特許 7372024 分散型マーシャリングアーキテクチャを使用して、プロセス制御システムにおいてフィールドデバイスをコントローラに通信可能に結合するための装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-23

(45)【発行日】2023-10-31

(54)【発明の名称】分散型マーシャリングアーキテクチャを使用して、プロセス制御システムにおいてフィールドデバイスをコントローラに通信可能に結合するための装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/042 20060101AFI20231024BHJP

【ＦＩ】

G05B19/042

【請求項の数】 20

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2017205480

(22)【出願日】2017-10-24

(65)【公開番号】P2018073418

(43)【公開日】2018-05-10

【審査請求日】2020-10-23

【審判番号】

【審判請求日】2022-08-10

(31)【優先権主張番号】15/332,355

(32)【優先日】2016-10-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】512132022

【氏名又は名称】フィッシャー－ローズマウント システムズ，インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ゴッドフリー アール． シェリフ

(72)【発明者】

【氏名】ゲーリー ケー． ロウ

【合議体】

【審判長】刈間 宏信

【審判官】鈴木 貴雄

【審判官】田々井 正吾

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－７７６６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－７１８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１０９９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２０４５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－９２５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１３３１７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－８７８３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

G05B 19/042

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロセスプラント内のフィールドデバイスを前記プロセスプラント内のコントローラに結合するためのヘッドエンドモジュールであって、
前記ヘッドエンドモジュールを第１の分散型マーシャリングモジュールに通信可能に接続し、前記第１の分散型マーシャリングモジュールが、第１のリングアーキテクチャの一部である、第１の通信ポートと、
前記ヘッドエンドモジュールを第２の分散型マーシャリングモジュールに通信可能に接続し、前記第２の分散型マーシャリングモジュールが、前記第１のリングアーキテクチャの一部である、第２の通信ポートと、
前記ヘッドエンドモジュールをＩ／Ｏカードに通信可能に接続し、これが次に、前記コントローラに通信可能に接続される、第３の通信ポートと、
メモリデバイスと、
マイクロプロセッサであって、前記メモリデバイスに結合され、また、
前記第１及び第２の通信ポートの一方または両方を介して、前記第１及び第２の分散型マーシャリングモジュールに結合されるフィールドデバイスから第１のデータを受信し、
前記受信した第１のデータを前記メモリデバイスに配置されるデータベースに記憶し、
前記データベースから、前記受信した第１のデータを取り出し、
前記Ｉ／Ｏカードを介して、前記取り出した第１のデータを前記コントローラに伝送し、
前記Ｉ／Ｏカードを介して、前記コントローラから第２のデータを受信し、
前記第１及び第２の通信ポートの一方または両方を介して、前記第２のデータを前記フィールドデバイスの指定されたものに伝送するように構成される、マイクロプロセッサと、
を備える、ヘッドエンドモジュール。

【請求項2】

前記マイクロプロセッサが、デフォルトで、前記第１及び第２の通信ポートのうちの第１の１つで伝送し、デフォルトで、前記第１及び第２の通信ポートのうちの第２の１つで
受信するように構成され、
前記マイクロプロセッサが、伝送する前の所定の期間内に前記第１の通信ポートで、予想される定期的なハートビート信号を受信しなかった場合に、前記マイクロプロセッサが、前記第１の通信ポートの代わりに、前記第２の通信ポートで伝送するようにさらに構成される、請求項１に記載のヘッドエンドモジュール。

【請求項3】

前記マイクロプロセッサが、前記第１及び第２の通信ポートの各々で定期的なハートビート信号を伝送するように構成される、請求項１または２に記載のヘッドエンドモジュール。

【請求項4】

前記マイクロプロセッサが、
前記第１または第２の通信ポートを介して、宛先アドレスを含むデータを受信し、
前記宛先アドレスが、前記ヘッドエンドモジュールのアドレスであるかどうかを判定し、
前記宛先アドレスが前記ヘッドエンドモジュールの前記アドレスではない場合に、前記第１または第２の通信ポートのうちの１つを介して、前記受信したデータを伝送するか、または、前記宛先アドレスが前記ヘッドエンドモジュールの前記アドレスである場合に、前記受信したデータを前記データベースに記憶するように構成される、
請求項１から３のいずれか１項に記載のヘッドエンドモジュール。

【請求項5】

前記宛先アドレスが、（１）前記ヘッドエンドモジュール、（２）前記分散型マーシャリングモジュールの１つに結合されるフィールドデバイス、のうちの１つを指定し、
前記宛先アドレスが、（１）前記ヘッドエンドモジュール、（２）前記分散型マーシャリングモジュールの１つと関連付けられる電子マーシャリングコンポーネント、のうちの１つを指定し、
前記宛先アドレスが、（１）前記ヘッドエンドモジュール、（２）前記分散型マーシャリングモジュールの１つ、のうちの１つを指定する、請求項４に記載のヘッドエンドモジュール。

【請求項6】

前記ヘッドエンドモジュールを第３の分散型マーシャリングモジュールに通信可能に接続し、前記第３の分散型マーシャリングモジュールが、第２のリングアーキテクチャの一部である、第４の通信ポートと、
前記ヘッドエンドモジュールを第４の分散型マーシャリングモジュールに通信可能に接続し、前記第４の分散型マーシャリングモジュールが、前記第２のリングアーキテクチャの一部である、第５の通信ポートと、をさらに備える、
請求項１から５のいずれか１項に記載のヘッドエンドモジュール。

【請求項7】

プロセスプラント内のプロセスを制御するように動作するプロセス制御システムであって、
請求項１から６のいずれか１項に記載のヘッドエンドモジュール、
を備える、プロセス制御システム。

【請求項8】

プロセスプラント内のプロセスを制御するように動作するプロセス制御システムであって、
複数のプロセス制御フィールドデバイスと、
前記複数のプロセス制御フィールドデバイスに通信可能に結合される入力／出力（Ｉ／Ｏ）カードと、
前記Ｉ／Ｏカードに通信可能に結合され、前記Ｉ／Ｏカードを介して、前記複数のプロセス制御フィールドデバイスからデータを受信し、同じく前記Ｉ／Ｏカードを介して、制御信号を前記プロセス制御フィールドデバイスの１つ以上に送信して、前記プロセスの動
作を制御するように動作する、コントローラと、
分散型マーシャリングモジュールであって、
一対の通信ポートと、
１つ以上の電子マーシャリングコンポーネントスロットであって、少なくとも１つの電子マーシャリングコンポーネントスロットが、その中に電子マーシャリングコンポーネントを有する、１つ以上の電子マーシャリングコンポーネントスロットと、
前記１つ以上の電子マーシャリングコンポーネントスロットの各々に対応するそれぞれの端子ブロックであって、前記少なくとも１つの電子マーシャリングコンポーネントスロットの前記端子ブロックが、前記複数のフィールドデバイスのうちの１つに通信可能に結合される、それぞれの端子ブロックと、
前記一対の通信ポートに結合されるマイクロプロセッサと、を備える分散型マーシャリングモジュールと、
ヘッドエンドモジュールであって、
前記ヘッドエンドモジュールを前記Ｉ／Ｏカードに結合する第１の通信ポートと、
前記分散型マーシャリングモジュールに通信可能に結合される一対の第２の通信ポートと、
前記一対の第２の通信ポートを介して、前記マイクロプロセッサによって受信される情報を記憶するデータベースがその中に記憶されるメモリデバイスと、
マイクロプロセッサであって、前記メモリデバイスに結合され、
前記一対の第２の通信ポートを介して、データを受信及び伝送し、
受信したデータを前記メモリデバイスに記憶し、
前記メモリデバイスからデータを取り出し、
前記Ｉ／Ｏカードを介して、取り出したデータを前記コントローラに伝送するように構成される、マイクロプロセッサと、を備えるヘッドエンドモジュールと、
を備える、プロセス制御システム。

【請求項9】

前記プロセス制御システムが、複数の分散型マーシャリングモジュールを備える、請求項８に記載のプロセス制御システム。

【請求項10】

前記電子マーシャリングコンポーネントが、前記複数のフィールドデバイスのうちの前記１つから信号を受信し、前記受信した信号を第１の形態から第２の形態に変換するように構成される、請求項８または９に記載のプロセス制御システム。

【請求項11】

前記分散型マーシャリングモジュールが、
前記電子マーシャリングコンポーネントスロットの各々をスキャンし、電子マーシャリングコンポーネントが存在する任意のスロットについて、前記スロットと関連付けられる値を登録するように動作可能である、スキャンモジュールをさらに備える、
請求項８から１０のいずれか１項に記載のプロセス制御システム。

【請求項12】

前記分散型マーシャリングモジュール上の前記マイクロプロセッサが、前記一対の通信ポートのうちの１つの前記スロットと関連付けられる前記値を伝送する、請求項１１に記載のプロセス制御システム。

【請求項13】

前記ヘッドエンドモジュール上の前記マイクロプロセッサが、
前記Ｉ／Ｏカードを介して、前記コントローラからデータを受信し、
前記コントローラから受信される前記データを、前記フィールドデバイスの特定の１つと関連付けられる宛先分散型マーシャリングモジュール、前記フィールドデバイスの前記特定の１つと関連付けられる宛先電子マーシャリングコンポーネント、または前記フィールドデバイスの前記特定の１つ、のうちの１つを指定する宛先アドレスと関連付け、
前記一対の第２の通信ポートのうちの１つで前記データを伝送することによって、前記
コントローラから受信される前記データ、及び前記関連付けられた宛先アドレスを、前記フィールドデバイスの前記特定の１つに伝送するようにさらに構成され、
前記分散型マーシャリングモジュール上の前記一対の通信ポートのうちの一方が、前記ヘッドエンドモジュール上の前記マイクロプロセッサが前記データを伝送した前記一対の第２の通信ポートのうちの前記１つに通信可能に結合され、さらに、
前記分散型マーシャリングモジュール上の前記マイクロプロセッサが、前記ヘッドエンドモジュールから伝送される前記データを受信し、前記宛先アドレスが前記分散型マーシャリングモジュールと関連付けられているかどうかを判定し、
前記宛先アドレスが前記分散型マーシャリングモジュールと関連付けられている場合は、前記データを前記フィールドデバイスの前記特定の１つにルーティングし、
前記宛先アドレスが前記分散型マーシャリングモジュールと関連付けられていない場合は、前記分散型マーシャリングモジュール上の前記一対の通信ポートのうちの他方で、前記データ、及び前記関連付けられた宛先アドレスを伝送する、
請求項８から１２のいずれか１項に記載のプロセス制御システム。

【請求項14】

前記分散型マーシャリングモジュール上の前記マイクロプロセッサが、
前記一対の通信ポートのうちの一方で、宛先アドレスを含むデータを受信し、前記宛先アドレスが前記ヘッドエンドモジュールを指定している場合は、前記一対の通信ポートのうちの他方で、前記宛先アドレスを含む前記データを伝送する、
請求項８から１３のいずれか１項に記載のプロセス制御システム。

【請求項15】

前記一対の第２の通信ポートの各々が、イーサネット接続によって、前記分散型マーシャリングモジュール上の前記一対の通信ポートのうちの１つに結合され、
前記イーサネット接続が、前記ヘッドエンドモジュールを前記分散型マーシャリングモジュールに通信可能に接続する、請求項８から１４のいずれか１項に記載のプロセス制御システム。

【請求項16】

データをプロセスプラント内のフィールドデバイスから前記プロセスプラント内のコントローラに通信する方法であって、
端子ブロックにおいて、前記フィールドデバイスから前記データを表現する信号を受信することと、
前記端子ブロックに通信可能に接続される電子マーシャリングコンポーネントにおいて、前記受信した信号を第２の信号に変換することと、
前記電子マーシャリングコンポーネントから前記第２の信号を登録することと、
第１の通信ポートまたは第２の通信ポートのいずれかを介して、前記登録した第２の信号を示す信号を、マイクロプロセッサから、前記マイクロプロセッサ及び前記電子マーシャリングコンポーネントから遠隔のヘッドエンドモジュールに伝送することと、
を含み、
前記登録した第２の信号を示す前記信号が、デフォルトで、前記第１の通信ポートを介して、また、伝送する前の所定の期間内に前記第１の通信ポートでいかなる定期的なハートビート信号も検出されなかった場合に、前記第２の通信ポートを介して、前記ヘッドエンドモジュールに伝送され、
前記ヘッドエンドモジュールが、１つ以上のＩ／Ｏカードを介して、前記コントローラに通信可能に結合される、方法。

【請求項17】

前記ヘッドエンドモジュールに、前記登録した第２の信号を示す前記信号を伝送することが、前記登録した第２の信号を示す前記信号を、前記ヘッドエンドモジュールへの通信経路に配置される介在分散型マーシャリングモジュールに伝送することを含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記登録した第２の信号を示す前記信号を前記ヘッドエンドモジュールに伝送することが、前記登録した第２の信号を示す前記信号をリング通信アーキテクチャで伝送することを含む、請求項１６または１７に記載の方法。

【請求項19】

Ｉ／Ｏカードを介して、前記登録した第２の信号を示す前記信号を、前記ヘッドエンドモジュールから前記コントローラに伝送することをさらに含む、請求項１６から１８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項20】

プロセスプラント内のプロセスを制御するように動作するプロセス制御システムであって、
複数のプロセス制御フィールドデバイスと、
前記複数のプロセス制御フィールドデバイスに通信可能に結合される入力／出力（Ｉ／Ｏ）カードと、
前記Ｉ／Ｏカードに通信可能に結合され、前記Ｉ／Ｏカードを介して、前記複数のプロセス制御フィールドデバイスからデータを受信し、同じく前記Ｉ／Ｏカードを介して、制御信号を前記プロセス制御フィールドデバイスの１つ以上に送信して、前記プロセスの動作を制御するように動作する、コントローラと、
複数の分散型マーシャリングモジュールであって、各分散型マーシャリングモジュールが、
一対の通信ポートと、
複数の電子マーシャリングコンポーネントスロットと、
電子マーシャリングコンポーネントスロットに配置される電子マーシャリングコンポーネントと、
前記複数の電子マーシャリングコンポーネントスロットの各々に対応するそれぞれの端子ブロックであって、前記電子マーシャリングコンポーネントが配置される前記電子マーシャリングコンポーネントスロットの前記端子ブロックが、前記複数のフィールドデバイスのうちの１つに通信可能に結合される、それぞれの端子ブロックと、
前記一対の通信ポートに結合されるマイクロプロセッサと、を備える複数の分散型マーシャリングモジュールと、
ヘッドエンドモジュールであって、
前記ヘッドエンドモジュールを前記Ｉ／Ｏカードに結合する第１の通信ポートと、
前記複数の分散型マーシャリングモジュールのうちの第１の１つに通信可能に結合される第２の通信ポートと、
前記複数の分散型マーシャリングモジュールのうちの第２の１つに通信可能に結合される第３の通信ポートと、
前記第２及び前記第３の通信ポートを介して、前記マイクロプロセッサによって受信される情報を記憶するデータベースがその中に記憶されるメモリデバイスと、
マイクロプロセッサであって、前記メモリデバイスに結合され、
前記第２及び前記第３の通信ポートを介して、データを受信及び伝送し、
受信したデータを前記メモリデバイスに記憶し、
前記メモリデバイスからデータを取り出し、
前記Ｉ／Ｏカードを介して、取り出したデータを前記コントローラに伝送するように構成される、マイクロプロセッサと、を備えるヘッドエンドモジュールと、
を備える、プロセス制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、プロセスプラント及びプロセス制御システムに関し、より具体的には、フィールドデバイス、ならびにプロセスプラント及びプロセス制御システムのループのコミッショニングに関する。

【背景技術】

【0002】

物理的材料もしくは製品を製造、精製、変換、生成、または生産するために、化学、石油、工業、または他のプロセスプラントにおいて使用されるような分散型プロセス制御システムは、典型的に、アナログ、デジタル、もしくは複合アナログ／デジタルバスを介して、または無線通信リンクもしくはネットワークを介して、１つ以上のフィールドデバイス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含む。例えば弁、弁ポジショナ、スイッチ、及び伝送器（例えば、温度、圧力、レベル、及び流量センサ）であり得るフィールドデバイスは、プロセス環境内に位置付けられ、一般に、弁の開閉、温度もしくは圧力等のプロセス及び／または環境パラメータの測定等の物理的もしくはプロセス制御機能を行って、プロセスプラントまたはシステム内で実行する１つ以上のプロセスを制御する。広く公知のフィールドバスプロトコルに準拠したフィールドデバイス等のスマートフィールドデバイスは、制御計算、アラーム機能、及び一般にコントローラ内に実装される他の制御機能も行い得る。典型的にプラント環境内にも位置付けられるプロセスコントローラは、フィールドデバイスによって行われるプロセス測定及び／またはフィールドデバイスに関係する他の情報を示す信号を受信し、例えば、プロセス制御の決定を下し、受信した情報に基づいて制御信号を生成し、フィールドデバイス内で行われている制御モジュールまたはブロックと協調する異なる制御モジュール（ＨＡＲＴ（登録商標）、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）、及びＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）フィールドバスフィールドデバイス等）を実行するコントローラアプリケーションを実行する。コントローラ内の制御モジュールは、通信回線またはリンクを通じて制御信号をフィールドデバイスに送り、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して、例えば、プラントまたはシステム内で動作または実行する１つ以上の工業プロセスの少なくとも一部分を制御する。例えば、コントローラ及びフィールドデバイスは、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少なくとも一部分を制御する。典型的にプラント環境内にも位置付けられるＩ／Ｏデバイスは、典型的に、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置され、例えば電気信号をデジタル値に、及びその逆に変換することによって、それらの間の通信を可能にする。本明細書で利用されるとき、フィールドデバイス、コントローラ、及びＩ／Ｏデバイスは、一般に、「プロセス制御デバイス」と称され、また、一般に、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られ、配置され、または設置される。

【0003】

フィールドデバイス及びコントローラからの情報は、通常、オペレータワークステーション、パーソナルコンピュータもしくはコンピューティングデバイス、データヒストリアン、レポート生成器、集中データベース、または典型的により過酷なプラントのフィールド環境の遠隔の制御室に、例えばプロセスプラントのバックエンド環境に配置される他の集中管理コンピューティングデバイス等の、１つ以上の他のハードウェアデバイスへのデータハイウェイもしくは通信ネットワークを通じて利用できるようにされる。これらのハードウェアデバイスの各々は、典型的に、プロセスプラント全体にわたって、またはプロセスプラントの一部分にわたって集中化される。これらのハードウェアデバイスは、例えば、プロセス制御ルーチンの設定変更、コントローラもしくはフィールドデバイス内の制御モジュールの動作の修正、プロセスの現在の状態の確認、フィールドデバイス及びコン
トローラによって生成されるアラームの確認、人員の訓練またはプロセス制御ソフトウェアの試験の目的でのプロセスの動作のシミュレーション、構成データベースの維持及び更新等の、プロセスの制御及び／またはプロセスプラントの動作に関する機能を、オペレータが行うことを可能にすることができる、アプリケーションを実行する。ハードウェアデバイス、コントローラ、及びフィールドデバイスによって利用されるデータハイウェイとしては、有線通信経路、無線通信経路、または有線通信経路及び無線通信経路の組み合わせが挙げられ得る。

【0004】

一例として、Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔによって販売されるＤｅｌｔａＶ（商標）制御システムは、プロセスプラント内の様々な場所に位置付けられる異なるデバイスの内部に記憶され、それによっ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もしくはプラントのバックエンド環境において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存在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、専用の分散型コントローラに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る機能ブロックから構成され、これらの機能ブロックは、オブジェクト指向プログラミングプロトコルにおけるオブジェクトであり、制御スキーム内でそれに対する入力に基づいて機能を行い、制御スキーム内の他の機能ブロックに出力を提供する。構成アプリケーションはまた、構成の設計者が、オペレータにデータを表示するために閲覧アプリケーションによって使用されるオペレータインターフェースを作成または変更することを可能にすること、及びオペレータが、プロセス制御ルーチン内の設定値等の設定を変更することを可能にすることもできる。各専用のコントローラ、及びいくつかの事例において１つ以上のフィールドデバイスは、それらに割り当てられ、ダウンロードされる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し、実行して、実際のプロセス制御機能を実装する。１つ以上のオペレータワークステーション上で（またはオペレータワークステーション及びデータハイウェイと通信可能に接続している１つ以上のリモートコンピューティングデバイス上で）実行することができる閲覧アプリケーションは、データハイウェイを介して、コントローラアプリケーションからデータを受信し、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の設計者、オペレータ、またはユーザに表示し、また、オペレータの画面、エンジニアの画面、及び技術者の画面等の、いくつかの異なる画面のうちのいずれかを提供することができる。データヒストリアンアプリケーションは、典型的に、データハイウェイ全体にわたって提供されるデータの一部または全部を収集し、記憶する、データヒストリアンデバイスに記憶され、それによって実行され、一方で、構成データベースアプリケーションは、データハイウェイに取り付けられるさらなるコンピュータで実行して、現在のプロセス制御ルーチン構成及びそれと関連付けられるデータを記憶することができる。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付けることができる。

