JP5255567B2 - Ｆｄｔベースシステムおよび資産管理システム - Google Patents

Description

本発明は、資産管理システムに関する。より具体的には、本発明は、ＥＤＤＬ（電子デバイス記述言語）タイプのデバイスマネージャがフィールドデバイスにアクセスすることを可能にするフィールドデバイスツール（ＦＤＴ）に関する。

石油、薬品、化学製品、パルプ、およびその他の処理プラント等のプロセスプラントは、プロセス内のパラメータまたはプロセス変数を制御および測定する多くのフィールドデバイスを含んでいる。いくつかの共通パラメータつまりプロセス変数は、圧力、温度、流量、導電率、ｐＨおよび他のタイプの特性を含んでいる。

フィールドデバイスは、デバイスの測定値、又はキャリブレーション、形態（コンフィギュレーション）、診断、メンテナンス、及び／又はプロセス情報を含む他のタイプのデバイス特定情報を示す信号を送信することによって管理システムと通信する。該フィールドデバイスは、通信プロトコルによって通信する。一般に、フィールドデバイスは、ハート（ＨＡＲＴ「登録商標」）通信プロトコル（ハート通信財団の登録商標）、ファウンデーション（ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ「商標」）フィールドバス通信プロトコル（１９９２年に米国インスツルメント協会で公表されたＩＳＡ−Ｓ５０．０１−１９９２に基づく）、およびフィールドバス財団（Ｆｉｅｌｄｂｕｓ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ：ＦＦ）によって規定された実用インプリメンテーションまたは他のプロトコルタイプに従うことができる。

上述の通信プロトコルは、デバイス製造者がデバイスベースによってデバイスを特定する情報のタイプをデバイス上に提供することを可能にするだけである。したがって、各フィールドデバイスから供給される具体的な情報のタイプは異なっており、その結果、通信プロトコルは複雑でありデバイスプログラミングで使用することが困難である。特に、上述の通信プロトコルは、すべてのタイプのフィールドデバイスと通信するための共通した方法を提供していない。

フィールドデバイスとの通信が単純化されている一の通信方法は、資産最適化デバイスマネージャ内で電子デバイス記述言語（ＥＤＤＬ）を使用している。ＥＤＤＬソースファイルは、デバイス製造者によって書かれて提供されるテキストを含み、このテキストは人が読みとれる。これらのファイルはフィールドデバイスおよび該フィールドデバイスに接続されるフィールドバスにも利用できるすべての情報を特定する。

フィールドデバイスとの通信が単純化されている他の通信方法は、ＦＤＴグループによって提供されるようなフィールドデバイスツール（ＦＤＴ）技術を伴う。ＦＤＴベースアプリケーションは、高度なグラフィックユーザインタフェースを使って、ユーザがホストつまり管理システムと対話することを可能にする。ＦＤＴ技術は、任意のフィールドデバイスが任意のプロトコルを通して任意のホストからアクセスされることを可能にする。ＦＤＴ技術は、フレームアプリケーション、およびいくつかのデバイスＤＴＭおよび通信ＤＴＭまたは同等のもの等の、種々のタイプのデバイス・タイプ・マネージャ（ＤＴＭ）を含んでいる。

新規の、もしくは現存するフィールドデバイスは、ＦＤＴベースアプリケーションによって作動され、かつアクセスされる。しかしながら、ＦＤＴベースアプリケーションのＤＴＭは、パラメータ表示および診断等の通信を行うフィールドデバイスの、特定の機能を利用するのには不十分である。ＥＤＤＬベースの資産最適化デバイスマネージャはフィールドデバイスのパラメータ表示および診断の能力を有する。しかしながら、新規または現存するフィールドデバイスの、現存するバスシステムは、ＤＴＭまたはＦＤＴベースアプリケーション同等の通信のみによってアクセス可能である。

