(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の冗長Ｉ／Ｏモジュールを有する端末ベースアセンブリを構成するために、設置スペースを比較的小さくした冗長Ｉ／Ｏモジュールを提供する。【解決手段】装置が、それぞれが少なくとも１つのモジュール１０２〜１０８、１１４を有する複数の端末ベースアセンブリ１００を含み、それらの複数の端末ベースアセンブリ１００の少なくとも一部は、前記少なくとも１つのモジュール１０２〜１０８、１１４内の変動レベルの冗長性を有し、複数の端末ベースアセンブリ１００は、それらの複数の端末ベースアセンブリ１００のそれぞれの中の回路１１６によって共に接続される。【選択図】図１
2010102712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが少なくとも１つのモジュール（１０２〜１０８、１１４）を有する複数の端末ベースアセンブリ（１００）を備え、前記複数の端末ベースアセンブリ（１００）の少なくとも一部が、前記少なくとも１つのモジュール（１０２〜１０８、１１４）内の変動レベルの冗長性を有し、前記複数の端末ベースアセンブリ（１００）が、前記複数の端末ベースアセンブリ（１００）のそれぞれの中の回路（１１６）によって共に接続される装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのモジュール（１０２〜１０８、１１４）が、インテリジェントモジュール（１０２、１０４）および非インテリジェントモジュール（１０６、１０８、１１４）を含むグループからのものである、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのモジュール（１０２〜１０８、１１４）が、プロセッサモジュール（１０２、１０４）を含み、前記プロセッサモジュール（１０２、１０４）が、冗長プロセッサモジュール（１０２、１０４）および非冗長プロセッサモジュール（１０２）を含むグループからのものである、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つのモジュール（１０２、１０８、１１４）が、ネットワークスイッチモジュール（５１２、５１４）を含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つのモジュール（１０２、１０８、１１４）が、入力モジュール（１０６、１０８）および出力モジュール（１１４）の少なくとも１つを含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記入力モジュール（１０６、１０８）が、ワイヤード接続部（１１０、１１２）および／または無線接続を通して１つまたは複数の入力信号を受信する、請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記複数の端末ベースアセンブリ（１００）が、前記複数の端末ベースアセンブリ（１００）のそれぞれの中の通信信号（４００）によって共に接続される、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記通信信号（４００）の一部が、前記少なくとも１つのモジュール（１０２〜１０８、１１４）のうちの１つだけによって駆動され、それによって前記通信信号（４００）のうちの固有の信号が、前記少なくとも１つのモジュール（１０２〜１０８、１１４）のそれぞれに提供される、請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記通信信号（４００）の一部を駆動する前記少なくとも１つのモジュール（１０２〜１０８、１１４）のうちの前記１つが、前記少なくとも１つのモジュール（１０２〜１０８、１１４）を含む任意の１つまたは複数のプロセッサ（１０２、１０４）モジュールによって使用されるいくつかのポート線に従って前記通信信号（４００）を回転させる、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのモジュール（１０２〜１０８、１１４）が、少なくとも１つのプロセッサモジュール（１０２、１０４）を含む場合に、前記少なくとも１つのプロセッサモジュール（１０２〜１０４）が、少なくとも１つの遠隔無線ネットワークスイッチモジュール（５１２、５１４）と無線で通信する、請求項８記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する主題は、プロセス監視システムに関し、より詳細には、監視システム構成に共に接続することができるいくつかの差込可能なベースであって、様々なレベルの冗長性を備えることができるベースに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセス産業では、多様なプロセスおよび資産が異なるレベルの緊急性を固有に有する。