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特開2024-109519電力およびプロセスアプリケーションのための統合ダイナミックコントローラ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024109519
(43)【公開日】2024-08-14
(54)【発明の名称】電力およびプロセスアプリケーションのための統合ダイナミックコントローラ
(51)【国際特許分類】
H04L 61/09 20220101AFI20240806BHJP
G06F 9/48 20060101ALI20240806BHJP
G06F 9/50 20060101ALI20240806BHJP
【ＦＩ】
H04L61/09
G06F9/48 300F
G06F9/50 150C
【審査請求】未請求
【請求項の数】21
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024002003
(22)【出願日】2024-01-10
(31)【優先権主張番号】202311004455
(32)【優先日】2023-01-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IN
(31)【優先権主張番号】18/124,852
(32)【優先日】2023-03-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】521141590
【氏名又は名称】シュナイダー・エレクトリック・システムズ・ユーエスエイ・インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｓｙｓｔｅｍｓ ＵＳＡ， Ｉｎｃ．
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100135703
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 英隆
(74)【代理人】
【識別番号】100161883
【弁理士】
【氏名又は名称】北出 英敏
(72)【発明者】
【氏名】スミス，クリストファー ジェイ
(72)【発明者】
【氏名】ムジュムダル，スボド
(72)【発明者】
【氏名】アンサリ，シャヒード
(72)【発明者】
【氏名】ボトサ，クリシュナモハン
(72)【発明者】
【氏名】シンガム，スレシュ クマル レッディ
(72)【発明者】
【氏名】アレ，スラヴァン
(57)【要約】 （修正有）
【課題】プロセスコントローラおよび電気コントローラの態様を結合および統合する。
【解決手段】電気システム１０２において、１つ又は複数の統合電気力学的コントローラ１２０は、プロセス制御のためのプロセスコントローラと電気制御のための電気コントローラの両方の態様を組み合わせて統合し、電気システムについてのデータ取得、表示、履歴収集、警報、報告などの機能を提供し、様々な低電圧および／または中電圧デバイスからデータを取得する。１つ以上の統合コントローラは、プロセスシステム１０４についての低電圧モータ制御センタ１３６などのデータ取得、表示、履歴収集、警報、報告などの機能を提供する。プロセスシステム１０４は、でＤＣＳ ＭＥＳＨネットワーク１３８にしたがって結合される。プロセスシステム１０４のコントローラ１２０は、ＭＥＳＨネットワーク１３８上のノードであり、ＤＣＳの高可用性要件を維持する。
【選択図】図１
【解決手段】電気システム１０２において、１つ又は複数の統合電気力学的コントローラ１２０は、プロセス制御のためのプロセスコントローラと電気制御のための電気コントローラの両方の態様を組み合わせて統合し、電気システムについてのデータ取得、表示、履歴収集、警報、報告などの機能を提供し、様々な低電圧および／または中電圧デバイスからデータを取得する。１つ以上の統合コントローラは、プロセスシステム１０４についての低電圧モータ制御センタ１３６などのデータ取得、表示、履歴収集、警報、報告などの機能を提供する。プロセスシステム１０４は、でＤＣＳ ＭＥＳＨネットワーク１３８にしたがって結合される。プロセスシステム１０４のコントローラ１２０は、ＭＥＳＨネットワーク１３８上のノードであり、ＤＣＳの高可用性要件を維持する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
工業的運転のプロセスドメインと電力ドメインの両方で使用するコントローラを構成する方法であって、電力ドメインは、１つまたは複数の高性能電子デバイス（ＩＥＤ）を含み、前記方法は、
統合名前空間を前記電力ドメインにおける前記ＩＥＤのソースデバイス名にマッピングすることと、
前記プロセスドメインおよび前記電力ドメインについてのイベントシーケンス（ＳＯＥ）の共通レコードセットを生成し、前記ＩＥＤから生じる前記ＳＯＥを前記共通レコードセットに組み込むことと、
を含み、
前記統合名前空間は、前記プロセスドメインの固有のプロセス制御名に基づき、
前記コントローラは、前記コントローラから直接、単一の制御戦略内で電気制御信号伝達および監視とともにプロセス制御および監視を実行する、
方法。
統合名前空間を前記電力ドメインにおける前記ＩＥＤのソースデバイス名にマッピングすることと、
前記プロセスドメインおよび前記電力ドメインについてのイベントシーケンス（ＳＯＥ）の共通レコードセットを生成し、前記ＩＥＤから生じる前記ＳＯＥを前記共通レコードセットに組み込むことと、
を含み、
前記統合名前空間は、前記プロセスドメインの固有のプロセス制御名に基づき、
前記コントローラは、前記コントローラから直接、単一の制御戦略内で電気制御信号伝達および監視とともにプロセス制御および監視を実行する、
方法。
【請求項2】
前記プロセスドメインの処理サイクル内で処理するために、前記電力ドメインからのデータイベントをポイント毎に格納することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
保留中のイベントをソースタイムタグ情報とともに公開する、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記制御プロセッササイクルに対する妨害または制約なしに、ソースタイムタグとともに保留中のイベントが公開されることを可能にするためにＳＯＥバッファを組み込むことをさらに含む、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
前記コントローラ内のクライアントとサーバの両方の形式で複数の異なるプロトコルを管理することをさらに含む、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記コントローラ内の接続ベースプロトコルについてのプロトコル要求に非同期で応答することをさらに含む、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
プレシジョンタイムプロトコル（ＰＴＰ）またはシンプルネットワークタイムプロトコル（ＳＮＴＰ）の少なくとも１つを介してＩＥＤを同期することをさらに含む、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
前記ソースデバイス名は、ＩＥＣ６１８５０規格通信プロトコル名前空間に基づく、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
前記コントローラを介して前記プロセスドメインおよび前記電力ドメインにわたって分散制御システム（ＤＣＳ）機能ブロックパラメータ自動化を使用することをさらに含む、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
