン動作を干渉することなくデバイスの特定のパラメータ
を再構成または設定するものである。このデュアルモー
ドコンフィギュレータは、ネットワーク設定とデバイス
設定との両方を構成することによってセグメント全体を
構成するために用いられ得、または例えばセグメントに
対してプロセス制御活動またはセグメントの変更を行う
ために別のホストデバイスまたはコンフィギュレーショ
ンデバイスが接続されている場合、セグメントのネット
ワーク設定などのオンラインシステムのコンフィギュレ
ーション情報に影響を与えることもまたは干渉すること
なくデバイス設定を構成するために用いられ得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、概してプロセス制
御ネットワークにおいて使用されるデバイスコンフィギ
ュレータに関し、より詳しくはプロセス制御ネットワー
クにおいてデバイスを構成し得るファウンデーションフ
ィールドバスデバイスコンフィギュレータに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】例え
ば化学品、石油またはその他の製造および精製プロセス
などの大きなプロセスは、典型的にはプロセスパラメー
タを計測して制御し、よってプロセスの制御を行うため
のプラントにおける多様な場所に配置されている、数多
くのフィールドデバイスを含むものである。例えば温
度、圧力または流量センサなどであり得るセンサバルブ
およびスイッチなどの制御要素などのこの類のフィール
ドデバイスは、典型的にはフィールドデバイスの操作を
制御することによってプロセス制御を実行するための１
つまたはそれ以上のコントローラまたはホストデバイス
に接続されている。

【０００３】公知であるように、多くの標準的な開放型
の、例えばＨＡＲＴ（登録商標）、ＰＲＯＦＩＢＵＳ
（登録商標）、ＷＯＲＬＤＦＩＰ（登録商標）、ＬＯＮ
ＷＯＲＫＳ(登録商標)、デバイスネット（登録商標）お
よびＣＡＮプロトコルなどを含む通信プロトコルが存在
し、これらによって異なる製造会社によるフィールドデ
バイスが同一のプロトコル制御ループ内でともに使用可
能となる。実際、これらのプロトコルのうちいずれかと
適合するフィールドデバイスならどれでも、フィールド
デバイスの製造会社とコントローラの製造会社とが異な
る場合であっても、１つのプロセスにおいてプロトコル
をサポートするコントローラと通信してそれによって制
御され得る。ファウンデーション（商標）フィールドバ
スプロトコル（以下、「フィールドバスプロトコル」と
称する）は、例えばバルブポジショナーまたはトランス
ミッターなどのプロセス制御デバイスが１つまたはそれ
以上のプロセス制御ファンクションを実行した後その他
のプロセス制御デバイスによって使用されるためにバス
構造に亘ってデータを通信することによって高度に分散
した制御を提供または可能とするものである。これら制
御ファンクションを実行するために、各プロセス制御デ
バイスは、ファンクションブロックと称される１つまた
はそれ以上の基本的な制御ファンクションを実施または
実行する能力をもち、フィールドバス通信プロトコルを
使用して他のプロセス制御デバイスと通信する可能性を
有するマイクロプロセッサを含むものである。このよう
にして異なる製造会社によって製造されたフィールドデ
バイスが互いに通信し、１つまたはそれ以上のプロセス
制御ファンクションまたは制御ループを実行するために
１つのプロセス制御ループ内において相互接続され得
る。

【０００４】フィールドバスプロトコルにおいて、フィ
ールドバスセグメントがコンフィギュレーションの基本
的なネットワーク単位であり、一般的に言えばこのよう
なセグメントのそれぞれに接続されたいくつかのフィー
ルドバスデバイスが存在する。セグメントを構成する場
合、ホストデバイス、コントローラまたは単独のデバイ
スなどで在り得るフィールドバスコンフィギュレータが
セグメントに接続されてセグメントにおける各デバイス
と通信を行って各デバイスを構成し、実行時においてこ
れらデバイスが調和された有意義なプロセス制御を実行
し得るようにする。コンフィギュレータは、このコンフ
ィギュレーションプロセスの際にセグメントにおける各
デバイスにデバイスタグとデバイスアドレスを割り当
て、セグメントが作動している間に使用されるデバイス
間において通信関係を確立し、デバイス内のファンクシ
ョンブロックの動作をスケジュールし、デバイス間の通
信をスケジュールし、オペレータまたはその他のデバイ
スに対して送信する警告または傾向を構成し、ユーザア
プリケーションブロックパラメータを設定し、またその
他のネットワークパラメータを設定する。フィールドバ
スコンフィギュレータは、場合によってはプロセス制御
の一部を実行するホストデバイスであり得、またセグメ
ントを設定するためにセグメントに接続されて、セグメ
ントが構成された後にはその接続が解除される一時的な
デバイスであってもよい。

【０００５】しかしながら公知であるフィールドバスコ
ンフィギュレータは、デバイスおよびネットワーク構成
活動を行うためにセグメントの制御を担っている。実質
上、これらデバイスは、通常少なくともコンフィギュレ
ータがセグメントを構成しようと作動している間はセグ
メントに対して主たるリンクアクティブスクジューラ
（ＬＡＳ）となるようにプログラムされている。その結
果、セグメントを首尾よく構成するためには、セグメン
トに対して干渉しないようなその他のモニターデバイス
がセグメントに対して接続されているのにもかかわら
ず、同じセグメントに対して一度に１つのフィールドバ
スコンフィギュレータだけが接続され得ることが避けら
れない。そのコンフィギュレータがＬＡＳでない場合で
あっても、コンフィギュレータと通信の構成との間の調
和に欠けているため分断が生じ得る。典型的には、セグ
メント全体を構成する場合、このような制約は問題とな
らない。しかしながら、セグメントをその他のデバイス
またはネットワーク設定を含むセグメントの設定に干渉
することなく制御すべく動作する主たるＬＡＳを既に有
するセグメントに接続されているデバイスを再構成する
かまたはこのようなデバイスと通信することが好ましい
場合が存在する。このような状況は、例えばオペレータ
が離れた場所からセグメントをモニターしていて、フィ
ールドにおけるデバイスを較正する必要がある場合、ま
たはフィールドエンジニアがデバイスを首尾よく較正す
るために物理的な環境を見る必要があるが故にデバイス
のところに行ってホストを使用することなくデバイスを
構成するような場合に起こり得る。フィールドエンジニ
アは、これらの場合には、１つまたはそれ以上のデバイ
スパラメータを構成するため、フィールドにおけるデバ
イスの近くにあるセグメントに対して容易に取り付けら
れ得るデバイスコンフィギュレータであって、コンフィ
ギュレータデバイスがセグメントの通信を制御すること
なく、またセグメントのオンラインシステムコンフィギ
ュレーション情報またはセグメントの通信に干渉するこ
とがないものを必要とする。

【０００６】前述の通り、従来のフィールドバスコンフ
ィギュレータは、セグメントにおける制御ループにおい
て分断を生じさせないようにコンフィギュレータのセグ
メントに対する接続が保証されている場合にのみセグメ
ントのデバイスパラメータをリセットするために用いら
れ得る。例えばデルタVフィールドバスコントローラ
は、デフォルトアドレスとして現れるデバイスに対して
０ｘＦ８−０ｘＦＢのうち１つのアドレスを自動的に割
り当てる。０ｘＦ８−０ｘＦＢは、セグメントを制御す
るホストデバイス（ＬＡＳ）によって管理され得るアド
レスである。ただこの理由のために、セグメントがオン
ラインで作動している間に特定のデバイスパラメータを
リセットするためにデルタＶコンフィギュレータをセグ
メントに接続するとホストデバイスまたはＬＡＳと当該
デバイスとの間の通信が切断されてセグメント上で作動
しているプロセス制御ループを中断させることがある。
デルタＶコンフィギュレータをオンライン上のセグメン
トに接続することは、典型的には多くのその他の矛盾す
る問題を生み出すことになる。

【０００７】一方、ネットワーク設定を変更することが
好ましいような状況であって、このような設定変更がネ
ットワークのコンフィギュレーションに対してインパク
トを与えない場合もあり得る。例えばある製造会社にお
いて出荷前にフィールドバスデバイスを予め構成する必
要がある場合、デバイスはデバイスタグを通常とおりに
設定するコンフィギュレータに接続され得る。この時点
ではまだオペレーティングネットワークが関係しないた
め、デバイスのネットワーク設定は問題とならない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、デバイスおよ
び／またはフィールドバスセグメントなどのセグメント
を構成するためにオフラインモードにおいて典型的な形
で作動し得、デバイスがその上においてホストまたはＬ
ＡＳが作動しているセグメントに接続されている場合に
はデバイスのパラメータを再構成または設定するために
オンラインモードで作動し得るデュアルモードデバイス
コンフィギュレータに関するものである。本文における
２モードデバイスコンフィギュレータを使用すれば、ユ
ーザまたはエンジニアは同一のデバイスを第１の場合に
おいてはセグメント全体を構成するために、また第２の
場合においてはセグメントが異なるホストまたはＬＡＳ
によって制御されるプロセス制御活動を実行するために
用いられている場合にセグメントのネットワーク設定に
影響を及ぼすことなく、またこれに干渉することなくデ
バイス設定を構成するために使用し得る。

【０００９】本発明の１つによれば、２モードデバイス
コンフィギュレータは、プロセッサと、メモリと、メモ
リに記憶されている、ネットワーク構成における変更を
行うためにプロセッサ上において実行されるべく適応し
た第１の一連のルーチンと、メモリに記憶されている、
ネットワーク構成の変更を行わないでデバイス構成の変
更を行うためにプロセッサ上において実行されるべく適
応した第２の一連のルーチンとを含むものである。前記
デバイスコンフィギュレータは、また第１のモードと第
２のモードとの間を切り替え可能なモードスイッチと、
このモードスイッチがネットワークを構成するために第
１のモードに設定された場合には第１の一連のルーチン
と第２の一連のルーチンとのうちいずれかを開始するべ
く適応し、さらにモードスイッチが第２のモードに設定
された場合には第１の一連のルーチンではなく第２の一
連のルーチンのうちいずれかを開始するべく適応したコ
ンフィギュレーションルーチンとを含むものである。

【００１０】前記コンフィギュレーションデバイスは、
フィールドバスプロトコルを用いてセグメントを介して
通信するために適用される通信スタックと、フィールド
バスとその他のデバイスとの間に確立された通信リンク
に干渉することなくセグメント上のフィールドバスデバ
イスとの通信リンクを確立するべく適応した通信ルーチ
ンとを含み得る。この場合、この通信ルーチンは、フィ
ールドバスデバイスにおいて使用可能なバーチャル通信
関係（ＶＣＲ）エントリーを決定する第１の部分と、使
用可能なＶＣＲエントリーのうち１つを選択する第２の
部分と、選択されたＶＣＲエントリーを用いて通信リン
クを確立する第３の部分と、選択されたＶＣＲエントリ
ーを用いた通信リングが破損しているかどうかを決定
し、そうであれば通信ルーチンの第１、第２および第３
の部分を作動させてフィールドバスとの間に新しい通信
リンクを確立する第４の部分とを有し得る。

【００１１】必要に応じて、第１の一連のルーチンは、
デバイスタグ割り当てルーチンと、デバイスアドレス割
り当てルーチンと、ファンクションブロックスケジュー
ルルーチンと、通信スケジュールをダウンロードするル
ーチンのいずれかのうち少なくとも１つを有し得、一
方、第２の一連のルーチンは、デバイスコンフィギュレ
ーション変更ルーチンと、リソースブロック変更ルーチ
ンと、トランスデューサブロック変更ルーチンと、ファ
ンクションブロック変更ルーチンのいずれかのうち少な
くとも１つを有し得る。

