JP2021174546A - イーサネットｉ／ｏカードスキャナ - Google Patents

Abstract

【課題】プロセス制御システムの構成を容易にし、ＥＩＯＣ対応のフィールドデバイス（および関連するフィールドデバイス変数）のプロセス制御システムへの改善された統合を可能にする、イーサネットＩ／Ｏカード（ＥＩＯＣ）スキャナデバイスを提供する。【解決手段】イーサネットＩ／Ｏカード（ＥＩＯＣ）スキャナデバイスは、以下を行うことができる：（ｉ）ＥＩＯＣ対応フィールドデバイスのデコーダファイルを分析して、ＥＩＯＣ対応フィールドデバイスが送信または受信するように構成されているフィールドデバイス変数を自動的に識別する；および（ｉｉ）プロセス制御システムの構成を迅速且つ簡便に容易にして、ＥＩＯＣ対応のフィールドデバイスおよびＥＩＯＣスキャナによって識別される関連するフィールドデバイス変数をプロセス制御システムに統合する。【選択図】図１Ａ

Description

本開示は、一般に、プロセス制御環境におけるイーサネット入力／出力（Ｉ／Ｏ）カード（ＥＩＯＣ）に関し、より具体的には、ＥＩＯＣ対応フィールドデバイス用のデコーダファイルに基づくプロセス制御システムの改善された構成を可能にするスキャナデバイスに関する。

発電、化学、石油、または他のプロセスで使用されるような分散型またはスケーラブルなプロセス制御システムなどの分散プロセス制御システムは、プロセス制御ネットワークを介して、少なくとも１つのホストまたはオペレータワークステーションに、およびアナログ、デジタル、または組み合わされたアナログ／デジタルバスを介して、１つ以上の器具類またはフィールドデバイスに、互いに通信可能に結合された１つ以上のプロセスコントローラを典型的に含む。

フィールドデバイスは、バルブの開閉、デバイスのオン／オフの切り替え、およびプロセスパラメータの測定などのプロセスまたはプラント内の機能を行う。フィールドデバイスの例としては、バルブ、バルブポジショナ、スイッチ、および送信機（例えば、温度、圧力、または流量を測定するためのセンサを含むデバイス、および検知された温度、圧力、および流量を送信するための送信機）が挙げられる。

プロセスコントローラは、典型的にはプラント環境内に位置するが、フィールドデバイスによって行われるプロセス測定値（またはフィールドデバイスに関する他の情報）を示す信号を受信し、ならびに、例えば、プロセス制御判定を行い、受信した情報に基づき制御信号を生成し、スマートフィールドデバイス（例えば、ＨＡＲＴ（登録商標）、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）、およびＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）のＦｉｅｌｄｂｕｓフィールドデバイス）に実装されている制御モジュールまたはブロックと連携する、異なる制御モジュールを実行するコントローラアプリケーションを実行する。

制御モジュールの実行により、プロセスコントローラは、通信リンクまたは信号路を通じてフィールドデバイスに制御信号を送信して、それによって、プロセスプラントまたはシステムの少なくとも一部分の動作を制御する（例えば、プラントまたはシステム内部で稼働または実行している１つ以上の工業プロセスのうちの少なくとも一部分を制御する）。例えば、コントローラ（複数可）およびフィールドデバイスの第１のセットは、プロセスプラントまたはシステムによって制御されているプロセスの第１の部分を制御することができ、コントローラ（複数可）およびフィールドデバイスの第２のセットは、プロセスの第２の部分を制御することができる。

入出力（Ｉ／Ｏ）カード（「Ｉ／Ｏデバイス」または「Ｉ／Ｏモジュール」と呼ぶ場合もある）は、これもまた典型的にはプラント環境内に位置付けられるが、典型的にはコントローラと１つ以上のフィールドデバイスとの間に配設され、それらの間の通信を可能にする（例えば、電気信号をデジタル値に変換することによって、およびその逆によって）。通常、Ｉ／Ｏカードは、プロセスコントローラと、Ｉ／Ｏカードによって使用されるものと同じ通信プロトコル用に構成された１つ以上のフィールドデバイスの入力または出力との間の中間ノードとして機能する。具体的には、フィールドデバイスの入力および出力は、典型的には、アナログ通信またはディスクリート通信用に構成される。フィールドデバイスと通信するために、コントローラは、通常、フィールドデバイスによって使用されるのと同じタイプの入力または出力用に構成されたＩ／Ｏカードを必要とする。すなわち、アナログ制御出力信号（例えば、４〜２０ｍＡの信号）を受信するように構成されたフィールドデバイスの場合、コントローラには、適切なアナログ制御出力信号を送信するためのアナログ出力（ＡＯ）Ｉ／Ｏカードが必要であり、アナログ信号を介して測定値またはその他の情報を送信するように構成されたフィールドデバイスの場合、コントローラには典型的には、送信された情報を受信するためにアナログ入力（ＡＩ）カードが必要である。同様に、ディスクリート制御出力信号を受信するように構成されたフィールドデバイスの場合、コントローラには、適切なディスクリート制御出力信号を送信するためのディスクリート出力（ＤＯ）Ｉ／Ｏカードが必要であり、ディスクリート制御入力信号を介して情報を送信するように構成されたフィールドデバイスの場合、コントローラにはディスクリート入力（ＤＩ）Ｉ／Ｏカードが必要である。さらに、一部のＩ／Ｏカードは、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）（温度によってワイヤの抵抗を変化させる）または熱電対（ＴＣ）（温度に比例した電圧を生成する）用に構成されている。一般に、各Ｉ／Ｏカードは、複数のフィールドデバイス入力または出力に接続することができ、特定の入力または出力への各通信リンクは、「Ｉ／Ｏチャネル」（または、より一般的には「チャネル」）と呼ばれる。例えば、１２０チャネルのＤＯ Ｉ／Ｏカードは、１２０個の個別のＤＯ Ｉ／Ｏチャネルを介して１２０個の個別のディスクリートフィールドデバイス入力に通信可能に接続されることができ、コントローラが（ＤＯ Ｉ／Ｏカードを介して）ディスクリート制御出力信号を１２０個の個別のディスクリートフィールドデバイス入力に送信することを可能にする。

本明細書で利用される場合、フィールドデバイス、コントローラ、およびＩ／Ｏデバイスは、概して「プロセス制御デバイス」と称され、概してプロセス制御システムまたはプラントのフィールド環境内に位置付けされるか、配設されるか、または設置される。１つ以上のコントローラと、１つ以上のコントローラに通信可能に接続されたフィールドデバイスと、コントローラとフィールドデバイスとの間の通信を容易にする中間ノードとによって形成されたネットワークは、「Ｉ／Ｏネットワーク」または「Ｉ／Ｏサブシステム」と呼ばれることがある。

Ｉ／Ｏネットワーク（複数可）からの情報は、データハイウェイまたは通信ネットワーク（「プロセス制御ネットワーク」）を経由して、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、ハンドヘルドデバイス、データヒストリアン、レポートジェネレータ、中央集中型データベース、または、典型的にはプラントのより過酷なフィールド環境から離れた制御室もしくは他の場所、例えば、プロセスプラントのバックエンド環境内に置かれる他の中央集中型管理コンピューティングデバイスなどの１つ以上の他のハードウェアデバイスに利用可能とされることができる。

プロセス制御ネットワークを経由して通信される情報により、オペレータまたは保守担当者は、ネットワークに接続された１つ以上のハードウェアデバイスを介して、プロセスに関して所望の機能を実行することが可能となる。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（複数可）の設定を変更し、プロセスコントローラまたはスマートフィールドデバイス内の制御モジュールの動作を修正し、プロセスプラント内のプロセスの現在の状態または特定のデバイスのステータスを視認し、フィールドデバイスとプロセスコントローラとによって生成されたアラームを視認し、要員のトレーニングまたはプロセス制御ソフトウェアのテストを目的としてプロセスの動作をシミュレーションし、プロセスプラント内の問題またはハードウェア障害を診断することなどをできるようにするアプリケーションを実行することができる。ハードウェアデバイス、コントローラ、およびフィールドデバイスによって利用されるプロセス制御ネットワークまたはデータハイウェイは、有線通信路、無線通信路、または有線通信路と無線通信路との組み合わせを含むことができる。

一例として、Ｅｍｅｒｓｏｎ社によって販売されているＤｅｌｔａＶＴＭ制御システムおよびＯｖａｔｉｏｎＴＭ分散制御システム（ＤＣＳ）は、それぞれ、プロセスプラント内の多様な場所に位置する異なるデバイス内に記憶されて実行される複数のアプリケーションを含む。プロセス制御システムまたはプラントのバックエンド環境内の１つ以上のワークステーションまたはコンピューティングデバイス内に常駐する構成アプリケーションは、ユーザが、プロセス制御モジュールを作成または変更し、これらのプロセス制御モジュールを、データハイウェイを介して専用の分散コントローラへダウンロードすることを可能にする。典型的には、これらの制御モジュールは、通信可能に相互接続された機能ブロックで構成され、これらの機能ブロックは、（ｉ）機能ブロックに対する入力に基づき、制御スキーム内で機能を実施し、（ｉｉ）出力を制御スキーム内の他の機能ブロックに提供する、オブジェクト指向プログラミングプロトコル内のオブジェクトである。また、構成アプリケーションは、データをオペレータに対して表示するため、且つオペレータによるプロセス制御ルーチン内の設定点などの設定の変更を可能にするために視認アプリケーションが使用するオペレータインターフェースを、構成設計者が作成または変更することを可能にし得る。

各専用コントローラ（場合によっては、１つ以上のフィールドデバイス）は、実際のプロセス制御機能を実装するために、それらに割り当てられてダウンロードされた制御モジュールを実行するそれぞれのコントローラアプリケーションを記憶および実行する。視認アプリケーションは、１つ以上のオペレータ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およびデータハイウェイと通信可能に接続された１つ以上のリモートコンピューティングデバイス）上で実行されることができ、コントローラアプリケーションからデータハイウェイを介してデータを受信し、ユーザインターフェースを使用してこのデータをプロセス制御システム設計者、オペレータ、またはユーザに表示して、オペレータのビュー、エンジニアのビュー、技師のビューなどのいくつかの異なるビューのうちのいずれかを提供することができる。データ履歴アプリケーションは、典型的には、データハイウェイにわたって提供されたデータの一部または全てを収集および記憶するデータ履歴デバイスに記憶され、それによって実行される一方で、構成データベースアプリケーションは、現在のプロセス制御ルーチン構成およびそれと関連付けられたデータを記憶するために、データハイウェイに取り付けられたなおさらに離れたコンピュータで実行されることができる。代替的に、構成データベースは、構成アプリケーションと同じワークステーション内に位置していてもよい。

プロセスコントローラ、Ｉ／Ｏカード、およびフィールドデバイスに加えて、典型的なプロセス制御システムは、プロセス動作に必要な、またはプロセス動作に関連する他の多くのサポートデバイスを含む。これらの追加のデバイスとしては、例えば、電源設備、発電および配電設備、典型的なプラント内の多くの場所に位置しているタービンなどの回転設備が挙げられる。

この背景説明は、以下の詳細な説明への理解および認識を容易にする文脈を提供することに留意されたい。この背景技術のセクションに記載されている範囲での現在名前が挙げられている発明者らの研究、（ならびに別の方法で出願時に先行技術とみなされていない場合がある背景技術の記載の態様）は、明示的にも黙示的にも本開示に対する先行技術とは認められない。

本開示は、図１〜図１２を参照して、ＥＩＯＣ対応フィールドデバイス、および関連するフィールドデバイス変数のプロセス制御システムへの改善された統合を可能するためのプロセス制御システムの構成を容易にするための様々な技術、システム、および方法を説明する。

具体的には、本開示は、以下を行うことができるＥＩＯＣスキャナについて説明する：（ｉ）ＥＩＯＣ対応フィールドデバイスのデコーダファイルを分析して、ＥＩＯＣ対応フィールドデバイスが送信または受信するように構成されているフィールドデバイス変数（時には「フィールドデバイスパラメータ」）を自動的に識別する；および（ｉｉ）プロセス制御システムの構成を迅速且つ簡便に容易にして、ＥＩＯＣ対応フィールドデバイス、およびＥＩＯＣスキャナによって識別されるＥＩＯＣ対応フィールドデバイスに関連付けられた任意の所望のフィールドデバイス変数をプロセス制御システムに統合する。

実施形態では、プロセス制御環境でイーサネットＩ／Ｏカードを構成するための電子デバイス（「ＥＩＯＣスキャナ」と呼ばれることもある）は、プロセス、通信インターフェース、およびプロセッサに１つ以上の動作を実装させる機械可読命令を記憶するメモリを含むことができる。１つ以上の動作は、以下のいずれか１つ以上を含むことができる：（ｉ）プロセス制御システムにおいてイーサネットリンクを介してイーサネットＩ／Ｏカード（ＥＩＯＣ）に結合されるように構成されたフィールドデバイスについて、デコーダファイルを分析し、１つ以上のフィールドデバイス変数を１つ以上のメッセージ位置にマッピングする動作；（ｉｉ）１つ以上のメッセージ位置にマッピングされた１つ以上のフィールドデバイス変数の異なる１つに対応するプロセス変数をそれぞれ表す１つ以上のデバイス信号タグ（ＤＳＴ）を含むデータセットを生成する動作；および（ｉｉｉ）プロセス制御システムが構成データベースにしたがって構成された場合、１つ以上のＤＳＴが１つ以上のメッセージ位置に対応するように、通信インターフェースを介して、データセットを含むようにプロセス制御システムの構成データベースにデータセットをアップロードする動作。

実施形態では、データセットは、構成データベースにしたがってプロセス制御システムが構成されたときに、ＥＩＯＣがコントローラ出力処理機能またはコントローラ入力処理機能を実装するように構成されるように、構成データベースにアップロードされる。コントローラ出力処理機能用に構成されている場合、ＥＩＯＣは、コントローラ出力メッセージからのＤＳＴ値を、対応するフィールドデバイス変数のフィールドデバイス入力メッセージ内のメッセージ位置にマッピングするように構成される（適切なメッセージ位置は、デコーダファイルから判定されることができる）。このマッピングの実行は、（１）プロセスコントローラから、第１のＤＳＴのコントローラ出力値を含むコントローラ出力メッセージを受信すること、および（２）フィールドデバイスに送信されるフィールドデバイス入力メッセージの第１のメッセージ位置においてコントローラ出力値がＥＩＯＣからフィールドデバイスに送信されるように、データセットにしたがって、マッピングされた第１のメッセージ位置にコントローラ出力値を割り当てることによって第１のＤＳＴに応答することを含む。

同様に、コントローラ入力処理機能用に構成されている場合、ＥＩＯＣは、対応するＤＳＴについて、（フィールドデバイスから受信した）フィールドデバイス出力メッセージから（プロセスコントローラに送信される）コントローラ入力メッセージのメッセージ位置にフィールドデバイス変数値をマッピングするように構成される（適切なメッセージ位置は、デコーダファイルから判定されることができる）。このマッピングの実行は、以下を含むことができる：（１）データセットにしたがって、第２のＤＳＴにマッピングされた第２のメッセージ位置においてコントローラ入力値（また「フィールドデバイス出力値」）を含むフィールドデバイス出力メッセージをフィールドデバイスから受信すること；および（２）入力値がコントローラ入力メッセージの一部として第２のＤＳＴの値についての値としてＥＩＯＣからプロセスコントローラに送信されるように、コントローラ入力値を第２のＤＳＴに割り当てることによって応答すること。

実施形態では、ＥＩＯＣは、コントローラ出力処理機能およびコントローラ入力処理機能の双方を実装するように構成されることができる。ＥＩＯＣは、それぞれが異なる所定のタイムスロットの間に送信されるように、コントローラ入力メッセージおよびフィールドデバイス入力メッセージを送信するように構成されることができる。さらに、コントローラ入力／出力メッセージおよびフィールドデバイス入力／出力メッセージは、それぞれ複数のパラメータ値を担持することができる。

実施形態では、デコーダファイルに基づいて電子デバイスによって生成されるデータセットは、ＤＳＴ、物理デバイスタグ（ＰＤＴ）、論理デバイスタグ（ＬＤＴ）、またはノードタグ（特定のＥＩＯＣを表す）のうちの任意の１つ以上を含む、任意の所望のタイプのシステムタグを含むことができる。

実施形態では、電子デバイスは、デコーダファイルから生成されたデータセットに含まれるＤＳＴおよび任意の他のシステムタグ（および任意の関連するプロパティ）を追加、編集、または表示するためのユーザインターフェースを提示することができる。実施形態では、電子デバイスは、デコーダファイルに関連付けられたフィールドデバイスからデコーダファイルをダウンロードすることができる。場合によっては、電子デバイスは、サーバからデコーダファイルをダウンロードすることができる（例えば、フィールドデバイスの製造業者に関連付けられている）。

この概要が発明を実施するための形態において以下にさらに説明される概念の選択を紹介するために提供されていることに留意されたい。発明を実施するための形態で説明されるように、特定の実施形態は、この概要に説明されていない特徴および効果を含むことができ、特定の実施形態は、この概要に説明される１つ以上の特徴または効果を省略することができる。

以下に説明される図のそれぞれは、実施形態にかかる、開示されたシステム（複数可）または方法（複数可）のうちの１つ以上の態様を示す。発明を実施するための形態は、以下の図に含まれる参照符号を参照する。

