JP2017515418A - 独立した基礎ネットワークにマップされた論理モデルを提供するゲートウェイ - Google Patents

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Abstract

装置は、第１のプロトコルを使用して第１の産業プロセス制御ネットワーク（１０３）を介して通信するように構成された第１のインターフェース（２０６）を含む。本装置はまた、第２のプロトコルを使用して第２の産業プロセス制御ネットワーク（１１０）を介して通信するように構成された第２のインターフェース（２０８）を含む。本装置はさらに、第３のネットワーク（１０６）を介して少なくとも１つの監視デバイス（１１２、１１４、１１６、１１８、１２０）と通信するように構成された第３のインターフェース（２０４）を含む。加えて、本装置は、第１のプロトコルを使用するプロセス制御デバイス（１０２）の第２のプロトコルを使用するプロセス制御デバイス（１０２’）への移行中に、第１の及び第２の産業プロセス制御ネットワークに結合されたプロセス制御デバイス（１０２、１０２’）に少なくとも１つの監視デバイスの同時アクセスを提供するように構成された、少なくとも１つの処理デバイス（２１４）を含む。

Description

[0001]本開示は、概して、産業プロセス制御及び自動化システムに関する。より詳細には、本開示は、独立した基礎ネットワークにマップされた論理モデルを提供するゲートウェイに関する。
[0002]産業プロセス制御及び自動化システムは、大規模で複雑な産業プロセスを自動化するためにしばしば使用される。これらのタイプの制御及び自動化システムは、通常、センサ、アクチュエータ、及びコントローラを含む。コントローラは、通常、測定結果をセンサから受信し、アクチュエータのための制御信号を生成する。
[0003]制御及び自動化システム内の既存のレガシーコントローラが、その「寿命の終わり」に近づく場合、新しいタイプのコントローラが、システムにインストールされる必要がある。しかし、新しいタイプのコントローラが、置き換えられるレガシーコントローラとかなり異なる場合、新しいタイプのコントローラのインストールは、より高レベルのコントローラ、ヒューマンマシンインターフェース、又は、他の構成要素への大幅な修正を必要とし得る。
[0004]コントローラの切替えの１つの以前の手法は、古いネットワークに接続された１つ又は複数のレガシーデバイスの新しいネットワークに接続された置換デバイスへのカットオーバの実行を伴う。この手法は、産業用施設（又は、その一部）がある期間シャットダウンすることを必要とする。この手法はまた、カスタム作成されたユーザインターフェース及びレガシーデバイスと使用される制御アプリケーションの置換を必要とし得る。これは、その施設の運営者に重大な金銭的損失を与え得る。
[0005]本開示は、独立した基礎ネットワークにマップされた論理モデルを提供するゲートウェイを提供する。
[0006]第１の実施形態では、装置は、第１のプロトコルを使用して第１の産業プロセス制御ネットワークを介して通信するように構成された第１のインターフェースを含む。本装置はまた、第２のプロトコルを使用して第２の産業プロセス制御ネットワークを介して通信するように構成された第２のインターフェースを含む。本装置はさらに、第３のネットワークを介して少なくとも１つの監視デバイスと通信するように構成された第３のインターフェースを含む。加えて、本装置は、第１のプロトコルを使用するプロセス制御デバイスの第２のプロトコルを使用するプロセス制御デバイスへの移行中に第１の及び第２の産業プロセス制御ネットワークに結合されたプロセス制御デバイスに少なくとも１つの監視デバイスの同時アクセスを提供するように構成された少なくとも１つの処理デバイスを含む。
[0007]第２の実施形態では、方法は、第１のインターフェースを介して第１のプロトコルを使用して第１の産業プロセス制御ネットワークを介して通信するステップを含む。本方法はまた、第２のインターフェースを介して第２のプロトコルを使用して第２の産業プロセス制御ネットワークを介して通信するステップを含む。本方法はさらに、第３のインターフェースを介して第３のネットワークを介して少なくとも１つの監視デバイスと通信するステップを含む。加えて、本方法は、第１のプロトコルを使用するプロセス制御デバイスの第２のプロトコルを使用するプロセス制御デバイスへの移行中に第１の及び第２の産業プロセス制御ネットワークに結合されたプロセス制御デバイスに少なくとも１つの監視デバイスの同時アクセスを提供するステップを含む。
[0008]第３の実施形態では、非一時的コンピュータ可読媒体が、コンピュータプログラムを実施する。本コンピュータプログラムは、第１のインターフェースを介して第１のプロトコルを使用する第１の産業プロセス制御ネットワークを介する通信を開始するためのコンピュータ可読プログラムコードを含む。本コンピュータプログラムはまた、第２のインターフェースを介して第２のプロトコルを使用する第２の産業プロセス制御ネットワークを介する通信を開始するためのコンピュータ可読プログラムコードを含む。本コンピュータプログラムはさらに、第３のインターフェースを介する第３のネットワークを介する少なくとも１つの監視デバイスとの通信を開始するためのコンピュータ可読プログラムコードを含む。加えて、本コンピュータプログラムは、第１のプロトコルを使用するプロセス制御デバイスの第２のプロトコルを使用するプロセス制御デバイスへの移行中に第１の及び第２の産業プロセス制御ネットワークに結合されたプロセス制御デバイスに少なくとも１つの監視デバイスの同時アクセスを提供するためのコンピュータ可読プログラムコードを含む。
[0009]他の技術的特徴は、以下の図面、説明、及び、特許請求の範囲から当業者には容易に明らかとなり得る。
[0010]本開示をより完全に理解するために、ここで、以下のような添付の図面と併せて、以下の説明が参照される。
[0011]本開示による産業プロセス制御及び自動化システムにおけるレガシーデバイスから新しいデバイスへの例示的移行を示す図である。 [0012]本開示によるレガシーデバイスから新しいデバイスへの移行をサポートする例示的ゲートウェイ及び関連する詳細を示す図である。 本開示によるレガシーデバイスから新しいデバイスへの移行をサポートする例示的ゲートウェイ及び関連する詳細を示す図である。 本開示によるレガシーデバイスから新しいデバイスへの移行をサポートする例示的ゲートウェイ及び関連する詳細を示す図である。 [0013]本開示によるレガシーデバイスから新しいデバイスへの移行をサポートする例示的グラフィカルユーザインターフェースを示す図である。 本開示によるレガシーデバイスから新しいデバイスへの移行をサポートする例示的グラフィカルユーザインターフェースを示す図である。 [0014]本開示によるレガシーデバイスから新しいデバイスへの移行をサポートするための例示的方法を示す図である。 本開示によるレガシーデバイスから新しいデバイスへの移行をサポートするための例示的方法を示す図である。 本開示によるレガシーデバイスから新しいデバイスへの移行をサポートするための例示的方法を示す図である。 本開示によるレガシーデバイスから新しいデバイスへの移行をサポートするための例示的方法を示す図である。
[0015]以下に論じられる、図１から１０、及び、本特許文書において本発明の原理を説明するために使用される様々な実施形態は、単に例示であり、如何なる方法でも本発明の範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。本発明の原理は、任意のタイプの適切に配置されたデバイス又はシステムにおいて実装され得ることが、当業者には理解されよう。
[0016]以下の説明では、レガシーデバイスから新しいデバイスへの移行をサポートするゲートウェイが、説明される。「レガシー」デバイスは、より最新の、より高度な、又は他のデバイスによって置き換えられるデバイスを示す。「レガシー」プロトコルは、レガシーデバイスによって使用されるプロトコルを示し、「レガシー」インターフェースは、レガシープロトコルの使用をサポートするインターフェースを示し、「レガシー」ネットワークは、レガシープロトコルの使用をサポートするネットワークを示す。「新しい」又は「高度な」デバイスは、レガシーデバイスに置き換わるデバイスを示す。「高度な」プロトコルは、新しい又は高度なデバイスによって使用されるプロトコルを示し、「高度な」インターフェースは、高度なプロトコルの使用をサポートするインターフェースを示し、「高度な」ネットワークは、高度なプロトコルの使用をサポートするネットワークを示す。「移行」及び「置換」という用語（及びそれらの派生語）は、レガシーデバイスを参照して使用されるとき、レガシーデバイスの新しい又は高度なデバイスとの物理的置換と、新しい又は高度なデバイスの１つ又は複数の特徴を有するようにするためのレガシーデバイスの更新との両方を含むことに留意されたい。