【００１２】さらに前記コンフィギュレーションデバイ
スは、ディスプレイと、このディスプレイを介してセグ
メント上のフィールドバスのコンフィギュレーション情
報を決定して表示し、さらにこのディスプレイを介して
セグメントに対して現在接続されているデバイスの一覧
を提供する別のルーチンとを有し得る。また前記コンフ
ィギュレーションデバイスは、モードスイッチが第１の
モードに設定されている場合にセグメント上にデバイス
が存在しないことを決定し、またセグメント上にデバイ
スが存在しない場合には第１の一連のルーチンのうちい
ずれかが開始されることを防止する第１の不適当モード
ルーチンを有し得る。また前記コンフィギュレーション
デバイスは、モードスイッチが第１のモードに設定され
ている場合にセグメント上のホストデバイスに関連する
一連の特定のデバイスアドレスを検索し、特定されたデ
バイスアドレスのうちいずれかにデバイスが存在する場
合にはユーザに対してエラーの可能性を警告するための
第２の不適当モードルーチンを有し得る。

【００１３】

【発明の実施の形態】フィールドバスプロトコルを用い
て非集中的なまたは分散した形でプロセス制御ファンク
ションを実行するプロセス制御ネットワークに関連し
て、デバイス／ネットワークコンフィギュレータについ
て詳述するものであるが、本文において詳述されるデバ
イスコンフィギュレータは、その他の種類のフィールド
デバイスまたは２回線バスを使用するもの以外のプロト
コルまたはアナログ・デジタル通信のいずれをもサポー
トするプロトコルを含むバスに基づく通信プロトコルを
用いて制御ファンクションを行うプロセス制御ネットワ
ークとともに用いられ得るものである。

【００１４】図１を参照して、フィールドバス通信プロ
トコルを使用するプロセス制御ネットワークにおけるセ
グメント１０は、数多くのフィールドデバイス１３およ
び１４に連続されている２回線バス１２を含むものであ
る。さらに、後に詳述される典型的なまたは標準的なフ
ィールドバスコンフィギュレータ１６およびデバイス／
ネットワーク（デュアルモード）コンフィギュレータ２
０（以下、単に「コンフィギュレータ２０」ともいう）
がバス１２に連続されている。フィールドデバイス１３
および１４は、いかなる種類のフィールドバスデバイス
であり得るのに対し、フィールドバスコンフィギュレー
タ１６は、フィールドバスプロトコルを用いてセグメン
ト１０を構成するためにバス１２に接続され得る任意の
標準的なまたは既存のコンフィギュレータであり得る。
必要に応じて例えばその他のフィールドデバイス、コン
トローラ、ホストデバイスなどを含む、更なるまたは別
のデバイスがバス１２に接続され得る。

【００１５】オンラインまたはオフラインモードのいず
れにおいてもフィールドバスセグメント１０またはセグ
メント１０上におけるデバイスを構成するのに用いられ
得るデバイス／ネットワークコンフィギュレータ２０の
詳細について述べる前に、フィールドバスプロトコル
と、このようなプロトコルに応じて構成されているフィ
ールドデバイスと、フィールドバスプロトコルを用いる
プロセス制御ネットワークにおいて通信とプロセス制御
が行われる方法とについて一般的な説明を記載する。し
かしながらフィールドバスプロトコルは、プロセス制御
ネットワークにおいて用いられるように開発された比較
的新しいデジタル通信プロトコルであるものではある
が、このようなプロトコルは当業者にとって公知であ
り、テキサス州オースチンに本社をおく非営利組織であ
るフィールドバスファンデーションなどによって出版、
配布および提供されている数多くの広告、パンフレット
および仕様書において説明されているものである。具体
的には、フィールドバスプロトコルおよびフィールドバ
スプロトコルを用いるデバイスにおいて通信およびデー
タ保存が行われる方法は、本文においてその全文が明確
に参考として組み込まれているものである、フィールド
バスファウンデーションによる「通信技術仕様書」およ
び「ユーザレイヤー技術仕様書」という題名のマニュア
ルにおいて詳述されている。

【００１６】一般的に言えば、フィールドバスプロトコ
ルは、例えば工場またはプラントなどの計器装備または
プロセス制御環境に配置される例えばセンサ、アクチュ
エータ、コントローラまたはバルブなどの「フィール
ド」機器を相互接続する２回線式のループまたはバスに
対する標準的な物理的インターフェースを提供するもの
である、完全デジタルで直列的な双方向通信プロトコル
である。実際、フィールドバスプロトコルは、プロセス
施設内におけるフィールド機器（フィールドデバイス）
のためのローカルエリアネットワークを提供するもので
あり、これによりこれらフィールドデバイスがプロセス
全体に分散された場所において制御ファンクションを実
行して全体的な制御戦略を実行するためにこれら制御フ
ァンクションの実行の前後においてお互いに通信しあう
ことが可能となる。このフィールドバスプロトコルによ
って制御ファンクションがプロセス制御ネットワーク全
体に分散されていることが可能となるため、集中化され
たプロセスコントローラの複雑さを軽減し、または全く
その必要性をなくすことが可能である。

【００１７】典型的には、図１におけるコンフィギュレ
ータ１６のようなコンフィギュレータは、例えばホスト
デバイスなどのフィールドバスセグメントに接続されて
いるデバイスのうちいずれかに配置されており、（それ
ぞれが通信と、場合によっては制御ファンクションとを
実行し得るマイクロプロセッサを含むが故に「スマー
ト」デバイスである）各デバイスを設定または構成し、
またバスに対して新しいフィールドデバイスが接続され
たことおよびバスからフィールドデバイスが除去された
ことを認識し、フィールドデバイスによって作成された
データを受信し、さらにはホストまたはホストに対して
任意の方法で接続されているその他の任意のデバイスに
配置され得る１つまたはそれ以上のユーザターミナルと
接続する責任を負うものである。

【００１８】フィールドバス１２は双方向における、純
粋にデジタルな通信をサポートまたは可能とするもので
あり、さらに例えばフィールドデバイス１３および１４
などの任意のまたは全てのデバイスに対してパワー信号
を与え得るものである。または任意のまたは全てのデバ
イスは、それぞれ独自の電源を有するものであるか、別
個の（図示されない）回線を介して外部の電源に対して
接続されていてもよい。フィールドバスプロトコルは、
バス１２に対して接続され得るデバイスを具体的にはベ
ーシックデバイス、リンクマスターデバイスおよびブリ
ッジデバイスの３つのカテゴリーに分類するものであ
る。ベーシックデバイスは、通信、すなわちバスに対し
て通信信号の授受を行い得るものであるが、バスにおい
て生じる通信の順番または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、バスを介して通
信を行うデバイスであって、バスにおける通信の流れと
そのタイミングとを制御し得るものである。ブリッジデ
バイスは、より大きなプロセス制御ネットワークを作る
ためにフィールドバスの個々のセグメントまたはブラン
チを介して通信を行い、これらを相互接続すべく構成さ
れている。

【００１９】セグメントにおける各デバイスは、バスを
介して通信を行い得るものであり、デバイスによって、
またプロセスから、またはバスにおける通信シグナルを
介してその他のデバイスから取得されたデータを用いて
１つまたはそれ以上のプロセス制御ファンクションを独
自に行い得るものである。したがってフィールドバスデ
バイスは、過去においては集中化されたコントローラに
よって実行されていたような全体的な制御戦略の各部分
を直接実行し得るものである。制御ファンクションを実
行する場合、各フィールドバスデバイスは、デバイス内
におけるマイクロプロセッサによって実行される、１つ
またはそれ以上の標準化された「ブロック」を含むもの
である。具体的には、各フィールドデバイスは１つのリ
ソースブロックと、ゼロまたはそれ以上のファンクショ
ンブロックと、ゼロまたはそれ以上のトランスデューサ
ブロックとを含むものである。これらブロックはブロッ
クオブジェクトと称される。

【００２０】リソースブロックは、フィールドバスデバ
イスの特徴のうちいくつかに関するデバイスに特有のデ
ータであって、例えばデバイスの種類、デバイス改定指
示およびデバイスのメモリにおいてどこでデバイスに特
有のその他のデータが得られるかを指示するものを記憶
して通信するものである。デバイスの製造会社が異なれ
ばフィールドデバイスのリソースブロックにおいて異な
る種類のデータが記憶されている場合があれども、フィ
ールドバスプロトコルに適合した各フィールドデバイス
はいくつかのデータを記憶したリソースブロックを含む
ものである。

【００２１】ファンクションブロックは、フィールドデ
バイスに関連する入力ファンクション、出力ファンクシ
ョンまたは制御ファンクションを定義づけて実行するも
のであるため、ファンクションブロックは通常入力、出
力および制御ファンクションブロックと称されるもので
ある。しかしながら例えばハイブリッドファンクション
ブロックなどのファンクションブロックのその他のカテ
ゴリーが現存または将来的に開発され得る。各入力また
は出力ファンクションブロックは少なくとも１つの（例
えばプロセス測定デバイスからのプロセス変数などの）
プロセス制御入力または（作動するデバイスに対して送
られるバルブ位置などの）プロセス制御出力を作成する
ものであり、一方、各制御ファンクションブロックは、
１つまたはそれ以上のプロセス入力と制御入力から１つ
またはそれ以上のプロセス出力を作成するために（現実
的には固有のものであり得る）アルゴリズムを用いる。
標準的なファンクションブロックの一例としてはアナロ
グ入力（ＡＩ）、アナログ出力（ＡＯ）、バイアス
（Ｂ）、制御セレクタ（ＣＳ）、ディスクリート出力
（ＤＯ）、マニュアルローダー（ＭＬ）、比例／導関数
（ＰＤ）、比例／積分／導関数（ＰＩＤ）、比率（Ｒ
Ａ）および信号セレクタ（ＳＳ）ファンクションブロッ
クなどが含まれる。しかしながらその他の種類のファン
クションブロックも存在し、またフィールドバス環境に
おいて作動するために新しい種類のファンクションブロ
ックが定義されまたは作成され得るものである。フィー
ルドバスプロトコルは、ファンクションブロックを特定
の方法で定義づけるものであるが、本文における「ファ
ンクションブロック」という用語はさほど限定されてお
らず、プロセス制御ファンクションを実行するいかなる
ブロック、プロセッサ、ソフトウェア、ハードウェアな
どのコンフィギュレーションを指し示すものとする。

【００２２】トランスデューサブロックは、ファンクシ
ョンブロックの入力および出力を例えばセンサおよびデ
バイスアクチュエータなどのローカルなハードウェアデ
バイスに連結することによってファンクションブロック
がローカルセンサの出力を読み出し、例えばバルブ部材
を動かすなどの１つまたはそれ以上のファンクションを
実行すべくローカルデバイスに司令することを可能にす
るものである。典型的に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伝達された信号を解釈するた
め、および例えばローカルデバイスの種類を認識するた
めの情報またはローカルデバイスに関連する較正情報な
どを含む、ローカルハードウェアデバイスを適切に制御
するために必要な情報を含むものである。典型的に単一
のトランスデューサブロックは、各入力されるまたは出
力されるファンクションブロックとに関連するものであ
る。