図１Ａは、ＥＩＯＣフィールドデバイスおよびＥＩＯＣスキャナを含むイーサネットＩ／Ｏカード（「ＥＩＯＣ」）ネットワークのブロック図である。

図１Ｂは、図１Ａに示されているそのＥＩＯＣネットワークが一部とすることができるプロセス制御システム５のブロック図である。

図２は、図１Ａおよび図１Ｂに示されるコントローラによって実装されることができる制御ルーチンの例を表す、制御ルーチンを示している。

図３は、図１Ａに示されているＥＩＯＣとは異なり、従来の各Ｉ／Ｏカードが構成されている信号タイプに基づいて、固定、専用、および手動で構成された配線およびマーシャリングを必要とする従来のＩ／Ｏカードを含む従来技術のＩ／Ｏネットワークを示している。

図４は、図１Ａに示されるＥＩＯＣ用のＥＩＯＣアセンブリの斜視図である。

図５は、フィールドデバイス用のデコーダファイルの分析に基づいて、ＥＩＯＣスキャナ（図１Ａに示される）を介してプロセス制御システム（図１Ｂに示される）の構成を容易にするための例示的な方法のフローチャートである。

図６は、インターネットプロトコルスイートから選択された標準プロトコルに準拠するメッセージ内で、プロセス制御標準またはＭｏｄｂｕｓ／ＴＣＰなどのプロトコルに準拠するプロセス制御メッセージをカプセル化するために利用されることができる、図１Ａおよび図１Ｂに示されるコントローラおよびフィールドデバイスが通信することができる、例示的なプロトコルスタックを示している。

図７は、図６に示されるＭｏｄｂｕｓ／ＴＣＰプロトコルにしたがって送信されるメッセージに一般的に使用される機能コードを示している。

図８は、典型的なＴＣＰ／ＩＰまたはＵＤＰ／ＩＰスタック内にカプセル化された共通業界プロトコル（ＣＩＰ）スタックを含む、図１Ａおよび図１Ｂに示されるコントローラおよびフィールドデバイスが通信することができる、例示的なプロトコルスタックである。

典型的なＴＣＰ／ＩＰまたはＴＣＰ／ＵＤＰスタック内にカプセル化されたＩＥＣ ６１８５０スタックを含む、図１Ａおよび図１Ｂに示されるコントローラおよびフィールドデバイスが通信することができる、例示的なプロトコルスタックである。

図１０は、図１Ａに示されるデコーダファイルから識別されるフィールドデバイス変数に割り当てられるいくつかのシステムタグのいずれかをユーザが追加、編集、または表示することを可能にするために、図１Ａに示されるＥＩＯＣスキャナによって提示されることができるユーザインターフェースを示している。

図１１は、デコーダファイルからインポートされた変数に関連付けられたＥＩＯＣのノードタグ（システムタグの種類）をユーザが追加、編集、または表示することを可能にするために、図１Ａに示されるＥＩＯＣスキャナによって提示されることができるユーザインターフェースを示している。

図１２は、デコーダファイルからインポートされた１つ以上の変数に関連付けられた物理デバイスタグ（システムタグの種類）をユーザが追加、編集、または表示することを可能にするために、図１Ａに示されるＥＩＯＣスキャナによって提示されることができるユーザインターフェースを示している。

前述のように、本開示は、図１〜図１２を参照して、ＥＩＯＣ対応フィールドデバイス、および関連するフィールドデバイス変数のプロセス制御システムへの改善された統合を可能するためのプロセス制御システムの構成を容易にするための様々な技術、システム、および方法を説明する。特に、図１Ａおよび図１Ｂは、以下を行うことができるＥＩＯＣスキャナ７５（時には「スキャナ７５」または「デバイス７５」）を示している：（ｉ）ＥＩＯＣ対応フィールドデバイスのデコーダファイルを分析して、ＥＩＯＣ対応フィールドデバイスが送信または受信するように構成されているフィールドデバイス変数（時には「フィールドデバイスパラメータ」）を自動的に識別する；および（ｉｉ）プロセス制御システムの構成を迅速且つ簡便に容易にして、ＥＩＯＣ対応フィールドデバイス、およびＥＩＯＣスキャナ７５によって識別されるＥＩＯＣ対応フィールドデバイスに関連付けられた任意の所望のフィールドデバイス変数をプロセス制御システムに統合する。

以下の説明は、次のセクションに分かれている。セクションＩは、図１Ａ〜図４を参照して、ＥＩＯＣスキャナ７５を使用して、プロセス制御システムＥＩＯＣ対応フィールドデバイスおよび関連するフィールドデバイス変数に統合するように構成されることができる例示的なプロセス制御システムを含む、開示された技術に関連する例示的なシステム、デバイス、およびネットワークを説明する。セクションＩＩは、図５を参照して、ＥＩＯＣ対応フィールドデバイスおよび関連する変数をプロセス制御システムに統合するためのプロセス制御システムの構成を容易にするための例示的な方法を説明する。セクションＩＩＩは、図６〜図９を参照して、ＥＩＯＣスキャナ７５を使用して構成されることができるＥＩＯＣ対応フィールドデバイスおよびＥＩＯＣに関連する例示的なプロトコルスタックを説明する。セクションＩＶは、図１０〜図１２を参照して、デコーダファイルの分析に基づいてプロセス制御システムに追加されるパラメータに関連する情報をユーザが追加、編集、または表示することを可能にするためにＥＩＯＣスキャナ７５によって提示されることができる例示的なユーザインターフェース（ＵＩ）を説明する。セクションＶおよびＶＩは、追加の検討事項、ならびに明細書において使用されている用語およびフレーズについて説明する。

Ｉ．例示的なＥＩＯＣスキャナ７５および例示的なプロセス制御システム５
図１Ａは、ＥＩＯＣフィールドデバイス１３１およびスキャナ７５を含むイーサネットＩ／Ｏカード（「ＥＩＯＣ」）ネットワーク７のブロック図である。図１Ｂは、ＥＩＯＣネットワーク７がその一部でとすることができるプロセス制御システム５のブロック図である。大まかに言えば、スキャナ７５は、以下を行うことができる：（ｉ）フィールドデバイス１３１のデコーダファイル１９９を分析して、フィールドデバイス１３１が送信または受信するように構成されているフィールドデバイス変数を自動的に識別する；および（ｉｉ）ＥＩＯＣネットワーク７（および必要に応じてより広いプロセス制御システム５）の構成を迅速且つ簡便に容易にして、ＥＩＯＣネットワーク７またはプロセス制御システム５に、フィールドデバイス１３１およびフィールドデバイス１３１に関連付けられた任意の所望のフィールドデバイス変数を統合する。

一般的に言えば、本明細書に開示されるＥＩＯＣ互換コントローラおよびフィールドデバイスは、ＥＩＯＣメッセージを利用して通信する。「ＥＩＯＣメッセージ」は、プロトコルのＥＩＯＣスタックにしたがってフォーマットされたネットワークメッセージ（例えば、パケットまたはフレーム）である。「ＥＩＯＣスタック」は、標準的なインターネットプロトコルスイート標準（例えば、イーサネット、ＴＣＰ／ＩＰ、ＵＤＰ／ＩＰなど）にしたがって送信可能なパケット内にカプセル化される標準的なプロセス制御通信プロトコルを含む、通信プロトコルの任意の適切なスタックを指す。例示的なＥＩＯＣプロトコルまたはスタックは、共通業界プロトコル（ＣＩＰ）、イーサネットＩＰ、およびＭｏｄｂｕｓ ＴＣＰを含む。

一例として、典型的な「ＥＩＯＣメッセージ」は、ＯＳＩモデルのアプリケーション、プレゼンテーション、およびセッション層において、Ｍｏｄｂｕｓ ＴＣＰ標準、イーサネットＩＰ標準、またはＩＥＣ標準にしたがって構成されたプロセス制御メッセージとすることができる。プロセス制御メッセージは、ＯＳＩモデルのトランスポート層においてユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）または伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）パケット内にカプセル化されることができ、これは、ひいてはＯＳＩモデルのネットワーク層においてＩＰパケット内にカプセル化されることができる。最後に、ＥＩＯＣメッセージのＩＰパケットは、ＯＳＩモデルのデータリンクおよび物理層においてイーサネット標準にしたがってカプセル化されることができる。

「イーサネット」という用語は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）およびワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）において一般的に使用されているコンピュータネットワーク技術のファミリを指す。物理層では、イーサネットは、同軸ケーブル、ツイストペア（例えば、ＣＡＴ５やＣＡＴ６などの任意の適切なＣＡＴＸケーブル）、または光ファイバリンクを共有メディアとして使用することができる。これらの物理リンクは、ＲＪ４５コネクタなどの任意の適切なコネクタを使用して終端することができる。物理およびデータリンク層では、イーサネット通信は、一般に、ＩＥＥＥ８０２．３標準に準拠している。一般的に言えば、イーサネット標準にしたがって通信するシステム（例えば、本明細書に開示されるＥＩＯＣコントローラおよびフィールドデバイス）は、データのストリームを「フレーム」と呼ばれるより短い断片に分割する。通常、各フレームは、送信元アドレスと宛先アドレス、およびエラーチェックデータを含むため、破損したフレームが検出されて破棄されることができる。ほとんどの場合、上位層のプロトコルは、失われたフレームの再送信をトリガする。

プロセス制御業界では、「ＥＩＯＣ」および「Ｉ／Ｏ」というフレーズに関して、「Ｉ／Ｏ」（「イーサネットＩ／Ｏカード」のように）という用語は、関連するが異なる多くの文脈において使用される場合がある。「Ｉ／Ｏ」という用語は、一般に、フィールドデバイスをＩ／Ｏカードまたはコントローラに通信可能に結合する論理リンクまたは通信チャネル（例えば、「Ｉ／Ｏチャネル」）を指すが、Ｉ／Ｏチャネルを介してフィールドデバイスに信号を送信するか、またはそこから信号を受信するデバイス（例えば、「Ｉ／Ｏデバイス」または「Ｉ／Ｏカード」）およびＩ／Ｏデバイスと関連付けられたコネクタまたは端子（例えば、「Ｉ／Ｏコネクタ」）、Ｉ／Ｏチャネル上で送信される信号（例えば、「Ｉ／Ｏ信号」）、信号によって表される変数もしくはコマンド（例えば、「Ｉ／Ｏパラメータ」）、または信号によって搬送される変数もしくはコマンドの値（例えば、「Ｉ／Ｏパラメータ値」）などの、いくつかの他の概念を指すときに使用されることができる。本明細書において「Ｉ／Ｏ」という用語が修飾語なしで参照されている限り、文章の文脈は、これらの概念のうちのどの概念が議論されているかを明確にするべきである。

さらに、「Ｉ／Ｏチャネル」は、特定のタイプの「通信チャネル」または「チャネル」を表すことを理解されたい。すなわち、文脈が別途示唆しない限り、本説明で「チャネル」という用語または「通信チャネル」という用語を「Ｉ／Ｏ」という修飾語なしで参照することは、いくつかの実施態様では、Ｉ／Ｏチャネルとすることができる通信リンクを指す場合があるが、いくつかの実施態様では、Ｉ／Ｏチャネル以外の通信リンクを指す場合もある。さらに、「ＥＩＯＣチャネル」は特定のタイプのＩ／Ｏチャネルである。それは、イーサネットネットワーク技術に依存するコントローラとフィールドデバイスとの間のＩ／Ｏチャネルである。例えば、ＥＩＯＣチャネルは、イーサネット標準を利用する物理リンクを介して通信するデバイスを容易にするように構成された、ＣａｔＸケーブル（例えば、Ｃａｔ５、Ｃａｔ５ｅ、Ｃａｔ６）などの物理リンクとすることができるか、またはそれを含むことができ、コントローラおよびフィールドデバイスは、ＴＣＰ／ＩＰ標準を利用して通信することができる。

同様に、「ＥＩＯＣ」は、特定のタイプのＩ／Ｏデバイス（例えば、プロセス制御標準および１つ以上のイーサネット標準にしたがって通信するように構成されたデバイス）である。「ＥＩＯＣコネクタ」は、特定のタイプのＩ／Ｏコネクタ（例えば、イーサネット通信用に構成されたオスのＣａｔＸコネクタまたはメスのＣａｔＸポート）を指す。「ＥＩＯＣ信号」は、特定のタイプのＩ／Ｏ信号（例えば、プロセス変数が、ＯＳＩモデルの物理、データリンク、ネットワーク、またはトランスポート層においてイーサネット標準に準拠するメッセージを介して通信されるＩ／Ｏ信号）である。そして、最後に、「ＥＩＯＣパラメータ」は、特定のタイプのＩ／Ｏパラメータ（例えば、ＥＩＯＣチャネル上のＥＩＯＣ信号を介してＥＩＯＣフィールドデバイスとの間で送信されるＩ／Ｏパラメータ）を指す。

Ａ．ＥＩＯＣネットワーク７およびＥＩＯＣスキャナ７５
一般的に言えば、ＥＩＯＣネットワーク７は、プロセス制御環境内のイーサネットフィールドデバイスおよびＩ／ＯカードのＩ／Ｏネットワークであり、ＥＩＯＣスキャナ７５は、フィールドデバイス１３１が送信または受信するように構成された１つ以上のフィールドデバイス変数（時には「フィールドデバイスパラメータ」）を識別するために、フィールドデバイス（例えば、フィールドデバイス１３１）についてのデコーダファイル１９９を分析するように構成されたデバイスである。以下の段落は、ＥＩＯＣネットワーク７およびＥＩＯＣスキャナ７５によって提供される機能を説明する前に、図１Ａに示される様々なシステムおよびリンクを識別する。

ＥＩＯＣネットワーク７は、ＥＩＯＣネットワーク７に含まれるコントローラ、フィールドデバイス、および中間ネットワーク機器間のイーサネット通信を容易にするように構成される。ＥＩＯＣネットワーク７は、プロセス制御バックボーンまたはネットワーク１０に結合されることができ、以下のいずれか１つ以上を含むことができる：（ｉ）ネットワーク１０を介して構成システム７２に結合されたプロセスコントローラ１１１；（ｉｉ）任意の適切な通信リンク（例えば、デジタル通信用のバスを含む、コントローラ１１１およびＥＩＯＣ１２６のマウント上のバックプレーン）とすることができるリンク１４１を介してコントローラ１１１に結合されたＥＩＯＣ１２６；（ｉｉｉ）リンク１４５を介してＥＩＯＣ１２６に結合されたスイッチ１２８；（ｉｖ）リンク１４２を介してＥＩＯＣ１２６に結合されたフィールドデバイス１３１；および（ｖ）それぞれリンク１４３および１４４を介してスイッチ１２８に結合されたフィールドデバイス１３３および１３５。リンク１４２〜１４５は、任意の適切なイーサネットリンクとすることができる。

例として、Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔによって販売されているＤｅｌｔａＶ^ＴＭまたはＯｖａｔｉｏｎ^ＴＭコントローラとすることができるコントローラ１１１は、プロセス制御環境に適した任意のプロセスコントローラとすることができ、コントローラ１１に関して以下にさらに記載される任意の１つ以上の特徴または機能を有することができる。コントローラ１１１は、ＥＩＯＣリンク１４１およびＥＩＯＣ１２６に接続するための第１の通信インターフェース（例えば、ＥＩＯＣ通信インターフェース；図示せず）と、ネットワーク１０およびネットワーク１０（例えば、構成システム１０）の任意の所望のノードに接続するための第２の通信インターフェース（図示せず）とを含むことができる。

一般的に言えば、「通信インターフェース」（「ネットワークインターフェース」と呼ばれることもある）は、それが一部であるシステム（例えば、コントローラ１１１）が他のシステムまたはコンポーネント（例えば、フィールドデバイスＥＩＯＣ１２６および構成システム７２）との間で情報またはデータを送受信することを可能にするデバイスまたはコンポーネントである。必要に応じて、コントローラ１１１の通信インターフェースは、（ｉ）（例えば、同軸ケーブルまたは光ファイバケーブルを介して）電気信号または光信号を別のデバイスに搬送する有線リンクへの接続を可能にし、他のデバイスと通信する回路、または（ｉｉ）無線周波数（ＲＦ）信号などの電磁信号を介して無線通信（例えば、短距離または長距離通信）を可能にする回路、を含むことができる。記載されている通信インターフェースおよびシステムは、本明細書に説明されるものなどの、任意の１つ以上の好適な通信プロトコル、規格、または技術に準拠することができる。

ネットワーク７のＥＩＯＣ１２６は、１つ以上のイーサネットまたはインターネットプロトコル標準にしたがってフィールドデバイスと通信するように構成されたＩ／Ｏカードである。ＥＩＯＣ１２６は、（例えば、リンク１４２を介して）ＥＩＯＣ通信を確立するための第１の通信インターフェース（図示せず）、ならびにコントローラ（例えば、リンク１４１を介してコントローラ１１１）と通信するための第２の通信インターフェースを含むことができる。一般的に言えば、第１の通信インターフェースは、イーサネットベースのインターフェースであり、第２の通信インターフェースは、ＥＩＯＣ１２６およびコントローラ１１１によって共有されるバックプレーン上のデジタル通信バスである。ＥＩＯＣ１２６は、同じ構造のいくつかを有し、図１Ｂに示されるフィールドデバイス１５〜２２および４０〜４６に関して以下に記載される動作のいずれかを行うことができる。

ネットワーク７のスイッチ１２８は、スイッチ１２８に接続されたデバイス間でＥＩＯＣメッセージを転送またはルーティングするように構成された任意の適切なネットワークスイッチまたはルータとすることができる。図１Ａに示すように、スイッチ１２８は、それぞれリンク１４３／１４４および１４５を介して、フィールドデバイス１３３／１３５とＥＩＯＣ１２５との間でメッセージを転送することができる。いくつかの実施形態では、スイッチ１２８の代わりに、またはそれに加えて、ルータを使用することができる。