緊急性は、通常、環境、健全性と安全性、生産の損失、資産自体の交換または修理のコストに関する資産の不具合から生じる損害によって決定することができる。同様に、資産に適用したセンサを使用して得られるいくつかの測定値で様々なレベルの緊急性を示すことができる。その場合、緊急性は、制御システムまたは操作者が問題に対応しなければならない時間の長さ、および他の問題の提示があるかどうかによって決定される。たとえば、ガスタービンエンジンのスラスト位置の不具合への対応では、ケーシングの振動の上昇よりもはるかに迅速な対応が求められることがある。
【０００３】
単一の監視または制御システムを、それぞれ異なる緊急性の測定値を有する可能性がある異なる緊急性を持つ複数の資産に適用することができる。資産および測定値の緊急性から監視または制御機器の必要な信頼性が得られる。より高い信頼性は、通常、冗長性（リダンダンシ）を使用して得られる。感知、処理などに関する多数レベルの冗長性があり、それらを使用して、特定レベルの信頼性を得ることができる。たとえば、冗長性センサを備える完全な三重モジュール式冗長（ＴＭＲ）システムを使用して、比較的高いレベルの信頼性を提供することができる。他の測定では、単一のセンサをたとえば３つの冗長処理モジュールにバスで接続することができる。この構成は、完全なＴＭＲシステムほど高いレベルの信頼性を提供するものではないが、バスで接続したセンサ冗長システムはシンプレックスまたは二重冗長システムよりもはるかに高い信頼性を示す。なぜなら、複雑性が最も高く、したがって不具合の可能性が最も高い処理モジュールが冗長化されるからである。
【０００４】
多様なセンサの測定値の他に、システムの多様なモジュールの間で共用される他の信号が存在することがある。こうした信号には、（冗長でもよい）電力、（冗長でもよい）通信ネットワーク、機械速度タイミング信号、およびモジュール資産情報信号が含まれる。個別のワイヤまたはケーブルを走らせるコストは、ワイヤの端末、ワイヤの識別、および設計文書化のコストのために、システムのコストに悪影響を与える。また、個別のワイヤおよびコネクタは、内部電子アセンブリトレースよりも故障の可能性が高いため、信頼性の低下を招く恐れがある。
【０００５】
現在、混合レベルの冗長性のためのいくつかの様々な解決法があるが、どの解決法も関連する緊急性の問題にあまり適したものではない。一解決法では、ＴＭＲ可能なインターフェースモジュールと共にＴＭＲ可能なシステムバックプレーン構造が提供される。冗長およびシンプレックスのモジュールをシステム内で混合することができるが、全てのモジュールが冗長可能なバックプレーンおよびインターフェースモジュールインフラストラクチャの費用を分担する。同じセンサの信号を複数のモジュールにバスで接続することが望ましい場合は、通常、外部ワイヤ、または外部ブレークアウトボードが使用される。その結果、外部ワイヤの数が多くなる。他の解決法では、それぞれモジュール自体のセンサまたはバスで接続されたセンサを有する個別のモジュールの冗長セットが個々に配置され、各セットからの出力が投票モジュールに送られ、投票モジュールが信号の所定の投票（３つのうちの２つなど）に基づいて最終出力を出す。他の解決法では、いくつかのＴＭＲプロセッサモジュールが全ての測定値の冗長処理能力を提供する。入力および出力モジュールを変動冗長レベルを有するシステムに追加することができるが、処理モジュールは全てのＩ／Ｏ信号を処理できなければならないため、ＴＭＲシステムは、全ての測定値を冗長に処理する必要があるかどうかに関係なく、３つの高パワー冗長処理モジュールの追加のコストを担う。こうした周知のシステムは、通常、冗長Ｉ／Ｏモジュールのためのスペースを保有するため、比較的大きいフットプリントスペースが必要になる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、装置が、それぞれが少なくとも１つのモジュールを有する複数の端末ベースアセンブリを含み、それらの複数の端末ベースアセンブリの少なくとも一部は、少なくとも１つのモジュール内の変動レベルの冗長性を有し、複数の端末ベースアセンブリは、それらの複数の端末ベースアセンブリのそれぞれの中の回路によって共に接続される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、方法が、それぞれが少なくとも１つのモジュールを有する複数の端末ベースアセンブリを提供するステップであって、それらの複数の端末ベースアセンブリの少なくとも一部が、少なくとも１つのモジュール内の変動レベルの冗長性を有するステップと、複数の端末ベースアセンブリをそれらの複数の端末ベースアセンブリのそれぞれの中の回路によって共に接続するステップとを含む。