【0005】

一般に、プロセスプラントまたはシステムのコミッショニングは、プラントまたはシステムの様々なコンポーネントを、システムまたはプラントを意図するように動作させることができる地点に持ってくることを伴う。一般的に知られているように、物理的プロセス要素（プロセスプラント内のプロセスを制御するために利用される弁、センサ等）は、例えばプラントフロアレイアウト及び／もしくはプロセスレイアウトの配管及び計装図（Ｐ＆ＩＤ）ならびに／または他の計画もしくは「青写真」に従って、プラントのフィールド環境内のそれぞれの場所に設置される。プロセス要素が設置された後には、プロセス要素の少なくとも一部がコミッショニングされる。例えば、フィールドデバイス、サンプリング点、及び／または他の要素は、コミッショニングを受ける。コミッショニングは、典型的に複数の活動または行動を含む、入り組んだ複雑なプロセスである。例えば、コミッショニングは、とりわけ、設置されたプロセス制御デバイス（フィールドデバイス等）及び
その予想される接続の識別を検査または検証すること、プロセス制御システムまたはプラント内のプロセス制御デバイスを一意的に識別するタグを決定し、提供すること、デバイスのパラメータ、限度等の初期値を設定または構成すること、例えばデバイスに提供される信号を操作し、他の試験を行うことによって、様々な条件下で、デバイスの設置、動作、及び挙動の正確性を検証すること、及び他のコミッショニングアクティビティ及びアクション等の、アクションまたはアクティビティを含み得る。コミッショニング中のデバイス検証は、安全性の理由から、ならびに規制及び品質要件に準拠するために重要である。

【0006】

他のコミッショニングアクションまたはアクティビティは、デバイスが含まれるプロセス制御ループ上で行われる。このようなコミッショニングアクションまたはアクティビティは、例えば、いくつか例を挙げれば、相互接続全体にわたって送信される様々な信号が、相互接続の両端において予想される挙動をもたらすことを検証すること、プロセス制御ループに関する完全性検査、プラント内に実装されるデバイスの実際の物理的接続を示すための現況Ｉ／Ｏリストを生成すること、ならびに、他の「設置時の」データを記録することを含む。

【0007】

いくつかのコミッショニング作業のために、ユーザは、様々な目標のプロセス制御デバイス、コンポーネント、及びループにおいてローカルにコミッショニングツール（例えば、ハンドヘルドまたはポータブルコンピューティングデバイス）を利用することができる。いくつかのコミッショニング作業は、プロセス制御システムのオペレータインターフェースにおいて、例えばプロセスプラントのバックエンド環境に含まれるオペレータワークステーションのオペレータインターフェースにおいて行うことができる。

【0008】

典型的に、プロセスプラントのコミッショニングは、プロセスプラントのフィールド環境において設置され、設定され、相互接続される、物理的デバイス、接続、配線等が必要である。プラントのバックエンド環境において（例えば、典型的に制御室の中に、またはプラントのより過酷なフィールド環境から離れた他の場所にある、オペレータワークステーション、パーソナルコンピュータもしくはコンピューティングデバイス、集中データベース、構成ツール等の、集中管理コンピューティングデバイスにおいて）、特に、様々なデバイス、該デバイスの構成、及び該デバイスの相互接続を識別し、及び／または該デバイスをアドレス指定するデータが集積され、検証またはコミッショニングされ、記憶される。このように、物理的ハードウェアが設置され、構成された後に、様々なデバイスが他のデバイスと通信することができるように、識別情報、論理命令、ならびに他の命令及び／またはデータがダウンロードされ、または別様には、フィールド環境内に配置される様々なデバイスに提供される。

【0009】

当然ながら、バックエンド環境において行われるコミッショニング活動に加えて、コミッショニングアクションまたはアクティビティも行われて、個別的及び一体的の両方で、物理的デバイス及び論理的デバイス両方のフィールド環境における接続及び動作の正確性を検証する。例えば、フィールドデバイスは、物理的に設置され、例えば電源オン、電源オフ等が個別に検証され得る。フィールドデバイスの一部は、次いで、コミッショニングツールに物理的に接続することができ、それを介して、シミュレーションされた信号をフィールドデバイスに送信することができ、様々なシミュレーションされた信号に応答するフィールドデバイスの挙動を試験することができる。同様に、その通信ポートがコミッショニングされるフィールドデバイスは、最終的に、端子ブロックに物理的に接続して、端子ブロックとフィールドデバイスとの間の実際の通信を試験することができる。典型的に、フィールド環境におけるフィールドデバイス及び／または他のコンポーネントのコミッショニングは、試験信号及び応答をフィールドデバイス及び他のループコンポーネントの間で通信し、また、結果として生じる検証された挙動を通信することができるように、コンポーネントの識別に関する知識、及びいくつかの事例では、コンポーネントの相互接続
に関する知識を必要とする。現在公知のコミッショニング技術において、このような識別及び相互接続の知識またはデータは、一般に、バックエンド環境によってフィールド環境内のコンポーネントに提供される。例えば、バックエンド環境は、制御モジュールにおいて使用されるフィールドデバイスタグを、実際のプラント動作中に制御モジュールによって制御されるフィールドデバイスにダウンロードする。

【0010】

フィールドデバイスの通信ポートを端子ブロックに、及び最終的には、バックエンド環境内のコントローラに結合することは、一般に、複雑なプロセスである。フィールドデバイスは、フィールドデバイスから受信される信号を、コントローラによって処理することができる信号に翻訳し、かつコントローラから受信される信号を、フィールドデバイスによって処理することができる信号に翻訳する、Ｉ／Ｏカードに結合されなければならない。特定のフィールドデバイスに対応する各Ｉ／Ｏカードの各チャネルは、（Ｉ／Ｏカードによって信号が適切に処理されるように）適切な信号の種類と関連付けられなければならず、Ｉ／Ｏカードは、最終的にＩ／Ｏカードに結合されたフィールドデバイスとの間で信号を受信及び／または送信する、１つまたは複数のコントローラに通信可能に結合されなければならない。

【0011】

特定の領域のための終端ブロックは、典型的に、プロセスプラントの特定の物理的領域から、フィールドデバイスの配線（または接続）の終端点としての役割を果たすが、プロセス制御設備の領域にわたって広がるフィールドデバイスを対応する終端ブロックに連結するために、かなりの量の配線があることが認識されるであろう。終端領域のマーシャリングキャビネットは、フィールドデバイスに結合される通信モジュールと、コントローラに通信可能に結合される１つ以上のＩ／Ｏカードとの間で、信号をマーシャリング、組織化、またはルーティングする、多数の通信モジュールを含む。端子ブロック及び通信モジュールに加えて、マーシャリングキャビネットはまた、電力をＩ／Ｏカード及び通信モジュールに供給するための電力プロビジョニング、マーシャリングキャビネット内のコンポーネントが過熱するのを防ぐための電力消散機構（例えば、ヒートシンク、ファン等）、フィールドデバイスから入ってくる全ての配線、及びその配線が扱い難くなることを防ぐための様々な解決策も含む。

【発明の概要】

【0012】

分散型マーシャリングアーキテクチャをプロセス制御プラントに実装するための技術、システム、装置、コンポーネント、デバイス、及び方法を本明細書で開示する。本技術、システム、装置、コンポーネント、デバイス、及び方法は、工業プロセス制御システム、環境、及び／またはプラントに適用することができ、これらは、本明細書において、互換的に「工業制御」、「プロセス制御」、「プロセス」システム、環境、及び／またはプラントと称される。典型的に、そのようなシステム及びプラントは、物理的原材料を製造、精製、または変換して製品を生成または生産するように動作する１つ以上のプロセス（本明細書において、「工業プロセス」とも称される）の分散方式における制御を提供する。

【0013】

分散型マーシャリングアーキテクチャは、電子マーシャリング（フィールドデバイスのＩ／Ｏカード、コントローラへの通信可能な接続）の少なくともいくつかの部分を、以前のシステムが許容するよりも広く分散させることを可能にする、様々な技術、システム、装置、コンポーネント、及び／または方法を含む。分散型マーシャリングは、例えば、プロセス制御システム及び／またはそれらのそれぞれの安全計装システム（ＳＩＳ）（例えば、スタンドアロンまたは統合安全システム（ＩＣＳＳ））の様々な部分を、大幅に短い配線、より少ない電力プロビジョニング要件、より少ない熱放散要件、及び一般に、より大きい柔軟性で、Ｉ／Ｏカード及びコントローラに通信可能に結合することを可能にする。

【0014】

例えば、分散型マーシャリングは、フィールドデバイスを、短い配線によってローカルのマーシャリングモジュールに通信可能に結合することを可能にし、これが次に、高速ネットワーキング接続を介して、互いに及びヘッドエンドユニットに結合され、これが次に、Ｉ／Ｏカード及びコントローラに結合される。このように、特に、多数のフィールドデバイス間の長い配線のルーティング、プロセスプラントの物理的領域にわたる広がり、全ての配線が終端される集中マーシャリングキャビネットに関しては、フィールド環境の物理的コンポーネントのローカルコミッショニングアクティビティのかなりの部分を省くことができる。同様に、集中マーシャリングキャビネットのための電力プロビジョニング及び熱放散コンポーネントの設計及び設置も省くことができる。

【0015】

プロセスプラント内のプロセスを制御するように動作するプロセス制御システムは、複数のプロセス制御フィールドデバイスと、複数のプロセス制御フィールドデバイスに通信可能に結合される入力／出力（Ｉ／Ｏ）カードと、Ｉ／Ｏカードに通信可能に結合され、Ｉ／Ｏカードを介して、複数のプロセス制御フィールドデバイスからデータを受信し、同じくＩ／Ｏカードを介して、制御信号をプロセス制御フィールドデバイスの１つ以上に送信するように動作して、プロセスの動作を制御する、コントローラとを含む。プロセス制御システムはまた、分散型マーシャリングモジュールも含み、該分散型マーシャリングモジュールは、一対の通信ポートと、１つ以上の電子マーシャリングコンポーネントスロットであって、少なくとも１つの電子マーシャリングコンポーネントスロットが、その中に配置される電子マーシャリングコンポーネントを有する、１つ以上の電子マーシャリングコンポーネントスロットと、１つ以上の電子マーシャリングコンポーネントスロットの各々に対応するそれぞれの端子ブロックであって、少なくとも１つの電子マーシャリングコンポーネントスロットのための端子ブロックが複数のフィールドデバイスのうちの１つに通信可能に結合される、端子ブロックとを含む。一対の通信ポートに結合されるマイクロプロセッサも分散型マーシャリングモジュールに含まれる。本システムは、ヘッドエンドモジュールをさらに含む。ヘッドエンドモジュールは、Ｉ／Ｏカードにヘッドエンドモジュールを結合する第１の通信ポートと、分散型マーシャリングモジュールに通信可能に結合される一対の第２の通信ポートと、一対の第２の通信ポートを介して、マイクロプロセッサによって受信される情報を記憶するデータベースがその中に記憶されるメモリデバイスと、メモリデバイスに結合されるマイクロプロセッサとを有する。マイクロプロセッサは、一対の第２の通信ポートを介して、データを受信及び送信し、受信したデータをメモリデバイスに記憶し、メモリデバイスからデータを取り出し、Ｉ／Ｏカードを介して、取り出したデータをコントローラに伝送するように構成される。

【0016】

プロセスプラント内のフィールドデバイスをプロセスプラントのコントローラに結合するための分散型マーシャリングモジュールは、一対の通信ポートを含む。第１の数の電子マーシャリングコンポーネントスロットが、分散型マーシャリングモジュールに配置され、また、第１の数に等しい第２の数の端子ブロックも含み、各端子ブロックは、電子マーシャリングコンポーネントスロットの１つと通信可能に接続しており、また、フィールドデバイスのそれぞれ１つに通信可能に接続されるように構成される。さらにまた、分散型マーシャリングモジュールは、電子マーシャリングコンポーネントスロットに配置される、第１の数以下である第３の数の電子マーシャリングコンポーネントであって、電子マーシャリングコンポーネントの各々が、フィールドデバイスのそれぞれ１つから信号を受信し、受信した信号をＩ／Ｏカードと互換の形式に変換するように構成される、電子マーシャリングコンポーネントと、一対の通信ポートに結合されるマイクロプロセッサとを含む。

【0017】

プロセスプラント内のフィールドデバイスをプロセスプラント内のコントローラに結合するためのヘッドエンドモジュールは、ヘッドエンドモジュールを第１の分散型マーシャリングモジュール、第１のリングアーキテクチャの第１の分散型マーシャリングモジュー
ル部分に通信可能に接続する第１の通信ポートを含む。また、ヘッドエンドモジュールを第２の分散型マーシャリングモジュール、第１のリングアーキテクチャの第２の分散型マーシャリングモジュールに通信可能に接続する第２の通信ポートも、ヘッドエンドモジュールの一部である。さらに、ヘッドエンドモジュールは、ヘッドエンドモジュールをＩ／Ｏカードに通信可能に接続し、これが次に、Ｉ／Ｏカードをコントローラに通信可能に接続する、第３の通信ポートを含む。さらにまた、ヘッドエンドモジュールは、メモリデバイス、及びメモリデバイスに結合されるマイクロプロセッサを含む。第１及び第２の通信ポートの一方または両方を介して、第１及び第２の分散型マーシャリングモジュールに結合されるフィールドデバイスから第１のデータを受信し、受信した第１のデータをメモリデバイスに配置されたデータベースに記憶し、データベースから、受信した第１のデータを取り出し、Ｉ／Ｏカードを介して、取り出した第１のデータをコントローラに伝送し、Ｉ／Ｏカードを介して、コントローラから第２のデータを受信し、第１及び第２の通信ポートの一方または両方を介して、第２のデータをフィールドデバイスの指定されたものに伝送するように構成される。

【0018】

４１．プロセスプラント内のフィールドデバイスからプロセスプラント内のコントローラにデータを通信する方法は、端子ブロックにおいて、フィールドデバイスからデータを表現する信号を受信することを含む。本方法は、端子ブロックに通信可能に接続された電子マーシャリングコンポーネントにおいて、受信した信号を第２の信号に変換することと、電子マーシャリングコンポーネントから第２の信号を登録することとをさらに含む。本方法はまた、第１の通信ポートまたは第２の通信ポートのいずれかを介して、登録した第２の信号を示す信号を、マイクロプロセッサから、マイクロプロセッサ及び電子マーシャリングコンポーネントから遠隔のヘッドエンドモジュールに伝送することも含む。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本明細書で説明される分散型マーシャリングアーキテクチャを少なくともその一部分が実装する、例示的なシステムプロセスプラントを図示するブロック図である。

【図2A】図１のプロセスプラントに含まれ得る、及び分散型マーシャリングアーキテクチャを使用して少なくとも部分的に実装され得る、例示的な制御ループのブロック図である。

【図2B】図１のプロセスプラントに含まれ得る、電子マーシャリングブロックまたは装置の例示的なアーキテクチャを図示する図である。

【図2C】図１のプロセスプラントに含まれ得る、及び分散型マーシャリングアーキテクチャを利用して少なくとも部分的にコミッショニングされ得る、例示的なループの一実現形態のブロック図である。

【図2D】図１のプロセスプラントに含まれ得る、及び分散型マーシャリングアーキテクチャを利用して少なくとも部分的にコミッショニングされ得る、例示的なループの別の実現形態のブロック図である。

【図2E】図１のプロセスプラントに含まれ得る、及び分散型マーシャリングアーキテクチャを利用して少なくとも部分的にコミッショニングされ得る、例示的なループのさらに別の実現形態のブロック図である。

【図2F】分散型マーシャリングアーキテクチャを実装する制御ループの様々な接続要素を表すブロック図である。

【図2G】分散型マーシャリングアーキテクチャのいくつかの可能な実施形態を図示するブロック図である。

【図3】分散型マーシャリングアーキテクチャの一実施形態による、Ｉ／Ｏヘッドエンドのブロック図である。

【図4】分散型マーシャリングアーキテクチャの実施形態による、分散型マーシャリングモジュールのブロック図である。

【図5】図１のプロセス制御システム内に実装され得る、例示的な分散型マーシャリングアーキテクチャを表す図である。

【図6】図１のプロセス制御システム内に実装され得る、別の例示的な分散型マーシャリングアーキテクチャを表す図である。

【図7】図１のプロセス制御システム内に実装され得る、分散型マーシャリングアーキテクチャのさらに別の実現形態を表す図である。

【図8】図１のプロセス制御システム内に実装され得る、分散型マーシャリングアーキテクチャのさらなる実現形態を表す図である。

【図9】図１のプロセス制御システム内に実装され得る、分散型マーシャリングアーキテクチャのさらなる実現形態を表す図である。

【図10】説明される実施形態に従ってフィールドデバイスからコントローラにデータを通信する方法を表す流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

上で論じたように、オンラインであるときに、リアルタイムで１つ以上の工業プロセスを制御するように動作するプロセスプラント、プロセス制御システム、またはプロセス制御環境は、本明細書で説明される新規な技術、システム、装置、コンポーネント、デバイス、及び／または方法のうちの１つ以上を利用して、コミッショニング中に通信可能に接続することができる。プロセスプラントは、オンラインでコミッショニングされ、動作するとき、プロセス制御システムと協調して物理的機能を行って、プロセスプラント内で実行する１つ以上のプロセスを制御する、１つ以上の有線もしくは無線プロセス制御デバイス、コンポーネント、または要素を含む。プロセスプラント及び／またはプロセス制御システムは、例えば、１つ以上の有線通信ネットワーク及び１つ以上の無線通信ネットワークを含み得る。加えて、プロセスプラントまたは制御システムは、連続データベース、バッチデータベース、資産管理データベース、ヒストリアンデータベース、及び他の種類のデータベース等の、集中データベースを含み得る。

【0021】

例示のために、図１は、本明細書で説明される技術及び装置の任意の１つ以上を使用することによって少なくともその一部分がコミッショニングされた、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、フィールドデバイスによって作成されたプロセス測定値を示す信号を受信し、この情報を処理して制御ルーチンを実装し、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通じて他のフィールドデバイスに送信されてプラント５内のプロセスの動作を制御する制御信号を生成する、１つ以上のプロセスコントローラを含む。典型的に、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、弁の開閉、温度の上昇または下降、測定値の取得、状態の感知等）を行って、プロセスの動作を制御する。いくつかの種類のフィールドデバイスは、Ｉ／Ｏデバイスを使用することによっ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、及びＩ／Ｏデバイスは、有線または無線とすることができ、任意の数及び組み合わせの有線及び無線プロセスコントローラ、フィールドデバイス、及びＩ／Ｏデバイスを、プロセスプラント環境またはシステム５に含むことができる。

【0022】

例えば、図１は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）カード２６及び２８を介して、有線フィールドデバイス１５～２２に、ならびにヘッドエンドユニット２９に通信可能に接続されたＩ／Ｏカード３１によって有線フィールドデバイス２３ａ～ｃ及び２４ａ～ｃに通信可能に接続される、プロセスコントローラ１１を図示する。コントローラ１１は、無線ゲートウェイ３５及びプロセス制御データハイウェイまたはバックボーン１０を介して、無線フィールドデバイス４０～４６に通信可能に接続される。プロセス制御データハイウェイ１０は、１つ以上の有線及び／または無線通信リンクを含むことができ、また、例えばイーサネットプロトコル等の、任意の所望のまたは適切なまたは通信プロトコルを使用して実装することができる。いくつかの構成において（図示せず）、コントローラ１１は、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、モバイル通信プロトコル（例えば、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ、もしくは他のＩＴＵ－Ｒ対応プロトコル）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＨＡＲＴ（登録商標）、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）フィールドバス等をサポートする、任意の数の他の有線または無線通信リンクの使用等によって、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無線ゲートウェイ３５に通信可能に接続される。