ネットワーク７のフィールドデバイス１３１〜１３５のそれぞれは、ＥＩＯＣ互換のフィールドデバイスである。すなわち、それぞれがＥＩＯＣ形式のメッセージを使用してＥＩＯＣ（ＥＩＯＣ１２６など）と通信するように構成されている。各フィールドデバイス１３１〜１３５は、必要に応じて、図１Ｂに示すフィールドデバイス１５〜２２および４０〜４６に関して以下に記載される機能の構造のいずれかを有することができる。

任意の適切なコンピューティングデバイスとすることができるＥＩＯＣスキャナ７５は、リンク１２３を介してＥＩＯＣネットワーク７に結合されることができる。さらに、ＥＩＯＣスキャナ７５は、リンク１２１および１２２を介して、デコーダソース１２０および構成システム７２に結合されることができ、これらのそれぞれは、任意の適切な電子システムまたはコンピュータシステムとすることができる。構成システム７２は、プロセス制御ネットワークまたはバックボーン１０を介してＥＩＯＣネットワーク７に結合されることができる。リンク１２１〜１２３のそれぞれは、任意の適切な有線または無線通信リンクとすることができる。構成システム７２は、図１Ｂに関してより詳細に説明されている。

ＥＩＯＣスキャナ７５は、スキャナツール１１３およびデコーダファイル１９９を記憶するメモリ１０１と、プロセッサ１０２と、プロセッサ１０２に結合された通信インターフェース１０３と、プロセッサ１０２に結合されたユーザインターフェース１０４とを含む。ユーザインターフェース１０４は、入力コンポーネント１０６（例えば、タッチセンサ、キーボード、マウス、機械的ボタンなど）およびディスプレイ１０７（例えば、ＬＣＤ、ＬＥＤ、ＣＲＴ、プラズマ、投影ディスプレイ、ヘッドアップディスプレイなど）を含むことができる。ユーザインターフェース１０４は、ディスプレイ１０７に加えて、またはその代わりに、音声出力用のスピーカ、触覚出力用のモータ、視覚出力用の光源（例えば、ＬＥＤ）などの出力コンポーネントを含むことができる。

プロセッサ１０２は、ツール１１３を実行することができ、これは、プロセッサ１０２によって実行されると、プロセッサ１０２に、本明細書においてスキャナ７５に起因する機能を実装させるコンピュータ可読命令のセットである。

動作中、ＥＩＯＣスキャナ７５は、デコーダソース１２０からリンク１２１を介してデコーダファイル１９９を受信する。デコーダソース１２０は、サーバとすることができる（例えば、フィールドデバイス１３１の製造業者に関連付けられている）。デコーダファイル１９９は、モデル番号、ＭＡＣアドレス、またはフィールドデバイス１３１もしくはフィールドデバイス１３１のモデルに固有の何らかの他の識別子に基づいて、複数のデコーダファイルから検索されることができる。いくつかの実施形態では、スキャナ７５は、有線または無線接続を介してフィールドデバイス１３１からデコーダファイル１９９を検索する。

一般的に言えば、デコーダファイル１９９は、フィールドデバイス１３１が書き込みまたは読み取りするように構成されているフィールドデバイス変数のリストを含む。デコーダファイル１９９は、フィールドデバイス１３１によって送信または受信されたＥＩＯＣメッセージを解釈するためのコードをさらに含む。このコードは、各フィールドデバイス変数の書き込みまたは読み取りが必要なメッセージ位置（例えば、メッセージのヘッダからの特定のオフセットにあるバイト）を指定することができる。以下に説明するように、スキャナ７５は、デコーダファイル１９９を分析して、フィールドデバイス変数をプロセス変数としてプロセス制御システムにインポートし、ＥＩＯＣ７５がフィールドデバイス１３１と交換されるＥＩＯＣメッセージに値を読み取りおよび書き込みすることを可能にする。

スキャナツール１１３を実行するとき、ＥＩＯＣスキャナ７５は、デコーダファイル１９９を分析して、フィールドデバイス１３１が送信または受信するように構成されている１つ以上のフィールドデバイス変数を識別する。スキャナ７５はまた、デコーダファイル１９９を分析して、フィールドデバイス１３１が（例えば、ＥＩＯＣ１２６に）送信または受信するように構成されたメッセージについて、識別されたフィールドデバイス変数にマッピングされたメッセージ位置を識別することができる。フィールドデバイス変数および対応するマッピングされたメッセージ位置を識別すると、スキャナ７５は、メッセージ位置を、識別されたフィールドデバイス変数を表すように意図されたシステムタグのセット（例えば、プロセス制御システム５によって現在使用されていない新たなシステムタグ）とリンクするレコードを作成することができる。

次に、ＥＩＯＣスキャナ７５は、構成システム７２を更新してレコードを含めることができ、それにより、システムタグのセットが１つ以上のフィールドデバイスを表すように、システムタグのセットを（フィールドデバイス１３１とＥＩＯＣ１２６との間で送信されるメッセージについての）適切なメッセージ位置に（プロセス制御システム５の観点から）正式に割り当てる。具体的には、構成システムは、システムタグをＩ／Ｏチャネルにリンクするマップ１３２を記憶するデータベースを含むことができる。従来のＩ／Ｏカードおよびフィールドデバイスの場合、Ｉ／Ｏチャネルは、Ｉ／Ｏカード上の特定の物理的な４〜２０ｍＡチャネルとすることができる（例えば、各カードは、３２個のＩ／Ｏチャネルを有することができる）。ＥＩＯＣおよびＥＩＯＣフィールドデバイスの場合、Ｉ／Ｏチャネルは、ＥＩＯＣが送信または受信するように構成されているＥＩＯＣメッセージについての特定のメッセージ位置によって識別可能とすることができる。

次に、更新された構成データベース７２を使用して、プロセス制御システム５を構成することができ、それにより、フィールドデバイス１３１に関連する関連フィールドデバイス変数が、割り当てられたシステムタグを介してプロセス制御システム５内のシステムによって参照可能であるように、割り当てられたシステムタグを動作させる。プロセス制御システム５は、システムタグを利用するように更新され、その結果、（ｉ）コントローラ１１１が特定の変数のシステムタグを参照するコントローラ出力を生成するとき、ＥＩＯＣ１２６が特定の変数のシステムタグにリンクまたは割り当てられた、フィールドデバイス入力メッセージ内のメッセージ位置にコントローラ出力を書き込むように、ＥＩＯＣ１２６は、フィールドデバイス１３１のフィールドデバイス入力メッセージをエンコードする；および（ｉｉ）フィールドデバイス１３１がＥＩＯＣ１２６に所与のメッセージ位置におけるフィールドデバイス出力値を含むフィールドデバイス出力メッセージを送信するとき、ＥＩＯＣ１２６は、自動的にフィールドデバイス出力メッセージをデコードし、システムタグにフィールドデバイス出力値を書き込むことによって（例えば、コントローラ１１に送信されたコントローラ入力メッセージに値を書き込むことによって）、所与のメッセージ位置にリンクされたシステムタグを更新する。

スキャナ７５は、新たなフィールドデバイスをプロセス制御システムに統合するための手動技術と比較して、新たなまたは更新されたフィールドデバイスまたはフィールドデバイス変数をプロセス制御システムに統合するためのより速くより自動化された構成技術を提供する。手動技術を含む典型的なシナリオでは、新たなフィールドデバイスに関連付けられたフィールドデバイス変数をプロセス制御システムに統合することは、ユーザ（すなわち、人間）が手動または他の文書（例えば、製造業者によって発行された）を読んで新たなフィールドデバイスが送信または受信することができるフィールドデバイス変数を識別することを含むことができる。次に、ユーザは、システムタグを構成データベースに追加し、新たなシステムタグを、新たなシステムタグを表したいフィールドデバイス変数に関連付けられているとユーザが考えるＩ／Ｏチャネルまたはメッセージ位置に手動で割り当てることにより、構成データベースを手動で更新することができる（例えば、製造業者のマニュアルまたはガイドから導き出された信念）。

特に、この手動技術は、時間がかかり、現在および将来のエラーが発生しやすくなる。文書を手動で読み、それに応じて構成データベースをプログラミングするという面倒で時間のかかるプロセスは自明である。潜在的なエラーに関して、ユーザは、文書を誤解し、新たなシステムタグを間違ったＩ／Ｏチャネルまたは間違ったメッセージ位置に割り当て、その結果、システムタグが間違ったフィールドデバイス変数に割り当てられる可能性がある（したがって、間違った値を担持するシステムタグをもたらす）。同様に、フィールドデバイスがフィールドデバイス変数を異なる方法で（例えば、異なるメッセージ位置で）書き込みまたは読み取るように、製造業者がフィールドデバイスのファームウェアまたはソフトウェアを更新した場合、対応するシステムタグが「破損」する可能性がある（例えば、プロセス制御システムがメッセージ位置からの読み取りまたはメッセージ位置への書き込みを行う方法は、所望のフィールドデバイス変数に関連付けられていない）。さらに、フィールドデバイスがインストールされた後、およびプロセス制御システムがそれに応じて構成された後、フィールドデバイスの製造業者は、新たなフィールドデバイス変数を利用可能にする。そのようなシナリオでは、プロセス制御システムは、人間が何らかの方法で更新を認識し、文書を手動で確認して新たな変数が読み取りまたは書き込みされる方法を判定し、それに応じてプロセス制御システムを手動で構成する、新たなフィールドデバイス変数を統合する方法を有しない場合がある。言うまでもなく、そのような更新は、簡単に見落とされたり無視されたりする可能性がある。

ＥＩＯＣスキャナ７５は、フィールドデバイス変数がプロセス制御システムに簡単且つ迅速に統合されることができるように、フィールドデバイスに関連付けられたデコーダファイル（例えば、デコーダファイル１９９）を利用して、ＥＩＯＣフィールドデバイスのフィールドデバイス変数をメッセージ位置に自動的にマッピングすることによって、エラーが発生しやすく、時間と労力がかかる手動構成技術でこれらの問題に対処する。

Ｂ．プロセス制御システム５
図１Ｂは、図１Ｂに示されるＥＩＯＣネットワーク７を含む、例示的なプロセスプラント、プロセス制御システム、またはプロセス制御環境５のブロック図である。

プロセスプラント５は、プロセスの状態を特徴付ける１つ以上の「プロセス出力」（例えば、タンクレベル、流量、材料温度など）および１つ以上の「プロセス入力」（例えば、様々な環境条件およびアクチュエータの状態、プロセス出力を変化させることができる動作）を有すると言うことができるプロセスを制御する。一般的な問題として、プロセス出力の少なくとも一部が測定され、プロセスを制御する１つ以上のコントローラへの「制御入力」として利用される。次に、１つ以上のコントローラは、１つ以上の「制御出力」、「制御信号」、または「コマンド」（プロセス入力、またはプロセス入力に影響を与える信号と考えることができる）を送信することができる。図１Ｂのプロセスプラントまたは制御システム５は、フィールド環境１２２（例えば、「プロセスプラントフロア１２２」）およびバックエンド環境１２５を含み、それらのそれぞれは、プロセス制御バックボーンまたはデータハイウェイ１０によって通信可能に接続され、これは、１つ以上の有線または無線通信リンクを含むことができ、イーサネットプロトコルなどの任意の所望のまたは好適な通信プロトコルを使用して実装されることができる。

大まかに言えば（および図１Ｂに示されるように）、フィールド環境１２２は、ランタイム中にプロセスを制御するために動作するように配設、設置および相互接続された物理的コンポーネント（例えば、プロセス制御デバイス、ネットワーク、ネットワーク要素など）を含む。例えば、フィールド環境は、Ｉ／Ｏネットワーク６およびＩ／Ｏネットワーク７（すなわち、ＥＩＯＣネットワーク７）を含む。概して、これらのＩ／Ｏネットワークのそれぞれのコンポーネントは、プロセスプラント５のフィールド環境１２２内に位置付けされ、配設され、またはその他の方法で含まれる。一般的に言えば、プロセスプラント５のフィールド環境１２２においては、その中に配設された物理的コンポーネントを使用して原料が受け取られて処理され、１つ以上の製品を生成する。

対照的に、プロセスプラント５のバックエンド環境１２５は、過酷な条件およびフィールド環境１２２の材料から遮蔽され、または保護されたコンピューティングデバイス、オペレータワークステーション、データベースまたはデータバンクなどの様々なコンポーネントを含む。いくつかの構成では、プロセスプラント５のバックエンド環境１２５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、および他のコンポーネントおよび機器は、異なる物理的位置に物理的に位置付けられることができ、そのうちのいくつかは、プロセスプラント５に対してローカルであってもよく、そのうちいくつかは遠隔であってもよい。

１．システム５に関連するフィールド環境１２２
前述のように、フィールド環境１２２は、Ｉ／Ｏネットワーク６および７を含み、これらのそれぞれは、プラントネットワーク１０に結合されることができる。各Ｉ／Ｏネットワーク６および７は、１つ以上のコントローラ、１つ以上のコントローラに通信可能に接続されたフィールドデバイス、およびコントローラとフィールドデバイス（例えば、Ｉ／Ｏカード）との間の通信を容易にする中間ノードを含む。

プロセスプラント５の各プロセスコントローラは、１つ以上の制御ルーチンによって定義される制御戦略を実装し、これは、コントローラのメモリに記憶されることができる。コントローラのプロセッサが制御ルーチンのうちの１つ以上を実行すると、コントローラは、有線または無線プロセス制御通信リンクまたはネットワークを介して、プラント５内のプロセスの動作を制御するための他のフィールドデバイスへの制御信号（すなわち、「制御出力」）をフィールドデバイスに送信する。コントローラは、（ｉ）「制御入力」と呼ばれることができる１つ以上の受信信号（例えば、フィールドデバイスによって取得された測定値を表す１つ以上の受信信号）、および（ｉｉ）１つ以上のソフトウェア要素（例えば、機能ブロック）によって定義されることができる、１つ以上の制御ルーチンの論理に基づいて制御信号を生成することができる。典型的には、コントローラは、プロセス入力（「被操作変数」と呼ばれることができる）を操作して、フィードバック（すなわち、被制御変数の測定値）およびプロセス出力の所望値（すなわち、設定点）に基づいて、特定のプロセス出力（「被制御変数」または単に「プロセス変数」と呼ばれることができる）を変化させる。

一般に、少なくとも１つのフィールドデバイスは、物理的機能（例えば、バルブの開閉、温度の上昇または下降、測定、状態の検知など）を行い、プロセスプラント５で実施されるプロセスの動作を制御する。フィールドデバイスのうちのいくつかのタイプは、Ｉ／Ｏデバイス（例えば、「Ｉ／Ｏカード」）を使用してコントローラと通信する。プロセスコントローラ、フィールドデバイスおよびＩ／Ｏカードは、有線または無線であってもよく、任意の数および組み合わせの有線および無線プロセスコントローラ、フィールドデバイスおよびＩ／Ｏデバイスは、プロセスプラント環境またはシステム５内に含まれてもよい。

例えば、図１Ｂは、１つ以上の制御ルーチンによって定義される制御戦略を実装するプロセスコントローラ１１を示しており、これは、コントローラのメモリに記憶されることができる。コントローラ１１は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）カード２６および２８を介して、有線フィールドデバイス１５〜２２と通信可能に接続され、無線ゲートウェイ３５およびデータハイウェイ１０を介して、無線フィールドデバイス４０〜４６と通信可能に接続される。

ある構成（図示せず）において、コントローラ１１は、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、１つ以上の通信プロトコル、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、移動体通信プロトコル（例えば、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ、もしくは他のＩＴＵ−Ｒ互換性プロトコル）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＨＡＲＴ（登録商標）、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）Ｆｉｅｌｄｂｕｓなどをサポートする、任意の数の他の有線または無線通信リンクの使用などによって、無線ゲートウェイ３５と通信可能に接続される。

コントローラ１１は、例として、Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔより販売されているＤｅｌｔａＶ^ＴＭまたはＯｖａｔｉｏｎ^ＴＭコントローラとすることができ、フィールドデバイス１５〜２２および４０〜４６のうちの少なくともいくつかを用いて、バッチプロセスまたは連続的プロセスを実施するように動作することができる。実施形態では、プロセス制御データハイウェイ１０に通信可能に接続されていることに加えて、コントローラ１１はまた、例えば、標準的な４〜２０ｍＡデバイス、Ｉ／Ｏカード２６、２８、またはＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）Ｆｉｅｌｄｂｕｓプロトコル、ＨＡＲＴ（登録商標）プロトコル、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）プロトコルなどの任意のスマート通信プロトコルと関連付けられた任意の所望のハードウェアおよびソフトウェアを使用して、フィールドデバイス１５〜２２および４０〜４６の少なくともいくつかに通信可能に接続されている。図１Ａにおいて、コントローラ１１、フィールドデバイス１５〜２２およびＩ／Ｏカード２６、２８は、有線デバイスであり、フィールドデバイス４０〜４６は、無線フィールドデバイスである。当然のことながら、有線フィールドデバイス１５〜２２および無線フィールドデバイス４０〜４６は、任意の他の所望の規格（複数可）またはプロトコル、例えば今後開発される任意の規格またはプロトコルを含む任意の有線または無線プロトコルに適合することができる。

図１Ｂのプロセスコントローラ１１は、１つ以上のプロセス制御ルーチン３８（例えば、メモリ３２内に記憶されている）を実装または監督するプロセッサ３０を含む。「制御ルーチン」は、プロセッサによって実行可能であり、プロセスの少なくとも一部の制御を提供または実行するための１つ以上の動作を実行するための命令のセットである。一般的に言えば、制御ルーチンは、特定の制御戦略を実施するように構成されたソフトウェアとして理解されることができる。制御ルーチンは、様々な機能に関連する１つ以上の機能ブロックを含むことができる。