【００２３】デバイスの各ブロックは、異なるモードに
おいて別の動作を行い得るものであり、また各ファンク
ションブロックは、あらかじめ定められた基準に基づい
て警告を発しまたはある事態を示し得るものである。一
般的に言えば、これらブロックは、例えばファンクショ
ンブロックのアルゴリズムが自動的に作動する自動モー
ド、例えばファンクションブロックの入力または出力が
手動で制御されるオペレータモード、ブロックが作動し
ない休止モード、ブロックの動作が別のブロックの出力
によって影響（決定）されるカスケードモード、および
ブロックのモードが離れた場所にあるコンピュータによ
って決定される１つまたはそれ以上のリモートモードな
ど、任意の数の異なるモードにおいて作動し得る。

【００２４】重要なことに、各ブロックは、フィールド
バスのバスを介してフィールドバスプロトコルによって
定義づけされる標準のメッセージフォーマットを用いて
同一または異なるフィールドデバイス内における他のブ
ロックと通信を行い得るものである。その結果、（同一
または異なるデバイス内における）ファンクションブロ
ックの組み合わせが互いに通信しあって１つまたはそれ
以上の非集中的な制御ループを生み出すことが可能とな
る。したがって、例えば１つのフィールドデバイスにお
けるＰＩＤファンクションブロックは、バスを介して接
続されて第２のフィールドデバイスにおけるＡＩファン
クションブロックの出力を受信し、第３のフィールドデ
バイスにおけるＡＯファンクションブロックに対してデ
ータを伝達して、任意の集中的なコントローラとは別個
で且つ離れたプロセス制御ループを作成するためにフィ
ードバックとしてＡＯブロックの出力を受信することが
可能となる。こうしてファンクションブロックによって
制御ファンクションが集中したコントローラ環境から外
へと移動されて、これにより複合的機能を有するコント
ローラがスーパーバイザーとしてのまたは調和的ファン
クションを実行すること、または全体的に省略されるこ
とが可能となる。さらにファンクションブロックによっ
てプロセスの容易な構成のためにグラフィック的なブロ
ックに適応した構成を付与して、またこれらブロックが
一致した通信プロトコルを使用するために異なる業者に
よるフィールドデバイス間にファンクションを分散する
ことが可能となる。

【００２５】ブロックオブジェクトを内蔵して実行する
のに加え、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、警報オブジェクトおよびビ
ューオブジェクトを含む１つまたはそれ以上のその他の
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およびフィールドバスのバスに
亘って（例えばファンクションブロックなどの）ブロッ
クの入力と出力との間のリンクを定義づけるものであ
る。トレンドオブジェクトによって例えばホストまたは
コントローラなどのその他のデバイスがアクセスできる
ようにファンクションブロックパラメータのローカルト
レンディングが可能となる。トレンドオブジェクトは、
例えばファンクションブロックパラメータのうちいくつ
かに関する短期的な履歴データを保持してこのデータを
バスを介してその他のデバイスまたはファンクションブ
ロックに対して定期的にレポートする。警報オブジェク
トは、バスを通じて警告または事態をレポートするもの
である。これら警告または事態はデバイスまたはデバイ
スにおける１つのブロック内において生じる任意の事態
に関するものであり得る。ビューオブジェクトは、標準
的な人的／機械的接続において使用されるブロックパラ
メータの予め定義づけされたグループであって、定期的
にその他のデバイスに送信されて閲覧することが可能で
ある。

【００２６】通信および制御活動を実行および実施して
行うために、フィールドバスプロトコルは、物理的レイ
ヤー、通信「スタック」およびユーザレイヤーとして識
別される、３つの一般的な技術カテゴリーを使用するも
のである。ユーザレイヤーは、（例えばファンクション
ブロックなどの）ブロックの形で提供される制御および
構成ファンクションと、任意の特定のプロセス制御デバ
イスまたはフィールドデバイス内におけるオブジェクト
とを含むものである。ユーザレイヤーは、典型的にはデ
バイスの製造会社によって固有な方法で設計されている
が、フィールドバスプロトコルによって定義されている
標準的なメッセージフォーマットによってメッセージを
送受信し、ユーザによって標準的な形で構成され得るも
のでなければならない。物理的レイヤーおよび通信スタ
ックは、２回線バスを用いて異なるフィールドデバイス
の異なるブロック間で標準的な形での通信を可能にする
ために必要であり、公知であるオープンシステムインタ
ーコネクト（ＯＳＩ）レイヤー化を含む通信モデルによ
って設定されているものであり得る。

【００２７】ＯＳＩレイヤー１に相当する物理的レイヤ
ーは、各フィールドデバイスおよびバスにおいて埋め込
まれており、フィールドバスの伝送媒体（２回線バス）
から受信した電磁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役割を
担う。物理的レイヤーはバス１２であり、バス１２上に
存在する電磁信号はフィールドデバイスの入力および出
力に存在すると考えられ得る。

【００２８】各フィールドバスデバイスに存在する通信
スタックは、ＯＳＩレイヤー２に相当するデータリンク
レイヤーと、フィールドバスアクセスサブレイヤーと、
ＯＳＩレイヤー７に相当するフィールドバスメッセージ
特定レイヤーとを含むものである。フィールドバスプロ
トコルにおいてＯＳＩレイヤー３乃至６に相当する構造
はない。しかしながら、フィールドバスデバイスのアプ
リケーションは、ＯＳＩプロトコルにおいて定義されて
いないユーザレイヤー８を有するものである。通信スタ
ックにおける各レイヤーはフィールドバスのバスを通じ
て伝送されるメッセージまたは信号の部分をエンコード
またはデコードする役割を担う。その結果、通信スタッ
クの各レイヤーは、例えばプリアンブル、スタートデリ
ミッターおよびエンドデリミッターなど、フィールドバ
ス信号の特定の部分を追加または削除し、さらに必要に
応じてフィールドバス信号のストリップ部分をデコード
して信号またはメッセージの残りの部分がどこに送られ
るべきか、または例えば受ける側のフィールドデバイス
に存在しないファンクションブロックに対するメッセー
ジまたはデータが含まれているためにその信号が破棄さ
れるべきか否かを認識する。

【００２９】データリンクレイヤーは、バスに対するメ
ッセージの伝送を制御して、後述されるリンクアクティ
ブスケジューラと称される、決定権を有する集中化され
たバススケジューラにしたがってバスに対するアクセス
を管理するものである。物理的レイヤーは、伝送媒体に
おける信号からプリアンブルを除去し、フィールドデバ
イスの内部クロックを入力されるフィールドバス信号と
同調させるために受信したプリアンブルを用いることが
可能である。同様に物理的レイヤーは、通信スタックに
おけるメッセージを物理的なフィールドバス信号に変換
してこれら信号を２回線バスにおいて伝送を行うために
適当なプリアンブルを有する「同調シリアル」信号を作
成するためにこれら信号をクロック情報を用いてエンコ
ードする。デコードプロセスの間、物理的レイヤーは、
例えばスタートデリミッターおよびエンドデリミッター
などのプリアンブルにおける特定のコードを認識するこ
とによって特定のフィールドバスメッセージの最初と最
後を識別し、またバスから受信した信号またはメッセー
ジの保全性を照合するためにチェックサムを行うことが
できる。同様に物理的レイヤーは、通信スタックにおけ
るメッセージに対してスタートおよびエンドデリミッタ
ーを付加してこれら信号を適当な時に伝送媒体にプレー
スすることによってバス１２におけるフィールドバス信
号を伝送する。

【００３０】フィールドバスメッセージ特定レイヤー
は、ユーザレイヤー（すなわちフィールドデバイスのフ
ァンクションブロック、オブジェクトなど）が標準的な
一連のメッセージフォーマットを用いてバス１２全体に
亘って通信を行うことを可能にし、通信スタックにプレ
ースされてユーザレイヤーに提供されるためのメッセー
ジを作成するために必要な通信サービス、メッセージフ
ォーマットおよびプロトコル態様を表すものである。フ
ィールドバスメッセージ特定レイヤーによってユーザレ
イヤーの標準的な通信が可能となるため、前述の各オブ
ジェクトの種類に対して特定のフィールドバスメッセー
ジ仕様通信サービスが定義されている。例えばフィール
ドバスメッセージ特定レイヤーは、ユーザがデバイスの
オブジェクトディクショナリーを読むことを可能にする
ためのオブジェクトディクショナリーサービスを含むも
のである。オブジェクトディクショナリーは、デバイス
の（例えばブロックオブジェクトなどの）各オブジェク
トを表すまたは識別すためのオブジェクト明細を記憶し
ている。またフィールドバスメッセージ特定レイヤー
は、ユーザが後述されるバーチャル通信関係（ＶＣＲ）
の状態を読み出して変更することを可能にするコンテク
ストマネジメントサービスを提供するものである。さら
にフィールドバスメッセージ特定レイヤーは、変数への
アクセスサービス、イベントサービス、アップロードお
よびダウンロードサービスおよびプログラムインボケー
ションサービスなど、いずれもがフィールドバスプロト
コルにおいて公知であるためここでは詳述しないものを
提供するものである。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特定レイヤーをデー
タリンクレイヤーにマップするものである。

【００３１】これらレイヤーの操作を許可するためまた
は可能とするため、各フィールドバスデバイスはＶＣ
Ｒ、動的変数、統計、リンクアクティブスケジューラタ
イミングスケジュール、ファンクションブロック実行タ
イミングスケジュールおよびデバイスタグ情報とアドレ
ス情報とを記憶するデータベースであるマネジメント情
報ベース（ＭＩＢ）を含むものである。当然、ＭＩＢ内
における情報はフィールドバスメッセージまたはコマン
ドを用いていつでもアクセスおよび変更され得るもので
ある。さらに各デバイスには通常デバイス明細が設けら
れており、ユーザまたはホストがＶＦＤにおける情報の
拡張的なビューを提供するものである。ホストによって
使用されるために典型的にはトークン化を行わなければ
ならないデバイス明細は、データとデバイスにおけるデ
ータに基づいて作動する方法とを表すための、例えば較
正および診断などのファンクションのためのヒューマン
インターフェースなどを含む情報を記憶している。

【００３２】理解されるように、プロセス制御ネットワ
ーク全体に分散したファンクションブロックを用いて任
意の制御戦略を実行する場合、ファンクションブロック
の実行は、特定の制御ループにおけるその他のファンク
ションブロックの実行に対して綿密にスケジュールされ
る必要がある。同様に、バスにおいて異なるファンクシ
ョンブロック間の通信も綿密にスケジュールされてその
ブロックが実行する以前に各ファンクションブロックに
対して適当なデータが与えられていなければならない。

【００３３】フィールドバス伝達媒体を解して異なるフ
ィールドデバイス（およびフィールドデバイス内の異な
るブロック）が通信する方法については述べない。通信
が行われる際に、バスのセグメント上におけるリンクマ
スターデバイスのうち１つが、バスの関連するセグメン
トにおける通信を活動的にスケジュールして制御するた
めのリンクアクティブスケジューラ（ＬＡＳ）として機
能する。各セグメントのＬＡＳはバスにおいて定期的な
通信活動を各デバイスの各ファンクションブロックが開
始する時間と、この通信活動が行われる長さとを含む通
信スケジュール（リンクアクティブスケジュール）を保
存してアップデートするものである。バスの各セグメン
トにおいて唯一のアクティブなＬＡＳが存在し得るもの
であるが、その他のリンクマスターデバイスがバックア
ップＬＡＳとして機能し、例えば現在のＬＡＳが故障し
た場合にアクティブになることが可能である。