前記コントローラ上で、および前記コントローラと同期できるスタンバイコントローラ上で実行するアプリケーションタスクを特定することと、前記コントローラ上および前記スタンバイコントローラ上での前記アプリケーションタスクの実行を同期することと、をさらに含み、前記コントローラおよび前記スタンバイコントローラは、前記工業的運転の前記プロセスドメインと前記電力ドメインを統合する、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記コントローラは、プロセス制御ネットワークと関連付けられた第１インタフェースと、低電圧（ＬＶ）ネットワークと関連付けられた第２インタフェースと、中電圧（ＭＶ）ネットワークと関連付けられた第３インタフェースと、を含み、前記方法は、前記プロセス制御ネットワークで第１冗長スキーム、前記ＬＶネットワークで第２冗長スキーム、および前記ＭＶネットワークで第３冗長スキームを実装することをさらに含み、前記第１冗長スキームと、前記第２冗長スキームと、前記第３冗長スキームとは互いに異なる、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
冗長リンクを通じてスタンバイコントローラを前記コントローラと結合することと、前記コントローラと前記スタンバイコントローラの両方を前記第１インタフェース、前記第２インタフェースおよび前記第３インタフェースと結合することと、をさらに含み、前記コントローラ、および前記コントローラと結合された前記スタンバイコントローラは、前記工業的運転の前記プロセスドメインと前記電力ドメインを統合する、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
工業的運転のプロセスドメインと電力ドメインの両方における制御についての高可用性アーキテクチャを有する電子ダイナミックコントローラであって、
前記電力ドメインにおけるデバイスのソースデバイス名を前記プロセスドメインの固有のプロセス制御名に基づいてマッピングする統合名前空間を格納するデータベースと、
プロセッサと、
実行されると、前記プロセッサを、そこから直接、単一の制御戦略内での電気制御信号伝達および監視とプロセス制御および監視の両方を実行するように構成するプロセッサ実行可能命令を格納するメモリデバイスと、
を備える、電気力学的コントローラ。
前記電力ドメインにおけるデバイスのソースデバイス名を前記プロセスドメインの固有のプロセス制御名に基づいてマッピングする統合名前空間を格納するデータベースと、
プロセッサと、
実行されると、前記プロセッサを、そこから直接、単一の制御戦略内での電気制御信号伝達および監視とプロセス制御および監視の両方を実行するように構成するプロセッサ実行可能命令を格納するメモリデバイスと、
を備える、電気力学的コントローラ。
【請求項14】
前記電力ドメインは、１つまたは複数の高性能電子デバイス（ＩＥＤ）を含み、前記メモリデバイスは、プロセッサ実行可能命令であって、前記プロセッサ実行可能命令は、実行されると、前記プロセスドメインおよび前記電力ドメインについてのイベントシーケンス（ＳＯＥ）の共通レコードセットを生成し、ＩＥＤから生じるＳＯＥを前記共通レコードセットに組み込むように、前記プロセッサをさらに構成する、プロセッサ実行可能命令を格納する、請求項１３に記載のコントローラ。
【請求項15】
プロセス制御ネットワークと関連付けられた第１インタフェースと、
低電圧（ＬＶ）ネットワークと関連付けられた第２インタフェースと、
中電圧（ＭＶ）ネットワークと関連付けられた第３インタフェースと、
をさらに備え、前記第１冗長スキームと、前記第２冗長スキームと、前記第３冗長スキームとは互いに異なり、前記コントローラは、前記プロセス制御ネットワークで前記第１冗長スキーム、前記ＬＶネットワークで前記第２冗長スキーム、および前記ＭＶネットワークで前記第３冗長スキームを実装するように構成される、請求項１３または請求項１４に記載のコントローラ。
低電圧（ＬＶ）ネットワークと関連付けられた第２インタフェースと、
中電圧（ＭＶ）ネットワークと関連付けられた第３インタフェースと、
をさらに備え、前記第１冗長スキームと、前記第２冗長スキームと、前記第３冗長スキームとは互いに異なり、前記コントローラは、前記プロセス制御ネットワークで前記第１冗長スキーム、前記ＬＶネットワークで前記第２冗長スキーム、および前記ＭＶネットワークで前記第３冗長スキームを実装するように構成される、請求項１３または請求項１４に記載のコントローラ。
【請求項16】
前記第１冗長スキームは、ホット－コールド冗長スキームに対応し、前記第２冗長スキームは、ホット－ウォーム冗長スキームに対応し、前記第３冗長スキームは、ホット－ホット冗長スキームに対応する、請求項１５に記載のコントローラ。
【請求項17】
前記第１インタフェース、前記第２インタフェース、および前記第３インタフェースはそれぞれ、異なる性能要件および能力を有する、請求項１５または請求項１６に記載のコントローラ。
【請求項18】
少なくとも１つのアクティブノードおよび少なくとも１つのスタンバイノードを備え、前記少なくとも１つのアクティブノードおよび前記少なくとも１つのスタンバイノードはそれぞれ、前記第１インタフェース、前記第２インタフェースおよび前記第３インタフェースに接続され、前記少なくとも１つのアクティブノードは、冗長リンクを介して前記少なくとも１つのスタンバイノードと接続される、請求項１５から請求項１７のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項19】
前記少なくとも１つのアクティブノードは、プロセス制御と監視の両方を実行するために前記プロセスドメインにおける他のノードと通信する、請求項１８に記載のコントローラ。
【請求項20】
前記少なくとも１つのアクティブノードは、ＬＶネットワーク上のノードをスキャンし、制御する、請求項１８または請求項１９に記載のコントローラ。
【請求項21】
前記少なくとも１つのアクティブノードと前記少なくとも１つのスタンバイノードの両方は、ＭＶネットワーク上で同時に動作する、請求項１８から請求項２０のいずれか一項に記載のコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
（関連出願への相互参照）
本出願は、２０２３年１月２３日に出願されたインド仮特許出願第２０２３１１００４４５５号、および２０２３年３月２２日に出願された米国特許出願第１８／１２４，８５２号の優先権を主張しており、その開示全体は参照により本明細書に援用される。
本出願は、２０２３年１月２３日に出願されたインド仮特許出願第２０２３１１００４４５５号、および２０２３年３月２２日に出願された米国特許出願第１８／１２４，８５２号の優先権を主張しており、その開示全体は参照により本明細書に援用される。
【0002】
プロセス制御スキームと電気制御スキームを組み合わせるには、直接並列ハードワイヤリングとインターロック、またはゲートウェイとシステム間ケーブル配線と、関連する名前空間を一般に理解されているクライアントサーバプロトコル（Ｍｏｄｂｕｓシリアルなど）に変換するマーシャリングキュービクルの使用が必要である。さらに、従来の複合コントローラでは、過度の制御遅延とラウンドトリップタイムが発生する可能性がある。
【発明の概要】
【0003】
本開示の態様は、プロセスコントローラと電気コントローラの態様を結合および統合する高可用性コントローラを提供する。結合の態様は、プロセス制御名前空間と、高性能電子デバイス（ＩＥＤ）についてのＩＥＣ６１８５０などの通信プロトコルによって定められる名前空間を含めることに関連している。一態様では、両方の名前空間は、変更することなく組み込みコントローラの同じデータベース内に含まれ、両方の変更されない動作を提供する。本開示の態様は、共通データベース上で非同期に動作する複数の論理エンジンをサポートし、周期的なプロセス制御と、ＩＥＣ６１８５０によって要求されるイベント駆動型の電気信号伝達動作とを組み合わせる。