プロセッサ３０は、フィールドデバイス１５〜２２および４０〜４６と、およびコントローラ１１に通信可能に接続された他のノードと通信するように構成されている。本明細書に記載される任意の制御ルーチンまたはモジュールは、そのように所望される場合は、その一部を異なるコントローラまたは他のデバイスによって実装または実行させてもよいことに留意されたい。同様に、プロセス制御システム５内で実装される本明細書に記載の制御ルーチンまたはモジュール３８は、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェアなどを含む任意の形態を取ってもよい。制御ルーチンは、オブジェクト指向プログラミング、ラダー論理、シーケンシャルファンクションチャート、機能ブロック図、または任意の他のソフトウェアプログラミング言語もしくは設計パラダイムを使用したものなどの任意の所望のソフトウェアフォーマットにおいて実装されてもよい。制御ルーチン３８は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）などの任意の所望のタイプのメモリ３２に記憶されることができる。同様に、制御ルーチン３８は、例えば、１つ以上のＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または任意の他のハードウェアまたはファームウェア素子にハードコードされてもよい。したがって、コントローラ１１は、任意の所望の様式で制御戦略または制御ルーチンを実装するように構成されることができる。

コントローラ１１は、一般に機能ブロックと称されるものを使用して制御戦略を実装し、各機能ブロックは、全体の制御ルーチンのオブジェクトまたは他の部分（例えば、サブルーチン）であり、（リンクと呼ばれる通信を介して）他の機能ブロックとともに動作して、プロセス制御システム５内にプロセス制御ループを実装する。制御ベースの機能ブロックは、典型的には、（ｉ）送信機、センサ、もしくは他のプロセスパラメータ測定デバイスと関連付けられるものなどの入力機能（「入力ブロック」と呼ばれることもある）、（ｉｉ）ＰＩＤ、ファジーロジックなどを行う制御ルーチンに関連付けられるものなどの制御機能（「制御ブロック」と呼ばれることもある）、または（ｉｉｉ）バルブなどの何ら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内で何らかの物理的機能を行う出力機能（「出力ブロック」と呼ばれることもある）、のうちの１つを行う。当然のことながら、ハイブリッドおよび他のタイプ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内に記憶され、それによって実行されてもよく、これは、典型的には、これらの機能ブロックが標準的な４〜２０ｍＡデバイスおよびＨＡＲＴ（登録商標）デバイスなどのいくつかの種類のスマートフィールドデバイス用に使用されるかあるいはそれと関連するときに成り立ち、あるいは機能ブロックは、フィールドデバイスそのものの内部に記憶され、それによって実装されてもよく、これは、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）Ｆｉｅｌｄｂｕｓデバイスの場合に成り立つことができる。制御ルーチン３８のうちの１つ以上は、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つ以上の制御ループを実装することができる。

有線フィールドデバイス１５〜２２は、センサ、バルブ、送信機、ポジショナなどの任意のタイプのデバイスとすることができる一方で、Ｉ／Ｏカード２６および２８は、任意の所望の通信またはコントローラプロトコルに適合する任意のタイプのプロセス制御Ｉ／Ｏデバイスとすることができる。図１Ａでは、フィールドデバイス１５〜１８は、アナログ回線またはアナログデジタル結合回線を経由してＩ／Ｏカード２６と通信する標準的な４〜２０ｍＡデバイスまたはＨＡＲＴ（登録商標）デバイスである一方で、フィールドデバイス１９〜２２は、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）Ｆｉｅｌｄｂｕｓ通信プロトコルを使用してデジタルバスを経由してＩ／Ｏカード２８と通信する、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）Ｆｉｅｌｄｂｕｓフィールドデバイスなどのスマートデバイスである。しかし、いくつかの実施形態では、有線フィールドデバイス１５、１６および１８〜２１のうちの少なくともいくつかまたはＩ／Ｏカード２６、２８のうちの少なくともいくつかは、加えてまたは代わりに、プロセス制御データハイウェイ１０を使用して、または他の好適な制御システムプロトコル（例えば、プロフィスバス、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ、Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄｂｕｓ、ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ、Ｍｏｄｂｕｓ、ＨＡＲＴなど）を使用することによって、コントローラ１１と通信することができる。

図１Ｂでは、無線フィールドデバイス４０〜４６は、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）プロトコルなどの無線プロトコルを使用して、無線プロセス制御通信ネットワーク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、（例えば、無線プロトコルまたは別の無線プロトコルを使用して）無線通信するようにも構成される無線ネットワーク７０の１つ以上の他のデバイスまたは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は構成されていない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を利用してもよい。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。特に、無線ゲートウェイ３５は、無線デバイス４０〜５８、有線デバイス１１〜２８、またはプロセス制御プラント５の他のノードまたはデバイス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、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。

有線フィールドデバイス１５〜２２と同様に、無線ネットワーク７０の無線フィールドデバイス４０〜４６は、プロセスプラント５内で、物理的制御機能、例えば、バルブの開放もしくは閉鎖、またはプロセスパラメータの測定値の取得を実行する。しかしながら、無線フィールドデバイス４０〜４６は、ネットワーク７０の無線プロトコルを使用して通信するように構成されている。このように、無線フィールドデバイス４０〜４６、無線ゲートウェイ３５、および無線ネットワーク７０の他の無線ノード５２〜５８は、無線通信パケットの生産者であり消費者である。

プロセスプラント５のいくつかの構成では、無線ネットワーク７０は、非無線デバイスを含む。例えば、図１Ａにおいて、図１Ａのフィールドデバイス４８は、従来型の４〜２０ｍＡデバイスであり、フィールドデバイス５０は、有線ＨＡＲＴ（登録商標）デバイスである。ネットワーク７０内で通信するために、フィールドデバイス４８および５０は、無線アダプタ５２ａ、５２ｂを介して無線通信ネットワーク７０に接続される。無線アダプタ５２ａ、５２ｂは、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴなどの無線プロトコルをサポートし、且つＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ（登録商標）Ｆｉｅｌｄｂｕｓ、ＰＲＯＦＩＢＵＳ、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔなどの１つ以上の他の通信プロトコルもサポートすることができる。加えて、いくつかの構成では、無線ネットワーク７０は、無線ゲートウェイ３５と有線通信する独立した物理デバイスとすることができるか、または一体型デバイスとして無線ゲートウェイ３５内に設けられることができる、１つ以上のネットワークアクセスポイント５５ａ、５５ｂを含む。無線ネットワーク７０はまた、無線通信ネットワーク７０内の１つの無線デバイスから別の無線デバイスにパケットを転送するための１つ以上のルータ５８を含むことができる。図１Ａにおいて、無線デバイス４０〜４６および５２〜５８は、無線通信ネットワーク７０の無線リンク６０を経由して、またはプロセス制御データハイウェイ１０を介して、互いに、および無線ゲートウェイ３５と通信する。

２．プラント５のバックエンド環境１２５
上記のように、バックエンド環境１２５は、典型的には、過酷な条件およびフィールド環境１２２の材料から遮蔽され、または保護されたコンピューティングデバイス、オペレータワークステーション、データベースまたはデータバンクなどの様々なコンポーネントを含む。バックエンド環境１２５は、（ｉ）１つ以上のオペレータワークステーション７１、（ｉｉ）構成アプリケーション７２ａおよび構成データベース７２ｂ、（ｉｉｉ）データ履歴アプリケーション７３ａおよび履歴データベース７３ｂ、（ｉｖ）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、（ｖ）即時プロセス制御システム５の外部にあるシステムへの１つ以上のゲートウェイ７６、７８、のいずれか１つ以上を含むことができ、そのそれぞれは、データハイウェイ１０に通信可能に接続されることができる。

オペレータによってオペレータワークステーション７１が利用され、プロセスプラント５のランタイム動作（例えば、ＥＩＯＣネットワーク７においてデバイスによって実装されるもの）を閲覧および監視することができるとともに、必要とされることができる任意の診断、是正、保守、または他のアクションを取ることができる。オペレータワークステーション７１のうちの少なくともいくつかは、プラント５内またはその近くの様々な防護領域内に位置付けられてもよく、いくつかの状況では、オペレータワークステーション７１のうちの少なくともいくつかは、遠隔に位置付けられるが、それにもかかわらずプラント５と通信可能に接続されてもよい。オペレータワークステーション７１は、有線または無線コンピューティングデバイスとすることができる。ユーザは、オペレータワークステーション７１を利用して、デコーダファイル１９９の分析に基づいてスキャナ７５によって作成されたシステムタグを閲覧すること、ならびに関連する制御ルーチンを閲覧することができる。

データ履歴アプリケーション７３ａは、データハイウェイ１０をわたって提供されたデータ（例えば、ＥＩＯＣネットワーク７においてフィールドデバイスまたはコントローラのいずれかによって送信または受信されたパラメータ）のいくつかまたは全てを収集し、長期にわたる記憶のために、データを履歴化するか、または履歴データベース７３ｂ内に記憶するように動作する。構成アプリケーション７２ａおよび構成データベース７２ｂと同様に、データ履歴アプリケーション７３ａおよび履歴データベース７３ｂは、データ履歴アプリケーション７３ａのうちの多数のインスタンスが、プロセス制御システム５内で同時に実行されることができるにもかかわらず、集中化され、プロセス制御システム５に対して単一の論理的外観を有してよく、データ履歴７３ｂは、多数の物理的データ記憶デバイスにまたがって実装されてもよい。データ履歴７３は、スキャナ７５を介して作成された任意の１つ以上のプロセス変数を収集および履歴化することができる。

１つ以上の他の無線アクセスポイント７４は、バックエンド環境１２５内のデバイス（および、場合によっては、ＥＩＯＣネットワーク７内のものなど、フィールド環境１２２内のデバイス）が、Ｗｉ−Ｆｉもしくは他のＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線ローカルエリアネットワークプロトコルなどの無線プロトコルか、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）もしくは他のＩＴＵ−Ｒ（国際電気通信連合無線通信部門（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ Ｒａｄｉｏｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ）互換性プロトコルなどのモバイル通信プロトコルか、近距離無線通信（ＮＦＣ）およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの短波無線通信か、または他の無線通信プロトコルを使用して、他のデバイスと通信することを可能にする。典型的には、そのような無線アクセスポイント７４は、無線ネットワーク７０とは異なり、且つ無線ネットワーク７０とは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経由して、ハンドヘルドまたは他の携帯用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ースデバイス７５）による通信を可能にする。例えば、無線または携帯用ユーザインターフェースデバイス７５は、プロセスプラント５内のオペレータ（例えば、オペレータワークステーション７１のうちの１つのインスタンス）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機器であってもよい。いくつかのシナリオでは、携帯用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。

ゲートウェイ７６および７８は、即時プロセス制御システム５の外部にあるシステムとインターフェースすることができる（例えば、外部システムとＥＩＯＣネットワーク７内の１つ以上のデバイスとの間の通信を可能にする）。典型的には、そのようなシステムは、プロセス制御システム５によって生成または操作される情報の顧客または供給者である。例えば、プロセス制御プラント５は、即時プロセスプラント５を別のプロセスプラントと通信可能に接続するためのゲートウェイノード７６を含むことができる。追加的または代替的に、プロセス制御プラント５は、即時プロセスプラント５を、実験室システム（例えば、実験室情報管理システムまたはＬＩＭＳ）、オペレータラウンド在庫管理システム、製品在庫管理システム、生産スケジューリングシステム、気象データシステム、出荷および処理システム、パッケージングシステム、インターネット、別のプロバイダのプロセス制御システム、または他の外部システムなどの外部の公私のシステムと通信可能に接続するためのゲートウェイノード７８を含むことができる。

図１Ｂは、有限数のフィールドデバイス１５〜２２および４０〜４６を備えた単一の無線コントローラ１１、無線ゲートウェイ３５、無線アダプタ５２、アクセスポイント５５、ルータ５８、ならびに例示的プロセスプラント５内に含まれるプロセス制御通信ネットワーク７０を例示するのみであるが、これは例示的且つ非限定的な実施形態であるに過ぎない。任意の数のコントローラ１１がプロセス制御プラントまたはシステム５内に含まれてもよく、コントローラ１１のうちのいずれが、任意の数の有線または無線デバイスおよびネットワーク１５〜２２、４０〜４６、３５、５２、５５、５８、および７０と通信して、プラント５内でのプロセスを制御してもよい。

図１Ｂに留まると、構成アプリケーション７２ａおよび構成データベース７２ｂを利用して、プラント５の特定の態様を構成することができる。構成アプリケーション７２ａの様々なインスタンスは、ユーザがプロセス制御モジュールを作成または変更し、データハイウェイ１０を介してこれらのモジュールをコントローラ１１またはＥＩＯＣネットワーク７における任意のプロセスコントローラにダウンロードすることを可能にするために、ならびにオペレータがプロセス制御ルーチン（例えば、ＥＩＯＣネットワーク７におけるコントローラを介して実装されるもの）内でデータを閲覧してデータ設定を変更することができるオペレータインターフェースをユーザが作成または変更することを可能にするために、１つ以上のコンピューティングデバイス（図示せず）上で実行されてもよい。構成データベース７２ｂは、作成された（例えば、構成された）モジュールまたはオペレータインターフェースを記憶する。一般に、構成アプリケーション７２ａおよび構成データベース７２ｂは、構成アプリケーション７２ａのうちの多数のインスタンスが、プロセス制御システム５内で同時に実行されることができるにもかかわらず、集中化され、プロセス制御システム５に対して単一の論理的外観を有することができ、構成データベース７２ｂは、複数のデータ記憶デバイスにまたがって実装されることができる。したがって、構成アプリケーション７２ａ、構成データベース７２ｂ、およびそれらへのユーザインターフェース（図示せず）は、制御または表示モジュールのための構成または開発システム７２を構成する。典型的には、構成システム７２用のユーザインターフェースは、プラント５がリアルタイムで動作しているかどうかにかかわらず、構成エンジニアおよび開発エンジニアによって利用されるため、構成システム７２用のユーザインターフェースは、オペレータワークステーション７１とは異なるが、必ずしもそうである必要はないのに対して、オペレータワークステーション７１は、プロセスプラント５のリアルタイム動作（ここでは互換的にプロセスプラント５の「ランタイム」動作とも呼ばれる）中にオペレータによって利用される。

コミッショニング中に、構成データベース７２ｂは、プラント要員がプロセスプラントフロアまたはフィールド環境１２２において実装されるように望む様々なデバイスまたはコンポーネントおよびそれらの相互接続を具体的に識別またはアドレス指定するデータおよび他の情報を記憶するように構成されることができる。このコミッショニングデータのいくつかは、その中のデバイスおよびループのコミッショニングに使用するために、フィールド環境１２２内の構成要素に提供されてよく、このデータのいくつかは、バックエンド環境１２５において、例えばプロセスプラント５の稼働中にフィールド環境１２２と連携して動作する設計、開発および制御モジュールおよび／またはオペレータインターフェースモジュールの準備のために利用されることができる。一例では、承認された制御モジュールは、（例えば、ＥＩＯＣネットワーク７における）プロセスコントローラにダウンロードされ、それにより、ライブ動作中に実行されると、プロセスコントローラは、その常駐制御モジュールにしたがって動作して、そのループ内の他のコンポーネントに／から（および、場合によっては、他のプロセスコントローラに／から）様々な信号を送受信し、それによって、プロセスプラント５内のプロセスの少なくとも一部を制御する。

構成データベース７２ｂは、フィールド環境１２２内のコンポーネントのいくつかの論理識別子（またはタグ）を記憶することができ、コントローラ１１および他のデバイスが、論理識別子によって、コンポーネントおよびコンポーネントと関連付けられた信号を参照することを可能にする。

例えば、所与のフィールドデバイスについて、構成データベース７２ｂは、論理識別子を特定のハードウェアアドレスまたはＩ／Ｏチャネルにマッピングまたは結合する情報を記憶することができる。ハードウェアアドレスは、特定のコントローラ、特定のコントローラに接続された特定のＩ／Ｏカード、および／または特定のＩ／Ｏカードをフィールドデバイスに接続するＩ／Ｏチャネルのための特定のアドレスを特定することができる。ＥＩＯＣおよび関連するフィールドデバイスの場合、データベース７２ｂは、特定のコントローラ、特定のコントローラに接続された特定のＥＩＯＣ、および／または論理識別子の値を保持することが期待される特定のＥＩＯＣによって送信または受信されたＥＩＯＣメッセージの特定のメッセージ位置を識別する各論理識別子（例えば、タグまたはＤＳＴ）のアドレスを記憶することができる。

場合によっては、このマッピングまたはバインディングは、コントローラ１１、ユーザインターフェースデバイス７５、オペレータワークステーション７１、または任意の他の所望のデバイス（例えば、論理識別子を解く必要がある任意のデバイス）に記憶されることができる。論理識別子がハードウェアアドレスまたはＩ／Ｏチャネルに結合された後、識別子は、「割り当てられた」とみなされる。場合によっては、システム５は、「割り当てられていない」論理識別子を含み、これらは、ソフトウェア要素（例えば、制御ルーチンまたは機能ブロック）が参照するが、結合を有していない識別子である。すなわち、論理識別子は、システム５および構成データベース７２ｂが、タグに結合されていないハードウェアアドレスまたはＩ／Ｏチャネルを有していないときに「割り当てられていない」とみなされる。したがって、割り当てられていない論理識別子が制御ルーチンによって参照されると、プラント５内の信号によって運ばれる値が読み出されないことになり、コマンドがプラント５内のフィールドデバイスを介して送信されないことになる。データベース７２ｂ内の各タグは、「システムタグ」と総称されることができる。構成データベース７２ｂに記憶され、プラント５によって使用されることができるタグの例示的なタイプは、物理デバイスタグ（ＰＤＴ）、デバイス信号タグ（ＤＳＴ）、論理デバイスタグ（ＬＤＴ）、およびＩ／Ｏノードまたはノードタグ（ＥＩＯＣノードまたはノードタグと呼ばれることもある）を含む。