【0023】

コントローラ１１は、一例として、Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔによって販売されている、ＤｅｌｔａＶ（商標）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及び４０～４６のうちの少なくともいくつかを使用して、バッチプロセスまたは連続プロセスを実施するように動作させることができる。一実施形態において、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、及び／またはＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）フィールドバスプロトコル、ＨＡＲＴ（登録商標）プロトコル、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）プロトコル等の任意のスマート通信プロトコルと関連付けられる、任意の所望のハードウェア及びソフトウェアを使用して、フィールドデバイス１５～２２及び４０～４６のうちの少なくともいくつかにも通信可能に接続される。図１において、コントローラ１１、フィールドデバイス１５～２２及び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。当然ながら、有線フィールドデバイス１５～２２及び無線フィールドデバイス４０～４６は、将来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等の、任意の他の所望の規格（複数可）またはプロトコルに準拠させることができる。

【0024】

図１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内に記憶される）を実装または監督するプロセッサ３０を含む。プロセッサ３０は、フィールドデバイス１５～２２及び４０～４６と、ならびにコントローラ１１に通信可能に接続される他のノードと通信するように構成される。本明細書で説明される任意の制御ルーチンまたはモジュールは、所望に応じて、その一部が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れ得ることに留意されたい。同様に、プロセス制御システム５内に実装される、本明細書で説明される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、ハードウェア等を含む、任意の形態をとり得る。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、ファンクションブロックダイアグラムを使用すること、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すること等によって、任意の所望のソフトウェアの形式で実装することができる。制御ルーチン３８は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）またはリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）等の、任意の所望の種類のメモリ３２に記憶することができる。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もしくはファームウェア要素にハードコードすることができる。したがって、コントローラ１１は、任意の所望の様式で制御ストラテジまたは制御ルーチンを実装するように構成することができる。

【0025】

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ストラテジを実装し、各機能ブロックは、全体的な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、また、（リンクと呼ばれる通信を介して）他の機能ブロックと共に動作して、プロセス制御システム５内でプロセス制御ループを実施する。制御ベースの機能ブロックは、典型的に、伝送器、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等の入力機能、ＰＩＤ、ファジー論理等の制御を行う制御
ルーチンと関連付けられるもの等の制御機能、または弁等のいくつ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内のいくつかの物理的機能を行う出力機能、のうちの１つを行う。当然ながら、ハイブリッド及び他の種類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に記憶され、それによって実行することができ、これは典型的に、これらの機能ブロックが、標準的な４～２０ｍＡデバイス、及びＨＡＲＴ（登録商標）デバイス等のある種類のスマートフィールドデバイスに使用されるときに、または該デバイスと関連付けられるときに当てはまり、または機能ブロックは、フィールドデバイス自体に記憶され、それによって実装することができ、これは、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）フィールドバスデバイスの場合に当てはまり得る。コントローラ１１は、１つ以上の制御ループを実装することができ、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つ以上の制御ルーチン３８を含むことができる。

【0026】

有線フィールドデバイス１５～２２は、センサ、弁、伝送器、ポジショナ等の任意の種類のデバイスとすることができ、一方で、Ｉ／Ｏカード２６及び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準拠する、任意の種類のＩ／Ｏデバイスとすることができる。図１において、フィールドデバイス１５～１８は、アナログ回線または複合アナログ／デジタル回線を通じてＩ／Ｏカード２６に通信する、標準的な４～２０ｍＡデバイスまたはＨＡＲＴ（登録商標）デバイスであり、一方で、フィールドデバイス１９～２２は、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）フィールドバス通信プロトコルを使用して、デジタルバスを通じてＩ／Ｏカード２８に通信する、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）フィールドバスフィールドデバイス等のスマートデバイスである。しかし、いくつかの実施形態において、有線フィールドデバイス１５、１６、及び１８～２１のうちの少なくともいくつか、ならびに／またはＩ／Ｏカード２６、２８のうちの少なくともいくつかは、追加的または代替的に、プロセス制御データハイウェイ１０を使用して、及び／または他の好適な制御システムプロトコル（例えば、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ、Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎフィールドバス、ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ、Ｍｏｄｂｕｓ、ＨＡＲＴ等）を使用することによって、コントローラ１１と通信する。

【0027】

同時に、有線フィールドデバイス２３ａ～ｃ及び２４ａ～ｃは、センサ、弁、伝送器、ポジショナ等を含む、任意の種類のデバイスとすることができ、また、アナログ及び／またはデジタル信号を使用して、Ｉ／Ｏカード３１と通信することができ、該Ｉ／Ｏカードは、下で説明されるように、フィールドデバイスによって使用される信号とＩ／Ｏカード３１と互換の信号との間で信号を変換する電子マーシャリングコンポーネント（図１には示さず）によって、任意の種類のフィールドデバイスに結合することができる。フィールドデバイス２３ａ～２３ｃの各々は、ローカル分散型マーシャリングモジュール２５に結合され、一方で、フィールドデバイス２４ａ～２４ｃの各々は、ローカル分散型マーシャリングモジュール２７に結合される。分散型マーシャリングモジュール２５、２７は、それぞれの分散型マーシャリングモジュールに結合されるフィールドデバイス２３ａ～ｃ、２４ａ～ｃの各々について、電子マーシャリングコンポーネントを携持する。分散型マーシャリングモジュール２５、２７の各々は、図１において、そこに結合される３つのフィールドデバイス２３ａ～ｃ、２４ａ～ｃを有するように表されているが、残りの説明を通して、分散型マーシャリングモジュール２５、２７の各々が、任意の数の対応するフィールドデバイスをサポートする任意の数の電子マーシャリングコンポーネントを携持し得ることは明らかであろう。分散型マーシャリングモジュール２５、２７は、リングアーキテクチャを有するネットワーク３３を介して、ヘッドエンドユニット２９と通信し、ヘッドエンドユニット２９は、データをＩ／Ｏカード３１に、最終的にコントローラ１１に搬送する。

【0028】

図１において、無線フィールドデバイス４０～４６は、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）プロトコル等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、１つ以上の他のデバイスと、または（例えば、この無線プロトコルまたは別の無線プロトコルを使用して）同じく無線で通信するように構成される、無線ネットワーク７０の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を利用することができる。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。具体的には、無線ゲートウェイ３５は、無線デバイス４０～５８と、有線デバイス１１～２８と、及び／またはプロセス制御プラント５の他のノードもしくはデバイスとの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、及び／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ことができる。

【0029】

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を、例えば弁の開閉またはプロセスパラメータの測定値の取得を行う。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る。したがって、無線ネットワーク７０の無線フィールドデバイス４０～４６、無線ゲートウェイ３５、及び他の無線ノード５２～５８は、無線通信パケットの生産者かつ消費者である。

【0030】

プロセスプラント５のいくつかの構成において、無線ネットワーク７０は、非無線デバイスを含む。例えば、図１において、図１のフィールドデバイス４８は、レガシーである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及び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等の無線プロトコルをサポートし、また、Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ（登録商標）フィールドバス、ＰＲＯＦＩＢＵＳ、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ等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、いくつかの構成において、無線ネットワーク７０は、１つ以上のネットワークアクセスポイント５５ａ、５５ｂを含み、これらは、無線ゲートウェイ３５と有線通信する別個の物理的デバイスとすることができ、または一体型デバイスとして無線ゲートウェイ３５を備えることができる。無線ネットワーク７０はまた、無線通信ネットワーク７０内の一方の無線デバイスからもう一方の無線デバイスにパケットを転送するために、１つ以上のルータ５８も含むことができる。図１において、無線デバイス４０～４６及び５２～５８は、無線通信ネットワーク７０の無線リンク６０を通じて、及び／またはプロセス制御データハイウェイ１０を介して、互いに及び無線ゲートウェイ３５と通信する。

【0031】

図１において、プロセス制御システム５は、データハイウェイ１０に通信可能に接続される、１つ以上のオペレータワークステーション７１を含む。オペレータワークステーション７１を介して、オペレータは、プロセスプラント５のランタイム動作を確認し、監視することができ、ならびに任意の診断アクション、補正アクション、保守アクション、及び／または必要とされ得る他のアクションを行うことができる。オペレータワークステーション７１の少なくともいくつかは、プラント５内の、またはその近くの様々な保護された領域に位置付けることができ、いくつかの状況では、オペレータワークステーション７１の少なくともいくつかは、遠隔に位置付けることができるが、それでも、プラント５と通信可能な接続状態である。オペレータワークステーション７１は、有線または無線のコンピューティングデバイスとすることができる。

【0032】

例示的なプロセス制御システム５は、構成アプリケーション７２ａ及び構成データベース７２ｂを含むようにさらに図示され、その各々はまた、データハイウェイ１０に通信可能に接続される。上で論じたように、構成アプリケーション７２ａの様々な事例は、１つ以上のコンピューティングデバイス（図示せず）上で実行して、ユーザが、データハイウェイ１０を介して、プロセス制御モジュールを作成または変更し、これらのモジュールをコントローラ１１にダウンロードすることを可能にし、ならびに、ユーザが、オペレータがプロセス制御ルーチン内のデータを確認し、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作成または変更することを可能にする。構成データベース７２ｂは、作成した（例えば、構成した）モジュール及び／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及び構成データベース７２ｂは、集中化され、プロセス制御システム５に対する一体的な論理的外観を有するが、構成アプリケーション７２ａの複数の事例は、プロセス制御システム５内で同時に実行することができ、構成データベース７２ｂは、複数の物理的データ記憶デバイスにわたって実装することができる。故に、構成アプリケーション７２ａ、構成データベース７２ｂ、及びそれらへのユーザインターフェース（図示せず）は、制御及び／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を備える。典型的に、必ずしもそうではないが、構成システム７２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、構成システム７２のユーザインターフェースが構成及び開発エンジニアによって利用されるので、オペレータワークステーション７１と異なるのに対して、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のリアルタイムの動作中（本明細書では、互換的にプロセスプラント５の「ランタイム」動作とも称される）に、オペレータによって利用される。

【0033】

例示的なプロセス制御システム５は、データヒストリアンアプリケーション７３ａ及びデータヒストリアンデータベース７３ｂを含み、その各々はまた、データハイウェイ１０に通信可能に接続される。データヒストリアンアプリケーション７３ａは、データハイウェイ１０にわたって提供されるデータの一部または全部を収集するように、及び長期記憶のために、データをヒストリアンデータベース７３ｂにおいて履歴化または記憶するように動作する。構成アプリケーション７２ａ及び構成データベース７２ｂと同様に、データヒストリアンアプリケーション７３ａ及びヒストリアンデータベース７３ｂは、集中化され、プロセス制御システム５に対して一体的な論理的外観を有するが、データヒストリアンアプリケーション７３ａの複数の事例は、プロセス制御システム５内で同時に実行することができ、データヒストリアン７３ｂは、複数の物理的データ記憶デバイスにわたって実装することができる。

【0034】

いくつかの構成において、プロセス制御システム５は、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、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）もしくは他のＩＴＵ－Ｒ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ
Ｒａｄｉｏ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ）互換のプロトコル等のモバイル通信プロトコル、近距離無線通信（ＮＦＣ）及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等の短波長無線通信、または他の無線通信プロトコルといった、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を含む。典型的に、そのような無線アクセスポイント７４は、ハンドヘルドまたは他のポータブル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イスデバイス７５）が、無線ネットワーク７０と異なり、かつ無線ネットワーク７０と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通じた通信を可能にする。例えば、無線またはポータブルユーザインターフェイスデバイス７５は、プロセスプラント５内のオペレータ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設備（例えば、オペレータ
ワークステーション７１の一事例）とすることができる。いくつかのシナリオにおいて、ポータブル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。

【0035】

いくつかの構成においては、プロセス制御システム５は、直近の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を含む。典型的に、こ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運用される情報の需要者または供給者である。例えば、プロセス制御プラント５は、直近のプロセスプラント５と別のプロセスプラントとを通信可能に接続するために、ゲートウェイノード７６を含むことができる。加えて、または代替的に、プロセス制御プラント５は、直近のプロセスプラント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データベース、マテリアルハンドリングシステム、保守管理システム、製品在庫制御システム、生産スケジューリングシステム、気象データシステム、出荷及び取扱システム、包装システム、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等の、外部のパブリックシステムまたはプライベートシステムと通信可能に接続するために、ゲートウェイノード７８を含むことができる。

【0036】

図１は、プロセスプラント５内に含まれる、有限数のフィールドデバイス１５～２２及び４０～４６、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、ならびに無線プロセス制御通信ネットワーク７０を伴う、単一のコントローラ１１を図示するだけであるが、これは、例示的かつ非限定的な実施形態に過ぎないことに留意されたい。任意の数のコントローラ１１を、プロセス制御プラントまたはシステム５に含むことができ、コントローラ１１のいずれかが、任意の数の有線または無線デバイス及びネットワーク１５～２２、４０～４６、３５、５２、５５、５８、及び７０と通信して、プラント５内のプロセスを制御することができる。例えば、プロセスプラント５は、様々な物理的領域を含むことができ、各々が、その物理領域内に、関連付けられた一組のフィールドデバイス及びネットワーク１５～２２、４０～４６、３５、５２、５５、５８、及び７０と（追加的なＩ／Ｏカード２６、２８を介して）通信する、関連付けられた１つ以上のコントローラ１１を有する。

【0037】

さらに、図１のプロセスプラントまたは制御システム５は、データハイウェイ１０によって通信可能に接続される、フィールド環境１２２（例えば、「プロセスプラントフロア１２２」）及びバックエンド環境１２５を含むことに留意されたい。図１に示されるように、フィールド環境１２２は、その中に配置され、設置され、相互接続されて、ランタイム中にプロセスを制御する、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、ネットワーク要素等）を含む。例えば、コントローラ１１、Ｉ／Ｏカード２６、２８、フィールドデバイス１５～２２、ならびに他のデバイス及びネットワークコンポーネント４０～４６、３５、５２、５５、５８、及び７０は、プロセスプラント５のフィールド環境１２２内に位置付けられ、配置され、または別様には含まれる。全般的に言えば、プロセスプラント５のフィールド環境１２２において、原材料は、該フィールド環境内に配置される物理的コンポーネントを使用して受容され、処理されて、１つ以上の製品を生成する。

【0038】

プロセスプラント５のバックエンド環境１２５は、フィールド環境１２２の苛酷な状態及び材料から遮蔽及び／または保護される、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等の様々なコンポーネントを含む。図１を参照すると、バックエンド環境１２５は、例えば、オペレータワークステーション７１、制御モジュール及びその他実行可能なモジュールのための構成または開発システ
ム７２、データヒストリアンシステム７３、ならびに／またはプロセスプラント５のランタイム動作をサポートする他の集中管理システム、コンピューティングデバイス、及び／もしくは機能を含む。いくつかの構成において、プロセスプラント５のバックエンド環境１２５内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、ならびに他のコンポーネント及び装置は、異なる物理的な場所に物理的に位置付けることができ、このうちのいくつかをプロセスプラント５に対して局所とすることができ、また、このうちのいくつかを遠隔とすることができる。

【0039】

図２Ａ～２Ｇは、一般に、Ｉ／Ｏカード２６、２８及びフィールドデバイス１５～２２に対応する、通信アーキテクチャの非分散部分を説明するが、後で明らかになるように、図２Ａ～２Ｇに関して説明される概念は、主として、アーキテクチャの分散部分に拡張することができる。図２Ａは、スマートまたはインテリジェントフィールドデバイス１０２ａが含まれ、また、本明細書で説明される技術の任意の１つ以上を使用してコミッショニングされ得る、例示的な制御ループ１００ａの例示的なアーキテクチャを表すブロック図を含む。一般に、本明細書で使用するときに、「スマート」または「インテリジェント」フィールドデバイスは、１つ以上のプロセッサ及び１つ以上のメモリを一体的に含む、フィールドデバイスである。一方で、本明細書で使用するときに、「ダム（ｄｕｍｂ）」または「レガシー」フィールドデバイスは、オンボードプロセッサ（複数可）及び／またはオンボードメモリを含まない。

【0040】

ループ１００ａは、プロセスプラントのランタイム動作中にその中のプロセスを制御する際に利用されるように、プロセスプラントの中に一体化する、または組み込むことができる。例えば、ループ１００ａは、プロセスプラント５のフィールド環境１２２内に設置または配置することができる。

【0041】

図２Ａに示される例示的なプロセス制御ループ１００ａ内で、スマートまたはインテリジェントフィールドデバイス１０２ａは、電子マーシャリングデバイスまたはコンポーネント（ＥＭＣ）１１０ａ（例えば、Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔによって提供されるＣＨＡＲａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ＭｏｄｕｌｅまたはＣＨＡＲＭ）に（例えば、有線または無線方式で）通信可能に接続される。ＥＭＣ１１０ａは、Ｉ／Ｏ端子ブロック１０５ａに通信可能に接続され（１１２ａ）、これが次に、Ｉ／Ｏカード１０８ａに通信可能に接続される。Ｉ／Ｏカード１０８ａは、コントローラ１２０ａに通信可能に接続され（１１８ａ）、これが次に、プロセスプラント５のバックエンド環境１２５に通信可能に接続される（１２１ａ）。プロセスプラント５のオンライン動作中に、プロセスコントローラ１２０ａは、スマートフィールドデバイス１０２ａによって生成される信号のデジタル値を受信し、受信した値で動作して、プラント５内のプロセスを制御し、及び／または信号を送信して、フィールドデバイス１０２ａの動作を変更させる。加えて、コントローラ１２０ａは、通信可能な接続１２１ａを介して、バックエンド環境１２５に情報を送信し、そこから情報を受信することができる。

【0042】

図２Ａにおいて、電子マーシャリングコンポーネント１１０ａ、Ｉ／Ｏ端子ブロック１０５ａ、及びＩ／Ｏカード１０８ａは、（Ｉ／Ｏキャビネット等の）キャビネットまたはハウジング１１５ａ内に一緒に位置付けられるように表され、該キャビネットは、バス、バックプレーン、または他の適切な相互接続機構を介して、キャビネット１１５ａ内に収容される電子マーシャリングコンポーネント１１０ａ、Ｉ／Ｏ端子ブロック１０５ａ、及びＩ／Ｏカード１０８ａ、ならびに／または他のコンポーネントを電気的に相互接続する。当然ながら、図２Ａに表されるような、キャビネット１１５ａ内の電子マーシャリングコンポーネント１１０ａ、Ｉ／Ｏ端子ブロック１０５ａ、及びＩ／Ｏカード１０８ａの筐体は、数多くの可能なハウジング構成のうちの１つに過ぎない。

【0043】

特に電子マーシャリングコンポーネント１１０ａに関して、図２Ｂは、図２Ａに示されるＥＭＣ１１０ａをサポートする例示的な電子マーシャリングブロックまたは装置１４０の斜視図を図示し、したがって、同時に図２Ａを参照して下で論じられる。図２Ｂにおいて、電子マーシャリングブロックまたは装置１４０は、（例えば、図２Ａに示される、有線または無線接続１１８ａを介して）プロセスコントローラ１２０ａを接続することができる１つ以上のＥＭＣ Ｉ／Ｏカード１４５をサポートする、Ｉ／Ｏカードキャリア１４２を含む。加えて、電子マーシャリングブロックまたは装置１４０は、Ｉ／Ｏカードキャリア１４２に（したがって、ＥＭＣ Ｉ／Ｏカード１４５に）通信可能に接続し、複数の個別に構成可能なチャネルをサポートする、１つ以上の電子マーシャリングモジュール１４８を含む。各チャネルは、ＥＭＣスロット１４９ａに結合される、ＥＭＣ端子ブロック１５０の専用端子に対応し、該ＥＭＣスロットでは、ＥＭＣ１１０ａを確実に受容し、電気的に接続することができ、それによって、コントローラ１２０ａによってフィールドデバイス１０２ａ及びコントローラ１２０ａを電子的にマーシャリングする。例えば、Ｉ／Ｏ端子ブロック１０５ａは、ＥＭＣスロット１４９ａに結合される、ＥＭＣ端子ブロック１５０であり、該ＥＭＣスロットでは、ＥＭＣ１１０ａ及び１５２が受容され、Ｉ／Ｏカード１０８ａは、ＥＭＣ端子ブロック１５０に対応し、コントローラ１２０ａが接続される（１１８ａ）、ＥＭＣ Ｉ／Ｏカード１４５である。図２Ｂはまた、それぞれのＥＭＣ端子ブロック１５０によって受容されており、また、プロセスプラント５のフィールド環境１２２内の他のそれぞれのデバイスに接続され得る、他のＥＭＣ１５２も示す。

