JP2018073418A - 分散型マーシャリングアーキテクチャを使用して、プロセス制御システムにおいてフィールドデバイスをコントローラに通信可能に結合するための装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本システムは、ヘッドエンドユニットによって、コントローラ120aと通信するI/Oカード108aに結合される分散型マーシャリングモジュールを含む。分散型マーシャリングモジュールは、フィールドデバイス102aとI/Oカードとの間で信号を変換するそれぞれの電子マーシャリングコンポーネント110aを介して、フィールドデバイスと通信する。分散型マーシャリングモジュールは、リング通信アーキテクチャによってヘッドエンドユニットに結合され、よって、分散型マーシャリングモジュールは、各々を、分散型マーシャリングモジュールが結合されるフィールドデバイスに比較的近接して位置付けることができる。
【選択図】図2A
Description
トローラによって生成されるアラームの確認、人員の訓練またはプロセス制御ソフトウェアの試験の目的でのプロセスの動作のシミュレーション、構成データベースの維持及び更新等の、プロセスの制御及び/またはプロセスプラントの動作に関する機能を、オペレータが行うことを可能にすることができる、アプリケーションを実行する。ハードウェアデバイス、コントローラ、及びフィールドデバイスによって利用されるデータハイウェイとしては、有線通信経路、無線通信経路、または有線通信経路及び無線通信経路の組み合わせが挙げられ得る。
その予想される接続の識別を検査または検証すること、プロセス制御システムまたはプラント内のプロセス制御デバイスを一意的に識別するタグを決定し、提供すること、デバイスのパラメータ、限度等の初期値を設定または構成すること、例えばデバイスに提供される信号を操作し、他の試験を行うことによって、様々な条件下で、デバイスの設置、動作、及び挙動の正確性を検証すること、及び他のコミッショニングアクティビティ及びアクション等の、アクションまたはアクティビティを含み得る。コミッショニング中のデバイス検証は、安全性の理由から、ならびに規制及び品質要件に準拠するために重要である。
に関する知識を必要とする。現在公知のコミッショニング技術において、このような識別及び相互接続の知識またはデータは、一般に、バックエンド環境によってフィールド環境内のコンポーネントに提供される。例えば、バックエンド環境は、制御モジュールにおいて使用されるフィールドデバイスタグを、実際のプラント動作中に制御モジュールによって制御されるフィールドデバイスにダウンロードする。
ル部分に通信可能に接続する第1の通信ポートを含む。また、ヘッドエンドモジュールを第2の分散型マーシャリングモジュール、第1のリングアーキテクチャの第2の分散型マーシャリングモジュールに通信可能に接続する第2の通信ポートも、ヘッドエンドモジュールの一部である。さらに、ヘッドエンドモジュールは、ヘッドエンドモジュールをI/Oカードに通信可能に接続し、これが次に、I/Oカードをコントローラに通信可能に接続する、第3の通信ポートを含む。さらにまた、ヘッドエンドモジュールは、メモリデバイス、及びメモリデバイスに結合されるマイクロプロセッサを含む。第1及び第2の通信ポートの一方または両方を介して、第1及び第2の分散型マーシャリングモジュールに結合されるフィールドデバイスから第1のデータを受信し、受信した第1のデータをメモリデバイスに配置されたデータベースに記憶し、データベースから、受信した第1のデータを取り出し、I/Oカードを介して、取り出した第1のデータをコントローラに伝送し、I/Oカードを介して、コントローラから第2のデータを受信し、第1及び第2の通信ポートの一方または両方を介して、第2のデータをフィールドデバイスの指定されたものに伝送するように構成される。
の通信プロトコル、例えば、Wi−Fiまたは他のIEEE802.11に準拠する無線ローカルエリアネットワークプロトコル、モバイル通信プロトコル(例えば、WiMAX、LTE、もしくは他のITU−R対応プロトコル)、Bluetooth(登録商標)、HART(登録商標)、WirelessHART(登録商標)、Profibus、FOUNDATION(登録商標)フィールドバス等をサポートする、任意の数の他の有線または無線通信リンクの使用等によって、バックボーン10以外の1つ以上の通信ネットワークを使用して無線ゲートウェイ35に通信可能に接続される。
ルーチンと関連付けられるもの等の制御機能、または弁等のいくつかのデバイスの動作を制御して、プロセス制御システム5内のいくつかの物理的機能を行う出力機能、のうちの1つを行う。当然ながら、ハイブリッド及び他の種類の機能ブロックが存在する。機能ブロックは、コントローラ11に記憶され、それによって実行することができ、これは典型的に、これらの機能ブロックが、標準的な4〜20mAデバイス、及びHART(登録商標)デバイス等のある種類のスマートフィールドデバイスに使用されるときに、または該デバイスと関連付けられるときに当てはまり、または機能ブロックは、フィールドデバイス自体に記憶され、それによって実装することができ、これは、FOUNDATION(登録商標)フィールドバスデバイスの場合に当てはまり得る。コントローラ11は、1つ以上の制御ループを実装することができ、機能ブロックのうちの1つ以上を実行することによって行われる、1つ以上の制御ルーチン38を含むことができる。