【0004】
関連する主なプロトコルには、オブジェクトマネージャサービス（Object Manager Service）を備えたフォックスボロ コンパウンドブロックパラメータ（Foxboro Compound.Block.Parameter）名前空間、ＩＥＣ６１８５０サーバおよびクライアント、一般的なイーサネットコントローラ上のＭｏｄｂｕｓＴＣＰサーバおよびクライアントなどがある。本開示のコントローラは完全に自己完結型であり、複数のクライアントおよびサーバに個別に再接続されるまで実行し続けて利用可能なデータおよびイベントを保存する。
【0005】
一態様では、工業的運転（インダストリアルオペレーション）のプロセスドメインと電力ドメインの両方で使用するコントローラを構成する方法は、統合名前空間を電力ドメイン内の１つまたは複数のＩＥＤのソースデバイス名にマッピングすることを含む。統合名前空間は、プロセスドメインの固有のプロセス制御名に基づいている。方法はさらに、プロセスドメインおよび電力ドメインについてのイベントシーケンス（sequence of events：ＳＯＥ）の共通レコードセットを生成することと、ＩＥＤから生じるＳＯＥを共通レコードセットに組み込むことと、を含む。コントローラは、コントローラから直接、単一の制御戦略内で、電気制御信号伝達および監視とともに、プロセス制御および監視を実行する。
【0006】
別の態様では、電気力学的コントローラは、工業的運転のプロセスドメインと電気ドメインの両方における制御のための高可用性アーキテクチャを有する。コントローラは、データベース、プロセッサ、およびメモリデバイスを備える。データベースは、プロセスドメインの固有のプロセス制御名に基づいて電力ドメイン内のデバイスのソースデバイス名をマッピングする統合名前空間を格納する。メモリデバイスは、実行されると、単一の制御戦略内でプロセス制御および監視と電気制御信号伝達および監視の両方を直接実行するようにプロセッサを構成するプロセッサ実行可能命令を格納する。
【0007】
本開示の他の目的および特徴は、本明細書で部分的に明らかとなり、部分的に指摘される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【0009】
図面全体を通じて、対応する参照符号は対応する部分を示す。
【発明を実施するための形態】
【0010】
プロセス制御方式と電気制御方式を組み合わせるには、これまでは直接並列ハードワイヤリングとインターロック、またはゲートウェイとシステム間ケーブル配線とマーシャリングキュービクルの使用が必要だった。より高速な制御ハードウェア、メモリ、およびイーサネット機能を使用することにより、本開示の態様を具体化する単一のコントローラは、ゲートウェイおよびプロキシ制御接続およびプロトコルコンバータの必要性を排除でき、したがって、より低コストでより単純なソリューションを提供できる。さらに、開示されたコントローラは、単一のプロセス制御戦略が同じ実行エンジン内の電気高速制御サービスと直接対話することを可能にし、制御遅延（レイテンシ）およびラウンドトリップタイムを大幅に削減する。
【0011】
図１を参照すると、例示的なプロセスおよび電力システム１００が示されている。図示の実施形態では、システム１００は電気システム１０２とプロセスシステム１０４を統合しており、これらはともに変電所を構成する。電気システム１０２は、１０６で示される電気機器監視制御システム（ＥＭＣＳ）運転を含む。ＥＭＣＳ運転１０６は、例えば、少なくとも１つのヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）と、変電所制御の自動化、安定した発電条件の維持などのためのアーカイブされたＥＭＣＳデータを含む少なくとも１つのデータベースとを含む。図１の電気システム１０２はまた、低電圧（ＬＶ）および／または中電圧（ＭＶ）開閉装置１０８（ハウジング保護および制御ＩＥＤ１１０）およびＥＭＣＳソリューション１１２（例えば、インテリジェント高速負荷軽減（intelligent Fast Load Shed：ｉＦＬＳ）保護装置１１４および発電管理システム（Generation Management System：ＧＭＳ）１１６を含む。）を含む。一実施形態では、１つまたは複数の統合電気力学的コントローラ１２０は、プロセス制御のためのプロセスコントローラと電気制御のための電気コントローラの両方の態様を組み合わせて統合する。コントローラ１２０は、電気システム１０２についてのデータ取得、表示、履歴収集、警報、報告などの機能を提供する。コントローラ１２０は、様々なＬＶおよびＭＶデバイスからデータを取得するように構成されている。当業者にはよく知られているように、電気システム１０２内の通信は、１２２で示されるＩＥＣ６１８５０ネットワークに準拠する。ＩＥＣ６１８５０は、通信プロトコルを含む、変電所自動化システムおよびアプリケーションの設計に関する規格を定義する。この点に関して、各ＩＥＤ１１０などの各高性能電子デバイスは、デバイスの機能的能力を表すＩＥＣ６１８５０ネットワーク１２２上の論理ノードである。さらに、電気システム１０２のコントローラ１２０は、ＩＥＣ６１８５０ネットワーク１２２上の論理ノードである。
【0012】
図１のプロセスシステム１０４は、１２６で示されるプロセスおよび変電所運転を含む。運転１２６には、例えば、少なくとも１つのＨＭＩ、アラームおよびイベントを含む少なくとも１つのデータベース、少なくとも１つのヒストリアンなどが含まれる。プロセスシステム１０４はまた、１つ以上の安全制御デバイス１３０に接続された少なくとも１つの安全コントローラ１２８と、１つ以上のプロセス制御デバイス１３４に接続された少なくとも１つのプロセッサコントローラ１３２とを含む。図１の例に加えて、１つ以上の統合コントローラ１２０は、プロセスシステム１０４についての低電圧モータ制御センタ（ＭＣＣ）１３６などに関してデータ取得、表示、履歴収集、警報、報告などの機能も提供する。当業者にはよく知られているように、プロセスシステム１０４の構成要素は、１３８で示されるＤＣＳ ＭＥＳＨネットワークにしたがって結合される。この実施形態では、プロセスシステム１０４のコントローラ１２０は、ＭＥＳＨネットワーク１３８上のノードであり、ＤＣＳの高可用性要件を維持する。
【0013】
上記したように、コントローラの高可用性スキームの作成は通常、専用のハードウェアインタフェースを必要とし、プラットフォーム固有およびアプリケーション固有である。しかしながら、コントローラ１２０は、ＤＣＳの高可用性要件を満たすことができ、また電気システム１０２からプロセスシステム１０４にデータをもたらすことができる。この点に関して、本開示の態様は、ＤＣＳ（プロセスシステム１０４）とＥＭＣＳ（電気システム１０２）の両方の高可用性スキームを統合する。これらの高可用性スキームを組み合わせることで、統合コントローラ１２０によって高度な可用性が実現される。コントローラ１２０は、オープン標準通信プロトコルをサポートする様々なＬＶおよびＭＶデバイスからデータを受信でき、その独自の通信プロトコルを使用してデータをＤＣＳに提供できる。
【0014】
