(57)【要約】      （修正有）【課題】制限されたコントローラおよびデバイスのメモリ、通信帯域幅、ならびにコントローラおよびデバイスのプロセッサ能力によって影響されないプロセス制御システムのアーキテクチャを提供する。【解決手段】プロセスプラント内のビッグデータをサポートするデバイスは、通信ネットワークへのインターフェースと、デバイスによって観察されたデータを記憶するように設定される、キャッシュと、一体型ロジック集中データ記憶エリアにおける履歴化のために、データをキャッシュおよび伝送させる、多重処理要素プロセッサとを含む。データ記憶エリアは、共通フォーマットを使用して、複数のタイプのプロセス制御またはプラントデータを記憶する。デバイスは、キャッシュされたデータにタイムスタンプを付し、ある場合には、デバイスによって生成または作成される、あるいはそこで受信される、全てのデータが、キャッシュおよび／またはストリームされてもよい。【選択図】図６
2014225237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上のプロセスを制御するように設定された機器を有するプロセスプラントの通信ネットワークに通信可能に連結されたデバイスを使用して、データを配信するための方法であって、
前記デバイスにおいて、
（ｉ）前記デバイスによって生成されるデータ、
（ｉｉ）前記デバイスによって作成されるデータ、
（ｉｉｉ）前記デバイスで受信されるデータ、
のうちの少なくとも１つを含むとともに、前記プロセスプラントまたは前記プロセスプラントによって制御されるプロセスのうちの少なくとも１つに対応する、データを収集することと、
前記デバイスのキャッシュ内に、前記収集されたデータを記憶することと、
前記プロセスプラントに対応するプロセス制御ビッグデータアプライアンスの一体型ロジックデータ記憶エリアにおける記憶のために、前記収集されたデータの少なくとも一部を伝送させることと、
を含み、
前記デバイスのタイプは、デバイスのセットタイプ内に含まれ、前記デバイスのセットタイプは、フィールドデバイスおよびコントローラを含み、
前記一体型ロジックデータ記憶エリアは、共通フォーマットを使用して、前記プロセスプラントまたは前記プロセスプラントによって制御されるプロセスのうちの少なくとも１つに対応するデータタイプのセットから、複数のタイプのデータを記憶するように設定され、
前記データタイプのセットは、連続データ、事象データ、測定データ、バッチデータ、計算されたデータ、および設定データを含む、
方法。
【請求項２】
前記データを収集することは、
前記デバイスによって生成される全データを収集すること、
前記デバイスによって作成される全データを収集すること、
前記デバイスで受信される全データを収集すること、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記データを収集することは、
前記デバイスによって生成されるデータを生成速度で収集すること、
前記デバイスによって作成される全データを作成速度で収集すること、
前記デバイスで受信される全データを受信速度で収集すること、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記デバイスにおいて前記データを収集することは、前記デバイスにおいて、前記データタイプのセット内に含まれる少なくとも１つのタイプのデータを収集することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記データは、第１のデータであり、
前記デバイスは、第１のデバイスであり、
前記デバイスのセットタイプは、さらに、フィールドデバイスインターフェースおよびコントローラインターフェースを有する、入／出力（Ｉ／Ｏ）デバイスを含み、
さらに、
前記第１のデバイスにおいて、
（ｉ）前記フィールドデバイス、前記コントローラ、または前記Ｉ／Ｏデバイスのうちの１つのデバイスタイプを有する第２のデバイスによって生成または作成される、        （ｉｉ）前記第２のデバイスにおいて受信される、
かの少なくとも１つである、第２のデータを受信することと、
前記第１のデバイスのキャッシュ内に、前記第２のデータを記憶することと、
前記プロセス制御ビッグデータアプライアンスの一体型ロジックデータ記憶エリア内への記憶のために、前記第２の収集されたデータの少なくとも一部を伝送させることと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のデバイスは、
前記フィールドデバイス、
前記コントローラ、
前記Ｉ／Ｏデバイス、
のうちの１つのデバイスタイプを有する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の収集されたデータの少なくとも一部を伝送させることは、前記第２の収集されたデータの少なくとも一部を前記第１の収集されたデータの少なくとも一部とともに一体的に伝送することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記収集されたデータを前記キャッシュ内に記憶することは、前記収集されたデータと併せて、前記キャッシュ内に、前記収集されたデータの生成または受信のそれぞれの時間の表示を記憶することを含み、
前記収集されたデータの少なくとも一部を伝送させることは、前記収集されたデータの少なくとも一部および前記収集されたデータの少なくとも一部の生成または受信のそれぞれの時間を伝送させることを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記収集されたデータを前記デバイスの前記キャッシュ内に記憶することは、前記一体型ロジックデータ記憶エリアによって使用される前記共通フォーマットに対応するスキーマ内に含まれるスキーマを使用して、前記収集されたデータを前記キャッシュ内に記憶することを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記データを伝送させることは、前記データをストリームすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記データをストリームすることは、ストリーム制御伝送プロトコル（ＳＣＴＰ）を使用して、前記データをストリームすることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ストリーミングサービスを提供し、前記データが前記ストリーミングサービスを介して前記ストリーミングサービスの１人以上の加入者にストリームされることをさらに含む、  請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記一体型ロジックデータ記憶エリア内への記憶のために前記データの少なくとも一部を伝送させることは、
通信ネットワークを介して、前記データの少なくとも一部を、前記通信ネットワークにおいて前記デバイスと前記一体型ロジックデータ記憶エリアとの間に配置される別のデバイスに伝送すること、を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記データの少なくとも一部を前記別のデバイスに伝送することは、
前記プロセスプラント内で前記プロセスをリアルタイムで制御するように設定される、プロセス制御デバイス、
ネットワーク管理またはルーティングデバイス、
履歴化デバイス、
前記データの少なくとも一部を一時的に記憶するとともに、前記データの少なくとも一部を前記一体型ロジックデータ記憶エリアに転送するように設定される、別のデバイス、
のうちの１つに、前記データの少なくとも一部を伝送すること、を含む、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記デバイスのセットタイプはさらに、フィールドデバイスインターフェースおよびコントローラインターフェースを有する、入／出力（Ｉ／Ｏ）デバイス、ユーザインターフェースデバイス、ゲートウェイデバイス、アクセスポイント、ルーティングデバイス、履歴化デバイス、およびネットワーク管理デバイスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
プロセスプラント内のプロセスを制御するためのプロセス制御デバイスであって、
前記プロセスプラントの通信ネットワークへのインターフェースと、
（ｉ）伝送のために前記プロセス制御デバイスによって生成されるデータ、
（ｉｉ）前記プロセス制御デバイスによって作成されるデータ、
（ｉｉｉ）前記プロセス制御デバイスによって受信されるデータ、
のうちの少なくともの１つを含むとともに、前記プロセスプラントまたは前記プロセスプラント内で制御されるプロセスのうちの少なくとも１つに対応する、データを、記憶するように設定されるキャッシュと、
前記データを前記キャッシュ内に記憶させ、前記プロセスプラントに対応する集中データ記憶エリアにおける記憶のために、前記通信ネットワークを介して、前記データの少なくとも一部を伝送させるように指定された少なくとも１つの処理要素を有する、多重処理要素プロセッサと、
を備え、
前記プロセス制御デバイスは、
前記プロセスを制御するための物理的機能を行うように設定される、フィールドデバイス、
入力を受信し、前記入力に基づいて、前記プロセスを制御するための出力を生成するように設定される、コントローラ、
前記フィールドデバイスと前記コントローラとの間に配置され、それらと通信可能に接続する、入／出力（Ｉ／Ｏ）デバイス、
のうちの１つである、プロセス制御デバイス。
【請求項１７】
前記多重処理要素プロセッサの第１の処理要素は、前記データを前記キャッシュ内に記憶させるように指定される、
前記多重処理要素プロセッサの第２の処理要素は、前記データの少なくとも一部を伝送させるように指定される、
前記多重処理要素プロセッサの第３の処理要素は、前記プロセス制御デバイスを動作させ、前記プロセスプラント内のプロセスをリアルタイムで制御するように指定される、
のうちの少なくとも１つである、請求項１６に記載のプロセス制御デバイス。
【請求項１８】
前記多重処理要素プロセッサの第１の処理要素は、前記データを前記キャッシュ内に記憶させるか、または前記データの少なくとも一部を伝送させるかのうちの少なくとも１つを行なうように排他的に指定される、
前記多重処理要素プロセッサの第３の処理要素は、前記プロセス制御デバイスを動作させ、前記プロセスプラント内のプロセスを制御するように排他的に指定される、
のうちの少なくとも１つである、請求項１７に記載のプロセス制御デバイス。
【請求項１９】
前記集中データ記憶エリアは、前記プロセスプラントに対応するプロセス制御ビッグデータアプライアンスの一体型ロジックデータ記憶エリアであって、 
前記一体型ロジックデータ記憶エリアは、共通フォーマットを使用して、前記プロセスプラントまたは前記プロセスプラント内で制御されるプロセスのうちの少なくとも１つに対応する複数のタイプのデータを記憶するように設定され、
前記複数のタイプのデータは、連続データ、測定データ、事象データ、計算されたデータ、設定データ、およびバッチデータを備える、データタイプのセット内に含まれる、
請求項１６に記載のプロセス制御デバイス。
【請求項２０】
前記一体型ロジックデータ記憶エリアの共通フォーマットは、共通スキーマを備え、
前記共通スキーマは、前記データを前記プロセス制御デバイスのキャッシュ内に記憶するために使用される、ローカルスキーマを含む、
請求項１９に記載のプロセス制御デバイス。
【請求項２１】
前記多重処理要素プロセッサは、前記通信ネットワークを介して、前記キャッシュ内に記憶された前記データの少なくとも一部をストリームさせるように設定される、請求項１６に記載のプロセス制御デバイス。
【請求項２２】
前記多重処理要素プロセッサは、前記集中データ記憶エリアまたは前記集中データ記憶エリアに対応するアクセスアプリケーションのうちの少なくとも１つが加入する、ストリーミングサービスを提供するように設定される、請求項２１に記載のプロセス制御デバイス。
【請求項２３】
前記キャッシュ内に記憶されるデータは、測定データ、計算されたデータ、設定データ、バッチデータ、事象データ、または連続データのうちの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載のプロセス制御デバイス。
【請求項２４】
前記データは、それぞれのタイムスタンプと併せて、前記キャッシュ内に記憶され、
各それぞれのタイムスタンプは、前記データ内に含まれるそれぞれのデータ値のデータ生成または受信の時間を示し、 
前記多重処理要素プロセッサは、前記集中データ記憶エリアにおける記憶のために、前記データの少なくとも一部および前記データの少なくとも一部に対応する前記それぞれのタイムスタンプを伝送させるように設定される、
請求項１６に記載のプロセス制御デバイス。
【請求項２５】
前記プロセス制御デバイスの設定は、前記キャッシュ内に記憶されたデータの１つ以上の識別の表示を除外する、請求項１６に記載のプロセス制御デバイス。
【請求項２６】
前記キャッシュ内に記憶されるべきデータは、
（ｉ）前記プロセス制御デバイスによって生成される全データ、
（ｉｉ）前記プロセス制御デバイスによって作成される全データ、
（ｉｉｉ）前記プロセス制御デバイスによって受信される全データ、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項２５に記載のプロセス制御デバイス。
【請求項２７】
（ｉ）前記プロセス制御デバイスの設定の少なくとも一部、
（ｉｉ）前記プロセス制御デバイスに対応するバッチレシピ、
のうちの少なくとも１つを記憶するように設定される、フラッシュメモリをさらに備え、
前記フラッシュメモリの内容は、オフライン状態終了後、動作を再開するために、前記プロセス制御デバイスによってアクセスされる、
請求項１６に記載のプロセス制御デバイス。
【請求項２８】
前記通信ネットワークは、有線通信ネットワークまたは無線通信ネットワークのうちの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載のプロセス制御デバイス。
【請求項２９】
前記インターフェースは、第１のインターフェースであり、
前記通信ネットワークは、第１の通信ネットワークであり、
前記プロセス制御デバイスはさらに、前記通信ネットワークと異なる第２の通信ネットワークに連結される、第２のインターフェースを備え、
前記第２のインターフェースは、前記プロセス制御デバイスによって使用され、前記プロセスをリアルタイムで制御するために、信号の伝送または受信の少なくとも１つを行なう、
請求項１６に記載のプロセス制御デバイス。
【請求項３０】
プロセスプラント内のビッグデータをサポートするためのシステムであって、
複数のノードを有する通信ネットワークを備え、 
前記通信ネットワークは、一体型ロジックデータ記憶エリアに記憶されるべきデータを配信するように設定され、
前記一体型ロジックデータ記憶エリアは、共通フォーマットを使用して、前記プロセスプラントまたは前記プロセスプラントによって制御されるプロセスのうちの少なくとも１つに対応するデータタイプのセットから複数のタイプのデータを記憶するように設定され、
前記データタイプのセットは、連続データ、事象データ、測定データ、バッチデータ、計算されたデータ、および設定データを含み、
前記複数のノードの各ノードは、
（ｉ）前記各ノードによって生成されるか、作成されるか、または受信されるかのうちの少なくとも１つである、それぞれの第１のデータをキャッシュし、
（ｉｉ）前記一体型ロジックデータ記憶エリアにおける記憶のために、前記通信ネットワークを介して、前記キャッシュされたデータの少なくとも一部を伝送させる、
ように設定され、
前記複数のノードの少なくとも１つのノードはさらに、
（ｉｉｉ）前記複数のノードの別のノードによって生成されるか、作成されるか、または受信されるかのうちの少なくとも１つである、第２のデータを受信し、
（ｉｖ）前記一体型ロジックデータ記憶エリアにおける記憶のために、前記第２のデータを伝送させる、
ように設定される、
システム。
【請求項３１】
前記複数のノードは、入力のセットを受信し、出力の値を決定し、前記出力をフィールドデバイスに伝送させ、前記プロセスプラント内のプロセスを制御するように設定される、コントローラを含み、