70を介して通信する。そのような無線フィールドデバイス40〜46は、1つ以上の他のデバイスと、または(例えば、この無線プロトコルまたは別の無線プロトコルを使用して)同じく無線で通信するように構成される、無線ネットワーク70のノードと直接通信することができる。無線で通信するように構成されていない1つ以上の他のノードと通信するために、無線フィールドデバイス40〜46は、プロセス制御データハイウェイ10または別のプロセス制御通信ネットワークに接続される無線ゲートウェイ35を利用することができる。無線ゲートウェイ35は、無線通信ネットワーク70の様々な無線デバイス40〜58へのアクセスを提供する。具体的には、無線ゲートウェイ35は、無線デバイス40〜58と、有線デバイス11〜28と、及び/またはプロセス制御プラント5の他のノードもしくはデバイスとの間の通信可能な結合を提供する。例えば、無線ゲートウェイ35は、プロセス制御データハイウェイ10を使用することによって、及び/またはプロセスプラント5の1つ以上の他の通信ネットワークを使用することによって、通信可能な結合を提供することができる。
Radio communication Sector)互換のプロトコル等のモバイル通信プロトコル、近距離無線通信(NFC)及びBluetooth等の短波長無線通信、または他の無線通信プロトコルといった、他の無線プロトコルを使用して他のデバイスと通信する、1つ以上の他の無線アクセスポイント74を含む。典型的に、そのような無線アクセスポイント74は、ハンドヘルドまたは他のポータブルコンピューティングデバイス(例えば、ユーザインターフェイスデバイス75)が、無線ネットワーク70と異なり、かつ無線ネットワーク70と異なる無線プロトコルをサポートする、それぞれの無線プロセス制御通信ネットワークを通じた通信を可能にする。例えば、無線またはポータブルユーザインターフェイスデバイス75は、プロセスプラント5内のオペレータによって利用される、モバイルワークステーションまたは診断試験設備(例えば、オペレータ
ワークステーション71の一事例)とすることができる。いくつかのシナリオにおいて、ポータブルコンピューティングデバイスに加えて、1つ以上のプロセス制御デバイス(例えば、コントローラ11、フィールドデバイス15〜22、または無線デバイス35、40〜58)もまた、アクセスポイント74によってサポートされる無線プロトコルを使用して通信する。
ム72、データヒストリアンシステム73、ならびに/またはプロセスプラント5のランタイム動作をサポートする他の集中管理システム、コンピューティングデバイス、及び/もしくは機能を含む。いくつかの構成において、プロセスプラント5のバックエンド環境125内に含まれる様々なコンピューティングデバイス、データベース、ならびに他のコンポーネント及び装置は、異なる物理的な場所に物理的に位置付けることができ、このうちのいくつかをプロセスプラント5に対して局所とすることができ、また、このうちのいくつかを遠隔とすることができる。
に、プロセスプラント5のバックエンド環境125に通信可能に接続される(121a、121b)。表されるように、第1の多数の電子マーシャリングコンポーネント110a〜110l、I/O端子ブロック105a、及び冗長なI/Oカード108a、108a’は、キャビネット115aに封入され、一方で、第2の多数の電子マーシャリングコンポーネント110m〜110x、I/O端子ブロック105b、及び冗長なI/Oカード108b、108b’は、キャビネット115bに封入される。当然ながら、キャビネット115a及び115bに表される含有物は、いくつかの実施形態において、単一のキャビネット内にあり得ることが認識されるであろう。
るEMC110aが、AI EMCとなり、また、アナログ信号(例えば、4〜20mA)を、I/Oカード108aがコントローラ120aに通信するための対応するデジタル信号に変換する。別の例として、EMC110aが、コントローラ120aから離散出力(DO)信号を受信している場合、対応するEMCスロット149aに挿入されるように選択されるEMC110aは、DO EMCとなる。EMC110aは、端子151a〜151dにおいて受信される信号を、I/Oカード108によってコントローラ120aに渡すことができる信号に変換するように、及び/またはI/Oカード108を介してコントローラ120aから受信される信号を、配線153を通してフィールドデバイス102aに渡すことができる信号に変換するように構成される。
0l内に配置されるそれぞれのメモリデバイス168a〜168lに記憶される。データは、冗長なI/Oカード108a、108a’がコントローラ120aに伝送するためにデータを取り出すまで、メモリデバイス168a〜168lに記憶することができる。さらに別の実施形態において、フィールドデバイス102a〜102lの各々から受信されるデータは、それぞれのEMC110a〜110lに伝送され、電子マーシャリングモジュール148に配置されるメモリデバイス170に記憶される。データは、冗長なI/Oカード108a、108a’がコントローラ120aに伝送するためにデータを取り出すまで、メモリデバイス170に記憶することができる。
伝送を指示するための機械読み出し可能な命令を記憶する、メモリデバイス294と協働することができる。プロセッサ293はまた、様々な「ハートビード」信号(下で説明される)を生成する、伝送する、及び受信する、ならびに分散型マーシャリングモジュール210上に配置される一対の通信ポート212、214を介したデータの伝送及び受信を協調させる役割も果たすことができる。いくつかの実施形態において、マイクロプロセッサ293は、スキャンモジュール292の機能を行うように構成することができ、それによって、別個のスキャンモジュール292に対する必要性を打ち消す。故に、そのような実施形態では、スキャンモジュール292を省略することができる。