一つの実施例は、フィールドデバイスツール（ＦＤＴ）ベースアプリケーションを開示することに向けられている。ＦＤＴベースアプリケーションは通信デバイス・タイプ・マネージャ（通信ＤＴＭ）およびルータデバイス・タイプ・マネージャ（ＤＴＭ）の少なくとも一つを含んでいる。通信ＤＴＭは、少なくとも一つのプラント資産が従う通信プロトコルタイプに対応する。通信ＤＴＭはプラント資産が従うＦＤＴベースアプリケーションおよび通信プロトコル間の通信用インタフェースを提供するように構成されている。ルータＤＴＭは、電子デバイス記述言語（ＥＤＤＬ）を含む資産最適化デバイスマネージャに接続可能であり、該ルータＤＴＭは、プラント資産との通信用の少なくとも一つの通信ＤＴＭに、資産最適化デバイスマネージャからデータを転送するように構成されている。

別の実施例は、資産管理システムを開示することに向けられている。資産管理システムは、資産最適化デバイスマネージャおよび該資産最適化デバイスマネージャに接続されるＦＤＴベースアプリケーションを含んでいる。資産最適化デバイスマネージャは、電子デバイス記述言語（ＥＤＤＬ）を含んでいる。ＦＤＴベースアプリケーションは、少なくとも一つのプラント資産が従う通信プロトコルタイプに対応する少なくとも一つの通信ＤＴＭを使って資産最適化デバイスマネージャからプラント資産にデータを転送するように形成される。

フィールドデバイスツール（ＦＤＴ）ベースアプリケーションの一例を示すブロック図である。 資産管理システムの一部分の実施例に係るブロック図である。 資産管理システムの一部分の、他の実施例に係るブロック図である。

フィールドデバイスは、プラントのプロセス中のパラメータつまりプロセス変数を監視し、かつ測定するプラント資産である。フィールドデバイスは、資産管理システムと通信することができる。資産管理システムは、デバイスのパラメータ、変数、またはコンフィギュレーションを検索するためにフィールドデバイスと対話して、ユーザがプロセスを監視および制御に利用できるようにする。通信例は、測定値またはキャリブレーション、コンフィギュレーション、診断、メンテナンスおよびプロセス情報に関連する、他のタイプのデバイス特定情報を含んでいる。フィールドデバイスと資産管理システムとの間のこれらの通信は通信プロトコルによって実行される。

フィールドデバイスは多くの異なる種類の通信プロトコルに従うことができる。例えば、フィールドデバイスはハート（ＨＡＲＴ：登録商標）通信プロトコル、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（商標）フィールドバス通信プロトコルまたは他のタイプのプロトコルに従うことができる。通信プロトコルは、独立しており、すべてのタイプのフィールドデバイスに通用する通信を提供していない。通信プロトコルは、どのタイプの情報をフィールドデバイスがユーザに提供できるか、あるいはその情報をいかにして検索するかという方法をデバイス製造者に提供する。

デバイス製造者は、通信プロトコルの異常を克服するため、電子デバイス記述言語（ＥＤＤＬ）を使用する資産最適化デバイスマネージャを見直している。ＥＤＤＬソースファイルは、デバイス製造者によって書かれかつ提供されるテキストを含み、このテキストは人が読みとれる。これらのＥＤＤＬソースファイルはフィールドデバイスおよびフィールドデバイスに接続されるフィールドバスに関して利用可能な情報のすべてを特定する。これらの情報は、フィールドデバイスのコアつまり基本的なパラメータ特性、グループ特定および製造者特定のための定義並びにフィールドデバイスの特別な機能を含んでいる。資産最適化デバイスマネージャは、ＥＤＤＬソースファイルを、機械が読みとれるデバイス記述（ＤＤ）と呼ばれるフォーマットに翻訳してから資産管理システムに提供することができる。