[0017]ゲートウェイは、しばしば、プロセス制御及び自動化システムにおける新しい又は高度なプロセスコントローラとのレガシープロセスコントローラの置換をサポートするものとして以下に説明されるが、ゲートウェイは、単にプロセスコントローラとの使用に限定されない。そうではなくて、ゲートウェイは、任意の数及びタイプの新しい又は高度なデバイスで置き換えられる任意の数及びタイプのレガシーデバイスと使用され得る。また、この機能の具体的一例として、ゲートウェイは、しばしば、ＥＸＰＥＲＩＯＮ対応デバイスとのＨＩＷＡＹ対応デバイスの置換並びにＦＡＵＬＴ ＴＯＬＥＲＡＮＴ ＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）（ＦＴＥ）ネットワークを介するエミュレートＨＩＷＡＹプロトコル（ｅｍｕｌａｔｅｄ ＨＩＷＡＹ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の任意選択の使用をサポートするものとして以下に説明される（ＨＩＷＡＹ、ＥＸＰＥＲＩＯＮ、及びＦＡＵＬＴ ＴＯＬＥＲＡＮＴ ＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）は、ＨＯＮＥＹＷＥＬＬ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＩＮＣ．又はその子会社によって開発された）。これらの特定のプロトコルは、単に例である。本特許文書で開示されるゲートウェイは、概して、任意の適切な新しい又は高度なデバイスとの任意の適切なレガシーデバイスの置換をサポートする。さらに、本特許文書で開示されるゲートウェイは、インターネットプロトコル（ＩＰ）ベースのネットワーク又は他の高度なネットワークを介する任意の適切なレガシープロトコルのエミュレーションを任意でサポートし得る。
[0018]図１は、本開示による産業プロセス制御及び自動化システム１００におけるレガシーデバイスから新しいデバイスへの例示的移行を示す。図１に示すように、システム１００は、制御及び自動化システム内の「レベル１」コントローラネットワーク内に存在する又はその一部を形成するとしばしば言われる１つ又は複数のレガシーコントローラ１０２を含む。各レガシーコントローラ１０２は、産業プロセスシステムにおいて１つ又は複数の特徴を制御することが可能である。プロセスシステムは、一般に、何らかの形で１つ又は複数の製品又は他の材料を処理するように構成された任意のシステム又はその部分を表す。たとえば、レガシーコントローラ１０２は、１つ又は複数のセンサから測定結果を受信し、その測定結果を使用して１つ又は複数のアクチュエータを制御することができる。各レガシーコントローラ１０２は、システム１００において置換されることになるコントローラを表す。
[0019]レガシーコントローラ１０２は、少なくとも１つのレガシーゲートウェイ１０４とレガシーネットワーク１０３を介して通信する。レガシーネットワーク１０３は、レガシープロトコルを使用するレガシーコントローラ１０２とのインタラクションをサポートする１つ又は複数の通信経路を表す。いくつかの実施形態では、レガシーネットワーク１０３は、ＨＩＷＡＹネットワークなどの同軸ネットワークを表し得る。しかし、レガシーネットワーク１０３は、任意の他の適切なレガシー産業プロセス制御ネットワークを表し得る。
[0020]レガシーコントローラ１０２は、レガシーゲートウェイ１０４を介してより高いレベルのデバイス及びシステムと通信する。本例では、各レガシーゲートウェイ１０４は、レガシーネットワーク１０３とローカル制御ネットワーク（ＬＣＮ）などの監視ネットワーク１０６との間の通信を円滑化する。各レガシーゲートウェイ１０４は、監視ネットワークを介する１つ又は複数のレガシーデバイスとの通信を円滑化する任意の適切な構造を含む。監視ネットワーク１０６は、より高いレベルのプロセス制御及び自動化デバイス及びシステムの間の通信を円滑化するネットワークを表す。
[0021]特定の実施形態では、レガシーコントローラ１０２は、ＨＯＮＥＹＷＥＬＬ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＩＮＣ．のＴＤＣ２０００デバイスなど、ＨＩＷＡＹコントローラ及びＰＲＯＣＥＳＳ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＵＮＩＴ（ＰＩＵ）デバイスを表す。これらのタイプのデバイスは、通常、レガシーゲートウェイ１０４によってサポートされるＨＩＷＡＹプロトコルを使用する「データハイウェイ（ｄａｔａ ｈｉｗａｙ）」を介して通信する。レガシーゲートウェイ１０４は、そのプロトコルと監視ネットワーク１０６によって使用されるプロトコルとの変換を行う。
[0022]システム１００はまた、高度な制御ネットワーク１１０を介して通信する１つ又は複数の高度なコントローラ１０８を含む。高度なコントローラ１０８は、レガシーコントローラ１０２よりも新しい、技術的に高度な、又は機能豊富なコントローラを表す。同様に、制御ネットワーク１１０は、ＩＰベースのネットワークなど、制御情報を移送するためのより新しい、より技術的に高度な、又はより機能豊富なネットワークを表し得る。特定の実施形態では、高度なコントローラ１０８は、ＨＯＮＥＹＷＥＬＬ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＩＮＣ．のＣ３００コントローラを表し得、制御ネットワーク１１０は、ＦＴＥ又は他の冗長ＩＰベースのネットワークを表し得る。
[0023]システム１００内の様々な他の構成要素は、広範囲のプロセス制御及び自動化関連機能をサポートする。たとえば、１つ又は複数のオペレータコンソール１１２が、システム１００とインタラクションするためにオペレータによって使用され得る。少なくとも１つの監視コントローラ１１４及び少なくとも１つのサーバ１１６は、システム１００においてより高いレベルの制御を実現する。たとえば、監視コントローラ１１４及び／又はサーバ１１６は、より高度なプランニング又はスケジューリング動作を実行する、より高いレベルの制御戦略を実行する、又は他の機能を実行することができる。少なくとも１つのアプリケーション処理プラットフォーム１１８が、システム１００において様々な手続きを自動化するために使用され得る。少なくとも１つのヒストリアン（ｈｉｓｔｏｒｉａｎ）１２０が、時間とともにシステム１００の動作に関連するデータを収集及び記憶するために使用され得る。これらの構成要素のうちの様々なものが、制御及び自動化システムにおいて「レベル２」監視ネットワーク内に存在する又は「レベル２」監視ネットワークの一部を形成するとしばしば言われる。
[0024]各オペレータコンソール１１２は、ＨＯＮＥＹＷＥＬＬ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＩＮＣ．のＥＸＰＥＲＩＯＮ ＳＴＡＴＩＯＮ ＴＰＳなど、オペレータ介入を円滑化するための任意の適切な構造体を含む。各コントローラ１１４は、ＨＯＮＥＹＷＥＬＬ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＩＮＣ．のＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＣＯＮＴＲＯＬ ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ−ＴＰＳ（ＡＣＥ−Ｔ）ノードなど、監視制御を行うための任意の適切な構造体を含む。各サーバ１１６は、ＨＯＮＥＹＷＥＬＬ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＩＮＣ．のＥＸＰＥＲＩＯＮ ＳＥＲＶＥＲ ＴＰＳ（又は、そのようなサーバの冗長ペア）などの任意の適切なコンピューティングデバイスを表す。各アプリケーション処理プラットフォーム１１８は、ＨＯＮＥＹＷＥＬＬ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＩＮＣ．のＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＭＯＤＵＬＥ（ＡＭ）など、自動化手続きを実行するための任意の適切な構造体を含む。各ヒストリアン１２０は、ＨＯＮＥＹＷＥＬＬ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＩＮＣ．のＨＩＳＴＯＲＹ ＭＯＤＵＬＥ（ＨＭ）など、データを記憶するための任意の適切な構造体を含む。
[0025]図１に示すように、レガシーコントローラ１０２が、高度なコントローラ１０２’で置き換えられる。これは、たとえば、レガシーコントローラ１０２がそれらの「寿命の終わり」に達し、もはや販売業者又は製造業者によってサポートされないときに、生じ得る。さらに、レガシーゲートウェイ１０４が、レガシーコントローラ１０２から高度なコントローラ１０２’への移行をサポートする（以下に説明するように）ジャンクションゲートウェイ１０４’で置き換えられる。
