JPH06208522A - オープンシステムウィンドウ環境においてウィンドウ表示を制御する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 オープンシステムウィンドウ環境におけるプ
ロセス制御システム表示の完全性を保証する。 【構成】 インタフェース装置は外部システムの表示情
報を表示発生器装置の第１の入力チャネルを介して表示
発生器装置へ送信する。表示装置の表示発生器装置へ表
示フォーマットを指令するために、制御情報は第１の入
力チャネルを介して表示発生器装置へも送信される。表
示フォーマットは複数のウィンドウを含み、ウィンドウ
の１つは制御ビューである。制御ビュー（プロセス制御
システムの表示）の表示情報は、表示発生器装置の第２
の入力チャネルを介して表示発生器装置へ送信される。
いずれかの装置により誤りが検出されたならば、第１の
入力チャネルをディスエーブルし、制御ビューを表示装
置の画面全体に表示して、表示発生器装置により制御
し、それにより、制御ビューが常に表示され且つプロセ
ス制御システムの完全性が維持されるように保証する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は分散形デジタルシステム
に関し、特に、ノード間で通信するためのネットワーク
に結合する複数のノードを有し、多様なノードをネット
ワークに結合させるために、一度閉じたネットワークを
開くような分散形デジタルシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在の既存のシステムはバス又はネット
ワークに作用の上で接続する複数のノードを有し、それ
らのノードは単一のメーカーによって開発されており、
メーカーはノードのデザインと、ノードが実行すべき機
能とに対して厳密な管理を強いている。さらに、ネット
ワークにより所定のプロトコルを利用する結果、その環
境は「閉じた」環境となっている。ユーザーに様々に異
なるプロトコルを有する他のメーカーの機器を選択する
オプションを与え、それにより、システムの能力と機能
性を拡張するためには、様々に異なるデザインを有する
他のメーカーの機器をシステムのネットワークに（直接
に又は間接的に）接続することを可能にする「開いた」
システム環境を成立させるのが望ましい。それらの機器
に対してシステムを開放することにより、システムの信
頼性は、システムのメーカーの管理下にはない新たに追
加される機器の誤り（バグ，ウィルスなど）の害を受け
やすくなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、環
境を開放する以前にシステムが有していた高い信頼性を
維持しつつ、すなわち、最低限、システムの表示がオペ
レータに提供されるように保証しつつ、オープンシステ
ムウィンドウ環境においてウィンドウ表示を制御する方
法を提供する。

【０００４】従って、本発明の目的は、オープンシステ
ムウィンドウ環境においてウィンドウ表示を制御する方
法を提供することである。本発明のさらに別の目的は、
環境を開放する以前にシステムが有していた高度の信頼
性が維持されるように、オープンシステムウィンドウ環
境においてウィンドウ表示を制御する方法を提供するこ
とである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】従って、本発明により提
供されるのは、オープンシステムウィンドウ環境におい
てウィンドウ表示を制御する方法である。本発明の方法
はオープンシステムウィンドウ環境におけるプロセス制
御システム表示の完全性を保証する。プロセス制御シス
テムは、少なくとも１つの外部システムに対するインタ
フェース装置を含む。インタフェース装置は、外部シス
テムからの表示情報と、プロセス制御システムのネット
ワークからの表示情報とがプロセス制御システムの表示
装置に表示されるように、外部システムからの表示情報
を受信する。表示装置は、表示がインタフェース装置か
らの制御情報に応答してウィンドウフォーマットとなる
ように、表示発生器装置により駆動される。この方法
は、インタフェース装置により、外部システムの表示情
報を表示発生器装置の第１の入力チャネルを介して表示
発生器装置へ送信する過程を含む。表示装置の表示発生
器装置に表示フォーマットを指令するために、制御情報
も第１の入力チャネルを介して表示発生器装置へ送信さ
れる。表示フォーマットは複数のウィンドウを含み、ウ
ィンドウの中の１つは制御ビューである。警報指令は表
示発生器装置へ送信される。警報指令に対する応答を受
信すると、表示発生器装置は正しく動作していると想定
され、インタフェース装置は第１の過程、すなわち、表
示情報を送信する過程へ進む。

【０００６】表示発生器装置は、表示発生器装置へ送信
されるプロセス制御システムの表示情報を表示発生器装
置の第２の入力チャネルを介して受信する。さらに、表
示発生器装置は、表示発生器装置へ送信される外部シス
テムの表示情報及び制御情報を表示発生器装置の第１の
入力チャネルを介して受信する。プロセス制御システム
及び外部システムの表示情報は、指令情報に従った表示
フォーマットで表示装置へ出力される。警報指令を受信
すると、表示発生器装置はインタフェース装置に肯定応
答指令をもって応答し、それにより、表示装置の制御が
機能していることを保証する。次に、表示情報を受信す
る過程へ進む。

【０００７】本発明の上記の目的及びその他の目的は、
以下の説明及び添付の図面と関連させるとさらに明白に
なるであろう。図面中、同じ図中符号は同様の部分を指
示し、図面は本出願の一部を成す。