【０００８】
上記その他の利点および特徴が、図面と併せた以下の説明からさらに明らかになるであろう。
【０００９】
本発明とみなされる主題は、本明細書の終わりの特許請求の範囲に特に指摘され、はっきりと主張されている。本発明の上記その他の特徴および利点は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明から明らかである。
【００１０】
詳細な記載は、一例として図面を参照し、本発明の実施形態を利点および特徴と共に説明するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による差込可能なベースの一タイプを示す斜視図である。
【図２】例示のシステム構成に共に接続された本発明の実施形態による２つの異なるタイプの差込可能なベースのいくつかを示す正面図である。
【図３】本発明の一実施形態による２つの隣接する差込可能なベースの間の接続の一部を示す正面図である。
【図４】様々なベース内のモジュールの間に渡された通信線の一部を示す、本発明の一実施形態による差込可能なベースのブロック図である。
【図５】例示のシステム構成に共に接続され、ベースを接続する通信線の一部を示す、本発明の一実施形態によるいくつかの差込可能なベースのブロック図である。
【図６】例示のシステム構成に共に接続された本発明の他の実施形態によるいくつかの差込可能なベースのブロック図であり、各ベース内の信号線の一部を示し、ベースを共に接続しているところを示す図である。
【図７】例示のシステム構成に共に接続された本発明の他の実施形態によるいくつかの差込可能なベースのブロック図であり、各ベース内の信号線の一部を示し、ベースを共に接続しているところを示す図である。
【図８】ベースの機能モジュールを接続する信号線の一部を示す、本発明の他の実施形態による差込可能なベースのブロック図である。
【図９】ベースの機能モジュールを接続する信号線の一部を示す、本発明の他の実施形態による差込可能なベースのブロック図である。
【図１０】共に接続され、キャビネット内の他の構成要素に接続された、本発明の一実施形態によるいくつかの差込可能なベースを有するキャビネットの一実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１を参照すると、本発明の一実施形態による差込可能または端末ベースアセンブリ１００の一タイプの斜視図が示されている。他のタイプの差込可能なベースが本明細書に開示され、図に示されているが、本明細書に開示された差込可能なベースの主な違いは、各タイプのベース内で得られる冗長量であり、各タイプのベースを備える構成要素によって行われる機能（たとえば入力および出力の数、処理モジュールの数およびタイプなど）でもある。図１で示した差込可能なベース１００は、たとえば、以下にかなり詳細に記載し図で示すように、（たとえばガスタービンのいくつかの位置の振動など）様々なタイプの工業機械の任意の数の健全関連の測定値を監視する機械監視システムなど、より大型のシステムの一部でもよい。
【００１３】
図１で示した差込可能なベース１００は、バスで接続したセンサを有する二重冗長タイプでもよい。ベース１００は、対応するコネクタに差し込む２つのプロセッサモジュール１０２、１０４を含む。各プロセッサモジュール１０２、１０４は、マイクロプロセッサ、または他の信号処理構成要素、ならびに、アナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）およびメモリ装置など、モジュール内の他の信号処理および／または記憶装置を含むことができる。図１の差込可能なベース１００は、２つの入力モジュール１０６、１０８も含む。各入力モジュール１０６、１０８を複数の外部ワイヤ接続部１１０、１１２に接続することができる。外部ワイヤ接続部１１０、１１２は単純な孔とねじ連結部（たとえば端末ストリップまたはブロック）を含むことができ、その中に、たとえばセンサからのワイヤを挿入して、モジュール１０６、１０８に物理的に接続し、センサからの対応する信号を入力モジュールに入力する。別法として、入力モジュール１０６、１０８は、無線通信法を使用して、遠隔のセンサから通信されたセンサ信号を受信することもできる。