[0026]レガシーコントローラの置換の１つの従来の手法は、「リップアンドリプレイス（ｒｉｐ ａｎｄ ｒｅｐｌａｃｅ）」であり、それによると、施設又はその一部が単純にシャットダウンされ、レガシーコントローラが新しいコントローラで置き換えられる。しかし、この手法は、施設停止の時間及び関連する金銭的損失を必要とする。さらに、レガシーコントローラ１０２は、レガシーコントローラ１０２に関わる多数の手続きを通常実装するアプリケーション処理プラットフォーム１１８など、より高いレベルの構成要素を使用してしばしば管理される。結果として、レガシーコントローラ１０２の単純な置換が、アプリケーション処理プラットフォーム１１８によって実行される手続きを更新する又は監視コントローラ１１４にそれらの手続きを移行するための大量の作業を必要とすることになる。加えて、オペレータは、オペレータコンソール１１２で提供されるインターフェースを介してレガシーコントローラ１０２としばしばインタラクションする。「リップアンドリプレイス」技法は、通常、オペレータコンソール１１２によってサポートされるインターフェースの更新及び置換を必要とし、監視ネットワーク１０６全体及び接続されたすべてのデバイスの置換を実際には必要とし得る。
[0027]本開示によれば、ジャンクションゲートウェイ１０４’は、レガシーコントローラ１０２の使用と高度なコントローラ１０２’の使用との間の改良された遷移をサポートする。以下で詳しく説明するように、ジャンクションゲートウェイ１０４’は、レガシーコントローラ１０２（レガシーネットワーク１０３を介して）及び高度なコントローラ１０２’（制御ネットワーク１１０を介して）の両方に接続され得る。これは、高度なコントローラ１０２’がインストールされる、作動させられる、及びオンラインにされる間に、レガシーコントローラ１０２がオンラインで動作可能なままであり続けることを可能にする。高度なコントローラ１０２’の動作の準備が整った後は、プロセスシステムの制御は、レガシーコントローラ１０２から高度なコントローラ１０２’に移され得る。これは、プロセスシステムの一部又はすべてのシャットダウンの回避を助け、高度なコントローラ１０２’がそれらをアクティブ制御動作に置く前に正しく動作していることをオペレータが確認することを可能にする。
[0028]ジャンクションゲートウェイ１０４’はまた、制御ネットワーク１１０を介して少なくとも１つのレガシープロトコルをエミュレートする、又は他の方法でサポートすることができる。たとえば、ジャンクションゲートウェイ１０４’は、ＦＴＥ又は他の高度な制御ネットワーク１１０を介してレガシーコントローラ１０２によって使用されるＨＩＷＡＹプロトコルをエミュレートするように構成され得る。これは、高度なコントローラ１０２’が、レガシーコントローラ１０２によって使用されるレガシープロトコルをサポートするかのように、いくつかのより高いレベルのデバイス（構成要素１１８〜１２０など）がゲートウェイ１０４’を介して高度なコントローラ１０２’とインタラクションすることを可能にする。これはまた、他のより高いレベルのデバイス（構成要素１１２〜１１６など）がゲートウェイ１０４’を使用することなしにネットワーク１１０を介して高度なコントローラ１０２’とインタラクションすることを可能にする。特定の一例として、ジャンクションゲートウェイ１０４’は、より高いレベルのデバイスから要求を受信し、要求を高度なコントローラ１０２’に分散させ、レガシープロトコルに準拠するフォーマットで応答を集め、コンパイルされた応答をより高いレベルのデバイスに提出することができる。
[0029]これらの技法を使用し、ジャンクションゲートウェイ１０４’は、レガシーコントローラ１０２が、産業プロセスシステムの一部又はすべてのシャットダウンの必要なしに高度なコントローラ１０２’と置き換えられることを可能にする。さらに、ジャンクションゲートウェイ１０４’は、高度なコントローラ１０２’が、プロセスシステムの制御を中断することなしにオンラインにされることを可能にし、高度なコントローラ１０２’が、レガシーコントローラ１０２の制御動作を妨げることなしにインストール、作動、及びテストされることを可能にする。さらに、ジャンクションゲートウェイ１０４’は、レガシープロトコルをまだ使用するより高いレベルの構成要素、及び、高度なプロトコルを使用するより高いレベルの構成要素の両方と高度なコントローラ１０２’が使用されることを可能にし得る。これは、アプリケーション処理プラットフォーム１１８によって実行される手続き及びオペレータコンソール１１２によってサポートされるインターフェースを更新又は移行する必要性を低減する又はなくすることができる。
[0030]加えて、これらの技法を使用し、レガシーコントローラ１０２の置換をレベル２デバイス又はシステムなどの構成要素の置換と「切り離す」ことが可能である。結果として、レベル２デバイス又はシステムは、レガシーコントローラ１０２と同時に又は異なるときに置き換えられ得る。たとえば、ほとんどの又はすべてのレベル２デバイス又はシステムは、高度なコントローラ１０２’での動作を継続することができ、要求通りに速く又は遅く置き換えられ得る。これは、レガシーコントローラ１０２の置換のコストの低減を助け、費用がより長い時間に亘り分散されることを可能にする。
[0031]ジャンクションゲートウェイ１０４’に関する例示的詳細が、以下に提供される。システム１００は、任意の数のレガシーコントローラ１０２又は他のレガシーデバイスの高度なコントローラ１０２’又は他の高度なデバイスへの移行をサポートするために、任意の数のジャンクションゲートウェイ１０４’を含み得ることに留意されたい。
[0032]図１は、産業プロセス制御及び自動化システム１００におけるレガシーデバイスから新しいデバイスへの移行の一例を示すが、様々な変更が、図１に行われ得る。たとえば、図１の様々な構成要素は、組み合わされる、さらに細かく分割する、移動する、又は省略することができ、追加の構成要素が、個々のニーズに応じて追加され得る。また、システム１００は、任意の数の、図１に示される各構成要素を含み得る。制御及び自動化システムは、様々な構成で現われ、図１は、本開示の範囲を任意の特定の構成に限定しない。加えて、図１に示される構成要素１１２〜１２０は、システム内に存在し得、レガシーコントローラ１０２及び高度なコントローラ１０２’とインタラクションし得るより高いレベルの構成要素のタイプの例にすぎない。他の又は追加のより高いレベルの構成要素もまた、使用され得る。
[0033]図２から４は、本開示によるレガシーデバイスから新しいデバイスへの移行をサポートする例示的ゲートウェイ１０４’ 及び関連する詳細を示す。説明を容易にするために、図２から４のゲートウェイ１０４’は、図１のシステム１００において使用されるものとして説明される。ゲートウェイ１０４’は、任意の適切なレガシーデバイスから任意の適切な高度なデバイスへの移行をサポートするために、任意の他の適切なシステムにおいて使用され得る。
[0034]図２に示すように、ゲートウェイ１０４’は、ハウジング２０２を含む。ハウジング２０２は、概して、ゲートウェイ１０４’の他の構成要素を保護する、入れる、又は保持する構造体を示す。ハウジング２０２は、ゲートウェイの他の構成要素がその中に配置され得る任意の適切な構造体を含む。ハウジング２０２はまた、任意の適切な材料から任意の適切な形で形成され得る。特定の実施形態では、ハウジング２０２は、その中にプリント基板（ＰＣＢ）カードが挿入され得、バックプレーン又は他の構造体に結合され得るシャーシを含む。
[0035]ゲートウェイ１０４’はまた、３つのインターフェース２０４〜２０８を含む。インターフェース２０４は、監視ネットワーク１０６を介して通信をサポートする。たとえば、インターフェース２０４は、少なくとも１つの標準又は専用プロトコルを使用して、監視ネットワーク１０６に結合された様々な構成要素１１２〜１２０からデータを受信し得、そこにデータを送信し得る。
[0036]インターフェース２０６は、レガシーネットワーク１０３に結合され得るレガシー通信リンク２１０を介する通信をサポートする。レガシー通信リンク２１０は、１つ又は複数のレガシーコントローラ１０２と通信するために使用される通信リンクを表す。特定の実施形態では、レガシー通信リンク２１０は、ＨＩＷＡＹコントローラ及びＰＩＵデバイスとの通信をサポートする。
[0037]インターフェース２０８は、高度な通信リンク２１２を介する通信をサポートする。通信リンク２１２は、高度な制御ネットワーク１１０を介して通信するために使用される通信リンクを表し得、それらの通信は、レガシーコントローラ１０２によって使用されるレガシープロトコルのエミュレーションを介して任意で行われ得る（しかし、これは必ずしも必要とされない）。特定の実施形態では、通信リンク２１２は、ＦＴＥ又は他のＩＰベースのネットワークを介するエミュレートＨＩＷＡＹプロトコルを使用する通信をサポートする。