【０００８】

【実施例】本発明の方法を説明する前に、本発明が利用
されるシステム環境を理解しておくと有益であろう。図
１を参照すると、本発明を見出すことができる好ましい
実施例のプロセス制御システム１０のブロック線図が示
されている。このプロセス制御システム１０はプラント
制御ネットワーク１１を含み、そのネットワークに接続
するデータハイウェイ１２には、プロセス制御装置２
０′を接続することができる。今日のプロセス制御シス
テム１０においては、別のプロセス制御装置２０′を対
応するハイウェイゲートウェイ６０１と、対応するデー
タハイウェイ１２とを介してプラント制御ネットワーク
１１に作用の上でさらに接続できる。プロセス制御装置
２０′と比べて数多くの新しいもの、追加、改良及び特
徴を含むインタフェース装置であるプロセス制御装置２
０は、ネットワークインタフェースモジュール（ＮＩ
Ｍ）６０２に至る汎用制御ネットワーク（ＵＣＮ）１４
を介してプラント制御ネットワーク１１に作用接続して
いる。プロセス制御システム１０の好ましい実施例で
は、別のプロセス制御装置２０を対応するＵＣＮ１４
と、対応するＮＩＭ６０２とを介してプラント制御ネッ
トワーク１１にさらに作用接続できる。プロセス制御装
置２０、２０′は、弁、圧力スイッチ、圧力計、熱電対
などを含む制御すべきプロセスの多様な現場装置（図示
せず）からのアナログ入力信号及びアナログ出力信号並
びにデジタル入力信号及びデジタル出力信号（それぞ
れ、Ａ／Ｉ、Ａ／Ｏ、Ｄ／Ｉ及びＤ／Ｏと略す）をプロ
セス制御システム１０にインタフェースする。

【０００９】プラント制御ネットワーク（単にネットワ
ークともいう）１１は、プラントのオペレータと連携し
て、制御すべきプロセス全体の監視を実行し、その監視
機能を実行するために必要な全ての情報を獲得する。ま
た、オペレータとの間のインタフェースを含む。プラン
ト制御ネットワーク１１は、汎用オペレータステーショ
ン（ＵＳ）１２２と、アプリケーションモジュール（Ａ
Ｍ）１２４と、活動記録モジュール（ＨＭ）１２６と、
コンピュータモジュール（ＣＭ）１２８と、制御すべき
プロセスについて要求される制御／監視機能を実行する
ために必要であるそれらのモジュール（及び図示されて
いない付加的な型のモジュール）の複製（バックアップ
又は２次モジュール）とを含む複数の物理モジュールを
有する。それらの物理モジュールのそれぞれは、各モジ
ュールを必要に応じて互いに通信させる局所制御ネット
ワーク（ＬＣＮ）１２０に作用接続している。ＮＩＭ６
０２とＨＧ６０１は、ＬＣＮ１２０とＵＣＮ１４との間
のインタフェースと、ＬＣＮ１２０とデータハイウェイ
１２との間のインタフェースとをそれぞれ構成してい
る。

【００１０】好ましい実施例のネットワーク１１の物理
モジュール１２２、１２４、１２６、１２８・・・は、
様々な特殊化機能型のものである。データをネットワー
ク１１の他の物理モジュールへ伝送する目的のために、
各物理モジュールはネットワークの通信媒体、すなわ
ち、ＬＣＮ１２０に対するアクセスの権利に関して他の
モジュールと同等、すなわち、等価である。

【００１１】ネットワーク１１の汎用オペレータステー
ションモジュール（ＵＳ）１２２は一人以上のプラント
オペレータに対するワークステーションである。このモ
ジュールはプラントオペレータと、オペレータが任され
ているプラントのプロセスとの間のインタフェースであ
るオペレータコンソールを含む。各汎用オペレータステ
ーションモジュール１２２はＬＣＮ１２０に接続してお
り、汎用オペレータステーションモジュール１２２とネ
ットワーク１１の他のいずれかの物理モジュールとの間
の全ての通信はＬＣＮ１２０を介して行われる。汎用オ
ペレータステーションモジュール１２２はＬＣＮ１２０
にあるデータと、ネットワーク１１のその他の物理モジ
ュールのいずれかを介して又はそのモジュールから利用
可能となる資源及びデータとをアクセスする。汎用ステ
ーションモジュール１２２はビデオ表示発生器を含む陰
極線管表示装置（ＣＲＴ）（図示せず）と、オペレータ
用キーボード（ＫＢ）（図示せず）と、プリンタ（ＰＲ
Ｔ）（図示せず）とを含み、さらに、（図示されてはい
ないが）カートリッジディスクデータ記憶装置と、トレ
ンドペンレコーダと、状態表示装置などを含んでいても
良い。

【００１２】活動記録モジュール（ＨＭ）１２６は大容
量データ記憶能力を与える。活動記録モジュール１２６
はウィンチェスタディスクのような従来のディスク大容
量記憶装置を少なくとも１つ含み、このディスク記憶装
置は大容量の不揮発性２進データ記憶能力を与える。そ
のような大容量記憶装置が記憶するデータの型は、通
常、傾向履歴、事象履歴、・・・又はそのような履歴を
確定するために利用できるデータ、ＣＲＴ型表示を構成
又は形成するデータ、物理モジュールに関わるプログラ
ムのコピーなどである。アプリケーションモジュール
（ＡＭ）１２４は、データ収集、警報発生、バッチ履歴
収集などプロセス制御装置２０、２０′と関連する制御
装置により実行されるプロセス制御機能を支援しつつ追
加データ処理能力を与え、必要に応じて、連続制御計算
機能を実行する。アプリケーションモジュール１２４の
データ処理能力は、そのモジュールと関連するプロセッ
サ（図示せず）及びメモリ（図示せず）により与えられ
る。

【００１３】コンピュータモジュール（ＣＭ）１２８は
全ての物理モジュールの標準又は共通装置を使用して、
中型から大型の汎用データ処理システムをネットワーク
１１の他の物理モジュール及びそれらのモジュールの装
置とＬＣＮ１２０を介して通信させると共に、プロセス
制御装置２０、２０′の装置とハイウェイゲートウェイ
モジュール６０１と、ＮＩＭ６０２とをそれぞれ介して
通信させる。コンピュータモジュール１２８のデータ処
理システムは、監視、最適化、汎用型ユーザープログラ
ム作成及びそのようなプログラムの実行をより高いレベ
ルのプログラム言語で実現するために使用される。通
常、コンピュータモジュール１２８のデータ処理システ
ムは、通信用プロセッサ及び通信回線によって他の同様
のシステムと通信する能力を有する。