無線通信法は、任意のタイプの光、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）あるいはＩＥＥＥ８０２．１５．４など電磁法を含むことができる。入力モジュール１０６、１０８は、所有権を主張できる、またはオープンフィールドバス通信プロトコルを使用してバス接続されたセンサネットワークに配置した１つまたは複数のセンサからセンサ信号を受信することもできる。センサ入力は、振動、温度、速度、圧力、または用途に応じて他のタイプのセンサを含むことができる。図１の差込可能なベース１００は、リレー接点など多様なタイプの制御された出力デバイスを含むことができる出力モジュール１１４を含むこともできる。他の出力タイプを出力モジュール１１４上に設けることができる。したがって、図１の差込可能なベース１００は内蔵型ユニットであり、いくつかのタイプの入力信号を受信し、それを処理し、処理した出力信号を他のベース、またはプロセス監視システムなど比較的大型のシステムの他の構成要素に使用可能にする。動作の際は、２つのプロセッサモジュール１０２、１０４が設けられているため、二重冗長構成が実装される。さらに、プロセッサモジュール１０２、１０４はそれぞれ、入力モジュール１０６、１０８に与えられた信号を所望の方法で処理し、処理した信号を出力モジュール１１４に提供する。
【００１４】
モジュール１０２〜１１４は全てプリント回路基板（ＰＣＢ）１１６に、たとえばはんだ付け、あるいは圧入接続によって直接、またはモジュールを受け入れるプラグを介して接続することができ、プラグはプリント回路基板１１６に接続される。ＰＣＢ１１６は、ベース１００内の多様なモジュール１０２〜１１４を接続する信号線を含む。差込可能なベース１００のＰＣＢ１１６は、図１のベース１００の一側面（すなわち左側）に配置される他の差込可能なベースとの信号接続のためのコネクタ１１８を含む。やはり他の差込可能なベースへの接続用の、図１のベース１００の反対（右）側に配置される他のコネクタは図に示されていない。それぞれの差込可能なベースごとに内部ＰＣＢ１１６を使用し、コネクタ１１８を使用して多様なベースを共に接続することによって、個別の外部ワイヤの数が比較的小さい数に（すなわち、おそらくはゼロ個の外部ワイヤにすら）減少し、それによって、多くの外部ワイヤを有する周知の設計よりも信頼性が向上し、また、サイズを縮小した差込可能なベース（すなわち、比較的小さい「フットプリント」）が提供され、したがって、差込可能なベースを使用するシステム全体のサイズが縮小される。電力など外部ワイヤ接続部への接続のための他のコネクタ１１９が設けられる。ＰＣＢ１１６を金属（たとえばアルミニウム）フレーム１２０上に取り付けることができる。フレーム１２０は、ボルトを使用してベースをたとえばキャビネット（図１０）、または他の物理的構成、あるいはデバイス内に取り付けるための４つの取付孔１２２（差込可能なベース１００の各角部に１つ）を有する。
【００１５】
前述のように、図１の差込可能なベース１００は、本発明の一実施形態による差込可能なベースの単なる一タイプの例である。たとえばプロセッサモジュール１０２が１つだけ設けられたシンプレックスベース２００（図２）など、差込可能なベースの他のタイプを本発明の多様な実施形態により提供することができる。したがって、こうしたシンプレックスベースでは冗長性が提供されない。他の点では、シンプレックスの差込可能なベース２００は図１の二重冗長ベース１００とほとんどの点で同様である。他の実施形態による差込可能なベースは、３つのプロセッサモジュールを含むことができ、それによって三重モジュール冗長（ＴＭＲ）が提供される。他の例では、処理、入力、および出力機能を全て単一の信号モジュールに組み込むことができる。このタイプの組込みモジュールから作成された三重冗長システムでは、このタイプのモジュール用に特別に設計された三重冗長ベースはシステム全体内の物理的スペースを比較的大幅に節約することができる。上述のように、特定のシステムに必要とされる、またはそのために設計された冗長性のレベルは、特定のシステムおよび／またはシステム内の測定値を含む資産の緊急性のレベルに依存する。
【００１６】
差込可能なベースは、センサの入力または出力信号用の追加のスロットが存在しない、単一のスロットを含むこともできる。その場合、ベースに差し込まれたモジュールは、そのデータを全て１つまたは複数のネットワーク上で受信し、送信する。このタイプのベースは、通信プロトコル変換、データアーカイビング、およびサーバ機能などのタスクを実行し、または、他のシステムモジュールで作成された測定値に基づいて追加の処理あるいは制御を行うモジュールに使用可能である。他のタイプの差込可能なベースは、ベースが差し込まれたシステム全体に電力を多様な電圧で供給する電源ベース、およびシステム全体内にネットワーク切替機能を提供するネットワーク切替ベースを含む。本発明の実施形態によってなおいくつかの他のタイプの差込可能なベースが企図される。