【００３４】一般的に言えば、バスを通じて行われる通
信活動は、それぞれがバスの特定のセグメントにおいて
アクティブである各ファンクションブロックのための１
つの同調的通信と、バスのセグメントにおいてアクティ
ブである１つまたはそれ以上のファンクションブロック
またはデバイスのための１つまたはそれ以上の非同調的
通信とを含む、反復的なマクロサイクルに分割される。
各マクロサイクルにおいて、バスの特定のセグメントに
おいてアクティブである各ファンクションブロックは、
通常異なるが綿密にスケジュールされた（同調的）時間
に実行し、また別の綿密にスケジュールされた時間には
そのバスのセグメントにおける自身の出力データを適当
なＬＡＳによって作成された強制データコマンドに応じ
て発行する。各ファンクションブロックは、自身の出力
データをファンクションブロックの実行期間が終了した
すぐ後に発行することが好ましい。さらに、異なるファ
ンクションブロックのデータ発行時間は直列的にスケジ
ュールされているので、バスの特定のセグメントにおけ
る２つのファンクションブロックがデータを同時に発行
することがない。同調的通信が行われない間、逆に各フ
ィールドデバイスはトークンによって駆動される通信を
用いて非同調的に警告データ、ビューデータなどを伝送
することが可能である。実行時間は、ファンクションブ
ロックが存在するデバイスのマネジメント情報ベース
（ＭＩＢ）に保存されており、一方、前述のように強制
データコマンドをセグメントの各デバイスに送るための
時間は、そのセグメントのＬＡＳデバイスのＭＩＢに保
存されている。これら時間は、ファンクションブロック
が実行しまたはデータを送る時間を各マクロサイクルの
反復からのオフセットとして識別するため、典型的には
オフセット時間として保存されている。マクロサイクル
は、バス１２に接続される全てのフィールドデバイスに
よって認識される「絶対的リンクスケジュール時間」か
ら始まって連続的に反復される。

【００３５】したがって、各マクロサイクルの間に通信
を行うために、ＬＡＳはリンクアクティブスケジュール
に保存されている伝送時間の一覧に応じて強制データコ
マンドをバスセグメント上における各デバイスに対して
送る。強制データコマンドを受信すると、デバイスのフ
ァンクションブロックが自身の出力データをバス１２に
発行する。典型的に、各ファンクションブロックは、ブ
ロックが強制データコマンドを受信するようにスケジュ
ールされている時間の直前にそのブロックの実行が終了
されるように実行するべくスケジュールされているた
め、強制データコマンドに応じて発行されるデータはフ
ァンクションブロックの最も新しい出力データであるべ
きである。しかしながらファンクションブロックの実行
が遅く、強制データコマンドを受信した時に新しい出力
をラッチしていない場合、ファンクションブロックはフ
ァンクションブロックが最後に実行された際に作成され
た出力データを発行する。

【００３６】ＬＡＳが強制データコマンドをバスの特定
なセグメントにおける各ファンクションに送った後であ
ってファンクションブロックが実行している間、ＬＡＳ
によって非同調的通信活動を生じさせることが可能であ
る。非同調的通信を行うために、ＬＡＳは特定のフィー
ルドデバイスに対してパストークンメッセージを送る。
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
った場合、そのフィールドデバイスはセグメント全体に
対してアクセス可能となり、例えば警告メッセージ、ト
レンドデータ、オペレータ設定ポイント変更などの非同
調的メッセージをこれらメッセージが完了するまで、ま
たは最大に割り当てられた「トークンホールド時間」が
満了するまで送ることができる。その後、フィールドデ
バイスはセグメントバスを開放し、ＬＡＳはパストーク
ンメッセージをその他のデバイスに対して送る。このプ
ロセスはマクロサイクルの終了まで、またはＬＡＳが同
調的通信を行うために強制データコマンドを送るように
スケジュールされている時間まで反復される。当然、メ
ッセージトラフィックの量とバスのある特定のセグメン
トに接続されているデバイスおよびブロックの数とによ
って、各マクロサイクルの間に全てのデバイスがパスト
ークンメッセージを受け取るものではない。

【００３７】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
において定義されている３つのバーチャル通信関係（Ｖ
ＣＲ）のうち１つを用いてバスを介してデータおよびメ
ッセージを発行または伝送することができる。クライア
ント／サーバＶＣＲは、バスのデバイス間におけるキュ
ーされた、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１の通信のために用いられる。このよ
うなキューされたメッセージは、以前のメッセージを上
書きすることなく、その優先順位によって伝送のために
与えられた順番に送受信される。したがってフィールド
デバイスは、ＬＡＳからパストークンメッセージを受け
取った場合にバスにおける他のデバイスに要求メッセー
ジを送るためにクライアント／サーバＶＣＲを利用でき
る。要求者が「クライアント」と称され、要求を受けた
デバイスは「サーバ」と称される。サーバはＬＡＳから
パストークンメッセージを受け取った場合にレスポンス
を送信する。クライアント／サーバＶＣＲは、例えば設
定ポイント変更、チューニングパラメータアクセスおよ
び変更、警告認識およびデバイスのアップロードおよび
ダウンロードなどの、オペレータによって開始された要
求などを実行するために用いられる。

【００３８】レポートディストリビューションＶＣＲ
は、キューされた、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対複数の通信のために用いられ
る。例えば事態また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ると、
そのフィールドデバイスは、自身のメッセージをそのデ
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
イヤーにおいて定義されている「グループアドレス」に
対して送信する。ＶＣＲに応答すべく構成されているデ
バイスは、そのレポートを受信する。フィールドバスデ
バイスにおいてレポートディストリビューションＶＣＲ
型のものは典型的にオペレータコンソールに対して警告
通知を送信するために用いられている。

【００３９】発行者／加入者ＶＣＲ型のものは、バッフ
ァーされた１対複数の通信に用いられる。バッファーさ
れた通信とは、最新バージョンのデータのみを保存およ
び送信するものであり、したがって新しいデータが以前
のデータを完全に上書きするものである。例えばファン
クションブロック出力がバッファーデータをなす。「発
行者」フィールドデバイスとは、発行者フィールドデバ
イスがＬＡＳからまたは加入者デバイスから強制データ
メッセージを受けた場合にバスにおける全ての「加入
者」フィールドデバイスに対して発行者／加入者ＶＣＲ
型のものを用いてメッセージを発行または告知する。こ
のような発行者／加入者関係は予め構成されているもの
であって、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おいて定義づけら
れて保存されているものである。

【００４０】バスを介して適切な通信活動を確実に行う
ために、各ＬＡＳは、定期的にバスのセグメントに接続
されている全てのフィールドデバイスに対して時間ディ
ストリビューションメッセージを送ることによって受け
取る側のデバイスが互いに同調するようにそれぞれのロ
ーカルアプリケーション時間を調整することが可能とな
る。これら同調メッセージの間、自身の内部クロックに
基づいて各デバイスにおいて個々のクロック時間が維持
されている。クロック同調によってすべてのフィールド
デバイスがフィールドバスネットワーク全体に亘ってス
タンプデータを記録して例えばデータが作成された時間
を指し示すことが可能となる。

【００４１】さらに、各バスセグメントにおける各ＬＡ
Ｓ（およびその他のリンクマスターデバイス）は、バス
のセグメントに対して接続されている全てのデバイス、
すなわちパストークンメッセージに対して正常に応答す
る全てのデバイスの一覧である「ライブリスト」を保存
している。ＬＡＳは、定期的にライブリストにないアド
レスに対してプローブノードメッセージを送ることによ
って連続的にバスセグメントに対して加えられた新しい
デバイスを認識している。実際、各ＬＡＳは、ライブリ
ストにおける全てのフィールドデバイスに対してパスト
ークンメッセージを送信する１サイクルを終了した後に
少なくとも１つのアドレスをプローブしなくてはならな
い。そのプローブされたアドレスにフィールドデバイス
が存在し、プローブノードアドレスを受信した場合、デ
バイスは直ちにプローブ応答メッセージを返信する。プ
ローブ応答メッセージを受け取ると、ＬＡＳはそのデバ
イスをライブリストに追加してプローブされたフィール
ドデバイスに対してノード作動メッセージを送る。フィ
ールドデバイスは、パストークンメッセージに対してそ
のフィールドデバイスが適当に応答する限りライブリス
ト上に存在し続ける。しかしながら３度正しく試行して
もフィールドデバイスがトークンを使用するかまたはト
ークンをＬＡＳに対して直ちに返却しない場合にはＬＡ
Ｓがそのフィールドデバイスをライブリストから削除す
る。フィールドデバイスがライブリストに追加またはそ
こから削除される場合、ＬＡＳはライブリストにおける
変更をバス１２の適当なセグメント上の全てのその他の
リンクマスターデバイスに告知して各リンクマスターデ
バイスがライブリストの現在のコピーを保持することを
可能にする。

【００４２】再度図１および図２を参照して、その他の
コンフィギュレータまたはホストデバイスがセグメント
１０に対して接続されていてもいなくてもセグメント１
０またはセグメント１０のデバイスを構成するのに用い
られ得る２モードデバイス／ネットワークコンフィギュ
レータ２０が図示されている。より具体的には、コンフ
ィギュレータ２０はセグメント１０のバス１２（または
セグメント１０上におけるデバイスに直接的に）に対し
て任意の時または場所において接続され得、セグメント
１０上における任意のデバイスを構成するためおよび標
準的なフィールドバスコンフィギュレータ１６と同様に
セグメント内におけるネットワーク設定を構成するため
に第１のモード、すなわちオフラインモードにおいて用
いられ得る。加えて、コンフィギュレータ２０は第２の
モード、すなわちオンラインモードで用いることも可能
であり、その場合コンフィギュレータ２０は、バス１２
を制御することなく且つバス１２に接続されているデバ
イスのネットワーク設定を影響することなくデバイスに
特有なパラメータを構成するためにバス１２またはデバ
イスに接続され得る。こうしてコンフィギュレータ２０
は、デバイスと通信を行ってそのデバイスおよび／また
はその他のデバイスがオンライン状態にてプロセス制御
を行っている間でもセグメント１０のネットワーク設定
またはその他のセグメント１０上に生じている通信を干
渉することなく、デバイスを再構成することが可能であ
る。一般的に言えば、ネットワーク設定は、例えば最大
応答ディレー、ＬＡＳディレーをクレームするための最
大不活動時間など、互いに通信を行うために全てのデバ
イスに共通するパラメータである。

【００４３】図１において示されているように、例えば
ホストデバイス、ラップトップまたはポータブルコンピ
ュータまたはその他の種類の演算デバイスなどであり得
るコンフィギュレータ２０は、プロセッサ２２とプロセ
ッサ２２によって実行または使用され得るプログラム、
ルーチンおよびデータを記憶するメモリ２４とを含むも
のである。図２において示されているように、デバイス
２０はさらに例えばＬＥＤ、ＬＣＤ、またはプラズマデ
ィスプレイパネルなど、任意の種類のディスプレイであ
り得るディスプレイ２６を含むものである。コンフィギ
ュレータ２０の構造は、標準的な形でバス１２を介して
通信を行うことを可能とする、フィールドバス１２に対
して接続を確立および解除するための物理的レイヤー２
８と、フィールドバス通信を標準的な形で行うために作
動するフィールドバス通信スタック３０とを含むもので
ある。一般的に言えば、この物理的レイヤー２８と通信
スタック２０とは、いかなるフィールドバスデバイスに
おいても用いられるような標準的なフィールドバスレイ
ヤーである。ユーザレイヤー３２のメモリ２４には数多
くのプログラムまたはサブルーチン３１が記憶されてお
り、バス１２を介して異なる種類の通信および操作を行
うためプロセッサ２２上にて実行される。