【００１４】局所制御ネットワーク１２０（ＬＣＮ）
は、プラント制御ネットワーク１１の全ての物理モジュ
ールを互いに接続する高速、ビット直列二重冗長通信ネ
ットワークである。ＬＣＮ１２０は、ハイウェイゲート
ウェイモジュール６０１、アプリケーションモジュール
１２４及び活動記録モジュール１２６などの主要データ
源と、汎用オペレータステーションモジュール１２２、
コンピュータモジュール１２８及びアプリケーションモ
ジュール１２４などのそのようなデータの主要ユーザー
との間の唯一のデータ転送経路を構成する。また、ＬＣ
Ｎ１２０はメモリイメージなどの大形のデータのブロッ
クを活動記録モジュール１２６などの１つの物理モジュ
ールから汎用ステーションモジュール１２２へ移動する
ときに使用できる通信媒体をも構成している。ＬＣＮ１
２０は、２進信号の２本のケーブルを介する直列伝送を
可能にする２本の同軸ケーブルから構成されているとい
う点で、二重冗長である。

【００１５】図２を参照すると、ネットワーク１１、す
なわち、プロセス制御システム１０の各物理モジュール
の共通素子のブロック線図が示されている。それぞれの
物理モジュールはモジュール中央処理装置３８及びモジ
ュールメモリ４０と、ランダムアクセスメモリ（図示せ
ず）と、その型のモジュールの所望の機能性、たとえ
ば、オペレータステーション１２２の所望の機能性を与
えるための構成を有する追加制御装置（図示せず）とを
含む。各モジュールのＣＰＵ３８とモジュールメモリ４
０のデータ処理能力は、ネットワーク１１及びプロセス
制御システム１０の信頼性と性能を向上させる分散処理
環境を形成する。この場合、ネットワーク１１の１つの
物理モジュールが故障しても、その他の物理モジュール
は動作状態のままであるので、ネットワーク１１とシス
テム１０の信頼性は向上する。その結果、集中型システ
ムの場合のようにネットワーク１１が全体としてそのよ
うな事態によってディスエーブルされるということは起
こらない。この分散環境により、コンピュータ処理資源
の増加と、システムのデータ処理能力の同時性及び並列
性との結果、スループットは増し且つオペレータ応答時
間は短縮するという点で、性能は向上するのである。

【００１６】先に述べた通り、各物理モジュールは、ト
ランシーバ３４によりＬＣＮ１２０に接続されたバスイ
ンタフェース装置ＢＩＵ３２を含む。各物理モジュール
はモジュールバス３６をさらに具備し、好ましい実施例
では、このモジュールバス３６はモジュールのＣＰＵ３
８とモジュールメモリ４０との間で１６ビットのデータ
を並列に伝送することができる。それぞれの型の物理モ
ジュールをそれに要求される機能上の条件を満たすよう
に適合させるために利用される他の装置は、そのような
装置がモジュールバス３６を介して物理モジュールの他
の装置とそれぞれ通信できるように、モジュールバス３
６に作用接続されている。物理モジュールのＢＩＵ３２
はＬＣＮ１２０を介するデータの伝送を開始させる。好
ましい実施例においては、ＢＩＵ３２による全ての送信
はＬＣＮ１２０を形成する同軸ケーブルを介して伝送さ
れる。

【００１７】図３を参照すると、プラント制御ネットワ
ーク１１の典型的な物理モジュール１２２、１２４、１
２６、１２８の機能ブロック線図が示されており、これ
はバスインタフェース装置（ＢＩＵ）３２と、ＢＩＵ３
２をＬＣＮ１２０に接続するトランシーバ３４とを含
む。ＢＩＵ３２は２進データをＬＣＮ１２０を介して送
信すると共に、ＬＣＮ１２０からデータを受信すること
ができる。好ましい実施例のトランシーバ３４は、ＬＣ
Ｎ１２０に結合する変圧器である。好ましい実施例で
は、ＬＣＮ１２０はビット直列データを伝送する能力を
もつ二重冗長同軸ケーブルである。ＢＩＵ３２には、非
常に高速のマイクロエンジン５６が設けられている。好
ましい実施例においては、マイクロエンジン５６は８ビ
ットを並列処理できるように複数のビットスライス成分
から構成されており、そのプログラマブル読取り専用メ
モリ（ＰＲＯＭ）５８からの２４ビットマイクロ命令を
実行することができる。

【００１８】ＬＣＮ１２０から受信した信号はトランシ
ーバ３４及び受信回路５２により受信ＦＩＦＯレジスタ
５４へ伝送される。マイクロエンジン５６はＦＩＦＯレ
ジスタ５４に記憶されているデータを検査し、その情報
が物理モジュールに対してアドレス指定されているか否
かを判定する。データが情報フレームであれば、受信し
たデータを従来の直接メモリアクセス技法に従って直接
メモリアクセス（ＤＭＡ）書込み回路６６によりモジュ
ールバス３６を介して物理モジュールメモリ装置（ＭＭ
Ｕ）４０へ転送する。

【００１９】好ましい実施例ではＭｏｔｏｒｏｌａ ６
８０２０であるＭＣＰＵプロセッサ６８と、ＭＣＰＵ３
８の他の機能素子との通信は局所マイクロプロセッサバ
ス３９を介して行われる。モジュールバスインタフェー
ス素子４１は局所バス３９と、モジュールバス３６との
間の通信リンクを構成する。プロセッサ６８は、好まし
い実施例ではＥＰＲＯＭである局所メモリ４３又はＭＭ
Ｕ４０のいずれかから取り出された命令を実行する。プ
ロセッサ６８は、クロックパルス、すなわち、タイミン
グ信号を発生する水晶制御クロック４５を有する。入出
力（Ｉ／Ｏ）ポート４９は、プログラムのロード及び誤
り又は障害の診断などを可能にするために、ＭＣＰＵ３
８と物理モジュールの外部の機器との通信を実現させ
る。

