JP2003044133A - プロセス制御システムの配線不良検出、診断、及び報告 - Google Patents
プロセス制御システムの配線不良検出、診断、及び報告Info
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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- H04L69/40—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass for recovering from a failure of a protocol instance or entity, e.g. service redundancy protocols, protocol state redundancy or protocol service redirection
Abstract
(57)【要約】
配線不良検出、診断、及び報告技術は、プロセス制御シ
ステム内のリンキングデバイスが、セグメントプロトコ
ルバスの電気特性及び該プロトコルバスを介して伝送さ
れる信号の電気特性を測定することを可能にする。当該
技術は、セグメントプロトコルバスの信号線を配線不良
検出部内の複数の測定ブロックの一つに接続する。該複
数の測定ブロックの一つは、前記セグメントプロトコル
バスに関連する電気特性を測定し、測定した電気特性を
配線不良診断マネージャに送信する。該配線不良診断マ
ネージャは、測定した電気特性を解析し、配線不良の種
類を判別してユーザインタフェースを介して報告する。
ステム内のリンキングデバイスが、セグメントプロトコ
ルバスの電気特性及び該プロトコルバスを介して伝送さ
れる信号の電気特性を測定することを可能にする。当該
技術は、セグメントプロトコルバスの信号線を配線不良
検出部内の複数の測定ブロックの一つに接続する。該複
数の測定ブロックの一つは、前記セグメントプロトコル
バスに関連する電気特性を測定し、測定した電気特性を
配線不良診断マネージャに送信する。該配線不良診断マ
ネージャは、測定した電気特性を解析し、配線不良の種
類を判別してユーザインタフェースを介して報告する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にプロセス
制御システムに関し、特に、プロセス制御システムの通
信セグメント内の配線不良の自動検出、診断、及び報告
に関する。
制御システムに関し、特に、プロセス制御システムの通
信セグメント内の配線不良の自動検出、診断、及び報告
に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】最近の
プロセス制御システムは、通常、マイクロプロセッサ型
の分散型制御システム（DCS）である。従来のDCS構造に
は、データバス（例えば、イーサネット（登録商標））
により一又は複数のコントローラに接続される一又は複
数のユーザインタフェースデバイス（例えば、ワークス
テーション）が含まれる。これらのコントローラは、一
般的に、制御されるプロセスに物理的に近く配置されて
おり、プロセス全体に亘って設置されている、例えば、
電子センサ，トランスミッタ，電流―圧力変換器，及び
バルブポジショナ等のような複数の電子監視デバイス及
びフィールドデバイスに接続されている。
プロセス制御システムは、通常、マイクロプロセッサ型
の分散型制御システム（DCS）である。従来のDCS構造に
は、データバス（例えば、イーサネット（登録商標））
により一又は複数のコントローラに接続される一又は複
数のユーザインタフェースデバイス（例えば、ワークス
テーション）が含まれる。これらのコントローラは、一
般的に、制御されるプロセスに物理的に近く配置されて
おり、プロセス全体に亘って設置されている、例えば、
電子センサ，トランスミッタ，電流―圧力変換器，及び
バルブポジショナ等のような複数の電子監視デバイス及
びフィールドデバイスに接続されている。
【０００３】従来のDCSにおいて、制御タスクは、各コ
ントローラ内に制御アルゴリズムを提供することにより
分散されている。コントローラは、独立して制御アルゴ
リズムを実行し、そのコントローラに結合されているフ
ィールドデバイスを制御している。この制御タスクの非
集中化は、システム全体としての優れた柔軟性を提供す
る。例えば、もしユーザがDCSに新しいプロセス又はプ
ロセスの一部分を追加したいと望むならば、そのユーザ
は、適切なセンサ及びアクチュエータ等に接続されてい
る更なるコントローラ（適切な制御アルゴリズムを有す
る）を追加することができる。或いは、もしそのユーザ
が既存のプロセスを変更したいと望むならば、新しい制
御パラメータ又は制御アルゴリズムを、例えば、ユーザ
インタフェースから適切なコントローラにデータバスを
介してダウンロードしてもよい。
ントローラ内に制御アルゴリズムを提供することにより
分散されている。コントローラは、独立して制御アルゴ
リズムを実行し、そのコントローラに結合されているフ
ィールドデバイスを制御している。この制御タスクの非
集中化は、システム全体としての優れた柔軟性を提供す
る。例えば、もしユーザがDCSに新しいプロセス又はプ
ロセスの一部分を追加したいと望むならば、そのユーザ
は、適切なセンサ及びアクチュエータ等に接続されてい
る更なるコントローラ（適切な制御アルゴリズムを有す
る）を追加することができる。或いは、もしそのユーザ
が既存のプロセスを変更したいと望むならば、新しい制
御パラメータ又は制御アルゴリズムを、例えば、ユーザ
インタフェースから適切なコントローラにデータバスを
介してダウンロードしてもよい。
【０００４】モジュール型の改善及び製造業者相互の互
換性を提供するために、プロセスコントローラ製造業者
は、最近、プロセス内の制御の非集中化の方向への動き
をより一層呈してきている。これらの最近のアプローチ
は、開放型プロトコル、例えば、HART（登録商標）プロ
トコル，PROFIBUS（登録商標）プロトコル，WORLDFIP
（登録商標）プロトコル，Device-Net（登録商標）プロ
トコル，CANプロトコル，及びFieldbusプロトコルを利
用して通信するスマートフィールドデバイスに基づくも
のである。これらのスマートフィールドデバイスは、実
質的に、マイクロプロセッサ型のデバイス（例えば、セ
ンサ及びアクチュエータ等）であり、或る場合において
は、例えばFieldbusデバイスは、従来のDCSコントロー
ラにより実行されていた幾つかの制御ループ機能をもま
た実行する。幾つかのスマートフィールドデバイスは、
制御能力を提供し、開放型プロトコルを用いて通信する
ので、多種の製造業者からのフィールドデバイスは、共
通デジタルデータバス上で互いに通信して、従来のDCS
コントローラの介入なしに制御ループを実行することが
可能である。
換性を提供するために、プロセスコントローラ製造業者
は、最近、プロセス内の制御の非集中化の方向への動き
をより一層呈してきている。これらの最近のアプローチ
は、開放型プロトコル、例えば、HART（登録商標）プロ
トコル，PROFIBUS（登録商標）プロトコル，WORLDFIP
（登録商標）プロトコル，Device-Net（登録商標）プロ
トコル，CANプロトコル，及びFieldbusプロトコルを利
用して通信するスマートフィールドデバイスに基づくも
のである。これらのスマートフィールドデバイスは、実
質的に、マイクロプロセッサ型のデバイス（例えば、セ
ンサ及びアクチュエータ等）であり、或る場合において
は、例えばFieldbusデバイスは、従来のDCSコントロー
ラにより実行されていた幾つかの制御ループ機能をもま
た実行する。幾つかのスマートフィールドデバイスは、
制御能力を提供し、開放型プロトコルを用いて通信する
ので、多種の製造業者からのフィールドデバイスは、共
通デジタルデータバス上で互いに通信して、従来のDCS
コントローラの介入なしに制御ループを実行することが
可能である。
【０００５】公知のように、スマートフィールドデバイ
ス（例えば、Fieldbusデバイス）は、制御機能又は制御
機能の一部を実行する一又は複数の論理機能ブロックを
有していてもよい。これらの機能ブロックは、例えば、
アナログ入力機能，アナログ出力機能，比例積分及び微
分（PID）制御機能，又は所望のその他どのような制御
機能でさえも実行し得る。以下により詳細に説明するよ
うに、スマートフィールドデバイス内の機能ブロック
は、そのスマートフィールドデバイス内の他の機能ブロ
ックと、又は他のスマートフィールドデバイス内の機能
ブロックと通信可能にリンクされ、任意の所望の制御機
能を実行してもよい。例えば、アナログ入力ブロック
は、液流を流量センサを介して監視するのに用いられて
もよく、PIDブロックは、アナログ入力ブロックにより
提供される液流数値を処理し、アナログ出力ブロックを
介して応答信号をバルブプラグの位置を調節するアクチ
ュエータに提供してもよい。従って、これらの機能ブロ
ックは互いに通信可能にリンクされ、PID型の制御ルー
プを形成し、バルブを介して液体の流れを制御し得る。
ス（例えば、Fieldbusデバイス）は、制御機能又は制御
機能の一部を実行する一又は複数の論理機能ブロックを
有していてもよい。これらの機能ブロックは、例えば、
アナログ入力機能，アナログ出力機能，比例積分及び微
分（PID）制御機能，又は所望のその他どのような制御
機能でさえも実行し得る。以下により詳細に説明するよ
うに、スマートフィールドデバイス内の機能ブロック
は、そのスマートフィールドデバイス内の他の機能ブロ
ックと、又は他のスマートフィールドデバイス内の機能
ブロックと通信可能にリンクされ、任意の所望の制御機
能を実行してもよい。例えば、アナログ入力ブロック
は、液流を流量センサを介して監視するのに用いられて
もよく、PIDブロックは、アナログ入力ブロックにより
提供される液流数値を処理し、アナログ出力ブロックを
介して応答信号をバルブプラグの位置を調節するアクチ
ュエータに提供してもよい。従って、これらの機能ブロ
ックは互いに通信可能にリンクされ、PID型の制御ルー
プを形成し、バルブを介して液体の流れを制御し得る。
【０００６】スマートフィールドデバイスは、通常、プ
ロセス制御システム内で、コントローラが用いるプロト
コルとは異なる開放型プロトコルを利用して通信をして
いる。結果として、インタフェースデバイス（例えば、
入力／出力（I/O）デバイス又はリンキングデバイス）
は、通常、各セグメント（即ち、スマートフィールドデ
バイスの相互接続された各グループ）とコントローラと
の間に通信ゲートウェイを提供するのに用いられる。こ
れらのリンキングデバイスは、セグメント内のスマート
フィールドデバイスがプロトコルデータバス（例えば、
Fieldbusデータバス）を介して、コントローラの機能ブ
ロック、及びそのプロセス制御システムの他のセグメン
トに接続されているスマートフィールドデバイスと相互
動作することを可能にしている。従って、これらのリン
キングデバイスは分散型プロセス制御システム内のスマ
ートフィールドデバイスのシームレスな統合を可能にし
ている。これは、それらがフィールドデバイス情報（例
えば、一又は複数のフィールドデバイス内にある機能ブ
ロック情報）を、そのコントローラと、又はそのプロセ
ス制御システム全体に亘って分散している他のフィール
ドデバイス及びコントローラとリンクすることを可能に
しているからである。
ロセス制御システム内で、コントローラが用いるプロト
コルとは異なる開放型プロトコルを利用して通信をして
いる。結果として、インタフェースデバイス（例えば、
入力／出力（I/O）デバイス又はリンキングデバイス）
は、通常、各セグメント（即ち、スマートフィールドデ
バイスの相互接続された各グループ）とコントローラと
の間に通信ゲートウェイを提供するのに用いられる。こ
れらのリンキングデバイスは、セグメント内のスマート
フィールドデバイスがプロトコルデータバス（例えば、
Fieldbusデータバス）を介して、コントローラの機能ブ
ロック、及びそのプロセス制御システムの他のセグメン
トに接続されているスマートフィールドデバイスと相互
動作することを可能にしている。従って、これらのリン
キングデバイスは分散型プロセス制御システム内のスマ
ートフィールドデバイスのシームレスな統合を可能にし
ている。これは、それらがフィールドデバイス情報（例
えば、一又は複数のフィールドデバイス内にある機能ブ
ロック情報）を、そのコントローラと、又はそのプロセ
ス制御システム全体に亘って分散している他のフィール
ドデバイス及びコントローラとリンクすることを可能に
しているからである。
【０００７】通常分散型プロセス制御システム内で利用
されている複数のセグメントのプロトコルバス配線が設
置されている間、一又は複数のバス配線は不注意に誤っ
た端末（即ち、誤った信号ポート及び電源電圧等）に接
続され得るし、一又は複数のバス配線が接続されずに残
ったままであり得るし（即ち、開回路状態）、及び／又
は一又は複数のバス配線は不適切に切断され得る。或い
は、もし全てのプロトコルバス配線が初期段階で適切に
設置されているとしても、一又は複数のバス配線は、そ
のプロセス制御システムの次の動作の間に、切断される
か又はもう一つの配線又は電位（例えば、電圧源、アー
ス線等）に短絡され得る。
されている複数のセグメントのプロトコルバス配線が設
置されている間、一又は複数のバス配線は不注意に誤っ
た端末（即ち、誤った信号ポート及び電源電圧等）に接
続され得るし、一又は複数のバス配線が接続されずに残
ったままであり得るし（即ち、開回路状態）、及び／又
は一又は複数のバス配線は不適切に切断され得る。或い
は、もし全てのプロトコルバス配線が初期段階で適切に
設置されているとしても、一又は複数のバス配線は、そ
のプロセス制御システムの次の動作の間に、切断される
か又はもう一つの配線又は電位（例えば、電圧源、アー
ス線等）に短絡され得る。
【０００８】セグメント内の配線不良を検出し、診断
し、及び報告することは、通常、非常に困難である。こ
れは、現在のリンキングデバイスは、電気特性，例えば
そのセグメントバスの抵抗及び容量等，又はそのセグメ
ントプロトコルバスを介して伝送される信号の振幅，周
波数，及び雑音レベル等を測定したり解析したりできな
いからである。その結果、システムレベル（例えば、画
像ユーザインタフェースを有するオペレータ端末におい
て）のユーザは、特定のセグメント上の配線不良を容易
には検出できず、通常そのシステムにより全体的に見た
プロセスは、適切に動作していない旨、及び／又は通信
エラーが発生している旨を通知されるだけである。例え
ば、セグメント内の二つ以上のプロトコルバスが互いに
（又は他の共通電位に）短絡する場合には、コントロー
ラは、ユーザインタフェースを介して、そのセグメント
上のスマートフィールドデバイスが応答していないとユ
ーザに報告してもよい。しかしながら、そのコントロー