、接続213c(イーサネット接続とすることができる)を介して、第3の分散型マーシャリングモジュール210cの第1の通信ポート212cに通信可能に結合されることも表す。分散型マーシャリングモジュール210cは、分散型マーシャリングモジュール210a及び210bと同様に、それぞれの配線234a〜234fを介して6つのフィールドデバイス224a〜224fが結合される、回路ブロック216cを含む。配線234a〜234fの各々は、上で説明したように、それぞれのフィールドデバイスの信号形式に従って選択されるEMCを含むそれぞれのEMCスロットに結合される、それぞれの端子において終端する。分散型マーシャリングモジュール210cはまた、スキャンモジュール292c、メモリデバイス290c、及びプロセッサ293cも含む。接続213dは、分散型マーシャリングモジュール210c上の第2の通信ポート214cを、ヘッドエンド200上の通信ポート206に通信可能に接続する。
データが、ヘッドエンド200を示す宛先アドレスと関連付けられているので)データが分散型マーシャリングモジュール210cにアドレス指定されていないと判定し、データを通信リンク213d上のポート214cから伝送し始めることができる。データは、ポート206においてヘッドエンド200によって受信され、プロセッサ205は、受信したデータがヘッドエンド200のアドレスと関連付けられていると判定することができ、また、データを処理することができる。
定のデバイス−データの宛先とされる最終的なデバイス−のアドレスと関連付けることができる。そのような一実施形態において、各分散型マーシャリングモジュール210は、リスト、データベース、またはそこに結合されるデバイスのデバイスアドレスを記憶する他のそのようなデータ構造をそのメモリデバイス294に保持し、よって、プロセッサ293は、特定のデータと関連付けられるアドレスと、直近のアクセスを有するアドレスとを比較することができる。データを受信した時点で、プロセッサ293が、データと関連付けられる宛先アドレスが分散型マーシャリングモジュール210に取り付けられたデバイスのアドレス(例えば、フィールドデバイスタグまたはデータ信号タグ)に一致することを見出した場合、プロセッサ293は、データを、関連付けられたEMCを介して、そのデバイスにルーティングすることができる。一方で、プロセッサ293が、データと関連付けられる宛先アドレスがメモリデバイス294のデータ構造内のいかなるアドレスにも一致しないことを見出した場合、プロセッサ293は、データを通信リング上の次のデバイスに伝送することができる。
信ポートで受信され、通信リング上のデバイスの各々のもう一方の通信ポートに伝送され、一般に、リング上を一方向に流れるデータをもたらす。しかしながら、本明細書で説明される通信リング及びアーキテクチャは、データがいずれの方向にも流れることができる、十分な柔軟性があり、追加的な信頼性及び冗長性を提供する。他の機能の中でとりわけ、プロセッサ293a〜293c及び205の各々は、(例えば、メモリデバイス290a〜290c、208等に記憶される命令によって)「ハートビート」信号を生成し、伝送し、受信し、解釈するようにプログラムすることができる。ハートビート信号は、公知の形式の、または一連のビットの定期的な(例えば、5ミリ秒毎の)信号であり、リング内の次のデバイス(例えば、通信ポートに接続されるデバイス)が存在し、動作可能であることを各デバイスに示す。すなわち、各デバイスが、(通信リング上の)その2つのポートの各々で定期的なハートビート信号を送信し、隣接するデバイスは、ハートビート信号を受信し、信号を受信したデバイスが存在し、動作可能であることを知る。一例として、プロセッサ205は、ポート204でハートビート信号を送信し、そのポート212aにおいてハートビート信号を受信した時点で、分散型マーシャリングモジュール210a上のプロセッサ293aは、通信リンク213aが動作可能であり、動作可能なデバイスに結合されていると判定することができる。プロセッサ205はまた、ポート206でハートビート信号を送信し、そのポート214cにおいてハートビート信号を受信した時点で、分散型マーシャリングモジュール210c上のプロセッサ293cは、通信リンク213dが動作可能であり、動作可能なデバイスに結合されていると判定することができる。同じ挙動は、分散型マーシャリングモジュール210a〜210cの各々にも当てはまり、各プロセッサは、ポート212、214を介して、ハートビートを隣接するデバイスに送信し、隣接するデバイスから、そうした分散型マーシャリングモジュールのそれぞれのプロセッサによって送信されるハートビートを受信する。
第1の一組の分散型マーシャリングモジュール210a及び210b、ならびに第2の一組の分散型マーシャリングモジュール210c及び210dをサポートする。分散型マーシャリングモジュールの各組は、一般に図5に関して説明されるように機能するが、一方で、図6において、散型マーシャリングモジュール210a及び分散型マーシャリングモジュール210bは、ヘッドエンド200のポート204及び206によってヘッドエンド200に結合され、分散型マーシャリングモジュール210c及び分散型マーシャリングモジュール210dは、一組の類似するポート209a及び209bによってヘッドエンド200に結合される。ポート209aは、ポート204とほぼ同じように機能し、一
方で、ポート209bは、ポート206とほぼ同じように機能する。この方式では、一方の分散型EMCリングが一方のプロセスプラント5の物理的領域にサービスを提供し、一方で、もう一方の分散型EMCリングがもう一方のプロセスプラント5の物理的領域にサービスを提供することによって、プロセスプラント5を設計し、構成するプラントエンジニアにさらなる柔軟性が与えられ、さらに、ヘッドエンド200、同じI/Oカード202、202’、及び同じコントローラ120aによって両方の分散型EMCリングにサービスを提供することができる。
に転送する。他の方向に−例えば、ヘッドエンド200から、分散型マーシャリングモジュール310a、310b、310cのうちの1つに−流れるデータは、宛先デバイスに到達するまで、同様に、様々な分散型マーシャリングモジュールの間を移動する。