[0038]とりわけ、ゲートウェイ１０４’は、監視ネットワーク１０６、制御ネットワーク１１０、及びレガシーネットワーク１０３によって使用されるプロトコルの間で変換を行うことができる。これは、高度なコントローラ１０２’がインストールされ、作動させられ、オンラインにされる間に、レガシーコントローラ１０２が使用されることを可能にする。これは、任意で、エミュレートされたプロトコルを使用する高度なコントローラ１０２’への及び高度なコントローラ１０２’からの通信を可能にすることができ、それにより、レガシープロトコルをまだ使用する又はレガシープロトコルに依存するより高いレベルのデバイスは、高度なコントローラ１０２’とのインタラクションを継続することができる。
[0039]ゲートウェイ１０４’はまた、少なくとも１つの処理デバイス２１４及び少なくとも１つのメモリ２１６を含む。処理デバイス２１４は、ゲートウェイ１０４’の動作全体を制御する。たとえば、処理デバイス２１４は、インターフェース２０４〜２０８の動作を制御して、それにより、ゲートウェイ１０４’によるデータの送信及び受信を制御することができる。処理デバイス２１４はまた、任意の翻訳、又は、異なるインターフェース２０４〜２０８の間のデータの流れをサポートするために必要とされる他の動作をサポートすることができる。たとえば、処理デバイス２１４は、特定のコントローラがどのように連絡をとられ、適切なインターフェース２０６〜２０８を介するコントローラへの及びコントローラからの通信を開始するかを決定することができる。特定の一例として、処理デバイス２１４は、要求及び応答の「分散／収集」をサポートすることができ、すなわち、処理デバイス２１４は、１つ又は複数のデバイス（レガシー及び／又は高度なデバイス）に要求を送信し（分散させ）、要求への応答を集め（収集し）、応答を監視ネットワーク１０６を介する送信のために適切なフォーマットに組み合わせることができる。
[0040]処理デバイス２１４は、１つ又は複数の処理又はコンピューティングデバイスなど、ゲートウェイの動作を実行又は制御するための任意の適切な構造体を含む。特定の例として、処理デバイス２１４は、少なくとも１つのマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、特定用途向け集積回路、又は個別論理素子を含み得る。
[0041]メモリ２１６は、ゲートウェイ１０４’によって使用、生成、又は収集される命令又はデータを記憶する。たとえば、メモリ２１６は、処理デバイス２１４によって実行されるソフトウェア又はファームウェア命令を記憶することができる。メモリ２１６はまた、１つのインターフェース２０４〜２０８を介して受信された、別のインターフェース２０４〜２０８を介して送信されることになる、データを記憶することができる。メモリ２１６は、少なくとも１つのランダムアクセスメモリ及び少なくとも１つのフラッシュ又は他の読取り専用メモリなど、任意の適切な揮発性及び／又は不揮発性記憶及び検索デバイスを含む。
[0042]特定の実施形態では、インターフェース２０４は、監視ネットワーク１０６を介する適切なインタラクションをサポートするためにカードのファームウェアに修正が行われた、ＨＯＮＥＹＷＥＬＬ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＩＮＣ．のＫ４ＬＣＮインターフェースカードを表し得る。処理デバイス２１４及びメモリ２１６は、Ｋ４ＬＣＮインターフェースカードに存在し得る。また、特定の実施形態では、インターフェース２０６は、ＨＯＮＥＹＷＥＬＬ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＩＮＣ．のＤＡＴＡ ＨＩＧＨＷＡＹ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ（ＤＨＩ）カードを表し得る。さらに、特定の実施形態では、インターフェース２０８は、ＥＮＨＡＮＣＥＤ ＨＩＷＡＹ ＢＲＩＤＧＥ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ（ＥＨＢＩ）として知られ得る、ＦＴＥ又は他のＩＰベースのネットワークを介するＨＩＷＡＹプロトコルをエミュレートするように設計されたファームウェアを有するインターフェースカードを表し得る。
[0043]バス２１８は、インターフェース２０４〜２０８、処理デバイス２１４、及びメモリ２１６など、ゲートウェイ１０４’の他の構成要素の間の通信をサポートする。バス２１８は、ゲートウェイにおいてデータ又は他の信号を移送するための任意の適切な通信経路を表す。
[0044]インターフェース２０６〜２０８の両方を提供することによって、ゲートウェイ１０４’は、レガシーネットワーク１０３及び高度な制御ネットワーク１１０の両方を介する通信をサポートすることができる。さらに、単一のインターフェース２０４を使用することによって、ゲートウェイ１０４’は、監視ネットワーク１０６上の単一の論理ＨＩＷＡＹデバイス（又は、別のレガシープロトコルに準拠するデバイス）として現われ得る。それにより、ゲートウェイ１０４’は、より高いレベルの構成要素に対して監視ネットワーク１０６上の適切なデバイスとして見えるままで、レガシーコントローラ１０２及び高度なコントローラ１０２’の両方との通信を可能にする。
[0045]図３は、ゲートウェイ１０４’の１つの例示的使用法を示す。図３では、長方形は、制御及び自動化システム１００のサブシステムを示すために使用される。実線は、サブシステム間のデータ／情報の流れを示し、破線は、サブシステム間の論理関係を示す。長円形は、例示的使用事例、すなわち、ゲートウェイ１０４’が使用され得る例示的方法、を表す。この特定の例では、置き換えられるレガシーデバイスは、ＨＩＷＡＹデバイスを表し、高度なデバイスは、Ｃ３００コントローラを表し、ネットワーク１１０は、ＦＴＥネットワークを表す。これは単に例示であり、他のタイプのコントローラ及びネットワークが使用され得る。
[0046]図３では、ＬＣＮデータエンティティビルダ（ＤＥＢ）３０２は、レガシーコントローラで工学的構成を実行するためなど、レガシーコントローラ１０２を構成及び管理するために使用されるアプリケーションを表す。構成要素３０４〜３１４は、監視ネットワーク１０６を介してゲートウェイ１０４’とインタラクションすることができるシステム１００のサブシステムを表す。アプリケーション３０４は、ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＭＯＤＵＬＥ又は他のアプリケーション処理プラットフォーム１１８で実行され得るアプリケーションを示す。ネイティブウィンドウ３０６、グローバルユーザステーション（ＧＵＳ）ディスプレイ３０８、ＨＭＩＷＥＢディスプレイ３１０、及び通知ディスプレイ３１２は、異なるタイプのオペレータコンソール１１２を介してオペレータにディスプレイを提示するアプリケーションを表す。ディスプレイ３０６〜３１０は、プロセスシステムに関連するある種の変数への変更を行うためにオペレータによって使用され得、ディスプレイ３１２は、様々な通知に確認応答又は応答するためにオペレータによって使用され得る。アプリケーション３１４は、ＡＣＥ−Ｔノード又は他の監視コントローラ１１４で実行され得るアプリケーションを示す。
[0047]制御ビルダ３１６は、高度なコントローラ１０２’を構成及び管理するために使用され得る。制御ビルダ３１６は、たとえば、ＨＩＷＡＹ ＧＡＴＥＷＡＹ（ＨＧ）制御ポイントを適切な制御実行環境（ＣＥＥ）エミュレーションに変換するために、１人又は複数のアプリケーションエンジニアによって使用され得る。制御ビルダ３１６はまた、ゲートウェイ１０４’及び高度なコントローラ１０２’においてインターフェース２０８を構成するために、１人又は複数のシステムエンジニアによって使用され得る。
[0048]図３に示すように、異なるタイプの情報が、異なるタイプのネットワークを介して図３の構成要素の間で交換され得る。たとえば、ゲートウェイ１０４’は、レガシーネットワーク１０３を介してレガシーコントローラ１０２とＨＩＷＡＹメッセージを交換することができる。ゲートウェイ１０４’はまた、ネットワーク１１０を介して高度なコントローラ１０２’とエミュレートされたＨＩＷＡＹメッセージを交換することができる。ゲートウェイ１０４’はさらに、監視ネットワーク１０６を介して構成要素３０４〜３１２と、ゲートウェイパラメータ、並びにイベント開始処理（ｅｖｅｎｔ ｉｎｉｔｉａｔｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ：ＥＩＰ）イベントを交換することができる。加えて、ゲートウェイ１０４’は、制御ネットワーク１１０を介して通知ディスプレイ３１２とプロセスアラームを、制御ビルダ３１６と構成データを交換することができる。さらに、高度なコントローラ１０２’は、通知ディスプレイ３１２にイベントを通信し、制御ネットワーク１１０を介して制御ビルダ３１６と構成データを交換することができる。