【００２０】各ＭＣＰＵ３８は、モジュールクロック４
５からのクロック信号に応答して高分解能の同期、実時
間タイミング信号を発生するタイミングサブシステム４
８を含む。タイミングサブシステムドライバ５０を具備
するタイミングサブシステム４８は、いずれも、タイミ
ング情報をＬＣＮ１２０を介して他の物理モジュールへ
伝送する能力を有する。各タイミングサブシステム４８
に対するもう１つの入力は、ＬＣＮ１２０を介して伝送
され、トランシーバ３４と、ＢＩＵ３２のタイミング受
信器５５及びタイミングドライバ５７とを介して受信さ
れるタイミング情報である。モジュール電源５９から
の、電源５９に印加される交流電力の外部供給源の周波
数の関数であるタイミングパルスは、タイミングサブシ
ステム４８により、クロック４５が発生するクロックパ
ルスの長期間周波数ドリフトを修正するために使用され
る。

【００２１】ＢＩＵ３２については、米国特許第４，５
５６，９７４号の中にその説明を見出すことができる。
プロセス制御システム１０のさらに詳細な説明について
は、米国特許第４，６０７，２５６号を参照のこと。物
理モジュールの個々の共通する機能ブロックの詳細につ
いては、米国特許第４，７０９，３４７号を参照のこ
と。以上挙げた特許は全て本出願の譲受人に譲渡されて
いる。また、プロセス制御装置２０′の詳細について
は、米国特許第４，２９６，４６４号を参照のこと。先
に説明したプロセス制御システム１０に他のシステムを
インタフェースするインタフェース装置を追加したこと
及びＵＳ１２２における図形発生器を変形したことによ
り、既存のシステム、特に図形インタフェースをオープ
ンする。その中には、様々なデザインのノードをネット
ワークと容易に通信させる能力の設計が含まれており、
この点について以下に説明する。

【００２２】図４を参照すると、既存のシステム及びオ
ープン（又は開放型）システムの部分機能ブロック線図
が示されている。汎用オペレータステーション（ＵＳ）
１２２はコプロセッサ２００に結合し、コプロセッサは
オープンシステム、すなわち、タスク制御プログラム／
インタフェースプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）と、オープ
ンシステムインタフェース（ＯＳＩ）と、ＤＥＣｎｅｔ
（マサチューセッツ州メイナードのＤｉｇｉｔａｌ Ｅ
ｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの製品）な
どを含む様々に異なるデザインのインタフェース／プロ
トコルに結合している。汎用ステーション１２２は先に
説明したようにＬＣＮ１２０にも結合している。従っ
て、新たな汎用オペレータステーション（オープンＵ
Ｓ）１２３は、コプロセッサ２００と関連して先に説明
したようなＵＳ１２２を含む。オープンＵＳ１２３はオ
ープンシステムに対する図形インタフェースをオープン
すると共に、閉じたＵＳからオープンシステムに情報を
供給することを目的としている。コプロセッサ２００は
既存のシステムの完全性を危うくすることなく他のシス
テム、すなわち、オープンシステムに対するインタフェ
ースを可能にするような構造を有する。好ましい実施例
のコプロセッサ２００は、ＵＮＩＸオペレーティングシ
ステム（ＵＮＩＸはＡｍｅｒｉｃａｎ Ｔｅｌｅｐｈｏ
ｎｅ ａｎｄ Ｔｅｌｅｇｒａｐｈ Ｃｏｍｐａｎｙ，
ＡＴＴのオペレーティングシステムであって、容易に
入手でき、当業者には良く知られている）を実行してい
るＭｏｔｏｒｏｌａ６８０４０マイクロプロセッサであ
り、ＵＮＩＸコプロセッサと呼ばれることもある。

【００２３】図５を参照すると、好ましい実施例のオー
プンオペレータステーション１２３の機能ブロック線図
が示されている。先に説明したようなオペレータステー
ション１２２はモジュールバス３６に接続するＢＩＵ３
２と、モジュールメモリ４０と、モジュールＣＰＵ３８
とを含み、モジュールメモリ４０とモジュールＣＰＵ３
８も共にモジュールバス３６に接続している。これらの
基本機能ブロックは全ての物理モジュールの中に含まれ
ている。物理モジュールに追加される付加的な機能ブロ
ックは、物理モジュールに他のどの物理モジュールとも
異なる個性を与えるものである。オペレータステーショ
ン１２２は、表示装置（ＣＲＴ）１５１及びキーボード
（ＫＢ）１５３とインタフェースする図形カード１５０
を含む。さらに含まれている共用メモリ２０２もモジュ
ールバス３６に接続し、モジュールバス３６はコプロセ
ッサ２００とＵＳ物理モジュール１２２との通信を成立
させる（それにより、モジュールＣＰＵ３８を介するプ
ロセス制御システム１０のその他の部分との通信を成立
させる）。すなわち、コプロセッサ２００はモジュール
ＣＰＵ３８のサービス（たとえば、点の値、ファイルの
内容またはプロセス制御システム１０の何らかの情報）
を共用メモリ２０２を介して要求する。そこで、モジュ
ールＣＰＵ３８は要求されたサービスを通常の方式で実
行するために適切なモジュールと通信する。応答が得ら
れたならば、情報を共用メモリ２０２を介してコプロセ
ッサ２００に渡す。モジュールＣＰＵ３８はＬＣＮ１２
０を介して通信しているので、ＬＣＮ（すなわち、シス
テム）の完全性は維持され、同様に、モジュールメモリ
４０がコプロセッサ２００によりそこなわれることはあ
りえない。