デバイス製造者は通信プロトコルの異常を克服するための別の方法としてフィールドデバイスツール（ＦＤＴ）技術をも見直している。図１に図式的に一例が挙げられているＦＤＴベースアプリケーション１００は、フィールドデバイスつまりプラント資産１０１と対話するため、ユーザが、高度なグラフィックユーザインタフェースを使用することを可能にする。プラント資産１０１の例は、センサ、アクチュエータ、駆動部、電圧切り替え装置のゲートウェイ、遠隔入力／出力装置（ＲＩＯ）、コントローラ、その他を有するトランスミッタを含んでいる。ＦＤＴベースアプリケーション１００はＦＤＴフレームアプリケーション１０２を含んでいる。ＦＤＴフレームアプリケーション１０２はユーザインタフェースメニューバー、ツールバーおよびナビゲーションツリーを含んでいる。ＦＤＴフレームアプリケーション１０２は種々のタイプのデバイス・タイプ・マネージャ（ＤＴＭ）を包含している。一般に、ＤＴＭはデバイスつまり通信特定ドライバである。ＤＴＭの一つのタイプはデバイスＤＴＭ１０４である。デバイスＤＴＭは、具体的にフィールドデバイスまたはプラント資産を特定し、ＦＤＴフレームアプリケーション１０２のユーザに、デバイスＤＴＭを特定するフィールドデバイスと対話することを可能にする。フィールドデバイス製造者が利用させるようにできることを希望するすべての情報は、フィールドデバイス製造者によってデバイスＤＴＭ内でプログラムされる。他のタイプのＤＴＭはジェネリックＤＴＭ１０６である。ジェネリックＤＴＭ１０６は具体的なフィールデバイスを特定しない。ジェネリックＤＴＭ１０６は、具体的なフィールドデバイスが、関連するデバイスＤＴＭを有していない場合、ＦＤＴベースアプリケーションによって提供される。さらなる他のタイプのＤＴＭは１０８（つまり通信ＤＴＭ）または同等物である。通信ＤＴＭ１０８は、デバイスまたはジェネリックＤＴＭと、パススルー通信部を操作するバスマスタ等の資産管理システムドライバとの間のインタフェースである標準化された通信アプリケーションプロセスインタフェース（ＡＰＩ）を提供する。通信ＤＴＭ１０８はハート（ＨＡＲＴ：登録商標）通信プロトコルまたはファウンデーション（ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ：商標）フィールドバス通信プロトコル等、各タイプのフィールドバスプロトコルを備えている。一般的に、ＦＤＴベースアプリケーション１００は、各プラント資産用に少なくとも一つのデバイスＤＴＭ１０４またはジェネリックＤＴＭ１０６を含み、かつ、通信プロトコルのそれぞれ対応するタイプ用に少なくとも一つの通信ＤＴＭ１０８を含んでいる。

新規の、または現存するフィールドデバイスまたはプラント資産、例えばプラント資産１０１は、ＦＤＴベースアプリケーション１００等の、ＦＤＴベースアプリケーションによって作動でき、かつＦＤＴベースアプリケーションによってアクセスされる。しかしながら、ＦＤＴベースアプリケーション１００の、デバイス１０４またはジェネリックＤＴＭ１０６は、パラメータ表示および診断等を通信するフィールドデバイスまたはプラント資産の特定の機能を利用するには不十分である。ＥＤＤＬベース資産最適化デバイスマネージャは該フィールドデバイスのパラメータ表示機能および診断機能を有する。しかしながら、新規または現存するフィールドデバイスまたはプラント資産において現存するバスシステムは、通信ＤＴＭまたはＦＤＴベースアプリケーションの同等物によってのみアクセス可能である。したがって、ＦＤＴベースアプリケーションとＥＤＤＬベース資産最適化デバイスマネージャとの一体化によって、フィールドデバイスまたは資産管理システムにおけるプラント資産の全機能を利用することが可能となる。

図２は、資産管理システム２１０の一部分を示す。図２において、資産管理システム２１０の部分は、ＦＤＴベースアプリケーション２００、資産最適化デバイスマネージャ２１２およびプラント資産２０１を含んでいる。資産管理システム２１０は、ホストシステム等の、具体的に示していない他の構成要素を含んでいることが理解されるべきである。

ＦＤＴベースアプリケーション２００はＦＤＴフレームアプリケーション２０２、少なくとも一つのデバイスＤＴＭ２０４、少なくとも一つのジェネリックＤＴＭ２０６および少なくとも一つの通信ＤＴＭ２０８または同等物を含んでいる。図１には示していないが、図２のＦＤＴベースアプリケーション２００は、遠隔入力／出力（ＲＩＯ）ゲートウェイデバイス・タイプ・マネージャ（ＤＴＭ）２１４をも含んでいる。ＲＩＯゲートウェイＤＴＭ２１４は、デバイス２０４およびジェネリックＤＴＭ２０６を通信ＤＴＭ２０８に接続できるようにして、プラント資産２０１とのフィールドバス通信および通信プロトコルの診断を機能的に提供できるようにする。資産最適化デバイスマネージャ２１２は、ＥＤＤＬベースデバイスマネージャであり、インタフェース構成要素によってＦＤＴベースアプリケーション２００に接続可能な、資産最適化、パラメータ表示および診断ソフトウェア２１６を含む。資産最適化デバイスマネージャの一例は、ミネソタ州エデンプレイリーのローズマウント・インコによって提供されているようなＡＭＳ（登録商標）スイートを含んでいる。