[0049]前述のように、ゲートウェイ１０４’の１つの用途は、産業プロセスシステムの一部又はすべてのシャットダウンの必要なしにレガシーコントローラ１０２から高度なコントローラ１０２’への移行を円滑に進めることである。これは、特に、ゲートウェイ１０４’を介するレガシーコントローラ１０２及び高度なコントローラ１０２’への同時アクセスを使用して達成され得る。さらに、より高いレベルのデバイスが、高度なコントローラ１０２’がレガシープロトコルをサポートするという仮定の下に動作を継続し得るように、レベル１及びレベル２デバイスの移行の切り離しが、特に、ゲートウェイ１０４’によるレガシープロトコル（ＨＩＷＡＹプロトコルなど）のエミュレーションを使用してサポートされ得る。結果として、レベル１レガシーデバイス（レガシーコントローラ１０２など）は、レベル２構成要素への何らかの修正があるかをあまり必要とせずに、高度なデバイス（高度なコントローラ１０２’など）に移行され得る。レベル２構成要素は、レベル１構成要素と同時に移行することができ、又は、任意の所望の長さの時間が、レベル２構成要素が移行されるまでに経過し得る。
[0050]さらに、レガシーコントローラ１０２及び高度なコントローラ１０２’への同時アクセスは、コントローラの高速カットオーバ及び長期に亘るカットオーバの両方をサポートする。ゲートウェイ１０４’の使用は、高度なコントローラ１０２’がインストール、作動、及びテストされる間に、レガシーコントローラ１０２がプロセスシステムを制御するために使用されることを可能にする。これは、様々な要因に応じて、短期間又は長期間に亘り生じ得る。高度なコントローラ１０２’の動作が、満足のいくものであると判定された後は、高度なコントローラ１０２’は、制御動作にされ得、一方、レガシーコントローラ１０２は、スタンバイモードにされる。高度なコントローラ１０２’が、期待通りに実行する場合、レガシーコントローラ１０２は、停止させられ、システムから取り除かれ得る。高度なコントローラ１０２’が、期待通りに実行しない場合、レガシーコントローラ１０２は、アクティブ動作に戻され得る。
[0051]加えて、レガシーコントローラ１０２の高度なコントローラ１０２’への移行は、１つのレガシーコントローラ１０２又は同時にレガシーコントローラ１０２のサブセットをなど、付加的に生じることが可能である。したがって、レガシーコントローラ１０２及び高度なコントローラ１０２’の両方がシステム１００において制御アクションを実行する時間が存在し得る。ゲートウェイ１０４’は、両方のタイプのコントローラとの通信が同時に生じ得ることを確保するのを助けることによって、そのような付加的移行をサポートする。
[0052]この特定の実施形態では、ゲートウェイ１０４’は、ＦＴＥ制御ネットワーク１１０を介するエミュレートＨＩＷＡＹプロトコルの使用をサポートする。これは、たとえば、制御ネットワーク１１０を介してＣ３００高度なコントローラ１０２’と通信するために行われ得る。この手法では、ゲートウェイ１０４’は、ＨＩＷＡＹプロトコルの使用をエミュレートするが、データは、ＩＰベースのデータパケットを使用してネットワーク１１０を介して移送される。
[0053]前述のように、ゲートウェイ１０４’は、要求の「分散」及び応答の「収集」をサポートする。たとえば、処理デバイス２１４は、インターフェース２０４を介して要求を受信し、コントローラを識別して要求を受信することができる。処理デバイス２１４は、次いで、インターフェース２０６〜２０８のうちの１つ又は複数を介して１つ又は複数のコントローラに要求を「分散」させることができる。使用される正確なインターフェース２０６〜２０８は、どのコントローラがその要求を受信する必要があるか、及び、どの「ボックスネットワーク状況」が、その要求を受信するためのコントローラのものであるかに応じて決まり得る。いくつかの実施形態では、ボックスネットワーク状況は、コントローラがＨＩＷＡＹデバイス（レガシーコントローラのための）かイーサネット（登録商標）デバイス（高度なコントローラのための）かを示し得る。レガシーネットワーク１０３を介して送信される場合、要求は、標準レガシープロトコルに従い得る。制御ネットワーク１１０を介して送信される場合、処理デバイス２１４は、任意で、ＩＰベースのメッセージを使用してレガシープロトコルをエミュレートし得る。いずれの場合にも、適切なコントローラ１０２、１０２’が、標準ＨＩＷＡＹ応答を介して又は標準ＨＩＷＡＹ応答の内容を含むＩＰベースの応答を介してなど、要求を受信する及び応答することができる。処理デバイス２１４は、次いで、適切なコントローラから１つ又は複数の応答を「収集」し、その応答を監視ネットワーク１０６を介する通信のための適切なフォーマットにすることができる。
[0054]図４は、レガシープロトコルのエミュレート又は他の方法でのサポートに関する例示的詳細を示す。具体的には、図４は、異なるデバイスによって使用される例示的制御プロトコル４０２〜４０６を示す。第１のプロトコル４０２は、ＨＩＷＡＹデバイス（レガシーコントローラ１０２など）によって使用される。「ボックス」は、特定のデバイスを示し、「スロット」は、特定のメモリロケーションを定義し、「サブスロット」は、スロットの特定の部分を定義し得、「変数」は、スロットに記憶された値を定義する。「ボックススロット」は、アルゴリズム固有の特性ではなくてボックス全体の特性を説明するレガシーコントローラ内に存在するすべてのデータの論理グループ化を示し、「アルゴリズムスロット」は、レガシーコントローラによって実行され得る特定のアルゴリズムを示す。
[0055]第２のプロトコル４０４は、様々な監視デバイスによって使用される。「ノード」は、特定のデバイスを示し、「ポイント」及び「パラメータ」（「ポイントパラメータ」としばしば称される）は、識別されたデバイス内の特定の値を示す。第３のプロトコル４０６は、ＥＸＰＥＲＩＯＮデバイスによって使用される。「プラットフォーム」は、特定のデバイスを示し、「モジュール」、「ブロック」、及び「パラメータ」は、識別されたデバイス内の特定の値を示す。
[0056]高度なコントローラ１０２’又はゲートウェイ１０４’は、これらの様々なプロトコル４０２〜４０６の使用をサポートする。たとえば、プロトコル４０２は、レガシーコントローラ１０２と通信するために使用することができ、プロトコル４０４は、構成要素１１８〜１２０などのより高いレベルの構成要素と通信するために使用することができ、プロトコル４０６は、構成要素１１２〜１１６などのより高いレベルの構成要素と通信するために使用することができる。
[0057]これらのプロトコルが使用され得る様々な方法が存在することに留意されたい。たとえば、第１の手法では、ＨＩＷＡＹアルゴリズム又は他のレガシーアルゴリズムのエミュレーションが、最初のＨＩＷＡＹ又は他のレガシーオブジェクトと一致するデータ及びメッセージングを提示する高度なコントローラ１１０において作成され得る。第２の手法では、ＨＩＷＡＹ又は他のレガシーアルゴリズムは、高度なコントローラ１１０に移植することができ、リホストされたアルゴリズムは、それらがレガシーネットワークで行った通りにそれらの最初のデータ及びメッセージを提示することができる。第３の手法では、ゲートウェイ１０４’が、高度なコントローラ１１０にネイティブのデータ及びメッセージを受信し、監視ネットワーク１０６で予期されるフォーマットでそのデータ及びメッセージを提示することができるように、翻訳機能が、ジャンクションゲートウェイ１０４’によってサポートされ得る。第４の手法では、ジャンクションゲートウェイ１０４’が、その移行が、コントローラ又はそれのアルゴリズムを全く変更することなしにそれのネットワークインターフェースをレガシーネットワークから高度なネットワークに変更するステップを含む、コントローラを介して使用される。この第４の手法では、レガシーコントローラによって使用されるアプリケーションプロトコルは、変更されず、高度なネットワークにおいて使用されるプロトコルによってラップされ得る。
[0058]図２から４は、レガシーデバイスから新しいデバイスへの移行をサポートするゲートウェイ１０４’の一例及び関連する詳細を示すが、様々な変更が、図２から４に行われ得る。たとえば、図２に示される機能的分割は、単に例示である。図２の様々な構成要素は、組み合わせる、さらに分割する、移動する、又は省略することができ、追加の構成要素が、個々のニーズに応じて追加され得る。特定の一例として、処理デバイス２１４及びメモリ２１６は、１つの、いくつかの、又はすべてのインターフェース２０４〜２０８と同じＰＣＢカード又は他の基板上に配置され得る。また、図３及び４に示される特定のプロトコル及び使用事例は、単に例である。ゲートウェイ１０４’は、他の又は追加のプロトコルの使用をサポートすることができ、ゲートウェイ１０４’は、任意の他の適切な形で使用され得る。
[0059]図５及び６は、本開示によるレガシーデバイスから新しいデバイスへの移行をサポートする例示的グラフィカルユーザインターフェースを示す。図５では、グラフィカルユーザインターフェース５００は、ゲートウェイ１０４’に結合された「ボックス（ＢＯＸ）」のリスト５０２を提示する。ここで、ボックスは、レガシーデバイス、高度なデバイス、又はそれらの組合せを含み得る。リスト５０２で識別される各デバイスについて、インターフェース５００は、そのデバイスの数、タイプ及び状況を識別する。インターフェース５００はまた、レガシーデバイスと高度なデバイスとを区別するために、識別子５０４を使用する。識別子５０４は、前述のボックスネットワーク状況を表すために使用され得る。ここで、識別子５０４は、デバイスが、イーサネット（登録商標）（「Ｅ」ｔｈｅｒｎｅｔ）ネットワークに結合される又はエミュレートされた（「Ｅ」ｍｕｌａｔｅｄ）インターフェースを使用することを示し得る、文字「Ｅ」を表す。しかし、任意の他の適切な識別子が、レガシーデバイスと高度なデバイスとを区別するために使用され得る。また、カラーコーディングなど、テキストの識別子以外の機構が、レガシーデバイスと高度なデバイスとを区別するために使用され得る。