ラは、通常、そのデバイスが何故応答しないのかを判断
するのに利用できる追加の情報は何もそのユーザに提供
しない。事実、そのコントローラ又はそのリンキングデ
バイスのどちらも、そのバス配線抵抗を測定してその短
絡状態を検出することはできなく、それにより、そのよ
うな配線不良の検出及び報告を妨げている。
し、及び報告することは、通常、非常に困難である。こ
れは、現在のリンキングデバイスは、電気特性，例えば
そのセグメントバスの抵抗及び容量等，又はそのセグメ
ントプロトコルバスを介して伝送される信号の振幅，周
波数，及び雑音レベル等を測定したり解析したりできな
いからである。その結果、システムレベル（例えば、画
像ユーザインタフェースを有するオペレータ端末におい
て）のユーザは、特定のセグメント上の配線不良を容易
には検出できず、通常そのシステムにより全体的に見た
プロセスは、適切に動作していない旨、及び／又は通信
エラーが発生している旨を通知されるだけである。例え
ば、セグメント内の二つ以上のプロトコルバスが互いに
（又は他の共通電位に）短絡する場合には、コントロー
ラは、ユーザインタフェースを介して、そのセグメント
上のスマートフィールドデバイスが応答していないとユ
ーザに報告してもよい。しかしながら、そのコントロー
ラは、通常、そのデバイスが何故応答しないのかを判断
するのに利用できる追加の情報は何もそのユーザに提供
しない。事実、そのコントローラ又はそのリンキングデ
バイスのどちらも、そのバス配線抵抗を測定してその短
絡状態を検出することはできなく、それにより、そのよ
うな配線不良の検出及び報告を妨げている。
【０００９】既存のプロセス制御システムでは、セグメ
ントプロトコルバス配線不良の診断は、通常、現場の技
術者を派遣して実質的に疑わしいセグメントのそれぞれ
を調査することにより達成される。加えて、その現場の
技術者は、通常、多種の試験装置（例えば、オーム計，
電圧計，オシロスコープ，信号発生器，及び容量計等）
を使用してそのセグメントプロトコルバスの電気特性を
期待される範囲又はレベルと比較し、それらのバス配線
を介して伝送される通信信号及び供給電源信号の質（例
えば、雑音レベル，振幅，及び周波数等）を評価する。
セグメントプロトコルバスの測定された電気特性、及び
バス配線を介して伝送されるそれらの信号の測定された
電気特性は、現場の技術者が配線不良の特定の性質又は
種類（例えば、短絡回路，開回路，不適切なターミネー
ション等）を診断するのに利用されてもよく、それによ
り、その現場の技術者が適切な訂正行動を取ることを可
能にしている。
ントプロトコルバス配線不良の診断は、通常、現場の技
術者を派遣して実質的に疑わしいセグメントのそれぞれ
を調査することにより達成される。加えて、その現場の
技術者は、通常、多種の試験装置（例えば、オーム計，
電圧計，オシロスコープ，信号発生器，及び容量計等）
を使用してそのセグメントプロトコルバスの電気特性を
期待される範囲又はレベルと比較し、それらのバス配線
を介して伝送される通信信号及び供給電源信号の質（例
えば、雑音レベル，振幅，及び周波数等）を評価する。
セグメントプロトコルバスの測定された電気特性、及び
バス配線を介して伝送されるそれらの信号の測定された
電気特性は、現場の技術者が配線不良の特定の性質又は
種類（例えば、短絡回路，開回路，不適切なターミネー
ション等）を診断するのに利用されてもよく、それによ
り、その現場の技術者が適切な訂正行動を取ることを可
能にしている。
【００１０】従って、既存のシステムでは、現場の技術
者は、通常、通信問題が存在するということ以外には、
どのセグメントでその配線不良が発生しているのか、又
はどのような種類の配線不良が多分その通信問題を引き
起こしているのかを指摘するような情報は何も持ってい
ない。結果として、その現場の技術者は、疑わしい（又
は多分全ての）セグメントバスのそれぞれの場所に比較
的多くの装置を運び込まねばならず、それにより適切な
診断をその場所で行なうことが可能になる。
者は、通常、通信問題が存在するということ以外には、
どのセグメントでその配線不良が発生しているのか、又
はどのような種類の配線不良が多分その通信問題を引き
起こしているのかを指摘するような情報は何も持ってい
ない。結果として、その現場の技術者は、疑わしい（又
は多分全ての）セグメントバスのそれぞれの場所に比較
的多くの装置を運び込まねばならず、それにより適切な
診断をその場所で行なうことが可能になる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】配線不良検出、診断、及
び報告技術は、プロセス制御システム内のリンキングデ
バイス（即ち、スマートフィールドデバイスとコントロ
ーラとの間にあるインタフェース）が、セグメントプロ
トコルバス及びそのプロトコルバスを介して伝送される
信号の電気特性を測定することを可能にする。本文で記
述される技術は、また、そのリンキングデバイスが、測
定された電気特性を解析してそのリンキングデバイスに
接続されているプロトコルバス上に配線不良が存在する
か否かを判断することを可能にする。加えて、本文で記
述される技術は、リンキングデバイスが配線不良情報
（例えば、電気特性情報，信号性能情報，及び診断情報
等）をそれぞれのコントローラに報告し、それに代わっ
て、それぞれのコントローラは、この配線不良情報をユ
ーザインタフェースを介してユーザに報告することを可
能にする。この方法で、本文で記述される配線不良検
出，診断，及び報告技術は、ユーザが指令活動（例え
ば、配線チェック）をオペレータ端末から効率的に且つ
便利な方法で実行し、それにより現行のシステムで必要
である、現場の技術者が物理的にプロセス制御システム
全体に亘る全てのセグメントを検査する必要性を減少又
は削除することを可能にする。
び報告技術は、プロセス制御システム内のリンキングデ
バイス（即ち、スマートフィールドデバイスとコントロ
ーラとの間にあるインタフェース）が、セグメントプロ
トコルバス及びそのプロトコルバスを介して伝送される
信号の電気特性を測定することを可能にする。本文で記
述される技術は、また、そのリンキングデバイスが、測
定された電気特性を解析してそのリンキングデバイスに
接続されているプロトコルバス上に配線不良が存在する
か否かを判断することを可能にする。加えて、本文で記
述される技術は、リンキングデバイスが配線不良情報
（例えば、電気特性情報，信号性能情報，及び診断情報
等）をそれぞれのコントローラに報告し、それに代わっ
て、それぞれのコントローラは、この配線不良情報をユ
ーザインタフェースを介してユーザに報告することを可
能にする。この方法で、本文で記述される配線不良検
出，診断，及び報告技術は、ユーザが指令活動（例え
ば、配線チェック）をオペレータ端末から効率的に且つ
便利な方法で実行し、それにより現行のシステムで必要
である、現場の技術者が物理的にプロセス制御システム
全体に亘る全てのセグメントを検査する必要性を減少又
は削除することを可能にする。
【００１２】本発明の一つの態様によれば、ユーザイン
タフェース，コントローラ，及びプロトコルバスを有す
るプロセス制御システム内で用いられるシステム及び方
法は、複数の測定ブロックを有する配線不良検出部と、
信号切換え部と、配線不良診断マネージャとを備えてい
る。そのシステム及び方法では、プロトコルバスの信号
線を複数の測定ブロックの一つに接続することが可能で
ある。加えて、そのシステム及び方法では、複数の測定
ブロックの一つを利用してプロトコルバスに関連する電
気特性を測定してもよく、測定された電気特性を配線不
良診断マネージャに送信してもよい。更に、そのシステ
ム及び方法では、その測定された電気特性に基づいて配
線不良の種類を判定してもよく、その配線不良の種類を
ユーザインタフェースに自動的に報告してもよい。
タフェース，コントローラ，及びプロトコルバスを有す
るプロセス制御システム内で用いられるシステム及び方
法は、複数の測定ブロックを有する配線不良検出部と、
信号切換え部と、配線不良診断マネージャとを備えてい
る。そのシステム及び方法では、プロトコルバスの信号
線を複数の測定ブロックの一つに接続することが可能で
ある。加えて、そのシステム及び方法では、複数の測定
ブロックの一つを利用してプロトコルバスに関連する電
気特性を測定してもよく、測定された電気特性を配線不
良診断マネージャに送信してもよい。更に、そのシステ
ム及び方法では、その測定された電気特性に基づいて配
線不良の種類を判定してもよく、その配線不良の種類を
ユーザインタフェースに自動的に報告してもよい。
【００１３】本発明のもう一つの態様によれば、ユーザ
インタフェース，コントローラ，プロトコルバス，及び
プロセッサを有するプロセス制御システム内で用いられ
る配線不良を検出するシステムは、配線不良検出部を備
えている。配線不良検出部は、複数の測定ユニット及び
信号切換え部を備えていてもよい。このシステムは、更
に、コンピュータ読み取り可能な媒体と、そのコンピュ
ータ読み取り可能な媒体に記憶され、プロセッサにより
実行されるように構成された第１のルーチンとを有して
もよい。この第１のルーチンは、配線不良検出部にプロ
トコルバスの信号線を複数の測定ブロックの一つに接続
させる。このシステムは、更にコンピュータ読み取り可
能な媒体に記憶され、プロセッサにより実行されるよう
に構成された第２のルーチンを有してもよい。この第２
のルーチンは、配線不良検出部に、複数の測定ブロック
の一つを用いて、プロトコルバスのに関連する電気特性
を測定させる。更に、このシステムは、コンピュータ読
み取り可能な媒体に記憶され、プロセッサにより実行さ
れるように構成された第３のルーチンを有してもよい。
この第３のルーチンは、測定された電気特性に基づいて
配線不良の種類を判定する。加えて、このシステムは、
コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶され、プロセッ
サにより実行されるように構成された第４のルーチンを
有してもよい。この第４のルーチンは、自動的に配線不
良の種類をユーザに報告する。
インタフェース，コントローラ，プロトコルバス，及び
プロセッサを有するプロセス制御システム内で用いられ
る配線不良を検出するシステムは、配線不良検出部を備
えている。配線不良検出部は、複数の測定ユニット及び
信号切換え部を備えていてもよい。このシステムは、更
に、コンピュータ読み取り可能な媒体と、そのコンピュ
ータ読み取り可能な媒体に記憶され、プロセッサにより
実行されるように構成された第１のルーチンとを有して
もよい。この第１のルーチンは、配線不良検出部にプロ
トコルバスの信号線を複数の測定ブロックの一つに接続
させる。このシステムは、更にコンピュータ読み取り可
能な媒体に記憶され、プロセッサにより実行されるよう
に構成された第２のルーチンを有してもよい。この第２
のルーチンは、配線不良検出部に、複数の測定ブロック
の一つを用いて、プロトコルバスのに関連する電気特性
を測定させる。更に、このシステムは、コンピュータ読
み取り可能な媒体に記憶され、プロセッサにより実行さ
れるように構成された第３のルーチンを有してもよい。
この第３のルーチンは、測定された電気特性に基づいて
配線不良の種類を判定する。加えて、このシステムは、
コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶され、プロセッ
サにより実行されるように構成された第４のルーチンを
有してもよい。この第４のルーチンは、自動的に配線不
良の種類をユーザに報告する。
【００１４】
【発明の実施の形態】分散型プロセス制御システム内で
の配線不良の検出，診断，報告技術は、Fieldbusデバイ
スを用いてプロセス制御機能を実現するプロセス制御シ
ステムと関連して詳細に記述されているが、本文で記述
される配線不良の検出，診断，報告技術は、他のフィー
ルドデバイス及び通信プロトコルを用いて制御機能を実
行するプロセス制御システムを利用してもよく、２線型
バス以外に依存するプロトコル、及びアナログのみ又は
アナログとデジタルとの両方をサポートするプロトコル
（例えば、前述したプロトコル等）が含まれる。
の配線不良の検出，診断，報告技術は、Fieldbusデバイ
スを用いてプロセス制御機能を実現するプロセス制御シ
ステムと関連して詳細に記述されているが、本文で記述
される配線不良の検出，診断，報告技術は、他のフィー
ルドデバイス及び通信プロトコルを用いて制御機能を実
行するプロセス制御システムを利用してもよく、２線型
バス以外に依存するプロトコル、及びアナログのみ又は
アナログとデジタルとの両方をサポートするプロトコル
（例えば、前述したプロトコル等）が含まれる。
【００１５】Fieldbusプロトコルは、全デジタル，シリ
アル，双方向通信プロトコルであり、それは、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内に位置
する２線型ループ又はバス相互接続フィールド装置（例
えば、センサ，アクチェータ，コントローラ，及びバル
ブ等）に標準化された物理的インタフェースを提供す
る。Fieldbusプロトコルは、事実上、プロセス内のフィ
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
提供し、これらのフィールドデバイスが相互動作してプ
ロセス全体に亘って分散した位置で制御機能を実行する
と共に、これらの制御機能の実行の前後において互いに
通信して全体としての制御戦略を実現することを可能に
している。Fieldbusプロトコルは、プロセス制御システ
ム内で利用するために開発された比較的新しい全デジタ
ル式通信プロトコルであるが、Fieldbusプロトコルは、
この分野においては公知であり、数ある中でも、テキサ
ス州オースチンに本社を持つ非営利団体、Fieldbus Fou
ndationから発行され、頒布され、及び入手できる多く
の論文，小冊子，及び仕様書に詳細に記述されている。
アル，双方向通信プロトコルであり、それは、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内に位置
する２線型ループ又はバス相互接続フィールド装置（例
えば、センサ，アクチェータ，コントローラ，及びバル
ブ等）に標準化された物理的インタフェースを提供す
る。Fieldbusプロトコルは、事実上、プロセス内のフィ
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
提供し、これらのフィールドデバイスが相互動作してプ
ロセス全体に亘って分散した位置で制御機能を実行する
と共に、これらの制御機能の実行の前後において互いに
通信して全体としての制御戦略を実現することを可能に
している。Fieldbusプロトコルは、プロセス制御システ
ム内で利用するために開発された比較的新しい全デジタ
ル式通信プロトコルであるが、Fieldbusプロトコルは、
この分野においては公知であり、数ある中でも、テキサ