5に表されるものに類似するリング通信アーキテクチャと組み合わせられる。特に、分散型マーシャリングモジュール310a、310d、及び310eは、ヘッドエンド200との通信リング425を形成し、各ノード(すなわち、分散型マーシャリングモジュール及びヘッドエンドの各々)は、ちょうど2つの他のノードに結合される。ヘッドエンド200は、この実施形態では、ポート206及び209bを介して、通信リング425上の分散型マーシャリングモジュール310a、310d、及び310eと通信する。(特定の構成において特定のデバイスと通信するときのヘッドエンド200のポートの選択は、選択可能であり、故に、特定の一対のポートが特定の通信アーキテクチャと協働または通信するといういかなる要件もないことを理解されたい。)ポート209bとポート212dとの間の接続402dは、ヘッドエンドに200を分散型マーシャリングモジュール310dに結合し、ポート214dと212eとの間の接続402eは、分散型マーシャリングモジュール310d及び310eに結合し、ポート214eと214aとの間の接続402fは、分散型マーシャリングモジュール310e及び310aに結合し、ポート206と212aとの間の接続402eは、分散型モジュールに310aをヘッドエンド200に結合する。図9の分散型モジュール310a、31d、及び310e、ならびにヘッドエンド200は、図5においてヘッドエンド200が分散型マーシャリングモジュール210a、210b、及び21cと通信する方式に類似する方式で通信する。
SIS(商標)製品等の、プロセス制御プラントのプロセス制御安全情報システムに同様に適用することができることに留意されたい。例えば、スタンドアロンのプロセス制御安全システムまたは統合型の制御及び安全システム(「ICSS」)は、本明細書で説明される装置、システム、及び方法のうちの任意の1つ以上を使用して構成することができる。
一時的なコンピュータ読み出し可能なメモリに記憶することができる。本明細書で開示される例示的なシステムは、他のコンポーネントの中でも特に、ハードウェア上で実行されるソフトウェア及び/またはファームウェアを含むように開示されるが、そのようなシステムは、単なる実例に過ぎないこと、及び限定するものとみなされるべきではないことに留意されたい。例えば、これらのハードウェア、ソフトウェア、及びファームウェアのコンポーネントのいずれかまたは全てを、ハードウェアだけに、ソフトウェアだけに、またはハードウェア及びソフトウェアの任意の組み合わせに具現化できることが想定される。故に、本明細書で説明される例示的なシステムは、1つ以上のコンピュータデバイスのプロセッサ上で実行されるソフトウェアに実装されているように説明されるが、当業者は、提供される実施例がそのようなシステムを実装するための唯一の方法ではないことを容易に認識するであろう。
一対の第2の通信ポートを介して、データを受信及び伝送し、受信したデータをメモリデバイスに記憶し、メモリデバイスからデータを取り出し、I/Oカードを介して、取り出したデータをコントローラに伝送するように構成される、マイクロプロセッサと、を備えるヘッドエンドモジュールと、を備えるプロセス制御システム。
に一対の第2の通信ポートのうちの所与の1つでハートビート信号を検出した場合にだけ、ヘッドエンドモジュール上のマイクロプロセッサが、一対の第2の通信ポートのうちの所与の1つで情報を伝送する、態様1〜11のいずれか1つに記載のプロセス制御システム。
に結合され、I/Oカードを介して、複数のプロセス制御フィールドデバイスからデータを受信し、同じくI/Oカードを介して、制御信号をプロセス制御フィールドデバイスの1つ以上に送信して、プロセスの動作を制御するように動作する、コントローラと、複数の分散型マーシャリングモジュールであって、各分散型マーシャリングモジュールが、
一対の通信ポートと、複数の電子マーシャリングコンポーネントスロットと、電子マーシャリングコンポーネントスロットに配置される電子マーシャリングコンポーネントと、複数の電子マーシャリングコンポーネントスロットの各々に対応するそれぞれの端子ブロックであって、電子マーシャリングコンポーネントが配置される電子マーシャリングコンポーネントスロットの端子ブロックが、複数のフィールドデバイスのうちの1つに通信可能に結合される、それぞれの端子ブロックと、一対の通信ポートに結合されるマイクロプロセッサと、を備える分散型マーシャリングモジュールと、ヘッドエンドモジュールであって、
ヘッドエンドモジュールをI/Oカードに結合する第1の通信ポートと、複数の分散型マーシャリングモジュールのうちの第1の1つに通信可能に結合される第2の通信ポートと、複数の分散型マーシャリングモジュールのうちの第2の1つに通信可能に結合される第3の通信ポートと、第2及び第3の通信ポートを介して、マイクロプロセッサによって受信される情報を記憶するデータベースがその中に記憶されるメモリデバイスと、マイクロプロセッサであって、メモリデバイスに結合され、第2及び第3の通信ポートを介して、データを受信及び伝送し、受信したデータをメモリデバイスに記憶し、
メモリデバイスからデータを取り出し、I/Oカードを介して、取り出したデータをコントローラに伝送するように構成される、マイクロプロセッサと、を備えるヘッドエンドモジュールと、を備えるプロセス制御システム。
グモジュール。
うに構成される、マイクロプロセッサと、を備えるヘッドエンドモジュール。