[0060]図５では、オペレータは、「１２」の番号を付されたボックスのコマンドオプションを示すことを選択し、これは、インターフェースにおいてコマンドのリスト５０６をゲートウェイ１０４’に提示させる。インターフェース５００における制御５０８は、インターフェース５００において様々な方法で使用され得る。この場合、制御５０８は、リスト５０６から特定のコマンドを呼び出すために、及び、インターフェース５００における情報の表示を制御するために、使用され得る。
[0061]図６では、グラフィカルユーザインターフェース６００が、レガシーコントローラ１０２の高度なコントローラ１０２’との置換中に使用され得る。図６に示すように、インターフェース６００は、レガシーコントローラ１０２に関連する制御ポイントのリスティング６０２を含む。各制御ポイントは、プロセス変数及びプロセス変数に関連する様々な値に関連付けられる。インターフェース６００はまた、高度なコントローラ１０２’に関連するエミュレートされた制御ポイントのリスティング６０４を含む。
[0062]インターフェース６００は、ワイヤ及び他のデータ接続がレガシーコントローラ１０２から高度なコントローラ１０２’に移動される間に、オペレータに提示され得る。図６に示すように、リスティング６０４内の値は、リスティング６０２内の値と同じ又はほぼ同じである。これは、高度なコントローラ１０２’が、置き換えられるレガシーコントローラ１０２が受信し、生成したのと同じデータを受信し、同じ出力を実質的に生成するように動作することを示す。
[0063]図５及び６は、レガシーデバイスから新しいデバイスへの移行をサポートするグラフィカルユーザインターフェースの例を示すが、様々な変更が、図５及び６に行われ得る。たとえば、これらのインターフェースは、ゲートウェイ１０４’によってサポートされ得る異なるタイプのインターフェースを例示することを単に意図されている。任意の他の又は追加のインターフェースもまた、使用され得る。
[0064]図７から１０は、本開示によるレガシーデバイスから新しいデバイスへの移行をサポートするための例示的方法を示す。説明を容易にするために、図７から１０において本方法は、図１のシステム１００内のゲートウェイ１０４’と使用されるものとして説明される。しかし、本方法は、任意の適切なゲートウェイによって、任意の適切なシステムにおいて、使用され得る。
[0065]図７は、レガシーゲートウェイ１０４をジャンクションゲートウェイ１０４’に移行するための例示的方法７００を示す。この移行は、ジャンクションゲートウェイ１０４’が、レガシーコントローラ１０２から高度なコントローラ１０２’への移行より前にシステム１００において使用可能であるように、生じ得る。以下の論考では、レガシーゲートウェイ１０４は、監視ネットワーク１０６へのインターフェース２０４及びレガシーネットワーク１０３へのインターフェース２０６をサポートするＰＣＢカードを含むと仮定する。また、レガシーゲートウェイ１０４は、冗長ペアで動作し、１つのレガシーゲートウェイ１０４は、１次ゲートウェイとして動作し、もう１つのレガシーゲートウェイ１０４は、１次ゲートウェイが機能しない場合にバックアップ又は２次ゲートウェイとして動作すると仮定する。
[0066]図７に示すように、レガシーゲートウェイのバックアップパートナが、ステップ７０２でシャットダウンされる。これは、たとえば、１次レガシーゲートウェイ１０４が動作を継続し得る間に、職員が２次レガシーゲートウェイ１０４の電源を切ることを含み得る。必要とされるハードウェア／ソフトウェア／ファームウェアが、ステップ７０４でレガシーゲートウェイのバックアップパートナにインストールされる。これは、たとえば、職員が、高度なネットワークを介する通信を可能にする、インターフェース２０８をサポートするＰＣＢカードをインストールするステップを含み得る。これはまた、任意で、職員が、高度なネットワークを介するエミュレートされたプロトコルをサポートするためにインターフェース２０８をプログラムするステップを含み得る。これはさらに、職員が、ゲートウェイ１０４’の所望の動作を実行するために処理デバイス２１４を更新するステップを含み得る。これが完了した後は、レガシーゲートウェイのバックアップパートナは、ステップ７０６で第１のジャンクションゲートウェイとしてオンラインに戻される。これは、たとえば、更新されたゲートウェイを２次的役割で動作する第１のジャンクションゲートウェイ１０４’としてオンラインにするステップを含み得る。
[0067]１次及び２次ゲートウェイは、ステップ７０８で役割をスワップする。すなわち、第２のレガシーゲートウェイ１０４は、２次的役割で動作することを開始することができ、一方、第１のジャンクションゲートウェイ１０４’は、１次的役割で動作することを開始することができる。これは、第１のジャンクションゲートウェイ１０４’の動作が確認された後など、任意の適切なときに生じ得る。この時点で、同じ一般的ステップ７１０〜７１４が、第１のジャンクションゲートウェイ１０４’のバックアップパートナを第２のジャンクションゲートウェイ１０４’に転換するために使用され得る。ステップ７１４の最後に、システム１００において動作する２つのジャンクションゲートウェイ１０４’が存在し、１つは１次モード、１つは２次モードである。ゲートウェイ内の高度なネットワークへのインターフェースが、ステップ７１６で構成される。これは、たとえば、職員が、ジャンクションゲートウェイ１０４’のインターフェース２０８においてＥＸＰＥＲＩＯＮプラットフォームモジュールを構成するステップを含み得る。
[0068]これらのステップの間に、監視ネットワーク１０６から少なくとも１つのゲートウェイ１０４、１０４’を介するレガシーコントローラ１０２への連続的通信経路が存在し得る。結果として、レガシーゲートウェイ１０４からジャンクションゲートウェイ１０４’への移行の間に通信又は制御が失われないことが可能である。ジャンクションゲートウェイ１０４’がシステム１００において使用可能になった（しかし、取得された）後は、レガシーデバイスの高度なデバイスとの置換が、以下に説明するように生じ得る。（ｉ）レガシーゲートウェイ１０４のジャンクションゲートウェイ１０４’への移行と（ｉｉ）レガシーコントローラ１０２の高度なコントローラ１０２’への移行との間には任意の長さの時間が経過し得ることに留意されたい。レガシーデバイスの高度なデバイスへの移行は、単一のジャンクションゲートウェイ１０４’を使用して生じ得ることにも留意されたい。
[0069]図８は、レガシーコントローラ１０２から高度なコントローラ１０２’へのカットオーバを実行するための例示的方法８００を示す。具体的には、方法８００は、プロセスシステムの一部又はすべてのシャットダウンの必要なしにレガシーコントローラ１０２から高度なコントローラ１０２’へのカットオーバを実行するために使用され得る。
[0070]図８に示すように、高度なコントローラが、ステップ８０２で施設においてインストールされる。レガシーコントローラと併せて使用される監視制御及び先進的プロセス制御（ＡＰＣ）機能が、ステップ８０４で非アクティブ化される。これは、たとえば、職員が、１つ又は複数のレベル２構成要素など、制御及び自動化システム１００のより高いレベルの構成要素においてこれらの機能を非アクティブ化するステップを含み得る。
[0071]適切なケーブルが、ステップ８０６で高度なコントローラに配線し直され、制御ループが、ステップ８０８で高度なコントローラにおいて作動させられる。これは、たとえば、職員が、レガシーコントローラ１０２から産業用フィールドデバイスと通信するために以前に使用されたワイヤ又は他の通信経路を切り離し、そのワイヤ又は他の通信経路を高度なコントローラ１０２’に結合するステップを含み得る。ここで配線し直されるケーブルは、現在の制御ループのために必要とされるケーブルを表し得る。これはまた、職員が、レガシーコントローラ１０２によって前に制御された産業プロセスシステムの１つ又は複数の態様を制御するための高度なコントローラ１０２’において適切な制御ループを作成するステップを含み得る。この一環として、職員は、ある種の制御モード又はＨＧポイントを手動モードにセットし得る。いくつかの実施形態では、これはさらに、高度なコントローラ１０２’が、レガシープロトコルをエミュレートする場合に、職員が、高度なコントローラ１０２’にエミュレーション論理をロードするステップを含み得る。しかし、前述のように、プロトコルエミュレーションは、ジャンクションゲートウェイ１０４’によって、又は他の方法で、サポートされ得る。高度なコントローラの出力が、そのプロセスとバランスを取った後は、現在の制御ループは、ステップ８１０で動作させられ得る。