ス州オースチンに本社を持つ非営利団体、Fieldbus Fou
ndationから発行され、頒布され、及び入手できる多く
の論文，小冊子，及び仕様書に詳細に記述されている。
【００１６】図１は、例えばFieldbusフィールドデバイ
スを用いる例示のプロセス制御システム10を図示してい
る。プロセス制御システム10は、ユーザインタフェース
12，14を備えており、それらは、例えば通信ネットワー
ク内で複数の他のデバイス（例えば、データストレージ
デバイス16及びコントローラ18）にシステムレベルデー
タバス20を介して接続されているワークステーションで
あってもよい。システムレベルデータバス20は、イーサ
ネット（登録商標）データバス、又はデータの伝送に適
切な他の任意のデータバスであってもよい。
スを用いる例示のプロセス制御システム10を図示してい
る。プロセス制御システム10は、ユーザインタフェース
12，14を備えており、それらは、例えば通信ネットワー
ク内で複数の他のデバイス（例えば、データストレージ
デバイス16及びコントローラ18）にシステムレベルデー
タバス20を介して接続されているワークステーションで
あってもよい。システムレベルデータバス20は、イーサ
ネット（登録商標）データバス、又はデータの伝送に適
切な他の任意のデータバスであってもよい。
【００１７】コントローラ18は、DCSコントローラであ
ってもよく、ユーザインタフェース12，14と、メーカ独
自の通信プロトコル、又は他の適切な任意の方法でシス
テムレベルデータバス20を介して通信してもよい。例え
ば、コントローラ18は、アラーム情報，状況情報，及び
診断情報をユーザインタフェース12，14に送信してもよ
く、加えて、ユーザコマンド／要求をユーザインタフェ
ース12，14からシステムレベルデータバス20を介して受
信してもよい。コントローラ18は、更に、フィールドデ
バイスを制御する際に利用する制御アルゴリズムを有し
てもよく、これらのデバイスは、コントローラ18に従来
の任意の方法で、又は所望の他の任意の方法で接続され
ている。
ってもよく、ユーザインタフェース12，14と、メーカ独
自の通信プロトコル、又は他の適切な任意の方法でシス
テムレベルデータバス20を介して通信してもよい。例え
ば、コントローラ18は、アラーム情報，状況情報，及び
診断情報をユーザインタフェース12，14に送信してもよ
く、加えて、ユーザコマンド／要求をユーザインタフェ
ース12，14からシステムレベルデータバス20を介して受
信してもよい。コントローラ18は、更に、フィールドデ
バイスを制御する際に利用する制御アルゴリズムを有し
てもよく、これらのデバイスは、コントローラ18に従来
の任意の方法で、又は所望の他の任意の方法で接続され
ている。
【００１８】特に、コントローラ18は、スマートフィー
ルドデバイス22〜26及びリンキングデバイス28を介して
通信する。それらのフィールドデバイス22〜26は、通信
ネットワーク内で一般的なプロトコルデータバス30を介
して接続されており、互いに及びリンキングデバイス28
と通信して、コントローラ18と連動するか又はそれから
独立して一又は複数のプロセス制御ループを実行する。
スマートフィールドデバイス22〜26は、例えばFieldbus
デバイスであってもよく、その場合には、一般的なプロ
トコルデータバス30は、Fieldbus信号プロトコルを使用
する。しかしながら、他の種類のデバイス及びプロトコ
ルもまた同様に用いることが可能である。
ルドデバイス22〜26及びリンキングデバイス28を介して
通信する。それらのフィールドデバイス22〜26は、通信
ネットワーク内で一般的なプロトコルデータバス30を介
して接続されており、互いに及びリンキングデバイス28
と通信して、コントローラ18と連動するか又はそれから
独立して一又は複数のプロセス制御ループを実行する。
スマートフィールドデバイス22〜26は、例えばFieldbus
デバイスであってもよく、その場合には、一般的なプロ
トコルデータバス30は、Fieldbus信号プロトコルを使用
する。しかしながら、他の種類のデバイス及びプロトコ
ルもまた同様に用いることが可能である。
【００１９】スマートフィールドデバイス22〜26は、図
１では一般的なプロトコルデータバス30に標準バス型構
造で接続しているように図示され、そこでは、複数のデ
バイスが同対の配線に接続されている。しかしながら、
Fieldbusプロトコルは、他のデバイス／配線トポロジー
を可能にし、各デバイスがコントローラ又はホストに別
個の２線型ペア（典型的な4〜20mAアナログDCSシステム
と同様）を介して接続されるポイントツーポイント型接
続と、各デバイスが２線型バス内の共通ポイント（例え
ばプロセス制御システムのフィールドデバイスの一つ内
のジャンクションボックス又はターミネーションエリ
ア）で接続されるツリー型又はスパー型接続とが含まれ
る。
１では一般的なプロトコルデータバス30に標準バス型構
造で接続しているように図示され、そこでは、複数のデ
バイスが同対の配線に接続されている。しかしながら、
Fieldbusプロトコルは、他のデバイス／配線トポロジー
を可能にし、各デバイスがコントローラ又はホストに別
個の２線型ペア（典型的な4〜20mAアナログDCSシステム
と同様）を介して接続されるポイントツーポイント型接
続と、各デバイスが２線型バス内の共通ポイント（例え
ばプロセス制御システムのフィールドデバイスの一つ内
のジャンクションボックス又はターミネーションエリ
ア）で接続されるツリー型又はスパー型接続とが含まれ
る。
【００２０】各スマートフィールドデバイス22〜26は、
一般的なプロトコルデータバス30上で通信でき、そのフ
ィールドデバイスにより、プロセスから又は異なるフィ
ールドデバイスからバス30上の通信信号を介して得られ
たデータを用いて、一又は複数のプロセス制御機能を独
立して実行することができる。特に、Fieldbusデバイス
は、過去においてもっぱらDCSコントローラにより実行
されていた全体としての制御戦略の一部を直接実施する
ことができる。
一般的なプロトコルデータバス30上で通信でき、そのフ
ィールドデバイスにより、プロセスから又は異なるフィ
ールドデバイスからバス30上の通信信号を介して得られ
たデータを用いて、一又は複数のプロセス制御機能を独
立して実行することができる。特に、Fieldbusデバイス
は、過去においてもっぱらDCSコントローラにより実行
されていた全体としての制御戦略の一部を直接実施する
ことができる。
【００２１】プロセス制御システム全体に亘って分散し
ている機能ブロックを用いて任意の制御戦略を実施する
ためには、これらの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連して正確にス
ケジュールさえなければならない。同様に、異なる機能
ブロック間の通信は、バス30上で正確にスケジュールさ
れなければならず、それにより適切なデータが各ブロッ
クにそのブロックが実行される前に提供される。
ている機能ブロックを用いて任意の制御戦略を実施する
ためには、これらの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連して正確にス
ケジュールさえなければならない。同様に、異なる機能
ブロック間の通信は、バス30上で正確にスケジュールさ
れなければならず、それにより適切なデータが各ブロッ
クにそのブロックが実行される前に提供される。
【００２２】バス30上で通信が発生するためには、リン
キングデバイス28、又はリンクマスタ能力（例えば、そ
れらのフィールドデバイス22〜26の一つ）を有する他の
任意のスマートフィールドデバイスであり得るリンクア
クティブスケジューラ（LAS）は、プロトコルバス30上
の通信をアクティブにスケジュールすると共に制御しな
ければならない。LASは、通信スケジュール（即ち、リ
ンクアクティブスケジュール）を記憶すると共に更新
し、それには、各デバイスの各機能ブロックがバス30上
で周期的な（即ち、同期した）通信活動を開始するスケ
ジュール時間、及びこの通信活動が発生している期間が
含まれている。バス30上には、一つの、即ち唯一の動作
LASがあるだけでよいが、リンクマスタデバイス能力を
有する他のスマートフィールドデバイス（例えば、デバ
イス22）がバックアップLASとして役目を果たし、例え
ば現在のLASが故障した場合にアクティブになるように
してもよい。
キングデバイス28、又はリンクマスタ能力（例えば、そ
れらのフィールドデバイス22〜26の一つ）を有する他の
任意のスマートフィールドデバイスであり得るリンクア
クティブスケジューラ（LAS）は、プロトコルバス30上
の通信をアクティブにスケジュールすると共に制御しな
ければならない。LASは、通信スケジュール（即ち、リ
ンクアクティブスケジュール）を記憶すると共に更新
し、それには、各デバイスの各機能ブロックがバス30上
で周期的な（即ち、同期した）通信活動を開始するスケ
ジュール時間、及びこの通信活動が発生している期間が
含まれている。バス30上には、一つの、即ち唯一の動作
LASがあるだけでよいが、リンクマスタデバイス能力を
有する他のスマートフィールドデバイス（例えば、デバ
イス22）がバックアップLASとして役目を果たし、例え
ば現在のLASが故障した場合にアクティブになるように
してもよい。
【００２３】一般的に言えば、バス30上の通信活動は、
繰り返しマクロサイクルに分割され、そのそれぞれに
は、バス30上で動作する（外部リンクを有する）各機能
ブロックのための一つの同期通信、及びバス30上で動作
する一又は複数の機能ブロック又はデバイスのための一
又は複数の非同期通信が含まれる。バス上で帯域幅を確
保するために、単一デバイス内の二つの機能ブロック間
の通信は、バス30上にパブリッシュされる必要はなく、
そのデバイスの完全に内部にある通信リンクを用いて達
成されてもよい。
繰り返しマクロサイクルに分割され、そのそれぞれに
は、バス30上で動作する（外部リンクを有する）各機能
ブロックのための一つの同期通信、及びバス30上で動作
する一又は複数の機能ブロック又はデバイスのための一
又は複数の非同期通信が含まれる。バス上で帯域幅を確
保するために、単一デバイス内の二つの機能ブロック間
の通信は、バス30上にパブリッシュされる必要はなく、
そのデバイスの完全に内部にある通信リンクを用いて達
成されてもよい。
【００２４】一般的に言えば、リンキングデバイス28
は、一般的なプロトコルを用いて通信するスマートフィ
ールドデバイス22〜26と、一般的なプロトコルを用いな
くてもよいコントローラ18との間に通信ゲートウェイ又
はブリッジを提供する。更に詳細には、リンキングデバ
イス28は、スマートフィールドデバイスプロトコルバス
30上の全ての通信を監視し、その監視された通信を処理
する。その結果、コントローラ18によりサブスクライブ
された機能ブロック情報は、必要に応じてコントローラ
18に伝達されてもよく、フィールドデバイスに関連する
識別情報（例えば、アドレス及びタグ等）は、ユーザ端
末に伝達されてもよく、フィールドデバイスプロトコル
バス30に関連する通信診断情報（例えば、タイミング及
びリンク問題等）は、バス30上の実際の通信とリンキン
グデバイス28内に記憶されるリンクアクティブスケジュ
ールに準じてスケジュールされた通信との間の違いを検
出することにより生成されてもよい。
は、一般的なプロトコルを用いて通信するスマートフィ
ールドデバイス22〜26と、一般的なプロトコルを用いな
くてもよいコントローラ18との間に通信ゲートウェイ又
はブリッジを提供する。更に詳細には、リンキングデバ
イス28は、スマートフィールドデバイスプロトコルバス
30上の全ての通信を監視し、その監視された通信を処理
する。その結果、コントローラ18によりサブスクライブ
された機能ブロック情報は、必要に応じてコントローラ
18に伝達されてもよく、フィールドデバイスに関連する
識別情報（例えば、アドレス及びタグ等）は、ユーザ端
末に伝達されてもよく、フィールドデバイスプロトコル
バス30に関連する通信診断情報（例えば、タイミング及
びリンク問題等）は、バス30上の実際の通信とリンキン
グデバイス28内に記憶されるリンクアクティブスケジュ
ールに準じてスケジュールされた通信との間の違いを検
出することにより生成されてもよい。
【００２５】図２は、図１に示されたリンキングデバイ
ス28のより詳細な例示のブロック図である。リンキング
デバイス28は、フィールドデバイス22〜26（図１）をプ
ロセス制御システム10（図１）と一体化することを可能
にする。例えば、一般的なプロトコルバス30上のスマー
トフィールドデバイス22〜26の機能ブロックパラメータ
間の従来の通信リンクを提供することに加えて、リンキ
ングデバイス28は、それらのフィールドデバイス22〜26
の機能ブロックとコントローラ18内にある機能ブロック
との間の通信リンクをも可能にする。従って、リンキン
グデバイス28は、ユーザがコントローラ18内及び一又は
複数のフィールドデバイス22〜26内にある機能ブロック
の組み合わせを用いて制御ループを定義することを可能
にする。
ス28のより詳細な例示のブロック図である。リンキング
デバイス28は、フィールドデバイス22〜26（図１）をプ
ロセス制御システム10（図１）と一体化することを可能
にする。例えば、一般的なプロトコルバス30上のスマー
トフィールドデバイス22〜26の機能ブロックパラメータ
間の従来の通信リンクを提供することに加えて、リンキ
ングデバイス28は、それらのフィールドデバイス22〜26
の機能ブロックとコントローラ18内にある機能ブロック
との間の通信リンクをも可能にする。従って、リンキン
グデバイス28は、ユーザがコントローラ18内及び一又は
複数のフィールドデバイス22〜26内にある機能ブロック
の組み合わせを用いて制御ループを定義することを可能
にする。
【００２６】上述したように、リンキングデバイス28
は、診断能力を提供してフィールドデバイスプロトコル
バス30上の通信問題の問題解決を容易にしている。リン
キングデバイス28は、プロトコルバス30上の全ての通信
を実質的に監視すると共に解析しており、リンクアクテ
ィブスケジュールを通信テンプレートとして利用して通
信問題及びリンク問題、例えば、何処でフィールドデバ
イスが正しい時間に新しいデータを正しい受信者に提供
することを失敗したのか、又は任意のデータを提供する
ことを失敗したのかを確認している。リンキングデバイ
ス28は、コントローラ18と自由に通信できるので、診断
情報をシステムレベル（即ち、ユーザインタフェース）
のユーザに容易に伝達することが可能であり、ユーザが
フィールドデバイスの通信問題をローカルで監視し、手
動で判断する必要性をなくす。
は、診断能力を提供してフィールドデバイスプロトコル
バス30上の通信問題の問題解決を容易にしている。リン