【００１７】
図２を参照すると、本発明の一実施形態による例示のシステム構成２０２内に共に接続された２つの異なるタイプ１００、２００の３つの差込可能なベースの正面図が示されている。図２の構成２０２では、２つの最も左側のベース１００は、図１の二重冗長の差込可能なベース１００を備えることができる。図２の第３の最も右側の差込可能なベース２００は、上述のようにプロセッサの冗長性を持たないシンプレックスベース２００を備えることができる。ベース１００、２００を、ベース１００と２００の間の通信信号を接続するコネクタ１１８によって互いに接続することができる。図２のシステム構成２０２を通るバスで接続され、単一源のみによって駆動される外部接続部を、システム２０２の右端または左端に配置することができる。こうすると、ベース１００、２００が共に差し込まれた場合に、ベース１００と２００の間のコネクタ１１９が隠されるために、アクセス不可能になり、（図２の左端にあるコネクタ１１９の）単一のアクセス点だけが外部デバイスへの接続に使用可能である。
【００１８】
図３を参照すると、本発明の一実施形態による２つの隣接する差込可能なベースの間の接続の一部を示す正面図が示されている。一定の基準を満たすため、シャシ安全接地接続部は、たとえば３０アンペアまでの比較的大量の電流を支持できなければならない。これは、差込可能なベースごとに金属ベースプレート１２０を使用し、図３で示したように端部を重ねて、端部が互いに物理的に接触するようにして行われる。十分な接地電流路が設けられる他に、この設計では、差込可能なベースも互いにしっかり接合される。
【００１９】
図４を参照すると、本発明の一実施形態による図１の二重冗長の差込可能なベース１００のブロック図が示されている。図４は、たとえばバス構成で、ベース１００の多様な機能モジュール１０２〜１０８、１１４を接続する通信信号線４００の一部を示す図である。図４は、通信に使用される信号線４００だけを示している。各モジュール１０２〜１０８、１１４内の（たとえば、電力、非通信信号など）多様なモジュール１０２〜１０８、１１４の間の通常の接続線は示されていない。一実施形態では、通信線４００は周知のＥｔｈｅｒｎｅｔ（商標）接続構成に関連するものを含むことができる。しかし、ＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓ、Ｒａｐｉｄ−ＩＯ、ＵＳＢなど他のタイプの通信線を使用することもできる。差込可能なベースがシステムとして共に動作するには、線４００の一部が固有であり、１つのモジュール１０２〜１０８、１１４によってのみ駆動されなければならない。比較的高速のシリアル通信線は、各端部に終端インピーダンスを有するポイントツーポイント接続を含むことができる。各モジュール１０２〜１０８、１１４への固有の信号線の提供は、通信バス４００の回転によって行われる。図４の差込可能なベース１００は、処理モジュール１０２、１０４によって使用されるポート線の数によってネットワークバスを回転させる。図４の例では、それぞれ２つのプロセシングモジュール１０２、１０４は、各冗長対のポート４０２、４０４（それぞれ「ポートＡ」、「ポートＢ」）から１つのポートを使用して、各冗長対のポート４０２、４０４が各ポート４０２、４０４用の対応するコネクタの２つの位置で回転されるようにする。ポートのコネクタは、プロセッサモジュール１０２、１０４ごとに各ポートＡおよびポートＢ用の別個のＲＪ−４５コネクタを備えることができる。他の実施形態では、プロセッサモジュール１０２、１０４は、遠隔ネットワーク切替モジュールと無線通信し、回転されるネットワークバスが除去される。無線ネットワーク切替モジュールをベースシステムに物理的に差し込むことができ、それによってシステム電力および識別リソースを共用し、または遠隔に配置することができる。
【００２０】