[0072]制御ループのロードを継続するかどうかの決定が、ステップ８１２で行われる。継続する場合、本プロセスは、ステップ８０６に戻る。継続しない場合、高度なコントローラのネットワーク状況は、ステップ８１４で、ジャンクションゲートウェイにおける適切な値にセットされる。これは、たとえば、アプリケーションエンジニアが、レガシーコントローラ１０２に前に関連付けられたボックスネットワーク状況を高度なコントローラ１０２’に関連付けられた新しい値に変更するステップを含み得る。高度なコントローラと併せて使用される監視制御及びＡＰＣ機能は、ステップ８１６で再びアクティブ化される。
[0073]レガシーコントローラ１０２から高度なコントローラ１０２’へのカットオーバの間、図６に示されるものなどのインターフェースが、オペレータに提示され得ることに留意されたい。このインターフェース６００は、高度なコントローラ１０２’が、置き換えられるレガシーコントローラ１０２が受信し、生成したのと、同じデータを受信し、実質的に同じ出力を生成するように動作しているかをオペレータが理解することを可能にする。図８は、ケーブルが高度なコントローラ１０２’に配線し直されるとき、レガシーコントローラ１０２はフィールドデバイスから切り離されると仮定するが、これはそうである必要はないことにも留意されたい。たとえば、高度なコントローラ１０２’は、レガシーコントローラ１０２にフィールドデバイスと並行してワイヤ接続され得る。高度なコントローラ１０２’は、ある特定のフィールドデバイスからデータを受信し、他のフィールドデバイスのための所望の制御信号を識別するように構成され得るが、高度なコントローラ１０２’は、高度なコントローラ１０２’の動作が承認されるまで、それらの制御信号の出力を使用不可にされ得る。その時点で、レガシーコントローラ１０２は、制御信号の出力を使用不可にされ得るが、高度なコントローラ１０２’は、制御信号を出力する。
[0074]図９は、レガシーコントローラ１０２から高度なコントローラ１０２’へのカットオーバを実行するためのもう１つの例示的方法９００を示す。具体的には、方法９００は、プロセスシステムの一部又はすべてのシャットダウン中にレガシーコントローラ１０２から高度なコントローラ１０２’へのカットオーバを実行するために使用され得る。
[0075]図９に示すように、高度なコントローラが、ステップ９０２で施設にインストールされる。レガシーコントローラ内の１つ又は複数の制御ループが、ステップ９０４で作動停止される（ｄｅ−ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｅｄ）。これは、たとえば、職員が、制御ループを取り除き、レガシーコントローラ１０２を非アクティブ化するステップを含み得る。この場合、プロセスシステムの一部又はすべての制御を維持する必要はないので、レガシーコントローラ１０２は、高度なコントローラ１０２’がオンラインにされる前の動作から除外され得る。
[0076]適切なケーブルが、ステップ９０６で高度なコントローラに配線し直され、高度なコントローラが、ステップ９０８でアクティブ化され、１つ又は複数の制御ループが、ステップ９１０で高度なコントローラにおいて作動させられる。これは、たとえば、職員が、レガシーコントローラ１０２から産業用フィールドデバイスと通信するために以前に使用されたワイヤ又は他の通信経路を切り離し、そのワイヤ又は他の通信経路を高度なコントローラ１０２’に結合するステップを含み得る。これはまた、職員が、レガシーコントローラ１０２によって以前に制御された産業プロセスシステムのすべての態様を制御するために高度なコントローラ１０２’において適切な制御ループを作成するステップを含み得る。
[0077]高度なコントローラのネットワーク状況が、ステップ９１２でジャンクションゲートウェイにおいて適切な値にセットされる。これは、たとえば、アプリケーションエンジニアが、レガシーコントローラ１０２に前に関連付けられたボックスネットワーク状況を高度なコントローラ１０２’に関連付けられた新しい値に変更するステップを含み得る。高度なコントローラと併せて使用される監視制御及びＡＰＣ機能が、ステップ９１４で再開される。
[0078]図９では、単一のレガシーコントローラが、プロセスシステムの部分的又は全体的シャットダウン中に置き換えられることに留意されたい。しかし、任意の数のレガシーデバイスが、シャットダウン中に置き換えられ得る。さらに、すべてのレガシーデバイスがシャットダウン中に置き換えられる必要はない。たとえば、レガシーデバイスのサブセットが、シャットダウン中に置き換えられてもよく、１つ又は複数のジャンクションゲートウェイ１０４’が、次いで、レガシーデバイス及び高度なデバイスの両方とのインタラクションを円滑化するために使用され得る。
[0079]図１０は、デバイス移行中又は他のときにレガシーコントローラ１０２及び／又は高度なコントローラ１０２’とのインタラクションをサポートするためにゲートウェイ１０４’によって実行され得る例示的方法１０００を示す。図１０に示すように、ゲートウェイ１０４’は、ステップ１００２で監視ネットワークを介して要求を受信する。これは、たとえば、処理デバイス２１４が、監視ネットワーク１０６及びインターフェース２０４を介してより高いレベルのデバイスから要求を受信するステップを含み得る。
[0080]要求を受信するための１つ又は複数のコントローラが、ステップ１００４で識別される。これは、たとえば、処理デバイス２１４が、受信された要求の内容を使用してどの１つ又は複数のコントローラ１０２、１０２’がその要求を受信することになるかを識別するステップを含み得る。各識別されたコントローラのネットワーク状況が、ステップ１００６で識別される。これは、たとえば、処理デバイス２１４が、各識別されたコントローラのボックスネットワーク状況を使用して、その識別されたコントローラがレガシーネットワークを介して通信するように構成されるか又は高度な制御ネットワークを介して通信するように構成されるかを決定するステップを含み得る。その要求は、識別されたコントローラにステップ１００８で送信（分散）される。これは、たとえば、処理デバイス２１４が、インターフェース２０６を介する任意の識別されたレガシーコントローラ１０２への要求の送信及びインターフェース２０８を介する任意の識別された高度なコントローラ１０２’への要求の送信を開始するステップを含み得る。
[0081]要求に対する１つ又は複数の応答が、ステップ１０１０で、識別されたコントローラから受信される。これは、たとえば、処理デバイス２１４が、インターフェース２０６を介して任意の識別されたレガシーコントローラ１０２から応答を受信するステップ及び任意の識別された高度なコントローラ１０２’からインターフェース２０８を介して応答を受信するステップを含み得る。その応答は、レガシープロトコルに準拠するフォーマットでもよい。ゲートウェイが、ステップ１０１２で応答を適切なフォーマットに組み合せ（必要があれば）、組み合わされた応答をステップ１０１４で監視ネットワークを介して送信する。これは、たとえば、処理デバイス２１４が、ＨＩＷＡＹプロトコルに準拠するフォーマットに任意の応答を組み合わせるステップを含み得る。
[0082]このような方法で、ジャンクションゲートウェイ１０４’は、複数のネットワーク（レガシーネットワーク１０３及び高度なネットワーク１１０）をより高いレベルの構成要素によって期待される同論理表現に事実上マップすることができる。より高いレベルの構成要素の観点からすると、ゲートウェイ１０４’は、ゲートウェイ１０４’がまた高度なプロトコルの使用をサポートし、高度な制御ネットワーク１１０に結合されるという知識を一切持たない状態で、レガシープロトコルをサポートする標準ゲートウェイとして見え得る。
[0083]図７から１０は、レガシーデバイスから新しいデバイスへの移行をサポートするための方法の例を示すが、様々な変更が、図７から１０に行われ得る。たとえば、各図は、一連のステップを示すが、各図中の様々なステップは、オーバラップする、並行して生じる、異なる順序で生じる、又は任意の回数生じることが可能である。さらに、冗長ゲートウェイ１０４’の使用は、高度な制御ネットワークを介するプロトコルエミュレーションの使用のように、任意である。
[0084]いくつかの実施形態では、前述の様々な機能は、コンピュータ可読プログラムコードから形成される及びコンピュータ可読媒体において実施されるコンピュータプログラムによって、実装又はサポートされる。「コンピュータ可読プログラムコード」という語句は、ソースコード、オブジェクトコード、及び実行可能コードを含む、任意のタイプのコンピュータコードを含む。「コンピュータ可読媒体」という語句は、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、又は任意の他のタイプのメモリなど、コンピュータによってアクセスすることができる任意のタイプの媒体を含む。「非一時的」コンピュータ可読媒体は、一時的電気信号又は他の信号を移送するワイヤード、ワイヤレス、光、又は他の通信リンクを除く。非一時的コンピュータ可読媒体は、データが永久に記憶される媒体と、書換え可能光ディスク又は消去可能メモリデバイスなど、データが記憶され、後で上書きされ得る媒体とを含む。