【００２４】図５には、オープンシステム（又は外部シ
ステム）の１例、たとえば、ＤＥＣｎｅｔネットワーク
及びプロトコルと、ＤＥＣｎｅｔネットワークに接続す
るＤＥＣプロセッサ３００とを含むＤｉｇｉｔａｌ Ｅ
ｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎシステムも
示されている。好ましい実施例では、図形表示情報につ
いては、ＤＥＣオープンシステムとコプロセッサ２００
との通信はＸウィンドウプロトコル（Ｘウィンドウはマ
サチューセッツ州ケンブリッジのＭａｓｓａｃｈｕｓｅ
ｔｔｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙにより定義されているプロトコルである）を介して
行われるが、データ交換の場合には他のオープンシステ
ム規格を使用する。ＬＣＮに対する外部システムの要求
は、前述のように、いずれもコプロセッサ２００を介
し、共用メモリ２０２を介してモジュールＣＰＵ３８に
対し実行される。

【００２５】また、ＬＣＮにない表示をＵＳ１２２のＣ
ＲＴ１５１に表示できるように、図形インタフェースを
オープンすることも望まれる。これは、コプロセッサ２
００から図形カード１５０に至るインタフェースによっ
て実現する。図６を参照すると、好ましい実施例の図形
カード１５０のブロック線図が示されている。図形カー
ドはカードバス１５２を含む。カードバス１５２には、
ＣＲＴに表示すべき情報を記憶すると共に、何らかの制
御情報を記憶するデータメモリ１５４が接続している。
マイクロプロセッサ１５６もカードバス１５２に結合
し、さらにモジュールバス３６に結合している。図形プ
ロセッサ１６０はカードバス１５２に結合し、いくつか
の制御機能を含めて、データメモリ１５４に記憶されて
いる情報を発展させるために全ての処理を実行する。共
用メモリ１５８はカードバス１５２に結合している、カ
ードバス１５２からコプロセッサ２００に至る接続が成
立しているので、コプロセッサ２００から図形カード１
５０に至る前記のインタフェースが構成される。図形カ
ード１５の好ましい実施例のマイクロプロセッサ１５６
は、Ｍｏｔｏｒｏｌａ６８０２０プロセッサである。図
形カード１５０は２ポート図形カードであり、図形カー
ドの一方のポートはモジュールバス３６に結合してお
り、このようにして、ＬＣＮから表示装置を駆動するの
である。ＬＣＮ１２０は「プロセスに対する単一のウィ
ンドウ」、すなわち、プロセス／プロセス制御システム
が実行しているものの画面表示を構成する。第２のポー
トはコプロセッサ２００に結合しており、汎用ステーシ
ョン１２２に対するウィンドウズインタフェースを構成
する。このウィンドウズインタフェースは、十分に定義
されており且つ当業者には良く知られているＸウィンド
ウズインタフェースである（インタフェースはマサチュ
ーセッツ州ケンブリッジのＭＩＴにより定義されてい
る）。プロセスに対する単一のウィンドウをＣＲＴ１５
１の画面上のどの箇所に配置すべきかを指定するための
図形カード１５０への指令を含めて、全てのウィンドウ
表示〔すなわち、オープンシステムの画面表示〕及びウ
ィンドウ制御が実行されるのは、コプロセッサ２００か
らインタフェースを介してである。図形カード１５０と
コプロセッサ２００との間のインタフェースは全ウィン
ドウズインタフェースである。それらのウィンドウの中
の１つは、「プロセッサに対する単一のウィンドウ」と
して先に挙げた表示である（ＬＣＮウィンドウというこ
ともある）。コプロセッサ２００はＬＣＮウィンドウを
ＣＲＴ１５１のどこに配置すべきか及び表示装置におけ
るその相対サイズを図形カード１５０に指令する。Ｘウ
ィンドウズは、図形カード１５０（又は何らかの図形カ
ード）及び表示装置、並びに多数のウィンドウを表示さ
せるコンピュータといかにして通信すべきかを表わす十
分に定義されたプロトコルである。これは、ＬＣＮから
の少なくとも１つのウィンドウ及び／又はオープンシス
テム３００からの少なくとも１つのウィンドウを表示す
ることを含む。このシステムでは、Ｘウィンドウにおい
てサーバは表示装置（又はコプロセッサ２００の、図形
カード１５０にインタフェースする部分）を駆動してい
る機械として定義されており、クライアントはアプリケ
ーションプログラム、好ましい実施例ではＤＥＣプロセ
ッサ３００である。

【００２６】クライアント３００は、表示することが望
まれるデータを有していることができる。クライアント
３００は、表示すべきデータを指示するＸウィンドウズ
プロトコルを介してコプロセッサ２００のサーバ部分と
通信する。コプロセッサ２００のサーバ部分は装置依存
層（ＤＤＬ）を介して図形カード１５０と通信し、図形
カードのベーダにより提供されるか、又はＸウィンドウ
ズにおいてはＤＤＸプロトコルを介して与えられる。マ
イクロプロセッサ１５６はデータメモリ１５４に至るカ
ードバス１５２の完全性を維持する。ＣＲＴ１５１に表
示すべきデータの処理は図形プロセッサ１６０により実
行される。所定のデータ画面を表示すべき場合、マイク
ロプロセッサ１５６（ＬＣＮ１２０からモジュールバス
３６を介して要求を受信する）はデータを共用メモリ１
５８に記憶させる。その後、データは図形プロセッサに
より処理され、次にデータメモリ１５４に記憶される。
オープンシステム３００が（クライアントを介して）何
らかの情報を表示することを望むときには、情報をコプ
ロセッサ２００のサーバ部分へ通信し、そこで、サーバ
部分はその情報を共用メモリ１５８に記憶させる。次
に、図形プロセッサ１６０はその情報を処理し、表示に
備えて情報をデータメモリ１５４に記憶する。このよう
にして、図形プロセッサ１６０の制御の下に、複数の表
示、すなわち、ウィンドウをＣＲＴ１５１に表示する。