一実施形態によれば、統合名前空間は、コントローラ１２０の共通データベース内のプロセスドメイン名前空間と電力ドメイン名前空間を、どちらも変更することなく結合する。統合名前空間は、電力ドメイン（すなわち、電気システム１０２）のソースデバイス名と、プロセスドメイン（すなわち、プロセスシステム１０４）の一意のプロセス制御名とをマッピングする。プロセスドメインと電力ドメインのＳＯＥの共通レコードセットが生成され、電力ドメインから生じるＳＯＥが共通レコードセットに組み込まれる。コントローラ１２０は、コントローラから直接、単一の制御戦略内で電気制御シグナリングおよび監視をするとともにプロセス制御および監視を実行する。クローン作成による共通データベースの使用により、損失なくおよびソースでタイムタグが付けられることなく、ＳＯＥのロスレス伝送が可能になる。電気力学的（エレクトロダイナミック）コントローラとも呼ばれるコントローラ１２０は完全に双方向であり、分離を維持しながらデュアルポート制御および電気ネットワークバックボーンをサポートする初めてのものである。これにより、サイバーセキュリティモデルが簡素化され、かつプロセス機器、電気ドライブ、またはＩＥＤのいずれかの機器を同じ分散制御戦略内で組み合わせることができるようになる。これにより、プロセスエンジニアの能力が大幅に向上し、プロセス制御自動化ループ内で電気機器を組み合わせ、ハードワイヤリングの追加や変更を必要とせずにサイトのライフサイクル全体にわたってそのループを継続的に改良できる。
【0015】
一実施形態では、コントローラ１２０のハードウェアは、変電所で遭遇する困難な電磁両立性環境で運転するための電気規格に基づいている。この理由により、コントローラ１２０は、電気キュービクル内に直接配置され、光ファイバ接続を介して制御ネットワークを例えば任意の距離にあるフィールド計器室まで拡張できる。これにより、シンプルになり、制御ハードウェアの複雑さが軽減されるという追加の利点が得られる。コントローラはＤＣＳ制御ネットワークとＩＥＣ６１８５０クライアントおよびサーバのデュアルポートを備えているため、コントローラ１２０をローカルに分散でき、単一のコントローラが制御ネットワーク上でメインパブリッシャとして機能する。
【0016】
電気コントローラ１２０は、例えば光ファイバイーサネット接続を用いて、ＤＣＳメッシュコントローラネットワーク１３８に接続される。このために、デジタル診断モニタリング（Digital Diagnostic Monitoring：ＤＤＭ）を備える小型フォームファクタプラガブル（Small Form-factor Pluggable：ＳＦＰ）インタフェースが使用される。ＤＤＭ機能を使用すると、ＳＦＰの送信機能はＩ２Ｃインタフェースを介してファームウェアから制御される。通常の状態では、ＳＦＰが任意のネットワークに直接接続されている場合、送信機能を無効にすると、イーサネットインタフェースがリンクダウンする。電気コントローラ１２０のＤＣＳ制御ネットワーク（すなわち、メッシュネットワーク１３８）インタフェース設計（図２０参照）では、電気コントローラ１２０の光ファイバＳＦＰは、外部分配器／結合器を介してＤＣＳメッシュネットワーク１３８に接続される。図２０のこのアーキテクチャでは、送信機能はアクティブコントローラで有効になり、スタンバイコントローラで無効になる。送信機能がスタンバイ電気コントローラで無効になっている場合でも、ＤＣＳ制御ネットワーク（またはメッシュ）インタフェース設計によりイーサネットリンクは正常（アップ）であり、したがって両方のコントローラ１２０でメッシュネットワーク１３８からのデータの並行受信と、アクティブコントローラからのみのメッシュネットワーク１３８へのデータの送信が可能になる。
【0017】
本開示の態様は、ＩＥＣ６１８５０名前空間に基づいてソースＩＥＤ名にマッピングされた、一意のプロセス制御名に基づいた統合名前空間を提供する。一実施形態では、統合名前空間は、プロセスドメインおよび電力ドメインにわたってＤＣＳ機能ブロックパラメータ（DCS function_block.parameter）自動化を使用し、共通プロセス、安全性、および電力ＳＯＥレコードセット内のＩＥＣ６１８５０に接続されたＩＥＤから生じる全てのＳＯＥを包含する。本開示の態様はまた、制御プロセッササイクルに乱れや制約を与えることなく、保留中のイベントをソースタイムタグとともに発行できるようにするためのＳＯＥバッファを包含する。これらの理由により、本開示の態様を具体化するコントローラ１２０は、複数の異なるプロトコルを同じＤＣＳコントローラ内でクライアントおよびサーバの両方の形式で管理できるようにし、同じコントローラ内での接続ベースプロトコルについてのプロトコル要求（ポーリング型、バッファ型、および非バッファ型）に対する非同期応答を可能にし、プレシジョンタイムプロトコル（Precision Time Protocol：ＰＴＰ）またはシンプルネットワークタイムプロトコル（Simple Network Time Protocol：ＳＮＴＰ）を介してダウンストリームＩＥＤの時刻同期のサポートを可能にする。
【0018】
統合名前空間は、外部電気制御システム１０２とプロセス制御システム１０４の両方からのデータを単純なデータ型で表現できるようにするために必要である。単なる名前空間ではなく、読み取り／書き込み特性により、イベントのクローン作成とバッファリングが可能になり、これにより２つのシステム間の非同期接続がサポートされる。ＧＯＯＳＥ（Generic Object Oriented Substation Event）プロトコルで例示される電気制御システムのイベント駆動型の性質と、ブロック処理サイクルを有するＤＣＳの必然的な周期的な動作により、非同期動作が必要になる。電気側からのデータイベントは、プロセス制御サイクル内での後続の処理のためにポイントごとに保存する必要がある。この独自の機能は本発明の核心であり、バッファされたデータベース、および２つのシステム（すなわち、ゲートウェイ）間のプロトコル交換の必要性を効果的に除去する。
【0019】
電気コントローラにより、ＩＥＣ１１３１タイプのエンジニアリングツールを使用してユーザ作成アプリケーションが可能になる。これはＤＣＳの共通言語ではない。対照的に、ＤＣＳ制御戦略により、必要なすべての機能を実行し、パラメトリックインタフェースを介して、複数のネットワークコントローラ内で利用可能な他のローカルブロックまたはネットワークブロックと通信する、明確に定義されたブロックのセットが可能になる。本開示の態様は、さらなるエンジニアリングツールおよび論理プログラムを除去し、単一の周期的プロセス制御エンジンを有する。これにより、制御の抽象化設計が簡素化され、複数の制御ブロックを含む共通の制御戦略を作成し、必要に応じてコントローラおよびプロセスフィールド機器と電気フィールド機器の両方と対話できるようになる。
【0020】
コントローラが複数のプロトコルを同時にホストし、それらのデータを１つの名前空間内で結合できるため、プロトコル変換の遅延時間が短縮される。これにより、プロトコルごとに複数の個別の通信モジュールを追加する必要がなくなる。
【0021】
一実施形態によるコントローラ１２０は、電気システム１０２またはプロセスシステム１０４のいずれかまたは両方内に同時に設置できる。いずれかのホストシステムとの対話は独立して管理される。これにより、エンジニアは、プロセス制御データを電気制御環境内の規格ＩＥＣ６１８５０のＩＥＤとして表現し、電気データをプロセス制御環境内の標準の複合ブロックパラメータ（compound.block.parameters）として表現できるようになる。何らかの理由でいずれかのシステムに障害が発生した場合でも、コントローラ１２０はネットワーク接続が回復するまで非常に高い可用性で運転し続ける。
【0022】
電気システムから取得され、電気ＩＥＤソースでタイムタグを備えたＤＣＳイベントシステム内で再送信されるイベントデータの無損失伝送は、プロセスシステム１０４および電気システム１０２のＩＥＤおよびコントローラ全体に伝播される共通のタイムベースを必要とする。コントローラ１２０がプラント内の変電所環境内に共通の時間が存在することを保証し、ＤＣＳ時間を一致させることで、オペレータまたはエンジニアによる根本原因分析、およびエネルギー効率最適化のための履歴分析が時間的に一貫性のあるデータに基づいて行われることが保証される。
【0023】
