JP2019054514A - 拡張型モジュール式コントローラのポート間通信のためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ト環境から離れた他の場所に典型的に配置される、オペレータワークステーション、パーソナルコンピュータもしくはコンピューティングデバイス、データヒストリアン、レポートジェネレータ、集中データベース、または他の集中管理コンピューティングデバイス等の1つ以上の他のハードウェアデバイスに対して、通常、データハイウェイを通じて利用可能にされる。これらのハードウェアデバイスの各々は、典型的には、プロセスプラントにわたって、またはプロセスプラントの一部分にわたって集中化される。これらのハードウェアデバイスは、例えば、オペレータが、プロセス制御ルーチンの設定の変更、コントローラもしくはフィールドデバイス内の制御モジュールのオペレーションの修正、プロセスの現在の状態の閲覧、フィールドデバイス及びコントローラによって生成されたアラームの閲覧、担当者の訓練もしくはプロセス制御ソフトウェアの試験を目的とした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保守及び更新等の、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行うことを可能にし得るアプリケーションを実行する。ハードウェアデバイスによりデータハイウェイを利用して、コントローラ及びフィールドデバイスは、有線通信パス、無線通信パス、または有線もしくは無線通信パスの組み合わせを含むことができる。
準的な産業自動化プロトコルに加えて、プロセス制御システム内のノードを相互接続するための独自のプロトコルが存在する。DeltaVは、そのようなプロトコルの一例である。一般に、これらのプロトコルは、測定値、アラート、及びステータスレポートを伝達するためのフォーマット、プロセス変数または自動化パラメータに影響を及ぼすコマンド、デバイスを活動化または非活動化するためのコマンド等を指定する。典型的な産業通信プロトコルもまた、プロトコルの構文に従って、事前定義コマンドまたは特定のデバイスの製造業者によって定義されたコマンドを介して、デバイス構成を支援する。
よるPLCへの追加のプログラム的な構成及び設定構成が必要とされることになり、これは複雑である場合があり、これは、スキッドのオペレータが、典型的には、PLCの構成が変化するたびに、例えば、PLCに接続されている、及び/またはPLCで使用されているノード及び/または通信プロトコルが変化するたびに、そのようなプログラム的な構成及び設定構成を手動で実装しなければならないことになるため厄介な場合がある。
、モジュール式コントローラは、分散型プロセス制御システムの通信プロトコルに従って、分散型プロセス制御システムの他のノードと通信し得、これは、いくつかの実装例では独自のものである。他の実装例では、モジュール式コントローラは、第三者の分散型プロセス制御システムに組み込まれ、Modbus等の標準産業用通信プロトコルを使用して他のノードと通信する。
徴は、一貫した参照番号で示されている。
)リンクに好適な別のリンクであり得るデータハイウェイ54を介して1つ以上のホストワークステーションまたはオペレータワークステーション50及び52に連結される。ワークステーション50及び52は各々、図1にコンピュータ画面として示されている出力デバイス30及び32に接続され得る。プロセスデータデータベース58は、データハイウェイ58に接続され得、パラメータ、ステータス、ならびにプラント10内のコントローラ及びフィールドデバイスに関連付けられた他のデータを収集し、記憶するように動作する。プロセスプラント10の動作中、プロセスデータデータベース58は、コントローラ40から、及び間接的にデータハイウェイ54を介してデバイス44〜46からプロセスデータを受信し得る。
て、これらの機能を実装することができ、これらの携帯型デバイスは、典型的には、プラント内の様々な場所に持ち運ばれる。
レータを支援するために使用され得る任意の他の制御支援アプリケーション等の支援アプリケーションを含み得るかまたは当該支援アプリケーションと連携し得る。さらに、閲覧アプリケーション84は、保守技師が、例えば、様々なデバイス40、44、及び46の動作状態または作業状態を閲覧するためにプロセスプラント10の保守の必要性を監督することを可能にし得る。閲覧アプリケーションはまた、保守診断アプリケーション、較正アプリケーション、振動解析アプリケーション、レポート生成アプリケーション、またはプロセスプラント10内で保守機能を行う際に保守技師を支援するために使用され得る任意の他の保守支援アプリケーション等の支援アプリケーションを含み得る。様々な実施形態では、ワークステーション50及び52は、オペレータが構成パラメータ及び/またはポート通信ルールを選択して、本明細書に記載される拡張型モジュール式コントローラ102を構成することを可能にし得る。