【００２７】Ｘウィンドウプロトコルが本質的にはオー
プンインタフェース規格であることは当業者には理解さ
れるであろう。Ｘウィンドウプロトコルは容易に入手で
き、当業者には良く知られている。好ましい実施例で
は、ＵＮＩＸオペレーティングシステムを利用してお
り、ＵＮＩＸオペレーティングシステムは数多くの市販
のプロセッサで実行可能である。ＵＳ１２２の好ましい
実施例の図形カード１５０の好ましい実施例について
は、米国特許第４，４９０，７９７号及び第４，６６
３，６１９号を参照のこと。ただし、前述のようにどの
ような図形カードを利用しても良いことは理解されるで
あろう。本発明の好ましい実施例の図形プロセッサ１６
０はＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（ＴＩ）のＴ
ＭＳ３４０２０である。マイクロプロセッサ１５６とモ
ジュールＣＰＵ３８はＭｏｔｏｒｏｌａ６８０２０であ
る。本発明の好ましい実施例のコプロセッサ２００はＭ
ｏｔｏｒｏｌａ６８０４０であり、システムの他のマイ
クロプロセッサとの間にバス能力を有する。プロセッサ
メーカーの中でも、特にＨｅｗｌｅｔｔ Ｐｏｃｋａｒ
ｄから入手可能である縮小命令セットプロセッサを含め
て多様なプロセッサを利用できることは理解されるであ
ろう。

【００２８】好ましい実施例はＵＮＩＸオペレーティン
グシステムを利用するが、マサチューセッツ州ケンブリ
ッジのＯＳＦ１、Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｆｏｕｎ
ｄａｔｉｏｎ／ＵＳＡを含むどのようなオペレーティン
グシステムでも利用できることは当業者には認められる
であろう。好ましい実施例ではコプロセッサ２００は表
示装置を制御しているが、図形カードも表示制御を実行
することができる。Ｘウィンドウは容易に入手でき、所
望の表示制御機能を実行するので、所望の制御機能の有
用性を利用するためにＸウィンドウを利用した。本発明
の実現形態はＸウィンドウには限定されず、どのような
プロトコルも利用できることは当業者には認められるで
あろう。従って、プロセス制御システム１０は他のシス
テムをプロセス制御システムのＬＣＮにインタフェース
させるオープンシステムであり、先に説明したような通
信方式によって、プロセス制御システム１０の完全性は
維持されることがわかる。

【００２９】以下に説明する通り、本発明は、現場装置
（すなわち、弁など）に対する図形ビュー（制御ビュ
ー）又はプロセス制御システムの他の何らかの制御ビュ
ーが表示装置においてコプロセッサ２００の動作状態と
は無関係に常に維持されるように保証する図形カードに
よって本質的には実行される機能、すなわち、方法を扱
う。コプロセッサ２００が実行中であって、表示装置１
５１（特に、表示装置１５１の画面上の実際の表示）を
制御しており、コプロセッサ２００について誤動作が起
こるか又は他の何らかの異常が起こった場合、図形カー
ド１５０の機能はプロセス制御システムの単一のビュー
が維持されるように保証する。先に述べた通り、コプロ
セッサはＵＳ１２２に接続し、表示装置１５１と、キー
ボード１５３とを介して図形インタフェースを制御す
る。

【００３０】図７Ａ及び図７Ｂから成る図７を参照する
と、表示装置１５１の２つの表示の例が示されている。
図７Ａは、典型的な正規表示の例を示し、図７Ｂは、コ
プロセッサ２００について異常が起こったときの表示、
すなわち、フォールバック表示を示す。図７Ａは、たと
えば、表示可能なウィンドウを示す。ウィンドウは、常
に、「プロセスのビュー」、すなわち、プロセス制御シ
ステム１０からの制御ビューを含む。また、たとえば、
外部システムから入力し、図５に示すようなＤＥＣコン
ピュータシステム３００などのプロセス制御システムア
プリケーションをランする事象履歴（プロセス制御シス
テムアプリケーション）を示すウィンドウを含めること
もできる。別のウィンドウは、たとえば、Ａｐｐｌｅコ
ンピュータなどの別の外部コンピュータシステム（図示
せず）から入力するデータであっても良い。このコンピ
ュータシステムはドキュメンテーションと呼ばれる別の
アプリケーションプログラムを実行していることが可能
である（プロセス制御システムの好ましい実施例におい
ては、プロセス制御システムのドキュメンテーションは
Ａｐｐｌｅコンピュータで作成される）。表示できるさ
らに別のウィンドウは、たとえば、Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐ
ａｃｋａｒｄコンピュータシステムから得られるラブデ
ータであっても良い。制御ビューを除くウィンドウは表
示装置１５１の単一画面に表示され、それらのウィンド
ウに関わる表示情報はコプロセッサ２００に接続するい
くつかの外部コンピュータシステムから入力する。コプ
ロセッサ２００について誤りが検出された場合、本発明
の方法は、外部システムからの表示ウィンドウを禁止す
ると共に、制御ビューが示される唯一の表示となり、表
示装置１５１の画面全体を占めるべく制御ビューをズー
ミングするように保証する。この観測は、外部システム
とのインタフェースで誤動作が起こったことをオペレー
タに指示する役割も果たす。