キングデバイス28は、プロトコルバス30上の全ての通信
を実質的に監視すると共に解析しており、リンクアクテ
ィブスケジュールを通信テンプレートとして利用して通
信問題及びリンク問題、例えば、何処でフィールドデバ
イスが正しい時間に新しいデータを正しい受信者に提供
することを失敗したのか、又は任意のデータを提供する
ことを失敗したのかを確認している。リンキングデバイ
ス28は、コントローラ18と自由に通信できるので、診断
情報をシステムレベル（即ち、ユーザインタフェース）
のユーザに容易に伝達することが可能であり、ユーザが
フィールドデバイスの通信問題をローカルで監視し、手
動で判断する必要性をなくす。
【００２７】リンキングデバイス28は、自動的にプロト
コルバス30上の全ての通信を例えばリンクアクティブス
ケジュールを利用してサブスクライブする。リンクアク
ティブスケジュールがプロトコルバス30の通信テンプレ
ートを有しているので、リンキングデバイス28は、特定
のフィールドデバイスがバス30上で通信するスケジュー
ルの正確な時間を判断することができる。従って、リン
クアクティブスケジュールをバス30上の実際の通信と比
較することにより、リンクアクティブスケジュールから
の違いを特定のフィールドデバイスの恐らく通信問題で
あるとの識別が可能である。これらリンクアクティブス
ケジュールからの違いは、リンキングデバイスによりス
マートフィールドデバイス22〜26に関連する通信診断情
報を生成するのに用いることができ、プロセス制御シス
テム10（図１）の問題解決及び／又は設定に有益であり
得る。例えば、その診断情報には、例えば或るデバイス
がサブスクライブデバイスにデータを適切に伝送するこ
とを失敗するリンク問題が含まれていてもよく、及び／
又は統計的な情報（例えば、或るデバイスが新しいデー
タをサブスクライブデバイスに失敗してきた回数）を用
いることにより識別され得るタイミング問題が含まれて
もよい。勿論、通信に関連する多種の他の診断情報を、
実際の通信活動及びスケジュールされている通信活動を
適切に比較及び解析することにより生成することが可能
である。
コルバス30上の全ての通信を例えばリンクアクティブス
ケジュールを利用してサブスクライブする。リンクアク
ティブスケジュールがプロトコルバス30の通信テンプレ
ートを有しているので、リンキングデバイス28は、特定
のフィールドデバイスがバス30上で通信するスケジュー
ルの正確な時間を判断することができる。従って、リン
クアクティブスケジュールをバス30上の実際の通信と比
較することにより、リンクアクティブスケジュールから
の違いを特定のフィールドデバイスの恐らく通信問題で
あるとの識別が可能である。これらリンクアクティブス
ケジュールからの違いは、リンキングデバイスによりス
マートフィールドデバイス22〜26に関連する通信診断情
報を生成するのに用いることができ、プロセス制御シス
テム10（図１）の問題解決及び／又は設定に有益であり
得る。例えば、その診断情報には、例えば或るデバイス
がサブスクライブデバイスにデータを適切に伝送するこ
とを失敗するリンク問題が含まれていてもよく、及び／
又は統計的な情報（例えば、或るデバイスが新しいデー
タをサブスクライブデバイスに失敗してきた回数）を用
いることにより識別され得るタイミング問題が含まれて
もよい。勿論、通信に関連する多種の他の診断情報を、
実際の通信活動及びスケジュールされている通信活動を
適切に比較及び解析することにより生成することが可能
である。
【００２８】リンキングデバイス28は、また、配線不良
検出，診断，及び報告能力を提供する。以下に更に詳し
く記述するように、リンキングデバイス28は、プロトコ
ルバス30の電気特性（例えば、抵抗及び容量等）を測定
することが可能であり、そのバス30を介して伝送される
信号の電気特性（例えば、その信号の振幅，周波数，及
び雑音レベル等）を測定することが可能である。リンキ
ングデバイス28は、更に、これらの測定された電気特性
を処理すると共に解析し、配線不良がバス30上に存在す
るか否かを判断してもよく、配線不良の特定の性質を診
断してもよい。例えば、リンキングデバイス28は、バス
30の一若しくは複数のバス配線又は信号線に関連する一
若しくは複数の抵抗を測定してもよく、その測定された
抵抗を所定の抵抗値又は抵抗値の範囲と比較することに
より、配線不良（例えば、短絡回路、開回路、及び不適
切なターミネーション等）が一又は複数のバス配線上に
存在することを判断してもよい。リンキングデバイス
は、それから、配線不良診断情報を含み得るその検出さ
れた配線不良情報をコントローラ18に伝達又は報告して
もよく、これに代えてこの情報を一又は複数のユーザイ
ンタフェース12，14を介してユーザに報告してもよい。
検出，診断，及び報告能力を提供する。以下に更に詳し
く記述するように、リンキングデバイス28は、プロトコ
ルバス30の電気特性（例えば、抵抗及び容量等）を測定
することが可能であり、そのバス30を介して伝送される
信号の電気特性（例えば、その信号の振幅，周波数，及
び雑音レベル等）を測定することが可能である。リンキ
ングデバイス28は、更に、これらの測定された電気特性
を処理すると共に解析し、配線不良がバス30上に存在す
るか否かを判断してもよく、配線不良の特定の性質を診
断してもよい。例えば、リンキングデバイス28は、バス
30の一若しくは複数のバス配線又は信号線に関連する一
若しくは複数の抵抗を測定してもよく、その測定された
抵抗を所定の抵抗値又は抵抗値の範囲と比較することに
より、配線不良（例えば、短絡回路、開回路、及び不適
切なターミネーション等）が一又は複数のバス配線上に
存在することを判断してもよい。リンキングデバイス
は、それから、配線不良診断情報を含み得るその検出さ
れた配線不良情報をコントローラ18に伝達又は報告して
もよく、これに代えてこの情報を一又は複数のユーザイ
ンタフェース12，14を介してユーザに報告してもよい。
【００２９】図２に示すように、リンキングデバイス28
は、複数の機能ブロック100を有しており、それらは、
プロセッサ102により制御され、通信スタック104を介し
てプロトコルバス30上の通信をパブリッシュすると共に
サブスクライブし、バス30上での配線不良の検出，診
断，及び自動システムレベル報告を可能にする。機能ブ
ロック100は、ハードウェア及びソフトウェアの所望の
任意の組み合わせを利用して実現されてもよい。一般的
に、機能ブロック100は、プロセッサ102を用いて効果的
に実現され、ローカルコンピュータ読み取り可能なメモ
リ106から引き出される複数のソフトウェアコードセグ
メント又はモジュールを実行してもよい。しかしなが
ら、ハードウェアとソフトウェアとの他の組み合わせ
（例えば、アルゴリズム特定集積回路、即ちASIC）又は
他の種類のハードウェアを、本発明の範疇及びその精神
から逸脱することなく同一の機能を達成するのに利用し
てもよい。
は、複数の機能ブロック100を有しており、それらは、
プロセッサ102により制御され、通信スタック104を介し
てプロトコルバス30上の通信をパブリッシュすると共に
サブスクライブし、バス30上での配線不良の検出，診
断，及び自動システムレベル報告を可能にする。機能ブ
ロック100は、ハードウェア及びソフトウェアの所望の
任意の組み合わせを利用して実現されてもよい。一般的
に、機能ブロック100は、プロセッサ102を用いて効果的
に実現され、ローカルコンピュータ読み取り可能なメモ
リ106から引き出される複数のソフトウェアコードセグ
メント又はモジュールを実行してもよい。しかしなが
ら、ハードウェアとソフトウェアとの他の組み合わせ
（例えば、アルゴリズム特定集積回路、即ちASIC）又は
他の種類のハードウェアを、本発明の範疇及びその精神
から逸脱することなく同一の機能を達成するのに利用し
てもよい。
【００３０】リンキングデバイス28内の機能ブロック10
0は、通信モニタ108，接続マネージャ110，自動感知マ
ネージャ112，フィールドデバイスマネージャ114，機能
ブロックデータマネージャ116，データベースマネージ
ャ118，リンクアクティブスケジュールマネージャ120，
ライブリストマネージャ122，通信診断マネージャ124，
及び配線不良診断マネージャ126を有するが、それらに
限定されるものではない。リンキングデバイス28は、ま
た、配線不良検出部128を有し、以下に更に詳しく記述
されるように、そのユニットは、バス30の電気特性及び
バス30上を伝送される信号の電気特性を測定することが
できる機能ブロックを有している。図２に示されるよう
に、配線不良検出部128は、配線不良診断マネージャ126
に通信可能に結合されており、電気特性情報を配線不良
診断マネージャ126に提供し、更に処理し、システムレ
ベルでユーザに報告する。
0は、通信モニタ108，接続マネージャ110，自動感知マ
ネージャ112，フィールドデバイスマネージャ114，機能
ブロックデータマネージャ116，データベースマネージ
ャ118，リンクアクティブスケジュールマネージャ120，
ライブリストマネージャ122，通信診断マネージャ124，
及び配線不良診断マネージャ126を有するが、それらに
限定されるものではない。リンキングデバイス28は、ま
た、配線不良検出部128を有し、以下に更に詳しく記述
されるように、そのユニットは、バス30の電気特性及び
バス30上を伝送される信号の電気特性を測定することが
できる機能ブロックを有している。図２に示されるよう
に、配線不良検出部128は、配線不良診断マネージャ126
に通信可能に結合されており、電気特性情報を配線不良
診断マネージャ126に提供し、更に処理し、システムレ
ベルでユーザに報告する。
【００３１】上述された機能ブロック100の動作の概要
は、以下に提供されており、その次に、どのように多種
の機能ブロックが協力して通信問題解決能力を提供し、
システムユーザが、例えばユーザインタフェースを使っ
てセグメントプロトコルバスの問題解決を遠隔から行な
うことを可能にしているのかが提供されている。
は、以下に提供されており、その次に、どのように多種
の機能ブロックが協力して通信問題解決能力を提供し、
システムユーザが、例えばユーザインタフェースを使っ
てセグメントプロトコルバスの問題解決を遠隔から行な
うことを可能にしているのかが提供されている。
【００３２】通信スタック104は、従来のFieldbus通信
スタックであり、機能ブロック100がプロトコルバス30
に沿って情報をフィールドデバイス22〜26に通信（即
ち、受信及び送信）することを可能にしている（図
１）。通信モニタ108は、バス30上の全ての通信を監視
し、更に処理するために、一又は複数のその他の機能ブ
ロック110〜124へのその情報の道順を決定する。
スタックであり、機能ブロック100がプロトコルバス30
に沿って情報をフィールドデバイス22〜26に通信（即
ち、受信及び送信）することを可能にしている（図
１）。通信モニタ108は、バス30上の全ての通信を監視
し、更に処理するために、一又は複数のその他の機能ブ
ロック110〜124へのその情報の道順を決定する。
【００３３】接続マネージャ110は、通信スタック104を
利用してプロトコルバス30上の通信を調整する。例え
ば、接続マネージャ110は、そのコピーがメモリ106に記
憶されているリンクアクティブスケジュールを利用し
て、フィールドデバイスからの情報を、マクロサイクル
の非同期通信間隔又は同期通信間隔のどちらかの間にバ
ス30上で送信／受信する。同期させて伝送した情報の幾
つかは、コントローラ18内の機能ブロックにより必要と
される又は送信される機能ブロック情報を有している。
この方法で、接続マネージャ110は、リンキングデバイ
ス28がフィールドデバイスの同期通信特性をエミュレー
トすることを可能にする。
利用してプロトコルバス30上の通信を調整する。例え
ば、接続マネージャ110は、そのコピーがメモリ106に記
憶されているリンクアクティブスケジュールを利用し
て、フィールドデバイスからの情報を、マクロサイクル
の非同期通信間隔又は同期通信間隔のどちらかの間にバ
ス30上で送信／受信する。同期させて伝送した情報の幾
つかは、コントローラ18内の機能ブロックにより必要と
される又は送信される機能ブロック情報を有している。
この方法で、接続マネージャ110は、リンキングデバイ
ス28がフィールドデバイスの同期通信特性をエミュレー
トすることを可能にする。
【００３４】フィールドデバイスマネージャ114は、Fie
ldbusデバイス22〜26への設定情報のダウンロードを制
御する。例えば、仮想通信関係（VCR），アドレス，及
びタグ等は、ユーザインタフェース12，14，コントロー
ラ18，及びリンキングデバイス28を介して一又は複数の
フィールドデバイス22〜26にユーザにより送信されても
よい。
ldbusデバイス22〜26への設定情報のダウンロードを制
御する。例えば、仮想通信関係（VCR），アドレス，及
びタグ等は、ユーザインタフェース12，14，コントロー
ラ18，及びリンキングデバイス28を介して一又は複数の
フィールドデバイス22〜26にユーザにより送信されても
よい。
【００３５】リンクアクティブスケジュールマネージャ
120は、プロトコルバス30上に存在し得る他の任意のリ
ンクアクティブスケジューラ内にリンクアクティブスケ
ジュールをロードすることを制御する。データベースマ
ネージャ118は、コントローラ18に報告するためにField
bus情報を記憶する。データべースマネージャ118に記憶
されるFieldbus情報には、閲覧目録情報，コントローラ
18によりサブスクライブされるデータ（即ち、機能ブロ
ック情報），及びバス30上の通信に関連する統計的情報
等が含まれる。通信診断マネージャ124は、プロトコル
バス30上の通信問題（例えば、タイミング問題）を検出
し、その問題をユーザインタフェース12，14の一つ，コ
ントローラ18，及びシステムレベルネットワーク20を介
してユーザに報告する。
120は、プロトコルバス30上に存在し得る他の任意のリ
ンクアクティブスケジューラ内にリンクアクティブスケ
ジュールをロードすることを制御する。データベースマ
ネージャ118は、コントローラ18に報告するためにField
bus情報を記憶する。データべースマネージャ118に記憶
されるFieldbus情報には、閲覧目録情報，コントローラ
18によりサブスクライブされるデータ（即ち、機能ブロ
ック情報），及びバス30上の通信に関連する統計的情報
等が含まれる。通信診断マネージャ124は、プロトコル
バス30上の通信問題（例えば、タイミング問題）を検出
し、その問題をユーザインタフェース12，14の一つ，コ
ントローラ18，及びシステムレベルネットワーク20を介
してユーザに報告する。
【００３６】自動感知マネージャ112，ライブリストマ
ネージャ122，及び通信診断マネージャ124は、協働し、
自動的にプロトコルバス30上の通信に関連する通信問題