【００４４】コンフィギュレータ２０は、さらに例えば
ハードウェアスイッチまたはソフトウェアスイッチであ
り得るモードスイッチ３４を含むものである。モードス
イッチまたは設定３４は、コンフィギュレータ３５がバ
ス１２の制御を行い、必要に応じてルーチン３１を用い
てネットワーク設定を構成することによって標準的なフ
ィールドバスコンフィギュレータとして機能するオフラ
インモードと、コンフィギュレータ３５が限られた数の
ルーチンまたは処理手順３１のみを使用して実行された
コンフィギュレーション活動がオンラインシステムにお
ける、ネットワーク設定およびその他のＬＡＳスケジュ
ールなどのオンラインコンフィギュレーション情報を含
むコンフィギュレーション情報に干渉しないことを確実
にするオフラインモードとの間でコンフィギュレータ２
０のモードを制御する。

【００４５】必要があれば、コンフィギュレータ３５
は、ネットワークコンフィギュレータとして機能して全
てのルーチン３１に対してアクセス可能である第１のコ
ンフィギュレーションルーチン３６と、デバイスコンフ
ィギュレータとして機能してルーチン３１の一部に対し
てのみアクセス可能である第２のコンフィギュレーショ
ンルーチン３８とを含むものであり得る。具体的には、
一連のルーチンまたは処理手順３１は、ネットワーク設
定を制御または影響する第１の種類とオンラインシステ
ムのコンフィギュレーション情報を影響することなくデ
バイス設定を制御する第２の種類をとを含む、２つの基
本的なルーチンの種類を含むものである。全てのルーチ
ン３１は、標準的なフィールドバスコンフィギュレーシ
ョン活動を行うためにオフラインコンフィギュレータ３
６によって利用可能である。これら活動（およびルーチ
ンまたは処理手順３１）は、例えばセグメント内におい
てデバイスタグおよびデバイスアドレスの割り当て、セ
グメントを標準的な形で操作する際に使用されるデバイ
スとの通信関係の確立、デバイス内におけるファンクシ
ョンブロック操作のスケジュール、デバイス間の通信の
スケジュール、オペレータまたはその他のデバイスに対
して送られるべき警告およびトレンドの構成、ユーザア
プリケーションブロックパレメータの設定、およびその
他のネットワークパラメータの設定などを含むものであ
る。したがって、オフラインモードにおいてコンフィギ
ュレータ２０は、フィールドバスセグメントとセグメン
ト上のデバイスの両方を構成する典型的なフィールドバ
スコンフィギュレータの機能を全て有し、そのため作動
時におけるセグメント１０を完全的に制御するものであ
る。さらにオフラインモードにおいて、コンフィギュレ
ータ３６は構成されるデバイスにおける全てのファンク
ションブロックを一時的にスケジュールして、ユーザが
そのデバイスの使用を終了した場合にはそれに対する変
更をクリアにするものである。

【００４６】しかしながら、モードスイッチまたは設定
３４がオンラインモードに設定された場合、コンフィギ
ュレータ３８はセグメント１０の制御を請け負うことも
セグメント１０のオンラインシステムのコンフィギュレ
ーション情報と干渉する通信またはその他の活動を行う
こともない。このオンラインモードは、例えばセグメン
ト上における１つまたはそれ以上のデバイスのみを構成
して、例えばホストデバイスがセグメント１０に対して
既にライブプロセス処理を実行している場合にセグメン
ト１０に対してデバイスチューニングまたは診断を実行
する必要がある場合に用いられ得る。オンラインモード
において、ルーチンまたは処理手順３１（すなわち第１
の一連のルーチン）のうち特定のものはオンラインコン
フィギュレータ３８に対して利用不可能とされており、
したがってコンフィギュレータ２０がセグメント１０上
で作動している例えばＬＡＳなどのその他のコンフィギ
ュレータまたはホストデバイスと同時に作動することが
可能となる。

【００４７】具体的には、オンラインモードにおいてオ
ンラインコンフィギュレータ３８は、デバイスタグの変
更、デバイスアドレスの変更、ファンクションブロック
のスケジュール、ライブセグメントのＬＡＳによって通
常制御されてコンフィギュレーションデバイスによって
通常設定されるその他の活動を変更するものではない。
その代わりオンラインコンフィギュレータ３８は、セグ
メント１０またはセグメント１０における制御ループを
影響するパラメータよりもデバイスそのものと密接に関
連するデバイスパラメータのみを構成するものである。
オンラインコンフィギュレータ３８が構成し得る設定
（例えば自身がアクセス可能なルーチン３１）とは、デ
バイスのリソースブロック、トランスデューサブロック
およびファンクションブロックの不変的パラメータの変
更を含むものである。オンラインコンフィギュレータ３
８がアクセスまたは使用できないルーチン３１とは、フ
ァンクションブロックのスケジュール、デバイスアドレ
スの割り当て、ネットワークパラメータの設定、制御ル
ープの作成、通信スケジュールのダウンロードおよびデ
バイスコンフィギュレーションの解除などを含む。した
がってオンラインモードにおいてデバイスコンフィギュ
レータ２０は不変的ブロックパラメータのみを変更する
ものである。さらにデバイスコンフィギュレータ２０
は、いずれもが標準的なフィールドバス通信またはリク
エストを用いるセグメントにおけるデバイスの一覧、デ
バイスにおけるリソースブロック、トランスデューサお
よびファンクションブロックの一覧、これらブロックの
読み出しおよび書き込みパラメータ、および通信統計に
アクセスしてディスプレイ２６上に表示するディスプレ
イルーチン４２を含み得る。

【００４８】オンラインモードにおいて、コンフィギュ
レータ３５は特別な通信ルーチン４４を用いて再構成さ
れるデバイスとの通信を確立する。この後述されるルー
チン４４は、コンフィギュレータ３５がセグメント１０
に接続されているその他のコンフィギュレーションデバ
イスまたはＬＡＳによって確立または使用される通信リ
ンクを破壊することなくデバイスと通信することを可能
にするために用いられる。この通信処理手順４４が用い
られるのは、ネットワークトラフィックを低減する目的
のためには、変更されるデバイスにおいて作業を行うた
めに必要な通信接続のみを確立することによってバス１
２を介してコンフィギュレータ２０が変更されるべきデ
バイスと通信を行うことが好ましいからである。さら
に、オンラインモードにおいてコンフィギュレータ２０
は、ユーザがそのような情報を求めない限りデバイスの
詳細情報を読み出すことがないため、さらにセグメント
トラフィックの発生が少なくなる。

【００４９】最初にセグメント１０に対して接続される
と、オンラインコンフィギュレータ３８はセグメント１
０に対して自身がゲストデバイスであると示し、ユーザ
に対して例えばディスプレイ２６を介してディスプレイ
ルーチン４２を用いてセグメント１０上のデバイスを認
識および表示し、またユーザがそのデバイスを選択した
時と場合にはセグメント上の特定のデバイスと通信を行
う構成となっている。オンラインコンフィギュレータ３
８は、特定のアドレスにおけるデバイスのみを構成し
（例えばフィールドデバイスアドレスにおけるものは構
成するが、ホストまたはゲストアドレスにおけるものは
しない、など）、ユーザはデバイスが構成可能である一
連のアドレスを決定し得る。ユーザに対して表示される
情報は任意の形で表示され得るものであるが、１つの実
施例においてはウィンドウズ（登録商標）ＮＴエクスプ
ローラに類似した形で表示される。

【００５０】作動時において、ユーザはモードスイッチ
３４を用いてどのモードを使用すべきかを決定する。オ
フラインモードにおいて、コンフィギュレータ２０は必
要があれば一時的にセグメント上のデバイスにアドレス
を割り当てる。しかしながら、オンラインモードにおい
て、ホストデバイスとの干渉を避けるためにデバイスコ
ンフィギュレータ２０の特定の機能、具体的には前述し
た第１の一連のルーチンがディスエーブル状態にされて
いる。デバイスコンフィギュレータ２０がオフラインモ
ードにある時にユーザが誤ってライブセグメントに対し
て接続することを防止するため、デバイスコンフィギュ
レータ２０は第１の不適切モードルーチン４６を含むも
のであって、デバイスが標準的なデバイスコンフィギュ
レータ、ホストまたはＬＡＳによって典型的に使用され
る１つまたはそれ以上のアドレスにおかれているか否か
をチェックし、もしデバイスがこれらアドレスのうちい
ずれかに存在する場合にはユーザに対して別のコンフィ
ギュレータがそのセグメントに存在することを警告す
る。これらアドレスは、フィールドバスコンフィギュレ
ータによって使用されるようなものであり得、典型的に
はユーザによって与えられるものである。コンフィギュ
レータ２０は、さらに第２の不適切モードルーチン４８
を含むものであって、コンフィギュレータ２０がおかれ
ているセグメントにおいてデバイスが検出されない場合
にオフラインコンフィギュレータ３６の動作を中止す
る。この場合、オフラインコンフィギュレータ３６はセ
グメントに対して自分の存在を示さず、その代わりユー
ザがコンフィギュレータ３６を選択した上で再作動させ
なければならない。ルーチン４８によって、コンフィギ
ュレータ２０をシャットダウンすることなくオフライン
セグメントにおいて作業を行った後にユーザが誤ってオ
フラインデバイスコンフィギュレータ３６をライブセグ
メントに再接続することが防止されるのは、コンフィギ
ュレータ３６がセグメントとの接続から解除された場合
にはルーチン４８がセグメント上におけるデバイスを検
出せず、ユーザによってリセットされるまでデバイス／
ネットワークコンフィギュレータ２０の動作を中止する
からである。

【００５１】これと比較して、公知であるフィールドバ
スコンフィギュレータは、セグメントの全体的な制御を
担うものである。同一のセグメント上に任意の種類のも
のが２つ存在するとすれば互いに衝突する可能性があ
る。例えば、いずれもが自動的にデバイスに対してその
デバイスと通信するために恒久的なアドレスを割り当て
ようとするであろう。基本的なデバイスであるべく構成
されている場合であっても、公知であるコンフィギュレ
ータのうちいくつかはそれでもアドレスを割り当てよう
とする。しかしながら、オンラインモードにおけるコン
フィギュレータ２０は、同一のセグメント上で作動する
公知であるコンフィギュレータまたはその他の２モード
コンフィギュレータ２０と共存しあえる。さらに標準的
なまたは公知であるフィールドバスモニターツールがラ
イブセグメントにおいて共存しあえるものであるが、こ
れらツールはデバイス情報にはアクセスできない。

【００５２】オンラインモードにおいてバス１２に対し
て接続された場合に非侵入的に通信を行う場合、通信ル
ーチンまたはアルゴリズム４４は、セグメントを制御し
ているＬＡＳによって確立された通信パラメータを上書
きまたは破壊することなく、他のホストまたはＬＡＳデ
バイスが作動しているセグメントにおけるデバイスと通
信を行い得るように設計されている。具体的に、通信ル
ーチン４４は、デバイスにおけるユーザアプリケーショ
ンにアクセスするために非侵入的なバーチャル通信関係
スキームを用いるものである。