ＰＤＴは、特定の機器、コントローラ、バルブ、またはその他の物理フィールドデバイスを表す。ＤＳＴは、特定のデバイスによって受信または生成され、通常はフィールドデバイスによって使用される特定のパラメータに対応する特定の信号を表す。いくつかのデバイスでは、ＤＳＴは、デバイスのＰＤＴと、そのデバイスによって受信または生成された特定の信号の識別子、例えば、制御モジュールによって参照される特定のパラメータの識別子との組み合わせを含む。いくつかのデバイス（例えば、レガシーまたはダムデバイス）では、ＰＤＴは、物理デバイスとデバイスによって生成された信号との双方を表す。一般的に言えば、デバイスの論理識別子は、デバイスを一意に識別するために、フィールド環境１２２およびバックエンド環境１２５の双方においてプロセスプラント５によって使用される。

一般的に言えば、ＬＤＴは、関連するＤＳＴのグループを表すと考えることができる。例えば、特定の物理デバイスの１０個の診断パラメータのセットには、それぞれ、１０個の診断パラメータのそれぞれが診断パラメータであることを示す単一のＬＤＴが与えられることができる。

最後に、各ＥＩＯＣノードまたはノードタグは、一意のＥＩＯＣを表す。したがって、６つのフィールドデバイスに接続された所与のＥＩＯＣは、特定のノードタグ（例えば、ＥＩＯＣ０４）に関連付けられることができ、ＥＩＯＣに接続された６つのフィールドデバイスのそれぞれには、ノードタグが割り当てられることができる。その結果、単一のプロセス変数は、（ｉ）割り当てられたＤＳＴ（特定の信号を識別する）、（ｉｉ）割り当てられたＬＤＴ（ＤＳＴまたはパラメータが属する論理グループを識別する）、（ｉｉｉ）割り当てられたＤＴまたはＰＤＴ（特定の信号を受信または送信する特定のフィールドデバイスを識別する）、および（ｉｖ）割り当てられたＥＩＯＣノード（特定のフィールドデバイスにリンクされた特定のＥＩＯＣを識別する）を有することができる。

場合によっては、スマートフィールドデバイス１９〜２２はまた、スマートフィールドデバイス１９〜２２（同様に、ＥＩＯＣネットワーク７のスマートフィールドデバイス）に固有の「ソースタグ」または「ソース識別子」を記憶することもできる。これらのソースは、構成データベース７２ｂに記憶され且つフィールドデバイスを識別するためにプラント５によって利用されるシステムタグとは異なる場合がある。ソースタグは、実装に応じて、構成データベース７２ｂに記憶される場合と記憶されない場合がある。

３．プロセス制御システム５に見ることができる例示的な制御ルーチン２００
図２は、図１Ａおよび図１Ｂに示されるコントローラによって実装されることができる制御ルーチン３８の例を表す制御ルーチン２００を示している。

大まかに言えば、制御ルーチン２００は、制御変数（ＣＶ）（例えば、水タンクレベル）を特定の設定点に駆動するように試みることによってプロセス２０１を制御する。制御ルーチン２００は、ＣＶ（ＣＶは、単にプロセス変数またはＰＶと呼ばれることもある）に関する設定点（ＳＰ）または所望の値２１２を受信し、ＣＶの実際値２１４を測定し、ＳＰと測定されたＣＶ値との間の誤差または差２１６を計算し、次いで（例えば、比例係数２１８、積分係数２２０、微分係数２２２、またはそれらの何らかの組み合わせの合計２２４に基づいて、）ＣＶが応答する（例えば、タンクへの入口バルブ位置）、コマンドまたはコントローラ出力（例えば、被操作変数（ＭＶ）２２６）を計算する。コントローラは、値２２６（例えば、アクチュエータ位置）を、ＡＯブロック２０８を介して、適切なＭＶ（例えば、アクチュエータ）に送信して、ＣＶ２３２（例えば、温度、レベル、または流変数）をＳＰ値２１２に駆動することができる。示されるように、プロセス２０１内のＣＶ２３２は、ループ２００の直接制御の外側の１つ以上のパラメータによって影響を受ける場合がある。これらのパラメータは、外乱変数（ＤＶ）２３６と呼ばれることがある。

示されるように、制御ルーチン２００は、４つのブロック、アナログ入力（ＡＩ）ブロック２０２、ＡＩブロック２０４、制御ブロック２０６、およびＡＯブロック２０８を含む。実装に応じて、ＡＩブロック２０２および２０４は、ルーチン２００を実装するコントローラまたはコントローラに結合されたＩ／Ｏカードによって、Ｉ／Ｏチャネルを介して（例えば、フィールドデバイスから）受信されるアナログ信号を表すことができる。例えば、ＡＩブロック２０４は、第１のＩ／Ｏカードにおいて、特定のＡＩ Ｉ／Ｏチャネルを識別する第１のデバイス信号タグ（ＤＳＴ）に制限されることができ、ＡＩブロック２０４によって提供される値は、特定のＡＩ Ｉ／Ｏチャネル上の信号（例えば、測定された流量を表す流量送信機フィールドデバイスによって提供される４〜２０ｍａの信号）の値によって結果的に駆動されることができる。同様に、ＡＯブロック２０８は、ルーチン２００を実装するコントローラまたはコントローラに結合されたＩ／Ｏカードによって、Ｉ／Ｏチャネルを介して（例えば、フィールドデバイスに）送信されるアナログ信号を表すことができる。例示するために、ＡＯブロック２０８は、第２のＩＯカードにおいて特定のＡＯ Ｉ／Ｏチャネルを識別する第２のＤＳＴに制限されることができる。このため、ＡＯブロック２０８に供給される値は、第２のＩ／Ｏカードに、ＡＯブロック２０８において受信された値に基づいて、特定のＡＯ Ｉ／Ｏチャネルに信号を駆動させることができる（例えば、値は、第２のＩ／Ｏカードに、ＡＯ Ｉ／Ｏチャネルを介して４〜２０ｍａの信号をバルブフィールドデバイスへと駆動させて、バルブの位置を制御することができる）。

一例として、ルーチン２００は、フィールドデバイス１３１を制御するように構成されることができ、図１Ａに示されるコントローラ１１１によって実装されることができる。そのような例では、コントローラ１１１がＤＳＴの値をＡＯブロック２０８に書き込むとき、コントローラ１１１は、ＤＳＴ値をＥＩＯＣ１２６に送信し、ＥＩＯＣ１２６に、ＥＩＯＣメッセージを介してフィールドデバイス１３１にリンク１４２を介して値を送信させることができる（例えば、値は、フィールドデバイス入力メッセージ内にカプセル化されている）。

同様に、フィールドデバイス１３１は、リンク１４２を介してＥＩＯＣ１２６にＥＩＯＣメッセージの一部として測定値または他のパラメータを送信することができる（例えば、測定値は、フィールドデバイス出力メッセージ内にカプセル化される）。次に、ＥＩＯＣ１２６は、測定値またはパラメータをＤＳＴまたは別のシステムタグにマッピングすることができる。ルーチン２００は、ＡＩブロック２０４において測定値を受信することができる。

Ｃ．プロセス制御システム５に見ることができる例示的な従来のＩ／Ｏネットワーク３００
図３は、ＥＩＯＣ１２６とは異なり、各Ｉ／Ｏカード１５６が構成される信号タイプに基づいて、固定され、専用の、および手動で構成された配線およびマーシャリングを必要とする従来のＩ／Ｏカード１５６を含む従来技術のＩ／Ｏネットワーク３００を示している。

ＥＩＯＣネットワーク７は、ネットワーク３００などの従来のＩ／Ｏネットワークに比べて多くの利点を提供する。例えば、ＥＩＯＣネットワーク７は、クロスマーシャリングを必要とせず、したがって、従来のネットワーク３００に関連する時間と労力を要する構成プロセスを回避する。むしろ、ＥＩＯＣネットワーク７は、単一のＥＩＯＣが、任意の適切な信号構成の複数のフィールドデバイス（例えば、ＡＩ、ＡＯ、ＤＩ、ＤＯ、ＲＴＤ、ＴＣ、スマートフィールドデバイス、「ダム」フィールドデバイスなど）に接続されることを可能にする。さらに、ＥＩＯＣネットワーク７は、Ｉ／Ｏネットワーク３００などの従来のＩ／Ｏネットワークにしばしば関連するＩ／Ｏカードの非効率的な展開を回避する。従来のＩ／Ｏカードは、それぞれ特定の信号タイプ用に構成される必要があるという事実に起因して、従来のＩ／Ｏネットワークは、未使用のＩ／Ｏチャネルを有する複数のＩ／Ｏカードを有することがよくあるが、ＥＩＯＣネットワーク７の各ＥＩＯＣは、任意の適切なフィールドデバイスにリンクされることができ、任意の適切なパラメータタイプを送信／受信することができる。

Ｉ／Ｏネットワーク３００に関して、大まかに言えば、手動または直接のマーシャリングは、労働集約的なプロセスであり、各フィールドデバイスのＩ／Ｏ端子またはコネクタをマーシャリングキャビネット内の特定の端子ブロックに配線することと、各Ｉ／Ｏカードチャネルを、そのＩ／Ｏカード専用のフィールド端子アレイまたはＦＴＡ（マーシャリングキャビネットに配置された）の端子ブロックに配線することと、マーシャリングキャビネット内の端子ブロックとＦＴＡとをクロスマーシャリングすることにより、フィールドデバイスのＩ／ＯコネクタをＩ／Ｏカードに結合することとを含む。

典型的には、従来の各Ｉ／Ｏカード１５６は、複数の信号タイプ（例えば、ＡＯ、ＡＩ、ＤＩ、ＤＯ、抵抗熱検出器（ＲＴＤ）、または熱電対（ＴＣ））から選択される唯一の信号タイプに対して恒久的に構成される。例えば、Ｉ／Ｏカード１５６は、ＡＩ信号タイプに対して恒久的に構成されており、ＡＯ、ＤＩ、ＤＯ、ＲＴＤ、またはＴＣ信号タイプにしたがって通信するように構成または再構成されることはできない。

Ｉ／Ｏネットワーク３００は、プロセスコントローラ１５８Ａ、冗長バックアップコントローラ１５８Ｂ（総称して「コントローラ１５８」）、および従来のＩ／Ｏカード１５６Ａ〜Ｆを含み、これらは、マーシャリングキャビネット１５０、一組のフィールドジャンクションボックス（ＦＪＢ）１５４Ａ〜Ｄ、およびいくつかの有線リンク１８１Ａ、１８１Ｂ、および１８３を介してフィールドデバイス１５２Ａ〜Ｋのセットに通信可能に接続される。

Ｉ／Ｏネットワーク３００は、プロセスコントローラ１５８が、１つ以上のフィールドデバイス１５２を介して、プロセスまたはプロセスの一部を制御することを可能にする。残念ながら、Ｉ／Ｏネットワーク３００の設計は、柔軟性がなく、フィールド配線が完了した後に変更することが困難であり、プロジェクトの変更を労力、時間、および材料の点で高価にする。

Ｉ／Ｏネットワーク３００の設計段階中に、プロセスおよび計装図（Ｐ＆ＩＤ）が設計され、制御要素（例えば、フィールドデバイス１５２）の初期のビュー、およびそれらがネットワーク３００を含む制御戦略でどのように使用されることが意図されるかを提供する。次に、これらのＰ＆ＩＤから機器リストが導出され、これは、デバイスタイプ、製造業者、較正範囲など、ならびにプロセス機器内の各要素の物理的な場所を含む、設計内の各要素（例えば、フィールドデバイス）の詳細なリストである。設計段階の一部として、設計者は、各フィールドデバイス１５２に関連するフィールド信号を定義し、割り当てられた各信号をコントローラに割り当てる。

図３に示されるように、フィールドデバイス１５２のそれぞれは、信号を送信または受信するための１つ以上のＩ／Ｏ端子１６１〜１７６を有し、端子１６１〜１７６のそれぞれは、指定された信号タイプ（例えば、ＡＯ、ＡＩ、ＤＩ、またはＤＯ）を有する。わかりやすくするために、制御システムの観点から、端子には、「入力」または「出力」のラベルが付けられている。例えば、端子１６１、１６４、１６６、１６７、および１７２を含むフィールドデバイスは、それぞれ、端子を介してアナログ入力または「ＡＩ」信号（例えば、プロセス測定値を搬送する）を送信するように構成される。端子１６２、１６３、および１６８を含むフィールドデバイスは、それぞれ、端子を介してアナログ入力または「ＡＯ」信号（例えば、バルブを開くコマンドなどの制御コマンドを搬送する）を受信するように構成される。端子１６９および１７６を含むフィールドデバイスは、それぞれ、これらの端子を介してデジタル入力または「ＤＩ」信号を送信するように構成される。端子１６５、１７０、１７１、１７３、１７４、および１７５を含むフィールドデバイスは、それぞれ、これらの端子を介して個別の出力または「ＤＯ」信号を送信するように構成される。

図３に示されるように、端子１６１〜１７６に関連する信号のそれぞれは、コントローラ１５８に割り当てられる。端子１６１〜１７６に指定された各タイプの信号の信号カウントは、設計者が、コントローラ１５８がフィールドデバイス１５２の入力および出力のそれぞれと通信することを可能にするために必要な各Ｉ／Ｏカード１５６の数およびタイプを判定することを可能にする。

各Ｉ／Ｏカード１５６は、（ｉ）限られた数のＩ／Ｏチャネルを有し、（ｉｉ）特定のタイプの信号用に構成され、そのタイプの信号にのみ利用できるため、Ｉ／Ｏカードを選択することは重要である。「Ｉ／Ｏチャネル」という用語は、一般に、Ｉ／Ｏカードまたはコントローラをフィールドデバイスに接続する論理リンクを指すことに留意されたい。従来のＩ／Ｏカード１５６は、４つのＩ／Ｏチャネルに制限されているが、いくつかの専用の従来のＩ／Ｏカードは、Ｉ／Ｏチャネルに関して異なる制限（例えば、８つのチャネル）を有することに留意されたい。前述のように、各Ｉ／Ｏカード１５６は、特定のタイプの信号用に構成されており、そのタイプの信号に対してのみ利用されることができる。一例として、ＡＩ Ｉ／Ｏカード１５６Ａは、ＡＩ信号のみを送信することができる。ＤＩ信号を送信したり、ＤＯまたはＡＯ信号を受信したりすることはできない。この要件は、各Ｉ／Ｏカード１５６が最大４つのチャネルのみをサポートするという要件とともに、未使用で無駄な端子ブロックをもたらす。例えば、フィールドデバイス端子１６１〜１７６のうちの５つは、ＡＩ信号を送信するように構成され、これは、Ｉ／Ｏカード１５６のうちの１つが３つの未使用チャネルまたはブロックを有するという事実にもかかわらず、２つのＩ／Ｏカード１５６を必要とする。

ネットワーク３００を構築するために、最初にネットワークを設計する必要がある。次に、技術者は、開発のフィールド配線段階を開始する。Ｉ／Ｏ端子１６１〜１７６は、対応するフィールドジャンクションボックスＦＪＢ１５４Ａ〜１５４Ｄに配線され、次に、これらは、マーシャリングキャビネット１５０内の端子１９２のセットに配線される。端子１６１〜１７６のそれぞれは、ＦＪＢ内の対応する端子およびマーシャリングキャビネット１５０内の対応する端子１９２に接続されていることに留意されたい。すなわち、存在する全てのＩ／Ｏ端子１６１〜１７６について、対応する端子１９２が利用されなければならない。端子１９２のセットは、フィールド端子アセンブリ（ＦＴＡ）１９４Ａ〜１９４Ｆに配線され、各ＦＴＡは、対応するＩ／Ｏカード１５６Ａ〜Ｆに配線されている。

端子１９２をＦＴＡ１９４に配線するプロセスは、「クロスマーシャリング」と呼ばれる。端子１９２に接続するワイヤの編成は、プラントの物理的レイアウトによって決定される一方で、ＦＴＡ１９４の編成は、ＦＴＡに接続された従来のＩ／Ｏカード１５６の信号タイプによって決定されるため、クロスマーシャリングは、通常必要である。具体的には、近接を共有するフィールドデバイスは、しばしばＦＪＢを共有し、最初に利用可能な端子１９２に配線され、その結果、ＦＪＢにほぼ対応するが他の識別可能な編成方法を有しない端子１９２のグループ化をもたらす。対照的に、ＦＴＡ１９４は、それぞれが特定のＩ／Ｏカード１５６に給電するため、信号タイプによって編成される。例えば、ＦＴＡ１９４Ａは、ＡＩカード１５６Ａに対応する。したがって、端子１９４Ａのそれぞれは、ＡＩチャネルに接続された（すなわち、ＡＩフィールドデバイス端子に配線された）端子１９２に接続される必要がある。同様に、ＦＴＡ１９４Ｃは、ＡＯカード１５６Ｃに対応するため、ＦＴＡ１９４Ｃの各端子は、ＡＯチャネルに配線されている（すなわち、ＡＯフィールドデバイス端子に接続されている）端子１９２に配線されるべきである。同様に、ＦＴＡ１９４Ｄの端子は、ＤＩカード１５６Ｄと、ＤＩフィールドデバイス端子に配線されている端子１９２との間の相互接続として機能する必要がある。