前記フィールドデバイスは、前記コントローラの出力に基づいて、前記プロセスを制御するための物理的機能を行うように設定される、
請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
前記通信ネットワークは、第１の通信ネットワークであり、
前記コントローラは、
第２の通信ネットワークまたはリンクとのインターフェースにおいて、前記入力のセットの少なくとも１つの入力を受信する、
前記第２の通信ネットワークまたはリンクとのインターフェースを介して、前記出力を前記フィールドデバイスに伝送させる、
のうちの少なくとも１つであるように設定される、
請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記フィールドデバイスは、第１のフィールドデバイスであり、
前記コントローラは、前記第２のデータを受信するように設定される、前記複数のノードの少なくとも１つのノード内に含まれ、 
前記別のノードは、前記第１のフィールドデバイスまたは第２のフィールドデバイスである、
請求項３１に記載のシステム。
【請求項３４】
前記複数のノードの第１のノードは、前記通信ネットワークにおいて、前記複数のノードの第２のノードと前記一体型ロジックデータ記憶エリアとの間に配置され、 
前記第１のノードは、前記別のノードによって生成されるか、作成されるか、または受信されるかのうちの少なくとも１つである、前記第２のデータを受信するように設定される、前記複数のノードの少なくとも１つのノード内に含まれ、
前記別のノードは、前記第２のノードである、
請求項３０に記載のシステム。
【請求項３５】
前記第１のノードはさらに、前記受信された第２のデータをキャッシュするように設定される、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記複数のノードの第２のノードは、前記通信ネットワークにおいて、前記複数のノードの第１のノードと第３のノードとの間に配置され、
前記第２のノードは、
（ｉ）前記第２のデータをキャッシュし、
（ｉｉ）前記第３のノードによって生成されるか、作成されるか、または受信されるかのうちの少なくとも１つである、第３のデータをキャッシュし、
（ｉｉｉ）前記一体型ロジックデータ記憶エリアにおける記憶のために転送されるように、前記キャッシュされたデータを、前記第１のノードに伝送させる、
ように設定される、
請求項３４に記載のシステム。
【請求項３７】
前記通信ネットワークは、ストリーミングプロトコルをサポートする、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３８】
前記複数のノードの少なくとも１つのノードは、少なくとも前記一体型ロジックデータ記憶エリアまたは前記一体型ロジックデータ記憶エリアのアクセスアプリケーションが加入する、それぞれのストリーミングサービスをホストするように設定される、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３９】
前記それぞれの第１のデータをキャッシュするための複数のノードの少なくともサブセットによって使用されるスキーマが、前記一体型ロジックデータ記憶エリアによって使用される前記共通フォーマット内に含まれるスキーマ内に含まれる、請求項３０に記載のシステム。
【請求項４０】
前記複数のノードは、
入力のセットを受信し、出力の値を決定し、前記出力を第１のフィールドデバイスに伝送させ、前記プロセスプラント内のプロセスを制御するように設定される、コントローラであって、前記第１のフィールドデバイスは、前記コントローラの出力に基づいて、前記プロセスを制御するための物理的機能を行うように設定される、コントローラと、
前記第１のフィールドデバイスまたは第２のフィールドデバイスと、
フィールドデバイスインターフェースおよびコントローラインターフェースを有する、入／出力（Ｉ／Ｏ）デバイスと、
ユーザインターフェースデバイスと、
ゲートウェイデバイスと、
アクセスポイントと、
ルーティングデバイスと、
履歴化デバイスと、
ネットワーク管理デバイスと、
を含むデバイスのセットからの、少なくとも２つのデバイスを含む、
請求項３０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、プロセスプラントおよびプロセス制御システムに関し、具体的には、プロセスプラントおよびプロセス制御システム内のビッグデータをサポートするデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
化学、石油、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、典型的には、アナログ、デジタル、または組み合わせられたアナログ／デジタルバスを介して、あるいは無線通信リンクまた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連結された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、および送信機（例えば、温度、圧力、レベル、および流速センサ）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し、概して、弁の開放または閉鎖、プロセスパラメータの測定等の物理的またはプロセス制御機能を行い、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。公知のフィールドバスプロトコルに準拠する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、および通常はコントローラ内に実装される他の制御機能をも行い得る。同様に、通常はプラント環境内に位置す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および／またフィールドデバイスに関する他の情報を示す信号を受信し、例えば、プロセス制御決定を行い、受信された情報に基づいて、制御信号を生成し、ＨＡＲＴ、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）、およびＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）Ｆｉｅｌｄｂｕｓフィールドデバイス等の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連携する、異なる制御モジュールを起動させる、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、通信ラインまたはリンクを経由して、制御信号をフィールドデバイスに送信し、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の動作を制御する。
【０００３】
フィールドデバイスおよ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またはコンピューティングデバイス、データ履歴化装置、レポートジェネレータ、集中データベース、あるいは、典型的には、より厳しいプラント環境から離れた制御室または他の場所に設置される、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、データハイウェイを経由して利用可能にされる。これらのハードウェアデバイスは各々、典型的には、プロセスプラントまたはプロセスプラントの一部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、オペレータが、プロセス制御ルーチンの設定変更、コントローラまた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およ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目的のためのプロセスの動作のシミュレーション、設定データベースの維持および更新等、プロセスの制御および／またはプロセスプラントの動作に関する機能を行うことを有効にし得る、アプリケーションを起動する。ハードウェアデバイス、コントローラ、およ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は、有線通信経路、無線通信経路、または有線および無線通信経路の組み合わせを含んでもよい。
【０００４】
例として、Ｅｍｅｒｓｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔによって販売されている、Ｄｅ１ｔａＶ（商標）制御システムは、プロセスプラント内の多様な場所に位置する、異なるデバイス内に記憶され、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。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常駐する、設定アプリケーションが、ユーザが、プロセス制御モジュールを作成および変更し、データハイウェイを介して、これらのプロセス制御モジュールを専用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、それに対する入力に基づいて、制御スキーム内で機能を行い、出力を制御スキーム内の他の機能ブロックに提供する、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る、通信可能に相互接続された機能ブロックから成る。設定アプリケーションはまた、設定の設計者が、表示アプリケーションによって、データをオペレータに表示し、オペレータがプロセス制御ルーチン内の設定点等の設定を変更することを有効にするために使用される、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し得る。各専用コントローラと、ある場合には、１つ以上のフィールドデバイスとが、そこに割り当てられ、ダウンロードされた制御モジュールを起動させ、実際のプロセス制御機能性を実現する、それぞれのコントローラアプリケーションを記憶および実行する。１つ以上のオペレータワークステーション上（または、オペレータワークステーションおよびデータハイウェイと通信接続する、１つ以上の遠隔コンピューティングデバイス上）で実行され得る、表示アプリケーションは、コントローラアプリケーションから、データハイウェイを介して、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設計者、オペレータ、またはユーザに表示し、オペレータのビュー、エンジニアのビュー、技術者のビュー等、いくつかの異なるビューのいずれかを提供してもよい。データ履歴化アプリケーションは、典型的には、データハイウェイにわたって提供されるデータの一部または全部を収集および記憶する、データ履歴化デバイス内に記憶され、それによって実行される一方、設定データベースアプリケーションは、データハイウェイに接続されたなおもさらなるコンピュータ内で起動し、現在のプロセス制御ルーチンの設定およびそれと関連付けられたデータを記憶してもよい。代替として、設定データベースは、設定アプリケーションと同一のワークステーション内に位置してもよい。
【０００５】
現在公知のプロセス制御プラントおよびプロセス制御システムのアーキテクチャは、制限されたコントローラおよびデバイスのメモリ、通信帯域幅、ならびにコントローラおよびデバイスのプロセッサ能力によって大きく影響される。例えば、現在公知のプロセス制御システムアーキテクチャでは、コントローラ内の動的および静的不揮発性メモリの使用は、通常、最小限にされる、または少なくとも、慎重に管理される。その結果、システム設定の間（例えば、事前に）、ユーザは、典型的には、コントローラ内のどのデータがアーカイブまたは保存されるべきか、それが保存される頻度、および圧縮が使用されるべきかどうかを選定しなければならず、コントローラは、故に、このように制限されたデータルールのセットで設定される。その結果、トラブルシューティングおよびプロセス分析において有用であり得る、データが、多くの場合、アーカイブされず、収集される場合、有用情報は、データ圧縮のため、喪失され得る。
【０００６】
加えて、現在公知のプロセス制御システムにおけるコントローラメモリ使用を最小限にするために、（コントローラの設定によって示されるように）アーカイブまたは保存されるべきであると選択されたデータは、適切なデータ履歴化装置またはデータサイロにおける記憶のために、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にレポートされる。データをレポートするために使用される現在の技法は、通信リソースを有効に利用しておらず、過剰なコントローラ負荷を誘発する。加えて、履歴化装置またはサイロにおける通信およびサンプリングの時間遅延のため、データ収集およびタイムスタンプの発行は、多くの場合、実際のプロセスと同期しない。
【０００７】
同様に、バッチプロセス制御システムでは、コントローラメモリ使用を最小限にするために、コントローラ設定のバッチレシピおよびスナップショットは、典型的には、集中管理コンピューティングデバイスまたは場所（例えば、データ格納装置または履歴化装置）に記憶されたままであって、必要に応じてのみ、コントローラに転送される。そのような方策は、コントローラ内ならびにワークステーションまたは集中管理コンピューティングデバイスとコントローラとの間の通信に多大なバースト負荷を導入する。
【０００８】
さらに、現在公知のプロセス制御システムの関連データベースの能力および性能制限は、以前のディスク記憶の高コストと組み合わせて、特定のアプリケーションの目的を満たすために、独立エンティティまたはサイロ内にデータを構築する際に、大きな位置を占める。例えば、ＤｅｌｔａＶ（商標）システム内では、プロセスモデルのアーカイブ、連続履歴データ、ならびにバッチおよび事象データは、３つの異なるアプリケーションデータベースまたはデータのサイロに保存される。各サイロは、その中に記憶されるデータにアクセスするために、異なるインターフェースを有する。
【０００９】
このようにデータを構築することは、履歴化されたデータが、アクセスおよび使用される方法に障壁をもたらす。例えば、製品品質における変動の根本原因は、これらのデータサイロより多くにおけるデータと関連し得る。しかしながら、格納装置の異なるファイル構造のため、このデータが、分析のために、迅速かつ容易にアクセスされることを可能にするツールを提供することは、不可能である。さらに、監査または同期機能が、異なるサイロにわたるデータが一貫していることを確実にするように行われなければならない。
【００１０】
上に論じられた現在公知のプロセスプラントおよびプロセス制御システムの制限ならびに他の制限は、プロセスプラントまたはプロセス制御システムの動作および最適化、例えば、プラント動作、トラブルシューティング、および／または予測モデル化において、望ましくない状態で現れ得る。例えば、そのような制限は、トラブルシューティングおよびアップデートされたモデルの生成のためのデータを取得するために行われなければならない、煩わしく、かつ冗長なワークフローを強いる。加えて、取得されたデータは、データ圧縮、不十分な帯域幅、またはシフトされたタイムスタンプのため、不正確であり得る。
【００１１】
「ビッグデータ」は、概して、従来のデータベース管理ツールおよび／またはデータ処理アプリケーション（例えば、関連データベースおよびデスクトップ統計パッケージ）が、容認可能時間内でデータセットを管理することが不可能である、非常に大規模かつ複雑な１つ以上のデータセットの集合を指す。典型的には、ビッグデータを使用するアプリケーションは、トランザクションおよびエンドユーザ指向である、またはそこに焦点が当てられている。例えば、ウェブ検索エンジン、ソーシャルメディアアプリケーション、マーケティングアプリケーション、および小売アプリケーションは、ビッグデータを使用および操作し得る。ビッグデータは、現代の多重プロセス多重コアサーバの並列処理能力が、完全に利用されることを可能にする、分散型データベースによってサポートされ得る。