第1の通信ポートに結合されるマイクロプロセッサと、を備える分散型マーシャリングモジュールと、ヘッドエンドモジュールであって、ヘッドエンドモジュールをI/Oカードに結合する第1の通信ポートと、分散型マーシャリングモジュールに通信可能に結合される第2の通信ポートと、第2の通信ポートを介して、マイクロプロセッサによって受信される情報を記憶するデータベースがその中に記憶されるメモリデバイスと、マイクロプロセッサであって、メモリデバイスに結合され、第2の通信ポートを介して、データを受信及び送信し、受信したデータをメモリデバイスに記憶し、メモリデバイスからデータを取り出し、I/Oカードを介して、取り出したデータをコントローラに伝送するように構成される、マイクロプロセッサと、を備えるヘッドエンドモジュールと、を備えるプロセス制御システム。
ータ、及び関連付けられた宛先アドレスを伝送する、態様57に記載のプロセス制御システム。
第2の通信ポートを介して、データを受信及び送信し、受信したデータをメモリデバイスに記憶し、メモリデバイスからデータを取り出し、I/Oカードを介して、取り出したデータをコントローラに伝送するように構成され、複数の分散型マーシャリングモジュールの第1ものが、複数の分散型マーシャリングモジュールの第1のものの一対の通信ポートの第1のものと、複数の分散型マーシャリングモジュールの第2のものの一対の通信ポートの第1のものとの間の通信リンクによって、複数の分散型マーシャリングモジュールの第2のものに通信可能に結合される、マイクロプロセッサと、を備えるヘッドエンドモジュールと、を備えるプロセス制御システム。
Claims (47)
- プロセスプラント内のプロセスを制御するように動作するプロセス制御システムであって、
複数のプロセス制御フィールドデバイスと、
前記複数のプロセス制御フィールドデバイスに通信可能に結合される入力/出力(I/O)カードと、
前記I/Oカードに通信可能に結合され、前記I/Oカードを介して、前記複数のプロセス制御フィールドデバイスからデータを受信し、同じく前記I/Oカードを介して、制御信号を前記プロセス制御フィールドデバイスの1つ以上に送信して、前記プロセスの動作を制御するように動作する、コントローラと、
複数の分散型マーシャリングモジュールであって、各分散型マーシャリングモジュールが、
一対の通信ポートと、
複数の電子マーシャリングコンポーネントスロットと、
電子マーシャリングコンポーネントスロットに配置される電子マーシャリングコンポーネントと、
前記複数の電子マーシャリングコンポーネントスロットの各々に対応するそれぞれの端子ブロックであって、前記電子マーシャリングコンポーネントが配置される前記電子マーシャリングコンポーネントスロットの前記端子ブロックが、前記複数のフィールドデバイスのうちの1つに通信可能に結合される、それぞれの端子ブロックと、
前記一対の通信ポートに結合されるマイクロプロセッサと、を備える複数の分散型マーシャリングモジュールと、
ヘッドエンドモジュールであって、
前記ヘッドエンドモジュールを前記I/Oカードに結合する第1の通信ポートと、
前記複数の分散型マーシャリングモジュールのうちの第1の1つに通信可能に結合される第2の通信ポートと、
前記複数の分散型マーシャリングモジュールのうちの第2の1つに通信可能に結合される第3の通信ポートと、
前記第2及び前記第3の通信ポートを介して、前記マイクロプロセッサによって受信される情報を記憶するデータベースがその中に記憶されるメモリデバイスと、
マイクロプロセッサであって、前記メモリデバイスに結合され、
前記第2及び前記第3の通信ポートを介して、データを受信及び伝送し、
受信したデータを前記メモリデバイスに記憶し、
前記メモリデバイスからデータを取り出し、
前記I/Oカードを介して、取り出したデータを前記コントローラに伝送するように構成される、マイクロプロセッサと、を備えるヘッドエンドモジュールと、
を備える、プロセス制御システム。 - プロセスプラント内のプロセスを制御するように動作するプロセス制御システムであって、
複数のプロセス制御フィールドデバイスと、
前記複数のプロセス制御フィールドデバイスに通信可能に結合される入力/出力(I/O)カードと、
前記I/Oカードに通信可能に結合され、前記I/Oカードを介して、前記複数のプロセス制御フィールドデバイスからデータを受信し、同じく前記I/Oカードを介して、制御信号を前記プロセス制御フィールドデバイスの1つ以上に送信して、前記プロセスの動作を制御するように動作する、コントローラと、
分散型マーシャリングモジュールであって、
一対の通信ポートと、
1つ以上の電子マーシャリングコンポーネントスロットであって、少なくとも1つの電子マーシャリングコンポーネントスロットが、その中に電子マーシャリングコンポーネントを有する、1つ以上の電子マーシャリングコンポーネントスロットと、
前記1つ以上の電子マーシャリングコンポーネントスロットの各々に対応するそれぞれの端子ブロックであって、前記少なくとも1つの電子マーシャリングコンポーネントスロットの前記端子ブロックが、前記複数のフィールドデバイスのうちの1つに通信可能に結合される、それぞれの端子ブロックと、
前記一対の通信ポートに結合されるマイクロプロセッサと、を備える分散型マーシャリングモジュールと、
ヘッドエンドモジュールであって、
前記ヘッドエンドモジュールを前記I/Oカードに結合する第1の通信ポートと、
前記分散型マーシャリングモジュールに通信可能に結合される一対の第2の通信ポートと、
前記一対の第2の通信ポートを介して、前記マイクロプロセッサによって受信される情報を記憶するデータベースがその中に記憶されるメモリデバイスと、
マイクロプロセッサであって、前記メモリデバイスに結合され、
前記一対の第2の通信ポートを介して、データを受信及び伝送し、
受信したデータを前記メモリデバイスに記憶し、
前記メモリデバイスからデータを取り出し、
前記I/Oカードを介して、取り出したデータを前記コントローラに伝送するように構成される、マイクロプロセッサと、を備えるヘッドエンドモジュールと、