のオペレータはまた、パラメータセキュリティを構成し得る。例えば、製造業者またはプロセスプラント10のオペレータは、ゲイン値を制限された制御の一部とし、この変数のロックを解除するための適切なキーを提供したときにのみ、この値が変更されることを要求し得る。一部の場合においては、製造業者またはプロセスプラント10のオペレータは、一体型ユニットとしてモジュール式制御システム100を完全に組み立て得る。
〜310を表示するポート構成画面300の一実施形態を例証する。ポート構成画面300により、オペレータ及び他のユーザはポート通信ルール302〜310を選択することができる。ポート通信ルール203〜310により、ユーザは、例えば、ある特定のノード及びデバイスが、1つまたは2つの選択された通信ポートを介して拡張型モジュール式コントローラ102に接続する所定のプロトコルを使用するように、プロトコルによって分散型制御システム22のノード及びデバイスを分離することができる。例えば、ユーザは、ポート通信ルール302〜310を使用して、DeltaVノードが最上位通信ポート(複数可)(例えば、通信ポート201及び204)と通信するように、第三者ワークステーションノードが中間ポート(複数可)(例えば、通信ポート202及び205)と通信するように、ならびにEthernet IOデバイスが下位ポート(複数可)(例えば、通信ポート203及び206)と通信するように構成してもよい。
ープンであるかまたは利用可能である。
て、少なくとも1つの宛先ポートIDであって、着信メッセージが再送信されるべき第2の通信ポート(例えば、通信ポート202)を宛先ポートIDが特定する、少なくとも1つの宛先ポートIDを判定し得る。
別途特に記載されない限り、「処理すること(processing)」、「コンピューティングすること(computing)」、「計算すること(calculating)」、「判定すること(determining)」、「特定すること(identifying)」、「提示すること(presenting)」、「表示すること(displaying)」等のような語を使用する本明細書の考察は、1つ以上のメモリ(例えば、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、もしくはそれらの組み合わせ)、レジスタ、または情報を受信、記憶、送信、もしくは表示する他の機械構成要素内の物理(例えば、電気、磁気、もしくは光)量として表されたデータを操作または変換する機械(例えば、コンピュータ)の動作またはプロセスを指し得る。
の非一時的コンピュータ可読メモリに記憶され得る。本明細書に開示される例示的システムは、他の構成要素の中でも、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ているが、そのようなシステムは単に例示的であるに過ぎず、限定的であると見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構成要素のうちのいずれかまたは全てが、ハードウェアにのみ、ソフトウェアにのみ、あるいはハードウェア及びソフトウェアの任意の組み合わせで、埋め込まれ得ることが企図される。したがって、当業者は、提供された例がこのようなシステムを実装する唯一の方式ではないことを容易に理解するであろう。
Claims (34)
- 拡張型モジュール式コントローラであって、
プロセスプラントの機器を制御するように動作可能な制御ロジック層であって、前記機器が、前記プロセスプラント内の物理的機能を行うように構成されている、制御ロジック層と、
複数の通信ポートであって、前記プロセスプラントの分散型制御システムのうちの1つ以上のノードと通信するように動作可能であり、前記複数の通信ポートが、第1の一連の通信ポート及び第2の一連の通信ポートを含む、複数の通信ポートと、
ポート構成パラメータを受理するソフトウェア層であって、前記ポート構成パラメータが、前記第1の一連の通信ポート及び前記第2の一連の通信ポートに対して1つ以上のポート通信ルールを定義し、前記1つ以上のポート通信ルールが、前記ソフトウェア層に着信メッセージの再送信を選択的に許可または制限させ、前記着信メッセージが、前記第1の一連の通信ポートまたは前記第2の一連の通信ポートのいずれかに着信する、ソフトウェア層と、を備える、拡張型モジュール式コントローラ。 - 少なくとも1つの着信メッセージが、前記制御ロジック層に前記プロセスプラントの前記機器を制御させる、請求項1に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
- 前記機器及び前記拡張型モジュール式コントローラが各々、モジュール式制御システムの一部である、請求項1に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