図５を参照すると、例示のシステム構成５０６内で共に接続された本発明の一実施形態によるいくつかの差込可能なベース５００、５０２、５０４のブロック図が示されており、ベース５０２〜５０４を接続する通信信号線５０８、５１０の一部が示されている。通信線５０８、５１０は、それぞれベース５０２、５０４の２つの中で内部シンプレックスまたは冗長の内部ネットワークスイッチ／ブリッジモジュール５１２、５１４を接続する。最も左側の差込可能なベース５００は電源モジュール５１６を備える。対応するベース５０２、５０４の通信信号線５０８、５１０は、対応するコネクタ５１８によって共に接続され、コネクタ５１８は電源ベース５００をベース５０２にも接続する。いくつかのＲＪ−４５コネクタ５２０は２つのネットワークスイッチ／ブリッジモジュール５１２、５１４に接続されて、上位レベルネットワーク、コントローラ、Ｈｉｓｔｏｒｉａｎ、または他のホースコンピュータへのネットワーク接続を提供する。こうしたネットワークポートを介した通信は、所有権を主張できる、またはオープンプロトコル、あるいは両方の混合を含むことができる。任意選択の光ファイバポート５２２が最も右側のネットワークスイッチ／ブリッジベース５０４に設けられているところが示されている。ＳＣタイプのコネクタが図に示されているが、理解されるように、ＳＴまたはＭＴＲＪなど任意のコネクタのタイプを使用することもできる。スイッチモジュールは、ワイヤードＲＪ−４５コネクタおよび／または光ファイバコネクタの代わりに、無線通信法を使用することもできる。
【００２１】
ベース上で一次と二次の通信ネットワークを回転させるネットワークスイッチモジュール用のベースが設けられる。この設計では、制御または監視（プロセッサ）ベース（図示せず）の左側に直接差し込まれた第１のスイッチ５１４が一次（ポートＡ）スイッチ５１４として自動的に指定される。いくつか（たとえば７つ）のプロセッサ差込可能なベースをベース５０４の右側に接続することができる。他のスイッチ５１２を一次スイッチ５１４の左側に差し込むと、二次（ポートＢ）ネットワークに自動的に接続される。他のスイッチが、どのネットワークにも接続されていない第２のスイッチ５１２の左側に誤配置されても、ネットワークの性能に悪影響が与えられないことを留意されたい。回転された通信線の他に、ローカルネットワークプラグ５１８が各モジュールの付近に設けられて、所望の場合にベースが独立して動作することができるようになされる。
【００２２】
図６を参照すると、共に接続されたいくつかの差込可能なベース６０２〜６１０を含む、本発明の一実施形態によるシステム構成６００のブロック図が示されている。この実施形態では、二重冗長ネットワークが両方向（すなわち図６では左から右、右から左）にルーティングされる。図６の最も左側のベース６０２および最も右側のベース６１０はそれぞれ電源モジュール６１２、６１４を備える。ベース６０２と６１０の間の３つの差込可能なベース６０４〜６０８はそれぞれ１対の冗長プロセッサモジュール６１６、６１８を含む。Ｅｔｈｅｒｎｅｔ信号線６２０が、対応するコネクタ６２２によって多様なモジュール６０２〜６１０の間に共に接続されているところが示されている。一次ネットワークは図６の左側に配置され、二次ネットワークは図６の右側に配置される。その場合、左側に差し込まれたスイッチベースは自動的に一次ネットワークスイッチになり、右側のベースに差し込まれたスイッチベースは二次ネットワークスイッチになる。この実施形態は、ベースの間に必要とされるピンが減少される追加の恩典を有する。
【００２３】
図７を参照すると、本発明の他の実施形態によるシステム構成７００のブロック図が示されている。構成７００は、共に接続されたいくつかの差込可能なベース７０２、７０４、７０６を含む。２つの最も左側のベース７０２、７０４は、それぞれ電源モジュール７０８、７１０を備える。最も右側のベース７０６は、ネットワークスイッチモジュール７１２を含むネットワークスイッチを備える。回線電力部７１４が２つのベース７０２、７０４に設けられ、各ベース７０２、７０４は電力出力部７１６を含む。追加のスイッチ電力入力部７１８がネットワークスイッチモジュール７１２に設けられて、モジュールの保守を行う場合など、電力がモジュール７０２および７０４から除去されても、スイッチに電力が供給されたままになされる。コネクタ７２０の供給部が最も左側のベース７０２に設けられ、ベース７０２〜７０６を共に接続するコネクタ７２２も示されている。ネットワークスイッチモジュール７１２は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔネットワークスイッチを備えることができる。ネットワークスイッチモジュール７１２を管理または非管理状態にすることもできる。管理されたスイッチは、通常、プロセッサも含む。代替実施形態では、ネットワークスイッチモジュール７１２は、ネットワークハブ、ブリッジ、ルータ、またはゲートウェイを備えることができる。
【００２４】