【００５３】フィールドバスセグメントを構成する場
合、典型的にはホストデバイスがセグメント全体とセグ
メント上における全てのデバイスの制御を担っているも
のである。各デバイスにおけるファンクションブロック
情報にアクセスするためには、ホストはほとんどすべて
の利用可能なバーチャル通信関係（ＶＣＲ）エントリー
を選択することが可能であり、すべてのローカルセレク
タを使用することができる。さらに、ホストは、デバイ
スによって行われた変更をクリーンアップする必要がな
い。その結果、これらデバイスがデバイスＶＣＲエント
リーをデバイスに書き込む方法が故に２つのフィールド
バスコンフィギュレータは、通常同時に同じデバイスを
構成することができない。

【００５４】本文において説明された通信ルーチンまた
は処理手順４４は、他のホストデバイスがその間にネッ
トワークを構成または制御している間にセグメント上に
おけるデバイスにアクセスして構成することが可能であ
る。ルーチン４４は、デバイスと通信を確立するために
最低限にのみデバイスＶＣＲエントリーに書き込みを行
い、さらに使用されているＶＣＲエントリーが他のホス
トによって破壊された場合に通信を復活させる。またさ
らに通信ルーチン４４は、ＶＣＲエントリーにおいて最
低限の変更のみを残すものであるため、ルーチン４４が
通信を停止または終了した後に再使用可能である。

【００５５】前述のとおり、ファウンデーションフィー
ルドバスネットワーク通信は、異なるレイヤーによって
実現されている。図３において典型的なフィールドバス
デバイス５０が図示されており、下から上に向かって物
理的レイヤー（ＰＨＹ）、データリンクレイヤー（ＤＬ
Ｌ）、フィールドバスアクセスサブレイヤー（ＦＡ
Ｓ）、フィールドバスメッセージ特定レイヤー（ＦＭ
Ｓ）およびユーザアプリケーションレイヤーを含むもの
である。フィールドバスデバイス５０は、ネットワーク
上の１つまたはそれ以上のバーチャルフィールドバスデ
バイス（ＶＦＤ）として表されており、各バーチャルな
デバイスは、システムおよびネットワークマネジメント
情報を含むシステムＶＦＤ５６と、ファンクションブロ
ック情報を含む１つまたはそれ以上のユーザアプリケー
ションＶＦＤ５８とを有するものである。

【００５６】ＶＦＤにおける情報はオブジェクトディク
ショナリー（ＯＤ）において編成されている。ネットワ
ークまたはセグメント上におけるクライアントは、ＦＭ
Ｓレイヤーにおいて定義されるバーチャル通信関係（Ｖ
ＣＲ）を介してＯＤにアクセスする。クライアントと
は、ネットワーク上の別のデバイスまたはその他のモニ
ター／コンフィギュレーション手段であり得、具体的に
はコンフィギュレータ２０であり得る。ＶＣＲパラメー
タは、接続の両端においてＶＣＲエントリーに記憶され
ており、ローカルアドレス、リモートアドレス、アクセ
スすべきＶＦＤ、ＶＣＲの種類および通信係数を含むも
のである。ＦＦ−９４０−１．４フィールドバス標準の
テーブル１０は、ＶＣＲの異なった種類とフィールドバ
スプロトコルのこれらのパラメータとを接続するもので
ある。一般的に、アドレスは（デバイスが存在するセグ
メントに関連する）リンク番号、（セグメント上のデバ
イスに特有である）リンクにおけるノードアドレス、お
よびデバイスの異なる部分またはセクションに関連する
ＶＣＲセレクタを含むものである。互いのＶＣＲエント
リーパラメータがマッチする場合、２つのデバイス間の
接続が確立される。

【００５７】一般的に言えば、まずクライアントはデバ
イスに対して接続確立要求を出力する。この要求は、デ
バイスにおいてどのローカルアドレスを使用すべきであ
るかを指示するものであり、次いでデバイスは、このロ
ーカルアドレスにマッチするローカルＶＣＲエントリー
を求めてこのローカルアドレスをＶＣＲ接続のために指
定する。ローカルセレクタパラメータがローカルアドレ
スにおける同じ数値に等しい場合、ＶＣＲエントリーは
ローカルアドレスにマッチする。フィールドバスファウ
ンデーションは、システムマネジメントＯＤにアクセス
するためにローカルセレクタを予め定義する。ユーザア
プリケーションＯＤにアクセスするためにクライアント
は、まず使用可能なＶＣＲエントリーをデバイスにおい
て見つけてから必要に応じてそのパラメータを変更し、
次いでそのエントリーとの接続を確立する。

【００５８】公知であるように、ＶＣＲエントリーは、
システムＯＤにおいて記憶されているものである。デバ
イスは固定の数のＶＣＲエントリーを有し、これらのエ
ントリーのうちいくつかはハードコートされたもの、す
なわち種類またはローカルセレクタ値などが予め設定さ
れているものであり得る。またＶＣＲエントリーのうち
いくつかは空であり得、その場合クライアントはこのエ
ントリーにおいて任意のＶＣＲを定義することができ
る。デバイスは予め構成されたＶＣＲエントリーを有
し、リザーブされたローカルセレクタがシステムＯＤに
アクセスするためにフィールドバスファウンデーション
によって定義されている。システムＯＤにアクセスする
ためにクライアントがこのＶＣＲエントリーを見つける
必要がない。このリザーブされたローカルセレクタを用
いて接続確立要求を出力することができる。

【００５９】典型的に、ネットワークにおいてデバイス
全体を構成するホストデバイスは１つしかない。このホ
ストまたはＬＡＳデバイスは、自身の目的のためにＶＣ
Ｒエントリーを上書きし、ＶＣＲが利用可能か否かまた
はそのパラメータが適当であるか否かを心配する必要が
ない。ホストデバイスが全体の制御を司り、全てのＶＣ
Ｒエントリーに対して書き込むことができるため、無効
であるローカルセレクタまたは複製されたローカルセレ
クタは回避される。ほとんどの場合、ホストデバイス
は、デバイスＶＣＲエントリーに対して行われた変更を
ロールバックすることはない。当然、デバイスに対して
ＶＣＲ接続を作成する必要のないその他のモニターデバ
イスについては、ホストデバイスによって行われる変更
は問題とならない。

【００６０】しかしながら、例えば２つのコンフィギュ
レータなど、２つのクライアントが同時にデバイスのユ
ーザアプリケーションＯＤにアクセスしようとする場
合、お互いのＶＣＲエントリーと干渉するか否かによっ
て成功する場合と成功しない場合とがある。本文におい
て説明された通信ルーチン４４の目的は、ネットワーク
上に他のホストが存在しても存在しなくても、クライア
ントがデバイスのユーザアプリケーションにアクセスで
きることを保証することにある。さらにルーチン４４に
よってクライアントがネットワークを離れる時にＶＣＲ
エントリーに対して残す足跡を可能な限り小さなものに
しようとする。その結果、ルーチン４４を、デバイスを
あるサービスのために準備するオフラインコンフィギュ
レータまたはフィールドバスセグメント全体を構成する
伝統的なホストデバイスなどにおいてさえも例えば前述
のオンラインモードコンフィギュレータなどのホストデ
バイスと共存するホストを構成するものではないクライ
アントにおいて用いられ得る。

【００６１】図４を参照して、ルーチン４４が用いる通
信アルゴリズム１００がフローチャートの形で図示され
ている。この説明の目的のため、ユーザアプリケーショ
ンＯＤアクセスのためのＶＣＲの種類はクライアント／
サーバであり、アクセスされるデバイスはサーバと称さ
れ、クライアントとはデバイスに対してアクセスを要求
するクライアントであり、この場合においてはオンライ
ンモードで作動しているデバイス／ネットワークコンフ
ィギュレータ２０である。まずブロックまたはステップ
１０４において、通信のために使用しないセレクタ値の
一覧を作成またはアクセスし、デバイスにおいて使用可
能なＶＣＲを決定することによってコンフィギュレーシ
ョンデータを開始する。使用しないセレクタ値とは、バ
ス１２を介してその他の通信のためにデバイスが使用し
ているＶＣＲによって使用されているセレクタ値のこと
である。典型的に、フィールドバスプロトコルにおいて
ローカルセレクタの値は０ｘ２０乃至０ｘＦ７の範囲に
あるべきである。しかしながら、ステップ１０２におい
て他のホストデバイスによって使用されていることがわ
かっている特定のアドレスを明確に除外することによっ
てネットワークにおけるホストデバイスとの生じ得る衝
突を防止する。例えば固定的なローカルセレクタが他の
ホストデバイスによって使用されていることをアルゴリ
ズム１００またはユーザが知っている場合、このセレク
タ値は使用されないセレクタ値の一覧に入れてしまっ
て、アルゴリズム１００がデバイスと通信を行う時にこ
のセレクタを使用しないことになる。このようなアクシ
ョンによってそのセレクタ値を使用するホストとの生じ
得る衝突を防止するのみならず、後にクライアントデバ
イス（例えばデバイスコンフィギュレータ２０など）に
よって作られた一時的な接続が他のホストによってクリ
アされた時にＶＣＲ接続を再構築する必要性を低減する
ことができる。

【００６２】さらにブロック１０４は、その中から選択
するサーバ（アクセスされるデバイス）における利用可
能なＶＣＲエントリーの数を決定する。当然、サーバデ
バイスにおいて必然的に必要な数よりも多くの利用可能
なＶＣＲエントリーが存在し得る。いずれの場合も、ス
テップ１０４においてデバイス内に存在するＶＣＲエン
トリーのうちいくつが利用可能かを判断する。使用され
ないローカルセレクタを決定するステップは、使用不可
能であると判断された各ＶＣＲエントリーのためのセレ
クタ値を使用されないセレクタ値の一覧に入れることが
可能であるため、必要であれば利用可能なＶＣＲエント
リーを決定するステップと同時に行われ得る。いずれの
場合も、ＶＣＲエントリーの選択肢が多ければ多いほど
多くのメモリ空間が必要となり、しかしながら他のコン
フィギュレータまたはホストデバイスと衝突する可能性
は低くなる。当然、ユーザがこれらパラメータ（すなわ
ち保存すべきセレクタおよびＶＣＲエントリーの数な
ど）を設定しても、またはアルゴリズム１００が使用で
きるようにこれらが予め構成されてメモリに保存されて
いてもよい。

【００６３】一実施例において、ステップ１０４はデバ
イスにおける各ＶＣＲエントリーを読み出し、各エント
リーについて以下のステップを行う。そのＶＣＲエント
リーが空のエントリーである場合、そのインデックスナ
ンバーを保存して空であるとマークせよ。そのＶＣＲエ
ントリーが使用不可能なエントリーである場合、そのロ
ーカルセレクタ値を使用不可能なローカルセレクタの一
覧に保存せよ。さもなければＶＣＲエントリーは予め設
定された使用可能なエントリーであるべきである。この
場合、全てのＶＣＲエントリーパラメータを保存せよ。
使用可能なエントリーはハードコードされたエントリー
または以前に他のクライアントによって設定された使用
可能なものであり得る。

【００６４】したがって、一般的にステップ１０４は、
サーバデバイスにおける全てのＶＣＲエントリーを見て
それぞれのＶＣＲエントリーが空のエントリーであるか
または予め構成されたエントリーであるかを判断する。
空のエントリーであれば、所望の通信接続のために構成
され得、その場合にはステップ１０４において各空のエ
ントリーのインデックスナンバーが保存される。予め構
成されたエントリーであれば、ステップ１０４において
まずそのエントリーが所望の通信のために使用可能な種
類のものであるかをチェックしてそのエントリーがフリ
ーで使用可能か否かを判断する。そのエントリーが使用
可能且つフリーである場合、ステップ１０４においてそ
のエントリーのパラメータが保存される。いかなる予め
構成されたエントリーについてもステップ１０４は、ア
ルゴリズム１００がローカルセレクタを選択する必要が
ある場合に後に使用され得るエントリーのローカルセレ
クタを保存してもよい。特定のフィールドバスデバイス
は予め構成されたＶＣＲエントリーのみを有するもので
あり、したがってアルゴリズム１００は使用のための空
のエントリーが常にあると認識しなくとも予め構成され
たエントリーをチェックするものである。