- 前記モジュール式制御システムが、スキッドマウント型システムである、請求項3に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
- 前記拡張型モジュール式コントローラが、前記プロセスプラントの前記分散型システムのプラットフォーム上にネイティブに構築され、前記拡張型モジュール式コントローラが、ネイティブ通信プロトコルを介して前記分散型制御システムの前記1つ以上のノードと通信し、前記複数の通信ポートのうちの少なくとも1つのポートが、ネイティブポートとして構成され、前記ネイティブポートが、前記分散型制御システムの前記ネイティブ通信プロトコルを実装する、請求項1に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
- 前記拡張型モジュール式コントローラが、標準通信プロトコルを介して分散型制御システムの前記1つ以上のノードと通信し、前記複数の通信ポートのうちの少なくとも1つのポートが、標準ポートとして構成され、前記標準ポートが、前記標準通信プロトコルを実装する、請求項1に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
- 前記第1の一連の通信ポートが、第1の通信ポートと、第2の通信ポートと、第3の通信ポートと、を含む、請求項1に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
- 前記着信メッセージが、着信ユニキャストメッセージであり、前記1つ以上のポート通信ルールが、前記ソフトウェア層に、前記第1の通信ポート、前記第2の通信ポート、または前記第3の通信ポートのうちのいずれかに進入する前記着信ユニキャストメッセージが前記第1の通信ポート、前記第2の通信ポート、または前記第3の通信ポートのうちの特定の1つに送信されることを選択的に許可させる、請求項7に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
- 前記着信メッセージが、着信ユニキャストメッセージであり、前記1つ以上のポート通信ルールが、前記ソフトウェア層に、前記第1の通信ポート、前記第2の通信ポート、または前記第3の通信ポートのうちのいずれかに進入する前記着信ユニキャストメッセージ
が前記第1の通信ポート、前記第2の通信ポート、または前記第3の通信ポートのうちの特定の1つに送信されることを選択的に制限させる、請求項7に記載の拡張型モジュール式コントローラ。 - 前記着信メッセージが、着信ブロードキャスト型メッセージであり、前記1つ以上のポート通信ルールが、前記ソフトウェア層に、前記第1の通信ポート、前記第2の通信ポート、及び前記第3の通信ポートへの前記ブロードキャスト型メッセージの送信を選択的に許可または制限させる、請求項7に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
- 前記第2の一連の通信ポートが、第4の通信ポートと、第5の通信ポートと、第6の通信ポートと、を含む、請求項1に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
- 前記着信メッセージが、着信ユニキャストメッセージであり、前記1つ以上のポート通信ルールが、前記ソフトウェア層に、前記第4の通信ポート、前記第5の通信ポート、または前記第6の通信ポートのうちのいずれかに進入する前記着信ユニキャストメッセージが前記第4の通信ポート、前記第5の通信ポート、または前記第6の通信ポートのうちの特定の1つに送信されることを選択的に許可させる、請求項11に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
- 前記着信メッセージが、着信ユニキャストメッセージであり、前記1つ以上のポート通信ルールが、前記ソフトウェア層に、前記第4の通信ポート、前記第5の通信ポート、または前記第6の通信ポートのうちのいずれかに進入する前記着信ユニキャストメッセージが前記第4の通信ポート、前記第5の通信ポート、または前記第6の通信ポートのうちの特定の1つに送信されることを選択的に制限させる、請求項11に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
- 前記着信メッセージが、着信ブロードキャスト型メッセージであり、前記1つ以上のポート通信ルールが、前記ソフトウェア層に、前記第4の通信ポート、前記第5の通信ポート、または前記第6の通信ポートへの前記ブロードキャスト型メッセージの送信を選択的に許可または制限させる、請求項11に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