【発明の概要】
【００１２】
プロセス制御システムまたはプラント内のビッグデータをサポートするデバイスは、デバイスによって観察されるデータ（例えば、デバイスによって、直接、生成される、作成される、または直接、そこで受信される、データ）の全て（または、ほぼ全て）を収集するように設定される。したがって、デバイスは、複数の処理要素（例えば、多重コアプロセッサ）および／または高密度メモリまたはキャッシュを有する、プロセッサを含んでもよい。ある実施形態では、収集されたデータは、デバイスのキャッシュ内に記憶されてもよい。デバイスはさらに、例えば、データをストリームすることによって、ビッグデータとして履歴化または長期記憶のために、収集されたデータを一体型ロジックデータ記憶エリアに伝送させるように設定される。一体型ロジックデータ記憶エリアは、共通フォーマットを使用して、プロセス制御システム、プロセスプラント、およびプロセスプラントによって制御されている１つ以上のプロセスによって生成または作成される、あるいはそれに関連する、複数のタイプのデータを記憶するように設定される。例えば、一体型ロジックデータ記憶エリアは、設定データ、連続データ、事象データ、計算されたデータ、プラントデータ、ユーザアクションを示すデータ、ネットワーク管理データ、およびシステム外部によってプロセス制御システムまたはプラントに提供される、あるいはそこに提供される、データを記憶してもよい。ある実施形態では、デバイスのプロセッサは、デバイスによって観察される全て（または、ほぼ全て）のデータを収集し、プロセス制御システムビッグデータネットワークを使用することによって、一体型ロジックデータ記憶エリア内に記憶されるべき収集されたデータをストリームするように動作する。デバイスは、プロセス制御システムビッグデータネットワークのノードであってもよい。
【００１３】
プロセス制御システムビッグデータネットワークは、プロセス制御環境内でビッグデータをサポートするデバイスによって収集されたプロセスデータおよび他のタイプのデータの大規模データマイニングおよびデータ分析をサポートするためのインフラストラクチャを提供する。ある実施形態では、プロセス制御ビッグデータネットワークまたはシステムは、プロセス制御システムまたはプラント内に含まれ、それと関連付けられる、デバイスによって生成される、作成される、受信される、および／または観察される、全て（または、ほぼ全て）のデータを収集および記憶するための複数のノードを含む。本願に説明されるデバイスは、そのようなプロセス制御システムビッグデータネットワークのノードであってもよい。プロセス制御ビッグデータネットワークの別のノードは、プロセス制御システムビッグデータ装置であってもよい。プロセス制御システムビッグデータ装置は、記憶または履歴化のために、デバイスが収集されたデータを伝送させる、一体型ロジックデータ記憶エリアを含んでもよい。
【００１４】
先行技術のプロセス制御システムと異なり、プロセス制御システムビッグデータネットワークのデバイスまたはノードで収集されるべきデータがどのようなものであるかは、事前にデバイスまたはノード内に定義または設定される必要はない。さらに、動的測定ならびに制御データおよび／または種々の他のタイプの動的および／または静的データ等のデータが、デバイスまたはノードで収集され、そこから伝送される速度もまた、事前に設定、選択、または定義される必要はない。代わりに、プロセス制御ビッグデータをサポートするデバイスは、データが生成、作成、受信、または観察される速度で、デバイスによって生成、作成、受信、または別様に観察されるデータを自動的に収集あるいは捕捉してもよく、収集されたデータを高忠実度（例えば、損失性データ圧縮、または元の情報の喪失を生じさせ得る、いかなる他の技法をも使用せずに）で記憶（かつ、随意に、他のノードまたはデバイスに配信）されるべきプロセス制御システムビッグデータ装置に配信させてもよい。
【００１５】
ある実施形態では、プロセス制御システムまたはプラント内のビッグデータをサポートするデバイスは、プロセスプラント内のプロセスを制御するように設定される、プロセス制御デバイスである。プロセス制御デバイスは、例えば、プロセスを制御するための物理的機能を行うように設定される、フィールドデバイス、入力を受信し、入力および制御ルーチンに基づいて、プロセスを制御するための出力を生成するように設定される、コントローラ、またはコントローラと１つ以上のフィールドデバイスとの間に配置され、それらと通信可能に接続する、入／出力（Ｉ／Ｏ）デバイスであってもよい。プロセス制御デバイスは、複数の処理要素および／または収集されたデータを記憶するように設定されるキャッシュを有する、プロセッサを含んでもよい。典型的には、収集されるデータは、プロセスプラントまたはプロセスプラント内で制御されるプロセスに対応し、直接、プロセス制御デバイスによって生成される、プロセス制御デバイスによって作成される、データ、および／または、直接、プロセス制御デバイスによって受信される、データを含む。プロセス制御デバイスはまた、それを介して、収集されたデータが、一体型ロジックデータ記憶エリア内への記憶のために、伝送される、通信ネットワークとのインターフェースを含む。いくつかの実施形態では、デバイスのプロセッサの特定の処理要素は、収集されたデータをキャッシュし、履歴化のために、一体型ロジックデータ記憶エリアに伝送させるように排他的に指定されてもよい。
【００１６】
プロセス制御システムまたはプラント内のデータ（例えば、ビッグデータ）を配信する方法は、プロセスプラントの通信ネットワークに通信可能に連結される、デバイスを使用する。本方法は、デバイスにおいてデータを収集することと、収集されたデータをデバイスのキャッシュ内に記憶することと、一体型ロジックデータ記憶エリア内への記憶のために、収集されたデータの少なくとも一部を伝送させることとを含んでもよい。一体型ロジックデータ記憶エリアは、共通フォーマットを使用して、プロセスプラントまたはプロセスプラントによって制御されるプロセスに対応するデータタイプのセットからの複数のタイプのデータを記憶するように設定され、例えば、データタイプのセットは、連続データ、事象データ、測定データ、バッチデータ、計算されたデータ、設定データ、および他のタイプのデータを含んでもよい。典型的には、デバイスにおいて収集されるデータは、プロセスプラントまたはプロセスプラントによって制御されるプロセスに対応し、直接、デバイスによって生成されるデータ、デバイスによって作成されるデータ、および／または、直接、デバイスで受信されるデータを含む。デバイスのタイプは、フィールドデバイスおよびコントローラを含む、デバイスタイプのセットからの１つである。いくつかの実施形態では、デバイスタイプのセットは、ユーザインターフェースデバイス、ネットワーク管理デバイス、履歴化デバイス、および／または他のタイプのデバイス等、他のデバイスタイプを含んでもよい。ある実施形態では、デバイスによって観察される全てのデータが収集され、一体型ロジックデータ記憶エリアに記憶させられる。
【００１７】
ある実施形態では、プロセス制御プラントまたはシステム内のビッグデータをサポートするデバイスは、プロセス制御プラントまたはシステムに対応するプロセス制御システムビッグデータネットワークのノードである。複数のデバイスまたはノードは、プロセス制御デバイス、ネットワーク管理デバイス、ユーザインターフェースデバイス、ゲートウェイデバイス、履歴化デバイス、および／または他のタイプのデバイスを含んでもよい。各ノードまたはデバイスは、デバイスが、直接、生成する、または直接、受信する、ぞれぞれの第１のデータを収集するように設定されてもよく、一時的に、収集されたデータをキャッシュ内に記憶してもよい。各ノードまたはデバイスは、一体型ロジックデータ記憶エリア内への記憶のために、通信ネットワークを介して、収集されたデータの少なくとも一部を伝送させてもよい。さらに、少なくとも１つのノードまたはデバイスはさらに、複数のノードのうちの別のノードによって、直接、生成された、作成された、または、直接、そこで受信された第２のデータを受信し、一体型ロジックデータ記憶エリア内への記憶のために、第２のデータを転送させるように設定される。通信ネットワークは、一体型ロジックデータ記憶エリア内に記憶されるべきデータを配信するように設定され、一体型ロジックデータ記憶エリアは、プロセスプラントまたはプロセスプラントによって制御されるプロセスに対応するデータタイプのセットからの複数のタイプのデータを共通フォーマットで記憶するように設定される。データタイプのセットは、例えば、連続データ、事象データ、測定データ、バッチデータ、計算されたデータ、および設定データを含んでもよい。
【００１８】
そのようなデバイスおよび技法を使用して、プロセス制御システムまたはプラント内のビッグデータをサポートすることによって、プロセス制御システムビッグデータシステムは、記憶または履歴化されたデータの任意の部分のための高度なデータおよび傾向分析を提供することが可能である。例えば、プロセス制御ビッグデータシステムはいかなる事前の設定をも要求せず、かついかなる翻訳または変換をも要求せずに、プロセスデータ（先行技術プロセス制御システムでは、異なるデータベースサイロ内に含有される）にわたって、自動データ分析を提供することが可能である。分析に基づいて、プロセス制御システムビッグデータシステムは、自動的に、詳細な知識発見を提供することが可能であって、プロセス制御システムの変更またはそのための追加のエンティティを提案し得る。加えて、または代替として、プロセス制御システムビッグデータシステムは、知識発見に基づいて、（例えば、規範的、予測的、または両方の）アクションを行ってもよい。プロセス制御システムビッグデータシステムはまた、ユーザが、手動による知識発見を行い、プロセスプラントおよびそれと関連付けられたリソースを計画、設定、動作、維持、ならびに最適化することを有効化かつ支援する。
【００１９】
プロセス制御プラントまたは環境内の知識発見およびビッグデータ技法は、本質的に、従来のビッグデータ技法と異なる。典型的には、従来のビッグデータアプリケーションは、著しく、トランザクション、エンドユーザ指向であって、厳密な時間要件または依存性を有していない。例えば、ウェブ小売業者は、ブラウズされた製品、購入された製品、および顧客プロファイルに関するビッグデータを収集し、この収集されたデータを使用して、個々の顧客に対する広告および上位商品の提案を、顧客が小売業者のウェブサイトをナビゲートする際に調整する。特定の小売トランザクション（例えば、特定のデータ点）が、小売業者のビッグデータ分析から偶発的に省略される場合、その省略の影響は、特に、分析されたデータ点の数が非常に大きいとき、ささいなものである。最悪の場合、広告または上位商品の提案は、省略されたデータ点が小売業者のビッグデータ分析内に含まれた場合、成され得たであろうほど、特定の顧客に密接に調整されない場合がある。
【００２０】
しかしながら、プロセスプラントおよびプロセス制御環境では、時間の次元および特定のデータ点の存在または省略は、決定的である。例えば、特定のデータ値が、ある時間間隔内に、プロセスプラントの受信側構成要素に配信されない場合、プロセスは、制御されていない状態となり得、これは、火災、爆発、機器の喪失、および／または人命の喪失をもたらし得る。さらに、プロセスプラント内および／またはプロセスプラントの外部で動作する、異なる構成要素、エンティティ、および／またはプロセス間の多重および／または複合時間ベースの関係は、動作効率、製品品質、および／またはプラント安全に影響を及ぼし得る。本明細書に説明されるプロセス制御システムビッグデータ技法によって提供される、知識発見は、そのような時間ベースの関係が、発見および利用されることを可能にし、したがって、より効率的かつ安全なプロセスプラントを有効にし得、これは、より高い品質の製品を生産し得る。
【００２１】
さらに、デバイス内に複数の処理要素および拡張されたメモリ記憶を有するプロセッサを有することによって、プロセス制御プラントまたはシステム内のビッグデータをサポートする、デバイスまたはノードは、メモリおよびプロセッサ能力等の現在公知のデバイスと関連する性能制限の多くを克服することが可能であり得る。その結果、デバイスまたはノードは、トラブルシューティングおよびプロセス分析のために有用であり得るデータを含む、全タイプのデータを自動的に捕捉、記憶、およびアーカイブすることが可能であり得る。同様に、プロセス制御システムビッグデータネットワークまたはシステム内のデバイスまたはノードは、通信リソースを効率的に利用し、履歴化装置またはサイロにおける通信およびサンプリング（例えば、コントローラのロード、バッチレシピの転送等）における過剰な通信負荷および／または時間遅延を低減させることが可能であり得る。したがって、全てのデータ収集、タイムスタンプ発行、および伝送は、実際のプロセスと同期して実施される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ビッグデータをサポートするデバイスを含む、プロセスプラントまたはプロセス制御システムのための例示的ビッグデータネットワークのブロック図である。
【図２】図１のプロセス制御システムビッグデータネットワーク内に含まれる、プロバイダデバイスまたはノードの例示的配列を図示する、ブロック図である。
【図３】プロセス制御システムまたはプラント内のビッグデータをサポートするように設定される、例示的デバイスのブロック図である。
【図４】レベル化または層化されたキャッシングのためのプロセス制御ビッグデータおよび履歴化のためのデータの伝送をサポートするデバイスの例示的使用を図示する、ブロック図である。
【図５】レベル化または層化されたキャッシングのためのプロセス制御ビッグデータおよび履歴化のためのデータの伝送をサポートするデバイスの例示的使用を図示する、ブロック図である。
【図６】プロセス制御システムまたはプロセスプラント内のビッグデータをサポートするデバイスを使用するための例示的方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、プロセスプラントまたはシステム１０内のビッグデータをサポートするデバイスを含む、プロセスプラントまたはプロセス制御システム１０のための例示的ビッグデータネットワーク１００のブロック図である。例示的プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００は、プロセス制御システムビッグデータ装置またはアプライアンス１０２と、プロセス制御システムビッグデータネットワークバックボーン１０５と、ビッグデータをサポートし、バックボーン１０５に通信可能に接続される、複数のノードまたはデバイス１０８とを含む。プロセス関連データ、プラント関連データ、および他のタイプのデータが、収集され、複数のデバイス１０８にキャッシュされてもよく、データは、長期記憶（例えば、「履歴化」）および処理のために、ネットワークバックボーン１０５を介して、プロセス制御システムビッグデータ装置またはアプライアンス１０２に配信されてもよい。ある実施形態では、データの少なくとも一部は、ネットワーク１００のデバイスまたはノード間に配信され、例えば、プロセスをリアルタイムで制御してもよい。いくつかの設定では、ネットワーク１００のデバイスまたはノード１０８の少なくともいくつかは、プロセスプラントまたはシステム１０から遠隔に位置する。ある実施形態では、プロセス制御システムビッグデータアプライアンス１０２は、物理的プロセスプラント１０から遠隔に位置する。
【００２４】
プロセス制御システム１０に関連する任意のタイプのデータが、デバイス１０８で収集され、プロセス制御システムビッグデータアプライアンス１０２にビッグデータとして記憶されてもよい。ある実施形態では、プロセスデータが、収集および記憶されてもよい。例えば、プロセスがプロセスプラント１０内で制御されている間に生成される（ある場合には、プロセスのリアルタイム実行の影響を示す）、連続的バッチ測定および事象データ等のリアルタイムプロセスデータが、収集および記憶されてもよい。設定データおよび／またはバッチレシピデータ等のプロセス定義、配列、あるいは設定データが、収集および記憶されてもよい。プロセス診断の設定、実行、および結果に対応するデータが、収集および記憶されてもよい。他のタイプのプロセスデータもまた、収集および記憶されてもよい。