注目すべきことに、専用の従来のＩ／Ｏカード１５６に関連するチャネル制限は、Ｉ／Ｏカードおよび未使用のＩ／Ｏチャネル、端子ブロック、およびマーシャリングキャビネット１５０内の関連するキャビネットスペースの非効率的な展開をもたらす。各Ｉ／Ｏカード１５６は、４つのチャネルのみをサポートするため、２つのＡＩカード１５６Ａおよび１５６Ｂを設置してコントローラ１５８に接続する必要があり、２つの対応するＦＴＡ１９４Ａおよび１９４Ｂを利用する必要がある。例えば、ＦＴＡ１９４Ｂは、３つの未使用端子を含み、Ｉ／Ｏカード１５６Ｂは、信号カウント要件および専用Ｉ／Ｏカード１５６の制限のために、３つの未使用Ｉ／Ｏチャネルを有する。フィールドデバイス１５２の信号要件とＩ／Ｏカード１５６の制限との間のこの不完全な一致は、Ｉ／Ｏカード１５６の非効率的な展開をもたらす。コントローラ１５８には、１６個の信号が割り当てられているという事実にもかかわらず、コントローラ１５８は、６つの専用Ｉ／Ｏカードを必要とする。信号カウントがタイプごとに完全に分散されている場合、コントローラ１５８は、４つのＩ／Ｏカードのみを必要とするであろう。前述のように、ＥＩＯＣネットワーク７は、各ＥＩＯＣを任意の適切なＥＩＯＣフィールドデバイスにリンクされることができるため、チャネル制限に関するこれらの問題は発生しない。

Ｄ．ＥＩＯＣ１２６の例示的なＥＩＯＣアセンブリ４００
図４は、図１Ａおよび図１Ｂに示されるＥＩＯＣネットワーク７のＥＩＯＣ１２６についてのＥＩＯＣアセンブリ４００の斜視図である。アセンブリ４００は、通信バスまたはチャネルを含むバックプレーンに取り付けられることができる。コントローラ１１１はまた、バックプレーンに取り付けられることができ、バス（例えば、図１Ａに示されるリンク１４１）を介してＥＩＯＣ１２６と通信することができる。

アセンブリ４００は、ＥＩＯＣコネクタまたは端子４０７を含む。ＥＩＯＣ１２６への通信リンク（例えば、スイッチ、ルータ、またはフィールドデバイスから）は、物理リンク（例えば、図１Ａに示すリンク１４２または任意の適切なＣＡＴｘもしくはイーサネットケーブル）を端子４０７のいずれかに接続することによって構成されることができる。示されるように、端子４０７は、ＲＪ４５規格にしたがって構成され、ＲＪ４５コネクタを有する他のケーブルまたはリンクとの相互接続を容易にすることができる。リンク１４２〜１４５のいずれか１つ以上は、両端で終端するためのＲＪ４５コネクタを備えたイーサネットリンクとすることができるか、またはそれらを含むことができる。同様に、フィールドデバイス１３１〜１３５およびスイッチ１２８のそれぞれは、ＲＪ４５コネクタを介したリンク１４２〜１４５への接続を容易にすることができる。

ＩＩ．ＥＩＯＣフィールドデバイスおよび関連するフィールドデバイス変数を統合するためのプロセス制御システムの構成を容易にするための例示的な方法５００
図５は、プロセス制御システム５にフィールドデバイス１３１が送信または受信するように構成されているフィールドデバイス変数を統合するためのフィールドデバイス１３１およびＥＩＯＣスキャナ７５（図１Ａに示される）についてのデコーダファイル１９９を介してプロセス制御システム５の構成を容易にするための例示的な方法５００のフローチャートである。方法５００は、全体的または部分的に、図１Ａに示されるシステム（複数可）によって実装されることができ、１つ以上の命令またはルーチンとして（例えば、ＥＩＯＣスキャナ７５の）メモリに保存されることができる。そうは言っても、方法５００は、任意の適切なプロセス制御システム、ＥＩＯＣフィールドデバイス、デコーダファイル、またはＥＩＯＣスキャナに関して実装されることができることも理解されよう。

方法５００は、スキャナ７５がデコーダファイル１９９を分析して、フィールドデバイス１３１のフィールドデバイス変数にマッピングされたメッセージ位置（リンク１４２を介して送信または受信されたメッセージについて）を識別するとき、ステップ５０５において開始する。位置は、リンク１４２上のメッセージ内のヘッダまたは任意の適切な区切り文字に対してオフセットされることができる。例えば、メッセージ内の第１のバイトは、第１のコマンドまたは第１の変数の変数値を表すことができる。メッセージ内の第２のバイトは、第２のコマンドまたは第２の変数の変数値を表すことができる、などである。

実施形態では、デコーダファイル１９９は、フィールドデバイス１３１との間で送信されるメッセージからフィールドデバイス変数値をデコードするための任意の適切な技術を指定することができる。例えば、実施形態では、時分割多重化の形態を利用することができる。すなわち、メッセージ内または所与のメッセージ位置によって表される変数は、アクティブなタイムスロットの数に依存することができる（これは、デコーダファイル１９９から判定されることができる）。当然のことながら、そのような実施形態では、ＥＩＯＣ１２６およびフィールドデバイス１３１は、適切なメッセージングを調整するためにクロック同期されることができる。

ステップ５１０において、スキャナ７５は、プロセス変数を表すデータセットマッピングシステムタグを、フィールドデバイス１３１が読み取りまたは書き込みするように構成されたフィールドデバイス変数のメッセージ位置に生成する。別の言い方をすれば、データセットは、同じタイプのコマンド（例えば、所望のバルブ位置）、測定（例えば、測定された温度）、またはパラメータ（例えば、フィールドデバイス１３１のステータスを表す診断パラメータ）を表すプロセス変数を作成するために生成される。

デコーダファイル１９９において識別されるフィールドデバイス変数のセットは、以下を含む様々なタイプの変数を含むことができる：デフォルトフィールドデバイスＩＤ（データセット内のＰＤＴにマッピングされることができる）；フィールドデバイス１３１によって受信される特定のコマンドまたはパラメータ、またはフィールドデバイス１３１によって送信される測定値または他のパラメータ（データセット内のＤＳＴにマッピングされることができる）を表す１つ以上のフィールドデバイス信号変数；または、フィールドデバイス信号変数の論理グループを指定する１つ以上のグループ変数（データセット内のＬＤＴにマッピングされることができる）。

必要に応じて、スキャナ７５は、フィールドデバイス変数へのデータセットマッピングシステムタグを操作するためのユーザインターフェースを提示することができる。例示的なユーザインターフェースは、図１０〜図１２を参照してより詳細に以下に説明される。要するに、ユーザは、フィールドデバイス１３１が割り当てられているノード（例えば、特定のＥＩＯＣのタグ）を示すフィールド（例えば、この場合、ＥＩＯＣ１２６に固有のタグ）；システムタグの名称；システムタグに関連付けられたパラメータ（タイプ、メッセージ位置、入力対出力など）などの様々なフィールドを変更または指定することができる。

ステップ５１５において、スキャナ７５は、データセットを構成システム７２にアップロードする。構成システム７２は、データセットを構成データベース７２ｂに記憶し、それによって、プロセス変数のシステムタグを適切な通信チャネル（例えば、フィールドデバイス１３１に関連付けられたＥＩＯＣメッセージ位置）に正式に割り当てる。

ステップ５２０において、プロセス制御システム５は、構成システム７２にしたがって構成される。この構成プロセスは、フィールドデバイス１３１に関連付けられた新たなシステムタグを、制御システム５内のデバイス（例えば、コントローラ１１１、ＥＩＯＣ１２６、他のフィールドデバイス１３１〜１３５および１５〜２２；データ履歴７３など）によってアドレス可能（すなわち、読み取り可能または書き込み可能）にする。その結果、プロセス制御システム５のコントローラによって実装された制御ルーチン（例えば、３８、２００）は、システムタグを参照して、プロセスの制御を実装することができる。

場合によっては、方法５００は、プロセス制御システム内で既に機能しているフィールドデバイスの更新されたデコーダファイルに基づいてプロセス制御システムを構成するように実装されることができる。例えば、プロセス制御システム内の既存のフィールドデバイスの製造業者または開発者は、フィールドデバイスの新たなまたは更新されたデコーダファイルを公開することができる（例えば、新たな変数、更新された変数特性、フィールドデバイスの新たな機能、新たなファームウェアなど）。更新されたデコーダファイルに関連する利点または更新を得るために、スキャナ７５は、更新されたデコーダファイルを分析し、それに応じて構成システム７２を更新することができる。

ＩＩＩ．ＥＩＯＣネットワーク７についての例示的なプロトコルスタック６００〜９００
図６〜図９は、ＥＩＯＣネットワーク７およびＥＩＯＣ１２６によって実装されることができるプロトコルのための例示的なプロトコルスタック６００〜９００を示している。簡単に言えば、スタック６００〜９００によって示されるように、ＥＩＯＣ１２６とＥＩＯＣフィールドデバイス１３１〜１３５との間で送信されるメッセージは、１つ以上のＥＩＯＣプロトコルスタック（例えば、スタック６００、８００、または９０９）に準拠し、典型的なプロセス制御規格またはプロトコルに準拠するメッセージは、ＴＣＰ／ＩＰラッパー（例えば、Ｍｏｄｂｕｓ ＴＣＰ、ＣＩＰ、イーサネットＩＰ）においてラップされる。

図６は、インターネットプロトコルスイートから選択された標準プロトコルに準拠するメッセージ内に、プロセス制御規格またはＭｏｄｂｕｓ／ＴＣＰなどのプロトコルに準拠するプロセス制御メッセージをカプセル化するために利用されることができる例示的なプロトコルスタック６００を示している。

スタック６００は、以下のインターネットプロトコルスイートからのプロトコルに準拠する層６０１〜６０７を含む：物理層６０１についてのＩＥＥＥ８０２．３イーサネットプロトコル、データリンク層６０３についてのＩＥＥＥ８０２．２プロトコル、ＩＰ層６０５についてのインターネットプロトコル（ＩＰ）、およびＴＣＰ層６０７についての伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）。

スタック６００はまた、ＴＣＰ層６０７とアプリケーション層６１１との間の中間層６０９についてのプロトコル６０８（例えば、Ｍｏｄｂｕｓ／ＴＣＰプロトコル）を含む。一般的に言えば、プロトコル６０８にしたがって送信されるメッセージは、ＴＣＰ／ＩＰラッパー内で送信され、ネットワークを介して送信されるＭｏｄｂｕｓメッセージである。すなわち、プロトコル６０８は、アプリケーション層６１１からのデータユニット（例えば、この場合にはＭｏｄｂｕｓメッセージ）をカプセル化し、メタデータを追加して、インターネットプロトコルスイート（例えば、ＴＣＰ、ＵＤＰ）からの標準プロトコルにしたがってカプセル化および送信することができる層６０９内にデータユニットを作成する。

図７は、プロトコル６０８にしたがって送信されるメッセージに一般的に使用される機能コード７０１を示している。これらのコードは、ＥＩＯＣ１２６またはフィールドデバイス１３１〜１３５のいずれかによって利用されて、任意の所望のプロセス制御変数またはパラメータ（例えば、アクチュエータのコマンド；温度、流量、圧力、レベルなどの測定；診断パラメータなど）を読み取りまたは書き込みすることができる。

図８は、典型的なＴＣＰ／ＩＰまたはＵＤＰ／ＩＰスタック８０７内にカプセル化された共通業界プロトコル（ＣＩＰ）スタック８０９を含む例示的なプロトコルスタック８００である。一般的に言えば、本明細書におけるＴＣＰ／ＩＰまたは「ＴＣＰ／ＩＰスタック」への任意の言及は、同様にＵＤＰ／ＩＰも指すと理解される。ＥＩＯＣ１２６およびフィールドデバイス１３１〜１３５は、プロトコルスタック８００にしたがってメッセージを送受信することができる。

スタック８０９は、典型的なＴＣＰ／ＩＰスタック８０７にしたがって構成されたメッセージ内にカプセル化されることができるプロセス制御通信のためのスタック８００内のプロトコルのセットを表す。一般的に言えば、スタック８０９は、自動化アプリケーションのためのメッセージおよびサービスの包括的なスイートを包含する。例えば、メッセージ接続には、暗黙的と明示的の２種類が存在する。明示的なメッセージ接続は、２つのノード間の要求／応答トランザクションを容易にするために確立されたポイントツーポイントの関係である。これらの接続は、ＴＣＰ／ＩＰサービスを使用して、イーサネット標準にしたがってメッセージを送信する。暗黙的なメッセージ接続は、特定のアプリケーションのＩ／Ｏデータを定期的に移動することができる。それらは、マルチキャストの生産者−消費者モデルとＵＤＰ／ＩＰサービスを使用して、イーサネット標準に準拠したリンクを介してデータを転送することができる。

図９は、ＩＥＣ ６１８５０スタック９００を含む例示的なプロトコルスタック９００である。スタック９０９にしたがってフォーマットされたプロセス制御通信は、典型的なＴＣＰ／ＩＰまたはＴＣＰ／ＵＤＰスタック９０７に準拠するメッセージ内にカプセル化されることができる。ＥＩＯＣ１２６およびフィールドデバイス１３１〜１３５は、プロトコルスタック９００にしたがってメッセージを送受信することができる。

一般的に言えば、ＩＥＣ ６１８５０は、変電所のインテリジェント電子デバイスの通信プロトコルを定義する国際規格である。それは、国際電気標準会議（ＩＥＣ）の電力システムの技術委員会５７リファレンスアーキテクチャの一部である。ＩＥＣ ６１８５０において定義されている抽象データモデルは、いくつかのプロトコルにマッピングされることができる。標準の現在のマッピングは、ＭＭＳ（製造メッセージ仕様）、ＧＯＯＳＥ（ジェネリックオブジェクト指向変電所イベント）、ＳＭＶ（サンプルされた測定値）などに対するものである。これらのプロトコルは、高速スイッチドイーサネットを使用してＴＣＰ／ＩＰネットワークまたは変電所ＬＡＮ上で実行されることができる。

いくつかの実施形態では、ＥＩＯＣ１２６およびフィールドデバイス１３１〜１３５は、ＨＡＲＴ−ＩＰプロトコルを介してフィールドデバイスと通信するように構成されることができ、ＨＡＲＴ−ＩＰ通信を利用する方法５００を実装するように構成されることができる。すなわち、ＥＩＯＣスキャナ７５は、ＨＡＲＴ−ＩＰフィールドデバイスのデコーダファイルを分析し、それに応じてプロセス制御システム５の構成を容易にするように構成されることができる。いくつかの実施形態では、ＥＩＯＣ１２６は、ＨＡＲＴ−ＩＰ互換性がなく、ＥＩＯＣスキャナ７５は、ＨＡＲＴ−ＩＰフィールドデバイスのプロセス制御システム５への統合を容易にするように構成されない場合がある。

ＩＶ．ＥＩＯＣスキャナ７５によって提示されることができる例示的なＵＩ１０００〜１２００
図１０〜図１２は、デコーダファイル１９９に基づくプロセス制御システム５の構成を容易にするために、ＥＩＯＣスキャナ７５によって提示されることができる例示的なＵＩ１０００〜１２００を示している。ＵＩ１０００〜１２００は、デコーダファイル１９９を分析した後、スキャナ７５によって表示されることができ、ユーザは、システムタグおよびシステムタグにマッピングされているフィールドデバイス変数に関連するプロパティを表示または編集することができる。一例として、ユーザは、ＵＩ１０００〜１２００を利用して、生成され、フィールドデバイス１３１に関連付けられたフィールドデバイス変数にマッピングされているＰＤＴ、ＬＤＴ、ＤＳＴ、およびノード（それぞれがシステムタグを表す）に関連付けられた名称およびプロパティを編集することができる。

場合によっては、ユーザは、ＵＩ１０００〜１２００を使用してＩ／Ｏノードを追加することができる（前述のように、各ノードは特定のＥＩＯＣを表す）。例えば、図１１のＵＩ１１００によって示されるように、ユーザは、次に、ノード／ＥＩＯＣが構成されるべき名称；タイプ；プロトコル（例えば、ＣＩＰ、ＩＥＣ ６１８５０、Ｍｏｄｂｕｓ ＴＣＰなど）などを指定することができる。

図１０〜図１２の詳細に移る前に、「ユーザインターフェース」または「ＵＩ」というフレーズは、ユーザがコンピュータシステムと対話するためのコンピュータシステムのコンポーネントを指すことに留意されたい。ＵＩコンポーネントは、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの何らかの組み合わせとすることができ、ＵＩ入力コンポーネント、ＵＩ出力コンポーネント、またはそれらの何らかの組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、図１Ｂに示されるＵＩコンポーネント１０４のうちの任意の１つ以上は、以下にリスト化された例示的なＵＩコンポーネントのいずれか１つ以上を含むことができる。

例示的なＵＩ出力コンポーネントは、（ｉ）ライト（例えば、ＬＥＤ）や電子ディスプレイ（例えば、ＬＣＤ、ＬＥＤ、ＣＲＴ、プラズマ、プロジェクションディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ、など）などの視覚出力コンポーネント、（ｉｉ）スピーカなどのオーディオ出力コンポーネント、および（ｉｉｉ）触覚フィードバックを提供するモータなどの動き生成コンポーネントを含む。