[0085]本特許文書を通して使用されるある特定の単語及び語句の定義を説明することは有利であり得る。「アプリケーション」及び「プログラム」という用語は、１つ又は複数のコンピュータプログラム、ソフトウェア構成要素、命令集合、手続き、機能、オブジェクト、クラス、インスタンス、関連データ、又は、適切なコンピュータコード（ソースコード、オブジェクトコード、又は実行可能コードを含む）での実装のために適合されたその部分を示す。「通信する」という用語、並びにその派生語は、直接通信及び間接通信の両方を包含する。「含む」及び「備える」という用語、並びにそれらの派生語は、制限なしに包含を意味する。「又は」という用語は、包含的であり、及び／又はを意味する。「関連する」という語句、並びにその派生語は、含む、中に含まれる、相互に接続する、包含する、中に包含される、それに又はそれと接続する、それに又はそれと結合する、それと通信可能である、それと連携する、インターリーブする、並列する、それに最も近い、それに又はそれと結び付く、有する、その特性を有する、それと関係のあることなどを意味し得る。「少なくとも１つ」という語句は、項目のリストと使用されるとき、列挙された項目のうちの１つ又は複数の異なる組合せが使用され得ることを意味し、リスト内の１つのみの項目が必要とされ得る。たとえば、「次のうちの少なくとも１つ：Ａ、Ｂ、及びＣ」は、以下の組合せのうちのいずれかを含む：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ａ及びＢ、Ａ及びＣ、Ｂ及びＣ、並びに、Ａ及びＢ及びＣ。
[0086]本開示は、ある特定の実施形態及び一般に関連する方法を説明するが、これらの実施形態及び方法の修正及び置換が、当業者には明らかとなろう。したがって、例示的実施形態の前述の説明は、本開示を定義又は制約しない。他の変更、代替、及び修正もまた、以下の特許請求の範囲によって定義されるような本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなしに起こり得る。

Claims (15)

  1. 第１のプロトコルを使用して第１の産業プロセス制御ネットワーク（１０３）を介して通信するように構成された第１のインターフェース（２０６）と、
    第２のプロトコルを使用して第２の産業プロセス制御ネットワーク（１１０）を介して通信するように構成された第２のインターフェース（２０８）と、
    第３のネットワーク（１０６）を介して少なくとも１つの監視デバイス（１１２、１１４、１１６、１１８、１２０）と通信するように構成された第３のインターフェース（２０４）と、
    前記第１のプロトコルを使用するプロセス制御デバイス（１０２）の前記第２のプロトコルを使用するプロセス制御デバイス（１０２’）への移行中に、前記少なくとも１つの監視デバイスの同時アクセスを、前記第１の及び第２の産業プロセス制御ネットワークに結合されたプロセス制御デバイス（１０２、１０２’）に提供するように構成された少なくとも１つの処理デバイス（２１４）と
    を備える、装置。
  2. 前記第２のインターフェースが、前記第２の産業プロセス制御ネットワークを介して前記第１のプロトコルをエミュレートするように構成された、請求項１に記載の装置。
  3. 前記少なくとも１つの処理デバイスがさらに、すべての前記プロセス制御デバイスを前記第１の産業プロセス制御ネットワークに結合されたデバイスとして見えるようにさせるように構成された、請求項１に記載の装置。
  4. 前記少なくとも１つの処理デバイスがさらに、前記プロセス制御デバイスのうちの少なくとも１つに前記少なくとも１つの監視デバイスによるほぼ連続するアクセスを提供するように構成された、請求項１に記載の装置。
  5. 前記少なくとも１つの処理デバイスが、前記少なくとも１つの監視デバイスからの要求が、指定されたプロセス制御デバイスに前記第１のインターフェースを介して送信されるか前記第２のインターフェースを介して送信されるかを識別するためにネットワーク状況を使用することによって前記ほぼ連続するアクセスを提供するように構成された、請求項４に記載の装置。
  6. 前記少なくとも１つの処理デバイスが、前記第１の産業プロセス制御ネットワークに結合された複数のプロセス制御デバイスが前記第２の産業プロセス制御ネットワークに結合された複数のプロセス制御デバイスに移行されるときに複数のネットワーク状況を追跡するように構成された、請求項５に記載の装置。
  7. 前記第１のインターフェースが、同軸ネットワークを介して通信するように構成され、
    前記第２のインターフェースが、冗長イーサネットネットワークを介して通信するように構成された、
    請求項１に記載の装置。
  8. 第１のインターフェース（２０６）を介して第１のプロトコルを使用して第１の産業プロセス制御ネットワーク（１０３）を介して通信するステップと、
    第２のインターフェース（２０８）を介して第２のプロトコルを使用して第２の産業プロセス制御ネットワーク（１１０）を介して通信するステップと、
    第３のインターフェース（２０４）を介して第３のネットワーク（１０６）を介して少なくとも１つの監視デバイス（１１２、１１４、１１６、１１８、１２０）と通信するステップと、
    前記第１のプロトコルを使用するプロセス制御デバイス（１０２）の前記第２のプロトコルを使用するプロセス制御デバイス（１０２’）への移行中に前記第１の及び第２の産業プロセス制御ネットワークに結合された前記プロセス制御デバイス（１０２、１０２’）に前記少なくとも１つの監視デバイスの同時アクセスを提供するステップと
    を含む、方法。
  9. 前記第２のインターフェースが、前記第２の産業プロセス制御ネットワークを介して前記第１のプロトコルをエミュレートする、請求項８に記載の方法。
  10. すべての前記プロセス制御デバイスを前記第１の産業プロセス制御ネットワークに結合されたデバイスとして見えるようにさせるステップ
    をさらに含む、請求項８に記載の方法。
  11. 前記プロセス制御デバイスのうちの少なくとも１つに前記少なくとも１つの監視デバイスによってほぼ連続するアクセスを提供するステップ
    をさらに含む、請求項８に記載の方法。
  12. 前記第１の産業プロセス制御ネットワークに結合された前記プロセス制御デバイスが、産業プロセスシステムの１つ又は複数の態様を制御するレガシープロセスコントローラを備え、
    前記第２の産業プロセス制御ネットワークに結合された前記プロセス制御デバイスが、前記産業プロセスシステムの前記１つ又は複数の態様を制御する高度なプロセスコントローラを備える、
    請求項１１に記載の方法。
  13. 前記第１の及び第２の産業プロセス制御ネットワークが、レベル１ネットワークを備え、
    前記第３のネットワークが、レベル２ネットワークを備える、
    請求項８に記載の方法。
  14. コンピュータプログラムを実施する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータプログラムが、
    第１のインターフェース（２０６）を介して第１のプロトコルを使用する第１の産業プロセス制御ネットワーク（１０３）を介する通信を開始するステップと、
    第２のインターフェース（２０８）を介して第２のプロトコルを使用する第２の産業プロセス制御ネットワーク（１１０）を介する通信を開始するステップと、
    第３のインターフェース（２０４）を介する第３のネットワーク（１０６）を介する少なくとも１つの監視デバイス（１１２、１１４、１１６、１１８、１２０）との通信を開始するステップと、
    前記第１のプロトコルを使用するプロセス制御デバイス（１０２）の前記第２のプロトコルを使用するプロセス制御デバイス（１０２’）への移行中に前記少なくとも１つの監視デバイスの同時アクセスを前記第１の及び第２の産業プロセス制御ネットワークに結合されたプロセス制御デバイス（１０２、１０２’）に提供するステップと
    のためのコンピュータ可読プログラムコードを含む、非一時的コンピュータ可読媒体。
  15. 前記コンピュータプログラムがさらに、すべての前記プロセス制御デバイスを前記第１の産業プロセス制御ネットワークに結合されたデバイスとして見えるようにさせるためのコンピュータ可読プログラムコードを含み、
    前記コンピュータプログラムがさらに、前記プロセス制御デバイスのうちの少なくとも１つに前記少なくとも１つの監視デバイスによってほぼ連続するアクセスを提供するためのコンピュータ可読プログラムコードを含む、
    請求項１４に記載のコンピュータ可読媒体。
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