【００２５】
さらに、バックボーン１０５に関連するデータハイウェイトラフィックおよびネットワーク管理データ、ならびにプロセスプラント１０の種々の他の通信ネットワークのそのようなデータが、デバイス１０８で収集され、アプライアンス１０２に記憶されてもよい。ユーザトラフィック、ログイン試行、クエリ、および命令に関連するデータ等のユーザ関連データが、収集および記憶されてもよい。テキストデータ（例えば、ログ、オペレーティングプロシージャ、マニュアル等）、空間データ（例えば、場所ベースのデータ）、およびマルチメディアデータ（例えば、クローズド・サーキットＴＶ、ビデオクリップ等）が、収集および記憶されてもよい。
【００２６】
いくつかのシナリオでは、プロセスプラント１０（例えば、機械およびデバイス等のプロセスプラント１０内に含まれる物理的機器）に関連するが、直接、プロセスを設定、制御、または診断する、アプリケーションによって生成され得ない、データが、デバイス１０８で収集され、アプライアンス１０２に記憶されてもよい。ある実施形態では、デバイスおよび／または機器によって作成されるデータが、収集および記憶される。例えば、振動データおよび蒸気トラップデータが、収集および記憶される。プラント安全データが、収集および記憶されてもよい。そのようなプラントデータの他の例は、プラント安全に対応するパラメータの値を示すデータ（例えば、腐食データ、ガス検出データ等）、またはプラント安全に対応する事象を示すデータを含む。機械、プラント機器、および／またはデバイスの正常性に対応するデータ、例えば、診断または予測目的のために使用される、デバイスおよび／または機械によって作成されるデータが、収集および記憶されてもよい。例えば、機器データ（例えば、振動データおよび他のデータに基づいて判定される、ポンプの正常性データ）が、収集および記憶される。機器、機械、および／またはデバイス診断の設定、実行、および結果に対応するデータが、収集および記憶されてもよい。さらに、診断および予測のために有用である、作成または計算されたデータが、収集および記憶されてもよい。
【００２７】
いくつかの実施形態では、原材料のコストに関連するデータ、部品または機器の予想到着時間、天気データ、および他の外部データ等、プロセスプラント１０の外部のエンティティによって生成される、またはそこに伝送される、データが、デバイス１０８で収集され、アプライアンス１０２に記憶されてもよい。ある実施形態では、ネットワークバックボーン１０５に通信可能に接続される全デバイスまたはノード１０８によって生成、作成、受信、または別様に観察される、全てのデータが、収集され、プロセス制御システムビッグデータアプライアンス１０２にビッグデータとして記憶させられる。いくつかの状況では、収集されたデータの少なくとも一部は、ビッグデータアプライアンス１０２への収集されたデータの転送に先立って、圧縮される。
【００２８】
種々のタイプのデータが、収集され、プロセス制御システムビッグデータアプライアンス１０２にビッグデータとして記憶させられてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、動的測定および制御データが、アプライアンス１０２における収集のために、デバイス１０８から自動的に通信される。動的測定および制御データの例は、プロセス動作の変更を特定するデータ、設定点等のオペレーティングパラメータの変更を特定するデータ、ダウンロードまたは通信失敗等のプロセスおよびハードウェアアラームならびに事象の記録等を含み得る。いずれの場合も、これらの実施形態では、全てのタイプの測定および制御データが、デバイス１０８内で捕捉され、ビッグデータとして記憶のために、プロセス制御システムビッグデータアプライアンス１０２に自動的に通信される。加えて、コントローラ設定、バッチレシピ、アラーム、および事象等の静的データが、変更が検出されるとき、あるいはコントローラまたは他のエンティティが、ビッグデータネットワーク１００に最初に追加されるとき、デフォルトによって、自動的に通信されてもよい。
【００２９】
さらに、いくつかのシナリオでは、動的制御および測定データを記述または識別する、少なくともいくつかの静的メタデータは、メタデータの変更が検出されると、ビッグデータアプライアンス１０２に送信される。例えば、コントローラによって送信されなければならない、モジュールまたはユニット内の測定および制御データに影響を及ぼす変更が、コントローラ設定に行われる場合、関連するメタデータの更新が、コントローラによって、ビッグデータアプライアンス１０２に自動的に送信される。いくつかの状況では、外部システムまたはソースからのデータ（例えば、天気予想、公共事象、企業の決定等）をバッファするために使用される特殊モジュールと関連付けられたパラメータは、デフォルトによって、ビッグデータアプライアンス１０２に自動的に通信される。加えて、または代替として、監視データおよび／または他のタイプのモニタリングデータが、ビッグデータアプライアンス１０２に自動的に通信されてもよい。
【００３０】
さらに、いくつかの実施形態では、エンドユーザによって作成された追加パラメータが、ビッグデータとして記憶のために、ビッグデータアプライアンス１０２に自動的に通信される。例えば、エンドユーザは、モジュール内に特殊計算を作成し得る、または収集される必要があるパラメータをユニットに追加し得る、あるいはエンドユーザは、デフォルトによって通信されない、標準的コントローラ診断パラメータを収集することを所望し得る。エンドユーザが、随意に、ビッグデータアプライアンス１０２内に収集されるように設定する、パラメータが、デフォルトパラメータと同一様式で通信されてもよい。
【００３１】
プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００は、設定およびデータ探査のために、主要インターフェース、例えば、ユーザインターフェースまたは他のアプリケーションによる使用のためのインターフェースをプロセス制御システムビッグデータネットワーク１００内に提供するように設定される、プロセス制御システムビッグデータスタジオ１０９を含んでもよい。プロセス制御システムビッグデータスタジオ１０９は、プロセス制御システムビッグデータネットワークバックボーン１０５を介して、ビッグデータアプライアンス１０２に接続されてもよく、または、直接、プロセス制御システムビッグデータアプライアンス１０２に接続されてもよい。
【００３２】
プロセス制御ビッグデータネットワーク１００の複数のデバイスまたはノード１０８は、プロセス制御システムまたはプラント内のビッグデータをサポートする、いくつかの異なる群のデバイスまたはノード１１０〜１１５を含んでもよい。第１の群のデバイスまたはノード１１０は、本明細書では、「プロバイダノード１１０」または「プロバイダデバイス１１０」と称され、プロセス制御データを生成、ルーティング、および／または受信し、プロセスが、プロセスプラント環境１０内でリアルタイムで制御されることを有効にする、１つ以上のノードまたはデバイスを含んでもよい。プロバイダデバイスまたはノード１１０の例は、その主要機能が、プロセスを制御するためのプロセス制御データの生成および／またはそれに及ぼす動作を対象とする、デバイス、例えば、有線および無線フィールドデバイス、コントローラ、または入／出力（Ｉ／Ｏデバイス）を含む。プロバイダデバイス１１０の他の例は、その主要機能が、プロセス制御システムの１つ以上の通信ネットワーク（そのプロセス制御ビッグネットワーク１００は、１つである）へのアクセスを提供する、またはそれを通してルーティングすることである、デバイス、例えば、アクセスポイント、ルータ、有線制御バスとのインターフェース、無線通信ネットワークへのゲートウェイ、外部ネットワークまたはシステムへのゲートウェイ、ならびに他のそのようなルーティングおよびネットワーク化デバイスを含む。プロバイダデバイス１１０のさらに他の例は、その主要機能が、プロセス制御システム１０全体を通して蓄積される、プロセスデータおよび他の関連データを一時的に記憶し、プロセス制御システムビッグデータアプライアンス１０２、例えば、履歴化デバイスまたは履歴化ノードにおける履歴化のために、一時的に記憶されたデータを伝送させることであるデバイスを含む。
【００３３】
プロバイダデバイス１１０のうちの少なくとも１つは、プロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン１０５に直接的様式で通信可能に接続されてもよい。ある実施形態では、プロバイダデバイス１１０の少なくとも１つが、バックボーン１０５に間接的様式で通信可能に接続される。例えば、無線フィールドデバイスが、ルータ、アクセスポイント、および無線ゲートウェイを介して、バックボーン１０５に通信可能に接続される。典型的には、プロバイダデバイスまたはノード１１０は、一体型ユーザインターフェースを有していないが、プロバイダデバイス１００のいくつかは、例えば、有線または無線通信リンクを経由して通信することによって、あるいはユーザインターフェースデバイスをプロバイダデバイス１１０のポートに差し込むことによって、ユーザコンピューティングデバイスまたはユーザインターフェースと通信接続する能力を有し得る。
【００３４】
プロセス制御システムまたはプラント内のビッグデータをサポートする、第２の群のデバイスまたはノード１１２は、本明細書では、「ユーザインターフェースノード１１２」または「ユーザインターフェースデバイス１１２」と称される。第２の群のデバイス１１２は、各々、一体型ユーザインターフェースを有し、それを介して、ユーザまたはオペレータが、プロセス制御システムまたはプロセスプラント１０とやりとりし、プロセスプラント１０に関連する動作（例えば、設定、確認、モニタリング、試験、分析、診断、命令、計画、スケジューリング、注釈、および／または他の動作）を行い得る、１つ以上のノードまたはデバイスを含む。これらのユーザインターフェースノードまたはデバイス１１２の例は、モバイルまたは定常コンピューティングデバイス、ワークステーション、ハンドヘルドデバイス、タブレット、サーフェスコンピューティングデバイス、ならびにプロセッサ、メモリ、および一体型ユーザインターフェースを有する、任意の他のコンピューティングデバイスを含む。一体型ユーザインターフェースは、画面、キーボード、キーパッド、マウス、ボタン、タッチスクリーン、タッチパッド、生体認証インターフェース、スピーカおよびマイクロホン、カメラ、および／または任意の他のユーザインターフェース技術を含んでもよい。各ユーザインターフェースノード１１２は、１つ以上の一体型ユーザインターフェースを含んでもよい。ユーザインターフェースノード１１２は、プロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン１０５への直接接続を含んでもよく、あるいは、例えば、アクセスポイントまたはゲートウェイを介した、バックボーン１０５への間接接続を含んでもよい。ユーザインターフェースノード１１２は、有線および／または無線様式において、プロセス制御システムビッグデータネットワークバックボーン１０５に通信可能に接続してもよい。いくつかの実施形態では、ユーザインターフェースノード１１２は、アドホック様式でネットワークバックボーン１０５に接続してもよい。
【００３５】
当然ながら、プロセス制御プラントおよびシステム内のビッグデータをサポートする、複数のデバイスまたはノード１０８は、プロバイダノード１１０およびユーザインターフェースノード１１２のみに制限されない。１つ以上の他のタイプのデバイスまたはノード１１５もまた、複数のデバイスまたはノード１０８内に含まれてもよい。例えば、プロセスプラント１０の外部のシステム（例えば、実験室システムまたは材料取扱システム）のノード１１５が、システム１００のネットワークバックボーン１０５に通信可能に接続されてもよい。ノードまたはデバイス１１５は、直接または間接接続を介して、バックボーン１０５に通信可能に接続されてもよく、ノードまたはデバイス１１５は、有線または無線接続を介して、バックボーン１０５に通信可能に接続されてもよい。いくつかの実施形態では、他のデバイスまたはノード１１５の群は、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００から省略されてもよい。
【００３６】
ある実施形態では、プロセス制御プラントまたはシステム内のビッグデータをサポートする、デバイスまたはノード１０８の少なくともいくつかは、一体化されたファイアウォールを含んでもよい。さらに、任意の数のデバイス１０８（例えば、０個のデバイス、１個のデバイス、または２個以上のデバイス）は各々、ぞれぞれのメモリ記憶（アイコンＭＸによって図１に示される）を含み、タスク、測定、事象、および他の観察されたデータをリアルタイムで記憶またはキャッシュしてもよい。メモリ記憶ＭＸは、高密度メモリ記憶技術、例えば、固体ドライブメモリ、半導体メモリ、光学メモリ、分子メモリ、生物学的メモリ、または任意の他の好適な高密度メモリ技術を備えてもよい。いくつかの実施形態では、メモリ記憶ＭＸはまた、フラッシュメモリを含む。各メモリ記憶ＭＸ（いくつかの場合には、フラッシュメモリ）は、そのぞれぞれのデバイス１０８によって生成、作成、受信、または別様に観察される、データを一時的に記憶またはキャッシュするように設定される。プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のある実施形態では、デバイス１１０、１１２および任意の数のデバイス１１５は全て、高密度メモリ記憶ＭＸを含んでもよい。異なるタイプまたは技術の高密度メモリ記憶ＭＸが、デバイス１０８のセットまたはデバイス１０８のサブセットにわたって利用されてもよいことを理解されたい。
【００３７】
任意の数のデバイス１０８（例えば、０個のデバイス、１個のデバイス、または１個を上回るデバイス）は各々、複数の処理要素を有するそれぞれのハードウェア、例えば、多重コアまたは他の同時処理技術（例えば、量子、セル状、化学、光子、生化学、生物学的処理技術）等の複数の処理要素を有するプロセッサを含んでもよい。複数の処理要素または同時処理能力を有するプロセッサは、アイコンＰＭＣＸによって図１に示され、概して、本明細書では、多重プロセッサ要素プロセッサと称される。
【００３８】
デバイス１０８の少なくともいくつかは、リアルタイムデータをノードにキャッシュするため、および随意に、プロセス制御システムビッグデータアプライアンス１０２における記憶のためにキャッシュされたデータを伝送させるため、そのそれぞれのプロセッサＰＭＣＸのその複数の処理要素のうちの少なくとも１つを指定してもよい。いくつかの実施形態では、リアルタイムデータをキャッシュおよび／または伝送するための１つ以上の指定された処理要素は、そのように排他的に指定されてもよい（例えば、１つ以上の指定された処理要素は、デバイス１０８によって観察されたビッグデータのキャッシングおよび／または伝送に関連する処理以外、他の処理を行わなくてもよい）。デバイス１０８の少なくともいくつかは、プロセスプラント１０内のプロセスを制御するための動作を行うために、その処理要素のうちの少なくとも１つを指定してもよい。ある実施形態では、１つ以上の処理要素は、プロセスを制御するための動作を行うために、排他的に指定されてもよく、ビッグデータをキャッシュおよび伝送するために使用されなくてもよい。異なる多重処理要素技術を有する、異なるタイプまたは技術のプロセッサＰＭＣＸが、デバイス１０８のセットまたはデバイス１０８のサブセットにわたって利用されてもよいことを理解されたい。プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のある実施形態では、デバイス１１０、１１２および任意の数のデバイス１１５は全て、多重処理要素技術を利用する、あるタイプのプロセッサＰＭＣＸを含んでもよい。
【００３９】