【００６５】次にブロックまたはステップ１０６におい
て保存された使用可能なＶＣＲエントリーのうちデバイ
スのＶＣＲエントリーを選択する。使用可能なＶＣＲエ
ントリーが存在しない場合、アルゴリズム１００は失敗
してクライアントは当分デバイスユーザアプリケーショ
ンＯＤにアクセスできない。実際、アルゴリズム１００
がサーバデバイスにおける全てのＶＣＲエントリーをチ
ェックして一連の使用可能なＶＣＲエントリーを保存し
た後、ステップ１０６においてどのＶＣＲエントリーを
使用するかが判断される。衝突の可能性を低減するため
に、使用可能なエントリーのうち１つを選択するために
ランダムアルゴリズムが使用される。ここにおいて２つ
の原則が見受けられる。まず、使用可能なエントリーが
充分でない場合には、最初の使用可能なエントリーはほ
とんどのコンフィギュレータまたはホストデバイスが最
初に出会うものを使用する傾向があるためにステップ１
０６が第１の使用可能なエントリーを避けようとする。
次に、ランダム性はネットワークアドレスまたはその他
のクライアントに特有の値に連結することができ、それ
によってアルゴリズム１００を使用する２つのクライア
ントが同一のＶＣＲエントリーを選択する事態を避ける
のに役に立つ。選択されたＶＣＲエントリーはそれでも
他のデバイスによって受け継がれて、その場合にはＶＣ
Ｒエントリーを用いる接続が失われて再構築される必要
がある可能性があるため、このランダム性は重要であ
る。このような事態が起こることが少なければ少ないほ
どサーバデバイスとの通信がより早く且つよりよいもの
となる。

【００６６】次に、ブロックまたはステップ１０８にお
いて選択されたＶＣＲエントリーと使用されていないセ
レクタ値のうち１つとを用いて標準的な形でデバイスと
ＶＣＲ接続を確立する。こうして通信はステップ１１０
において開始される。空のＶＣＲエントリーについて、
ステップ１０８はそのエントリーにサーバ側ＶＣＲに要
求されるパラメータ値を書き込む。使用可能なエントリ
ーについて、サーバデバイスにおける値に応じてクライ
アント側パラメータが設定される。空のエントリーのた
めのローカルセレクタは、禁止されていないもの（すな
わち使用不可能なローカルセレクタの一覧にあるもの）
または他のエントリーによって使用されていないもので
あるように選択される。いずれの場合でもデバイスにお
けるリモートアドレスパラメータは０のままにされる。
その目的は、一旦アルゴリズム１００が接続を開け放し
た場合にサーバデバイスにおけるＶＣＲエントリーをそ
の他のコンフィギュレータまたはホストによって再利用
可能にすることにある。

【００６７】また別の選択肢として、ステップ１０８は
クライアントアドレスをデバイスＶＣＲエントリーに書
き込んで、コンフィギュレータ２０が終了した後にそれ
を元の設定に戻すことも可能である。しかしながら、こ
のようなアプローチにおいては通信処理手順の終わりで
且つコンフィギュレータ２０とセグメントとの間の接続
が解除されるまでにリセットされる必要がある。短い時
間の間に通信を行うためにコンフィギュレータ２０がネ
ットワークに対して頻繁にフックされる場合、典型的に
ユーザはリセットのことを心配せずにネットワークから
接続を解除できることを望むものである。またデバイス
との通信が失われていると時々リセットが不可能とな
る。

【００６８】いずれの場合においても、通信リンクが確
立された後、コンフィギュレータ２０は図２において前
述したようにデバイス設定を変更するために、またブロ
ックまたはステップ１１０において図示されるようにデ
バイスと通信するためにルーチンまたは処理手順３１を
実行し得る。しかしながら通信の間、ブロックまたはス
テップ１１２において（通常タイムアウト期間が満了す
るかを見ることによって）通信接続が断絶されているか
否かを判断し、そうであれば通信アルゴリズム１００に
ステップ１０４乃至１１０を繰り返し実行させる。前述
のとおり、クライアントアドレスはデバイスＶＣＲエン
トリーに書き込まれていないので、同一のエントリーが
後に他のデバイスによって使用可能とされている。この
アプローチにおける１つの欠点としてはコンフィギュレ
ータ２０がＶＣＲエントリーを用いて通信している間に
他のコンフィギュレータまたはホストがそのエントリー
がまだ使用可能であると誤って判断してこれらの他のデ
バイスがＶＣＲエントリーを受け継ぐ可能性があるとい
う点である。ステップ１０６におけるランダム選択を用
いることによってこの可能性を避けようとはするもの
の、必ずしも常に防止するものではない。したがってま
れに他のデバイスがＶＣＲエントリーを受け継いだ場合
に接続が中止された場合、アルゴリズム１００によって
他のＶＣＲエントリーを見つけることによって接続が再
開始される。ステップ１１２の重要性はＶＣＲエントリ
ーの衝突に関するものだけではなく、ホストデバイスが
自身のネットワークコンフィギュレーションプロセスに
おける全てのＶＣＲエントリーをクリアする場合にもあ
る。

【００６９】したがって理解され得るように、アルゴリ
ズム１００は、フィールドバスデバイスにおけるユーザ
アプリケーション／ファンクションブロック情報にアク
セスするための非侵入的なＶＣＲ作成方法を提供するも
のである。伝統的なフィールドバスコンフィギュレータ
は、実質的に自身のニーズに合うようにＶＣＲエントリ
ーを上書きすることができるため、非侵入的接続を行わ
ない。その結果、これらのデバイスにおいて使用可能な
エントリーを探す問題も、接続中断の心配も、ＶＣＲエ
ントリーをリセットする必要性も生じない。しかしなが
らこれら全てのファクターは、同一のネットワークまた
はセグメントにおいて１つ以上のコンフィギュレータを
接続しようとする場合には取り扱わねばならないもので
ある。

【００７０】さらに、デバイスユーザアプリケーション
およびプロセス情報に対して１つ以上のコンフィギュレ
ータが同時にアクセスし得るように、アルゴリズム１０
０は単一コンフィギュレータおよび複合コンフィギュレ
ータのいずれの場合にも機能するものである。アルゴリ
ズム１００は非侵入的であり、いかなる既存のデバイス
ＶＣＲ接続をも中断するものではない。その結果、アル
ゴリズム１００を使用するコンフィギュレータは、ＶＣ
Ｒエントリーを使用不可能な状態に残すことなくいつで
もネットワークから断絶され得、このことはエントリー
が他のデバイスによってすぐにでも使用可能であること
を意味する。さらにアルゴリズム１００は、作動中であ
るローカルセレクタを決定する。したがって、空のＶＣ
Ｒエントリーを使用する場合、ローカルセレクタは固定
されているものではなく、選択されるため他の既存のエ
ントリーと衝突しない。アルゴリズム１００は予め構成
されたまたは空のＶＣＲエントリーをチェックするた
め、空のＶＣＲエントリーを有するまたは有しないデバ
イスなどを含む別の種類のフィールドバスデバイスにお
いて用いられ得る。

【００７１】本文において、コンフィギュレータ２０
は、プロセッサおよびメモリにおける１つまたはそれ以
上のプログラムまたはルーチンによって実行される機能
を有するものとして説明されたが、コンフィギュレータ
２０が別の種類のデバイス構造を有するものとし、また
コンフィギュレータ２０の別の要素が任意の種類のコン
ピュータメモリ、ディスクまたはその他の保存デバイス
において保存されているハードウェア、ファームウェア
またはソフトウェアにおいて作成または実行され得るも
のである。ソフトウェアにおいて実行される場合、コン
フィギュレータ２０は任意の所望されるプログラム言語
を用いてプログラムされているものであってもよく、標
準的な複合目的のＣＰＵまたは所望される場合には特別
に設計された、例えばＡＳＩＣなどのハードウェアまた
はファームウェアにおいて実行され得る。ソフトウェア
において実行される場合、このソフトウェアは、例えば
磁気ディスク、レーザディスク、光学ディスクまたはそ
の他の保存媒体、コンピュータまたはプロセッサのＲＡ
ＭまたはＲＯＭなど、任意のコンピュータによって読み
出し可能なメモリにおいて保存され得る。同様に、この
ソフトウェアは、ユーザまたはプロセス制御システム内
におけるデバイスに対して公知である、例えばコンピュ
ータによって読み出し可能なディスクまたはその他の搬
送可能なコンピュータ保存機構などによって所望の形で
配布し、または例えば電話線、インターネット、衛星リ
ンク、セルラーリンクなどの（いずれもがこのようなソ
フトウェアを搬送可能な保存媒体によって提供すること
と同等または相互交換可能であるとみなされる）通信チ
ャンネルを介して変調され得る。

【００７２】さらに、本発明は、単に例示的であって本
発明を限定するものではない特定の例を参照しつつ詳述
されてきたものであるが、当業者にとって本発明の精神
と範囲とから逸脱することなく開示された実施例に対し
て変更、追加または削除を行い得ることは理解され得
る。ンを有し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】フィールドバスプロトコルを用いるプロセス制
御セグメントの一例を示す概略ブロック図である。

【図２】図１のセグメントにおいて用いられ得る２モー
ドデバイスコンフィギュレータの一例を示すブロック図
である。

【図３】典型的なファウンデーションフィールドバスデ
バイス内にて用いられる通信ヒエラルキーのブロック図
である。

【図４】フィールドバスセグメント上におけるデバイス
と非侵入的な通信を確立して維持するために図２のデバ
イスコンフィギュレータによって行われる手順を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１０…セグメント １２…バス １３，１４…フィールドデバイス １６…フィールドバスコンフィギュレータ ２０…デユアルモードコンフィギュレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ボンウェル， スティーブ アメリカ合衆国 78717 テキサス オー スティン ブリムストーン レーン 9112 (72)発明者 クリステンセン， ダン 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 デルガッジ， ディーアン アメリカ合衆国 78660 テキサス プフ ラガービル カスターズ クリーク ベン ド 501 (72)発明者 ピーターソン， ネイル アメリカ合衆国 78759 テキサス オー スティン サマーヒル コーヴ 9203 (72)発明者 ラマチャンドラン， ラム アメリカ合衆国 78729 テキサス オー スティン ベア トラップ レーン 12408 Ｆターム(参考） 5K032 BA08 DB19 DB22 EC02