例示的なＵＩ入力コンポーネントは、（ｉ）ハードウェアアクチュエータ（例えば、キーボード、マウス、タブレットまたは電話に見られる「ハード」ボタンなどに使用されるもの）または電気センサ（例えば、抵抗性または容量性タッチセンサ）などの物理的またはタッチ入力を検出するための機械的または電気的コンポーネント、（ｉｉ）音声コマンドなどのオーディオ入力を検出するためのオーディオセンサ（例えば、マイク）、（ｉｉｉ）カメラに見られるもの（例えば、ユーザがデバイスに触れるのを必要とせずに顔認識入力またはジェスチャ入力を可能にする）などの画像またはビデオ入力を検出するための画像センサ、および（ｉｖ）コンピュータシステム自体の動きを検出する（例えば、ユーザがコンピュータシステムを回転または他の方法で動かすことにより入力を提供することを可能にする）ための動きセンサ（例えば、加速度計、ジャイロスコープなど）を含む。

ＥＩＯＣスキャナ７５は、ＵＩ１０４のディスプレイ１０７を介してグラフィカルＵＩ（ＧＵＩ）を提供することができる。一般的に言えば、ＧＵＩは、ルーチン（例えば、スキャナツール１１３）を介して生成され、ユーザが電子ディスプレイに表示されるインジケータや他のグラフィック要素と対話することを可能にする。一般的に言えば、ＧＵＩのグラフィック要素は、ＧＵＩ出力要素（すなわち、ユーザに何らかの情報を伝える）、ＧＵＩ制御要素（すなわち、システムによるアクションの実行を引き起こすためのユーザ「対話型」である）、または双方（例えば、アイコンがブラウザを表す画像を含むことができ、ブラウザを起動するために対話することができる）とすることができる。例示的なＧＵＩ制御要素は、移動または最小化および最大化することができるボタン（例えば、ラジオボタン、チェックボックスなど）、スライダ、リストボックス、スピナ要素、ドロップダウンリスト、メニュー、メニューバー、ツールバー、インタラクティブアイコン、テキストボックス、ウィンドウなどを含む。

図１０を参照すると、ＵＩ１０００は、ユーザが、（例えば、それぞれが、フィールドデバイス１３１によって送信または受信されたＥＩＯＣメッセージ内の特定のメッセージ位置に関連付けられている）デコーダファイル１９９から識別されたフィールドデバイス変数に割り当てられるいくつかのシステムタグ（例えば、ＤＳＴ、ＰＤＴ、ＬＤＴ、ノードタグ）のいずれかを追加、編集、または閲覧することができるようにするために、スキャナ７５によって提示されることができる。

図１１に示されるように、スキャナ７５は、ＵＩ１１００を提示して、ユーザが、デコーダファイルからインポートされた変数に関連付けられたＥＩＯＣのノードタグ（例えば、ＥＩＯＣ１２６に固有のノードタグ）を追加、編集、または閲覧することができるようにすることができる。

図１２に示されるように、ＵＩ１２００は、ユーザが、デコーダファイル１９９からインポートされた１つ以上の変数に関連付けられるＰＤＴを追加、編集、または閲覧することを可能にするために、スキャナ７５によって提示されることができる。場合によっては、デコーダファイル１９９は、デフォルトのフィールドデバイスＩＤまたはＰＤＴを含み、スキャナ７５は、ＵＩ１２００にデフォルトのＰＤＴを取り込むことができる。場合によっては、ユーザは、デフォルト値とは異なるＰＤＴを割り当てたい場合がある（例えば、デフォルトＰＤＴがプロセス制御システム５のデバイスに既に割り当てられている場合、またはデフォルトＰＤＴがプロセス制御システム５に関連付けられた命名基準に準拠していない場合）。示されるように、ユーザは、ＵＩ１２００を利用して、各ＰＤＴの名称、説明、索引、および他の様々な属性を指定することができる。

Ｖ．追加の検討事項
ソフトウェアに実装される場合、本明細書に記載されるアプリケーション、サービス、およびエンジンは、いずれも、コンピュータもしくはプロセッサのＲＡＭもしくはＲＯＭなどにおける磁気ディスク、レーザディスク、固体メモリデバイス、分子メモリ記憶デバイス、または他の記憶媒体などの、任意の有形の非一時的コンピュータ可読メモリに記憶されることができる。本明細書に開示される例示的なシステムは、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、およ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、またはハードウェアおよびソフトウェアの任意の組み合わせで、具体化されることができることが想定される。したがって、本明細書に記載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で実行されるソフトウェアに実装されるものとして記載されているが、提供される例がかかるシステムを実装する唯一の方法ではないことを、当業者は容易に認識するであろう。

方法５００を参照すると、記載された機能は、全体的または部分的に、図１Ｂに示されるプロセス制御システム５のデバイス、回路、またはルーチンによって実装されることができる。方法５００は、それぞれの方法の論理機能を実行するように恒久的または半恒久的に構成されて（例えば、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡ）それぞれの方法の論理機能を実行する回路のセット、または少なくとも一時的に構成されて（例えば、１つ以上のプロセッサ、および論理機能を表し、メモリに保存されたセット命令またはルーチン）それぞれの方法の論理機能を実行する回路のセットによって具体化されることができる。

本発明は具体的な例を参照して記載されてきたが、これらは例示的であるに過ぎず、本発明の限定であることを意図せず、変更、特定の追加または削除が、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、開示される実施形態に対して行われ得ることが当業者には明らかであろう。さらに、上記の文章は、多くの異なる実施形態の詳細な説明を記載しているが、本特許の範囲は、本特許の最後に記載される特許請求の範囲の語およびそれらの均等物によって定義されることが理解されるべきである。詳細な説明は、単に例示的なものとして解釈されるべきであり、全ての可能な実施形態を説明することは、不可能ではない場合でも非現実的であるので、全ての可能な実施形態を説明していない。

本明細書を通して、複数の事例は、単一の事例として記載された構成要素、動作、または構造を実装することができる。１つ以上の方法の個々の動作が別個の動作として図示および記載されたが、個々の動作のうちの１つ以上が、特定の実施形態において同時に実行されてもよい。

本明細書に使用される際、「一実施形態」または「実施形態」に対する任意の参照は、実施形態と併せて説明された特定の要素、特徴、構造または特性が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書の様々な場所における「一実施形態において」という語句の出現は、必ずしも全てが同一の実施形態を参照しているとは限らない。

本明細書に使用される際、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ、ｈａｖｉｎｇ）」という用語、またはそれらの任意の他の変形は、非排他的な包含を網羅することを意図する。例えば、要素のリストを含むプロセス、方法、物品、または装置は、必ずしもそれらの要素のみに限定されるものではなく、明示的に列挙されていないか、またはかかるプロセス、方法、物品もしくは装置に固有の他の要素を含むことができる。さらに、正反対に明示的に述べられない限り、「または」は、排他的なまたはではなく、包括的なまたはを指す。例えば、条件ＡまたはＢは、Ａが真（または存在）且つＢが偽（または存在しない）、Ａが偽（または存在しない）且つＢが真（または存在する）、ならびにＡおよびＢの双方が真である（または存在する）のうちのいずれか１つによって満たされる。

さらに、「システムが少なくとも１つのＸ、Ｙ、またはＺを含む」という句は、システムがＸ、Ｙ、Ｚ、またはそれらの何らかの組み合わせを含むことを意味する。同様に、「コンポーネントがＸ、Ｙ、またはＺのために構成される」というフレーズは、コンポーネントがＸのために構成される、Ｙのために構成される、Ｚのために構成される、またはＸ、Ｙ、およびＺの何らかの組み合わせのために構成されることを意味する。

加えて、「ａ」または「ａｎ」の使用は、本明細書の実施形態の要素および構成要素を説明するために用いられる。この説明、およびそれに続く特許請求の範囲は、１つまたは少なくとも１つを含むように読まれるべきである。単数形はまた、それが複数形を含まないことが明らかでない限り、複数形も含む。

さらに、この文書の最後にある特許請求の範囲は、「〜する手段」または「〜するステップ」という表現が請求項（複数可）において明示的に記載されているなど、伝統的なミーンズ・プラス・ファンクション表現が明示的に記載されていない限り、米国特許法第１１２条（ｆ）に基づいて解釈されることを意図したものではない。本明細書に記載のシステムおよび方法の少なくともいくつかの態様は、コンピュータ機能の改善、および従来のコンピュータの機能の改善を対象としている。

ＶＩ．用語およびフレーズ
本明細書を通して、以下の用語およびフレーズのうちのいくつかが使用される。

通信プロトコル。この説明では、通信プロトコル、規格、および技術は、一般に、「通信プロトコル」と呼ばれることがある。説明されているシステムによって利用されることができる例示的な通信プロトコル、規格、または技術は、ナノスケールネットワーク、近距離場ネットワーク、パーソナルエリアネットワーク（「ＰＡＮ」）、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）、バックボーンネットワーク、メトロポリタンエリアネットワーク（「ＭＡＮ」）、広域ネットワーク（「ＷＡＮ」）、インターネットエリアネットワーク（「ＩＡＮ」）、またはインターネットを介した通信を容易にするものを含む。

近距離場ネットワークのプロトコルおよび規格の例は、典型的な無線周波数識別（「ＲＦＩＤ」）規格またはプロトコル、および近距離無線通信（「ＮＦＣ」）プロトコルまたは規格を含む。ＰＡＮプロトコルおよび規格の例は、６ＬｏＷＰＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（すなわち、約２．４〜２．４８５ＧＨｚの範囲の電波を使用して２つのデバイス間でデータを交換するための無線規格）、ＩＥＥＥ８０２．１５．４−２００６、ＺｉｇＢｅｅ、スレッドプロトコル、超ワイドバンド（「ＵＷＢ」）、ユニバーサルシリアルバス（「ＵＳＢ」）、無線ＵＳＢ、およびＡＮＴ＋を含む。ＬＡＮプロトコルおよび規格の例は、８０２．１１プロトコルおよび約１ＧＨｚ〜６０ＧＨｚ（例えば、９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚ、３．６ＧＨｚ、５ＧＨｚ、または６０ＧＨｚ帯域を含む）の範囲にある帯域での無線通信用のその他の高周波プロトコル／システム、ならびに同軸ケーブルや光ファイバケーブルなどの好適なケーブルの規格を含む。無線ＷＡＮを容易にするために使用される技術の例は、ＬＡＮに使用される技術、ならびに２Ｇ（例えば、ＧＰＲＳおよびＥＤＧＥ）、３Ｇ（例えば、ＵＭＴＳおよびＣＤＭＡ２０００）、４Ｇ（例えば、ＬＴＥおよびＷｉＭＡＸ）、および５Ｇ（例えば、ＩＭＴ−２０２０）技術を含む。インターネットは、ＷＡＮとみなされる場合があることに留意されたい。

利用可能なその他の通信プロトコルおよび規格は、ＢｉｔＴｏｒｒｅｎｔ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈブートストラッププロトコル（「ＢＯＯＴＰ」）、ドメインネームシステム（「ＤＮＳ」）、ダイナミックホスト構成プロトコル（「ＤＨＣＰ」）、イーサネット、ファイル転送プロトコル（「ＦＴＰ」）、ハイパーテキスト転送プロトコル（「ＨＴＴＰ」）、赤外線通信規格（例えば、ＩｒＤＡまたはＩｒＳｉｍｐｌｅ）、伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（「ＴＣＰ／ＩＰ」）（例えば、ＴＣＰ／ＩＰレイヤのそれぞれで使用されるプロトコルのいずれか）、リアルタイム転送プロトコル（「ＲＴＰ」）、リアルタイムストリーミングプロトコル（「ＲＴＳＰ」）、簡易メール転送プロトコル（「ＳＭＴＰ」）、簡易ネットワーク管理プロトコル（「ＳＮＭＰ」）、簡易ネットワークタイムプロトコル（「 ＳＮＴＰ」）、セキュアシェルプロトコル（「ＳＳＨ」）、および任意の他の通信プロトコルまたは規格、またはそれらの任意の組み合わせを含む。

通信リンク。特に明記しない限り、「通信リンク」または「リンク」は、２つ以上のノードを接続する経路または媒体である。リンクは、物理リンクまたは論理リンクとすることができる。物理リンクは、情報が転送されるインターフェースまたは媒体（複数可）であり、本質的に有線であっても無線であってもよい。物理リンクの例は、（ｉ）電気エネルギを伝送するための導体または光を伝送するための光ファイバ接続を備えたケーブルなどの有線リンク、および（ｉｉ）電磁波の１つ以上の特性に加えられた変更を介して情報を伝える無線電磁信号などの無線リンクを含む。

上述したように、無線リンクは、電磁波（複数可）の１つ以上の特性に加えられた変更を介して情報を伝える無線電磁信号とすることができる。無線電磁信号は、マイクロ波または電波とすることができ、無線周波数または「ＲＦ」信号と呼ばれることができる。特に明記しない限り、記載されているＲＦ信号は、およそ３０ｋＨｚ〜３，０００ＧＨｚのスペクトルで見られる任意の１つ以上の帯域内の周波数で発振することができる（例えば、２．４ＧＨｚ帯の８０２．１１信号）。ＲＦ帯域の例は、３０〜３００ｋＨｚの低周波数（「ＬＦ」）帯域、３００〜３，０００ｋＨｚの中周波数（「ＭＦ」）帯域、３〜３０ＭＨｚの高周波（「ＨＦ」）帯域、３０〜３００ＭＨｚの超高周波（「ＶＨＦ」）帯域、３００〜３，０００ＭＨｚの極超高周波（「ＵＨＦ」）帯域、３〜３０ＧＨｚのスーパー高周波（「ＳＨＦ」）帯域、３０〜３００ＧＨｚのミリ波周波数（「ＳＨＦ」）帯域、および３００〜３，０００ＧＨｚの超極高周波（ｔｒｅｍｅｎｄｏｕｓｌｙ ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）（「ＴＨＦ」）帯域を含む。

２つ以上のノード間の論理リンクは、基礎となる物理リンクまたは２つ以上のノードを接続する中間ノードの抽象概念を表す。例えば、２つ以上のノードは、論理リンクを介して論理的に結合されることができる。論理リンクは、物理リンクおよび中間ノード（例えば、ルータ、スイッチ、または他のネットワーク機器）の任意の組み合わせを介して確立されることができる。

リンクは、「通信チャネル」と呼ばれることもある。無線通信システムでは、「通信チャネル」（または単に「チャネル」）という用語は、一般に、特定の周波数または周波数帯域を指す。搬送信号（または搬送波）は、特定の周波数で、またはチャネルの特定の周波数帯域内で送信されることができる。場合によっては、複数の信号が単一の帯域／チャネルで送信されることがある。例えば、信号は、時には異なるサブ帯域またはサブチャネルを介して、単一の帯域／チャネルで同時に送信されることがある。別の例として、信号は、時にはタイムスロットを割り当てることによって同じ帯域を介して送信されることがあり、それぞれの送信機および受信機が当該の帯域を使用する。

コンピュータ。一般的に言えば、コンピュータまたはコンピューティングデバイスは、２つの主要な特性を有するプログラム可能なマシンである。すなわち、明確に定義された方法で命令のセットに応答し、事前に記録された命令のリスト（例えば、プログラムまたはルーチン）を実行することができる。本開示にかかるコンピュータは、プロセッサおよびメモリを備えたデバイスである。本開示の目的のために、コンピュータの例は、サーバホスト、パーソナルコンピュータ（例えば、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ネットブック）、モバイル通信デバイス（モバイル「スマート」電話など）、および内部コンポーネントまたは外部コンピュータ、サーバ、またはグローバル通信ネットワーク（インターネットなど）への接続を介して機能を提供して、他のシステムコンポーネントに配信されるプロセスから指示を受けたり、プロセスに関与したりするデバイスを含む。

データベース。一般的に言えば、「データベース」は、データの組織化された集合であり、一般にコンピュータシステムから電子的に記憶およびアクセスされる。一般に、任意の適切なデータストアは、「データベース」と呼ばれることがある。本開示は、本開示の態様に関連する情報を記憶するための１つ以上のデータベースを記載することができる。データベースに記憶された情報は、例えば、プライベートサブスクライバ、コンテンツプロバイダ、ホスト、セキュリティプロバイダなどに関連することができる。サーバ（データベースと同じコンピュータでホストされてもよいし、されなくてもよい）は、データベースからクライアントにデータを提供するか、クライアントがデータベースにデータを書き込めるようにすることによって、データベースとデータベースからクライアントとの間の仲介役として機能することができる。当業者は、「データベース」への参照が複数のデータベースを指すことができ、それらのそれぞれが互いにリンクされることができることを理解する。

ディスプレイデバイス。一般的に言えば、「ディスプレイデバイス」または「ディスプレイ」という用語は、画像、テキスト、またはビデオの形態で視覚出力を提供する電子視覚ディスプレイデバイスを指す。いくつかの実施形態では、記載されているディスプレイデバイス（例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、視覚出力（例えば、画像またはビデオ出力）を表示するのに適した任意のディスプレイ、スクリーン、モニタ、またはプロジェクタとすることができる。ディスプレイの例は、ＬＥＤスクリーン、ＬＣＤスクリーン、ＣＲＴスクリーン、プロジェクタ、ヘッドアップディスプレイ、スマートウォッチディスプレイ、ヘッドセットディスプレイ（ＶＲゴーグルなど）などを含む。

メモリおよびコンピュータ可読媒体。一般的に言えば、本明細書で使用される「メモリ」または「メモリデバイス」というフレーズは、コンピュータ可読媒体または媒体（「ＣＲＭ」）を含むシステムまたはデバイスを指す。「ＣＲＭ」は、情報（例えば、データ、コンピュータ可読命令、プログラムモジュール、アプリケーション、ルーチンなど）を配置、保持、または検索するための関連するコンピューティングシステムによってアクセス可能な１つ以上の媒体を指す。「ＣＲＭ」は、本質的に非一時的である媒体を意味し、電波などの無形な一時的信号は指さないことに留意されたい。