図１は、各々、多重処理要素プロセッサＰＭＣＸおよび高密度メモリＭＸの両方を含むように、デバイス１０８を図示するが、デバイス１０８は各々、多重処理要素プロセッサＰＭＣＸおよび高密度メモリＭＸの両方を含むように要求されない。例えば、デバイス１０８のいくつかは、多重処理要素プロセッサＰＭＣＸのみ含み、高密度メモリＭＸを含まなくてもよく、デバイス１０８のいくつかは、高密度メモリＭＸのみ含み、多重処理要素プロセッサＰＭＣＸを含まなくてもよく、デバイス１０８のいくつかは、多重処理要素プロセッサＰＭＣＸおよび高密度メモリＭＸの両方を含んでもよく、および／またはデバイス１０８のいくつかは、多重処理要素プロセッサＰＭＣＸまたは高密度メモリＭＸのいずれも含まなくてもよい。
【００４０】
プロバイダノードまたはデバイス１１０によって収集（ある場合には、キャッシュ）され得る、リアルタイムデータの例は、測定データ、設定データ、バッチデータ、事象データ、および／または連続データを含み得る。例えば、設定、バッチレシピ、設定点、出力、速度、制御アクション、診断、デバイスまたは他のデバイスの正常性、アラーム、事象および／またはそれらへの変更に対応するリアルタイムデータが、収集されてもよい。リアルタイムデータの他の例は、プロセスモデル、統計、ステータスデータ、ならびにネットワークおよびプラント管理データを含んでもよい。
【００４１】
ユーザインターフェースノードまたはデバイス１１２によって収集（および、ある場合には、キャッシュ）され得る、リアルタイムデータの例は、例えば、ユーザログイン、ユーザクエリ、ユーザ（例えば、カメラ、オーディオ、またはビデオ記録デバイス）によって捕捉されたデータ、ユーザコマンド、ファイルの作成、修正、または削除、ユーザインターフェースノードまたはデバイスの物理的または空間場所、ユーザインターフェースデバイス１１２によって行われる診断または試験の結果、およびユーザインターフェースノード１１２とやりとりするユーザによって開始される、またはそれに関連する、他の動作あるいは活動を含んでもよい。
【００４２】
収集されたデータは、動的または静的データであってもよい。収集されたデータは、例えば、データベースデータ、設定データ、バッチデータ、ストリーミングデータ、および／またはトランザクションデータを含んでもよい。概して、デバイス１０８が、生成、受信、または別様に観察する、任意のデータが、デバイス１０８によるその生成、受信、または観察に対応するタイムスタンプあるいは時間の表示とともに、収集（ある場合には、キャッシュ）されてもよい。ある実施形態では、デバイス１０８が、生成、受信、または観察する、全てのデータが、各データ値の収集／キャッシングの時間のそれぞれの表示（例えば、タイムスタンプ）とともに、そのメモリ記憶（例えば、高密度メモリ記憶ＭＸ）内にキャッシュされる。
【００４３】
ある実施形態では、デバイス１１０、１１２（および随意に、他のデバイス１１５のうちの少なくとも１つ）は各々、損失性データ圧縮、データサブサンプリングを要求せず、またはデータ収集目的のために、ノードを設定せずに、リアルタイムデータを自動的に収集（ある場合には、キャッシュ）し、収集／キャッシュされたデータをビッグデータアプライアンス１０２および／または他のデバイス１０８に配信させるように設定される。したがって、プロセス制御ビッグデータシステム１００のデバイス１１０、１１２（および随意に、他のデバイス１１５のうちの少なくとも１つ）は、データが、生成、作成、受信、または観察される速度で、デバイスによって生成、作成、受信、または取得される、全データ（例えば、測定および制御データならびに種々の他のタイプのデータ）を自動的に収集してもよく、高忠実度において、収集されたデータをプロセス制御ビッグデータアプライアンス１０２に、随意に、ネットワーク１００の他のデバイス１０８に配信させてもよい。
【００４４】
再び、図１を参照すると、プロセス制御システムビッグデータネットワークバックボーン１０５は、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００の種々のデバイス１０８へ／からおよびプロセス制御ビッグデータアプライアンス１０２（それ自体が、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のノードである）へ／から、パケットをルーティングするように設定される、複数のネットワーク化されたコンピューティングデバイスまたはスイッチを備えてもよい。バックボーン１０５の複数のネットワーク化されたコンピューティングデバイスは、任意の数の無線および／または有線リンクによって、相互に接続されてもよい。ある実施形態では、プロセス制御システムビッグデータネットワークバックボーン１０５は、１つ以上のファイアウォールデバイスを含んでもよい。
【００４５】
ビッグデータネットワークバックボーン１０５は、１つ以上の好適なルーティングプロトコル、例えば、インターネットプロトコル（ＩＰ）スーツ（例えば、ＵＰＤ（ユーザデータグラムプロトコル）、ＴＣＰ（伝送制御プロトコル）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ等）、または他の好適なルーティングプロトコル内に含まれるプロトコルをサポートしてもよい。ある実施形態では、デバイス１０８の少なくともいくつかは、ストリーム制御伝送プロトコル（ＳＣＴＰ）等のストリーミングプロトコルを利用して、ネットワークバックボーン１０５を介して、デバイス１０８からプロセス制御ビッグデータアプライアンス１０２に、キャッシュされたデータをストリームする。典型的には、プロセスデータビッグデータネットワーク１００内に含まれる各デバイスまたはノード１０８は、バックボーン１０５によってサポートされるルーティングプロトコル（複数可）の少なくとも１つのアプリケーション層（いくつかのデバイスに対しては、付加的層）をサポートしてもよい。ある実施形態では、各デバイスまたはノード１０８は、例えば、一意のネットワークアドレスによって、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００内で一意に識別される。
【００４６】
ある実施形態では、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００の少なくとも一部は、アドホックネットワークであってもよい。したがって、デバイス１０８の少なくともいくつかは、ネットワークバックボーン１０５（または、ネットワーク１００の別のノード）にアドホック様式で接続してもよい。
【００４７】
図１を継続すると、例示的プロセス制御システムビッグデータプロセス制御ネットワーク１００では、プロセス制御システムビッグデータ装置またはアプライアンス１０２は、ネットワーク１００内に集中され、データ（例えば、ストリーミングを介して、および／またはいくつかの他のプロトコルを介して）をネットワーク１００のデバイス１０８から受信し、受信されたデータを記憶するように設定される。したがって、プロセス制御ビッグデータ装置またはアプライアンス１０２は、デバイス１０８、複数のアプライアンスデータ受信機１２２、および複数のアプライアンス要求サービサ１２５から受信されるデータを履歴化または記憶するためのビッグデータアプライアンスデータ記憶エリア１２０を含んでもよい。プロセス制御システムビッグデータアプライアンス１０２のこれらの構成要素１２０、１２２、１２５は各々、以下により詳細に説明される。
【００４８】
プロセス制御システムビッグデータ記憶エリア１２０は、ＲＡＩＤ（独立ディスクの冗長アレイ）記憶、クラウド記憶、あるいはデータバンクまたはデータセンタ記憶のために好適な任意の他の好適なデータ記憶技術等、複数の物理的データドライブまたは記憶エンティティを備えてもよい。しかしながら、ネットワーク１００のデバイス１０８に対して、データ記憶エリア１２０は、単一または一体型ロジックデータ記憶エリアあるいはエンティティの体裁を有する。したがって、データ記憶１２０は、プロセス制御ビッグデータネットワーク１００またはプロセスプラント１０のための集中ビッグデータ記憶エリア１２０として見なされ得る。いくつかの実施形態では、単一ロジック集中データ記憶エリア１２０は、複数のプロセスプラント（例えば、プロセスプラント１０および別のプロセスプラント）にサービス提供する。例えば、集中データ記憶エリア１２０は、エネルギー企業のいくつかの精製所にサービス提供する。ある実施形態では、集中データ記憶エリア１２０は、直接、バックボーン１０５に接続される。いくつかの実施形態では、集中データ記憶エリア１２０は、少なくとも１つの高帯域幅通信リンクを介して、バックボーン１０５に接続される。ある実施形態では、集中データ記憶エリア１２０は、一体型ファイアウォールを含む。
【００４９】
一体型ロジックデータ記憶エリア１２０の構造は、ある実施形態では、全てのプロセス制御システムおよびプラント関連データの記憶をサポートする。例えば、データ記憶エリア１２０内に記憶される各エントリ、データ点、または観察は、データの識別の表示（例えば、ソース、デバイス、タグ、場所等）、データの内容（例えば、測定、値等）、およびデータが、収集、生成、作成、受信、または観察された時間を示す、タイムスタンプを含んでもよい。したがって、これらのエントリ、データ点、または観察は、本明細書では、「時系列データ」と称される。データは、例えば、スケーラブルな記憶、ストリームされたデータ、および低待ち時間クエリをサポートする、スキーマを含む、共通フォーマットを使用して、データ記憶エリア１２０内に記憶されてもよい。
【００５０】
ある実施形態では、スキーマは、複数の観察を各行内に記憶し、カスタムハッシュを伴う行キーを使用して、行内のデータをフィルタリングすることを含む。ハッシュは、ある実施形態では、タイムスタンプおよびタグに基づく。ある実施例では、ハッシュは、タイムスタンプの値を丸め、タグは、プロセス制御システムのまたはそれに関連する事象またはエンティティに対応する。ある実施形態では、各行または行の群に対応するメタデータもまた、時系列データと一体的にまたは時系列データと別個にのいずれかにおいて、データ記憶エリア１２０内に記憶される。例えば、メタデータは、時系列データから別個に、スキーマレス様式で記憶されてもよい。
【００５１】
ある実施形態では、データをアプライアンスデータ記憶１２０に記憶するために使用されるスキーマもまた、少なくとも１つのデバイス１０８のうちのキャッシュＭＸ内にデータを記憶するために利用される。故に、本実施形態では、スキーマは、データが、デバイス１０８のローカル記憶エリアＭＸから、バックボーン１０５をわたって、プロセス制御システムビッグデータアプライアンスデータ記憶１２０に伝送されるとき、維持される。
【００５２】
データ記憶１２０に加え、プロセス制御システムビッグデータアプライアンス１０２はさらに、１つ以上のアプライアンスデータ受信機１２２を含んでもよく、その各々は、データパケットをバックボーン１０５から受信し、データパケットを処理し、その中に担持される実質的データおよびタイムスタンプを読み出し、実質的データおよびタイムスタンプをデータ記憶エリア１２０内に記憶するように設定される。アプライアンスデータ受信機１２２は、例えば、複数のコンピューティングデバイスまたはスイッチ上に常駐してもよい。ある実施形態では、複数のアプライアンスデータ受信機１２２（および／または少なくとも１つのデータ受信機１２２の複数のインスタンス）は、複数のデータパケット上で並行して動作してもよい。
【００５３】
受信されたデータパケットが、プロセス制御ビッグデータアプライアンスデータ記憶エリア１２０によって利用されるスキーマを含む、実施形態では、アプライアンスデータ受信機１２２は、単に、データ記憶エリア１２０の付加的エントリまたは観察を概略情報とともに取り込む（随意に、所望に応じて、対応するメタデータを記憶してもよい）。受信されたデータパケットが、プロセス制御ビッグデータアプライアンスデータ記憶エリア１２０によって利用されるスキーマを含まない実施形態では、アプライアンスデータ受信機１２２は、パケットをデコードし、適宜、プロセス制御ビッグデータアプライアンスデータ記憶エリア１２０の時系列データ観察またはデータ点（随意に、対応するメタデータ）を取り込んでもよい。
【００５４】
加えて、プロセス制御システムビッグデータアプライアンス１０２は、１つ以上のアプライアンス要求サービサ１２５を含んでもよく、各々、例えば、要求側エンティティまたはアプリケーションの要求に応じて、プロセス制御システムビッグデータアプライアンス記憶１２０内に記憶される時系列データおよび／またはメタデータにアクセスするように設定される。アプライアンス要求サービサ１２５は、例えば、複数のコンピューティングデバイスまたはスイッチ上に常駐してもよい。ある実施形態では、アプライアンス要求サービサ１２５およびアプライアンスデータ受信機１２２の少なくともいくつかは、同一のコンピューティングデバイスまたは（例えば、一体型デバイス上の）複数のデバイス上に常駐する、あるいは一体型アプリケーション内に含まれる。いくつかのシナリオでは、アプライアンス要求サービサ１２５は、ビッグデータアプリケーション記憶１２０から読み出され、雑音および非一貫データを除去するようにクリーニングされたデータを要求してもよい。いくつかのシナリオでは、アプライアンス要求サービサ１２５は、ビッグデータアプリケーションデータ記憶ｌ２０から読み出されたデータの少なくとも一部に、データクリーニングおよび／またはデータ統合を行ってもよい。
【００５５】
ある実施形態では、複数のアプライアンス要求サービサ１２５（および／または少なくとも１つのアプライアンス要求サービサ１２５の複数のインスタンス）は、複数の要求側エンティティまたはアプリケーションからの複数の要求に応じて、並行して動作してもよい。ある実施形態では、単一アプライアンス要求サービサ１２５は、単一エンティティまたはアプリケーションからの複数の要求、あるいはアプリケーションの異なるインスタンスからの複数の要求等、複数の要求にサービス提供してもよい。
【００５６】
プロセス制御システムまたはプラント内のビッグデータをサポートする例示的プロバイダデバイス１１０を図示する、詳細なブロック図が、図２に示される。デバイス１１０は、図１のプロセスプラントまたはプロセス制御システム１０を参照して論じられるが、例示的プロバイダデバイス１１０は、その中のビッグデータをサポートするために、他のプロセスプラントまたはプロセス制御システム内で、またはそれとともに使用されてもよい。
【００５７】
前述のように、プロバイダデバイス１１０は、その主要機能が、プロセスコントローラ、フィールドデバイス、およびＩ／Ｏデバイス等のプロセスプラント環境１０内でプロセスをリアルタイムで制御するように機能を行うために使用される、プロセス制御データを自動的に生成および／または受信する、デバイスを含んでもよい。プロセスプラント環境１０では、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を示す信号を受信し、本情報を処理し、制御ルーチンを実施し、有線または無線通信リンクを経由して、他のフィールドデバイスに送信され、プラント１０内のプロセスの動作を制御する、制御信号を生成する。典型的には、少なくとも１つのフィールドデバイスが、物理的機能（例えば、弁の開放または閉鎖、温度の上昇または降下等）を行い、プロセスの動作を制御し、あるタイプのフィールドデバイスは、Ｉ／Ｏデバイスを使用して、コントローラと通信してもよい。プロセスコントローラ、フィールドデバイス、およびＩ／Ｏデバイスは、有線または無線であってもよく、任意の数および組み合わせの有線ならびに無線プロセスコントローラ、フィールドデバイス、およびＩ／Ｏデバイスが、ビッグデータをサポートする、プロセス制御ビッグデータネットワーク１００のノード１１０であってもよい。
【００５８】
例えば、図２は、プロセス制御ネットワークまたはプラント１０内のビッグデータをサポートする、コントローラ１１を図示する。コントローラ１１は、入／出力（Ｉ／Ｏ）カード２６および２８を介して、有線フィールド２０デバイス１５−２２に通信可能に接続され、無線ゲートウェイ３５およびネットワークバックボーン１０５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。（しかしながら、別の実施形態では、コントローラ１１は、別の有線または無線通信リンクを使用して等、バックボーン１０５以外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てもよい。）図２では、コントローラ１１は、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のノード１１０であって、直接、プロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン１０５に接続される。