一つの実施例では、ＥＤＤＬベース資産最適化デバイスマネージャ２１２にＦＤＴベースアプリケーション２００を統合するため、ＦＤＴベースアプリケーション２００はルータデバイス・タイプ・マネージャ（ＤＴＭ）２２０を含んでいる。ルータＤＴＭ２２０は、ＦＤＴベースアプリケーション２００内の、少なくとも一つのデバイスＤＴＭ２０４および少なくとも一つのジェネリックＤＴＭ２０６と、ＲＩＯゲートウェイＤＴＭ２１４との間に配置される。ルータＤＴＭ２２０は、資産最適化デバイスマネージャ２１２が、バスシステムの制約によってデバイス２０４またはジェネリックＤＴＭ２０６とのデータ交換を制限されるフィールドデバイスつまりプラント資産２０１とデータ交換するのを可能にする。

動作中、資産最適化デバイスマネージャ２１２からインタフェース構成要素２１８によってルータＤＴＭ２２０にデータ要求が転送される。ルータＤＴＭ２２０はデータ要求をＲＩＯゲートウェイＤＴＭ２１４に転送する。ＲＩＯゲートウェイＤＴＭ２１４はデータ要求を通信ＤＴＭ２０８に接続し、通信ＤＴＭ２０８は適当な通信プロトコルによってデータ要求を適当なプラント資産に転送する。それからルータＤＴＭ２２０はデータ要求をデバイスＤＴＭ２０４またはジェネリックＤＴＭ２０６からＲＩＯゲートウェイＤＴＭ２１４に転送する。そして、ルータＤＴＭ２２０は、データ要求に応答して情報の転送を自動的に処理し、データ要求は、最終的に、データ要求ソースがデバイス２０４もしくはジェネリックＤＴＭ２０６、または資産最適化デバイスマネージャ２１２であるかどうかによって、資産最適化、パラメータ表示、および診断ソフトウェア２１６またはデバイス２０４もしくはジェネリックＤＴＭ２０６に分配される。ＦＤＴベースアプリケーション２００内のルータＤＴＭ２２０は、デバイス２０４またはジェネリックＤＴＭ２０６のいずれかの見地から、ルータＤＴＭ２２０をＲＩＯゲートウェイＤＴＭ２１４と扱うように構成される。さらに、ＲＩＯゲートウェイＤＴＭ２１４の見地から、ルータＤＴＭ２２０はデバイスＤＴＭ２０４またはジェネリックＤＴＭ２９６のいずれかとして扱われる。

図３は、資産管理システム３１０の一部分を示す。図３において、資産管理システム３１０はＦＤＴベースアプリケーション３００、資産最適化デバイスマネージャ３１２、およびプラント資産３０１を含んでいる。資産管理システム３１０が、具体的に示していないホストシステム等の、他の構成要素を含むことができることを理解されるべきである。

ＦＤＴベースアプリケーション３００はＦＤＴフレームアプリケーション３０２、少なくとも一つの通信ＤＴＭ３０８およびＲＩＯゲートウェイタイプマネージャ（ＤＴＭ）３１２を含んでいる。資産最適化デバイスマネージャ３１２は、ＥＤＤＬベースマネージャであり、インタフェース構成要素３１８によってＦＤＴベースアプリケーション３００に接続可能な、資産最適化、パラメータ表示および診断ソフトウェア３１６を含んでいる。