【0044】

図２Ｂに表されるように、実施形態では、一対の冗長なＩ／Ｏカード１４５（主Ｉ／Ｏカード１０８ａ及び副Ｉ／Ｏカード１０８ａ’）が嵌入されて、冗長なＩ／Ｏカード１０８ａ、１０８ａ’のうちの１つが故障した場合に、フォールトトレラント動作を提供する。このような故障、例えば一次Ｉ／Ｏカード１０８ａの故障の場合、冗長なＩ／Ｏカード１０８ａ、１０８ａ’のうちの残りの１つ（例えば、副Ｉ／Ｏカード１０８ａ’）が制御を引き継ぎ、通常ならば故障したＩ／Ｏカードによって行われていた、同じ動作を制御行う。

【0045】

図２Ｂを参照して明らかになるように、各電子マーシャリングモジュール１４８は、その各々が個々のＥＭＣに対応する、複数の構成可能なチャネルをサポートする。このような構成は、図２Ｃに表される。図２Ｃは、多数のフィールドデバイス１０２ａ～１０２ｌを表す。フィールドデバイス１０２ａ～１０２ｌの各々は、対応する電子マーシャリングコンポーネント１１０ａ～１１０ｌに（例えば、有線または無線方式で）通信可能に接続される。電子マーシャリングコンポーネント１１０ａ～１１０ｌの各々は、（図２Ｂにおいて、ＥＭＣ１１０ａ及び他のＥＭＣ１５２が、全て端子ブロック１５０に結合されるのと同様に）同じＩ／Ｏ端子ブロックに通信可能に接続され（１１２ａ～１１２ｌ）、これが次に、冗長なＩ／Ｏカード１０８ａ、１０８ａ’に通信可能に結合される。冗長なＩ／Ｏカード１０８ａ、１０８ａ’は、コントローラ１２０ａに通信可能に接続され（１１８ａ）、これが次に、プロセスプラント５のバックエンド環境１２５に通信可能に接続される（１２１ａ）。電子マーシャリングコンポーネント１１０ａ～ｌ、Ｉ／Ｏ端子ブロック１５０、及び冗長なＩ／Ｏカード１０８ａ、１０８ａ’は、全てをキャビネット１１５ａに封入することができる。図２Ｃに表される実施形態において、Ｉ／Ｏ端子ブロック１０５ａは、１２個の電子マーシャリングコンポーネント（例えば、１１０ａ～ｌ）をサポートするが、Ｉ／Ｏ端子ブロック１０５ａは、様々な実施形態において、より少ない、またはより多い電子マーシャリングコンポーネントをサポートすることができる。加えて、Ｉ／Ｏ端子ブロック１０５ａがサポートするよりも少ない電子マーシャリングコンポーネントを、Ｉ／Ｏ端子ブロック１０５ａに接続することができる。例えば、Ｉ／Ｏ端子ブロック１０５ａは、１６個の電子マーシャリングコンポーネントをサポートすることができるが、特定の時間に、１５個、１２個、１０個、７個、さらには１個の電子マーシャリングコンポーネントに接続することができる。

【0046】

図２Ｄは、別の実施形態を表す。図２Ｂから直ちに明らかにならないが、Ｉ／Ｏカードキャリア１４２の各々は、追加的なＩ／Ｏチャネルのサポートを提供するために、ＥＭＣ端子ブロック１５０によって、電子マーシャリングモジュール１４８の複数のものをサポートすることができる。図２Ｄは、第１の多数のフィールドデバイス１０２ａ～１０２ｌ、及び第２の多数のフィールドデバイス１０２ｍ～１０２ｘを表す。フィールドデバイス１０２ａ～１０２ｘの各々は、対応する電子マーシャリングコンポーネント１１０ａ～１１０ｘに（例えば、有線または無線方式で）通信可能に接続される。第１の多数のフィールドデバイス１０２ａ～１０２ｌに対応する電子マーシャリングコンポーネント１１０ａ～１１０ｌの各々は、第１のＩ／Ｏ端子ブロック１０５ａに通信可能に接続される（１１２ａ～１１２ｌ）。同時に、第２の多数のフィールドデバイス１０２ｍ～１０２ｘに対応する電子マーシャリングコンポーネント１１０ｍ～１１０ｘの各々は、第２のＩ／Ｏ端子ブロック１０５ｂに通信可能に接続される（１１２ｍ～１１２ｘ）。第１のＩ／Ｏ端子ブロック１０５ａ及び第２のＩ／Ｏ端子ブロック１０５ｂの各々は、次に、冗長なＩ／Ｏカード１０８ａ、１０８ａ’に通信可能に結合される。冗長なＩ／Ｏカード１０８ａ、１０８ａ’は、コントローラ１２０ａに通信可能に接続され（１１８ａ）、これが次に、プロセスプラント５のバックエンド環境１２５に通信可能に接続される（１２１ａ）。電子マーシャリングコンポーネント１１０ａ～ｘ、Ｉ／Ｏ端子ブロック１０５ａ及び１０５ｂ、ならびに冗長なＩ／Ｏカード１０８ａ、１０８ａ’は、全てをキャビネット１１５ａに封入することができる。図２Ｄに表される実施形態において、Ｉ／Ｏ端子ブロック１０５ａ及び１０５ｂの各々は、１２個の電子マーシャリングコンポーネント（例えば、１１０ａ～ｌ）をサポートするが、Ｉ／Ｏ端子ブロック１０５ａ及び１０５ｂは、様々な実施形態において、図２Ｃに表される実施形態の場合のように、より少ない、またはより多い電子マーシャリングコンポーネントをサポートすることができる。

【0047】

加えて、図２Ｄは、一対の冗長なＩ／Ｏカード１０８ａ、１０８ａ’に結合される２つのＩ／Ｏ端子ブロック１０５ａ及び１０５ｂを表すが、様々な実施形態において、各Ｉ／Ｏカード（したがって、各一対の冗長なＩ／Ｏカード）は、より少ない、もしくはより多いＩ／Ｏ端子ブロック、及び／またはより少ない、もしくはより多いＩ／Ｏチャンネル全体をサポートすることができる。例えば、特定の実施形態において、各Ｉ／Ｏカード１０８は、合計で最高９６個のＩ／Ｏチャネルをサポートし、これは、各端子ブロックが１２個の電子マーシャリングコンポーネント１１０をサポートする場合、８個のＩ／Ｏ端子ブロック１０５に対応する。

【0048】

図２Ｅは、さらに別の実施形態を表し、本図は、フィールドデバイスと複数のコントローラとの間の通信可能な接続を図示する。図２Ｅは、第１の多数のフィールドデバイス１０２ａ～１０２ｌ、及び第２の多数のフィールドデバイス１０２ｍ～１０２ｘを表す。図２Ｃ及び２Ｄの各々ように、フィールドデバイス１０２ａ～１０２ｘの各々は、対応する電子マーシャリングコンポーネント１１０ａ～１１０ｘに（例えば、有線または無線方式で）通信可能に接続される。しかしながら、図２Ｅに表される実施形態において、第１の多数のフィールドデバイス１０２ａ～１０２ｌに対応する電子マーシャリングコンポーネント１１０ａ～１１０ｌの各々は、第１のＩ／Ｏ端子ブロック１０５ａに通信可能に接続され（１１２ａ～１１２ｌ）、これが次に、第１の一対の冗長なＩ／Ｏカード１０８ａ、１０８ａ’に通信可能に接続される。同時に、第２の多数のフィールドデバイス１０２ｍ～１０２ｘに対応する電子マーシャリングコンポーネント１１０ｍ～１１０ｘの各々は、第２のＩ／Ｏ端子ブロック１０５ｂに通信可能に接続され（１１２ｍ～１１２ｘ）、これが次に、第２の一対の冗長なＩ／Ｏカード１０８ｂ、１０８ｂ’に通信可能に接続される。冗長なＩ／Ｏカード１０８ａ、１０８ａ’は、コントローラ１２０ａに通信可能に接続され（１１８ａ）、一方で、冗長なＩ／Ｏカード１０８ｂ、１０８ｂ’は、コントローラ１２０ｂに通信可能に接続される（１１８ｂ）。コントローラ１２０ａ、１２０ｂは、次
に、プロセスプラント５のバックエンド環境１２５に通信可能に接続される（１２１ａ、１２１ｂ）。表されるように、第１の多数の電子マーシャリングコンポーネント１１０ａ～１１０ｌ、Ｉ／Ｏ端子ブロック１０５ａ、及び冗長なＩ／Ｏカード１０８ａ、１０８ａ’は、キャビネット１１５ａに封入され、一方で、第２の多数の電子マーシャリングコンポーネント１１０ｍ～１１０ｘ、Ｉ／Ｏ端子ブロック１０５ｂ、及び冗長なＩ／Ｏカード１０８ｂ、１０８ｂ’は、キャビネット１１５ｂに封入される。当然ながら、キャビネット１１５ａ及び１１５ｂに表される含有物は、いくつかの実施形態において、単一のキャビネット内にあり得ることが認識されるであろう。

【0049】

以下、図２Ｆを参照すると、制御ループ１００ａ（図２Ａを参照されたい）がさらに詳細に表され、プロセスプラント５の構成中、及びコミッショニング中の特定の利益を図示する。図２Ｂを簡単に参照すると、ＥＭＣ端子ブロック１５０は、電子マーシャリングモジュール１４８上の各チャネルについて、一組の端子１５１ａ～１５１ｄを含む。４つの端子１５１ａ～１５１ｄを含むように図示されているが、ＥＭＣ端子ブロック１５０の各チャネルは、他の実施形態において、２つまたは３つの端子を含むことができる。図２Ｆに図示される実施形態において、ＥＭＣ端子ブロック１５０の各チャネルは、４つの端子１５１ａ～１５１ｄを含み、よって、各チャネルは、そのそれぞれのフィールドデバイス１０２ａへの１線式、２線式、３線式、または４線式接続を有するデバイスをサポートすることができる。

【0050】

フィールドデバイス１０２ａは、フィールドデバイス１０２ａから始まり端子１５１ａ～１５１ｄで終端する配線１５３によって、端子１５１ａ～１５１ｄの一部または全部に結合される。実施形態において、配線１５３は、キャビネット１１５ａに対するフィールドデバイス１０２ａの場所、配線１５３によって搬送される信号の種類、プロセスプラント５の周りの配線１５３の特定の経路等に応じて、数フィート、数十フィート、さらには数千フィートの長さになり得る。いくつかの実施形態において、配線１５３は、フィールドデバイス１０２ａから（または多数のフィールドデバイスから）信号を受信する受信機と、端子１５１ａ～１５１ｄとの間に存在し得る。

【0051】

理解されるように、所与のチャネルの端子１５１ａ～１５１ｄにおいて終端するワイヤの数は、端子１５１ａ～１５１ｄに結合されるフィールドデバイスの種類、ならびにフィールドデバイス１０２ａによって実装される伝送プロトコル、及び信号の種類に依存する。ＥＭＣアーキテクチャを実装する（すなわち、ＥＭＣ Ｉ／Ｏカード、ＥＭＣ等を使用する）プロセスプラントの際立った特徴は、ＥＭＣ Ｉ／Ｏカードに結合されるフィールドデバイスを、通信される信号の種類にかかわらず、Ｉ／Ｏカード及びＥＭＣを介して、コントローラとフィールドデバイスとの間で、ＥＭＣ端子ブロック１５０上の任意のチャネルに結合することができることである。これは、ＥＭＣが、フィールドデバイス側の信号を、コントローラに通信することができる信号に、またその逆も同じく変換するように機能するからである。これは、各Ｉ／Ｏカードが特定の種類の信号専用のチャネルを有して、フィールドデバイスをＩ／Ｏカード上の正しいチャネルに対応する端子に配線することが必要であった、以前のアーキテクチャとは対照的である。

【0052】

図２Ｆを再度参照すると、配線１５３の様々なワイヤ上の信号は、接続（例えば、以前の図では、接続１１２ａ）を介して、電子マーシャリングモジュール１４８によってＥＭＣ１１０ａに渡される。すなわち、電子マーシャリングモジュール１４８は、ＥＭＣ端子ブロック１５０上の端子１５１ａ～１５１ｄと、ＥＭＣスロット１４９ａに挿入されるＥＭＣ１１０ａとの間のバックプレーン接続としての役割を果たす。ＥＭＣ１１０ａは、対応する一組の端子１５１ａ～１５１ｄにおいて終端する配線１５３に伝送される信号に従って選択される。例えば、フィールドデバイス１０２ａが、アナログ入力（ＡＩ）を表す信号を送信している場合は、対応するＥＭＣスロット１４９ａに挿入するように選択され
るＥＭＣ１１０ａが、ＡＩ ＥＭＣとなり、また、アナログ信号（例えば、４～２０ｍＡ）を、Ｉ／Ｏカード１０８ａがコントローラ１２０ａに通信するための対応するデジタル信号に変換する。別の例として、ＥＭＣ１１０ａが、コントローラ１２０ａから離散出力（ＤＯ）信号を受信している場合、対応するＥＭＣスロット１４９ａに挿入されるように選択されるＥＭＣ１１０ａは、ＤＯ ＥＭＣとなる。ＥＭＣ１１０ａは、端子１５１ａ～１５１ｄにおいて受信される信号を、Ｉ／Ｏカード１０８によってコントローラ１２０ａに渡すことができる信号に変換するように、及び／またはＩ／Ｏカード１０８を介してコントローラ１２０ａから受信される信号を、配線１５３を通してフィールドデバイス１０２ａに渡すことができる信号に変換するように構成される。

【0053】

図２Ｇは、いくつかの可能な実施形態を図示し、説明することを目的とするブロック図である。図２Ｇにおいて、１２個のフィールドデバイス１０２ａ～１０２ｌは、各々が、それぞれの配線１５３ａ～１５３ｌによって、電子マーシャリングモジュール１４８上のそれぞれの端子１５０ａ～１５０ｌに結合される。電子マーシャリングモジュール１４８は、バックプレーンとして、端子１５０ａ～１５０ｌ（及びそれらに通信可能に接続されるフィールドデバイス１０２ａ～１０２ｌ）を、それぞれのＥＭＣスロット１４９ａ～１４９ｌに通信可能に接続する。ＥＭＣスロット１４９ａ～１４９ｌの各々は、そのそれぞれのフィールドデバイス１０２ａ～１０２ｌとの間で通信されている信号に従って選択される、それぞれのＥＭＣ１１０ａ～１１０ｌによってポピュレートされる。電子マーシャリングモジュール１４８は、Ｉ／Ｏカードキャリア１４２に通信可能に接続され、よって、ＥＭＣスロット１４９ａ～１４９ｌに対応するチャネルの各々は、Ｉ／Ｏカードキャリア１４２をポピュレートする一対の冗長なＩ／Ｏカード１０８ａ、１０８ａ’の各々のそれぞれのチャネルに通信可能に接続される。Ｉ／Ｏカードキャリア１４２は、接続１１８ａを介してコントローラ１２０ａに結合され、それによって、コントローラ１２０ａと、冗長なＩ／Ｏカード１０８ａ、１０８ａ’の各々との間の通信可能な接続を提供する。

【0054】

図２Ｇはまた、コントローラ１２０ａとフィールドデバイス１０２ａ～１０２ｌとの間の様々な場所のいくつかのメモリデバイスも表す。いくつかのメモリデバイスの各々は、データをコントローラ１２０ａに送信する前にフィールドデバイス１０２ａ～１０２ｌから受信するときに、またはフィールドデバイス１０２ａ～１０２ｌに送信する前にコントローラ１２０ａから受信するときに記憶することができる、可能な場所を表す。一実施形態において、フィールドデバイス１０２ａ～１０２ｌの各々から受信するデータは、それぞれのＥＭＣ１１０ａ～１１０ｌに、そして直接、冗長なＩ／Ｏカード１０８ａ、１０８ａ’に伝送され、そこでは、データが、メモリデバイス１６４及び１６２のそれぞれで必要になるまで（例えば、コントローラ１２０ａによって要求されるまで、または特定のチャネルでデータがコントローラ１２０ａに伝送される、割り当てられた時間スロットまで）記憶される。別の実施形態において、フィールドデバイス１０２ａ～１０２ｌの各々から受信するデータは、それぞれのＥＭＣ１１０ａ～１１０ｌに、そして直接、Ｉ／Ｏカードキャリア１４２上またはその中に配置されるメモリデバイス１６０に伝送され、そこでは、データが、必要になるまで（例えば、コントローラ１２０ａによって要求されるまで、または特定のチャネルでデータがコントローラ１２０ａに伝送される、割り当てられた時間スロットまで）記憶され、次いで、冗長なＩ／Ｏカード１０８ａ、１０８ａ’によって取り出され、コントローラ１２０ａに伝送される。さらに別の実施形態において、フィールドデバイス１０２ａ～１０２ｌの各々から受信されるデータは、それぞれのＥＭＣ１１０ａ～１１０ｌに伝送され、ＥＭＣスロット１４９ａ～１４９ｌに配置される、またはそれらと関連付けられる、それぞれのメモリデバイス１６６ａ～１６６ｌに記憶される。データは、冗長なＩ／Ｏカード１０８ａ、１０８ａ’がコントローラ１２０ａに伝送するためにデータを取り出すまで、メモリデバイス１６６ａ～１６６ｌに記憶することができる。第４の実施態様において、フィールドデバイス１０２ａ～１０２ｌの各々から受信されるデータは、それぞれのＥＭＣ１１０ａ～１１０ｌに伝送され、ＥＭＣ１１０ａ～１１
０ｌ内に配置されるそれぞれのメモリデバイス１６８ａ～１６８ｌに記憶される。データは、冗長なＩ／Ｏカード１０８ａ、１０８ａ’がコントローラ１２０ａに伝送するためにデータを取り出すまで、メモリデバイス１６８ａ～１６８ｌに記憶することができる。さらに別の実施形態において、フィールドデバイス１０２ａ～１０２ｌの各々から受信されるデータは、それぞれのＥＭＣ１１０ａ～１１０ｌに伝送され、電子マーシャリングモジュール１４８に配置されるメモリデバイス１７０に記憶される。データは、冗長なＩ／Ｏカード１０８ａ、１０８ａ’がコントローラ１２０ａに伝送するためにデータを取り出すまで、メモリデバイス１７０に記憶することができる。

【0055】

当然ながら、様々な実施形態において、メモリデバイス１６０、１６２、１６４、１６６ａ～１６６ｌ、１６８ａ～１６８ｌ、及び／または１７０は、複数の場所に記憶されているデータと組み合わせて使用することができる。加えて、実施形態では、データは、データがコントローラ１２０ａに伝送されるよりも多い、または少ない頻度で、１つまたは複数のメモリにおいて更新することができる。すなわち、１つまたは複数のメモリは、所与の時間に、各パラメータについて単一の値だけを記憶することができ、該値は、更新されるよりも多い頻度で取り出すことができ、または該値が取り出される前に複数回更新することができる。

【0056】

さらに他の実施形態において、スキャンモジュール１７２は、電子マーシャリングモジュール１４８上で動作して、ポピュレートしたＥＭＣスロット１４９ａ～１４９ｌの各々を繰り返し（例えば、定期的に）スキャンし、メモリデバイス、例えばメモリデバイス１７０、１６０、１６２、及び／または１６４のうちの１つ以上への、ポピュレートしたＥＭＣスロット１４９ａ～１４９ｌ内のＥＭＣ１１０ａ～１１０ｌの各々からのデータを記憶する。スキャンモジュールは、例えば、任意の所与の時点でＥＭＣ１１０ａ～１１０ｌの各々によって現在出力される値をスキャンする、多重化デバイスとすることができる。代替的に、スキャンモジュール１７２は、メモリデバイス１６６ａ～１６６ｌまたはメモリデバイス１６８ａ～１６８ｌ等の、ＥＭＣ１１０ａ～１１０ｌと関連付けられるメモリデバイスをスキャンすることができる。簡単に言えば、スキャンモジュール１７２は、ＥＭＣ１１０ａ～１１０ｌによって直接出力されるデータをスキャンするために実装することができ、または一組のメモリデバイスに記憶されるデータをスキャンするために実装することができる。

【0057】

図３～図６は、プロセスプラント５に実装されるときにいくつかの追加的な利点を提供する、プロセスプラント５の分散型マーシャリング特徴を図示する。特に、プロセスプラント５のいくつか部分は、図２Ａ～２Ｇに関して説明されるように、集中マーシャリングキャビネット（例えば、図２Ａに表されるキャビネット１１５ａ）を含むことができ、その中で、マーシャリングブロック１４０は、それぞれのＥＭＣ１５２を有する１つ以上の電子マーシャリングモジュール１４８に各々が結合される、１つ以上のＩ／Ｏカードキャリア１４２を含むが、ここで説明されるプロセスプラント５はまた、マーシャリングブロック１４０のコンポーネントの全てを単一のキャビネットまたは場所に集中化しない、分散型ＥＭＣネットワークも含むことができる。代わりに、Ｉ／Ｏカードキャリア１４２を１つの場所に（例えば、マーシャリングキャビネット１１５ａに）位置付けることができ、一方で、ＥＭＣ１５２及びサポート構造（下で説明される）をＩ／Ｏカードキャリア１４２から遠隔に位置付けて、プロセスプラント５のフィールド環境１２２の全体を通して分散させることができる。