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ファウンデーションフィールドバスセグ
   メントを構成するために用いられるコンフィギュレーシ
   ョンデバイスであって、 プロセッサと、 メモリと、 メモリに保存されており、ネットワーク構成の変更を行
   うためにプロセッサにおいて実行されるべく適応した第
   １の一連のルーチンと、 メモリに保存されており、ネットワーク構成の変更を行
   うことなくデバイス構成を行うためにプロセッサにおい
   て実行されるべく適応した第２の一連のルーチンと、 第１のモードと第２のモードとの間を切り替え可能なモ
   ードスイッチと、 メモリに保存されており、前記モードスイッチが第１の
   モードにある場合に第１の一連のルーチンのうちいずれ
   かまたは第２の一連のルーチンのうちいずれかを開始す
   るために、また前記モードスイッチが第１の一連のルー
   チンではなく第２の一連のルーチンのうちいずれかを開
   始するためにプロセッサにおいて実行されるべく適応し
   たコンフィギュレーションルーチンを含むコンフィギュ
   レーションデバイス。
2. 【請求項２】 さらに、フィールドバスプロトコルを用
   いてセグメントを介して通信を行うべく適応した通信ス
   タックを含む請求項１に記載のコンフィギュレーション
   デバイス。
3. 【請求項３】 さらに、メモリに保存されており、フィ
   ールドバスとその他のデバイスとの間に確立された通信
   リンクに干渉することなくセグメント上のフィールドバ
   スデバイスとの通信リンクを確立するためにプロセッサ
   において実行されるべく適応した通信ルーチンを含む請
   求項２に記載のコンフィギュレーションデバイス。
4. 【請求項４】 前記通信ルーチンは、フィールドバスデ
   バイスにおいて使用可能であって他のデバイスによって
   使用されていないバーチャル通信関係（ＶＣＲ）エント
   リーを決定する第１の部分と、使用可能なＶＣＲエント
   リーのうち１つを選択する第２の部分と、選択されたＶ
   ＣＲエントリーを用いて通信リンクを確立する第３の部
   分とを含む請求項３に記載のコンフィギュレーションデ
   バイス。
5. 【請求項５】 前記第３の部分は、選択されたＶＣＲエ
   ントリーを用いて通信リンクを確立するためにローカル
   セレクタを用いる請求項４に記載のコンフィギュレーシ
   ョンデバイス。
6. 【請求項６】 前記通信ルーチンは、さらに選択された
   ＶＣＲエントリーを用いた通信リンクが破損しているか
   どうかを決定し、そうであれば通信ルーチンの第１、第
   ２および第３の部分を作動させてフィールドバスとの間
   に新しい通信リンクを確立する第４の部分とを含む請求
   項５に記載のコンフィギュレーションデバイス。
7. 【請求項７】 前記第２の部分は、使用可能なＶＣＲエ
   ントリーのうち１つをランダムに選択するべく適応した
   請求項４に記載のコンフィギュレーションデバイス。
8. 【請求項８】 前記第１の一連のルーチンは、デバイス
   タグ割り当てルーチンと、デバイスアドレス割り当てル
   ーチンと、ファンクションブロックスケジュールルーチ
   ンと、通信スケジュールをダウンロードするルーチンの
   いずれかのうち少なくとも１つを含む請求項１に記載の
   コンフィギュレーションデバイス。
9. 【請求項９】 前記第２の一連のルーチンは、デバイス
   コンフィギュレーション変更ルーチンと、リソースブロ
   ック変更ルーチンと、トランスデューサブロック変更ル
   ーチンと、ファンクションブロック変更ルーチンのいず
   れかのうち少なくとも１つを含む請求項１に記載のコン
   フィギュレーションデバイス。
10. 【請求項１０】 さらに、ディスプレイと、このディス
    プレイを介してセグメント上のフィールドバスのコンフ
    ィギュレーション情報を決定して表示する別のルーチン
    とを含む請求項９に記載のコンフィギュレーションデバ
    イス。
11. 【請求項１１】 前記別のルーチンは、ディスプレイを
    介してセグメントに対して現在接続されているデバイス
    の一覧を決定して表示する請求項１０に記載のコンフィ
    ギュレーションデバイス。
12. 【請求項１２】 前記コンフィギュレーションルーチン
    は、モードスイッチが第１のモードに設定されている場
    合にセグメント上にデバイスが存在しないことを決定
    し、またセグメント上にデバイスが存在しない場合には
    第１の一連のルーチンのうちいずれかが開始されること
    を防止する不適当モードルーチンを含む請求項１に記載
    のコンフィギュレーションデバイス。
13. 【請求項１３】 前記コンフィギュレーションルーチン
    は、モードスイッチが第１のモードに設定されている場
    合にセグメント上のホストデバイスに関連する一連の特
    定のデバイスアドレスを検索し、特定されたデバイスア
    ドレスのうちいずれかにデバイスが存在する場合にはユ
    ーザに対してエラーの可能性を警告するための不適当モ
    ードルーチンを含む請求項１に記載のコンフィギュレー
    ションデバイス。
14. 【請求項１４】 １つまたはそれ以上のフィールドバス
    デバイスが通信可能に接続されているファウンデーショ
    ンフィールドバスセグメントを構成するために用いられ
    るコンフィギュレーションデバイスであって、 プロセッサと、 メモリと、 メモリに保存されており、フィールドバスデバイスに対
    するデバイスコンフィギュレーションの変更を行うため
    にプロセッサにおいて実行されるべく適応した一連のル
    ーチンと、 フィールドバスセグメントにおいて通信を行うべく適応
    した通信スタックと、 メモリに保存されており、通信スタックを用いてフィー
    ルドバスデバイスを構成するために一連のルーチンのう
    ち１つを介するためにプロセッサにおいて実行されるべ
    く適応したコンフィギュレーションルーチンと、さらに
    メモリに保存されており、フィールドバスデバイスとフ
    ィールドバスセグメントに連結されている他のデバイス
    との間に確立されている通信を中断することなくフィー
    ルドバスデバイスと通信を確立するためにプロセッサに
    おいて実行されるべく適応した通信ルーチンとを含むコ
    ンフィギュレーションデバイス。
15. 【請求項１５】 前記通信ルーチンは、フィールドバス
    デバイスにおいて使用可能なバーチャル通信関係（ＶＣ
    Ｒ）エントリーを決定する第１の部分と、使用可能であ
    って他のデバイスによって使用されていないＶＣＲエン
    トリーのうち１つを選択する第２の部分と、選択された
    ＶＣＲエントリーを用いて通信リンクを確立する第３の
    部分とを含む請求項１４に記載のコンフィギュレーショ
    ンデバイス。
16. 【請求項１６】 前記通信ルーチンは、さらに選択され
    たＶＣＲエントリーを用いた通信リンクが破損している
    かどうかを決定し、そうであれば通信ルーチンの第１、
    第２および第３の部分を作動させてフィールドバスとの
    間に新しい通信リンクを確立する第４の部分とを含む請
    求項１５に記載のコンフィギュレーションデバイス。
17. 【請求項１７】 前記第３の部分は、選択されたＶＣＲ
    エントリーを用いて通信リンクを確立するためにローカ
    ルセレクタを用いる請求項１５に記載のコンフィギュレ
    ーションデバイス。
18. 【請求項１８】 前記第２の部分は、使用可能なＶＣＲ
    エントリーのうち１つをランダムに選択するべく適応し
    た請求項１５に記載のコンフィギュレーションデバイ
    ス。
19. 【請求項１９】 前記一連のルーチンは、デバイスコン
    フィギュレーション変更ルーチンと、リソースブロック
    変更ルーチンと、トランスデューサブロック変更ルーチ
    ンと、ファンクションブロック変更ルーチンのいずれか
    のうち少なくとも１つを含む請求項１４に記載のコンフ
    ィギュレーションデバイス。
20. 【請求項２０】 ディスプレイと、このディスプレイを
    介してセグメント上のフィールドバスのコンフィギュレ
    ーション情報を決定して表示する別のルーチンとを含む
    請求項１４に記載のコンフィギュレーションデバイス。
21. 【請求項２１】 ファウンデーションフィールドバスセ
    グメントを構成するプロセッサを含むデバイスにおいて
    用いられるコンフィギュレーションシステムであって、 メモリと、 メモリに保存されており、ネットワーク構成の変更を行
    うためにプロセッサにおいて実行されるべく適応した第
    １の一連のルーチンと、 メモリに保存されており、ネットワーク構成の変更を行
    うことなくデバイス構成を行うためにプロセッサにおい
    て実行されるべく適応した第２の一連のルーチンと、 第１のモードと第２のモードとの間を切り替え可能なモ
    ードスイッチと、さらにメモリに保存されており、前記
    モードスイッチが第１のモードにある場合に第１の一連
    のルーチンのうちいずれかまたは第２の一連のルーチン
    のうちいずれかを開始するために、また前記モードスイ
    ッチが第１の一連のルーチンではなく第２の一連のルー
    チンのうちいずれかを開始するためにプロセッサにおい
    て実行されるべく適応したコンフィギュレーションルー
    チンを含むコンフィギュレーションシステム。
22. 【請求項２２】 メモリに保存されており、フィールド
    バスとその他のデバイスとの間に確立された通信リンク
    に干渉することなくセグメント上のフィールドバスデバ
    イスとの通信リンクを確立するためにプロセッサにおい
    て実行されるべく適応した通信ルーチンを含む請求項２
    １に記載のコンフィギュレーションシステム。
23. 【請求項２３】 前記通信ルーチンは、フィールドバス
    デバイスにおいて使用可能であって他のデバイスによっ
    て使用されていないバーチャル通信関係（ＶＣＲ）エン
    トリーを決定する第１の部分と、使用可能なＶＣＲエン
    トリーのうち１つを選択する第２の部分と、選択された
    ＶＣＲエントリーを用いて通信リンクを確立する第３の
    部分とを含む請求項２２に記載のコンフィギュレーショ
    ンデバイス。
24. 【請求項２４】 前記第３の部分は、選択されたＶＣＲ
    エントリーを用いて通信リンクを確立するためにローカ
    ルセレクタを用いる請求項２３に記載のコンフィギュレ
    ーションシステム。
25. 【請求項２５】 前記通信ルーチンは、さらに選択され
    たＶＣＲエントリーを用いた通信リンクが破損している
    かどうかを決定し、そうであれば通信ルーチンの第１、
    第２および第３の部分を作動させてフィールドバスとの
    間に新しい通信リンクを確立する第４の部分とを含む請
    求項２３に記載のコンフィギュレーションシステム。
26. 【請求項２６】 前記第１の一連のルーチンは、デバイ
    スタグ割り当てルーチンと、デバイスアドレス割り当て
    ルーチンと、ファンクションブロックスケジュールルー
    チンと、通信スケジュールをダウンロードするルーチン
    のいずれかのうち少なくとも１つを含む請求項２１に記
    載のコンフィギュレーションシステム。
27. 【請求項２７】 前記第２の一連のルーチンは、デバイ
    スコンフィギュレーション変更ルーチンと、リソースブ
    ロック変更ルーチンと、トランスデューサブロック変更
    ルーチンと、ファンクションブロック変更ルーチンのい
    ずれかのうち少なくとも１つを含む請求項２１に記載の
    コンフィギュレーションシステム。
28. 【請求項２８】 前記コンフィギュレーションルーチン
    は、モードスイッチが第１のモードに設定されている場
    合にセグメント上にデバイスが存在しないことを決定
    し、またセグメント上にデバイスが存在しない場合には
    第１の一連のルーチンのうちいずれかが開始されること
    を防止する不適当モードルーチンを含む請求項２１に記
    載のコンフィギュレーションシステム。
29. 【請求項２９】 前記コンフィギュレーションルーチン
    は、モードスイッチが第１のモードに設定されている場
    合にセグメント上のホストデバイスに関連する一連の特
    定のデバイスアドレスを検索し、特定されたデバイスア
    ドレスのうちいずれかにデバイスが存在する場合にはユ
    ーザに対してエラーの可能性を警告するための不適当モ
    ードルーチンを含む請求項２１に記載のコンフィギュレ
    ーションシステム。