【００５９】
一例として、Ｅｍｅｒｓｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔによって市販のＤｅ１ｔａＶ（商標）コントローラであり得る、コントローラ１１は、フィールドデバイス１５〜２２および４０〜４６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してもよい。ある実施形態では、プロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン１０５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４〜２０ｍＡデバイス、Ｉ／Ｏカード２６、２８、および／またはＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）Ｆｉｅｌｄｂｕｓ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た任意の所望のハードウェアおよびソフトウェアを使用して、フィールドデバイス１５〜２２および４０〜４６の少なくともいくつかに通信可能に接続されてもよい。ある実施形態では、コントローラ１１は、ビッグデータネットワークバックボーン１０５を使用して、フィールドデバイス１５〜２２および４０〜４６の少なくともいくつかと通信可能に接続されてもよい。図２では、コントローラ１１、フィールドデバイス１５〜２２、およびＩ／Ｏカード２６、２８は、有線デバイスであって、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および無線フィールドデバイス４０〜４６は、今後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、任意の他の所望の規格（複数可）またはプロトコルに準拠し得る。
【００６０】
図２のコントローラ１１は、制御ループを含み得る、１つ以上のプロセス制御ルーチン（例えば、メモリ３２内に記憶される）を実施または監視する、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および４０〜４６ならびにバックボーン１０５に通信可能に接続される他のノード（例えば、ノード１１０、１１２、１１５）と通信するように設定される。本明細書に説明される任意の制御ルーチンまたはモジュール（品質予測および障害検出モジュールまたは機能ブロックを含む）は、異なるコントローラまたは他のデバイスによって、そのように所望される場合、実施あるいは実行される、その一部を有してもよいことに留意されたい。同様に、プロセス制御システム１０内に実装されるべき、本明細書に説明される制御ルーチンまたはモジュールは、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア等を含む、任意の形態をとってもよい。制御ルーチンは、オブジェクト指向プログラミング、ラダーロジック、シーケンシャルファンクションチャート、機能ブロック図を使用して、または任意の他のソフトウェアプログラミング言語または設計パラダイムを使用して等、任意の所望のソフトウェアフォーマットで実現されてもよい。制御ルーチンは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または読取専用メモリ（ＲＯＭ）等の任意の所望のタイプのメモリ内に記憶されてもよい。同様に、制御ルーチンは、例えば、１つ以上のＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、あるいは任意の他のハードウェアまたはファームウェア要素にハードコードされてもよい。したがって、コントローラ１１は、任意の所望の様式において、制御方策または制御ルーチンを実現するように設定されてもよい。
【００６１】
いくつかの実施形態では、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、制御方策を実装し、各機能ブロックは、オブジェクトまたは全体的制御ルーチンの他の部分（例えば、サブルーチン）であって、他の機能ブロックと連動して動作し（リンクと呼ばれる通信を介して）、プロセス制御システム１０内にプロセス制御ループを実現する。制御ベースの機能ブロックは、典型的には、送信機、センサ、また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たもの等の入力機能、ＰＩＤ、ファジーロジック等の制御を行う制御ルーチンと関連付けられたもの等の制御機能、あるいは弁等のいくつかのデバイスの動作を制御し、プロセス制御システム１０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、ハイブリッドおよび他のタイプの機能ブロックも存在する。機能ブロックは、コントローラ１１内に記憶され、それによって実行されてもよく（典型的には、これらの機能ブロックが、標準的４〜２０ｍａデバイスおよびＨＡＲＴデバイス等のあるタイプのスマートフィールドデバイスのために使用される、またはそれと関連付けられる場合）、もしくはフィールドデバイス自体内に記憶され、それによって実装されてもよい（Ｆｉｅｌｄｂｕｓデバイスの場合であり得る）。コントローラ１１は、１つ以上の制御ループを実装し得る、１つ以上の制御ルーチン３８を含んでもよい。各制御ループは、典型的には、制御モジュールと称され、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てもよい。
【００６２】
プロセスプラントまたはシステム１０内のビッグデータをサポートする、デバイス１１０の他の実施例は、図２に示される、有線フィールドデバイス１５〜２２およびＩ／Ｏカード２６、２８である。有線フィールドデバイス１５〜２２は、センサ、弁、送信機、ポジショナ等の任意のタイプのデバイスであってもよく、Ｉ／Ｏカード２６および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、任意のタイプのＩ／Ｏデバイスであってもよい。図２では、フィールドデバイス１５〜１８は、アナログ回線または組み合わせられたアナログおよびデジタル回線を経由して、Ｉ／Ｏカード２６と通信する、標準的４〜２０ｍＡデバイスまたはＨＡＲＴデバイスである一方、フィールドデバイス１９〜２２は、デジタルバスを経由して、Ｆｉｅｌｄｂｕｓ通信プロトコルを使用するＩ／Ｏカード２８と通信する、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）Ｆｉｅｌｄｂｕｓフィールドデバイス等のスマートデバイスである。しかしながら、いくつかの実施形態では、有線フィールドデバイス１５〜２２の少なくともいくつかおよび／またはＩ／Ｏカード２６、２８の少なくともいくつかは、ビッグデータネットワークバックボーン１０５を使用して、コントローラ１１と通信してもよい。いくつかの実施形態では、有線フィールドデバイス１５〜２２の少なくともいくつかおよび／またはＩ／Ｏカード２６、２８の少なくともいくつかは、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のノード１０８である。
【００６３】
図２に示される無線フィールドデバイス４０〜４６は、プロセスプラントまたはシステム１０（例えば、デバイス４２ａ）内のビッグデータをサポートする、デバイス１１０の実施例を含む。図２では、無線フィールドデバイス４０〜４６は、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴプロトコル等の無線プロトコルを使用して、無線ネットワーク７０内で通信する。そのような無線フィールドデバイス４０〜４６は、直接、同様に、無線通信するように設定される（例えば、無線プロトコルを使用して）、プロセス制御ビッグデータネットワーク１００の１つ以上の他のデバイスまたはノード１０８と通信してもよい。無線通信するように設定されない１つ以上の他のノード１０８と通信するために、無線フィールドデバイス４０〜４６は、バックボーン１０５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を利用してもよい。図２では、１つのみの無線フィールドデバイス４２ａが、プロセスプラント１０内のビッグデータをサポートするように図示されるが、ビッグデータをサポートする、任意の数の無線フィールドデバイスが、利用されてもよい。
【００６４】
無線ゲートウェイ３５は、プロセス制御プラントまたはシステム１０内のビッグデータをサポートする、プロバイダデバイス１１０の別の実施例である。無線ゲートウェイ３５は、無線通信ネットワーク７０の種々の無線デバイス４０〜５８へのアクセスを提供してもよい。特に、無線ゲートウェイ３５は、無線デバイス４０〜５８、有線デバイス１１−２８、および／またはプロセス制御ビッグデータネットワーク１００の他のノードまたはデバイス１０８（図２のコントローラ１１を含む）間の通信連結を提供する。例えば、無線ゲートウェイ３５は、ビッグデータネットワークバックボーン１０５を使用することによって、および／またはプロセスプラント１０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、通信連結を提供してもよい。
【００６５】
無線ゲートウェイ３５は、ある場合には、有線および無線プロトコルスタックの共有層または複数の層にトンネリングしながら、有線および無線プロトコルスタックの下位層へのルーティング、バッファリング、およびタイミングサービス（例えば、アドレス変換、ルーティング、パケットセグメント化、優先化等）によって、通信連結を提供する。他の場合には、無線ゲートウェイ３５は、任意のプロトコル層を共有しない、有線プロトコルと無線プロトコルとの間のコマンドを翻訳してもよい。プロトコルおよびコマンド変換に加え、無線ゲートウェイ３５は、無線ネットワーク７０内に実装された無線プロトコルと関連付けられたスケジューリングスキームのタイムスロットおよびスーパーフレーム（時間的に等離間された通信タイムスロットのセット）によって使用される、同期クロッキングを提供してもよい。さらに、無線ゲートウェイ３５は、リソース管理、性能調節、ネットワーク障害緩和、モニタリングトラフィック、セキュリティ等、無線ネットワーク７０のためのネットワーク管理および管理機能を提供してもよい。無線ゲートウェイ３５は、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のノード１１０であってもよい。
【００６６】
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１０内の物理的制御機能、例えば、弁の開放または閉鎖を行う、あるいはプロセスパラメータの測定を行ってもよい。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設定される。したがって、無線フィールドデバイス４０〜４６、無線ゲートウェイ３５、および無線ネットワーク７０の他の無線ノード５２〜５８は、無線通信パケットの製作者および消費者である。
【００６７】
いくつかのシナリオでは、無線ネットワーク７０は、非無線デバイスを含んでもよい。例えば、図２のフィールドデバイス４８は、旧来の４〜２０ｍＡデバイスであってもよく、フィールドデバイス５０は、従来の有線ＨＡＲＴデバイスであってもよい。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および５０は、無線アダプタ（ＷＡ）５２ａまたは５２ｂを介して、無線通信ネットワーク７０に接続されてもよい。加えて、無線アダプタ５２ａ、５２ｂは、Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ（登録商標）Ｆｉｅｌｄｂｕｓ、ＰＲＯＦＩＢＵＳ、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ等の他の通信プロトコルをサポートしてもよい。図２では、無線アダプタ５２ａは、プロセスプラント１０内のビッグデータをサポートする、デバイス１１０であるように図示される。
【００６８】
さらに、無線ネットワーク７０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であり得る、または一体型デバイスとして無線ゲートウェイ３５とともに提供される、１つ以上のネットワークアクセスポイント５５ａ、５５ｂを含んでもよい。図２では、ネットワークアクセスポイント５５ａは、プロセスプラント１０内のビッグデータをサポートする、デバイス１１０であるように図示される。無線ネットワーク７０はまた、１つ以上のルータ５８を含み、ある無線デバイスから無線通信ネットワーク７０内の別の無線デバイスにパケットを転送してもよい。ある実施形態では、ルータ５８の少なくともいくつかは、プロセス制御システム１０内のビッグデータをサポートしてもよい。無線デバイス３２〜４６および５２〜５８は、無線通信ネットワーク７０の無線リンク６０を経由して、相互および無線ゲートウェイ３５と通信してもよい。
【００６９】
故に、図２は、主に、ネットワークルーティング機能性および管理をプロセス制御システムの種々のネットワークに提供する役割を果たす、プロバイダデバイス１１０のいくつかの実施例を含む。例えば、無線ゲートウェイ３５、アクセスポイント５５ａ、５５ｂ、およびルータ５８は、無線通信ネットワーク７０内で無線パケットをルーティングする機能性を含む。無線ゲートウェイ３５は、無線ネットワーク７０のためのトラフィック管理および管理機能を行い、無線ネットワーク７０と通信接続する、有線ネットワークへおよびそこから、トラフィックをルーティングする。無線ネットワーク７０は、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ等のプロセス制御メッセージおよび機能を具体的にサポートする、無線プロセス制御プロトコルを利用してもよい。図２に示されるように、無線ネットワーク７０のデバイス３５、５５ａ、５２ａ、および４２ａは、プロセス制御プラントまたはネットワーク１０内のビッグデータをサポートするが、しかしながら、無線ネットワーク７０の任意の数の任意のタイプのノードが、プロセスプラント１０内のビッグデータをサポートしてもよい。
【００７０】
しかしながら、ビッグデータをサポートする、プロセス制御ビッグデータネットワーク１００のデバイス１１０はまた、他の無線プロトコルを使用して通信する、他のデバイスを含んでもよい。図２では、ビッグデータをサポートする、プロバイダデバイスまたはノード１１０は、ＷｉＦｉまたは他のＩＥＥＥ８０２．１１準拠無線ローカルエリアネットワークプロトコル等の他の無線プロトコル、ＷｉＭＡＸ（ワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス）、ＬＴＥ（ロング・ターム・エボリューション）、または他のＩＴＵ−Ｒ（国際電気通信連合無線通信部門）準拠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）およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等の短波無線通信、あるいは他の無線通信プロトコルを利用する、１つ以上の無線アクセスポイント７２を含む。典型的には、そのような無線アクセスポイント７２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ースデバイス１１２）が、無線ネットワーク７０と異なり、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、それぞれの無線ネットワークを経由して、通信することを可能にする。いくつかのシナリオでは、ポータブルコンピューティングデバイスに加え、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）はまた、アクセスポイント７２によってサポートされる無線を使用して通信してもよい。