【0058】

以下の説明から明らかなように、そのような配設の利点としては、フィールドデバイスと端子ブロックとの間の配線がより短いこと、各場所における電力要件が小さいこと、各場所における熱放散要件が小さいこと、通信のための冗長性がより大きいこと、及びその他、が挙げられる。

【0059】

図３は、そのような分散型システムのＩ／Ｏヘッドエンド２００のブロック図を表す。ヘッドエンド２００は、図２Ｂに表されるＩ／Ｏカードキャリア１４２と同じ機能の多くを行い、すなわち、ヘッドエンド２００は、上で説明したように、フィールドデバイス及び１つ以上のコントローラの両方と通信する、一対の冗長なＩ／Ｏカード２０２、２０２’を携持する（そして、該Ｉ／Ｏカードに通信可能に接続される）。Ｉ／Ｏカード２０２、２０２’の各々は、それぞれのメモリデバイス２０３、２０３’を含むことができ、該メモリデバイスは、Ｉ／Ｏカード２０２、２０２’を動作させるためのコンピュータ読み出し可能な命令を記憶することができ、及び／またはコントローラから１つ以上のフィールドデバイスに、または１つ以上のフィールドデバイスからコントローラに通信されているデータを一時的に記憶することができる。加えて、または代替的に、メモリデバイス２０８は、Ｉ／Ｏカード２０２、２０２’を動作させるための、Ｉ／Ｏカード２０２、２０２’の間の冗長性を協調させるための、ヘッドエンド２００とそれに接続される他のデバイス（下で説明される）との間の通信を協調させるための、コンピュータ読み出し可能な命令を記憶することができ、及び／またはコントローラから１つ以上のフィールドデバイスに、または１つ以上のフィールドデバイスからコントローラに通信されているデータを（例えば、データベースに）一時的に記憶することができる。最後に、プロセッサ２０５は、メモリデバイス２０８に結合することができ、また、メモリデバイス２０８にデータを記憶する、及び／またはそこから取り出す、Ｉ／Ｏカード２０２、２０２’を制御する、ならびに様々な通信ポートを介して通信する目的で、該メモリデバイスに記憶されるコンピュータ読み出し可能な命令を実行することができる。

【0060】

通信ポート２０７は、例えば、ヘッドエンド２００を１つ以上のコントローラに（例えば、コントローラ１２０ａに）結合することができる。通信ポート２０７は、任意の適切な通信プロトコルを実装する任意の適切な通信ポートとすることができるが、一実施形態では、イーサネット通信を実装するイーサネットポートである。追加的な通信ポート２０４、２０６、２０９ａ、及び２０９ｂは、ヘッドエンド２００と１つ以上の分散型電子マーシャリングモジュール２１０（本明細書において、「分散型マーシャリングモジュール」とも称される）（図４を参照されたい）との間の通信を容易にする。下で説明するように、通信ポート２０４及び２０６は、例えば、それぞれが主に出力ポート及び入力ポートとしての役割を果たすことができ、ポート２０４は、データをヘッドエンド２００から分散型マーシャリングモジュール２１０に伝送し、ポート２０６は、ヘッドエンド２００において分散型マーシャリングモジュール２１０からデータを取り出す。実施形態において、ポート２０９ａ及び２０９ｂは、類似する機能を有することができ、また、第２の一組の分散型マーシャリングモジュール２１０にサービスを提供することができる。

【0061】

１つのそのような分散型マーシャリングモジュール２１０は、図４においてブロック図形式で表される。分散型マーシャリングモジュール２１０は、回路ブロック２１６を含み、これが次に、多数のＥＭＣスロット２６０ａ～２６０ｆ、及び対応する多数の端子ブロック２４０ａ～２４０ｆを含むので、多くの点で、図２Ｇに表される電子マーシャリングモジュール１４８に類似する。ＥＭＣスロット２６０ａ～２６０ｆの各々は、対応するＥＭＣ２５０ａ～２５０ｆを受容し、そこに通信可能に接続されるように構成される。上で説明したように、ＥＭＣ２５０ａ～２５０ｆの各々は、（必ずしも必要でないが）対応するメモリデバイス２７０ａ～２７０ｆを含むことができ、及び／またはＥＭＣスロット２６０ａ～２６０ｆの各々は、同様に、（必ずしもそうする必要はないが）対応するメモリデバイス２８０ａ～２８０ｆを含むことができる。既に理解されているように、端子ブロック２４０ａ～２４０ｆの各々は、対応する配線（または無線リンク）２３０ａ～２３０ｆによって、対応するフィールドデバイス２２０ａ～２２０ｆに通信可能に結合されるように構成される。

【0062】

ＥＭＣＳ２５０ａ～２５０ｆは、以前の図に関して上で説明したものと同じように機能する。すなわち、ＥＭＣ２５０ａ～２５０ｆの各々は、分散型マーシャリングモジュール２１０とそれぞれのフィールドデバイス２２０ａ～２２０ｆとの間で、対応する配線２３０ａ～２３０ｆで伝送される信号に従って選択される。当然ながら、分散型マーシャリングモジュール２１０は、図４において、６つのＥＭＣスロット２６０ａ～２６０ｆを回路ブロック２１６内に有するように表されているが、ＥＭＣスロットの数は、単一の例示的な実施形態に過ぎず、特定の分散型マーシャリングモジュール２１０は、例えば、２つ、４つ、６つ、８つ、１０個、１６個等を含む、任意の選択された数のＥＭＣスロットを有する回路ブロック２１６を含むことができる。加えて、分散型マーシャリングモジュール２１０は、図４において、単一の回路ブロック２１６を有するように表されているが、実施形態において、分散型マーシャリングモジュール２１０は、複数の回路ブロック２１６をサポートするように動作可能である。いくつかの実施形態において、回路ブロック２１６は、モジュール式であり、各々が回路モジュールカード２１７上に配置される、または回路モジュールカード２１７上に共に結合される複数の回路ブロック２１６は、コネクタ（図示せず）によって互いに通信可能に結合することができ、また、単一の分散型マーシャリングモジュール２１０によってサポート及びサービスを提供することができる。

【0063】

回路ブロック２１６に加えて、分散型マーシャリングモジュール２１０及び、具体的には、通信モジュール２１８は、一対の通信ポート２１２及び２１４を含むことができる。実施形態において、通信ポート２１２、２１４は、イーサネットプロトコルを介して通信するように構成される、イーサネット通信ポートとすることができる。しかしながら、一般に、通信ポート２１２、２１４は、分散型マーシャリングモジュール２１０とＩ／Ｏカード２０３、２０３’との間の、安全で、タイムリーな、エラーのないネットワーク通信を提供することに適した、公知の、または将来開発される任意の通信プロトコル及び媒体を使用して動作させることができる。実施形態において、ポート２１２、２１４はどちらも、双方向性の通信を提供するように動作可能であるが、各ポートは、主として、特に送信機能または受信機能専用とすることができる。

【0064】

さらに、分散型マーシャリングモジュール２１０は、多数のＥＭＣ２５０ａ～２５０ｆをスキャンするように動作可能である、スキャンモジュール２９２を含むことができる。スキャンモジュール２９２は、各回路ブロック２１６が専用のスキャンモジュール２９２を有する状態で、回路モジュールカード２１７上に配置することができ、または複数の接続した回路ブロック２１６の間で共有することができる。いずれにしても、ＥＭＣ２５０ａ～２５０は、（例えば、マルチプレクサを使用して）定期的にスキャンして、フィールドデバイス２２０ａ～２２０ｂの各々からデータもしくは値を取り出し、及び／またはデータもしくは値をそこに伝送することができる。スキャンモジュール（複数可）２９２によって取り出されるデータは、通信ポート（下で説明される）を介してヘッドエンド２００に直ちに伝送することができ、またはヘッドエンド２００に伝送されるまで、メモリデバイス２９０に一時的に記憶することができ、これは、予めプログラムされた機能に従って、定期的に、要求に応じて、または定期的及び要求に応じることのなんらかの組み合わせで起こり得る。例えば、いくつかの値（例えば、ＥＭＣ２５０ａにおいて、フィールドデバイス２２０ａから受信される値）は、定期的に（例えば、毎秒）伝送する必要があり得、一方で、いくつかの値（例えば、ＥＭＣ２５０ｂにおいて、フィールドデバイス２２０ｂから受信される値）は、値の変化の直後に伝送する必要があり得る。

【0065】

スキャンモジュール２９２の動作、ならびにＥＭＣ２５０ａ～２５０ｆから取り出される値の記憶及び／または伝送は、専用のプロセッサ２９３によって協調させることができる。プロセッサ２９３は、スキャンモジュール２９２を動作させるための、ならびにＥＭＣ２５０ａ～２５０ｆから受信されるデータのヘッドエンド２００への伝送及び／またはヘッドエンド２００から受信されるデータのフィールドデバイス２２０ａ～２２０ｆへの
伝送を指示するための機械読み出し可能な命令を記憶する、メモリデバイス２９４と協働することができる。プロセッサ２９３はまた、様々な「ハートビード」信号（下で説明される）を生成する、伝送する、及び受信する、ならびに分散型マーシャリングモジュール２１０上に配置される一対の通信ポート２１２、２１４を介したデータの伝送及び受信を協調させる役割も果たすことができる。いくつかの実施形態において、マイクロプロセッサ２９３は、スキャンモジュール２９２の機能を行うように構成することができ、それによって、別個のスキャンモジュール２９２に対する必要性を打ち消す。故に、そのような実施形態では、スキャンモジュール２９２を省略することができる。

【0066】

様々なメモリデバイス２７０ａ～２７０ｆ、２８０ａ～２８０ｆ、２９０、及び２９４が説明されるが、これらのデバイスの全てが所与の実施形態において必要とされないことを理解されたい。むしろ、様々なメモリデバイスは、メモリデバイスが配置され得る様々な場所を表現し、一方で、システムの目標及び機能（すなわち、必要に応じてデータをキャッシュする、データを記憶する、プロセッサに分散型マーシャリングモジュール２１０の動作を制御させるコンピュータ読み出し可能な命令を記憶する等）を達成する。受信または送信したデータは、メモリデバイス２７０ａ～２７０ｆ、２８０ａ～２８０ｆ、２９０、及び２９４のうちのいずれか（またはこれらの組み合わせ）にキャッシュまたは記憶することができる。同時に、プロセッサ２９３がメモリデバイス２９４と協働し、メモリデバイス２９４が、プロセッサ２９３によって実行される機械読み出し可能な命令を記憶するように説明されるが、プロセッサ２９３は、代替的に、または加えて、メモリデバイス２９０と協働することができる。さらに、実施形態において、プロセッサデバイス２９３は、分散型マーシャリングモジュール２１０の通信モジュール２１８ではなく、回路モジュールカード２１７の１つ以上に配置することができる。

【0067】

図５に表されるように、ヘッドエンド２００は、分散型マーシャリングモジュール２１０の１つ以上と協働して、分散型マーシャリングアーキテクチャ２０１を容易にすることができる。図５は、例えばイーサネット接続とすることができる通信リンク１１８ａを介して、通信ポート２０７を介してコントローラ１２０ａに通信可能に接続されるヘッドエンド２００を表す。通信リンク２１３ａ（イーサネット接続とすることができる）は、ヘッドエンド２００の通信ポート２０４を、第１の分散型マーシャリングモジュール２１０ａの第１の通信ポート２１２ａに、通信可能に結合する。分散型マーシャリングモジュール２１０ａは、それぞれの配線２３０ａ～２３０ｆを介して６つのフィールドデバイス２２０ａ～２２０ｆが結合される、回路ブロック２１６ａを含む。配線２３０ａ～２３０ｆの各々は、上で説明したように、それぞれのフィールドデバイスの信号形式に従って選択されるＥＭＣを含むそれぞれのＥＭＣスロットに結合される、それぞれの端子において終端する。分散型マーシャリングモジュール２１０ａはまた、スキャンモジュール２９２ａ、メモリデバイス２９０ａ、及びプロセッサ２９３ａも含む。

【0068】

分散型マーシャリングモジュール２１０ａの第２の通信ポート２１４ａは、接続２１３ｂ（イーサネット接続とすることができる）を介して、第２の分散型マーシャリングモジュール２１０ｂの第１の通信ポート２１２ｂに通信可能に結合される。分散型マーシャリングモジュール２１０ｂは、分散型マーシャリングモジュール２１０ａと同様に、それぞれの配線２３２ａ～２３２ｆを介して６つのフィールドデバイス２２２ａ～２２２ｆが結合される、回路ブロック２１６ｂを含む。配線２３２ａ～２３２ｆの各々は、上で説明したように、それぞれのフィールドデバイスの信号形式に従って選択されるＥＭＣを含むそれぞれのＥＭＣスロットに結合される、それぞれの端子において終端する。分散型マーシャリングモジュール２１０ｂはまた、スキャンモジュール２９２ｂ、メモリデバイス２９０ｂ、及びプロセッサ２９３ｂも含む。

【0069】

図５はまた、分散型マーシャリングモジュール２１０ｂの第２の通信ポート２１４ｂが
、接続２１３ｃ（イーサネット接続とすることができる）を介して、第３の分散型マーシャリングモジュール２１０ｃの第１の通信ポート２１２ｃに通信可能に結合されることも表す。分散型マーシャリングモジュール２１０ｃは、分散型マーシャリングモジュール２１０ａ及び２１０ｂと同様に、それぞれの配線２３４ａ～２３４ｆを介して６つのフィールドデバイス２２４ａ～２２４ｆが結合される、回路ブロック２１６ｃを含む。配線２３４ａ～２３４ｆの各々は、上で説明したように、それぞれのフィールドデバイスの信号形式に従って選択されるＥＭＣを含むそれぞれのＥＭＣスロットに結合される、それぞれの端子において終端する。分散型マーシャリングモジュール２１０ｃはまた、スキャンモジュール２９２ｃ、メモリデバイス２９０ｃ、及びプロセッサ２９３ｃも含む。接続２１３ｄは、分散型マーシャリングモジュール２１０ｃ上の第２の通信ポート２１４ｃを、ヘッドエンド２００上の通信ポート２０６に通信可能に接続する。

【0070】

通信リンク／接続２１３ａ～２１３ｄは、通信ポート２０４、２１２ａ～２１２ｃ、２１４ａ～２１４ｃ、及び２０６と協働して、意図する宛先デバイスに到達するまでデータが一方のデバイスから次のデバイスに渡される「リング」アーキテクチャを形成する。リングアーキテクチャにおいて、各通信デバイス（例えば、分散型マーシャリングモジュール２１０ａ～２１０ｃ、ヘッドエンド２００）は、２つの他のデバイスにだけ通信可能に結合され、各々が、指定された宛先デバイス（宛先アドレスまたはＩＤによって指定することができる）と関連付けられる通信リング上へデータを配置し、よって、データは、その宛先に到達するまで、デバイスからデバイスへ通信リングを移動する。すなわち、通信リング上の各連続するデバイスは、データを受信し、対応する宛先がそのデバイスと一致するかどうかを判定し、一致しない場合は、データを通信リング上の次の連続するデバイスに転送する。各デバイスは、典型的に、２つのポートを有するので、１つが「受信」ポートとして機能し、１つが「伝送」ポートとして機能し、各デバイスは、典型的に、リング上の２つの他のデバイスにだけ接続される。

【0071】

データの流れは、一例として、分散型マーシャリングモジュール２１０ｂを参照して説明される。分散型マーシャリングモジュール２１０ｂのスキャンモジュール２９２ｂは、回路ブロック２１６ｂに接続されるフィールドデバイス２２２ａ～２２２ｆと関連付けられるＥＭＣの各々を継続的に、及び定期的（例えば、１秒に１回、１秒に１０回等）にスキャンすることができる。所与の時点で、フィールドデバイス２２２ａ～２２２ｆの所与の１つ（例えば、フィールドデバイス２２２ａ）によって伝送される信号は、それぞれの配線（例えば、配線２３２ａ）を介して、フィールドデバイスから、関連付けられたＥＭＣに伝送されている。いくつかの信号において、信号は、配線上に常時存在し、また、ＥＭＣによって定期的にサンプリングすることができる。他の信号について、信号は、フィールドデバイスによって定期的に、または要求に応じて伝送し、ＥＭＣにおいて受信することができる。いずれの方法でも、各フィールドデバイスに結合されるＥＭＣは、任意の所与の時点で、フィールドデバイスから受信される、現在または直前の値を登録している。スキャンモジュール２９２ｂは、分散型マーシャリングモジュール２１０ｂ上のＥＭＣの各々のクエリを行い、次いで、ＥＭＣの各々（及びフィールドデバイスの各々）について、その値を、例えばメモリデバイス２９０ｂにキャッシュまたは記憶することができる。

【0072】

プロセッサ２９３ｂは、定期的に、スケジュールで、またはヘッドエンド２００による要求に応じて、メモリデバイス２９０ｂに記憶された値をヘッドエンド２００に伝送することができる。その際、プロセッサ２９３ｂは、メモリデバイス２９０ｂから、伝送されるデータを取り出し、データを宛先デバイス（例えば、ヘッドエンド２００）と関連付け、通信リンク２１３ｃを介して、データを分散型マーシャリングモジュール２１０ｃのポート２１４ｂからポート２１２ｃに伝送することができる。分散型マーシャリングモジュール２１０ｃ上のプロセッサ２９３ｃは、ポート２１２ｃを介して、データを受信し、（
データが、ヘッドエンド２００を示す宛先アドレスと関連付けられているので）データが分散型マーシャリングモジュール２１０ｃにアドレス指定されていないと判定し、データを通信リンク２１３ｄ上のポート２１４ｃから伝送し始めることができる。データは、ポート２０６においてヘッドエンド２００によって受信され、プロセッサ２０５は、受信したデータがヘッドエンド２００のアドレスと関連付けられていると判定することができ、また、データを処理することができる。

【0073】

ヘッドエンド２００において受信したデータは、Ｉ／Ｏカード２０２、２０２’のうちの１つを介して、後でコントローラ１２０ａに伝送するために、データを記憶もしくはキャッシュすること、またはＩ／Ｏカード２０２、２０２’のうちの１つを介して、データをコントローラ１２０に直ちに伝送することを含むことができる。特に、ヘッドエンド２００は、接続された分散型マーシャリングモジュール２１０ａ～２１０ｃを介して、ヘッドエンド２００に接続されるＥＭＣの全てについて、全てのデータを受信することができ、データをローカルデータベースに、例えばメモリデバイス２０８に記憶することができる。ヘッドエンド２００は、次いで、あたかも各ＥＭＣがヘッドエンド２００に対して局所であるかのように（例えば、ＥＭＣ及びＩ／Ｏが図２Ｇのように構成されているかのように）、特定のＥＭＣからのデータについて、接続されたコントローラから（例えば、コントローラ１２０ａから）受信される要求に応じることができる。

【0074】

類似するプロセスは、データをコントローラ１２０ａから特定のフィールドデバイスに送信することに関与する。例えば、コントローラ１２０ａがデータをフィールドデバイス２２２ｃに送信することを必要とする場合、コントローラ１２０ａは、Ｉ／Ｏカード（複数可）２０２、２０２’を介して、データをヘッドエンド２００に送信することができる。Ｉ／Ｏカード２０２、２０２’は、一般に、各フィールドデバイスが、ＥＭＣの特定の１つと関連付けられ、また、データの宛先とされるＥＭＣをデータパッケージに含むことができるようにプログラムすることができる。ヘッドエンド２００は、分散型マーシャリングモジュール２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃのうちのどれが、宛先ＥＭＣ２２２ｃと関連付けられているのかを判定し、判定を行った時点で、データを分散型マーシャリングモジュール２１０ｂのアドレスと関連付けることができる。したがって、データがフィールドデバイス２２２ｃを宛先とする場合、データは、ポート２０４を介して、ヘッドエンド２００から伝送される場合に、及び接続２１３ａを介して、分散型マーシャリングモジュール２１０ａのポート２１２ａにおいて受信される前に、分散型マーシャリングモジュール２１０ｂの宛先アドレスと関連付けられる。ポート２１２ａにおいて受信した時点で、プロセッサ２９３ａは、ポート２１２ａ上で受信されるデータの宛先アドレスが、分散型マーシャリングモジュール２１０ａの宛先アドレスと異なると判定することができ、また、ポート２１４ａでデータを伝送することができる。その後に、接続２１３ｂを介して、ポート２１２ｂにおいてデータを受信した時点で、プロセッサ２９３ｂは、ポート２１２ｂで受信されるデータの宛先アドレスが、データが分散型マーシャリングモジュール２１０ｂ上のＥＭＣを宛先とすることを示す、分散型マーシャリングモジュール２１０ｂの宛先アドレスと同じであると判定することができる。プロセッサ２９３ｂは、受信したデータから、データがどのＥＭＣを宛先とするのかを判定することができ、また、データをＥＭＣに配置することができ、データは、配線２３２ｃを介して、フィールドデバイス２２２ｃに伝送される。