図２は、一実施形態によるコントローラ１２０の高可用性アーキテクチャを示す。コントローラ１２０は、電気制御システム１０２およびプロセス制御システム１０４の両方に対する高可用性の多様な要件を遵守し、高可用性を備えた特定のドメイン（すなわち、プロセスまたは電力）ごとのコントローラ冗長アーキテクチャを利用する。一実施形態では、プロセス制御ネットワーク上で冗長ノードのうちの１つが同時にアクティブとなり、他のノードに対して透過的な方法で切り替えを行うことができる。これには、ホット－コールド冗長アーキテクチャが必要である。アクティブノードはネットワーク上のデバイスをスキャンしてＬＶ電気システムを探し、スタンバイノードはデバイスにのみ接続できるため、切り替えは１秒未満で実行され得る。これには、ホット－ウォーム冗長アーキテクチャが必要である。アクティブノードとスタンバイノードの両方がＭＶ電気システムのすべてのＩＥＤと同時に通信するため、あらゆる切り替えがシームレスに（数ミリ秒で）可能になる。これには、ホット－ホット冗長アーキテクチャが必要である。さまざまな高可用性要件がコントローラ１２０のアーキテクチャに統合されている。統合冗長アーキテクチャはプラットフォームに依存しない。シュナイダーエレクトリック（Schneider Electric）から入手可能なリモート端末ユニットＳＣＤ６０００は、これらのシステムの機能要件と性能要件の両方を適切に満たすのに適し、本開示の冗長アーキテクチャを実装するのに適している。
【0024】
図２に示すように、開示されたコントローラ１２０は、制御機能に加えて、通常ゲートウェイと関連付けられた機能を実行する。図示の実施形態におけるコントローラ１２０は、３つのインタフェース（プロセス制御ネットワーク用、ＬＶネットワーク用、ＭＶネットワーク用）と、プロセスおよび電気制御用の固有の高可用性アーキテクチャを含む。３つのインタフェースにはそれぞれ、冗長性に関する固有の要件がある。１つのコントローラ（アクティブノード）は、プロセス制御ネットワーク上の他のノードと通信する。アクティブノードは、ＬＶネットワーク上のノードをスキャンおよび制御できる。アクティブノードとスタンバイノードの両方は、ＭＶネットワーク上で同時に実行される。一実施形態では、インタフェースごと求められる３つの冗長スキーム、プロセス制御ネットワーク上のホット－コールド、ＬＶネットワーク上のホット－ウォーム、およびＭＶネットワーク上のホット－ホットがある。コントローラ１２０の冗長運転には、各インタフェースで異なる性能要件がある。好適には、コントローラ１２０は、全てのＤＣＳサービスおよびネットワークに加えて、ソースからのイベント報告を失わずに、さまざまな固有の冗長スキーム（ホット－コールド冗長、ホット－ウォーム冗長、ホット－ホット冗長）をサポートする。
【0025】
図３は、一実施形態によるプロセスドメインと電力ドメインの統合名前空間を示すブロック図である。プロセスドメインと電力ドメインのオープン標準プロトコルにより、データが同じデータベースに更新される。本開示の態様は、電力からプロセスへの、およびその逆への、シームレスな名前空間変換と、データ更新の遅延時間のないシームレスなデータフローを提供する。データの取得と制御にゲートウェイは必要ない。図３に示すように、柔軟なアーキテクチャにより、任意のオープン標準プロトコルを追加できる。図示の実施形態では、分散制御ミドルウェア（Distributed Control Middleware）はＤＣＳコンポーネントであり、中電圧クライアント（Medium Voltage Client）はＩＣブリック（Brick）コンポーネントである。
【0026】
図４は、一実施形態によるプロセスドメインおよび電力ドメインの共通制御エンジンを示すブロック図である。電力ドメインとプロセスドメインからのデータは同じデータベースに収集される。制御戦略は、両方のドメインからのデータに対してシームレスに実行される。通常、電力ドメインからの条件を使用して、プロセス内の機器（モータなど）を制御できる。制御は両方のドメインに対して実行され得る。示されているように、共通制御エンジン（Common Control Engine）はＤＣＳコンポーネントであり、電気データ（Electrical Data）はＩＣブリックコンポーネントである。
【0027】
図５は、一実施形態による、プロセス、電力、および安全ドメインにわたる共通のＳＯＥ／アラームを示すブロック図である。電力ドメインとプロセスドメインからのデータが同じデータベースに収集されると、アラームとＳＯＥを生成できる。アラームは、制御エンジンから生成される。ＳＯＥは、制御オブジェクトプロセッサ（Control Object Processor）から非同期的に生成される。ソースのタイムスタンプは、アラームとＳＯＥの両方で保存される。図示の実施形態は、オペレータアクションジャーナル（Operator Action Journal：ＯＡＪ）のサポートも提供する。示されているように、共通制御エンジン、アラーム／ＳＯＥプロセッサ、アラーム／ＳＯＥサーバはＤＣＳコンポーネントであり、電気データはＩＣブリックコンポーネントである。
【0028】
図６は、一実施形態による電力ドメインおよびプロセスドメインのマルチプロトコルサポートを示すブロック図である。本開示で提供されるような柔軟でスケーラブルなアーキテクチャにより、プロセスドメインと電力ドメインの両方からのさまざまなオープン標準プロトコルの追加が可能になる。コントローラ１２０は、プロセス制御用のＤＣＳとＥＭＣＳの両方の一員となり得る。プロセス機器と電力機器の両方の周期制御とは別に、電気デバイス／ＩＥＤからのイベントに非同期的に応答できる。図に示すように、分散制御ミドルウェアはＤＣＳコンポーネントであり、ＩＥＣ６１８５０サーバ、電気プロトコル＃１、および電気プロトコル＃２はサードパーティのスタックコンポーネントである。
【0029】
図７は、一実施形態による、プロセスドメインおよび電力ドメインに対する周期制御エンジンとイベント駆動制御エンジンの両方のサポートを示すブロック図である。スキャンおよびイベント駆動型（ＩＥＣ６１４９９）制御エンジンは、プロセスおよび電力制御アプリケーションに提供される。電力ドメインからの非同期イベントは、プロセスドメインのスキャンベースの制御とは独立して処理され得る。本開示の態様はまた、効率的なＣＰＵ使用およびＩＯカウントの増加をサポートする。示されているように、周期制御エンジンはＤＣＳコンポーネントであり、電気データはＩＣブリックコンポーネントである。
【0030】
図８は、一実施形態による、ＳＮＴＰまたはＰＴＰを介したダウンストリームＩＥＤの時間同期プロセスを示すブロック図である。図示のコントローラ１２０は、コントローラの時間同期の構成に柔軟性を提供する。ＳＮＴＰクライアントとサーバの両方として機能し、ダウンストリームＬＶデバイスの時刻同期を可能にする。選択的に、コントローラ１２０は、ＰＴＰサーバまたはクライアントとして機能することもできる。ダウンストリームＬＶデバイスの時刻は、ＳＮＴＰサーバとして構成されている場合に同期される。
【0031】
図９は、プロセス制御を同期するための高可用性（ホット－コールド冗長）アーキテクチャの一実施形態を示すブロック図である。同期マネージャ２０２Ａ、２０２Ｂと呼ばれる高可用性メカニズムは、それぞれアクティブ（またはホット）およびスタンバイとして構成された２つのコントローラ１２０Ａ、１２０Ｂの機能を同期するように定められている。図示のように、同期マネージャ２０２Ａは、例えばプロセスシステム１０４のコントローラ１２０Ａ上で実行され、同期マネージャ２０２Ｂは、例えば電気システム１０２のコントローラ１２０Ｂ上で実行され、あるいはその逆で実行される。両方のコントローラ１２０Ａ、１２０Ｂは、プロセス機能または電力機能のいずれかを実行でき、一方はアクティブであり、他方はスタンバイである。同じコントローラが２つのネットワーク（電力とプロセス）で動作でき、その結果、２つのネットワーク間でデータとコマンドが交換される。この抽象的な機構は、コントローラ１２０Ａ上で実行される１つまたは複数のアプリケーションタスク２０４Ａ、２０６Ａとコントローラ１２０Ｂ上で実行される対応するアプリケーションタスク２０４Ｂ、２０６Ｂの機能を同期させるための１つまたは複数のアプリケーションプログラミングインタフェース（ＡＰＩ）を提供する。同期マネージャ２０２Ａ、２０２Ｂなどの同期マネージャインタフェースは、任意の数の１つまたは複数のアプリケーションタスクを同期させることが理解されるべきである。