ベース７０６は、それぞれベース７０２、７０４の一部として冗長電源７０８、７１０と共に使用されるように最適化される。電源入力部はベース７０６を通して回転されて、プロセッサベース７０６の左側に差し込まれた第１の電源ベース７０４が自動的に一次に割り当てられる。電源ベース７０４の左側に差し込まれた追加の電源ベース７０２は自動的に二次に指定される。コネクタ７２０が電源ベース７０２の側部に設けられ、回転された電源７０８に接続される。こうすると、単一の電源モジュール７１０を対応するベース７０４に差し込み、一次に指定することができ、バッテリーバックアップ無停電電源など外部の電源を第２の電源７０８への入力部として接続することができる。回転されて、一次と二次の電源７１０、７０８の両方が共に差し込まれ、外部電源コネクタが接続されない場合、コネクタ７２０に電源が接続されても、システム７００に影響が与えられないことを留意されたい。内部電源は、入力ＡＣ線周波数に同調するディジタルレベル信号も出力する。この信号は、プロセシングモジュール１０２および１０４（図１）によって使用されるように、ベースに差し込まれたものに使用可能に作成されて、線周波数と同期するように処理される。この同期化は、発電機またはＡＣ電気モータなどグリッドに連結された機械からの信号を処理する場合に有用である。単一ソースによって固有に駆動されなければならない他の制御およびタイミング線も同様にネットワーク線に回転される。（負論理、ワイヤードＯＲ構成など）任意のモニタによって駆動することができる線は、回転せずにベース７０２〜７０６を通って真っ直ぐに走る。
【００２５】
図８を参照すると、本発明の他の実施形態による差込可能なベース８００のブロック図が示されている。図８は、ベース８００の機能モジュールを接続する信号線８０２の一部を示す図である。これらのモジュールは、１対のプロセシングモジュール８０４、８０６、１対の入力モジュール８０８、８１０、および出力モジュール８１２を含む。他のベースに接続するための１対のコネクタ８１４も示されている。プロセス監視システムなどのシステムは、可変のベースを備える場合には、どのベースがシステムを構成するかを決定できるべきである。この能力は、差込可能なベース８００内のいくつかのプログラミングされた識別デバイス８１６および８１７によって提供される。こうしたデバイス８１６は、たとえば、ベースタイプ、部品番号および通し番号など資産情報、ならびにプロセッサモジュールが差し込まれるスロット番号など、多様な情報を有するようにプログラミングすることができる。デバイス８１７は隣接するベースにベースタイプを示す。デバイス８１６に格納された情報は、情報を検索して、グループ分け、特別の配置、およびモジュールのタイプを示す図表または他の方法による提示をユーザに提供するホストコンピュータに十分なものである。一実施形態では、識別は、市販の単一ワイヤ技法を使用する読み取り専用メモリ装置８１６、８１７に基づくものであるが、理解されるように、任意の他のメモリタイプデバイスおよびインターフェースを使用することもできる。
【００２６】
図９を参照すると、本発明の他の実施形態による差込可能なベース９００のブロック図が示されている。図９の電源９０２など非インテリジェントデバイスがプロセシングモジュールの隣（たとえば左側）に差し込まれた場合、システム全体が、システム内のこうした非インテリジェントベースの相対位置を決定する必要がある。デバイス９０４に格納された情報と組み合わせた位置情報は、情報を検索して、グループ化、特別の配置、およびモジュールのタイプを示す図表または他の方法による提示をユーザに提供するホストコンピュータに十分なものである。非インテリジェントモジュールの右側の第１のプロセシングモジュールは、回転させたアドレス指定方式を使用して隣接するベースから資産情報を集める。この方式では、ベースが差し込まれたときに各ベースに固有のアドレスを与え、各ベースおよび電源がプロセシングモジュールに固有にそのベース自体を識別させることができるようにする。電源モジュール９０２は、システム全体内で接続された任意の他の電源モジュールに対する電源モジュール９０２の相対位置に基づいて、複数の電源配電線の１つに電力を供給することができる。図９は、１ワイヤデバイス９０４、１ワイヤデバイス９０４をベース９００に接続する信号ワイヤ９０６、およびベース９００を他のベースに接続する外部コネクタ９０８を示している。
【００２７】