を備える、プロセス制御システム。 - 前記分散型マーシャリングモジュール上の前記一対の通信ポートが、前記ヘッドエンドモジュール上の前記一対の第2の通信ポートと協働して、リングアーキテクチャを形成する、請求項2に記載のプロセス制御システム。
- 前記ヘッドエンドモジュール上の前記マイクロプロセッサが、前記一対の第2の通信ポートの各々で定期的なハートビート信号を送信し、前記分散型マーシャリングモジュール上の前記マイクロプロセッサが、前記一対の通信ポートの各々で定期的なハートビート信号を送信する、請求項2に記載のプロセス制御システム。
- 前記プロセス制御システムが、複数の分散型マーシャリングモジュールを備える、請求項2に記載のプロセス制御システム。
- 前記電子マーシャリングコンポーネントが、前記複数のフィールドデバイスのうちの前記1つから信号を受信し、前記受信した信号を第1の形態から第2の形態に変換するように構成される、請求項2に記載のプロセス制御システム。
- 前記分散型マーシャリングモジュールが、
前記電子マーシャリングコンポーネントスロットの各々をスキャンし、電子マーシャリングコンポーネントが存在する任意のスロットについて、前記スロットと関連付けられる値を登録するように動作可能である、スキャンモジュールをさらに備える、
請求項2に記載のプロセス制御システム。 - 前記分散型マーシャリングモジュール上の前記マイクロプロセッサが、前記スキャンモジュールとして機能する、請求項7に記載のプロセス制御システム。
- 前記分散型マーシャリングモジュール上の前記マイクロプロセッサが、前記一対の通信ポートのうちの1つの前記スロットと関連付けられる前記値を伝送する、請求項7に記載
のプロセス制御システム。 - 前記分散型マーシャリングモジュール上の前記マイクロプロセッサが、デフォルトで、前記一対の通信ポートのうちの第1の1つを通してデータを伝送し、前記一対の通信ポートのうちの第2の1つを通してデータを受信する、請求項2に記載のプロセス制御システム。
- 前記分散型マーシャリングモジュール上の前記マイクロプロセッサが、伝送する前の所定の期間内に前記一対の通信ポートのうちの所与の1つでハートビート信号を検出した場合にだけ、前記分散型マーシャリングモジュール上の前記マイクロプロセッサが、前記一対の通信ポートのうちの前記所与の1つで情報を伝送する、請求項2に記載のプロセス制御システム。
- 前記ヘッドエンドモジュール上の前記マイクロプロセッサが、デフォルトで、前記一対の第2の通信ポートのうちの第1の1つを通してデータを伝送し、前記一対の第2の通信ポートのうちの第2の1つを通してデータを受信する、請求項2に記載のプロセス制御システム。
- 前記ヘッドエンドモジュール上の前記マイクロプロセッサが、伝送する前の所定の期間内に前記一対の第2の通信ポートのうちの所与の1つでハートビート信号を検出した場合にだけ、前記ヘッドエンドモジュール上の前記マイクロプロセッサが、前記一対の第2の通信ポートのうちの前記所与の1つで情報を伝送する、請求項2に記載のプロセス制御システム。
- 前記I/Oカードが、前記ヘッドエンドモジュール上に配置される、請求項2に記載のプロセス制御システム。
- 前記電子マーシャリングコンポーネントが、AO電子マーシャリングコンポーネント、AI電子マーシャリングコンポーネント、DO電子マーシャリングコンポーネント、またはDI電子マーシャリングコンポーネント、のうちの1つである、請求項2に記載のプロセス制御システム。
- 前記ヘッドエンドモジュール上の前記マイクロプロセッサが、
前記I/Oカードを介して、前記コントローラからデータを受信し、
前記コントローラから受信される前記データを、前記フィールドデバイスの特定の1つと関連付けられる宛先分散型マーシャリングモジュール、前記フィールドデバイスの前記特定の1つと関連付けられる宛先電子マーシャリングコンポーネント、または前記フィールドデバイスの前記特定の1つ、のうちの1つを指定する宛先アドレスと関連付け、
前記一対の第2の通信ポートのうちの1つで前記データを伝送することによって、前記コントローラから受信される前記データ、及び前記関連付けられた宛先アドレスを、前記フィールドデバイスの前記特定の1つに伝送するようにさらに構成される、
請求項2に記載のプロセス制御システム。 - 前記分散型マーシャリングモジュール上の前記一対の通信ポートのうちの第1の1つが、前記ヘッドエンドモジュール上の前記マイクロプロセッサが前記データを伝送した前記一対の第2の通信ポートのうちの前記1つに通信可能に結合され、さらに、
前記分散型マーシャリングモジュール上の前記マイクロプロセッサが、前記ヘッドエンドモジュールから伝送される前記データを受信し、前記宛先アドレスが前記分散型マーシャリングモジュールと関連付けられているかどうかを判定し、
前記宛先アドレスが前記分散型マーシャリングモジュールと関連付けられている場合は
、前記データを前記フィールドデバイスの前記特定の1つにルーティングし、
前記宛先アドレスが前記分散型マーシャリングモジュールと関連付けられていない場合は、前記分散型マーシャリングモジュール上の前記一対の通信ポートの前記第2の1つで、前記データ、及び前記関連付けられた宛先アドレスを伝送する、
請求項16に記載のプロセス制御システム。 - 前記分散型マーシャリングモジュール上の前記マイクロプロセッサが、
前記一対の通信ポートのうちの第1の1つで、宛先アドレスを含むデータを受信し、前記宛先アドレスが前記ヘッドエンドモジュールを指定している場合は、前記一対の通信ポートのうちの前記第2の1つで、前記宛先アドレスを含む前記データを伝送する、
請求項2に記載のプロセス制御システム。 - 前記一対の第2の通信ポートの各々が、イーサネット接続によって、前記分散型マーシャリングモジュール上の前記一対の通信ポートのうちの1つに結合される、請求項2に記載のプロセス制御システム。
- 前記イーサネット接続が、前記ヘッドエンドモジュールを前記分散型マーシャリングモジュールに通信可能に接続する、請求項2に記載のプロセス制御システム。