【0032】
同期マネージャ２０２Ａ、２０２Ｂは、アプリケーションタスク２０４Ａ、２０４Ｂが同期して実行され、アプリケーションタスク２０６Ａ、２０６Ｂが同期して実行されることを保証する一方、同期の詳細はアプリケーションタスク自体によって処理される。同期は、タスクの同期実行を保証するアプリケーションタスク２０４Ａ、２０４Ｂおよび２０６Ａ、２０６Ｂの実行ポイントである同期ポイント（同期ポイント（Synch Point）とも呼ばれる）によって実現される。同期ポイントは、同じドメイン（電力／プロセス）コントローラアプリケーションタスクに対して定められる。ホット／－スタンバイペアを構成する２つのコントローラが同じアプリケーション（同じ構成とファームウェア）を実行するため、アプリケーションタスクは、２つのピアコントローラ間で同じになる。
【0033】
同期マネージャ２０２Ａ、２０２Ｂによって提供されるＡＰＩは、アプリケーションの「状態」と「データ」の同期を保証する。一実施形態では、同期マネージャ２０２Ａ、２０２Ｂは、同じアプリケーション（構成およびファームウェア）を実行する同じドメイン（電力／プロセス）コントローラに第１状態を送信する。これらのＡＰＩは、同期運転の「成功」、「失敗」、または「タイムアウト」を報告する。アプリケーションタスク２０４Ａ、２０４Ｂおよび２０６Ａ、２０６Ｂは、同期後に取られるアクションを決定する。同期ＡＰＩのアプリケーションに依存しない性質により、コントローラ１２０内の任意のアプリケーションタスクは、それらを使用し、アプリケーション固有の機能に基づいて自機の同期メカニズムを構築できる。この理由により、同期マネージャ２０２Ａ、２０２Ｂは、同期用の予備の通信インタフェースを有する任意のコントローラ１２０によって使用され得る。好適には、運転の高可用性を実現するために既存のコントローラ１２０においてハードウェアを変更する必要はない。
【0034】
本開示の態様は、プラットフォームとアプリケーションの両方に依存しない抽象同期スキームを定める高可用性スキームを提供する。このスキームにより、ハードウェアの変更を必要とせずに、シンプレックスコントローラをコントローラ１２０Ａ、１２０Ｂのホット／スタンバイペアに変換できる。これは、既存の通信インタフェース（例えば、より低い帯域幅（２．５ＭＢＰＳ程度））で動作でき、通信テクノロジに関しては依存しない。これは、同期のデータスループットを最小限に抑えることで実現される。疎結合コントローラを定めることにより、冗長ペア構成でもコントローラ運転の全体的な効率が向上する。このように、本開示の態様は、制御アプリケーション、コントローラのオンライン構成と診断、アラーム、ＳＯＥ、データ配布コマンド通信、ネットワークチャネル（ネットワーク通信）、データ取得と制御（Ｍｏｄｂｕｓ、ＩＥＣ６１８５０、およびハードワイヤード（有線）入出力など）等の、高可用性の能力を有するコントローラを提供する。
【0035】
一実施形態では、統合診断ツール（システムマネージャ）は、プロセス制御システム１０４と電気システム１０２の両方の機能を監視する。電気コントローラ１２０およびそれによって監視／制御される電気デバイスの健康情報は、診断ツールを使用して監視される。
【0036】
さらに図９を参照すると、同期マネージャ２０２Ａ、２０２Ｂは、アプリケーションタスク２０４Ａ、２０４Ｂおよび２０６Ａ、２０６Ｂの同期のためのアプリケーションに依存しない同期メカニズムを提供する。この抽象メカニズムは状態とデータの同期のためのアプリケーションインタフェースを定めるが、アプリケーション固有の同期はアプリケーションタスク自体によって定められる。それぞれのネットワーク上の２つのノード、アクティブおよびスタンバイは、独立して受信できるデータに対して同時に動作し、アクティブノード、すなわちコントローラ１２０Ａが利用できるデータを共有する。同期のデータスループットが低いため、アプリケーションの同期のために最小限のデータで共有される。運転中、同期マネージャ２０２Ａ、２０２Ｂは、アプリケーションタスク２０４Ａ、２０４Ｂおよび２０６Ａ、２０６Ｂにおいて同期されるべき実行ステートメントである同期ポイントを定め、同期メッセージを交換する。同期マネージャ２０２Ａ、２０２Ｂは、同期成功、同期失敗／タイムアウトをそれぞれのアプリケーションタスク２０４Ａ、２０４Ｂ、２０６Ａ、２０６Ｂに報告する。次に、アプリケーションタスク２０４Ａ、２０４Ｂ、２０６Ａ、２０６Ｂは、任意の同期アクションの同期後フィードバックを定める。一実施形態では、各ノードはそのピアノードの存在を定期的にチェックし、ノードの役割をアクティブまたはスタンバイのいずれかとして決定する。ピアノードが失われた場合は、オンラインに戻ってから回復する必要がある。この場合、データベースはピアと共有され、回復後に再同期が確立される。
【0037】
アプリケーションタスクの状態とデータを同期するために使用される同期マネージャベースの同期メカニズム。２０２２年２月２４日に出願された米国特許出願第１７／６７９，７４４号は、その開示全体が参照により本明細書に援用され、電力ドメインとプロセスドメインとの間の状態とデータの同期のためのアプリケーションプログラミングインタフェースの使用を通じた高可用性コントローラについて説明している。両方のノードは、アプリケーションタスクの状態を同期することによって同時に実行される。最小限のデータが２つのノード間で交換される。アクティブノードはプロセス制御ネットワーク上の他のノードと通信し、スタンバイノードを更新する。アクティブノードは、１回の、および定期的な同期メッセージを送信し、スタンバイノードからの応答を待つ。
【0038】
図１０は、アクティブノードからスタンバイノードへのコントローラデータベースの同期を提供する特許された冗長プロトコルを含む、一実施形態による低電圧制御のための高可用性（ホット－ウォーム冗長）アーキテクチャを示す。イベント駆動型の更新により更新の数が節約され、データ同期用に標準オブジェクトが定められる。アクティブノードはＬＶデバイスをスキャンしてコマンドを発行し、スタンバイノードはＬＶデバイスへの送信接続を維持する。この実施形態では、ファイル転送により構成およびファームウェアの更新が可能になり、冗長制御は役割決定を使用して冗長リンクの健全性をチェックする。
【0039】
図１１は、一実施形態による中電圧制御のための高可用性（ホット－ホット冗長）アーキテクチャを示す。アクティブノードとスタンバイノードは両方とも、ＭＶサーバアプリケーションとＭＶクライアントアプリケーションを同時に実行する。同期マネージャは、アクティブノードとスタンバイノード間でのアプリケーションの同期を確保するために使用される。２０２２年２月２４日に出願された米国特許出願第１７／６７９，７４４号は、その開示全体が参照により本明細書に援用され、電力ドメインとプロセスドメインとの間の状態とデータの同期のためのアプリケーションプログラミングインタフェースの使用を通じた高可用性コントローラについて説明している。この実施形態では、ＭＶサーバは、標準通信プロトコル（例えば、ＩＥＣ６１８５０）を介して冗長ステータスを公開する。ＭＶクライアントは、サーバからの通信をサブスクライブして、その冗長ステータスを確認する。アクティブサーバノードからのデータを受信し、スタンバイサーバノードからのデータを破棄する。コマンドはアクティブサーバノードに発行される。