一つの実施例では、資産管理システム３１０はデバイスＤＴＭまたはジェネリックＤＴＭを使用する必要がない。この実施例においては、デバイスＤＴＭおよびジェネリックＤＴＭに関連して使用されるＥＤＤＬベース資産最適化デバイスマネージャ３１２を必要としない。ＥＤＤＬベース資産最適化デバイスマネージャ３１２は、図３に示すようにＦＤＴベースアプリケーション３００と統合できる。かかる実施例において、ＦＤＴベースアプリケーション３００はルータＤＴＭ３２０（点線で示す）を任意に含み、ＲＩＯゲートウェイＤＴＭ３１４（点線で示す）を任意に含み、かつ少なくとも一つの通信ＤＴＭ３０８または同等物を含んでいる。ルータＤＴＭ３２０とＲＩＯゲートウェイＤＴＭ３１４の両方がＦＤＴベースアプリケーション３００内に含まれている状況では、ルータＤＴＭ３２０は、資産最適化デバイスマネージャ３１２がフィールドデバイスまたはプラント資産３０１とデータ交換できるようにする。データ要求は、矢印３２２で示すようにインタフェース構成要素３１８によって資産最適化デバイスマネージャ３１２からルータＤＴＭ３２０に転送される。ルータＤＴＭ３２０はデータ要求をＲＩＯゲートウェイＤＴＭ３１４に転送する。ＲＩＯゲートウェイＤＴＭ３１４はデータ要求を通信ＤＴＭ３０８に接続し、通信ＤＴＭ３０８はデータ要求を適当な通信プロトコルによって適当なプラント資産３０１に転送する。それから、ルータＤＴＭ３２０は、データ要求に応答して情報の転送を自動的に処理し、データ要求は最終的に資産最適化、パラメータ表示および診断ソフトウェア３１６に配分される。この構成においておよびＲＩＯゲートウェイＤＴＭ３１４の見地から、ＦＤＴベースアプリケーション３００中にデバイスＤＴＭまたはジェネリックＤＴＭがいずれも含まれていないときであっても、ルータＤＴＭ３２０はデバイスＤＴＭまたはジェネリックＤＴＭのいずれかとして扱われる。

その他の状況では、ＦＤＴベースアプリケーション３００は、ＲＩＯゲートウェイＤＴＭ３１４だけを含んでいる。この状況では、ＲＩＯゲートウェイＤＴＭは、資産最適化デバイスマネージャ３１２がフィールドデバイスまたはプラント資産３０１とデータ交換することを可能にする。データ要求は、矢印３２４で示すように、インタフェース構成要素３１８によって資産最適化デバイスマネージャ３１２からＲＩＯゲートウェイＤＴＭ３１４に転送される。ＲＩＯゲートウェイＤＴＭ３１４は、データ要求を通信ＤＴＭ３０８に接続し、通信ＤＴＭ３０８は、適当な通信プロトコルに従う適当なプラント資産３０１にデータ要求を送る。それから、ＲＩＯゲートウェイＤＴＭ３１４は、最終的に資産最適化、パラメータ表示、および診断ソフトウェア３１６へ分配されるデータ要求に応答する情報の転送を自動的に処理する。この構成においておよび通信ＤＴＭ３０８の見地から、ＲＩＯゲートウェイＤＴＭ３１４は、ＦＤＴベースアプリケーション３００中にデバイスＤＴＭまたはジェネリックＤＴＭがいずれも含まれていないとしても、デバイスＤＴＭまたはジェネリックＤＴＭのいずれかとして扱われる。

さらなる他の状況では、ＦＤＴベースアプリケーション３００は、通信ＤＴＭ３０８だけを含んでいる。この状況では、通信ＤＴＭ３０８は、資産最適化デバイスマネージャ３１２が、フィールドデバイスまたはプラント資産３０１とデータ交換することを可能にする。データ要求は、矢印３２６で示すように、インタフェース構成要素３１８によって資産最適化デバイスマネージャ３１２から通信ＤＴＭ３０８に転送される。通信ＤＴＭ３０８は、適当な通信プロトコルを有する適当なプラント資産３０１にデータ要求を送る。それから、通信ＤＴＭ３０８は、最終的に資産最適化、パラメータ表示、および診断ソフトウェア３１６に分配されるデータ要求に応答する情報の転送を自動的に処理する。