を解析／検出及びユーザに報告し、それによりユーザが
システムレベルから（例えば、ユーザインタフェース1
2，14）通信問題解決に関与することを可能にする。自
動感知マネージャ112は、リンクアクティブスケジュー
ル及びライブリストを利用して、接続マネージャ110及
び通信スタック108を介してフィールドデバイス22〜26
を識別し、フィールドデバイス22〜26と通信する。ライ
ブリストマネージャ122は、いつフィールドデバイスが
プロトコルバス30に追加されたか、又はプロトコルバス
30上で通信しなくなったかを検出し、変化を自動感知マ
ネージャ112及び通信診断マネージャ124に報告する。自
動感知マネージャ112は、一又は複数のフィールドデバ
イス22〜26に関連する識別情報（例えば、アドレス，タ
グ，シリアル番号，及び機能役割（例えば、そのデバイ
スは基本デバイスなのか又はブリッジデバイスなのか否
か））を収集及び生成し、その識別情報をデータベース
マネージャ118及び／又はメモリ106内に記憶されている
指令（即ち、設定）情報と比較する。その比較に基づい
て、自動感知マネージャ112は、不一致、例えば或るデ
バイスがプロトコルバス30に追加されているか又はそれ
から取り除かれているかを判断する。リンキングデバイ
ス28の診断能力を更に改善するために、自動感知マネー
ジャ112は、自動的にどのような不一致であってもユー
ザに報告するように構成されてもよい。
ネージャ122，及び通信診断マネージャ124は、協働し、
自動的にプロトコルバス30上の通信に関連する通信問題
を解析／検出及びユーザに報告し、それによりユーザが
システムレベルから（例えば、ユーザインタフェース1
2，14）通信問題解決に関与することを可能にする。自
動感知マネージャ112は、リンクアクティブスケジュー
ル及びライブリストを利用して、接続マネージャ110及
び通信スタック108を介してフィールドデバイス22〜26
を識別し、フィールドデバイス22〜26と通信する。ライ
ブリストマネージャ122は、いつフィールドデバイスが
プロトコルバス30に追加されたか、又はプロトコルバス
30上で通信しなくなったかを検出し、変化を自動感知マ
ネージャ112及び通信診断マネージャ124に報告する。自
動感知マネージャ112は、一又は複数のフィールドデバ
イス22〜26に関連する識別情報（例えば、アドレス，タ
グ，シリアル番号，及び機能役割（例えば、そのデバイ
スは基本デバイスなのか又はブリッジデバイスなのか否
か））を収集及び生成し、その識別情報をデータベース
マネージャ118及び／又はメモリ106内に記憶されている
指令（即ち、設定）情報と比較する。その比較に基づい
て、自動感知マネージャ112は、不一致、例えば或るデ
バイスがプロトコルバス30に追加されているか又はそれ
から取り除かれているかを判断する。リンキングデバイ
ス28の診断能力を更に改善するために、自動感知マネー
ジャ112は、自動的にどのような不一致であってもユー
ザに報告するように構成されてもよい。
【００３７】配線不良診断マネージャ126は、バス30の
信号線又は配線に関連する測定された電気特性を示す信
号を配線不良検出部128から受信し、これらの信号を更
に処理してバス30上に何らかの配線不良が存在するか否
かを判断する。特に、配線不良診断マネージャ126は、
システム内の特定のセグメントバス（例えば、バス30）
上に配線不良が存在すると判断してもよく、その配線不
良の特定の性質又は種類を更に確認してもよい。例え
ば、配線不良診断マネージャ126は、バス30の信号線の
特定の一つが短絡している、開回路である、不適切に終
了されている、及び著しく雑音が多いと判断してもよ
い。配線不良診断マネージャ126により生成されるその
ような配線不良情報は、何れもコントローラ18に通信さ
れてもよく、これに代えて、その配線不良情報をユーザ
にユーザインタフェース12，14の一つを介して報告して
もよい。従って、配線不良検出部128及び配線不良診断
マネージャ126は、ユーザインタフェース12，14の一つ
におけるシステムユーザがプロセス制御システム10内の
任意のセグメントバス内の配線不良を識別することを可
能にし、それにより、現場の技術者がシステムチェック
又は指令間の全ての通信セグメントを物理的に調査する
必要性をなくす。配線不良診断マネージャ126は、ま
た、配線不良検出部128に制御信号及びコマンドを送信
し、配線不良検出部128の動作を制御する。例えば、配
線不良診断マネージャ126は、配線不良検出部128にコマ
ンドを送信して配線不良検出部128に特定の電気特性の
測定、又は特定時間における一連の測定を実行させても
よい。
信号線又は配線に関連する測定された電気特性を示す信
号を配線不良検出部128から受信し、これらの信号を更
に処理してバス30上に何らかの配線不良が存在するか否
かを判断する。特に、配線不良診断マネージャ126は、
システム内の特定のセグメントバス（例えば、バス30）
上に配線不良が存在すると判断してもよく、その配線不
良の特定の性質又は種類を更に確認してもよい。例え
ば、配線不良診断マネージャ126は、バス30の信号線の
特定の一つが短絡している、開回路である、不適切に終
了されている、及び著しく雑音が多いと判断してもよ
い。配線不良診断マネージャ126により生成されるその
ような配線不良情報は、何れもコントローラ18に通信さ
れてもよく、これに代えて、その配線不良情報をユーザ
にユーザインタフェース12，14の一つを介して報告して
もよい。従って、配線不良検出部128及び配線不良診断
マネージャ126は、ユーザインタフェース12，14の一つ
におけるシステムユーザがプロセス制御システム10内の
任意のセグメントバス内の配線不良を識別することを可
能にし、それにより、現場の技術者がシステムチェック
又は指令間の全ての通信セグメントを物理的に調査する
必要性をなくす。配線不良診断マネージャ126は、ま
た、配線不良検出部128に制御信号及びコマンドを送信
し、配線不良検出部128の動作を制御する。例えば、配
線不良診断マネージャ126は、配線不良検出部128にコマ
ンドを送信して配線不良検出部128に特定の電気特性の
測定、又は特定時間における一連の測定を実行させても
よい。
【００３８】図３は、図２に示された配線不良検出部12
8の更に詳細な例示のブロック図である。図３に示され
るように、配線不良検出部128は、信号切換え部150，複
数の測定ブロック152，発光ダイオード（LED）動作回路
154，及び複数のLED 156を備えている。例示のみにおい
て、複数の測定ブロック152は、オーム計ブロック158，
電圧計ブロック160，信号生成ブロック162，雑音計ブロ
ック164，アース不良検出器ブロック，及び容量計ブロ
ック168を有している。勿論、もし所望ならば、バス30
又はそのバス30を介して伝送される信号の電気特性を測
定する他のどのようなブロックを有してもよい。
8の更に詳細な例示のブロック図である。図３に示され
るように、配線不良検出部128は、信号切換え部150，複
数の測定ブロック152，発光ダイオード（LED）動作回路
154，及び複数のLED 156を備えている。例示のみにおい
て、複数の測定ブロック152は、オーム計ブロック158，
電圧計ブロック160，信号生成ブロック162，雑音計ブロ
ック164，アース不良検出器ブロック，及び容量計ブロ
ック168を有している。勿論、もし所望ならば、バス30
又はそのバス30を介して伝送される信号の電気特性を測
定する他のどのようなブロックを有してもよい。
【００３９】信号切換え部150は、信号スイッチ回路を
備えており、配線不良診断マネージャ126からのコマン
ドに応答して、バス30の一又は複数の信号線又は配線を
一又は複数の測定ブロック158〜168に接続する。加え
て、信号切換え部150は、バス30の信号線をリンキング
デバイス28内の通信回路（即ち、通信スタック104の物
理層）に接続してもよい。信号切換え部150は、電気機
械的なデバイス（例えば、リレー及びリードスイッチ
等）を用いて実現されてもよく、及び／又は半導体デバ
イス（例えば、離散型トランジスタ及びアナログマルチ
プレクサ等）を利用してもよい。勿論、適切な他のどの
ような信号切換えデバイスが本発明の範疇及び精神から
逸脱することなく代わりに用いられ得る。
備えており、配線不良診断マネージャ126からのコマン
ドに応答して、バス30の一又は複数の信号線又は配線を
一又は複数の測定ブロック158〜168に接続する。加え
て、信号切換え部150は、バス30の信号線をリンキング
デバイス28内の通信回路（即ち、通信スタック104の物
理層）に接続してもよい。信号切換え部150は、電気機
械的なデバイス（例えば、リレー及びリードスイッチ
等）を用いて実現されてもよく、及び／又は半導体デバ
イス（例えば、離散型トランジスタ及びアナログマルチ
プレクサ等）を利用してもよい。勿論、適切な他のどの
ような信号切換えデバイスが本発明の範疇及び精神から
逸脱することなく代わりに用いられ得る。
【００４０】オーム計ブロック158は、好ましくは、し
かし必須ではないが、比較的小さい直流（DC）をバス30
の選択された対の信号線を通じて流し、その結果として
起きる電圧降下を測定することにより、0オームと少な
くとも20MΩとの間の抵抗を測定するように構成され
る。しかしながら、この抵抗測定技術により用いられる
比較的小さいDC電流のために、オーム計ブロック158
は、信号切換え部150に、バス30の信号線をリンキング
デバイス28内の通信から、オーム計ブロック158がその
抵抗測定を実行している間、切断するように要求する。
かし必須ではないが、比較的小さい直流（DC）をバス30
の選択された対の信号線を通じて流し、その結果として
起きる電圧降下を測定することにより、0オームと少な
くとも20MΩとの間の抵抗を測定するように構成され
る。しかしながら、この抵抗測定技術により用いられる
比較的小さいDC電流のために、オーム計ブロック158
は、信号切換え部150に、バス30の信号線をリンキング
デバイス28内の通信から、オーム計ブロック158がその
抵抗測定を実行している間、切断するように要求する。
【００４１】一方、電圧計ブロック160は、バス30の信
号線がリンキングデバイス28の通信回路に接続されてい
る間、及びFieldbus通信がバス30上でアクティブである
間、ピークツーピーク交流（AC）電圧，DC電圧，及び二
乗平均（RMS）AC電圧等を測定するように構成されてい
る。この方法で電圧計ブロック160をバス30の信号線に
接続することはアクティブ通信になんの実用的な効果も
ない。これは、電圧計ブロック160が高入力インピーダ
ンス（例えば、1MΩより大きい）を有しているからであ
る。動作において、電圧計ブロック160は、バス30上の
任意のDC供給電圧、バス30上の信号振幅又は強度（例え
ば、ピークツーピーク電圧測定機能を用いて）、又はバ
ス30を介して伝送される信号の品質を示す他の任意の電
圧を測定するのに利用されてもよい。
号線がリンキングデバイス28の通信回路に接続されてい
る間、及びFieldbus通信がバス30上でアクティブである
間、ピークツーピーク交流（AC）電圧，DC電圧，及び二
乗平均（RMS）AC電圧等を測定するように構成されてい
る。この方法で電圧計ブロック160をバス30の信号線に
接続することはアクティブ通信になんの実用的な効果も
ない。これは、電圧計ブロック160が高入力インピーダ
ンス（例えば、1MΩより大きい）を有しているからであ
る。動作において、電圧計ブロック160は、バス30上の
任意のDC供給電圧、バス30上の信号振幅又は強度（例え
ば、ピークツーピーク電圧測定機能を用いて）、又はバ
ス30を介して伝送される信号の品質を示す他の任意の電
圧を測定するのに利用されてもよい。
【００４２】信号生成ブロック162は、バス30の一又は
複数の信号線を介して伝送され、例えば電圧計ブロック
160によりそのバス信号線の伝送特性を判断するのに測
定されるAC信号を生成するように構成されている。信号
生成ブロック162は、所望のどのような種類の波形（例
えば、矩形波形，鋸波形，正弦波形，衝撃波形，ステッ
プ関数波形，周波数変調波形，及び振幅変調波形）を提
供してもよい。従って、信号生成ブロック162は、バス3
0の多種の通信又は信号に対する応答を測定するのに用
いられてもよく、それにより、これらの測定が多種の配
線不良を診断するのに利用されることを可能にする。例
えば、信号生成器162は、バス30の一又は複数の信号線
上に固定振幅正弦波電流波形を出力してもよく、その結
果として現れるピークツーピーク電圧は、電圧計ブロッ
ク160により測定されてもよい。電圧計ブロック160によ
り測定されるピークツーピーク電圧は、バス30上の負荷
を指してもよく、ピークツーピーク電圧が実質的に0Vに
近い場合には、それは、一又は複数のバス線の短絡回路
を指してもよい。一般的に、信号生成器162をバス30上
で信号を伝送するのに利用するには、信号切換え部150
にリンキングデバイス28の通信回路をバス30から切断さ
せることが要求される。
複数の信号線を介して伝送され、例えば電圧計ブロック
160によりそのバス信号線の伝送特性を判断するのに測
定されるAC信号を生成するように構成されている。信号
生成ブロック162は、所望のどのような種類の波形（例
えば、矩形波形，鋸波形，正弦波形，衝撃波形，ステッ
プ関数波形，周波数変調波形，及び振幅変調波形）を提
供してもよい。従って、信号生成ブロック162は、バス3
0の多種の通信又は信号に対する応答を測定するのに用
いられてもよく、それにより、これらの測定が多種の配
線不良を診断するのに利用されることを可能にする。例
えば、信号生成器162は、バス30の一又は複数の信号線
上に固定振幅正弦波電流波形を出力してもよく、その結
果として現れるピークツーピーク電圧は、電圧計ブロッ
ク160により測定されてもよい。電圧計ブロック160によ
り測定されるピークツーピーク電圧は、バス30上の負荷
を指してもよく、ピークツーピーク電圧が実質的に0Vに
近い場合には、それは、一又は複数のバス線の短絡回路
を指してもよい。一般的に、信号生成器162をバス30上
で信号を伝送するのに利用するには、信号切換え部150
にリンキングデバイス28の通信回路をバス30から切断さ
せることが要求される。
【００４３】雑音計ブロック164は、信号切換え部150を
介してバス30に接続されてもよく、その間、Fieldbus通
信は、バス30上でアクティブであり、一又は複数の周波
数帯域内のバス30の一又は複数の信号線上に存在する雑
音レベルを測定する。雑音計ブロック164は、任意の従
来の又は適切なその他のフィルタ技術を用いて、所望の
周波数帯域内のピーク雑音電力及び平均雑音電力等を選
択的に測定してもよい。
介してバス30に接続されてもよく、その間、Fieldbus通
信は、バス30上でアクティブであり、一又は複数の周波