【0040】
図１２は、一実施形態による高可用性（ホット－ホット冗長）コマンド同期プロセスを示す。図示の実施形態では、コマンドはアクティブノードとスタンバイノードの両方によって処理される。サーバＩＥＤの冗長ステータスがチェックされる。アクティブコントローラはアクティブサーバにコマンドを送信する。コマンドの実行はスタンバイノードと同期される。スタンバイノードは同期後のコマンドを破棄する。同期前にアクティブノードに障害が発生した場合、コマンドはスタンバイノードによって再発行される。
【0041】
図１３は、一実施形態による高可用性（ホット－ホット冗長性）レポート同期プロセスを示す。レポートはアクティブノードとスタンバイノードの両方で処理される。レポートのフィルタリングは、データ属性（Data Attributes）の時間および品質（Time & Quality）パラメータに基づくアルゴリズムを使用して行われる。通常、アクティブサーバからのデータは更新のためにフィルタリングされ、スタンバイノードからのデータは切り替えの際に更新される。
【0042】
図１４から図１８は、本開示のさらなる態様を示す。図１４は、単線図（ＳＬＤ）およびリストビューからデバイスごとの動的詳細フェイスプレートに迅速にナビゲートするためのナビゲーション動的リストビューを示す例示的なスクリーンショットである。図１５は、より単純な設計で高レベルのサイバーセキュリティを提供する電気ネットワークへの低遅延高可用性インタフェース、すなわち共通情報モデル｛Ｃ：Ｂ：Ｐ｝を示すブロック図である。図１６は、一実施形態によるプロセス自動化と電力管理を統合する例である。図１７は、統合されたプロセスおよび電力システムのコンポーネントを示す。図１８は、ＥＣＭＳシステムから必要なデータおよび制御のみが取り出されるデータフローの例を示すブロック図である。
【0043】
運転において、本開示の態様を具体化する方法は、コントローラから直接、同じ制御戦略内で電気制御信号伝達および監視とともに、プロセス制御および監視を実行する。方法は、一意のプロセス制御名に基づく統合名前空間を、ＩＥＣ６１８５０名前空間に基づくソースＩＥＤ名にマッピングすることと、プロセスドメインおよび電力ドメインにわたってＤＣＳ機能ブロックパラメータ（DCS function_block.parameter）自動化を使用することとを含む。方法はさらに、ＩＥＣ６１８５０に接続されたＩＥＤから生じるすべてのＳＯＥを共通のプロセス、安全性、および電力ＳＯＥレコードセット内に組み込むことと、制御プロセッササイクルに対する妨害や制約なしに、すべての保留中のイベントがソースタイムタグとともに公開されることを可能にするＳＯＥバッファを組み込むこととをさらに含む。好適には、方法は、同じＤＣＳコントローラ内のクライアントとサーバの両方の形式で複数の異なるプロトコルを管理し、同じコントローラ内の接続ベースのプロトコルに対してポーリング型、バッファ型、および非バッファ型を含むプロトコル要求に非同期で応答し、ＰＴＰまたはＳＮＴＰプロトコルを介してダウンストリームＩＥＤの時間同期をサポートする機能を提供する。
【0044】
さらに、コントローラは、すべてのＤＣＳサービスとネットワークに加え、ＤＣＳ制御情報ネットワーク上の高可用性冗長性－フォールトトレラントピアコントローラと共存、ＩＥＣ６１８５０サーバを介して接続された電力管理システムをサポートするホット／ホット並列冗長性、およびシングルおよびデュアル接続のＭｏｄｂｕｓ／ＴＣＰデバイスをサポートするホット／ウォームフェイルオーバ冗長性、などの独自の冗長スキームを１つ以上サポートする。一実施形態では、ソースからのイベント報告が失われることはない。
【0045】
さらに、コントローラ内にはメモリ、プロセッサ、またはネットワークインタフェースの共通モード故障は存在せず、これはフォールトトレラントコントローラよりも優れている。共通モード故障は、２つのコントローラ間の制御バスを排除することで回避され、コントローラ間のデータベースクローン作成の調整と同期は、多様なパスを使用した障害耐性のあるシリアルおよびトークンリング接続によって実現される。１つのコントローラ上のメモリ障害は、検出されずにバックアップコントローラに伝播することはない。また、１つのコントローラ上のいずれかのインタフェースでネットワーク障害が発生しても、バックアップコントローラ上の対応するネットワークインタフェースの障害は発生しない。
【0046】
本開示の態様は、従来のコントローラに比べていくつかの利点を有利に提供する。例えば、ゲートウェイと制御機能の統合名前空間により、ハードワイヤード制御に加えて「ソフトワイヤード」制御（ＩＥＣ６１８５０クライアントを介した制御の発行）を含む、電気プロトコルを介した制御を発行できるようになる。共通アドレス空間による対応する電気パラメータのリアルタイム更新により、関連する電気パラメータを使用した効率的なプロセス制御戦略を構築でき、プロセス制御と運転が向上する。また、個別のコントローラとゲートウェイノードを排除することで、フィールドからのデータ更新とコマンドの実行の遅延が改善される。一態様では、コントローラ１２０は（ＥＭＣＳおよびＤＣＳネットワーク上で）デュアルポートであり、２つのネットワーク上の異なるノードに対するデータマッピングを排除することによって、情報の一貫性および全体的なエンジニアリング効率の向上を提供する。
【0047】
プロセスおよび電気システム上のこの共通インフラストラクチャは、統合コントローラ１２０を備えたゲートウェイおよびハードワイヤードＩＯモジュールを排除し、共通のＨＭＩおよびヒストリアンの使用に加えて、ＤＣＳシステムとＥＭＣＳシステムとの間の共通のサイバーセキュリティアプローチを可能にする。例えば、統合コントローラ１２０によって可能になる共通インフラストラクチャにより、図１のプロセスシステム１０４の制御ＨＭＩを、ＤＣＳ運転だけでなくＥＭＣＳ運転も監視するように構成できる。この実施形態における制御ＨＭＩは、プロセス側情報に加えて電圧レベルを伴う電気システム１０２の変電所レイアウトを表示するユーザインタフェースを提示する。つまり、プロセス側ＨＭＩで電気側情報を確認できる運転となる。同様に、プロセス運転１２６は、統合バックアップおよびプロセス側から電気システム診断を開始できる診断ツールを含むことができる。ＤＣＳおよびＥＭＣＳシステムからのデータの統合名前空間により、（プロセスシステムと電気システムの両方から）共通のＳＯＥを生成できるため、ポストトリップ分析が向上する。
【0048】
電気システム（ＬＶおよびＭＶシステム）からのデータは、電気コントローラ１２０から制御ＨＭＩに送信される。制御ＨＭＩにより、オペレータは、プロセスデータと関連する電気データの両方を同じ画面上で確認できる。オペレータはまた、電気システム１０２内のＩＥＤ１１０を動作させるためのコマンドを発行することができる。さらに、電気システム１０２からのアラームおよびＳＯＥがプロセスアラームとともに示され、プラント設備のトリップまたは同様の問題の効率的な分析が可能になる。
【0049】