主要部は、構造的特徴及び／又は方法論的な行為を特定する文言で記述したが、添付されたクレーム中に規定された主要部は、上述した具体的な機能または行為に限定される必要がないことは理解されるべきである。むしろ、上述した具体的な機能および行為はクレームを実施するための例示的形態として開示される。例えば、開示された実施例は、主としてＦＤＴベースアプリケーションの具体的な構成要素を参照して記述されているが、ＦＤＴベースアプリケーション中の、他のタイプの構成要素が検討されるべきである。

１００、２００、３００…ＦＤＴベースアプリケーション、 １０１、２０１、３０１点プラント資産、 １０２、２０２、３０２…ＦＤＴフレームアプリケーション、 １０４、２０４…デバイス特定ＤＴＭ、 １０６、２０６…ジェネリックＤＴＭ、 １０８、２０８、３０８…通信ＤＴＭ、 ２１０、３１０…資産管理システム、 ２１２、３１２…資産最適化デバイスマネージャ、 ２１６、３１６…資産最適化、パラメータ表示、および診断ソフトウェア、 ２１８、３１８…インタフェース構成要素

Claims (4)

1. 資産管理システム（２１０）であって、
   該資産管理システム（２１０）はホストシステムを含み、
   プラント資産（２０１）をパラメータ表示し、該プラント資産の診断を行うことにより該プラント資産を最適化するための電子デバイス記述言語（ＥＤＤＬ）を含む資産最適化デバイスマネージャ（２１２）と、フィールドデバイスツール（ＦＤＴ）ベースアプリケーション（２００）とを含み、
   前記フィールドデバイスツール（ＦＤＴ）ベースアプリケーション（２００）が、
   前記プラント資産（２０１）が従うあるタイプの通信プロトコルで通信し、ＦＤＴベースアプリケーションと該プラント資産が従う通信プロトコルとの間の通信用インタフェースを提供する、少なくとも一つの通信デバイスタイプマネージャ（通信ＤＴＭ）（２０８）と、
   前記プラント資産（２０１）を最適化するために、データを、前記資産最適化デバイスマネージャ（２１２）から、プラント資産と通信するための少なくとも一つの通信ＤＴＭ（２０８）へ転送する、ルータデバイスタイプマネージャ（ルータＤＴＭ）（２２０）と、
   前記プラント資産（２０１）についての特定の情報を含み、前記プラント資産の製造器によって提供される、少なくとも一つのデバイス特定デバイスタイプマネージャ（デバイスＤＴＭ）（２０４）と、
   いかなるプラント資産（２０１）にも特定しない情報を含み、前記ＦＤＴベースアプリケーションによって提供される、少なくとも一つのジェネリックデバイスタイプマネージャ（ジェネリックＤＴＭ）（２０６）と、
   少なくとも一つのデバイスＤＴＭ（２０４）と少なくとも一つのジェネリックＤＴＭ（２０６）を前記通信ＤＴＭ（２０８）に接続する遠隔インプット／アウトプットゲートウェイデバイスタイプマネージャ（ＲＩＯゲートウェイＤＴＭ）（２１４）とからなり、
   前記ルータＤＴＭ（２２０）は、デバイスＤＴＭ（２０４）およびジェネリックＤＴＭ（２０６）と、ＲＩＯゲートウェイＤＴＭ（２１４）との間に配置されている資産管理システム。
2. 前記ルータＤＴＭ（２２０）は、インタフェース構成要素（２１８）を経て資産最適化デバイスマネージャ（２１２）からのデータを転送する請求項１記載の資産管理システム。
3. 前記ルータＤＴＭ（２２０）は、さらに少なくとも一つのデバイスＤＴＭ（２０４）と少なくとも一つのジェネリックＤＴＭ（２０６）からのデータを、前記ＲＩＯゲートウェイＤＴＭ（２１４）へ転送し、次いで前記プラント資産と通信を行う前記通信ＤＴＭへ転送するように構成された請求項１記載の資産管理システム。
4. 前記ルータＤＴＭ（２２０）は、さらに前記ＲＩＯゲートウェイＤＴＭ（２１４）からのデータを前記デバイスＤＴＭ（２０４）、ジェネリックＤＴＭ（２０６）および資産最適化デバイスマネージャ（２１２）の一つへ配分するように構成された請求項１記載の資産管理システム。

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