数帯域内のバス30の一又は複数の信号線上に存在する雑
音レベルを測定する。雑音計ブロック164は、任意の従
来の又は適切なその他のフィルタ技術を用いて、所望の
周波数帯域内のピーク雑音電力及び平均雑音電力等を選
択的に測定してもよい。
【００４４】アース不良検出器ブロック166は、信号切
換え部150を介してバス30に接続されてもよく、そのと
き、バス30の信号線は、通信スタック104に通信回路か
ら切断され、アース信号線又はバス30の配線がもう一つ
の電荷に不適切にアースされているか否かを判断する。
アース不良検出器ブロック166は、バス信号線とシステ
ムアースとの間における異常に低い抵抗（例えば、短
絡）、例えばバス30のアース信号線又は配線が、シール
ド回線又はバス30の他の任意の信号線若しくは配線と短
絡して引き起こされる異常に低い抵抗を測定する。
換え部150を介してバス30に接続されてもよく、そのと
き、バス30の信号線は、通信スタック104に通信回路か
ら切断され、アース信号線又はバス30の配線がもう一つ
の電荷に不適切にアースされているか否かを判断する。
アース不良検出器ブロック166は、バス信号線とシステ
ムアースとの間における異常に低い抵抗（例えば、短
絡）、例えばバス30のアース信号線又は配線が、シール
ド回線又はバス30の他の任意の信号線若しくは配線と短
絡して引き起こされる異常に低い抵抗を測定する。
【００４５】容量計ブロック168は、信号切換え部150を
介して接続され（バス30の信号線がリンキングデバイス
28の通信回路から切断されるとき）、一対のバス線の間
の容量を測定してもよい。容量計ブロック168は、任意
の従来技術、例えば充電率を測定する技術（時間を基準
にする技術）又はインピーダンスを測定する技術、そう
でなければ他の任意の技術を用いて実現されてもよい。
介して接続され（バス30の信号線がリンキングデバイス
28の通信回路から切断されるとき）、一対のバス線の間
の容量を測定してもよい。容量計ブロック168は、任意
の従来技術、例えば充電率を測定する技術（時間を基準
にする技術）又はインピーダンスを測定する技術、そう
でなければ他の任意の技術を用いて実現されてもよい。
【００４６】一般的に、測定ブロック158〜168は、信号
線及びその信号線を介して伝送される信号の電気特性を
測定するのに適切な任意の技術を用いて実現されてもよ
い。例えば、測定ブロック158〜168は、デジタル信号処
理技術又はアナログ信号処理技術、若しくは本発明の範
疇及び精神から逸脱することのなしにアナログ信号処理
技術及びデジタル信号処理技術の任意の組み合わせを用
いて実現されてもよい。
線及びその信号線を介して伝送される信号の電気特性を
測定するのに適切な任意の技術を用いて実現されてもよ
い。例えば、測定ブロック158〜168は、デジタル信号処
理技術又はアナログ信号処理技術、若しくは本発明の範
疇及び精神から逸脱することのなしにアナログ信号処理
技術及びデジタル信号処理技術の任意の組み合わせを用
いて実現されてもよい。
【００４７】測定ブロック158〜168は、例示において、
別個の機能ブロックとして示されているが、もし所望な
らば、測定ブロック158〜168により実行される一又は複
数の測定機能が組み合わされてもよい。例えば、電圧計
ブロック160及び雑音計ブロック164は、デジタルオシロ
スコープブロックを用いて実現されてもよく、それは、
バス信号をデジタル数値に変換してこれらのデジタル数
値を処理することにより、電圧を測定し、及び／又は、
例えばデジタルフィルタ技術及びスペクトル解析技術
（例えば、高速フーリエ変換式技術）等を用いて雑音を
測定する。
別個の機能ブロックとして示されているが、もし所望な
らば、測定ブロック158〜168により実行される一又は複
数の測定機能が組み合わされてもよい。例えば、電圧計
ブロック160及び雑音計ブロック164は、デジタルオシロ
スコープブロックを用いて実現されてもよく、それは、
バス信号をデジタル数値に変換してこれらのデジタル数
値を処理することにより、電圧を測定し、及び／又は、
例えばデジタルフィルタ技術及びスペクトル解析技術
（例えば、高速フーリエ変換式技術）等を用いて雑音を
測定する。
【００４８】加えて、測定ブロック158〜168の幾つか
は、通信が非動作の状態の間、バス30に接続され、それ
により、これらの測定ブロックが通信を干渉することを
防ぐように記述されているが、代わりに、干渉を防ぐ他
の方法が利用されてもよい。例えば、Fieldbus通信を干
渉し得る測定ブロックは、非同期Fieldbus通信間隔の
間、接続されてもよく、バス30上のFieldbusデバイスが
スケジュールされた同期間隔の間、損なわれない方法で
通信することを可能にする。或いは、これらの通信ブロ
ックは、バス30上の他の同期通信を干渉しない方法で、
特定の同期間隔の間、測定活動を実行するようにスケジ
ュールされてもよい。何れにしても、バス30の配線又は
回線は、抵抗測定，容量測定，又はその他の任意の測定
が行なわれている間、通信スタックから切断されている
ことは必ずしも必要ではないということは認識されるべ
きである。
は、通信が非動作の状態の間、バス30に接続され、それ
により、これらの測定ブロックが通信を干渉することを
防ぐように記述されているが、代わりに、干渉を防ぐ他
の方法が利用されてもよい。例えば、Fieldbus通信を干
渉し得る測定ブロックは、非同期Fieldbus通信間隔の
間、接続されてもよく、バス30上のFieldbusデバイスが
スケジュールされた同期間隔の間、損なわれない方法で
通信することを可能にする。或いは、これらの通信ブロ
ックは、バス30上の他の同期通信を干渉しない方法で、
特定の同期間隔の間、測定活動を実行するようにスケジ
ュールされてもよい。何れにしても、バス30の配線又は
回線は、抵抗測定，容量測定，又はその他の任意の測定
が行なわれている間、通信スタックから切断されている
ことは必ずしも必要ではないということは認識されるべ
きである。
【００４９】LED駆動回路154は、一若しくは複数の測定
ブロック152及び／又は診断マネージャ126から、信号又
はコマンドを受信して、一又は複数のLED 156を発光さ
せてもよい。各LED 156は、独自に特定の種類の配線不
良に対応してもよく、及び／又は、バス30の特定の信号
線に対応してもよい。例えば、LED 156の一つは、オー
ム計ブロックがバス30の「＋」信号線と「−」信号線と
の間の短絡回路を検出した場合に発光してもよく、もう
一つのLED 156は、配線不良診断マネージャ126が「＋」
信号線は不適切に切断されたと判断（例えば、容量計ブ
ロック168を用いて）した場合に発光しても構わず、更
に、もう一つのLED 156は、配線不良診断マネージャ126
が「＋」信号線と「−」信号線との間に測定された信号
強度は所定の最小閾値よりも低いと判断（例えば、電圧
計ブロック160を用いて）した場合に発光してもよい。
勿論、LED駆動回路154及びLED 156は、特定の配線不良
が存在するというローカルな（即ち、そのセグメントの
位置で）視覚的指標を提供し、それにより現場の技術者
がセグメントプロトコルバス配線不良の位置と特性を識
別することが可能な所望の任意の方法で発光させように
構成されてもよい。
ブロック152及び／又は診断マネージャ126から、信号又
はコマンドを受信して、一又は複数のLED 156を発光さ
せてもよい。各LED 156は、独自に特定の種類の配線不
良に対応してもよく、及び／又は、バス30の特定の信号
線に対応してもよい。例えば、LED 156の一つは、オー
ム計ブロックがバス30の「＋」信号線と「−」信号線と
の間の短絡回路を検出した場合に発光してもよく、もう
一つのLED 156は、配線不良診断マネージャ126が「＋」
信号線は不適切に切断されたと判断（例えば、容量計ブ
ロック168を用いて）した場合に発光しても構わず、更
に、もう一つのLED 156は、配線不良診断マネージャ126
が「＋」信号線と「−」信号線との間に測定された信号
強度は所定の最小閾値よりも低いと判断（例えば、電圧
計ブロック160を用いて）した場合に発光してもよい。
勿論、LED駆動回路154及びLED 156は、特定の配線不良
が存在するというローカルな（即ち、そのセグメントの
位置で）視覚的指標を提供し、それにより現場の技術者
がセグメントプロトコルバス配線不良の位置と特性を識
別することが可能な所望の任意の方法で発光させように
構成されてもよい。
【００５０】図４Ａ及び図４Ｂは、図１及び図２に示さ
れているリンキングデバイス28がセグメントプロトコル
バス配線不良を検出し、診断し、及び報告するのに利用
され得る一つの方法を示す例示のフローチャートであ
る。好ましくは、しかし必要と言うわけではないが、図
４Ａ及び図４Ｂに示されているブロックは、配線不良検
出部128と関連して動作している診断マネージャ126によ
り実行される。或いは、図４Ａ及び図４Ｂに示されてい
る幾つかのブロックは、コントローラ18及び／又は一若
しくは複数のユーザインタフェース12，14により実行さ
れてもよい。更に、配線不良診断マネージャ126は、リ
ンキングデバイス28に完全に属しているように示されて
いるが、配線不良診断マネージャ126の機能の幾つか又
は全ては、代わりに、コントローラ18内に、ユーザイン
タフェース12，14内に、又はプロセス制御システム10内
の他の任意のデバイス内にあってもよい。
れているリンキングデバイス28がセグメントプロトコル
バス配線不良を検出し、診断し、及び報告するのに利用
され得る一つの方法を示す例示のフローチャートであ
る。好ましくは、しかし必要と言うわけではないが、図
４Ａ及び図４Ｂに示されているブロックは、配線不良検
出部128と関連して動作している診断マネージャ126によ
り実行される。或いは、図４Ａ及び図４Ｂに示されてい
る幾つかのブロックは、コントローラ18及び／又は一若
しくは複数のユーザインタフェース12，14により実行さ
れてもよい。更に、配線不良診断マネージャ126は、リ
ンキングデバイス28に完全に属しているように示されて
いるが、配線不良診断マネージャ126の機能の幾つか又
は全ては、代わりに、コントローラ18内に、ユーザイン
タフェース12，14内に、又はプロセス制御システム10内
の他の任意のデバイス内にあってもよい。
【００５１】図４Ａに示されるように、ブロック200
は、セグメントプロトコルバス30の信号線をリンキング
デバイス28の通信回路（即ち、通信スタック104の物理
層）から切断する。ブロック202は、オーム計ブロック1
58（図３）を用いてバス30の「＋」信号線と「−」信号
線との間の抵抗を測定し、測定した抵抗が50KΩより大
きいか否かを判断する。もし、測定した抵抗が50KΩよ
り大きい場合には、制御はブロック206に移行する。一
方、もし、測定した抵抗が50KΩより小さいか又はそれ
と等しい場合には、制御は、ブロック204に移行する。
ブロック204は、配線不良をシステムレベルのユーザに
報告し、特定のセグメント（例えば、バス30と関連する
セグメント）の「＋」信号線及び「−」信号線が互いに
短絡していることを指摘し、それから制御をブロック20
6に移行する。その配線不良をシステムレベルのユーザ
に報告するために、診断マネージャ126は、その配線不
良情報をコントローラ18に伝達してもよく、代わりに、
コントローラ18は、その配線不良情報をユーザインタフ
ェース12，14の一つ又は両方に伝達してもよい。
は、セグメントプロトコルバス30の信号線をリンキング
デバイス28の通信回路（即ち、通信スタック104の物理
層）から切断する。ブロック202は、オーム計ブロック1
58（図３）を用いてバス30の「＋」信号線と「−」信号
線との間の抵抗を測定し、測定した抵抗が50KΩより大
きいか否かを判断する。もし、測定した抵抗が50KΩよ
り大きい場合には、制御はブロック206に移行する。一
方、もし、測定した抵抗が50KΩより小さいか又はそれ
と等しい場合には、制御は、ブロック204に移行する。
ブロック204は、配線不良をシステムレベルのユーザに
報告し、特定のセグメント（例えば、バス30と関連する
セグメント）の「＋」信号線及び「−」信号線が互いに
短絡していることを指摘し、それから制御をブロック20
6に移行する。その配線不良をシステムレベルのユーザ
に報告するために、診断マネージャ126は、その配線不
良情報をコントローラ18に伝達してもよく、代わりに、
コントローラ18は、その配線不良情報をユーザインタフ
ェース12，14の一つ又は両方に伝達してもよい。
【００５２】ブロック206は、バス30の「＋」信号線及
び「−」信号線のそれぞれとシールド回線との間の抵抗
を測定する。加えて、ブロック206は、「＋」信号線及
び「−」信号線とシステムアース電位（例えば、システ
ムアース棒）との間の抵抗を測定する。ブロック206
は、それから、測定した抵抗のどれかは20MΩより大き
いか否かを判断し、もし、測定した抵抗のどれかが20M
Ωより大きい場合には、制御は、ブロック210に移行
し、そうでなければ、制御は、ブロック208に移行す
る。ブロック208は、配線不良をシステムレベルのユー
ザに報告し、短絡が特定のセグメントの特定の信号線の
間に存在し得ると指摘する。もし、複数の不良、例えば
複数の短絡が発見された場合には、ブロック208は、そ
れらの不良を全てシステムレベルのユーザに報告する。
ブロック208は、それから、制御をブロック210に移行す
る。
び「−」信号線のそれぞれとシールド回線との間の抵抗
を測定する。加えて、ブロック206は、「＋」信号線及
び「−」信号線とシステムアース電位（例えば、システ
ムアース棒）との間の抵抗を測定する。ブロック206
は、それから、測定した抵抗のどれかは20MΩより大き
いか否かを判断し、もし、測定した抵抗のどれかが20M
Ωより大きい場合には、制御は、ブロック210に移行
し、そうでなければ、制御は、ブロック208に移行す
る。ブロック208は、配線不良をシステムレベルのユー
ザに報告し、短絡が特定のセグメントの特定の信号線の
間に存在し得ると指摘する。もし、複数の不良、例えば
複数の短絡が発見された場合には、ブロック208は、そ
れらの不良を全てシステムレベルのユーザに報告する。
ブロック208は、それから、制御をブロック210に移行す
る。
【００５３】ブロック210は、「＋」信号線と「−」信
号線との間の容量を測定し、測定した容量値をその所定
範囲（例えば、0.8μFから1.2μFまで）と比較する。も
し、ブロック210により測定された容量が容量値の所定
範囲外にある場合には、制御は、ブロック212に移行
し、そうでなければ、制御は、ブロック214に直接移行
する。ブロック212は、配線不良をシステムレベルのユ
ーザに報告し、特定のセグメントが適切に切断され得な
いと指摘する。通常、0.5μFより小さい測定容量値は、
そのセグメントに結合されるターミネータがないことを
指し、一方、2μFより大きい測定容量値は、そのセグメ