図１０を参照すると、本発明の一実施形態による、共に接続され、キャビネット１０００内の他の構成要素に接続されたいくつかの差込可能なベース１００２〜１００８を有するキャビネットまたは他のタイプの筐体１０００の一実施形態のブロック図が示されている。キャビネット１０００は、コンピュータ制御デバイスを備えることができるコントローラ１０１０も含む。本発明の一実施形態による共に接続された差込可能なベース１００２〜１００６の３つの構成１０１２は、構成１０１２をコントローラ１０１０に接続する入力信号線１０１４を有する。また、差込可能なベース１００２の１つの出力モジュールからのリレー接点を有する状態の信号線１０１６がコントローラ１０１０に接続される。換気のために構成１０１２の周囲に十分なクリアランスが設けられる。シャフトの回転速度を測定し、振動による位相遅れ角を測定するための基準の提供に使用される１対のタイミング信号線１０１８が、ベース１００６と１００８の間に接続される。１対の電源１０２０は、電力をベース１００２〜１００８に線１０２２で供給する。センサ配線１０２４、１０２６はそれぞれ対応するベース１００２、１００８から出る。
【００２８】
本発明の実施形態は、様々なレベルの冗長性を支持するコンパクトで柔軟な差込可能なベースを提供し、変動レベルの冗長性を有するモジュールとチャネルカウントを共用信号と共にシステムに組み込む方法を提供するシステムの要求に対処するものであるが、最小限の外部の個別配線および最小限のスペースしか必要としない。システムは単一のシンプレックスユニットから複数の冗長ユニットまで拡張可能である。シンプレックスと冗長のベースを同じシステム内で混合することができる。システムは、共に差し込まれたベースのタイプを自動的に検出し、電源などシステムのリソースを一次および二次に自動的に指定する。本発明の実施形態は、ユーザが、単一システム内で、変動レベルの冗長性と共用のプロセシング、通信、制御、電源、Ｉ／Ｏ、スイッチ、および／またはタイミング信号リソースを混合することができるようにするものである。本発明の実施形態は、内部トレースの大部分の配線を維持しながら、機能のための冗長性およびＩ／Ｏ要件を満たすように特別に設計されたベースを提供することによって、スペースの使用を最適化する方法を提供する。したがって、こうした実施形態は、周知の競合する解決法と比べて、必要とされる外部配線端末の量を大幅に減少させるが、全体の統合性およびスケーラビリティを向上させ、同時に、提供される機能を簡素化するものである。
【００２９】
本発明を限られた数の実施形態だけに関連して詳細に記載したが、容易に理解されるように、本発明はこうした開示の実施形態に限定されるものではない。むしろ、本発明は、上記に記載していない任意の数の変形形態、変更形態、代替形態、または等価の構成を組み込むように修正することができるが、それらは本発明の精神および範囲に見合うものである。さらに、本発明の多様な実施形態を記載したが、理解されるように、本発明の態様は記載した実施形態の一部だけを含むこともできる。したがって、本発明は上記によって限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００３０】
１００、２００  ベース
１０２、１０４  プロセッサモジュール
１０６、１０８  入力モジュール
１１０、１１２  ワイヤ接続部
１１４  出力モジュール
１１６  回路基板
１１８  コネクタ
１１９  コネクタ
１２０  フレーム
１２２  取付孔
２００  ベース
２０２  システム構成
４００  線
４０２、４０４  ポート
５００、５０２、５０４  ベース
５０６  構成
５０８、５１０  線
５１２、５１４  モジュール
５１６  モジュール
５１８、５２０  コネクタ
５２２  光ポート
６００  システム構成
６０２、６０４、６０６、６０８、６１０  ベース
６１２、６１４  モジュール
６１６、６１８  モジュール
６２０  線
６２２  コネクタ
７００  構成
７０２、７０４、７０６  ベース
７０８、７１０  モジュール
７１２  モジュール
７１４  回線電力部
７１６  電力出力部
７１８  電力入力部
７２０  コネクタ
７２２  コネクタ
８００  ベース
８０２  線
８０４、８０６  モジュール
８０８、８１０  モジュール
８１２  モジュール
８１４  コネクタ
８１６、８１７  デバイス
９００  ベース
９０２  電源
９０４  デバイス
９０６  ワイヤ
９０８  コネクタ
１０００  筺体
１００２、１００４、１００６、１００８  ベース
１０１０  コントローラ
１０１２  構成
１０１８  線
１０２０  電源
１０２２  線
１０２４、１０２６  線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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