ＣＲＭは、関連するコンピューティングシステム内に含まれるか、または関連するコンピューティングシステムと通信する、任意の技術、デバイス、またはデバイスグループに実装されることができる。ＣＲＭは、揮発性または不揮発性の媒体、およびリムーバブルまたは非リムーバブルの媒体を含むことができる。ＣＲＭは、限定されるものではないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、もしくは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）もしくは他の光ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイス、または情報を記憶するために使用されることができ、且つコンピューティングシステムによってアクセスされることができる任意の他の媒体を含むことができる。ＣＲＭは、システムバスに通信可能に結合され、ＣＲＭと、システムバスに結合された他のシステムまたはコンポーネントとの間の通信を可能にする。いくつかの実装において、ＣＲＭは、メモリインターフェース（例えば、メモリコントローラ）を介してシステムバスに結合されることができる。メモリインターフェースは、ＣＲＭとシステムバスとの間のデータの流れを管理する回路である。

メッセージ。通信ネットワークの文脈で使用される場合、「メッセージ」という用語は、ノードによって（例えば、リンクを介して）送信または受信されるデータのセットによって表される通信の単位を指す。メッセージを表すデータのセットは、ペイロード（すなわち、配信されることを意図されたコンテンツ）およびプロトコルオーバーヘッドを含むことができる。オーバーヘッドは、プロトコルまたはペイロードに関連するルーティング情報およびメタデータを含むことができる（例えば、メッセージのプロトコルの識別、目的の受信者ノード、発信ノード、メッセージまたはペイロードのサイズ、の整合性をチェックするためのデータ整合性情報メッセージなど）。場合によっては、パケットまたはパケットのシーケンスは、メッセージとみなされることがある。

モジュール。ソフトウェアシステムの文脈で使用される場合、「モジュール」という用語は、一般に、アプリケーション、ルーチン、または実行可能命令のセットを指す。「ルーチン」も参照されたい。場合によっては、「モジュール」という用語は、物理システムのコンポーネントを指す（例えば、自動車は、エンジン、トランスミッション、ブレーキなどのようないくつかのモジュールを含む）。この用語の使用の文脈は、「モジュール」がソフトウェアコンポーネントまたは非ソフトウェアコンポーネントのどちらを指すかを明確にする。

ネットワーク。本明細書に使用される場合、別段の指定がない限り、情報またはデータを通信するシステム（複数可）またはデバイス（複数可）の文脈で使用されるとき、「ネットワーク」（例えば、図１Ｂに示されるネットワークまたはバックボーン１０）という用語は、ノード間の遠距離通信を可能にするように接続されるノード（例えば、情報を送信する、受信するまたは転送することができるデバイスまたはシステム）およびリンクの集合を指す。

実施形態に応じて（特に明記しない限り）、記載されたネットワークのそれぞれは、ノード間のトラフィックを方向付ける転送を担う専用のルータ、スイッチ、またはハブ、ならびに、任意選択的に、ネットワークの構成および管理を担う専用デバイスを含むことができる。記載されたネットワーク内のノードのうちのいくつかまたは全てはまた、他のネットワークデバイス間で送信されるトラフィックを方向付けるために、ルータとして機能するように適合されることができる。記載されたネットワークのノードは、有線または無線の様式で相互接続されてもよく、ネットワークデバイスは、異なるルーティングおよび転送能力を有してもよい。所望であれば、記載された各ネットワークは、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、または広域ネットワーク（ＷＡＮ）などのネットワークまたはサブネットワークを含むことができる。

ノード。一般的に言えば、「ノード」という用語は、接続点、再分配点、または通信エンドポイントを意味する。ノードは、情報を送信する、受信するまたは転送することができる任意のデバイスまたはシステム（例えば、コンピュータシステム）とすることができる。例えば、メッセージを発信するまたは最終的に受信するエンドデバイスまたはエンドシステムは、ノードである。メッセージを受信および転送する中間デバイス（例えば、２つのエンドデバイス間の）もまた、一般的に「ノード」であるとみなされる。

プロセッサ。本明細書に記載の例示的な方法の様々な動作は、少なくとも部分的に、１つ以上の記載された、または暗黙的に開示されたコントローラまたはプロセッサによって実行されることができる（例えば、図１Ａに示されているプロセッサ１０２）。一般的に言えば、「プロセッサ」および「マイクロプロセッサ」という用語は、互換的に使用され、それぞれがメモリに記憶された命令を取得および実行するように構成されたコンピュータプロセッサを指す。

これらの命令を実行することによって、開示されたプロセッサ（複数可）は、命令によって定義される様々な動作または機能を実行することができる。開示されたプロセッサ（複数可）は、特定の実施形態に応じて、（例えば、命令またはソフトウェアによって）一時的に構成されてもよく、または関連する動作もしくは機能を実行するように恒久的に構成されてもよい（例えば、特定用途向け集積回路またはＡＳＩＣ用のプロセッサ）。各開示されたプロセッサは、例えば、メモリコントローラまたはＩ／Ｏコントローラも含むことができる、チップセットの部品であってもよい。チップセットは、Ｉ／Ｏおよびメモリ管理機能、ならびに複数の汎用または専用レジスタ、タイマなどを提供するように典型的に構成された集積回路内の電子部品の集合である。一般的に言えば、記載されるプロセッサのうちの１つ以上は、システムバスを介して他のコンポーネント（メモリデバイスやＩ／Ｏデバイスなど）に通信可能に結合されることができる。

動作の確実な性能は、単一のマシン内に存在するのみならず、いくつかのマシンにわたって配備された１つ以上のプロセッサの間で分散されることができる。例えば、単一のプロセッサが動作のセットを実行するものとして説明されるとき、複数のプロセッサは、複数のプロセッサにわたる任意の所望の分散にしたがって、いくつかの実施形態において、動作のセットを実行することができることが理解される。いくつかの実施形態では、１つ以上のプロセッサは、（例えば、家庭環境内の、職場環境内の、またはサーバファームとして）単一の場所に存在することができるが、他の実施形態では、プロセッサは、多数の場所にわたって分散されてもよい。

「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）」、「提示すること（ｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇ）」、「表示すること（ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ）」などのような単語は、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コンポーネント内の物理（例えば、電気、磁気、または光）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意味することができる。

ルーチン。特に明記しない限り、本開示で説明される「ルーチン」、「モジュール」、または「アプリケーション」は、ＣＲＭに記憶されることができるコンピュータ可読命令のセットを指す。例えば、スキャナツール１１３は、ＣＲＭに記憶されることができるルーチンである。一般に、ＣＲＭは、命令を表すかまたはそれに対応するコンピュータ可読コード（「コード」）を記憶し、コードは、ルーチンまたはアプリケーションによって表されるかまたはそれに関連付けられるものとして説明される機能を容易にするためにプロセッサによって実行されるように適合される。各ルーチンまたはアプリケーションは、スタンドアロンの実行可能ファイル、実行可能ファイルのスイートまたはバンドル、実行可能ファイルもしくはプログラムによって利用される１つ以上の非実行可能ファイル、またはそれらの何らかの組み合わせを介して実装されることができる。場合によっては、特に明記しない限り、説明されているルーチンの１つ以上は、１つ以上のＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または任意の他のハードウェアもしくはファームウェア要素にハードコードされることができる。

さらに、特に明記しない限り、各ルーチンまたはアプリケーションは、（ｉ）スタンドアロンのソフトウェアプログラム、（ｉｉ）ソフトウェアプログラムのモジュールもしくはサブモジュール、（ｉｉｉ）ソフトウェアプログラムのルーチンもしくはサブルーチン、または（ｉｖ）「呼び出し」を介してソフトウェアプログラムによって呼び出されるかアクセスされるリソースであって、これにより、システムにリソースに関連付けられたタスクまたは機能を実施させる、リソース、として具体化されることができる。

記載された各ルーチンは、ソースコード（例えば、実行のために解釈可能、または下位レベルのコードにコンパイル可能）、オブジェクトコード、バイトコード、マシンコード、マイクロコードなどの任意の所望の言語で実装されたコードによって表されることができる。コードは、任意の好適なプログラミング言語またはスクリプト言語（例えば、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、Ａｃｔｉｏｎｓｃｒｉｐｔ、Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ−Ｃ、Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）、ＣＳＳ、Ｐｙｔｈｏｎ、ＸＭＬ、Ｓｗｉｆｔ、Ｒｕｂｙ、Ｅｌｉｘｉｒ、Ｒｕｓｔ、Ｓｃａｌａ、他）で記述されることができる。

サーバ。一般的に言えば、サーバは、ネットワークリソースまたはサービスを管理して、「クライアント」と呼ばれる他のプログラムまたはデバイスに機能を提供するプログラムまたはルーチンのセットである。サーバは、典型的にはホストコンピュータによってホストされ、このホストコンピュータ自体を「サーバ」と呼ぶことがある。サーバの例は、データベースサーバ、ファイルサーバ、メールサーバ、プリントサーバ、Ｗｅｂサーバ、ゲームサーバ、およびアプリケーションサーバを含む。サーバは、専用（例えば、ソフトウェアおよびハードウェアがサーバ機能のために排他的またはほぼ排他的に使用される）または仮想（例えば、サーバが物理マシン上の仮想マシンによってホストされる場合、および／またはサーバが単一のマシンのハードウェアまたはソフトウェアリソースを別のオペレーティングシステムと共有する）とすることができる。

Claims (20)

1. プロセス制御環境においてイーサネットＩ／Ｏカードを構成する電子デバイスであって、
   プロセッサと、
   前記プロセッサに結合された通信インターフェースと、
   前記プロセッサに結合された命令を記憶するメモリと、を含み、前記命令が、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
   （ｉ）イーサネットリンクを介してプロセス制御システム内のイーサネットＩ／Ｏカード（ＥＩＯＣ）に結合されるように構成されたフィールドデバイスについて、デコーダファイルを分析させ、前記１つ以上のフィールドデバイス変数を１つ以上のメッセージ位置にマッピングさせ、
   （ｉｉ）前記１つ以上のメッセージ位置にマッピングされた前記１つ以上のフィールドデバイス変数の異なる１つに対応するプロセス変数をそれぞれ表す１つ以上のデバイス信号タグ（ＤＳＴ）を含むデータセットを生成させ、
   （ｉｉｉ）前記プロセス制御システムが前記構成データベースにしたがって構成されている場合、前記１つ以上のＤＳＴが前記１つ以上のメッセージ位置に対応するように、前記通信インターフェースを介して、前記データセットを含むように前記データセットを前記プロセス制御システムの構成データベースにアップロードさせ、それにより前記ＥＩＯＣが、
   （ａ）前記ＥＩＯＣが、（１）プロセスコントローラから、第１のＤＳＴのコントローラ出力値を含むコントローラ出力メッセージを受信し、（２）前記データセットにしたがって、マッピングされた第１のメッセージ位置に前記コントローラ出力値を割り当てることによって前記第１のＤＳＴに応答し、これにより、前記コントローラ出力値が、前記フィールドデバイスに送信されたフィールドデバイス入力メッセージの前記第１のメッセージ位置において前記ＥＩＯＣから前記フィールドデバイスに送信されるように構成されているコントローラ出力処理機能を実装するか、または
   （ｂ）前記ＥＩＯＣが、（１）前記データセットにしたがって、第２のＤＳＴにマッピングされた第２のメッセージ位置にコントローラ入力値を含むフィールドデバイス出力メッセージを前記フィールドデバイスから受信し、（２）前記入力値が、コントローラ入力メッセージの一部として前記第２のＤＳＴの値として前記ＥＩＯＣから前記プロセスコントローラに送信されるように、前記コントローラ入力値を前記第２のＤＳＴに割り当てることによって応答するように構成されているコントローラ入力処理機能を実装する、ように構成される、電子デバイス。
2. 前記ＥＩＯＣが、前記コントローラ出力処理機能および前記コントローラ入力処理機能の双方を実装するように構成されている、請求項１に記載の電子デバイス。
3. 前記ＥＩＯＣおよび前記フィールドデバイスが、前記フィールドデバイス入力メッセージおよび前記コントローラ入力メッセージを、それぞれが異なる所定のタイムスロット中に送信されるように時間調整された方法で送信するように構成されている、請求項１に記載の電子デバイス。
4. 前記コントローラ出力メッセージおよび前記コントローラ入力メッセージのそれぞれが、複数のパラメータ値を搬送するように構成されている、請求項１に記載の電子デバイス。
5. 前記データセットが、第２の１つ以上のメッセージ位置にマッピングされた１つ以上の論理デバイスタグ（ＬＤＴ）をさらに含む、請求項１に記載の電子デバイス。
6. 前記データセットが、第２の１つ以上のメッセージ位置にマッピングされた１つ以上の物理デバイスタグをさらに含む、請求項１に記載の電子デバイス。
7. 前記命令が、さらに、前記プロセッサに、前記電子デバイスのディスプレイを介して、前記１つ以上のメッセージ位置にマッピングされた前記１つ以上のＤＳＴを含む前記データセットを閲覧または編集するためのユーザインターフェースを生成および表示させる、請求項１に記載の電子デバイス。
8. 前記ユーザインターフェースが、前記データセットに関連付けられる、前記ＥＩＯＣに固有のノードタグを指定するためのフィールドを含む、請求項１に記載の電子デバイス。
9. 前記命令が、さらに、前記プロセッサに、前記デコーダファイルを分析させる前に、前記フィールドデバイスに関連付けられたサーバから前記デコーダファイルをダウンロードさせる、請求項１に記載の電子デバイス。
10. 前記命令が、さらに、前記プロセッサに、前記デコーダファイルを分析させる前に、前記フィールドデバイスから前記デコーダファイルをダウンロードさせる、請求項１に記載の電子デバイス。
11. プロセス制御環境においてイーサネットＩ／Ｏカードを構成する方法であって、
    （ｉ）電子デバイスによって、プロセス制御システム内のイーサネットリンクを介してイーサネットＩ／Ｏカード（ＥＩＯＣ）に結合されるように構成されたフィールドデバイスのデコーダファイルを分析し、１つ以上のフィールドデバイス変数を１つ以上のメッセージ位置にマッピングすることと、
    （ｉｉ）前記電子デバイスによって、前記１つ以上のメッセージ位置にマッピングされた前記１つ以上のフィールドデバイス変数の異なる１つに対応するプロセス変数をそれぞれ表す１つ以上のデバイス信号タグ（ＤＳＴ）を含むデータセットを生成することと、
    （ｉｉｉ）前記プロセス制御システムが前記構成データベースにしたがって構成されている場合、前記１つ以上のＤＳＴが前記１つ以上のメッセージ位置に対応するように、前記データセットを含むように前記データセットを前記プロセス制御システムの構成データベースにアップロードすることであって、それにより前記ＥＩＯＣが、
    （ａ）前記ＥＩＯＣが、（１）プロセスコントローラから、第１のＤＳＴのコントローラ出力値を含むコントローラ出力メッセージを受信し、（２）前記データセットにより、マッピングされた第１のメッセージ位置に前記コントローラ出力値を割り当てることによって前記第１のＤＳＴに応答し、これにより、前記コントローラ出力値が、前記フィールドデバイスに送信されたＥＩＯＣ入力メッセージの前記第１のメッセージ位置において前記ＥＩＯＣから前記フィールドデバイスに送信されるように構成されているコントローラ出力処理機能を実装するか、または
    （ｂ）前記ＥＩＯＣが、（１）前記データセットにより、第２のＤＳＴにマッピングされた第２のメッセージ位置にコントローラ入力値を含むＥＩＯＣ出力メッセージを前記フィールドデバイスから受信し、（２）前記入力値が、コントローラ入力メッセージの一部として前記第２のＤＳＴの値として前記ＥＩＯＣから前記プロセスコントローラに送信されるように、前記コントローラ入力値を前記第２のＤＳＴに割り当てることによって応答するように構成されているコントローラ入力処理機能を実装する、ように構成される、アップロードすることと、を含む、方法。
12. 前記ＥＩＯＣが、前記コントローラ出力処理機能および前記コントローラ入力処理機能の双方を実装するように構成されている、請求項１１に記載の方法。
13. 前記ＥＩＯＣおよび前記フィールドデバイスが、前記ＥＩＯＣ出力メッセージおよび前記コントローラ出力メッセージを、それぞれが異なる所定のタイムスロット中に送信されるように時間調整された方法で送信するように構成されている、請求項１１に記載の方法。
14. 前記コントローラ出力メッセージおよび前記コントローラ入力メッセージのそれぞれが、複数のパラメータ値を搬送するように構成されている、請求項１１に記載の方法。
15. 前記データセットが、第２の１つ以上のメッセージ位置にマッピングされた１つ以上の論理デバイスタグ（ＬＤＴ）をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
16. 前記データセットが、第２の１つ以上のメッセージ位置にマッピングされた１つ以上の物理デバイスタグをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
17. 前記電子デバイスにおいて、前記１つ以上のメッセージ位置にマッピングされた前記１つ以上のＤＳＴを含む前記データセットを閲覧または編集するためのユーザインターフェースを生成および表示することをさらに備える、請求項１１に記載の方法。
18. 前記ユーザインターフェースが、前記データセットに関連付けられる、前記ＥＩＯＣに固有のノードタグを指定するためのフィールドを含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記デコーダファイルを分析する前に、前記フィールドデバイスに関連するサーバから前記デコーダファイルをダウンロードすることをさらに備える、請求項１１に記載の方法。
20. 前記デコーダファイルを分析する前に、前記フィールドデバイスから前記デコーダファイルをダウンロードすることをさらに備える、請求項１１に記載の方法。
    

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