【0075】

通信リング上に配置されるデータと関連付けられる宛先アドレスは、様々な実施形態において、分散型マーシャリングモジュールまたはヘッドエンドハードウェア自体と関連付けられるアドレス、データの宛先とされるＥＭＣのアドレス、Ｉ／Ｏチャンネルアドレス、またはデータの宛先とされるフィールドデバイスもしくはコントローラデバイスのアドレス（例えば、デバイスタグもしくはデバイス信号タグ）とすることができる。一例として、通信リング上に配置されるデータは、フィールドデバイスまたはコントローラ等の特
定のデバイス－データの宛先とされる最終的なデバイス－のアドレスと関連付けることができる。そのような一実施形態において、各分散型マーシャリングモジュール２１０は、リスト、データベース、またはそこに結合されるデバイスのデバイスアドレスを記憶する他のそのようなデータ構造をそのメモリデバイス２９４に保持し、よって、プロセッサ２９３は、特定のデータと関連付けられるアドレスと、直近のアクセスを有するアドレスとを比較することができる。データを受信した時点で、プロセッサ２９３が、データと関連付けられる宛先アドレスが分散型マーシャリングモジュール２１０に取り付けられたデバイスのアドレス（例えば、フィールドデバイスタグまたはデータ信号タグ）に一致することを見出した場合、プロセッサ２９３は、データを、関連付けられたＥＭＣを介して、そのデバイスにルーティングすることができる。一方で、プロセッサ２９３が、データと関連付けられる宛先アドレスがメモリデバイス２９４のデータ構造内のいかなるアドレスにも一致しないことを見出した場合、プロセッサ２９３は、データを通信リング上の次のデバイスに伝送することができる。

【0076】

別の例として、通信リング上に配置されるデータは、特定のＥＭＣと関連付けられるアドレス（すなわち、ＥＭＣに結合されるフィールドデバイスではなく、ＥＭＣ自体のアドレス）と関連付けることができる。そのような実施形態において、各分散型マーシャリングモジュール２１０は、リスト、データベース、または分散型マーシャリングモジュールのＥＭＣスロットをポピュレートするＥＭＣの各々のアドレスを記憶する他のそのようなデータ構造をそのメモリデバイス２９４に保持し、よって、プロセッサ２９３は、特定のデータと関連付けられるアドレスと、ローカルＥＭＣのアドレスとを比較することができる。データを受信した時点で、プロセッサ２９３が、データと関連付けられる宛先アドレスがローカルＥＭＣのアドレスに一致することを見出した場合、プロセッサ２９３は、データをＥＭＣにルーティングすることができ、データは、ＥＭＣに結合されるフィールドデバイスに通信することができる。一方で、プロセッサ２９３が、データと関連付けられる宛先アドレスがメモリデバイス２９４のデータ構造内のいかなるＥＭＣアドレスにも一致しないことを見出した場合、プロセッサ２９３は、データを通信リング上の次のデバイスに伝送することができる。

【0077】

したがって、コントローラ（例えば、コントローラ１２０ａ）によってフィールドデバイス（例えば、フィールドデバイス２２０ａ）に送信されているデータに関して、宛先アドレスが、フィールドデバイスと関連付けられるデバイスタグまたはデバイス信号タグである実施形態において、宛先アドレスは、コントローラ１２０ａによって、データと直接関連付けることができる。しかしながら、宛先アドレスが、フィールドデバイスが結合されるＥＭＣと関連付けられるアドレスである実施形態において、宛先アドレスは、例えばヘッドエンド２００自体によってデータと関連付けることができる。例えば、ヘッドエンド２００は、コントローラ１２０ａから、そのフィールドデバイスのデバイスタグと関連付けられる特定のフィールドデバイス（例えば、フィールドデバイス２２０ａ）を宛先とするデータを受信することができる。ヘッドエンド２００は、Ｉ／Ｏカード２０２を介してデータを受信することができ、また、当該のフィールドデバイス（２２０ａ）がＩ／Ｏカード２０２の特定のＩ／Ｏチャンネルと関連付けられていると判定することができる。ヘッドエンド２００は、次いで、データを、ＥＭＣの宛先アドレス（例えば、ＥＭＣ自体と関連付けられるタグ）と、または特定の分散型マーシャリングモジュールの宛先アドレス、及びＥＭＣに対応する分散型マーシャリングモジュールのチャネル（例えば、「モジュール２１０ａ－スロット０」）と関連付けることができる。次いで、各分散型マーシャリングモジュールは、データを受信した時点で、（プロセッサ２９３において）宛先アドレスを調査して、宛先アドレスが分散型マーシャリングモジュールと関連付けられているかどうかを判定する。

【0078】

上で説明したように、データは、典型的に、通信リング上のデバイスの各々の一方の通
信ポートで受信され、通信リング上のデバイスの各々のもう一方の通信ポートに伝送され、一般に、リング上を一方向に流れるデータをもたらす。しかしながら、本明細書で説明される通信リング及びアーキテクチャは、データがいずれの方向にも流れることができる、十分な柔軟性があり、追加的な信頼性及び冗長性を提供する。他の機能の中でとりわけ、プロセッサ２９３ａ～２９３ｃ及び２０５の各々は、（例えば、メモリデバイス２９０ａ～２９０ｃ、２０８等に記憶される命令によって）「ハートビート」信号を生成し、伝送し、受信し、解釈するようにプログラムすることができる。ハートビート信号は、公知の形式の、または一連のビットの定期的な（例えば、５ミリ秒毎の）信号であり、リング内の次のデバイス（例えば、通信ポートに接続されるデバイス）が存在し、動作可能であることを各デバイスに示す。すなわち、各デバイスが、（通信リング上の）その２つのポートの各々で定期的なハートビート信号を送信し、隣接するデバイスは、ハートビート信号を受信し、信号を受信したデバイスが存在し、動作可能であることを知る。一例として、プロセッサ２０５は、ポート２０４でハートビート信号を送信し、そのポート２１２ａにおいてハートビート信号を受信した時点で、分散型マーシャリングモジュール２１０ａ上のプロセッサ２９３ａは、通信リンク２１３ａが動作可能であり、動作可能なデバイスに結合されていると判定することができる。プロセッサ２０５はまた、ポート２０６でハートビート信号を送信し、そのポート２１４ｃにおいてハートビート信号を受信した時点で、分散型マーシャリングモジュール２１０ｃ上のプロセッサ２９３ｃは、通信リンク２１３ｄが動作可能であり、動作可能なデバイスに結合されていると判定することができる。同じ挙動は、分散型マーシャリングモジュール２１０ａ～２１０ｃの各々にも当てはまり、各プロセッサは、ポート２１２、２１４を介して、ハートビートを隣接するデバイスに送信し、隣接するデバイスから、そうした分散型マーシャリングモジュールのそれぞれのプロセッサによって送信されるハートビートを受信する。

【0079】

プロセッサ２９３ａ～２９３ｃ、２０５のうちの１つが２つの関連付けられた通信ポート（それぞれ、２１２ａ～２１２ｃ及び２１４ａ～２１４ｃ、または２０４及び２０６）のうちの１つでハートビート信号を受信しない場合、当該のプロセッサは、そのポートでデータを伝送することを中止し、他のポートで送信及び受信の両方を行う。したがって、プロセッサ２９３ｃが通信ポート２１４ｃ上でハートビート信号を受信しない場合、プロセッサ２９３ｃは、ポート２１４ｃの代わりに、ポート２１２ｃでデータを伝送する。

【0080】

加えて、プロセッサ２９３ａ～２９３ｃ、２０５の各々は、典型的に伝送に使用される通信ポートでデータを受信する場合に（例えば、データが、通信リング上を「間違った」方向に伝送されている場合に）、データの流れを逆転させるようにプログラムすることができる。したがって、上の実施例を続けると、プロセッサ２９３ｃがポート２１２ｃでデータを伝送した場合、分散型マーシャリングモジュール２１０ｂのプロセッサ２９３ｂは、（一般に、データを伝送する）ポート２１４ｂでデータを受信した時点で、ポート２１２ｂで（分散型マーシャリングモジュール２１０ｂが宛先でないポート２１４ｂで受信されるデータを含む）そのデータを伝送するようにプログラムされる。

【0081】

図６に表される別の実施形態において、ヘッドエンド２００は、２組の分散型マーシャリングモジュール、すなわち、
第１の一組の分散型マーシャリングモジュール２１０ａ及び２１０ｂ、ならびに第２の一組の分散型マーシャリングモジュール２１０ｃ及び２１０ｄをサポートする。分散型マーシャリングモジュールの各組は、一般に図５に関して説明されるように機能するが、一方で、図６において、散型マーシャリングモジュール２１０ａ及び分散型マーシャリングモジュール２１０ｂは、ヘッドエンド２００のポート２０４及び２０６によってヘッドエンド２００に結合され、分散型マーシャリングモジュール２１０ｃ及び分散型マーシャリングモジュール２１０ｄは、一組の類似するポート２０９ａ及び２０９ｂによってヘッドエンド２００に結合される。ポート２０９ａは、ポート２０４とほぼ同じように機能し、一
方で、ポート２０９ｂは、ポート２０６とほぼ同じように機能する。この方式では、一方の分散型ＥＭＣリングが一方のプロセスプラント５の物理的領域にサービスを提供し、一方で、もう一方の分散型ＥＭＣリングがもう一方のプロセスプラント５の物理的領域にサービスを提供することによって、プロセスプラント５を設計し、構成するプラントエンジニアにさらなる柔軟性が与えられ、さらに、ヘッドエンド２００、同じＩ／Ｏカード２０２、２０２’、及び同じコントローラ１２０ａによって両方の分散型ＥＭＣリングにサービスを提供することができる。

【0082】

図５及び図６に関して説明される実施形態において、分散型マーシャリングモジュール２１０ａ～２１０ｄの各々のＥＭＣは、コントローラ１２０ａにとって、あたかも各々が、Ｉ／Ｏカードキャリア１４２に隣接する同じマーシャリングキャビネット（例えば、キャビネット１１５ａ）内にあるかのように見える。その結果、図３～図６に関して説明される実施形態は、コントローラ１２０ａのソフトウェアに対するいかなる変更も必要とすることなく、ＥＭＣ（例えば、図２Ａ～２Ｇのもの）を実装するアーキテクチャを既に実装しているプロセス制御システムに実装することができる。

【0083】

図５及び図６に図示される実施形態の別の利点は、単に、フィールドデバイスからの配線を分散型マーシャリングモジュールに再到達させ、ＥＭＣをマーシャリングキャビネットから分散型マーシャリングモジュールに移動させることによって、ＥＭＣを、ＥＭＣが関連付けられるフィールドデバイスから遠隔にあるマーシャリングキャビネット（例えば、キャビネット１１５ａ）から、フィールドデバイスに近接する分散型マーシャリングモジュールに移動させることができることである。コントローラの動作に関する限り、いかなる違いもない。

【0084】

分散型マーシャリングシステムは、この時点まで、リングアーキテクチャを介して通信するように説明されているが、分散型マーシャリングシステム及びその中のコンポーネントは、他の実施形態及び構成にも、及び特に、他の通信アーキテクチャにも適していることを理解されたい。例えば、図７は、ヘッドエンド２００が１つ以上の分散型マーシャリングモジュールの各々に通信可能に接続される、アーキテクチャ３００を表す。図７では、３つの分散型マーシャリングモジュール３１０ａ、３１０ｂ、及び３１０ｃとして表されているが、そうした分散型マーシャリングモジュール上にポピュレートされるＥＭＣの総数が、ヘッドエンド２００上のＩ／Ｏカード（図７には示さず）によってサポートされるチャネルの数以下である限り、アーキテクチャ３００は、任意の数の分散型マーシャリングモジュールを有することができる。図７に表される分散型マーシャリングモジュール３１０ａ、３１０ｂ、及び３１０ｃの各々は、それぞれの配線２３０、２３２、２３４によって一組のフィールドデバイス２２０、２２２、２２４に結合することができる一組のＥＭＣ（図７には図示せず）を受容し、それと通信することができる、それぞれの回路ブロック２１６ａ、２１６ｂ、及び２１６ｃを含む。

【0085】

図５に表されるアーキテクチャとは対照的に、（図５の）ポート２０４が動作可能でなかった場合に、アーキテクチャ３００は、一般に、リングアーキテクチャではなく、リングアーキテクチャが動作するのと同じ方法で動作する。すなわち、信号は、通信経路に沿って、他のもののブリッジとして作用する各分散型マーシャリングモジュールと通信される。一例として、分散型マーシャリングモジュール３１０ｃからのヘッドエンド２００を宛先とするデータは、ポート２１２ｃとポート２１４ｂとの間の通信リンク３１３ｃを介して、分散型マーシャリングモジュール３１０ｂに伝送される。分散型マーシャリングモジュール３１０ｂ（特に、その上にあるプロセッサ）は、ポート２１２ｂと２１４ａとの間のリンク３１３ｂを通じて、データを分散型マーシャリングモジュール３１０ａに転送する。分散型マーシャリングモジュール３１０ａ（特に、その上にあるプロセッサ）は、ポート２１２ａと２０６との間のリンク３１３ａを通じて、データをヘッドエンド２００
に転送する。他の方向に－例えば、ヘッドエンド２００から、分散型マーシャリングモジュール３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃのうちの１つに－流れるデータは、宛先デバイスに到達するまで、同様に、様々な分散型マーシャリングモジュールの間を移動する。

【0086】

図８は、ヘッドエンド２００が星形の通信構成で１つ以上の分散型マーシャリングモジュールの各々に通信可能に接続される、別のアーキテクチャ３５０を表す。（ヘッドエンドが単一の分散型マーシャリングモジュールだけに接続されるときには、アーキテクチャ３００及び３５０は、本質的に同じであることが理解されるであろう。）図８では、５つの分散型マーシャリングモジュール３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ、及び３１０ｅとして表されているが、そうした分散型マーシャリングモジュール上にポピュレートされるＥＭＣの総数が、ヘッドエンド２００上のＩ／Ｏカード（図８には示さず）によってサポートされるチャネルの数以下である限り、アーキテクチャ３５０は、任意の数の分散型マーシャリングモジュールを有することができる。図８に表される分散型マーシャリングモジュール３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ、及び３１０ｅの各々は、それぞれの配線２３０、２３２、２３４、２３６、及び２３８によって一組のフィールドデバイス２２０、２２２、２２４、２２６、及び２２８に結合することができる一組のＥＭＣ（図８には図示せず）を受容し、それと通信することができる、それぞれの回路ブロック２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄ、及び２１６ｅを含む。

【0087】

図７のアーキテクチャ３００と同様に、アーキテクチャ３５０は、それ自体は、リングアーキテクチャではない。アーキテクチャ３５０において、分散型マーシャリングモジュール３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、及び３１０ｄの各々は、それぞれのポート２１２ａ、２１２ｂ、２１４ｃ、及び２１２ｄに結合されるヘッドエンド２００のそれぞれのポート２０６、２０４、２０９ａ、及び２０９ｂを介して、ヘッドエンド２００に直接結合される。分散型マーシャリングモジュールと通信するための４つの通信ポートだけを有するように表されているが、そうした分散型マーシャリングモジュール上にポピュレートされるＥＭＣの数が、Ｉ／Ｏカードによってサポートされるチャネルの数以下である限り、ヘッドエンド２００は、表されるよりも少ない、または多いポートを有することができ、また、所望される数だけ分散型マーシャリングモジュールをサポートすることができることを理解されたい。

【0088】

加えて、いくつかの実施形態では、様々な構成を組み合わせることができる。すなわち、図７に表されるアーキテクチャは、例えば、図８に一般に表される星形アーキテクチャと組み合わせることができる。図８は、そのようなアーキテクチャの組み合わせの一実施例を提供する。図８において、分散型マーシャリングモジュール３１０ｄは、分散型マーシャリングモジュール３１０ｄのポート２１２ｄとヘッドエンド２００のポート２０９ｂとの間の接続３５２ｄによって、ヘッドエンド２００に通信可能に接続される。しかしながら、図７に例示されるように、分散型マーシャリングモジュールは、他のインライン分散型マーシャリングモジュールと通信することができる。この事例において、さらなる分散型マーシャリングモジュール３１０ｅは、分散型マーシャリングモジュール３１０ｅのポート２１２ｅと分散型マーシャリングモジュール３１０ｄのポート２１４ｄとの間の接続３５２ｅによって、分散型マーシャリングモジュール３１０ｄに結合される。分散型マーシャリングモジュール３１０ｄは、（分散型マーシャリングモジュール３１０ａ、３１０ｂ、及び３１０ｃの各々と同様に）ヘッドエンド２００と直接通信するが、アーキテクチャ３５０において、分散型マーシャリングモジュール３１０ｄはまた、分散型マーシャリングモジュール３１０ｅとヘッドエンド２００との間でもデータを通信する。

【0089】

図９は、さらに別の例示的なアーキテクチャ４００を図示する。例示的なアーキテクチャ４００において、星形通信アーキテクチャ（図８では、分散型マーシャリングモジュール３１０ａ、３１０ｂ、及び３１０ｃとヘッドエンド２００との間に図示される）は、図
５に表されるものに類似するリング通信アーキテクチャと組み合わせられる。特に、分散型マーシャリングモジュール３１０ａ、３１０ｄ、及び３１０ｅは、ヘッドエンド２００との通信リング４２５を形成し、各ノード（すなわち、分散型マーシャリングモジュール及びヘッドエンドの各々）は、ちょうど２つの他のノードに結合される。ヘッドエンド２００は、この実施形態では、ポート２０６及び２０９ｂを介して、通信リング４２５上の分散型マーシャリングモジュール３１０ａ、３１０ｄ、及び３１０ｅと通信する。（特定の構成において特定のデバイスと通信するときのヘッドエンド２００のポートの選択は、選択可能であり、故に、特定の一対のポートが特定の通信アーキテクチャと協働または通信するといういかなる要件もないことを理解されたい。）ポート２０９ｂとポート２１２ｄとの間の接続４０２ｄは、ヘッドエンドに２００を分散型マーシャリングモジュール３１０ｄに結合し、ポート２１４ｄと２１２ｅとの間の接続４０２ｅは、分散型マーシャリングモジュール３１０ｄ及び３１０ｅに結合し、ポート２１４ｅと２１４ａとの間の接続４０２ｆは、分散型マーシャリングモジュール３１０ｅ及び３１０ａに結合し、ポート２０６と２１２ａとの間の接続４０２ｅは、分散型モジュールに３１０ａをヘッドエンド２００に結合する。図９の分散型モジュール３１０ａ、３１ｄ、及び３１０ｅ、ならびにヘッドエンド２００は、図５においてヘッドエンド２００が分散型マーシャリングモジュール２１０ａ、２１０ｂ、及び２１ｃと通信する方式に類似する方式で通信する。