- 前記ポート構成パラメータが、前記ソフトウェア層に、バーチャルローカルエリアネットワーク(VLAN)ルックアップテーブルと、前記VLANルックアップテーブルに関連付けられた1つ以上のVLANとを作成または更新させ、前記ソフトウェア層が、前記VLANルックアップテーブルと前記1つ以上のVLANとにアクセスして、着信メッセージの再送信を選択的に許可または制限する、請求項1に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
- 前記複数の通信ポートのうちの第1の通信ポートの着信メッセージが、前記ソフトウェア層に、前記VLANテーブル内で前記第1の通信ポートの入口ポート識別子(ID)をルックアップさせ、前記入口ポートIDに基づいて、少なくとも1つの宛先ポートIDを判定させ、前記少なくとも1つの宛先ポートIDが、前記着信メッセージが再送信されるべき第2の通信ポートを特定する、請求項15に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
- 第1のコントローラと第2のコントローラとをさらに備え、前記第1のコントローラは、前記制御ロジック層及び前記ソフトウェア層を含み、前記第2のコントローラは、冗長制御ロジック層及び冗長ソフトウェア層を含み、前記冗長制御ロジック層は、前記制御ロジック層に対して冗長であり、前記冗長ソフトウェア層は、前記ソフトウェア層に対して冗長である、請求項1に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
- 前記第1の一連の通信ポートは、第1のネットワークスイッチに関連付けられ、前記第2の一連の通信ポートは、第2のネットワークスイッチに関連付けられている、請求項1に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
- 前記第2のネットワークスイッチは、前記第1のネットワークスイッチに対して冗長である、請求項18に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
- 前記ポート構成パラメータは、遠隔プロセッサから前記ソフトウェア層にダウンロードされる、請求項1に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
- モジュール式制御システムの拡張型モジュール式コントローラの複数の通信ポートを構成するための方法であって、
ソフトウェア層において、ポート構成パラメータを受信することであって、前記ポート構成パラメータが、前記複数の通信ポートに対して1つ以上のポート通信ルールを定義し、前記複数の通信ポートが、プロセスプラントの分散型制御システムのうちの1つ以上のノードと通信するように動作可能であり、前記複数の通信ポートが、第1の一連の通信ポート及び第2の一連の通信ポートを含む、受信することと、
前記1つ以上のポート通信ルールに基づいて、着信メッセージの再送信を選択的に許可または制限するように前記ソフトウェア層を構成することと、を含み、前記着信メッセージが、前記第1の一連の通信ポートまたは前記第2の一連の通信ポートのいずれかに着信する、方法。 - 前記着信メッセージが、前記プロセスプラントの前記分散型制御システムのネイティブプロトコルに基づいている、請求項21に記載の方法。
- 前記着信メッセージが、標準プロトコルに基づいている、請求項21に記載の方法。
- 前記着信メッセージが、着信ユニキャストメッセージであり、前記着信ユニキャストメッセージが、
前記第1の一連の通信ポートのうちの第1の通信ポートから前記第1の一連の通信ポートのうちの第2の通信ポートへ、または
前記第2の一連の通信ポートのうちの第1の通信ポートから前記第2の一連の通信ポートのうちの第2の通信ポートへのうちの少なくとも1つに再送信される、請求項21に記載の方法。 - 前記着信メッセージが、着信ユニキャストメッセージであり、前記着信ユニキャストメッセージが、
前記第1の一連の通信ポートのうちの第1の通信ポートから前記第1の一連の通信ポートのうちの第2の通信ポートへ、または
前記第2の一連の通信ポートのうちの第1の通信ポートから前記第2の一連の通信ポートのうちの第2の通信ポートへのうちの少なくとも1つに再送信されることを制限される、請求項21に記載の方法。 - 前記着信メッセージが、着信ブロードキャスト型メッセージであり、前記着信ブロードキャスト型メッセージが、
前記第1の一連の通信ポートのうちの第1の通信ポートから前記第1の一連の通信ポートの残りの全てのポートへ、または
前記第2の一連の通信ポートのうちの第1の通信ポートから前記第2の一連の通信ポートの残りの全てのポートへのうちの少なくとも1つに再送信される、請求項21に記載の
方法。 - 前記構成パラメータによって、着信メッセージの前記再送信を選択的に許可または制限するように前記ソフトウェア層を前記構成することが、
前記ソフトウェア層によって、バーチャルローカルエリアネットワーク(VLAN)ルックアップテーブルと、前記VLANルックアップテーブルに関連付けられた1つ以上のVLANとを作成または更新することと、