ここで図１９を参照すると、エンジニアリングワークフローが示されている。シュナイダーエレクトリックから入手可能なエコストラクチャ（EcoStruxure）（登録商標）電力自動化システムエンジニアリング（Power Automation System Engineering）ＥＰＡＳ－ＥなどのＩＥＣ６１８５０ベースのシステム仕様およびシステム構成ツールは、ＭＶデバイスについてのデバイス構成テンプレートファイルを受け取る。ＥＰＡＳ－Ｅツールは、電気システム構成（レポートのサブスクリプション、単線図、電気データマッピングなど）を提供する。電気コントローラのＲＴＵステーションツールセットは、ＥＰＡＳ－ＥツールからＩＥＣ６１８５０ベースの構成ファイル、ＬＶデバイスのデバイステンプレート、およびＤＣＳシステム（ＳＹＳＤＥＦ）構成を受け取る。図示の実施形態では、ＲＴＵステーションツールセットは、シュナイダーエレクトリックから入手可能なフォックスボロ制御エディタ（Foxboro Control Editor）ソフトウェアの一部である、状態ビュー構成およびＤＣＳ制御戦略のテンプレートのインスタンス化を担当するバルクデータオブジェクトに電気システム構成データをエクスポートするためのエクスポート機能を提供する。制御エディタは、制御戦略を統合電気コントローラ１２０および制御プロセッサ１３２に展開する。さらに、ＲＴＵステーションツールセットは、ＬＶ／ＭＶデバイス通信構成を統合電気コントローラ１２０にダウンロードする。
【0050】
本開示の実施形態は、本明細書でより詳細に説明するように、さまざまなコンピュータハードウェアを含む専用コンピュータを備えることができる。
【0051】
説明のために、プログラムおよび他の実行可能なプログラムコンポーネントを個別のブロックとして示す場合がある。しかしながら、そのようなプログラムおよびコンポーネントは、様々な時点でコンピューティングデバイスの様々な記憶構成部品に常駐し、デバイスのデータプロセッサによって実行されることが認識される。
【0052】
例示的なコンピューティングシステム環境に関連して説明したが、本発明の態様の実施形態は、他の専用コンピューティングシステム環境または構成でも動作可能である。コンピューティングシステム環境は、本発明のいかなる態様の使用または機能の範囲に関して何らかの制限を示唆することを意図したものではない。さらに、コンピューティングシステム環境は、例示的な動作環境に示されている構成要素のいずれか１つまたは組み合わせに関連する依存性または要件を有するものとして解釈されるべきではない。本発明の態様での使用に適したコンピューティングシステム、環境、および／または構成の例には、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドまたはラップトップデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースのシステム、セットトップボックス、プログラマブル家庭用電化製品、携帯電話、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、上記のシステムまたはデバイスのいずれかを含む分散コンピューティング環境などが含まれるがこれらに限定されない。
【0053】
本開示の態様の実施形態は、１つまたは複数の有形の非一時的記憶媒体に格納され、１つまたは複数のプロセッサまたは他のデバイスによって実行される、プログラムモジュールなどのデータおよび／またはプロセッサ実行可能命令の一般的な文脈で説明され得る。一般に、プログラムモジュールには、特定のタスクを実行するか特定の抽象データタイプを実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、およびデータ構造が含まれるがこれらに限定されない。本開示の態様は、通信ネットワークを介してリンクされたリモート処理デバイスによってタスクが実行される分散コンピューティング環境でも実施できる。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールは、メモリストレージデバイスを含むローカル記憶媒体とリモート記憶媒体の両方に配置され得る。
【0054】
運転において、プロセッサ、コンピュータおよび／またはサーバは、本明細書に示されるようなプロセッサ実行可能命令（例えば、ソフトウェア、ファームウェア、および／またはハードウェア）を実行して、本発明の態様を実装できる。
【0055】
実施形態は、プロセッサ実行可能命令を用いて実装され得る。プロセッサ実行可能命令は、有形のプロセッサ可読記憶媒体上の１つまたは複数のプロセッサ実行可能コンポーネントまたはモジュールに編成され得る。また、実施形態は、そのようなコンポーネントまたはモジュールの任意の数および構成で実装されてもよい。例えば、本開示の態様は、図に示され本明細書で説明される特定のプロセッサ実行可能命令、または特定のコンポーネントまたはモジュールに限定されない。他の実施形態は、本明細書に図示および説明したものより多くのまたは少ない機能を有する様々なプロセッサ実行可能命令またはコンポーネントを含んでもよい。
【0056】
本明細書に図示され説明される本開示の態様による動作の実行または実行の順序は、特に指定がない限り、必須ではない。すなわち、別段の指定がない限り、動作は任意の順序で実行でき、実施形態は、本明細書に開示する動作と比べて追加の動作または少ない動作を含むことができる。例えば、別の動作の前に、同時に、または後に特定の動作を実行または実行することは、本発明の範囲内であると考えられる。
【0057】
本発明の要素またはその実施形態を紹介する場合、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」および「ｓａｉｄ」は、１つ以上の要素が存在することを意味することを意図している。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は制限しないことを意図しており、列挙された要素以外の追加の要素が存在する可能性があることを意味する。
【0058】
図示または説明されている構成要素のすべてが必要なわけではない。さらに、いくつかの実装および実施形態は、追加の構成要素を含んでもよい。構成要素の配置およびタイプの変更は、本明細書に記載の特許請求の範囲の趣旨または範囲から逸脱することなく行うことができる。追加の、異なる、またはより少ない構成要素が提供されてもよく、構成要素は結合されてもよい。代替的に、またはさらに、構成要素は複数の構成要素によって実装されてもよい。
【0059】
上記の説明は、例として実施形態を説明するものであり、限定するものではない。この説明は、当業者が本発明の態様を作成および使用することを可能にし、本発明の態様を実行するのに最良のモードであると現在考えられるものを含む、本発明の態様のいくつかの実施形態、適合、変形、代替および使用を説明する。さらに、本発明の態様は、その適用において、以下の説明に記載されるかまたは図面に示される構成要素の構成の詳細および配置に限定されないことを理解されたい。本発明の態様は、他の実施形態も可能であり、様々な方法で実践または実施できる。また、本明細書で使用される表現および用語は説明を目的としたものであり、限定するものとみなされるべきではないことも理解されるであろう。
【0060】
添付の特許請求の範囲に定められる本発明の範囲から逸脱することなく、修正および変更が可能であることは明らかである。本発明の範囲から逸脱することなく、上記の構成および方法に様々な変更を加えることができるため、上記の説明に含まれ、添付の図面に示されたすべての事項は、限定的な意味ではなく、例示として解釈されることが意図される。
【0061】
上記を考慮すると、本発明の態様のいくつかの利点が達成され、他の有利な結果が得られることが分かるであろう。
【0062】
要約と概要は、読者が技術的開示の性質をすぐに確認できるようにするために提供されている。これらは、特許請求の範囲または意味を解釈または制限するために使用されないことを理解した上で提出される。概要は、詳細な説明でさらに説明される概念の選択物を簡略化した形式で紹介するために提供される。概要は、特許請求の範囲に記載された事項の主要な特徴または本質的な特徴を特定することを意図したものではなく、また、特許請求の範囲に記載された事項を判断する際の補助として使用されることも意図したものではない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【外国語明細書】