- プロセスプラント内のフィールドデバイスを前記プロセスプラント内のコントローラに結合するための分散型マーシャリングモジュールであって、
一対の通信ポートと、
第1の数の電子マーシャリングコンポーネントスロットと、
前記第1の数に等しい第2の数の端子ブロックであって、各端子ブロックが、前記電子マーシャリングコンポーネントスロットの1つと通信可能に接続し、前記フィールドデバイスのそれぞれ1つに通信可能に接続されるように構成される、端子ブロックと、
前記電子マーシャリングコンポーネントスロットに配置される、前記第1の数以下である第3の数の電子マーシャリングコンポーネントであって、前記電子マーシャリングコンポーネントの各々が、前記フィールドデバイスの前記それぞれ1つから信号を受信し、前記受信した信号をI/Oカードと互換の形式に変換するように構成される、第3の数の電子マーシャリングコンポーネントと、
前記一対の通信ポートに結合されるマイクロプロセッサと、
を備える、分散型マーシャリングモジュール。 - 前記マイクロプロセッサが、前記一対の通信ポートでデータを送信及び受信するように構成される、請求項21に記載の分散型マーシャリングモジュール。
- 前記マイクロプロセッサが、デフォルトで、前記一対の通信ポートのうちの第1の1つで伝送し、デフォルトで、前記一対の通信ポートのうちの第2の1つで受信するように構成される、請求項21に記載の分散型マーシャリングモジュール。
- 前記マイクロプロセッサが、伝送する前の所定の期間内に前記一対の通信ポートのうちの前記第1の1つで、予想される定期的なハートビート信号を受信しなかった場合に、前記マイクロプロセッサが、前記一対の通信ポートのうちの前記第1の1つの代わりに、前記一対の通信ポートのうちの前記第2の1つで伝送するようにさらに構成される、請求項23に記載の分散型マーシャリングモジュール。
- 前記マイクロプロセッサが、前記一対の通信ポートの各々で定期的なハートビート信号を伝送するように構成される、請求項21に記載の分散型マーシャリングモジュール。
- 前記電子マーシャリングコンポーネントスロットをスキャンし、
前記電子マーシャリングコンポーネントの各々から、前記変換した信号を受信し、
ヘッドエンドモジュールへの伝送のために、前記受信した変換した信号を前記マイクロプロセッサに通信するか、または
前記マイクロプロセッサによる後の取り出し及び前記ヘッドエンドへの伝送のために、前記受信した変換した信号をメモリデバイスに記憶するように動作可能である、
スキャンモジュールをさらに備える、請求項21に記載の分散型マーシャリングモジュール。 - 前記マイクロプロセッサが、スキャンモジュールとして構成される、請求項26に記載の分散型マーシャリングモジュール。
- 前記マイクロプロセッサが、
前記一対の通信ポートを介して、宛先アドレスを含むデータを受信し、
前記宛先アドレスが、前記分散型マーシャリングモジュールと関連付けられているかどうかを判定し、
前記宛先アドレスが前記分散型マーシャリングモジュールと関連付けられていない場合に、前記一対の通信ポートのうちの1つを介して、前記受信したデータを伝送するか、または、前記受信したデータを前記フィールドデバイスに対応する前記マーシャリングコンポーネントにルーティングすることによって、前記受信したデータを、前記分散型マーシャリングモジュール上の端子ブロックに通信可能に結合されるフィールドデバイスにルーティングするように構成される、
請求項21に記載の分散型マーシャリングモジュール。 - 前記宛先アドレスが、(1)ヘッドエンド、(2)前記分散型マーシャリングモジュールに結合されるフィールドデバイス、または(3)別の分散型マーシャリングモジュールに結合されるフィールドデバイス、のうちの1つを指定する、請求項28に記載の分散型マーシャリングモジュール。
- 前記宛先アドレスが、(1)ヘッドエンド、(2)前記分散型マーシャリングモジュールと関連付けられる電子マーシャリングコンポーネント、または(3)別の分散型マーシャリングモジュールと関連付けられる電子マーシャリングコンポーネント、のうちの1つを指定する、請求項28に記載の分散型マーシャリングモジュール。
- 前記宛先アドレスが、(1)ヘッドエンド、(2)前記分散型マーシャリングモジュール、または(3)別の分散型マーシャリングモジュール、のうちの1つを指定する、請求項28に記載の分散型マーシャリングモジュール。
- プロセスプラント内のフィールドデバイスを前記プロセスプラント内のコントローラに結合するためのヘッドエンドモジュールであって、
前記ヘッドエンドモジュールを第1の分散型マーシャリングモジュールに通信可能に接続し、前記第1の分散型マーシャリングモジュールが、第1のリングアーキテクチャの一部である、第1の通信ポートと、
前記ヘッドエンドモジュールを第2の分散型マーシャリングモジュールに通信可能に接続し、前記第2の分散型マーシャリングモジュールが、前記第1のリングアーキテクチャの一部である、第2の通信ポートと、
前記ヘッドエンドモジュールをI/Oカードに通信可能に接続し、これが次に、前記コントローラに通信可能に接続される、第3の通信ポートと、
メモリデバイスと、
マイクロプロセッサであって、前記メモリデバイスに結合され、また、
前記第1及び第2の通信ポートの一方または両方を介して、前記第1及び第2の分散型マーシャリングモジュールに結合されるフィールドデバイスから第1のデータを受信し、
前記受信した第1のデータを前記メモリデバイスに配置されるデータベースに記憶し、
前記データベースから、前記受信した第1のデータを取り出し、
前記I/Oカードを介して、前記取り出した第1のデータを前記コントローラに伝送し、
前記I/Oカードを介して、前記コントローラから第2のデータを受信し、