ントに二つのターミネータ（即ち、一つの付加的なター
ミネータ）が結合していることを示す。ブロック212
は、それから、制御をブロック214に移行する。
号線との間の容量を測定し、測定した容量値をその所定
範囲（例えば、0.8μFから1.2μFまで）と比較する。も
し、ブロック210により測定された容量が容量値の所定
範囲外にある場合には、制御は、ブロック212に移行
し、そうでなければ、制御は、ブロック214に直接移行
する。ブロック212は、配線不良をシステムレベルのユ
ーザに報告し、特定のセグメントが適切に切断され得な
いと指摘する。通常、0.5μFより小さい測定容量値は、
そのセグメントに結合されるターミネータがないことを
指し、一方、2μFより大きい測定容量値は、そのセグメ
ントに二つのターミネータ（即ち、一つの付加的なター
ミネータ）が結合していることを示す。ブロック212
は、それから、制御をブロック214に移行する。
【００５４】ブロック214は、「＋」信号線及び「−」
信号線とシールド回線との間の容量、並びに、「＋」信
号線及び「−」信号線とシステムアースとの間の容量を
測定する。もし、測定された容量値のどれかが300nFよ
りも小さければ、ブロック214は、制御をブロック218に
移行し、そうでなければ、ブロック214は、制御をブロ
ック216に移行する。ブロック216は、配線不良をシステ
ムレベルのユーザに報告し、質の悪い接続が過度の容量
（即ち、300nFより大きい）を有してそれらの回線（特
定のセグメント内に）上に存在し得ることを指摘する。
ブロック216が配線不良を報告した後、その処理は終了
する。
信号線とシールド回線との間の容量、並びに、「＋」信
号線及び「−」信号線とシステムアースとの間の容量を
測定する。もし、測定された容量値のどれかが300nFよ
りも小さければ、ブロック214は、制御をブロック218に
移行し、そうでなければ、ブロック214は、制御をブロ
ック216に移行する。ブロック216は、配線不良をシステ
ムレベルのユーザに報告し、質の悪い接続が過度の容量
（即ち、300nFより大きい）を有してそれらの回線（特
定のセグメント内に）上に存在し得ることを指摘する。
ブロック216が配線不良を報告した後、その処理は終了
する。
【００５５】ブロック218は、ブロック204〜212のどれ
かが配線不良を報告しているか否かを判断し、もし、不
良が報告されている場合には、その処理は終了し、そう
ではなく、何の不良も報告されていなければ、制御は、
ブロック220に移行する。ブロック220は、バス30の回線
をリンキングデバイスの28通信回線（即ち、通信スタッ
クの104内の物理層）に再接続する。この接続の結果と
して、電力がフィールドデバイス22〜26に供給され、フ
ィールドデバイス22〜26とコントローラ18との間のFiel
dbus通信が再開し得る。ブロック220は、それから、制
御をブロック222に移行する。
かが配線不良を報告しているか否かを判断し、もし、不
良が報告されている場合には、その処理は終了し、そう
ではなく、何の不良も報告されていなければ、制御は、
ブロック220に移行する。ブロック220は、バス30の回線
をリンキングデバイスの28通信回線（即ち、通信スタッ
クの104内の物理層）に再接続する。この接続の結果と
して、電力がフィールドデバイス22〜26に供給され、フ
ィールドデバイス22〜26とコントローラ18との間のFiel
dbus通信が再開し得る。ブロック220は、それから、制
御をブロック222に移行する。
【００５６】ブロック222は、バス30の「＋」信号線と
「−」信号線との間のDC電圧を測定し、もし測定したDC
電圧が18.6VDCと19.4VDCとの間にあれば、制御をブロッ
ク226に移行し、そうでなければ、制御を224に移行す
る。ブロック224は、配線不良をシステムレベルのユー
ザに報告し、バス30上に供給されている電力が範囲外で
あると指摘する。ブロック224は、それから、制御をブ
ロック226に移行する。
「−」信号線との間のDC電圧を測定し、もし測定したDC
電圧が18.6VDCと19.4VDCとの間にあれば、制御をブロッ
ク226に移行し、そうでなければ、制御を224に移行す
る。ブロック224は、配線不良をシステムレベルのユー
ザに報告し、バス30上に供給されている電力が範囲外で
あると指摘する。ブロック224は、それから、制御をブ
ロック226に移行する。
【００５７】ブロック226は、「＋」信号線と「−」信
号線との間のピークツーピーク電圧を測定し、もし測定
したピークツーピーク電圧が500mVと900mVとの間なら
ば、その処理は停止する。そうでなければ、ブロック22
6は、制御をブロック228に移行する。ブロック228は、
配線不良をシステムレベルのユーザに報告し、バス30上
の信号強度が不十分であると指摘する。公知のように、
セグメントプロトコルバス上の不十分な信号は、過度の
バス長（即ち、配線長）、そのセグメント上で接続され
る過度の数のデバイス、及び／又は不十分な信号駆動を
有する一又は複数のフィールドデバイスを引き起こす結
果となる。勿論、セグメント上の過度の数のターミネー
タは、また、信号強度を500mVより下にする原因になり
得る。しかしながら、ブロック210に関連して記述され
る容量試験は不適切に停止されたセグメントバスを明確
に識別するのに用いられてもよい。ブロック228が任意
の配線不良を報告した後で、その処理は終了する。
号線との間のピークツーピーク電圧を測定し、もし測定
したピークツーピーク電圧が500mVと900mVとの間なら
ば、その処理は停止する。そうでなければ、ブロック22
6は、制御をブロック228に移行する。ブロック228は、
配線不良をシステムレベルのユーザに報告し、バス30上
の信号強度が不十分であると指摘する。公知のように、
セグメントプロトコルバス上の不十分な信号は、過度の
バス長（即ち、配線長）、そのセグメント上で接続され
る過度の数のデバイス、及び／又は不十分な信号駆動を
有する一又は複数のフィールドデバイスを引き起こす結
果となる。勿論、セグメント上の過度の数のターミネー
タは、また、信号強度を500mVより下にする原因になり
得る。しかしながら、ブロック210に関連して記述され
る容量試験は不適切に停止されたセグメントバスを明確
に識別するのに用いられてもよい。ブロック228が任意
の配線不良を報告した後で、その処理は終了する。
【００５８】図５は、図１及び図２に示されたリンキン
グデバイス28がセグメントプロトコルバス配線不良を検
出、診断、及び報告するのに用いられ得るもう一つの方
法を示している例示のフローチャートである。ブロック
300は、バス30上に致命的な通信不良が発生しているか
否かを判断する。致命的な通信不良には、セグメントプ
ロトコルバス上のフィールドデバイスを適切に相互動作
することを妨げる不良が含まれる。致命的な通信不良
は、実際の通信（その通信のタイミング）をリンクアク
ティブスケジュール内に記憶されているスケジュールさ
れた通信と比較することにより検出されてもよい。例え
ば、もし或るデバイスがリンクアクティブスケジュール
に基づいてスケジュールされた時間での通信に失敗した
場合には、ブロック300は、致命的な通信不良が発生し
たと判断し得る。もし致命的な通信不良が発生した場合
には、制御は、ブロック302に移行する。ブロック302
は、致命的な通信エラーをシステムレベルのユーザにパ
ブリッシュし、ブロック302は、それから、制御をブロ
ック304に移行する。ブロック304は、通信不良診断手順
を呼び出す。例えば、ブロック304は、図４Ａ及び図４
Ｂに示されている手順を呼び出してもよく、それによ
り、その通信問題が配線関係の問題の結果なのかをシス
テムユーザが判断することを可能にしている。
グデバイス28がセグメントプロトコルバス配線不良を検
出、診断、及び報告するのに用いられ得るもう一つの方
法を示している例示のフローチャートである。ブロック
300は、バス30上に致命的な通信不良が発生しているか
否かを判断する。致命的な通信不良には、セグメントプ
ロトコルバス上のフィールドデバイスを適切に相互動作
することを妨げる不良が含まれる。致命的な通信不良
は、実際の通信（その通信のタイミング）をリンクアク
ティブスケジュール内に記憶されているスケジュールさ
れた通信と比較することにより検出されてもよい。例え
ば、もし或るデバイスがリンクアクティブスケジュール
に基づいてスケジュールされた時間での通信に失敗した
場合には、ブロック300は、致命的な通信不良が発生し
たと判断し得る。もし致命的な通信不良が発生した場合
には、制御は、ブロック302に移行する。ブロック302
は、致命的な通信エラーをシステムレベルのユーザにパ
ブリッシュし、ブロック302は、それから、制御をブロ
ック304に移行する。ブロック304は、通信不良診断手順
を呼び出す。例えば、ブロック304は、図４Ａ及び図４
Ｂに示されている手順を呼び出してもよく、それによ
り、その通信問題が配線関係の問題の結果なのかをシス
テムユーザが判断することを可能にしている。
【００５９】もしブロック300が致命的な通信エラーを
検出しなかった場合には、制御は、ブロック306に移行
する。ブロック306は、バス30上の雑音レベルを測定
し、その測定された雑音レベルを所定の閾値と比較す
る。もし測定された雑音レベルが所定の閾値よりも大き
い場合には、制御は、ブロック308に移行し、そうでな
ければ、制御は、ブロック310に移行する。ブロック308
は、システムレベルのユーザに過度の雑音がバス30上に
存在すると報告し、それから、制御をブロック310に移
行する。
検出しなかった場合には、制御は、ブロック306に移行
する。ブロック306は、バス30上の雑音レベルを測定
し、その測定された雑音レベルを所定の閾値と比較す
る。もし測定された雑音レベルが所定の閾値よりも大き
い場合には、制御は、ブロック308に移行し、そうでな
ければ、制御は、ブロック310に移行する。ブロック308
は、システムレベルのユーザに過度の雑音がバス30上に
存在すると報告し、それから、制御をブロック310に移
行する。
【００６０】ブロック310は、バス30の「＋」信号線と
「−」信号線とに亘る信号レベル（例えば、ピークツー
ピーク電圧）を測定し、その測定された信号レベルを所
定の数値範囲と比較する。もし測定された信号レベルが
所定の数値範囲外にある場合には、制御は、ブロック31
2に移行し、そうでなければ、制御は、ブロック300に戻
る。ブロック312は、測定された信号レベルが所定範囲
外にあるとシステムレベルのユーザに報告し、それから
制御をブロック300に戻す。
「−」信号線とに亘る信号レベル（例えば、ピークツー
ピーク電圧）を測定し、その測定された信号レベルを所
定の数値範囲と比較する。もし測定された信号レベルが
所定の数値範囲外にある場合には、制御は、ブロック31
2に移行し、そうでなければ、制御は、ブロック300に戻
る。ブロック312は、測定された信号レベルが所定範囲
外にあるとシステムレベルのユーザに報告し、それから
制御をブロック300に戻す。
【００６１】図４Ａ及び図４Ｂに関連して例示として上
述された配線不良検出、診断、及び報告技術は、システ
ム10（図１）の通信の間、用いてもよく、それにより現
場の技術者が物理的にバス30の配線又はシステム10内の
他の任意のセグメントプロトコルバスの配線を調査する
必要性をなくす。換言すれば、システム10は、ユーザイ
ンタフェース12，14の一つに配置されたユーザにより経
済的な方法で指令されてもよい。更に、システム配線統
合チェックの技術が、システム10の動作の間、自動的に
及び／又はシステムオペレータの要請かのどちらか又は
それらの両方で、周期的に発動されてもよい。また更
に、本文で記述される配線不良、診断、及び報告技術
は、図５に例示として示されるように、検出された通信
不良に応答して自動的に実行されてもよい。
述された配線不良検出、診断、及び報告技術は、システ
ム10（図１）の通信の間、用いてもよく、それにより現
場の技術者が物理的にバス30の配線又はシステム10内の
他の任意のセグメントプロトコルバスの配線を調査する
必要性をなくす。換言すれば、システム10は、ユーザイ
ンタフェース12，14の一つに配置されたユーザにより経
済的な方法で指令されてもよい。更に、システム配線統
合チェックの技術が、システム10の動作の間、自動的に
及び／又はシステムオペレータの要請かのどちらか又は
それらの両方で、周期的に発動されてもよい。また更
に、本文で記述される配線不良、診断、及び報告技術
は、図５に例示として示されるように、検出された通信
不良に応答して自動的に実行されてもよい。
【００６２】もしソフトウェア内に実現されれば、本文
で説明された機能ブロック及びプロセス制御ルーチン
は、任意のコンピュータ読み取り可能メモリ（例えば、
コンピュータ，コントローラ，及びフィールドデバイス
等の磁気ディスク，レーザディスク，又はROM若しくはR
OM内の記憶媒体）に記憶してもよい。同様に、このソフ
トウェアは、ユーザ又はデバイスに、公知の又は所望の
搬送方法で搬送してもよく、例えば電話回線及びインタ
ーネット等のような通信チャネルが含まれる。
で説明された機能ブロック及びプロセス制御ルーチン
は、任意のコンピュータ読み取り可能メモリ（例えば、
コンピュータ，コントローラ，及びフィールドデバイス
等の磁気ディスク，レーザディスク，又はROM若しくはR
OM内の記憶媒体）に記憶してもよい。同様に、このソフ
トウェアは、ユーザ又はデバイスに、公知の又は所望の
搬送方法で搬送してもよく、例えば電話回線及びインタ
ーネット等のような通信チャネルが含まれる。
【００６３】配線不良検出、診断、及び報告技術は、分
散型プロセス制御システムの一又は複数のリンキングデ
バイス内で一体化されるように本文において記述されて
いるが、この技術は、それに代わって、携帯型デバイス
内で実施されてもよい。そのような携帯型デバイスは、
配線不良診断マネージャ126及び配線不良検出部128の特
徴及び機能を携帯型ユニットに組み込むことにより実現
されてもよく、該携帯型ユニットは、現場の技術者によ
り携帯され得、例えば、セグメントプロトコルバスにロ
ーカル接続され、それにより、配線不良がそのセグメン
トプロトコルバス上に存在するか否かを判断し得る。
散型プロセス制御システムの一又は複数のリンキングデ
バイス内で一体化されるように本文において記述されて
いるが、この技術は、それに代わって、携帯型デバイス
内で実施されてもよい。そのような携帯型デバイスは、
配線不良診断マネージャ126及び配線不良検出部128の特
徴及び機能を携帯型ユニットに組み込むことにより実現
されてもよく、該携帯型ユニットは、現場の技術者によ
り携帯され得、例えば、セグメントプロトコルバスにロ
ーカル接続され、それにより、配線不良がそのセグメン
トプロトコルバス上に存在するか否かを判断し得る。
【００６４】図６は、携帯型配線不良検出及び診断デバ