【００７１】
プロセスプラントまたはシステム１０内のビッグデータをサポートする、プロバイダデバイスまたはノード１１０は、接近したプロセス制御システム１０の外部のシステムへの１つ以上のゲートウェイ７５、７８を含んでもよい。典型的には、そのようなシステムは、プロセス制御システム１０によって生成または動作される情報の顧客または供給者である。例えば、プラントゲートウェイノード７５は、近接したプロセスプラント１０（それ自体のそれぞれのプロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン１０５を有する）とそれ自体のそれぞれのプロセス制御ビッグデータネットワークバックボーンを有する別のプロセスプラントを通信可能に接続してもよい。ある実施形態では、単一プロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン１０５が、複数のプロセスプラントまたはプロセス制御環境にサービス提供してもよい。ネットワーク１０５は、物理的プロセスプラントから遠隔に位置する、１つ以上のプロセス制御システムビッグデータアプライアンス１０２をサポートしてもよく、各ビッグデータアプライアンス１０２は、１つ以上のプロセスプラントにサービス提供してもよい。
【００７２】
別の実施例では、プラントゲートウェイノード７５は、近接したプロセスプラント１０をプロセス制御ビッグデータネットワーク１００またはバックボーン１０５を含まない旧来のまたは先行技術プロセスプラントに通信可能に接続してもよい。本実施例では、プラントゲートウェイノード７５は、プラント１０のプロセス制御ビッグデータバックボーン１０５によって利用されるプロトコルと、旧来のシステムによって利用される異なるプロトコル（例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、Ｆｉｅｌｄｂｕｓ、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ等）との間のメッセージを変換または翻訳してもよい。
【００７３】
プロセスプラントまたはシステム１０内のビッグデータをサポートする、プロバイダデバイスまたはノード１１０は、１つ以上の外部システムゲートウェイノード７８を含み、プロセス制御ビッグデータネットワーク１００と、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）、オペレータ巡回データベース、材料取扱システム、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、天気データシステム、出荷および取扱システム、梱包システム、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、外部の公共または私的システムのネットワークを通信可能に接続してもよい。
【００７４】
図２は、有限数のフィールドデバイス１５〜２２および４０〜４６を伴う、単一コントローラ１１のみを図示するが、これは、例証的かつ非制限的実施形態にすぎない。任意の数のコントローラ１１が、プロセス制御ビッグデータネットワーク１００のプロバイダデバイスまたはノード１１０内に含まれてもよく、コントローラ１１のいずれかも、任意の数の有線または無線フィールドデバイス１５〜２２、４０〜４６と通信し、プラント１０内のプロセスを制御してもよい。さらに、プロセスプラント１０はまた、任意の数の無線ゲートウェイ３５、ルータ５８、アクセスポイント５５、無線プロセス制御通信ネットワーク７０、アクセスポイント７２、および／またはゲートウェイ７５、７８を含んでもよい。
【００７５】
前述のように、プロセスプラントまたはシステム１０内のビッグデータをサポートする、プロバイダデバイスまたはノード１１０のうちの１つ以上は、それぞれの多重処理要素プロセッサＰＭＣＸ、それぞれの高密度メモリ記憶ＭＸ、またはそれぞれの多重処理要素プロセッサＰＭＣＸおよびそれぞれの高密度メモリ記憶ＭＸ（アイコンＢＤによって、図２には示される）の両方を含んでもよい。各プロバイダノード１００は、そのメモリ記憶ＭＸ（および、いくつかの実施形態では、そのフラッシュメモリ）を利用して、データを収集およびキャッシュしてもよい。デバイス１１０は各々、その収集されたデータをプロセス制御システムビッグデータアプライアンス１０２に伝送させてもよい。
【００７６】
図３は、図１のプロセスプラント１０あるいは他の好適なプロセスプラントまたはシステム等、プロセスプラントまたはシステム内のビッグデータをサポートする、例示的デバイス３００のブロック図を描写する。デバイス３００は、プロセスプラントおよび／またはプロセスプラント内で制御されるプロセスに対応するデータ（例えば、ビッグデータ）を収集、記憶、および伝送するように設定される。ある実施形態では、デバイス３００は、プロバイダノードまたはデバイス１１０のうちの１つである。例えば、デバイス３００は、プロセスコントローラ（例えば、図２のコントローラ１１）、フィールドデバイス（例えば、図２のフィールドデバイス１５〜２２および４０〜４６のうちの１つ）、Ｉ／Ｏデバイス（例えば、図２のＩ／Ｏカード２６、２８のうちの１つ）、ネットワーク化またはネットワーク管理デバイス（例えば、図２の無線ゲートウェイ３５、ルータ５８、アクセスポイント７２）、あるいはその主要機能が、プロセス制御システム１０全体を通して蓄積されるデータを一時的に記憶することである、履歴化デバイスであってもよい。ある実施形態では、デバイス３００は、ユーザインターフェースデバイス（例えば、図１のユーザインターフェースノードまたはデバイス１１２のうちの１つ）である、あるいはデバイス３００は、別のタイプのデバイス１１５である。図３は、考察を容易にするために、図１および２を参照して、以下に論じられるが、制限を意図するものではないことに留意されたい。
【００７７】
デバイス３００は、図１のプロセス制御システムビッグデータネットワーク１００または別の好適なネットワーク等、プロセス制御システム内のビッグデータをサポートする、ネットワークのノードであってもよい。したがって、デバイス３００は、バックボーン１０５等のプロセス制御システムビッグデータネットワークバックボーンに通信可能に連結されてもよい。例えば、デバイス３００は、ネットワークインターフェース３０２を使用して、プロセス制御システムビッグデータネットワークバックボーン１０５に連結される。
【００７８】
ある実施形態では、デバイス３００は、プロセスプラントまたはプロセス制御システム１０内で動作し、例えば、制御ループの一部として、プロセスをリアルタイムで制御する。例えば、デバイス３００は、ネットワークインターフェース３０５を使用して、プロセス制御通信ネットワーク３０３に接続されてもよく、それを介して、デバイス３００は、他のデバイスに信号を伝送し、および／またはそこから信号を受信し、プロセス制御システム１０内でプロセスをリアルタイムで制御してもよい。プロセス制御通信ネットワーク３０３は、有線または無線通信ネットワーク（例えば、無線ネットワーク７０、Ｆｉｅｌｄｂｕｓネットワーク、有線ＨＡＲＴネットワーク等）であってもよく、あるいはプロセス制御通信ネットワーク３０３は、有線および無線通信ネットワークの両方を含んでもよい。加えて、または代替として、デバイス３００は、プロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン１０５を使用して、例えば、ネットワークインターフェース３０２を介して、信号を伝送および／または受信し、プロセスをリアルタイムで制御してもよい。ある実施形態では、ネットワークインターフェース３０２およびプロセス制御インターフェース３０５は、同一のインターフェース（例えば、一体型インターフェース）であってもよい。  
【００７９】
プロセス制御インターフェース３０５は、プロセスプラント１０のプロセスまたはプロセスプラント１０内で制御されているプロセスに対応するデータを伝送および／または受信するように設定されてもよい。プロセス制御データは、測定データ（例えば、出力、速度等）、設定データ（例えば、設定点、設定変更等）、バッチデータ（例えば、バッチレシピ、バッチ条件等）、事象データ（例えば、アラーム、プロセス制御事象等）、連続データ（例えば、パラメータ値、ビデオフィード等）、計算されたデータ（例えば、内部状態、中間計算等）、診断データ、デバイス３００または別のデバイスの正常性を示すデータ、および／または任意の他の所望のデータを含んでもよい。さらに、プロセス制御データは、例えば、診断、正常性モニタリング等の目的において使用するために、デバイス３００自体によって作成されるデータを含んでもよい。
【００８０】
ある実施形態では、デバイス３００は、プロセスコントローラであって、プロセス制御インターフェース３０５は、コントローラの設定を取得する（例えば、ワークステーションから）、および／またはコントローラに接続されるフィールドデバイスに伝送され、またはそこから受信され、プロセスをリアルタイムで制御するデータを取得するために使用される。例えば、コントローラは、無線ＨＡＲＴ弁ポジショナに接続されてもよく、弁ポジショナは、弁の状態に対応するプロセス制御データを生成し、プロセス制御インターフェース３０５を介して、生成されたデータをコントローラに提供してもよい。受信されたデータは、コントローラ内に記憶されてもよく、および／または制御機能または制御ループの少なくとも一部を行うためにコントローラによって使用され得る。別の実施形態では、デバイス３００は、コントローラとフィールドデバイスとの間の接続を提供する、Ｉ／Ｏデバイスである。本実施形態では、プロセス制御インターフェース３０５は、プロセス制御データをフィールドデバイスと交換するためのフィールドデバイスインターフェースと、プロセス制御データをコントローラと交換するためのコントローラインターフェースとを含む。フィールドデバイスインターフェースは、データが、Ｉ／Ｏデバイスを介して、フィールドデバイスに伝送され、そこからコントローラに受信され得るように、コントローラインターフェースに接続される。さらに別の実施形態では、デバイス３００は、プロセスを制御するための物理的機能を行う、フィールドデバイスである。例えば、デバイス３００は、測定を行い、プロセス制御インターフェース３０５を介して、現在の測定流量に対応するプロセス制御データを取得し、測定流量に対応する信号をコントローラに送信し、インターフェース３０５を介して、プロセスを制御する、流量計であってもよい。ある実施形態では、デバイス３００は、インターフェース３０５を介して、通信ネットワークまたはリンク３０３を経由して、診断情報を送信／受信し、インターフェース３０２およびビッグデータバックボーン１０５を介して、そのような診断情報を履歴化させる、プロセス制御デバイスである。
【００８１】
前述の考察は、制御ループ内で動作するプロセス制御デバイスとしてのデバイス３００を参照するが、上に提供される技法および説明は、デバイス３００が、プロセス制御プラントまたはシステム１０と関連付けられた別のタイプのデバイスである実施形態にも等しく適用される。ある実施例では、デバイス３００は、アクセスポイント７２等のネットワーク管理デバイスである。ネットワーク管理デバイスは、インターフェース３０５を介して、データ（例えば、帯域幅、トラフィック、データのタイプ、ネットワーク設定、ログイン識別および試行等）を観察し、ネットワークインターフェース３０２を介して、生成されたデータをプロセス制御システムビッグデータネットワークバックボーン１０５に中継する。さらに別の実施例では、デバイス３００は、ユーザまたはオペレータが、プロセス制御システムまたはプロセスプラント１０とやりとりすることを可能にするように設定される、ユーザインターフェースデバイス１１２（例えば、モバイルデバイス、タブレット等）である。例えば、デバイス３００内のネットワークインターフェース３０５は、ユーザが、設定、確認、スケジューリング、モニタリング等、プロセスプラント１０内でアクティビティを行うことを可能にする、ＷｉＦｉまたはＮＦＣ通信リンクとのインターフェースであってもよい。ユーザログイン、コマンド、および応答等は、インターフェース３０５を介して、収集され、ネットワークインターフェース３０２を介して、プロセス制御システムビッグデータネットワークバックボーン１０５に伝送されてもよい。  
【００８２】
ある実施形態では、プロセス制御プラントおよびシステム内のビッグデータをサポートする、デバイス３００は、インターフェース３０５によって直接伝送される、および／または直接受信される、データの表示をデバイス３００に収集させ、プロセスプラントまたはシステム１０に対応する一体型ロジックデータ記憶エリア内への履歴化のために、伝送させる。例えば、デバイス３００は、インターフェース３０５を介して伝送および受信される、全データの表示をデバイス３００に収集させ、プロセス制御システムビッグデータ記憶エリア１２０内への記憶のために、ネットワークインターフェース３０２を使用して、プロセス制御システムビッグデータアプライアンス１０２に伝送させてもよい。 
【００８３】
インターフェース３０２、３０５に加え、プロセス制御システム内のビッグデータをサポートする、デバイス３００は、コンピュータ可読命令を実行するように設定される多重処理要素プロセッサ３０８、メモリ３１０、キャッシュ３１５、随意に、フラッシュメモリ３２０を含んでもよい。最初に、多重処理要素プロセッサ３０８を参照すると、多重処理要素プロセッサ３０８は、２つ以上の独立中央処理ユニット（ＣＰＵ）または処理要素３０８ａ〜３０８ｎを有する、コンピューティング構成要素（例えば、一体型コンピューティング構成要素）である。計算間を切り替え、したがって、１つのタスクまたは機能のみを１度に行うことができる、単一処理要素（例えば、単一コア）プロセッサと異なり、多重処理要素プロセッサ３０８は、複数の計算を複数の処理要素にわたって配分することによって、同時または並行して、複数のタスクまたは機能を行うことが可能である。多重処理要素プロセッサ３０８によって行われるタスクまたは機能は、時間にわたって、処理要素３０８ａ〜３０８ｎ間で分割されてもよい。加えて、または代替として、処理要素３０８ａ〜３０８ｎの少なくともいくつかは、１つ以上の具体的計算または機能を行うように指定されてもよい。ある実施形態では、多重処理要素プロセッサ３０８の少なくとも１つの処理要素は、データを収集または捕捉させ（例えば、インターフェース３０５において）、キャッシュ３１５内に記憶させ、プロセスプラント環境１０内の集中データ記憶エリア（例えば、図１の一体型ロジックデータ記憶エリア１２０）における記憶のために、キャッシュ３１５から伝送させるように指定される。例えば、特定の処理要素は、直接、デバイス３００によって生成される（例えば、伝送のために）、デバイス３００によって作成される、または、直接、デバイス３００で受信される、データを排他的に収集および伝送するように指定されてもよい。ある実施形態では、多重処理要素プロセッサ３０８の少なくとも１つの処理要素は、デバイス３００を動作させ、プロセスプラント１０内のプロセスをリアルタイムで制御する（例えば、リアルタイムプロセスデータを送信および／または受信する、および／または制御ルーチンを実現し、プロセスを制御する）ように指定される。例えば、特定の処理要素は、デバイス３００を動作させ、プロセスをリアルタイムで制御するように排他的に指定されてもよい。
【００８４】
ある実施形態では、多重処理要素プロセッサ３０８のうちの１つの処理要素は、ビッグデータ記憶のために、デバイス３００と関連付けられたデータを収集および伝送するように排他的に指定される一方、多重処理要素プロセッサ３０８の別の処理要素は、リアルタイムプロセス制御のために、デバイス３００を動作させるように排他的に指定される。ある実施形態では、多重プロセッサ処理要素３０８のうちの１つの処理要素は、プロセス制御データをキャッシュ３１５内に記憶させるように指定され、多重処理要素プロセッサ３０８の第２の処理要素は、キャッシュされたデータ（または、キャッシュされたデータの少なくとも一部）のビッグデータ記憶のために指定され、多重処理要素プロセッサ３０８の第３の処理要素は、デバイス３００を動作させ、プロセスをリアルタイムで制御するように指定される。  