前記ソフトウェア層によって、前記VLANルックアップテーブルと前記1つ以上のVLANとにアクセスして、第1の通信ポートの入口ポート識別子(ID)を判定することと、
前記ソフトウェア層によって、前記VLANルックアップテーブルと前記1つ以上のVLANとにアクセスして、前記入口ポートIDに基づいて、少なくとも1つの宛先ポートIDを判定することであって、前記少なくとも1つの宛先ポートIDは、前記着信メッセージが再送信されるべき第2の通信ポートを特定する、判定することと、を含む、請求項21に記載の方法。 - モジュール式制御システムの拡張型モジュール式コントローラの複数の通信ポートの構成を実装する命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記命令が、1つ以上のプロセッサ上で、
ソフトウェア層において、ポート構成パラメータを受信することであって、前記ポート構成パラメータが、前記複数の通信ポートに対して1つ以上のポート通信ルールを定義し、前記複数の通信ポートが、プロセスプラントの分散型制御システムのうちの1つ以上のノードと通信するように動作可能であり、前記複数の通信ポートが、第1の一連の通信ポート及び第2の一連の通信ポートを含む、受信することと、
前記1つ以上のポート通信ルールに基づいて、着信メッセージの再送信を選択的に許可または制限するように前記ソフトウェア層を構成することと、を実行し、前記着信メッセージは、前記第1の一連の通信ポートまたは前記第2の一連の通信ポートのいずれかに着信する、命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記着信メッセージが、前記プロセスプラントの前記分散型制御システムのネイティブプロトコルに基づいている、請求項28に記載の命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記着信メッセージが、標準プロトコルに基づいている、請求項28に記載の命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記着信メッセージが、着信ユニキャストメッセージであり、前記着信ユニキャストメッセージが、
前記第1の一連の通信ポートのうちの第1の通信ポートから前記第1の一連の通信ポートのうちの第2の通信ポートへ、または
前記第2の一連の通信ポートのうちの第1の通信ポートから前記第2の一連の通信ポートのうちの第2の通信ポートへのうちの少なくとも1つに再送信される、請求項28に記載の命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記着信メッセージが、着信ユニキャストメッセージであり、前記着信ユニキャストメッセージが、
前記第1の一連の通信ポートのうちの第1の通信ポートから前記第1の一連の通信ポートのうちの第2の通信ポートへ、または
前記第2の一連の通信ポートのうちの第1の通信ポートから前記第2の一連の通信ポートのうちの第2の通信ポートへのうちの少なくとも1つに再送信されることを制限される
、請求項28に記載の命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記着信メッセージが、着信ブロードキャスト型メッセージであり、前記着信ブロードキャスト型メッセージが、
前記第1の一連の通信ポートのうちの第1の通信ポートから前記第1の一連の通信ポートの残りの全てのポートへ、または
前記第2の一連の通信ポートのうちの第1の通信ポートから前記第2の一連の通信ポートの残りの全てのポートへのうちの少なくとも1つに再送信される、請求項28に記載の命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記構成パラメータによって、着信メッセージの前記再送信を選択的に許可または制限するように前記ソフトウェア層を前記構成することが、
前記ソフトウェア層によって、バーチャルローカルエリアネットワーク(VLAN)ルックアップテーブルと、前記VLANルックアップテーブルに関連付けられた1つ以上のVLANとを作成または更新することと、
前記ソフトウェア層によって、前記VLANルックアップテーブルと前記1つ以上のVLANとにアクセスして、第1の通信ポートの入口ポート識別子(ID)を判定することと、
前記ソフトウェア層によって、前記VLANルックアップテーブルと前記1つ以上のVLANとにアクセスして、前記入口ポートIDに基づいて、少なくとも1つの宛先ポートIDを判定することであって、前記少なくとも1つの宛先ポートIDは、前記着信メッセージが再送信されるべき第2の通信ポートを特定する、判定することと、を含む、請求項28に記載の命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体。
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