イス400の例示の模式的ブロック図である。図６に示さ
れるように、携帯型配線不良検出及び診断デバイス400
は、配線不良診断マネージャ126及び配線不良検出部128
を備えており、それらは、図２及び図３に関連して上に
記述されている。そのデバイス400は、更に、メモリ402
と、そのメモリ404に通信可能に結合されたプロセッサ4
04と、ディスプレイ406と、キーパッド408と、電源410
とを備えている。
イス400の例示の模式的ブロック図である。図６に示さ
れるように、携帯型配線不良検出及び診断デバイス400
は、配線不良診断マネージャ126及び配線不良検出部128
を備えており、それらは、図２及び図３に関連して上に
記述されている。そのデバイス400は、更に、メモリ402
と、そのメモリ404に通信可能に結合されたプロセッサ4
04と、ディスプレイ406と、キーパッド408と、電源410
とを備えている。
【００６５】配線診断マネージャ126及び配線不良検出
部128は、配線不良がシステムレベルのユーザインタフ
ェースに必ず報告されるわけではないという点を除い
て、一般的に、上述されたように機能する。代わりに、
配線不良情報は、ディスプレイ406内にグラフィック及
び／又はテキスト情報として表示される。ユーザは、特
定の試験シーケンスを要求してもよく、メモリ406に記
憶された情報を検索してもよく、又はキーパッド408を
用いて試験パラメータ等を入力若しくは変更してもよ
い。好ましくは、しかし必ずしも必要ではないが、電源
410は、バッテリを備えており、その結果、バス30は、
試験される各セグメントの近くのローカル電源を必要と
することなく試験することができ得る。動作において、
現場の技術者は、デバイス400を配線不良を有すると疑
われているセグメント、又は指令される必要のある任意
のセグメントに接続し、所望の試験シーケンスを呼び出
してもよい。
部128は、配線不良がシステムレベルのユーザインタフ
ェースに必ず報告されるわけではないという点を除い
て、一般的に、上述されたように機能する。代わりに、
配線不良情報は、ディスプレイ406内にグラフィック及
び／又はテキスト情報として表示される。ユーザは、特
定の試験シーケンスを要求してもよく、メモリ406に記
憶された情報を検索してもよく、又はキーパッド408を
用いて試験パラメータ等を入力若しくは変更してもよ
い。好ましくは、しかし必ずしも必要ではないが、電源
410は、バッテリを備えており、その結果、バス30は、
試験される各セグメントの近くのローカル電源を必要と
することなく試験することができ得る。動作において、
現場の技術者は、デバイス400を配線不良を有すると疑
われているセグメント、又は指令される必要のある任意
のセグメントに接続し、所望の試験シーケンスを呼び出
してもよい。
【００６６】本発明は、特定の例を引用して記述されて
おり、それは例示だけを意図するものであり本発明を限
定するものではないが、変更、追加、又は削除が、本発
明の精神及び範疇から逸脱することなく、開示された実
施の形態に対して加えられてもよいことは、当業者にと
って自明のことである。
おり、それは例示だけを意図するものであり本発明を限
定するものではないが、変更、追加、又は削除が、本発
明の精神及び範疇から逸脱することなく、開示された実
施の形態に対して加えられてもよいことは、当業者にと
って自明のことである。
【図１】 セグメントプロトコルバス配線不良を検出
し、診断し、及び報告するリンキングデバイスを有する
例示のプロセス制御システムの模式的ブロック図であ
る。
し、診断し、及び報告するリンキングデバイスを有する
例示のプロセス制御システムの模式的ブロック図であ
る。
【図２】 図１に示されたリンキングデバイスの更に詳
細な例示ブロック図である。
細な例示ブロック図である。
【図３】 図２に示された配線障害検出ユニットの更に
詳細な例示ブロック図である。
詳細な例示ブロック図である。
【図４Ａ】 図１及び図２に示されたリンキングデバイ
スがセグメントプロトコルバス配線不良を検出し、診断
し、及び報告するのに用いられ得る一つの方法を示した
例示のフローチャートである。
スがセグメントプロトコルバス配線不良を検出し、診断
し、及び報告するのに用いられ得る一つの方法を示した
例示のフローチャートである。
【図４Ｂ】 図１及び図２に示されたリンキングデバイ
スがセグメントプロトコルバス配線不良を検出し、診断
し、及び報告するのに用いられ得る一つの方法を示した
例示のフローチャートである。
スがセグメントプロトコルバス配線不良を検出し、診断
し、及び報告するのに用いられ得る一つの方法を示した
例示のフローチャートである。
【図５】 図１及び図２に示されたリンキングデバイス
がセグメントプロトコルバス配線不良を検出し、診断
し、及び報告するのに用いられ得るもう一つの方法を示
した例示のフローチャートである。
がセグメントプロトコルバス配線不良を検出し、診断
し、及び報告するのに用いられ得るもう一つの方法を示
した例示のフローチャートである。
【図６】 携帯型配線不良検出及び診断デバイスの例示
の模式的ブロック図である。
の模式的ブロック図である。
10 プロセス制御システム
12，14 ユーザインタフェース
16 データストレージ
18 コントローラ
20 システムレベルデータバス
22，24，26 スマートフィールドデバイス
28 リンキングデバイス
30 非独自のプロトコルデータバス
100 機能ブロック
126 配線不良診断マネージャ
128 配線不良検出部
152 測定ブロック
156 LED
400 携帯型配線不良検出及び診断デバイス
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ボンウェル， スティーブン ディー.
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 マーシャル， マイケル エル.
アメリカ合衆国 78626 テキサス ジョ
ージタウン イーストヴュー ドライブ
350
Ｆターム(参考） 5H223 BB01 CC01 CC09 DD03 EE11
Claims (28)
- 【請求項１】 プロトコルバスに通信可能に結合される
複数のスマートフィールドデバイスを備えたプロセス制
御システム内で利用する配線不良を検出するシステムで
あって、 前記プロトコルバスに結合するように構成され、該プロ
トコルバスに関連する電気特性を測定する配線不良検出
部と、 該配線不良検出部に通信可能に結合され、測定された電
気特性を利用して配線不良の種類を判定する配線不良診
断マネージャとを備えることを特徴とするシステム。 - 【請求項２】 コントローラが前記複数のスマートフィ
ールドデバイスと通信することを可能にするリンキング
デバイスを更に備え、前記配線不良検出部は、前記リン
キングデバイス内にあることを特徴とする請求項１記載
のシステム。 - 【請求項３】 前記配線不良診断マネージャは、前記リ
ンキングデバイス内にあることを特徴とする請求項２記
載のシステム。 - 【請求項４】 前記配線不良検出部及び前記配線不良診
断マネージャは、前記プロトコルバスにローカル結合す
るように構成された携帯型ユニット内にあることを特徴
とする請求項１記載のシステム。 - 【請求項５】 前記携帯型ユニットは、 メモリと、 該メモリに通信可能に結合されるプロセッサと、 配線不良情報を表示するように構成され、前記プロセッ
サと通信可能に結合されるディスプレイと、 前記プロセッサと通信可能に結合されるキーパッドと、 前記携帯型ユニットに電力を供給する電源とを備えるこ
とを特徴とする請求項４記載のシステム。 - 【請求項６】 前記配線不良検出部は、信号切換え部と
該信号切換え部に結合される複数の測定ブロックとを備
えることを特徴とする請求項１記載のシステム。 - 【請求項７】 前記信号切換え部は、前記プロトコルバ
スに結合され、該プロトコルバスの信号線を前記複数の
測定ブロックの一つに結合するように構成されることを
特徴とする請求項６記載のシステム。 - 【請求項８】 前記信号切換え部は、前記プロトコルバ
スの信号線を通信回路から切断するように更に構成され
ることを特徴とする請求項７記載のシステム。 - 【請求項９】 前記信号切換え部は、前記配線不良診断
マネージャにより送信される信号に応答することを特徴
とする請求項６記載のシステム。 - 【請求項１０】 前記複数の測定ブロックは、オーム計
ブロック、電圧計ブロック、信号生成ブロック、雑音計
ブロック、アース不良検出器ブロック、及び容量計ブロ
ックの一つを有することを特徴とする請求項６記載のシ
ステム。 - 【請求項１１】 前記配線不良の種類は、短絡回路、開
回路、アース不良、不適切なターミネーション、不十分
な信号強度、質の悪いアース接続、及び不適切な供給電
圧の一つであることを特徴とする請求項１記載のシステ
ム。 - 【請求項１２】 ユーザインタフェース、プロトコルバ
ス、複数の測定ブロック、及び信号切換え部を有する配
線不良検出部と、配線不良診断マネージャとを備えたプ
ロセス制御システム内で利用する配線不良を検出する方
法であって、 前記プロトコルバスの信号線を前記複数の測定ブロック
の一つに接続するステップと、 前記複数の測定ブロックの一つを利用して前記プロトコ
ルバスに関連する電気特性を測定するステップと、 測定された電気特性を前記配線不良診断マネージャに送
信するステップと、 測定された電気特性に基づいて前記配線不良の種類を判
定するステップと、 前記ユーザインタフェースに前記配線不良の種類を自動
的に報告するステップとを有することを特徴とする方
法。 - 【請求項１３】 前記複数の測定ブロックの一つに前記
プロトコルバスの信号線を接続するステップは、オーム
計ブロック、電圧計ブロック、信号生成ブロック、雑音
計ブロック、アース不良検出器ブロック、及び容量計ブ
ロックの一つに、前記信号線を接続するステップを有す
ることを特徴とする請求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 前記複数の測定ブロックの一つに前記
プロトコルバスの信号線を接続するステップは、前記配
線不良診断マネージャからの信号に応答して、前記複数
の測定ブロックの一つに前記信号線を接続するステップ
を有することを特徴とする請求項１２記載の方法。 - 【請求項１５】 前記複数の測定ブロックの一つを利用
して前記プロトコルバスに関連する電気特性を測定する
ステップは、通信回路から前記プロトコルバスの信号線
を切断するステップを有することを特徴とする請求項１
２記載の方法。 - 【請求項１６】 前記プロトコルバスに関連する電気特
性を測定するステップは、抵抗、容量、信号振幅、雑音
レベル、及び電源電圧の一つを測定するステップを有す
ることを特徴とする請求項１２記載の方法。 - 【請求項１７】 測定された電気特性に基づいて前記配
線不良の種類を判定するステップは、測定された電気特
性を前記配線不良に関連する所定値と比較するステップ
を有することを特徴とする請求項１２記載の方法。 - 【請求項１８】 測定された電気特性を前記所定値と比
較するステップは、短絡回路、開回路、アース不良、不
適切なターミネーション、不十分な信号強度、質の悪い
アース接続、及び不適切な供給電圧の一つに関連する所
定値を利用するステップを有することを特徴とする請求
項１７記載の方法。 - 【請求項１９】 前記ユーザインタフェースに前記配線
不良の種類を自動的に報告するステップは、コントロー
ラを介して前記ユーザインタフェースに配線不良情報を
送信するステップを有することを特徴とする請求項１２
記載の方法。 - 【請求項２０】 ユーザインタフェースと、コントロー
ラと、プロトコルバスと、プロセッサと、複数の測定ブ
ロックを有する配線不良検出部と、信号切換え部とを備
えたプロセス制御システム内で利用する配線不良を検出
するシステムであって、 コンピュータ読み取り可能媒体と、 該コンピュータ読み取り可能な媒体上に記憶されると共
に前記プロセッサにより実行されるように構成され、前
記配線不良検出部に前記プロトコルバスの信号線を前記
複数の測定ブロックの一つと接続させる第１のルーチン
と、 前記コンピュータ読み取り可能な媒体上に記憶されると
共に前記プロセッサにより実行されるように構成され、
前記配線不良検出部に前記複数の測定ブロックの一つを
利用して前記プロトコルバスに関連する電気特性を測定
させる第２のルーチンと、 前記コンピュータ読み取り可能な媒体上に記憶されると
共に前記プロセッサにより実行されるように構成され、
測定された電気特性に基づいて前記配線不良の種類を判
定する第３のルーチンと、 前記コンピュータ読み取り可能な媒体上に記憶されると
共に前記プロセッサにより実行されるように構成され、
前記ユーザインタフェースに前記配線不良の種類を自動
的に報告する第４のルーチンとを備えることを特徴とす
るシステム。 - 【請求項２１】 前記第２のルーチンは、前記配線不良
検出部に通信回路から前記プロトコルバスの信号線を切
断するように更に構成されることを特徴とする請求項２
０記載のシステム。 - 【請求項２２】 前記第２のルーチンは、電気抵抗、電
気容量、信号振幅、雑音レベル、及び電源電圧の一つを
測定するように更に構成されることを特徴とする請求項
２０記載のシステム。 - 【請求項２３】 前記第３のルーチンは、測定された電
気特性を前記配線不良に関連する所定値と比較するよう
に更に構成されることを特徴とする請求項２０記載のシ
ステム。 - 【請求項２４】 前記第３のルーチンは、短絡回路、開
回路、アース不良、不適切なターミネーション、不十分
な信号強度、質の悪いアース接続、及び不適切な供給電
圧の一つに関連する所定値を利用するように更に構成さ
れることを特徴とする請求項２３記載のシステム。 - 【請求項２５】 コントローラ及びプロトコルバスを備
えたプロセス制御システム内で利用する配線不良を検出
するシステムであって、 前記コントローラに通信可能に結合され、前記プロトコ
ルバスに結合されるように構成された複数の測定ブロッ
クを備え、 前記コントローラは、前記プロトコルバスに前記複数の
測定ブロックの一つを接続するようにプログラムされ、
前記配線不良を検出することを特徴とするシステム。 - 【請求項２６】 前記複数の測定ブロックは、オーム計
ブロック、電圧計ブロック、信号生成ブロック、雑音計
ブロック、アース不良検出器ブロック、及び容量計ブロ
ックの一つを有することを特徴とする請求項２５記載の
システム。 - 【請求項２７】 前記複数の測定ブロックは、リンキン
グデバイス内にあることを特徴とする請求項２５記載の
システム。 - 【請求項２８】 前記配線不良は、短絡回路、開回路、
アース不良、不適切なターミネーション、不十分な信号
強度、質の悪いアース接続、及び不適切な供給電圧の一
つであることを特徴とする請求項２５記載のシステム。
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