【0090】

図７～図９のアーキテクチャ－リングアーキテクチャ以外の通信パラダイムを実装するアーキテクチャ－において、アドレス指定スキームは、リングアーキテクチャに関して上で説明したものと異なり得る。そのようなアーキテクチャは、任意の分散型マーシャリングモジュールからヘッドエンドへの単一経路だけしか有しないので、分散型マーシャリングモジュールの各々は、分散型マーシャリングモジュール上の一対の通信ポートのうちどちらがヘッドエンドへの経路を有するかを知るようにプログラムすることができる。図７を再度参照すると、例えば、分散型マーシャリングモジュール３１０ａ、３１０ｂ、及び３１０ｃは、特定の一組の分散型マーシャリングモジュール及びヘッドエンドについて、ヘッドエンド２００を宛先とするデータを、それぞれ、ポート２１２ａ、２１２ｂ、及び２１２ｃ上を伝送しなければならないと知るように、各々をプログラムすることができる。代替的に、実施形態において、分散型マーシャリングモジュールは、プロセスプラントがコミッションされるときに、ヘッドエンドが、常時、各分散型マーシャリングモジュールのポートの一方では利用できるが、もう一方では利用できないこと（すなわち、アーキテクチャの前提条件が、ヘッドエンドを、ポート２１２上では利用でき、ポート２１４上では利用できない、またはその逆も同様であること）が必須であるように構成される。いずれにしても、分散型マーシャリングモジュール３１０ａ、３１０ｂ、及び３１０ｃの各々は、分散型マーシャリングモジュールに、または分散型マーシャリングモジュールに結合されるデバイス（すなわち、ＥＭＣまたはフィールドデバイス）にアドレス指定されていないとしても、２つのポートのうちの第１のもので受信されるデータが、２つのポートのうちの第２のものに再伝送されるようにプログラムされる（特に、関連付けられたプロセッサがプログラムされる）。この方式で、データと関連付けられるアドレスがその分散型マーシャリングモジュールに対応しない場合、各分散型マーシャリングモジュールは、一連の分散型マーシャリングモジュールにデータを転送する。

【0091】

一方で、ヘッドエンド２００は、どのフィールドデバイス、ＥＭＣ、及び／または分散型マーシャリングモジュールが、コントローラに接続されるヘッドエンド２００の通信ポートの各々に結合されるのかをヘッドエンド２００が知ることを可能にする、アドレス上のデータベースを（例えば、メモリデバイス２０８に）維持することができる。図８を参照すると、そのようなデータベースは、ヘッドエンド２００、及び特に、ヘッドエンド２００上に配置されるプロセッサに、所与のフィールドデバイス、ＥＭＣ、及び／または分散型マーシャリングモジュールを宛先とするデータを伝送するポート２０４、２０６、２０９ａ、２０９ｂのうちの１つを選択するための必要な情報を提供する。

【0092】

本明細書において明示的に説明される、または本明細書を考慮して当業者に明らかになる実施形態のいずれかでは、分散型マーシャリングモジュールとヘッドエンドとの間の通信接続がまた、分散型マーシャリングモジュールに、分散型マーシャリングモジュールの回路ブロックにポピュレートされるＥＭＣに、さらにはＥＭＣに接続されるフィールドデバイスに、電力を供給することもできることが想定される。パワーオーバーイーサネット（ＰｏＥ）を含む、ネットワーク接続を通じて電力を提供する任意の公知の方法を実装することができる。

【0093】

上の説明から様々な方法が明らかになるが、図１０は、プロセスプラント内のフィールドデバイスからプロセスプラント内のコントローラにデータを通信する、１つの特定の方法５００を表す流れ図である。フィールドデバイスは、配線を介して、端子ブロックに通信可能に接続され、これが今度は、分散型マーシャリングモジュールに、及び特に、ＥＭＣによってポピュレートされるＥＭＣスロットに通信可能に結合される。ＥＭＣは、フィールドデバイスからアナログ信号を受信するように構成されるＡＩ ＥＭＣ、アナログ信号をフィールドデバイスに提供するように構成されるＡＯ ＥＭＣ、フィールドデバイスから離散入力を受信するように構成されるＤＩ ＥＭＣ、離散信号をフィールドデバイスに提供するように構成されるＥＭＣ、または、Ｉ／Ｏカードフィールドデバイスにインターフェースするための任意の他の種類のＥＭＣとすることができる。いずれにしても、通信されているデータを表現する信号は、端子ブロックにおいて、フィールドデバイスから受信される（ブロック５０２）。ＥＭＣは、フィールドデバイスから受信される信号を、Ｉ／Ｏカードと互換の第２の信号に変換する（ブロック５０４）。ＥＭＣをスキャンして、第２の信号を登録する（ブロック５０６）。分散型マーシャリングモジュール上のマイクロプロセッサは、登録した第２の信号を示す信号を、マイクロプロセッサから遠隔のヘッドエンドモジュール及びＥＭＣに伝送し（ブロック５０８）、これは、実施形態において、第１の通信ポートまたは第２の通信ポートを介して、Ｉ／Ｏカードを介してコントローラに通信可能に結合される（ブロック５１０）。実施形態において、マイクロプロセッサは、デフォルトで、第１の通信ポートを介して、登録した第２の信号を示す信号を伝送するが、伝送する前の所定の期間内に第１の通信ポートでいかなる定期的なハートビート信号も検出されなかった場合に、第２の通信ポートを介して、登録した第２の信号を示す信号を伝送する。実施形態において、登録した第２の信号を示す信号を伝送することは、ヘッドエンドモジュールへの通信経路内に配置される介在分散型マーシャリングモジュールに、登録した第２の信号を示す信号を伝送することを含み、通信経路は、リングアーキテクチャを備えることができる。

【0094】

他の考慮事項

【0095】

本明細書で説明される装置、システム、及び方法は、プロセス制御システム５に関して説明されるが、本明細書で説明される装置、システム、及び方法の任意の１つ以上を、Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔによって提供されるＤｅｌｔａＶ
ＳＩＳ（商標）製品等の、プロセス制御プラントのプロセス制御安全情報システムに同様に適用することができることに留意されたい。例えば、スタンドアロンのプロセス制御安全システムまたは統合型の制御及び安全システム（「ＩＣＳＳ」）は、本明細書で説明される装置、システム、及び方法のうちの任意の１つ以上を使用して構成することができる。

【0096】

加えて、ソフトウェア（例えば、コンピュータ読み出し可能な命令）に実装されたとき、本明細書で説明されるアプリケーション、サービス、及びエンジンのうちのいずれかは、磁気ディスク、レーザーディスク、固体メモリデバイス、分子メモリ記憶デバイス、他の記憶媒体、コンピュータまたはプロセッサのＲＡＭまたはＲＯＭ等の、任意の有形の非
一時的なコンピュータ読み出し可能なメモリに記憶することができる。本明細書で開示される例示的なシステムは、他のコンポーネントの中でも特に、ハードウェア上で実行されるソフトウェア及び／またはファームウェアを含むように開示されるが、そのようなシステムは、単なる実例に過ぎないこと、及び限定するもの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、及びファームウェアのコンポーネントのいずれかまたは全てを、ハードウェアだけに、ソフトウェアだけに、またはハードウェア及びソフトウェアの任意の組み合わせに具現化できることが想定される。故に、本明細書で説明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上で実行されるソフトウェアに実装されているように説明されるが、当業者は、提供される実施例がそのようなシステムを実装するための唯一の方法ではないことを容易に認識するであろう。

【0097】

したがって、本発明は、単に図示することを意図し、本発明を限定することを意図しない、特定の実施例を参照して説明されているが、当業者には、本発明の趣旨及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変更、追加、または削除が行われ得ることが明らかになるであろう。さらに、上述の本文は、多数の異なる実施形態の詳細な説明を示しているが、本特許の範囲は、本特許及びそれらの同等物の最後に示される特許請求の範囲の用語によって定義されることを理解されたい。あらゆる可能な実施形態を説明することは、不可能ではないにしても実用的ではないので、詳細な説明は、例示的なものに過ぎないと解釈されるべきであって、本発明のあらゆる可能な実施形態は説明するものではない。現在の技術または本特許の出願日以降に開発される技術のいずれかを使用して、多数の代替の実施形態を実施することができるが、それらは、依然として、特許請求の範囲及びそれらの全ての同等物の範囲内である。

【0098】

任意の特定の実施形態の特定の特徴、構造、または特性は、他の特徴の使用に対応することを伴わずに、選択した特徴の使用を含む、任意の適切な様式で、及び１つ以上の他の実施形態との任意の適切な組み合わせで組み合わせることができる。本明細書で説明され、図示される本開示の実施形態の他の変形例及び修正例が、本明細書の教示に照らして可能であり、また、本開示の趣旨及び範囲の一部とみなされることを理解されたい。限定としてではなく例として、本明細書における開示は少なくとも以下の態様を企図している。

【0099】

１．プロセスプラント内のプロセスを制御するように動作するプロセス制御システムであって、複数のプロセス制御フィールドデバイスと、複数のプロセス制御フィールドデバイスに通信可能に結合される入力／出力（Ｉ／Ｏ）カードと、Ｉ／Ｏカードに通信可能に結合され、Ｉ／Ｏカードを介して、複数のプロセス制御フィールドデバイスからデータを受信し、同じくＩ／Ｏカードを介して、制御信号をプロセス制御フィールドデバイスの１つ以上に送信して、プロセスの動作を制御するように動作する、コントローラと、分散型マーシャリングモジュールであって、一対の通信ポートと、１つ以上の電子マーシャリングコンポーネントスロットであって、少なくとも１つの電子マーシャリングコンポーネントスロットが、その中に電子マーシャリングコンポーネントを有する、１つ以上の電子マーシャリングコンポーネントスロットと、１つ以上の電子マーシャリングコンポーネントスロットの各々に対応するそれぞれの端子ブロックであって、少なくとも１つの電子マーシャリングコンポーネントスロットの端子ブロックが、複数のフィールドデバイスのうちの１つに通信可能に結合される、それぞれの端子ブロックと、一対の通信ポートに結合されるマイクロプロセッサと、を備える分散型マーシャリングモジュールと、ヘッドエンドモジュールであって、ヘッドエンドモジュールをＩ／Ｏカードに結合する第１の通信ポートと、分散型マーシャリングモジュールに通信可能に結合される一対の第２の通信ポートと、一対の第２の通信ポートを介して、マイクロプロセッサによって受信される情報を記憶するデータベースがその中に記憶されるメモリデバイスと、マイクロプロセッサであって、メモリデバイスに結合され、
一対の第２の通信ポートを介して、データを受信及び伝送し、受信したデータをメモリデバイスに記憶し、メモリデバイスからデータを取り出し、Ｉ／Ｏカードを介して、取り出したデータをコントローラに伝送するように構成される、マイクロプロセッサと、を備えるヘッドエンドモジュールと、を備えるプロセス制御システム。

【0100】

２．分散型マーシャリングモジュール上の一対の通信ポートが、ヘッドエンドモジュール上の一対の第２の通信ポートと協働して、リングアーキテクチャを形成する、態様１に記載のプロセス制御システム。

【0101】

３．ヘッドエンドモジュール上のマイクロプロセッサが、一対の第２の通信ポートの各々で定期的なハートビート信号を送信し、分散型マーシャリングモジュール上のマイクロプロセッサが、一対の通信ポートの各々で定期的なハートビート信号を送信する、態様１または態様２のいずれかに記載のプロセス制御システム。

【0102】

４．プロセス制御システムが、複数の分散型マーシャリングモジュールを備える、態様１～３のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。

【0103】

５．電子マーシャリングコンポーネントが、複数のフィールドデバイスのうちの１つから信号を受信し、受信した信号を第１の形態から第２の形態に変換するように構成される、態様１～４のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。

【0104】

６．分散型マーシャリングモジュールが、電子マーシャリングコンポーネントスロットの各々をスキャンし、電子マーシャリングコンポーネントスロットが存在する任意のスロットについて、スロットと関連付けられる値を登録するように動作可能である、スキャンモジュールをさらに備える、態様１～５のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。

【0105】

７．分散型マーシャリングモジュール上のマイクロプロセッサが、スキャンモジュールとして機能する、態様６に記載のプロセス制御システム。

【0106】

８．分散型マーシャリングモジュール上のマイクロプロセッサが、一対の通信ポートのうちの１つのスロットと関連付けられる値を伝送する、態様６または態様７のいずれかに記載のプロセス制御システム。

【0107】

９．分散型マーシャリングモジュール上のマイクロプロセッサが、デフォルトで、一対の通信ポートのうちの第１の１つを通してデータを伝送し、一対の通信ポートのうちの第２の１つを通してデータを受信する、態様１～８のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。

【0108】

１０．分散型マーシャリングモジュール上のマイクロプロセッサが、伝送する前の所定の期間内に一対の通信ポートのうちの所与の１つでハートビート信号を検出した場合にだけ、分散型マーシャリングモジュール上のマイクロプロセッサが、一対の通信ポートのうちの所与の１つで情報を伝送する、態様１～９のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。

【0109】

１１．ヘッドエンドモジュール上のマイクロプロセッサが、デフォルトで、一対の第２の通信ポートのうちの第１の１つを通してデータを伝送し、一対の第２の通信ポートのうちの第２の１つを通してデータを受信する、態様１～１０のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。

【0110】

１２．ヘッドエンドモジュール上のマイクロプロセッサが、伝送する前の所定の期間内
に一対の第２の通信ポートのうちの所与の１つでハートビート信号を検出した場合にだけ、ヘッドエンドモジュール上のマイクロプロセッサが、一対の第２の通信ポートのうちの所与の１つで情報を伝送する、態様１～１１のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。

【0111】

１３．Ｉ／Ｏカードが、ヘッドエンドモジュール上に配置される、態様１～１２のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。

【0112】

１４．電子マーシャリングコンポーネントが、ＡＯ電子マーシャリングコンポーネント、ＡＩ電子マーシャリングコンポーネント、ＤＯ電子マーシャリングコンポーネント、またはＤＩ電子マーシャリングコンポーネント、のうちの１つである、態様１～１３のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。

【0113】

１５．ヘッドエンドモジュール上のマイクロプロセッサが、Ｉ／Ｏカードを介して、コントローラからデータを受信し、コントローラから受信されるデータを、フィールドデバイスの特定の１つと関連付けられる宛先分散型マーシャリングモジュール、フィールドデバイスの特定の１つと関連付けられる宛先電子マーシャリングコンポーネント、またはフィールドデバイスの特定の１つ、のうちの１つを指定する宛先アドレスと関連付け、一対の第２の通信ポートのうちの１つでデータを伝送することによって、コントローラから受信されるデータ、及び関連付けられた宛先アドレスをフィールドデバイスの特定の１つに伝送するようにさらに構成される、態様１～１４のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。

【0114】

１６．分散型マーシャリングモジュール上の一対の通信ポートのうちの第１の１つが、ヘッドエンドモジュール上のマイクロプロセッサがデータを伝送した一対の第２の通信ポートのうちの１つに通信可能に結合され、さらに、分散型マーシャリングモジュール上のマイクロプロセッサが、ヘッドエンドモジュールから伝送されるデータを受信し、宛先アドレスが分散型マーシャリングモジュールと関連付けられているかどうかを判定し、宛先アドレスが分散型マーシャリングモジュールと関連付けられている場合は、データをフィールドデバイスの特定の１つにルーティングし、宛先アドレスが分散型マーシャリングモジュールと関連付けられていない場合は、分散型マーシャリングモジュール上の一対の通信ポートのうちの第２の１つで、データ、及び関連付けられた宛先アドレスを伝送する、態様１５に記載のプロセス制御システム。

【0115】

１７．分散型マーシャリングモジュール上のマイクロプロセッサが、一対の通信ポートのうちの第１の１つで、宛先アドレスを含むデータを受信し、宛先アドレスがヘッドエンドモジュールを指定している場合は、一対の通信ポートのうちの第１の１つで、宛先アドレスを含むデータを伝送する、態様１～１６のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。

【0116】

１８．一対の第２の通信ポートの各々が、イーサネット接続によって、分散型マーシャリングモジュール上の一対の通信ポートのうちの１つに結合される、態様１～１７のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。

【0117】

１９．イーサネット接続が、ヘッドエンドモジュールを分散型マーシャリングモジュールに通信可能に接続する、態様１～１８のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。

【0118】

２０．プロセスプラント内のプロセスを制御するように動作するプロセス制御システムであって、複数のプロセス制御フィールドデバイスと、複数のプロセス制御フィールドデバイスに通信可能に結合される入力／出力（Ｉ／Ｏ）カードと、Ｉ／Ｏカードに通信可能
に結合され、Ｉ／Ｏカードを介して、複数のプロセス制御フィールドデバイスからデータを受信し、同じくＩ／Ｏカードを介して、制御信号をプロセス制御フィールドデバイスの１つ以上に送信して、プロセスの動作を制御するように動作する、コントローラと、複数の分散型マーシャリングモジュールであって、各分散型マーシャリングモジュールが、
一対の通信ポートと、複数の電子マーシャリングコンポーネントスロットと、電子マーシャリングコンポーネントスロットに配置される電子マーシャリングコンポーネントと、複数の電子マーシャリングコンポーネントスロットの各々に対応するそれぞれの端子ブロックであって、電子マーシャリングコンポーネントが配置される電子マーシャリングコンポーネントスロットの端子ブロックが、複数のフィールドデバイスのうちの１つに通信可能に結合される、それぞれの端子ブロックと、一対の通信ポートに結合されるマイクロプロセッサと、を備える分散型マーシャリングモジュールと、ヘッドエンドモジュールであって、
ヘッドエンドモジュールをＩ／Ｏカードに結合する第１の通信ポートと、複数の分散型マーシャリングモジュールのうちの第１の１つに通信可能に結合される第２の通信ポートと、複数の分散型マーシャリングモジュールのうちの第２の１つに通信可能に結合される第３の通信ポートと、第２及び第３の通信ポートを介して、マイクロプロセッサによって受信される情報を記憶するデータベースがその中に記憶されるメモリデバイスと、マイクロプロセッサであって、メモリデバイスに結合され、第２及び第３の通信ポートを介して、データを受信及び伝送し、受信したデータをメモリデバイスに記憶し、
メモリデバイスからデータを取り出し、Ｉ／Ｏカードを介して、取り出したデータをコントローラに伝送するように構成される、マイクロプロセッサと、を備えるヘッドエンドモジュールと、を備えるプロセス制御システム。

【0119】

２１．プロセスプラント内のフィールドデバイスをプロセスプラント内のコントローラに結合するための分散型マーシャリングモジュールであって、一対の通信ポートと、第１の数の電子マーシャリングコンポーネントスロットと、第１の数に等しい第２の数の端子ブロックであって、各端子ブロックが、電子マーシャリングコンポーネントスロットの１つと通信可能に接続し、フィールドデバイスのそれぞれ１つに通信可能に接続されるように構成される、端子ブロックと、電子マーシャリングコンポーネントスロットに配置される、第１の数以下である第３の数の電子マーシャリングコンポーネントであって、電子マーシャリングコンポーネントの各々が、フィールドデバイスのそれぞれ１つから信号を受信し、受信した信号をＩ／Ｏカードと互換の形式に変換するように構成される、電子マーシャリングコンポーネントと、一対の通信ポートに結合されるマイクロプロセッサと、を備える分散型マーシャリングモジュール。

【0120】

２２．マイクロプロセッサが、一対の通信ポートでデータを送信及び受信するように構成される、態様２１に記載の分散型マーシャリングモジュール。

【0121】

２３．マイクロプロセッサが、デフォルトで、一対の通信ポートのうちの第１の１つで伝送し、デフォルトで、一対の通信ポートのうちの第２の１つで受信するように構成される、態様２１または態様２２のいずれかに記載の分散型マーシャリングモジュール。

【0122】

２４．マイクロプロセッサが、伝送する前の所定の期間内に一対の通信ポートのうちの第１の１つで、予想される定期的なハートビート信号を受信しなかった場合に、マイクロプロセッサが、一対の通信ポートのうちの第１の１つの代わりに、一対の通信ポートのうちの第２の１つで伝送するようにさらに構成される、態様２３に記載の分散型マーシャリングモジュール。

【0123】

２５．マイクロプロセッサが、一対の通信ポートの各々で定期的なハートビート信号を伝送するように構成される、態様２１～２４のいずれか１つに記載の分散型マーシャリン
グモジュール。

【0124】

２６．電子マーシャリングコンポーネントスロットをスキャンし、電子マーシャリングコンポーネントの各々から、変換した信号を受信し、ヘッドエンドモジュールへの伝送のために、受信した変換した信号をマイクロプロセッサに通信するか、またはマイクロプロセッサによる後の取り出し及びヘッドエンドへの伝送のために、受信した変換した信号をメモリデバイスに記憶するように動作可能である、スキャンモジュールをさらに備える、態様２１～２５のいずれか１つに記載の分散型マーシャリングモジュール。