【００３１】先に述べた通り、図形カード１５０は２つ
の入力通信チャネルを有し、その第１のチャネルはマイ
クロプロセッサ１５６／モジュールバス３６を介してＬ
ＣＮ１２０に至り、第２のチャネルはマイクロプロセッ
サ１５６／カードバス１５２を介してコプロセッサ２０
０に至る。第１のチャネルはフェールセーフチャネルで
あり、ＬＣＮ１２０により利用されるのと同じメカニズ
ムを全て利用する。図形カード１５０のマイクロプロセ
ッサ１５６は第１のチャネル（すなわち、ＬＣＮ１２０
に至るチャネル）の通信に第２のチャネルより高い優先
順位を許可する。第１のチャネルから受信したデータ
は、コプロセッサ２００がそのデータをそこなわせるこ
とのないように、すなわち、コプロセッサ２００がモジ
ュールメモリ４０及びデータメモリ１５４に対して直接
にアクセスしないように保証するために、図形カード１
５０により確実に維持される。

【００３２】本発明の好ましい実施例では、第２のチャ
ネルはＸウィンドウ環境、すなわち、オープンシステム
ＯＳＦ（オープンシステム設立規格）を提供する。同様
に、先に述べたように、Ｘウィンドウは、複数の異なる
コンピュータシステムに表示装置に接続するコンピュー
タのいずれかからのデータを表示させ、それにより、先
に図７に関連して論じたようなウィンドウ表示を実現で
きるように、それらのコンピュータシステムの間のプロ
トコルを定義する規格である。

【００３３】本発明は、常に制御ビューが維持されるよ
うに保証する方法である。従って、外部ネットワークに
ある機械に、コプロセッサ２００を誤動作させる（すな
わち、Ｘウィンドウをクラッシュさせる）誤動作のいず
れかが起こったならば、制御ビューはオペレータに対す
る一次（又はフォールバック）ビューである。プロセス
制御システム１０（すなわち、プロセス制御システム１
０のモジュール、特に、オペレータステーション１２
２）はグラフィックスを制御し、制御ビューを表示す
る。プロセス制御システムの信頼性は非常に高いので、
制御ビューを常に表示できる確率は高い。制御ビュー表
示データは、オープンシステムネットワークのコプロセ
ッサ２００とは全く無関係にＬＣＮから入力する。しか
しながら、表示装置の他の表示のデータはいずれもオー
プンシステムネットワークから入力する。本発明の好ま
しい実施例、すなわち、Ｘウィンドウ環境においては、
コプロセッサ２００はウィンドウを制御しており、コプ
ロセッサ２００は図形カード１５０と通信している。す
なわち、オープンシステムネットワークから収集した全
てのデータを渡すと共に、制御表示情報を渡しており、
それにより、表示を制御する。ところが、コプロセッサ
２００は制御ビューを描出していないが、その制御ビュ
ーが画面上のどこに表示されるかを制御している。

【００３４】図７の表示の例は、図形カード１５０のデ
ータメモリ１５４に記憶されている全ての表示情報と制
御情報を含んでいる。制御ビューデータはＬＣＮ１２２
からモジュールバス３６及びマイクロプロセッサ１５６
により図形カード１５０のデータメモリ１５４に入力さ
れる。その他のビューの表示データは全てコプロセッサ
２００から図形カード１５０に入力する。このデータは
カードバス１５２と、共用メモリ１５８と、図形プロセ
ッサ１６０とを介してデータメモリ１５４に記憶され
る。図形プロセッサ１６０は入力を処理しており、その
結果をコプロセッサ２００からの制御指令と矛盾しない
所定のフォーマット及び表示装置１５１により予期され
るような情報と矛盾しないフォーマットでデータメモリ
１５４に記憶している。

【００３５】図８及び図９を参照すると、それぞれ、表
示処理に関連するコプロセッサ２００と、図形カード１
５０の概要流れ図が示されている。コプロセッサ２００
と図形カード１５０との間では、ウォッチドッグタイマ
が動作している（ブロック４００，４０１）。コプロセ
ッサ２００は警告メッセージ（ウォッチドッグ指令）を
図形カード１５０へ周期的に送信しており（ブロック４
０５）、所定の時間内に応答を受信しなければならない
（ブロック４１０）。応答を受信しなければ（ブロック
４１５）、コプロセッサ２００は図形カード１５０に障
害が起こったことを宣言し、コプロセッサ２００との接
続が実質的にディスエーブルされるように特殊メッセー
ジを図形カード１５０へ送信し、オープンシステムネッ
トワークからの全ての表示を除去し、制御ビューが示さ
れる唯一の表示となり且つほぼ画面表示１５１の全体を
占めるように制御ビューをズーミングさせる（ブロック
４２０）、ウォッチドッグ指令を送信する（ブロック４
０５）前に、コプロセッサ２００は入力チャネルの有効
性を検査する（ブロック４０２）。好ましい実施例で
は、共用メモリ２０２の所定の記憶場所を検査して、内
容が有効であるか否かを知る。すなわち、それらはメモ
リポインタである。有効性検査に合格したならば、処理
はブロック４０５へ続き、そうでない場合には障害を指
示し、処理はブロック４２０へ続く。先に述べた通り、
これは、依然として制御ビューを表示しているオープン
システムネットワークからの通信について何かが起こっ
たことを迅速に示すオペレータに対する指示でもある。