前記第1及び第2の通信ポートの一方または両方を介して、前記第2のデータを前記フィールドデバイスの指定されたものに伝送するように構成される、マイクロプロセッサと、
を備える、ヘッドエンドモジュール。 - 前記マイクロプロセッサが、デフォルトで、前記第1及び第2の通信ポートのうちの第1の1つで伝送し、デフォルトで、前記第1及び第2の通信ポートのうちの第2の1つで受信するように構成される、請求項32に記載のヘッドエンドモジュール。
- 前記マイクロプロセッサが、伝送する前の所定の期間内に前記第1の通信ポートで、予想される定期的なハートビート信号を受信しなかった場合に、前記マイクロプロセッサが、前記第1の通信ポートの代わりに、前記第2の通信ポートで伝送するようにさらに構成される、請求項33に記載のヘッドエンドモジュール。
- 前記マイクロプロセッサが、前記第1及び第2の通信ポートの各々で定期的なハートビート信号を伝送するように構成される、請求項32に記載のヘッドエンドモジュール。
- 前記マイクロプロセッサが、
前記第1または第2の通信ポートを介して、宛先アドレスを含むデータを受信し、
前記宛先アドレスが、前記ヘッドエンドモジュールのアドレスであるかどうかを判定し、
前記宛先アドレスが前記ヘッドエンドモジュールの前記アドレスではない場合に、前記第1または第2の通信ポートのうちの1つを介して、前記受信したデータを伝送するか、または、前記宛先アドレスが前記ヘッドエンドモジュールの前記アドレスである場合に、前記受信したデータを前記データベースに記憶するように構成される、
請求項32に記載のヘッドエンドモジュール。 - 前記宛先アドレスが、(1)前記ヘッドエンド、(2)前記分散型マーシャリングモジュールの1つに結合されるフィールドデバイス、のうちの1つを指定する、請求項36に記載のヘッドエンドモジュール。
- 前記宛先アドレスが、(1)前記ヘッドエンド、(2)前記分散型マーシャリングモジュールの1つと関連付けられる電子マーシャリングコンポーネント、のうちの1つを指定する、請求項36に記載のヘッドエンドモジュール。
- 前記宛先アドレスが、(1)前記ヘッドエンド、(2)前記分散型マーシャリングモジュールの1つ、のうちの1つを指定する、請求項36に記載のヘッドエンドモジュール。
- 前記ヘッドエンドモジュールを第3の分散型マーシャリングモジュールに通信可能に接続し、前記第3の分散型マーシャリングモジュールが、第2のリングアーキテクチャの一部である、第4の通信ポートと、
前記ヘッドエンドモジュールを第4の分散型マーシャリングモジュールに通信可能に接続し、前記第4の分散型マーシャリングモジュールが、前記第2のリングアーキテクチャの一部である、第5の通信ポートと、をさらに備える、
請求項32に記載のヘッドエンドモジュール。 - データをプロセスプラント内のフィールドデバイスから前記プロセスプラント内のコントローラに通信する方法であって、
端子ブロックにおいて、前記フィールドデバイスから前記データを表現する信号を受信することと、
前記端子ブロックに通信可能に接続される電子マーシャリングコンポーネントにおいて、前記受信した信号を第2の信号に変換することと、
前記電子マーシャリングコンポーネントから前記第2の信号を登録することと、
第1の通信ポートまたは第2の通信ポートのいずれかを介して、前記登録した第2の信号を示す信号を、マイクロプロセッサから、前記マイクロプロセッサ及び前記電子マーシャリングコンポーネントから遠隔のヘッドエンドモジュールに伝送することと、
を含む、方法。 - 前記登録した第2の信号を示す前記信号が、デフォルトで、前記第1の通信ポートを介して、また、伝送する前の所定の期間内に前記第1の通信ポートでいかなる定期的なハートビート信号も検出されなかった場合に、前記第2の通信ポートを介して、前記ヘッドエンドモジュールに伝送される、請求項41に記載の方法。
- 前記電子マーシャリングコンポーネントが、AO電子マーシャリングコンポーネント、AI電子マーシャリングコンポーネント、DO電子マーシャリングコンポーネント、またはDI電子マーシャリングコンポーネント、のうちの1つである、請求項41に記載の方法。
- 前記ヘッドエンドモジュールが、1つ以上のI/Oカードを介して、前記コントローラに通信可能に結合される、請求項41に記載の方法。
- 前記ヘッドエンドモジュールに、前記登録した第2の信号を示す前記信号を伝送することが、前記登録した第2の信号を示す前記信号を、前記ヘッドエンドモジュールへの通信経路に配置される介在分散型マーシャリングモジュールに伝送することを含む、請求項41に記載の方法。
- 前記登録した第2の信号を示す前記信号を前記ヘッドエンドモジュールに伝送することが、前記登録した第2の信号を示す前記信号をリング通信アーキテクチャで伝送することを含む、請求項41に記載の方法。
- I/Oカードを介して、前記登録した第2の信号を示す前記信号を、前記ヘッドエンドモジュールから前記コントローラに伝送することをさらに含む、請求項41に記載の方法。
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C211 | Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings |
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C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
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A521 | Request for written amendment filed |
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