【0125】

２７．マイクロプロセッサが、スキャンモジュールとして構成される、態様２６に記載の分散型マーシャリングモジュール。

【0126】

２８．マイクロプロセッサが、一対の通信ポートを介して、宛先アドレスを含むデータを受信し、宛先アドレスが、分散型マーシャリングモジュールと関連付けられているかどうかを判定し、宛先アドレスが分散型マーシャリングモジュールと関連付けられていない場合に、一対の通信ポートのうちの１つを介して、受信したデータを伝送するか、または、受信したデータをフィールドデバイスに対応するマーシャリングコンポーネントにルーティングすることによって、受信したデータを、分散型マーシャリングモジュール上の端子ブロックに通信可能に結合されるフィールドデバイスにルーティングするように構成される、態様２１～２７のいずれか１つに記載の分散型マーシャリングモジュール。

【0127】

２９．宛先アドレスが、（１）ヘッドエンド、（２）分散型マーシャリングモジュールに結合されるフィールドデバイス、または（３）別の分散型マーシャリングモジュールに結合されるフィールドデバイス、のうちの１つを指定する、態様２８に記載の分散型マーシャリングモジュール。

【0128】

３０．宛先アドレスが、（１）ヘッドエンド、（２）分散型マーシャリングモジュールと関連付けられる電子マーシャリングコンポーネント、または（３）別の分散型マーシャリングモジュールと関連付けられる電子マーシャリングコンポーネント、のうちの１つを指定する、態様２８に記載の分散型マーシャリングモジュール。

【0129】

３１．宛先アドレスが、（１）ヘッドエンド、（２）分散型マーシャリングモジュール、または（３）別の分散型マーシャリングモジュール、のうちの１つを指定する、態様２８に記載の分散型マーシャリングモジュール。

【0130】

３２．プロセスプラント内のフィールドデバイスをプロセスプラント内のコントローラに結合するためのヘッドエンドモジュールであって、ヘッドエンドモジュールを第１の分散型マーシャリングモジュールに通信可能に接続し、第１の分散型マーシャリングモジュールが、第１のリングアーキテクチャの一部である、第１の通信ポートと、ヘッドエンドモジュールを第２の分散型マーシャリングモジュールに通信可能に接続し、第２の分散型マーシャリングモジュールが、第１のリングアーキテクチャの一部である、第２の通信ポートと、ヘッドエンドモジュールをＩ／Ｏカードに通信可能に接続し、これが次に、コントローラに通信可能に接続される、第３の通信ポートと、メモリデバイスと、マイクロプロセッサであって、メモリデバイスに結合され、また、第１及び第２の通信ポートの一方または両方を介して、第１及び第２の分散型マーシャリングモジュールに結合されるフィールドデバイスから第１のデータを受信し、受信した第１のデータをメモリデバイスに配置されるデータベースに記憶し、データベースから、受信した第１のデータを取り出し、Ｉ／Ｏカードを介して、取り出した第１のデータをコントローラに伝送し、Ｉ／Ｏカードを介して、コントローラからの第２のデータを受信し、第１及び第２の通信ポートの一方または両方を介して、第２のデータをフィールドデバイスの指定されたものに伝送するよ
うに構成される、マイクロプロセッサと、を備えるヘッドエンドモジュール。

【0131】

３３．マイクロプロセッサが、デフォルトで、第１及び第２の通信ポートのうちの第１の１つで伝送し、デフォルトで、第１及び第２の通信ポートのうちの第２の１つで受信するように構成される、態様３２に記載のヘッドエンドモジュール。

【0132】

３４．マイクロプロセッサが、伝送する前の所定の期間内に第１の通信ポートで、予想される定期的なハートビート信号を受信しなかった場合に、マイクロプロセッサが、第１の通信ポートの代わりに、第２の通信ポートで伝送するようにさらに構成される、請求項３３に記載のヘッドエンドモジュール。

【0133】

３５．マイクロプロセッサが、第１及び第２の通信ポートの各々で定期的なハートビート信号を伝送するように構成される、態様３２～３４のいずれか１つに記載のヘッドエンドモジュール。

【0134】

３６．マイクロプロセッサが、第１または第２の通信ポートを介して、宛先アドレスを含むデータを受信し、宛先アドレスが、ヘッドエンドモジュールのアドレスであるかどうかを判定し、宛先アドレスがヘッドエンドモジュールのアドレスではない場合に、第１または第２の通信ポートのうちの１つを介して、受信したデータを伝送するか、または、宛先アドレスがヘッドエンドモジュールのアドレスである場合に、受信したデータをデータベースに記憶するように構成される、態様３２～３５のいずれか１つに記載のヘッドエンドモジュール。

【0135】

３７．宛先アドレスが、（１）ヘッドエンド、（２）分散型マーシャリングモジュールの１つに結合されるフィールドデバイス、のうちの１つを指定する、態様３６に記載のヘッドエンドモジュール。

【0136】

３８．宛先アドレスが、（１）ヘッドエンド、（２）分散型マーシャリングモジュールの１つと関連付けられる電子マーシャリングコンポーネント、のうちの１つを指定する、態様３６に記載のヘッドエンドモジュール。

【0137】

３９．宛先アドレスが、（１）ヘッドエンド、（２）分散型マーシャリングモジュールの１つ、のうちの１つを指定する、態様３６に記載のヘッドエンドモジュール。

【0138】

４０．ヘッドエンドモジュールを第３の分散型マーシャリングモジュールに通信可能に接続し、第３の分散型マーシャリングモジュールが、第２のリングアーキテクチャの一部である、第４の通信ポートと、ヘッドエンドモジュールを第４の分散型マーシャリングモジュールに通信可能に接続し、第４の分散型マーシャリングモジュールが、第２のリングアーキテクチャの一部である、第５の通信ポートと、をさらに備える、態様３２～３９のいずれか１つに記載のヘッドエンドモジュール。

【0139】

４１．データをプロセスプラント内のフィールドデバイスからプロセスプラント内のコントローラに通信する方法であって、端子ブロックにおいて、フィールドデバイスからデータを表現する信号を受信することと、端子ブロックに通信可能に接続される電子マーシャリングコンポーネントにおいて、受信した信号を第２の信号に変換することと、電子マーシャリングコンポーネントから第２の信号を登録することと、第１の通信ポートまたは第２の通信ポートのいずれかを介して、登録した第２の信号を示す信号を、マイクロプロセッサから、マイクロプロセッサ及び電子マーシャリングコンポーネントから遠隔のヘッドエンドモジュールに伝送することと、を含む方法。

【0140】

４２．登録した第２の信号を示す信号が、デフォルトで、第１の通信ポートを介して、また、伝送する前の所定の期間内に第１の通信ポートでいかなる定期的なハートビート信号も検出されなかった場合に、第２の通信ポートを介して、ヘッドエンドモジュールに伝送される、態様４１に記載の方法。

【0141】

４３．電子マーシャリングコンポーネントが、ＡＯ電子マーシャリングコンポーネント、ＡＩ電子マーシャリングコンポーネント、ＤＯ電子マーシャリングコンポーネント、またはＤＩ電子マーシャリングコンポーネント、のうちの１つである、態様４１または４２に記載の方法。

【0142】

４４．ヘッドエンドモジュールが、１つ以上のＩ／Ｏカードを介して、コントローラに通信可能に結合される、態様４１～４３のいずれか１つに記載の方法。

【0143】

４５．登録した第２の信号を示す信号をヘッドエンドモジュールに伝送することが、登録した第２の信号を示す信号を、ヘッドエンドモジュールへの通信経路に配置される介在分散型マーシャリングモジュールに伝送することを含む、態様４１～４４のいずれか１つに記載の方法。

【0144】

４６．登録した第２の信号を示す信号をヘッドエンドモジュールに伝送することが、登録した第２の信号を示す信号をリング通信アーキテクチャで伝送することを含む、態様４１～４５のいずれか１つに記載の方法。

【0145】

４７．Ｉ／Ｏカードを介して、登録した第２の信号を示す信号を、ヘッドエンドモジュールからコントローラに伝送することをさらに含む、態様４１～４６のいずれか１つに記載の方法。

【0146】

４８．プロセスプラント内のプロセスを制御するように動作するプロセス制御システムであって、複数のプロセス制御フィールドデバイスと、複数のプロセス制御フィールドデバイスに通信可能に結合される入力／出力（Ｉ／Ｏ）カードと、Ｉ／Ｏカードに通信可能に結合され、Ｉ／Ｏカードを介して、複数のプロセス制御フィールドデバイスからデータを受信し、同じくＩ／Ｏカードを介して、制御信号をプロセス制御フィールドデバイスの１つ以上に送信して、プロセスの動作を制御するように動作する、コントローラと、分散型マーシャリングモジュールであって、第１の通信ポートと、１つ以上の電子マーシャリングコンポーネントスロットであって、少なくとも１つの電子マーシャリングコンポーネントスロットが、その中に電子マーシャリングコンポーネントを有する、１つ以上の電子マーシャリングコンポーネントスロットと、１つ以上の電子マーシャリングコンポーネントスロットの各々に対応するそれぞれの端子ブロックであって、少なくとも１つの電子マーシャリングコンポーネントスロットの端子ブロックが、複数のフィールドデバイスのうちの１つに通信可能に結合される、それぞれの端子ブロックと、
第１の通信ポートに結合されるマイクロプロセッサと、を備える分散型マーシャリングモジュールと、ヘッドエンドモジュールであって、ヘッドエンドモジュールをＩ／Ｏカードに結合する第１の通信ポートと、分散型マーシャリングモジュールに通信可能に結合される第２の通信ポートと、第２の通信ポートを介して、マイクロプロセッサによって受信される情報を記憶するデータベースがその中に記憶されるメモリデバイスと、マイクロプロセッサであって、メモリデバイスに結合され、第２の通信ポートを介して、データを受信及び送信し、受信したデータをメモリデバイスに記憶し、メモリデバイスからデータを取り出し、Ｉ／Ｏカードを介して、取り出したデータをコントローラに伝送するように構成される、マイクロプロセッサと、を備えるヘッドエンドモジュールと、を備えるプロセス制御システム。

【0147】

４９．分散型マーシャリングモジュール上の通信ポートが、ヘッドエンドモジュール上の第２の通信ポートと協働して、分散型マーシャリングモジュールとヘッドエンドモジュールとの間でデータを渡す、態様４８に記載のプロセス制御システム。

【0148】

５０．プロセス制御システムが、複数の分散型マーシャリングモジュールを備える、態様４８または態様４９に記載のプロセス制御システム。

【0149】

５１．電子マーシャリングコンポーネントが、複数のフィールドデバイスのうちの１つから信号を受信し、受信した信号を第１の形態から第２の形態に変換するように構成される、態様４８～５０のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。

【0150】

５２．分散型マーシャリングモジュールが、電子マーシャリングコンポーネントスロットの各々をスキャンし、電子マーシャリングコンポーネントスロットが存在する任意のスロットについて、スロットと関連付けられる値を登録するように動作可能である、スキャンモジュールをさらに備える、態様４８～５１のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。

【0151】

５３．分散型マーシャリングモジュール上のマイクロプロセッサが、スキャンモジュールとして機能する、態様５２に記載のプロセス制御システム。

【0152】

５４．分散型マーシャリングモジュール上のマイクロプロセッサが、分散型マーシャリングモジュールの通信ポート上のスロットと関連付けられる値を伝送する、態様５２または態様５３に記載のプロセス制御システム。

【0153】

５５．Ｉ／Ｏカードが、ヘッドエンドモジュール上に配置される、態様４８～５４のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。

【0154】

５６．電子マーシャリングコンポーネントが、ＡＯ電子マーシャリングコンポーネント、ＡＩ電子マーシャリングコンポーネント、ＤＯ電子マーシャリングコンポーネント、またはＤＩ電子マーシャリングコンポーネント、のうちの１つである、態様４８～５５のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。

【0155】

５７．ヘッドエンドモジュール上のマイクロプロセッサが、Ｉ／Ｏカードを介して、コントローラからデータを受信し、コントローラから受信されるデータを、フィールドデバイスの特定の１つと関連付けられる宛先分散型マーシャリングモジュール、フィールドデバイスの特定の１つと関連付けられる宛先電子マーシャリングコンポーネント、またはフィールドデバイスの特定の１つ、のうちの１つを指定する宛先アドレスと関連付け、第２の通信ポートでデータを伝送することによって、コントローラから受信されるデータ、及び関連付けられた宛先アドレスを、フィールドデバイスの特定の１つに伝送するようにさらに構成される、態様４８～５６のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。

【0156】

５８．分散型マーシャリングモジュールが、第２の通信ポートを備え、分散型マーシャリングモジュール上の第１及び第２の通信ポートのうちの第１の１つが、ヘッドエンドモジュール上のマイクロプロセッサがデータを伝送した第２の通信ポートに通信可能に結合され、さらに、分散型マーシャリングモジュール上のマイクロプロセッサが、ヘッドエンドモジュールから伝送されるデータを受信し、宛先アドレスが分散型マーシャリングモジュールと関連付けられているかどうかを判定し、宛先アドレスが分散型マーシャリングモジュールと関連付けられている場合は、データをフィールドデバイスの特定の１つにルーティングし、宛先アドレスが分散型マーシャリングモジュールと関連付けられていない場合は、分散型マーシャリングモジュール上の第１及び第２の通信ポートのもう１つで、デ
ータ、及び関連付けられた宛先アドレスを伝送する、態様５７に記載のプロセス制御システム。

【0157】

５９．分散型マーシャリングモジュールが、第２の通信ポートを備え、第２の通信ポートが、第２の分散型マーシャリングモジュールに通信可能に結合される、態様４８～５６のいずれか１つに記載のプロセス制御システム。

【0158】

６０．プロセスプラント内のプロセスを制御するように動作するプロセス制御システムであって、複数のプロセス制御フィールドデバイスと、複数のプロセス制御フィールドデバイスに通信可能に結合される入力／出力（Ｉ／Ｏ）カードと、Ｉ／Ｏカードに通信可能に結合され、Ｉ／Ｏカードを介して、複数のプロセス制御フィールドデバイスからデータを受信し、同じくＩ／Ｏカードを介して、制御信号をプロセス制御フィールドデバイスの１つ以上に送信して、プロセスの動作を制御するように動作する、コントローラと、複数の分散型マーシャリングモジュールであって、各分散型マーシャリングモジュールが、一対の通信ポートと、複数の電子マーシャリングコンポーネントスロットと、電子マーシャリングコンポーネントスロットに配置される電子マーシャリングコンポーネントと、複数の電子マーシャリングコンポーネントスロットの各々に対応するそれぞれの端子ブロックであって、電子マーシャリングコンポーネントが配置される電子マーシャリングコンポーネントスロットの端子ブロックが、複数のフィールドデバイスのうちの１つに通信可能に結合される、それぞれの端子ブロックと、一対の通信ポートに結合されるマイクロプロセッサと、を備える分散型マーシャリングモジュールと、ヘッドエンドモジュールであって、ヘッドエンドモジュールをＩ／Ｏカードに結合する第１の通信ポートと、複数の分散型マーシャリングモジュールのうちの第１の１つに通信可能に結合される第２の通信ポートと、第２の通信ポートを介して、マイクロプロセッサによって受信される情報を記憶するデータベースがその中に記憶されるメモリデバイスと、マイクロプロセッサであって、メモリデバイスに結合され、
第２の通信ポートを介して、データを受信及び送信し、受信したデータをメモリデバイスに記憶し、メモリデバイスからデータを取り出し、Ｉ／Ｏカードを介して、取り出したデータをコントローラに伝送するように構成され、複数の分散型マーシャリングモジュールの第１ものが、複数の分散型マーシャリングモジュールの第１のものの一対の通信ポートの第１のものと、複数の分散型マーシャリングモジュールの第２のものの一対の通信ポートの第１のものとの間の通信リンクによって、複数の分散型マーシャリングモジュールの第２のものに通信可能に結合される、マイクロプロセッサと、を備えるヘッドエンドモジュールと、を備えるプロセス制御システム。

【0159】

６１．プロセスプラント内のフィールドデバイスをプロセスプラント内のコントローラに結合するための分散型マーシャリングモジュールであって、一対の通信ポートと、第１の数の電子マーシャリングコンポーネントスロットと、第１の数に等しい第２の数の端子ブロックであって、各端子ブロックが、電子マーシャリングコンポーネントスロットの１つと通信可能に接続し、フィールドデバイスのそれぞれ１つに通信可能に接続されるように構成される、端子ブロックと、電子マーシャリングコンポーネントスロットに配置される、第１の数以下である第３の数の電子マーシャリングコンポーネントであって、電子マーシャリングコンポーネントの各々が、フィールドデバイスのそれぞれ１つから信号を受信し、受信した信号をＩ／Ｏカードと互換の形式に変換するように構成される、第３の数の電子マーシャリングコンポーネントと、一対の通信ポートに結合されるマイクロプロセッサであって、一対の通信ポートの両方でデータを受信し、データを一対の通信ポートの第１のもののヘッドエンドモジュールにデータを伝送し、データを一対の通信ポートの第２のものの別の分散型マーシャリングモジュールに伝送する、マイクロプロセッサと、を備える分散型マーシャリングモジュール。

【0160】

６２．電子マーシャリングコンポーネントスロットをスキャンし、電子マーシャリングコンポーネントの各々から、変換した信号を受信し、ヘッドエンドモジュールへの伝送のために、受信した変換した信号をマイクロプロセッサに通信するか、またはマイクロプロセッサによる後の取り出し及びヘッドエンドへの伝送のために、受信した変換した信号をメモリデバイスに記憶するように動作可能である、スキャンモジュールをさらに備える、態様６１に記載の分散型マーシャリングモジュール。

【0161】

６３．マイクロプロセッサが、宛先アドレスを含むデータを受信し、宛先アドレスが、分散型マーシャリングモジュールと関連付けられているかどうかを判定し、宛先アドレスが分散型マーシャリングモジュールと関連付けられていない、かつヘッドエンドモジュールと関連付けられていない場合に、一対の通信ポートの第２のもののうちの１つを介して、受信したデータを伝送するか、または、受信したデータをフィールドデバイスに対応するマーシャリングコンポーネントにルーティングすることによって、受信したデータを、分散型マーシャリングモジュール上の端子ブロックに通信可能に結合されるフィールドデバイスにルーティングするように構成される、態様６１または態様６２に記載の分散型マーシャリングモジュール。

【0162】

６４．宛先アドレスが、（１）ヘッドエンド、（２）分散型マーシャリングモジュールに結合されるフィールドデバイス、または（３）別の分散型マーシャリングモジュールに結合されるフィールドデバイス、のうちの１つを指定する、態様６３に記載の分散型マーシャリングモジュール。

【0163】

６５．宛先アドレスが、（１）ヘッドエンド、（２）分散型マーシャリングモジュールと関連付けられる電子マーシャリングコンポーネント、または（３）別の分散型マーシャリングモジュールと関連付けられる電子マーシャリングコンポーネント、のうちの１つを指定する、態様６３に記載の分散型マーシャリングモジュール。

【0164】

６６．宛先アドレスが、（１）ヘッドエンド、（２）分散型マーシャリングモジュール、または（３）別の分散型マーシャリングモジュール、のうちの１つを指定する、態様６３に記載の分散型マーシャリングモジュール。

【0165】

６７．プロセスプラント内のフィールドデバイスをプロセスプラント内のコントローラに結合するためのヘッドエンドモジュールであって、ヘッドエンドモジュールを第１の分散型マーシャリングモジュールに通信可能に接続する、第１の通信ポートと、ヘッドエンドモジュールを第２の分散型マーシャリングモジュールに通信可能に接続する、第２の通信ポートと、ヘッドエンドモジュールをＩ／Ｏカードに通信可能に接続し、これが次に、コントローラに通信可能に接続される、第３の通信ポートと、メモリデバイスと、マイクロプロセッサであって、メモリデバイスに結合され、また、第１の通信ポートを介して、第１のデータを、第１の分散型マーシャリングモジュールに結合されるフィールドデバイスに伝送し、そこから受信し、第２の通信ポートを介して、第２のデータを、第２の分散型マーシャリングモジュールに結合されるフィールドデバイスに伝送し、そこから受信し、受信した第１のデータ及び第２のデータをメモリデバイスに配置されるデータベースに記憶し、データベースから、受信した第１のデータ及び第２のデータを取り出し、Ｉ／Ｏカードを介して、取り出した第１のデータ及び第２のデータをコントローラに伝送し、Ｉ／Ｏカードを介して、コントローラから第３及び第４のデータを受信し、第１の通信ポートを介して、第３のデータを、第１の分散型マーシャリングモジュールに結合されるフィールドデバイスの指定されたものに伝送し、第２の通信ポートを介して、第４のデータを、第２の分散型マーシャリングモジュールに結合されるフィールドデバイスの指定されたものに伝送するように構成される、マイクロプロセッサと、を備えるヘッドエンドモジュール。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図2F】

【図2G】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】