【００３６】加えて、コプロセッサ２００から警告メッ
セージを所定の間隔で受信しなければならず、所定の時
間内にメッセージを受信しない場合には、図形カード１
５０はコプロセッサ２００に障害が起こったことを宣言
し、それ以上メッセージを受け入れられないというメッ
セージをコプロセッサ２００へ送信し、先に説明したよ
うに制御ビューのみを提示する（ブロック４２１）。コ
プロセッサ２００は再初期設定を経てオンラインに戻
る。図形カードが指令を受信したとき（ブロック４０
６）、受信した指令がウォッチドッグ指令であるか否か
を判定するために検査を実行し、図形カードはコプロセ
ッサ２００へ応答を送信し（ブロック４１８）、タイマ
をリセットし且つ再始動する（ブロック４１９）。受信
した指令がウォッチドッグ指令ではない場合（ブロック
４１６）には、指令を処理し（ブロック４２２）、処理
はブロック４０６に戻って、その後に続く指令を受信す
るのを待つ。時間間隔の中で指令を受信しなければ（ブ
ロック４１３）、図形カードは（表示処理に関する限
り）本質的には待機ループにとどまり、指令を受信する
のを待つ。

【００３７】従って、本発明の方法によれば、プロセス
制御システム１０の完全性が維持されることが容易にわ
かる。さらに、制御ビュー、すなわち、プロセス制御シ
ステムからのビューはオープンシステムネットワークで
起こる事柄とは無関係に維持される。本発明の好ましい
実施例であると考えられるものを示したが、本発明の本
質的な趣旨から逸脱せずに数多くの変更や変形を実施で
きることは明白である。従って、特許請求の範囲には本
発明の真の範囲の包含されるそのような変更と変形の全
てを対象として取り込むものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を利用することができる好ましい実施例
のプロセス制御システムのブロック線図。

【図２】図１のプロセス制御システムの各物理モジュー
ルに共通する素子のブロック線図。

【図３】プロセス制御システムの典型的な物理モジュー
ルの機能ブロック線図。

【図４】本発明の好ましい実施例の既存のシステム及び
開いたシステムの部分機能ブロック線図。

【図５】本発明の好ましい実施例のオープンオペレータ
ステーションの機能ブロック線図。

【図６】本発明の好ましい実施例の図形カードのブロッ
ク線図。

【図７】プロセス制御システムの表示装置の画面表示の
例を示す図。

【図８】インタフェース装置の表示処理の流れ図。

【図９】好ましい実施例のプロセス制御システムの図形
カードの表示処理の流れ図。

【符号の説明】

１０ プロセス制御システム １１ プラント制御ネットワーク １２ データハイウェイ １４ 汎用制御ネットワーク（ＵＣＮ） ２０，２０′ プロセス制御装置 ３２ バスインタフェース装置（ＢＩＵ） ３４ トランシーバ ３６ モジュールバス ３８ 中央処理装置 ３９ 局所マイクロプロセッサバス ４０ モジュールメモリ ４１ モジュールバスインタフェース素子 ４３ 局所メモリ ４５ 水晶制御クロック ４８ タイミングサブシステム ５０ タイミングサブシステムドライバ ５２ 受信回路 ５４ 受信ＦＩＦＯレジスタ ５５ タイミング受信器 ５６ マイクロエンジン ５７ タイミングドライバ ５８ プログラマブル読取り専用メモリ（ＰＲＯＭ） ５９ モジュール電源 ６６ 直接メモリアクセス（ＤＭＡ）書込み回路 ６８ ＭＣＰＵプロセッサ １２０ 局所制御ネットワーク（ＬＣＮ） １２２ 汎用オペレータステーション（ＵＳ） １２３ オープンＵＳ １２４ アプリケーションモジュール（ＡＭ） １２６ 活動記録モジュール（ＨＭ） １２８ コンピュータモジュール（ＣＭ） １５０ 図形カード １５１ 表示装置 １５２ カードバス １５３ キーボード １５４ データメモリ １５６ マイクロプロセッサ １５８ 共用メモリ １６０ 図形プロセッサ ２００ コプロセッサ ２０２ 共用メモリ ３００ ＤＥＣプロセッサ ６０１ ハイウェイゲートウェイ ６０２ ネットワークインタフェースモジュール（ＮＩ
Ｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オープンシステムウィンドウ環境でプロ
   セス制御システムの表示の完全性を保証する方法であっ
   て、プロセス制御システムは少なくとも１つの外部シス
   テムに対するインタフェース装置を含み、インタフェー
   ス装置は、外部システムからの表示情報と、プロセス制
   御システムのネットワークからの表示情報とがインタフ
   ェース装置からの制御情報に応答して、表示発生器装置
   を介してプロセス制御システムの表示装置にウィンドウ
   フォーマットで表示されるように、外部システムからの
   表示情報を受信する、オープンシステムウィンドウ環境
   でプロセス制御システムの表示の完全性を保証する方法
   において、インタフェース装置は、 ａ）外部システムの表示情報を表示発生器装置の第１の
   入力チャネルを介して表示発生器装置へ送信し、 ｂ）複数のウィンドウを含み、前記ウィンドウの中の１
   つは制御ビューであるような表示フォーマットを表示装
   置の表示発生器装置に指令するために、制御情報を第１
   の入力チャネルを介して表示発生器装置へ送信し、 ｃ）表示発生器装置へ警報指令を送信し、 ｄ）表示発生器装置が正しく動作していることを指示す
   る警報指令に対する応答を受信し、そして、 ｅ）このプロセスの第１の過程へ進み、表示発生器装置
   は、 ｆ）表示発生器装置へ送信されるプロセス制御システム
   の表示情報を表示発生器装置の第２の入力チャネルを介
   して受信し、 ｇ）表示発生器装置へ送信される外部システムの表示情
   報および制御情報を表示発生器装置の第１の入力チャネ
   ルを介して受信し、 ｈ）プロセス制御システム及び外部システムの表示情報
   を指令情報に従った表示フォーマットで表示装置へ出力
   し、 ｉ）警報指令を受信したとき、インタフェース装置に対
   して肯定応答指令をもって応答して表示装置の制御が機
   能していることを保証し、そして ｊ）過程（ｆ）へ進むことを特徴とする方法。