【００８５】
デバイス３００のメモリ３１０は、１つ以上の有形の非一過性コンピュータ可読記憶媒体を含む。メモリ３１０は、１つ以上の半導体メモリ、磁気的可読メモリ、光学的可読メモリ、分子メモリ、セル状メモリとして実装されてもよく、および／またはメモリ３１０は、任意の他の好適な有形の非一過性コンピュータ可読記憶媒体またはメモリ記憶技術を利用してもよい。メモリ３１０は、ある実施例では、大量または高密度データ記憶技術を使用する。メモリ３１０は、一体型ロジックデータ記憶エリアに記憶されるべきデータの収集、キャッシング、および／または伝送を行うように、多重処理要素プロセッサ３０８の処理要素３０８ａ〜３０８ｎの少なくともいくつかによって実行可能である、コンピュータ可読またはコンピュータ実行可能命令の１つ以上のセットを記憶する。  
【００８６】
キャッシュ３１５は、メモリ３１０によって利用されるものに類似するデータ記憶技術を利用してもよく、または異なるデータ記憶技術を利用してもよい。キャッシュ３１５は、ある実施例では、大量または高密度データ記憶技術を使用する。ある実施形態では、キャッシュ３１５は、プロセス制御システムビッグデータ記憶エリア１２０等の一体型ロジックデータ記憶エリアにおける履歴化のためのデータの伝送に先立って、デバイス３００によって収集されるデータを記憶するように設定される、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含む。キャッシュ３１５は、メモリ３１０内に含まれてもよく、キャッシュ３１５のサイズは、選択可能または設定可能であってもよい。概して、キャッシュ３１５は、デバイス３００が動作時またはオンラインにある間、（例えば、多重処理要素プロセッサ３０８によって）書き込まれ、そこから読み取られてもよい。図１および２に示されるメモリＭＸは、例えば、キャッシュ３１５のインスタンスである。
【００８７】
キャッシュ３１５は、１つ以上のデータエントリを記憶するように設定される。各データエントリは、デバイス３００によって収集されたデータの値またはデータ点と、データ値が、デバイス３００によって生成、作成、受信、または観察された時間のインスタンスのそれぞれのタイムスタンプまたは表示とを含む。キャッシュ３１５の各データエントリ内に記憶されたプロセス制御データおよびタイムスタンプの値は両方とも、記憶のために、プロセス制御システムビッグデータ記憶エリア１２０に伝送されてもよく、および／またはプロセスプラント環境１０内の他のノードおよびデバイスに伝送されてもよい。ある実施形態では、デバイス３００におけるデータ記憶のために、キャッシュ３１５によって利用されるスキーマは、プロセス制御システムビッグデータアプライアンス１０２におけるデータ記憶のために、ビッグデータ記憶エリア１２０によって利用されるスキーマ内に含まれる。別の実施形態では、キャッシュ３１５内のデータは、デバイス３００のローカルスキーマに従って記憶される。
【００８８】
デバイス３００は、事前にどのデータが収集されるべきかを識別または示す、いかなるユーザ提供情報をも要求せずに、動的測定および制御データならびに種々の他のタイプのデータを収集し得る。すなわち、デバイス３００の設定は、測定および制御データならびに最終的履歴化のためにデバイス３００で収集されるべき種々の他のタイプのデータの識別の、いかなる表示も除外する。現在公知のプロセスプラントまたはプロセス制御システムでは、オペレータまたはユーザは、典型的には、どのデータが収集または保存されるべきかを特定することによって、いくつかの実施形態では、該データが収集または保存されるべき時間または頻度を規定することによって、測定および制御データを捕捉するように、プロセス制御デバイス（例えば、コントローラ）を設定しなければならない。収集されるべきデータの識別（および、随意に、時間／頻度）は、プロセス制御デバイスの設定内に含まれる。対照的に、プロセス制御ビッグデータをサポートする、デバイス３００では、デバイス３００は、収集されることが所望される測定および制御データの識別ならびにその収集の時間／頻度とともに設定される必要はない。実際、ある実施形態では、全ての測定および制御データと、デバイス３００によって直接生成される、および／または直接受信される、全ての他のタイプのデータとが、自動的に、収集される。  
【００８９】
さらに、測定および制御データならびに種々の他のタイプのデータが、デバイス３００で収集され、および／またはそこから伝送される速度もまた、デバイス３００内に設定される必要はない。すなわち、データが収集および／または伝送される速度は、デバイス３００の設定から除外される。代わりに、デバイス３００は、ある実施形態では、履歴化のために、自動的に、収集された測定および制御データならびに種々の他のタイプのデータをデバイス３００から伝送またはストリームさせてもよい。ある実施例では、デバイス３００は、データが、デバイス３００によって生成、作成、受信、または別様に観察されるにつれて、測定ならびに制御および／または他のタイプのデータの少なくとも一部をリアルタイムでストリームするように設定される（例えば、デバイス３００は、データを一時的に記憶またはキャッシュしなくてもよく、またはノードがストリーミングのためにデータを処理するために必要な時間だけ、データを記憶してもよい）。なおもさらに、デバイス３００は、オリジナル情報の喪失を生じさせ得る、損失性データ圧縮または任意の他の技法を使用せずに、データをストリームしてもよい。  
【００９０】
ある実施形態では、デバイス３００は、収集されたデータの少なくとも一部をそのキャッシュ３１５内に一時的に記憶し、キャッシュ３１５が特定の閾値まで満たされると、データの少なくとも一部をそのキャッシュ３１５からプッシュする。キャッシュの閾値は、調節可能であってもよい。いくつかのシナリオでは、デバイス３００は、リソース（例えば、ネットワーク１０５、プロセッサ３０８、またはいくつかの他のリソースの帯域幅）が十分に利用可能であるとき、データの少なくとも一部をそのキャッシュ３１５からプッシュする。特定のリソースの可用性閾値は、調節可能であってもよい。
【００９１】
ある実施形態では、デバイス３００は、収集されたデータの少なくとも一部をそのキャッシュ３１５内に一時的に記憶し、そのキャッシュ３１５内に記憶されたデータの少なくとも一部を周期的間隔でプッシュする。データがプッシュされる特定の時間間隔の周期性は、データのタイプ、デバイス３００のタイプ、デバイス３００の場所、および／または他の基準に基づいてもよい。特定の時間間隔の周期性は、調節可能であってもよい。いくつかの実施形態では、デバイス３００は、（例えば、プロセス制御ビッグデータアプライアンス１０２からの）要求に応答して、キャッシュされたデータを提供する。 
【００９２】
デバイス３００のフラッシュメモリ３２０を参照すると、フラッシュメモリ３２０は、メモリ３１０内に含まれてもよく、または多重処理要素プロセッサ３０８によってアクセス可能な別個のメモリ構成要素（固体ドライブ等）であってもよい。フラッシュメモリ３２０は、例えば、図１および２に示されるメモリＭＸの少なくともいくつか内に含まれてもよい。概して、フラッシュメモリ３２０は、デバイス設定データ、バッチレシピ、および／またはデバイス３００が、オフライン状態終了後、動作を再開するために使用する他のデータを記憶する。例えば、デバイス３００の設定が、ダウンロードまたは変更されるとき、あるいは新しいまたは変更されたバッチレシピが、ダウンロードされるとき、対応するデータのスナップショットが、デバイス３００のフラッシュメモリ３２０内に記憶される。フラッシュメモリ３２０の内容は、リブート、復元、またはデバイス３００がオフライン状態からオンライン状態に移行するときの任意の他の時間の間、使用されてもよい。したがって、デバイス３００の状態変化後のワークステーションからデバイス３００へのダウンロードされたデータの転送と関連付けられた通信バースト負荷またはスパイクが、減少または排除され得る。例えば、レシピ情報をコントローラに転送するために要求される長時間の結果として生じる、バッチ処理における遅延が、減少または排除され得る。加えて、フラッシュメモリ３２０内に記憶された情報は、デバイス設定の変更を追跡し、停電またはデバイス３００をオフラインにさせ得る別の事象後のデバイス３００内の設定パラメータおよび／またはバッチレシピの完全回復をサポートするために使用され得る。
【００９３】
ある実施形態では、デバイス３００によって生成、作成、受信、または観察される、全てのデータが、一体型ロジックデータ記憶エリア内に記憶させられる。例えば、全ての観察されたデータの少なくとも一部が、一体型ロジックデータ記憶エリアに継続的にストリームされる。直ぐにストリームされない、観察されたデータは、継続的かつ一時的に、キャッシュ３１５（および、ある場合には、フラッシュメモリ３２０）内に記憶されてもよい。加えて、キャッシュ３１５の内容は、キャッシュ３１５を解放して、後続の観察されたデータを一時的に記憶するために、プロセス制御システムビッグデータアプライアンス１０２に継続的に転送される。したがって、プロセスプラント１０内の動作およびデバイス設定の完全な履歴が、常時、ビッグデータアプライアンス１０２において利用可能であって、オペレータ傾向、プロセス分析、モデル構築、データマイニング、および他の関連アクティビティをサポートする。
【００９４】
データをビッグデータアプライアンス１０２に転送する際、デバイス３００は、１つ以上の通信ネットワーク（例えば、ネットワークバックボーン１０５）を介して、キャッシュ３１５内のデータの少なくとも一部を一体型ロジックデータ記憶エリア１２０またはビッグデータ記憶アプライアンス１０２のデータ記憶エリア１２０に対応するアクセスアプリケーションに伝送させてもよい。代替として、または加えて、デバイス３００は、キャッシュ３１５内のデータの少なくとも一部を（例えば、ＳＣＴＰを利用して）一体型ロジックデータ記憶エリア１２０またはアクセスアプリケーションにストリームさせてもよい。ある実施形態では、プロセス制御システムビッグデータアプライアンス１０２またはアクセスアプリケーションは、キャッシュされたデータをデバイス３００から配信する、ストリーミングサービスの加入者である。例えば、デバイス３００は、ストリーミングサービスのホストである。
【００９５】
いくつかの実施形態では、プロセス制御システム内のビッグデータをサポートする、デバイス３００は、プロセス制御ネットワークまたはシステム１０内の層化あるいはレベル化されたデータキャッシングおよび伝送のために利用されてもよい。例示的シナリオでは、デバイス３００は、そのキャッシュされたデータを１つ以上の他の中間デバイスまたはノードに伝送し、１つ以上の他の中間デバイスまたはノードは、次いで、受信されたデータをキャッシュし、一体型ロジックデータ記憶エリア（例えば、プロセス制御システムビッグデータ記憶エリア１２０）における履歴化のために、受信されたデータをそのキャッシュから転送させる。ある実施形態では、他のデバイスのデータの転送に加え、１つ以上の中間デバイスは、その自体のそれぞれの直接生成、作成、または受信されたデータを収集あるいは捕捉し、履歴化のために、そのそれぞれの収集されたデータをビッグデータ記憶エリア１２０に伝送させる。１つ以上の中間デバイスまたはノードは、１つ以上の中間デバイスまたはノードの場所が、デバイス３００の場所よりネットワーク１０５内のビッグデータ記憶エリア１２０に接近、近接近、または近接するように、デバイス３００とビッグデータ記憶エリア１２０との間に位置する、あるいは配置される。
【００９６】
図４および５は、プロセス制御システム内のビッグデータをサポートするデバイスを使用する、レベル化または層化されたデータキャッシングおよび伝送のためのより詳細な概念および技法を図示する、例示的ブロック図である。図４および５によって図示される技法の実施形態は、例えば、図１のデバイス３００あるいは他の好適なデバイスによって、および／または図１のプロセス制御システムビッグデータネットワーク１００あるいは他の好適なネットワーク内で利用されてもよい。しかしながら、考察を容易にするために、図４および５は、図１〜３の要素を参照して論じられる。
【００９７】
図４は、プロセス制御システム内のビッグデータをサポートする、デバイスまたはノード（例えば、図３のデバイス３００の複数のインスタンス）の例示的使用を図示する、ブロック図である。特に、図４は、記憶および履歴化のための集中データ記憶エリアへのデータのレベル化または層化されたキャッシングおよび伝送のために、そのようなデバイスの例示的使用を図示する。図４は、３つの例示的レベル３５０〜３５２を示し、レベル３５０は、３つのプロセス制御デバイス３５０ａ〜３５０ｃを有し、レベル３５１は、１つのプロセス制御デバイス３５１ａを有し、レベル３５２は、２つのプロセス制御デバイス３５２ａおよび３５２ｂを有する。しかしながら、図４を参照して論じられる技法および概念は、任意の数のレベルのデータキャッシングおよび／または伝送に適用されてもよく、各レベルは、任意の数のプロセス制御デバイスを有し得る。加えて、図４は、２つのみのアプライアンスデータ受信機１２２ａ、１２２ｂを図示するが、図４に対応する技法および概念は、任意のタイプおよび任意の数のアプライアンスデータ受信機１２２に適用されてもよい。
【００９８】
プロセス制御デバイス３５０ａ〜３５０ｃ、３５１ａ、３５２ａ、および３５２ｂは各々、図３に図示されるデバイス３００の実施形態であってもよく、プロセス制御システムまたはプラント内の１つ以上のプロセスを制御するように協働してもよい。例えば、レベル３５０では、図４のプロセス制御デバイス３５０ａ〜３５０ｃは、プラント１０内のプロセスまたはそこで制御されるプロセスを制御するための物理的機能を行うように設定される、フィールドデバイスとして描写される。フィールドデバイス３５０ａ〜３５０ｃは、例えば、プロセスをリアルタイムで制御することに対応する、プロセス制御データを生成する。レベル３５１では、プロセス制御デバイス３５１ａは、フィールドデバイス３５０ａ〜３５０ｃによって生成されるプロセス制御データを受信するように設定されるＩ／Ｏデバイスとして描写される。レベル３５２では、プロセス制御デバイス３５２ａおよび３５２ｂは、プロセス制御データをＩ／Ｏデバイス３５ｌａから受信するように設定される、プロセスコントローラとして描写される。いくつかの実施形態では、Ｉ／Ｏデバイス３５１ａならびにコントローラ３５２ａおよび３５２ｂは各々、追加のプロセス制御データを図４に示されない他のデバイスまたはノードから受信してもよい。プロセスコントローラ３５２ａおよび３５２ｂは各々、プロセス制御データを入力し、１つ以上の制御機能を実行し、プロセスを制御するための出力（図示せず）を生成してもよい。  
【００９９】
さらに、図４は、プロセス制御システムまたはプラント１０内の層化されたまたはレベル化されたキャッシングを提供するためのプロセス制御デバイス３５０ａ〜３５０ｃ、３５１ａ、３５２ａおよび３５２ｂの例示的使用を図示する。各プロセス制御デバイス３５０ａ〜３５０ｃ、３５１ａ、３５２ａおよび３５２ｂは、図３の多重処理要素プロセッサ３０８であり得る、それぞれの多重処理要素プロセッサＰＭＣＸを含むように、図４に示される。各プロセス制御デバイス３５０ａ〜３５０ｃ、３５１ａ、３５２ａおよび３５２ｂは、図３のキャッシュ３１５およびフラッシュメモリ３２０を含み得る、それぞれの高密度メモリ記憶ＭＸを含むように、図４に示される。したがって、図４では、フィールドデバイス３５０ａ〜３５０ｃ、Ｉ／Ｏデバイス３５１ａ、ならびにコントローラ３５２ａおよび３５２ｂは各々、例えば、前述のような様式において、ぞれぞれのメモリ記憶Ｍ７〜Ｍ１２内に、ぞれぞれの収集されたデータとともに、対応するタイムスタンプを記憶する。収集されたデータは、全タイプのデータを含み、特に、一体型データ記憶エリアからさらに下流に配置される、他のノードまたはデバイスからキャッシュされたデータを含む。データは、データが、生成、作成、または受信される速度で、各デバイス３５０ａ〜３５０ｃ、３５１ａ、３５２ａ、および３５２ｂで収集され得る。ある実施形態では、収集されたデータは、プロセス制御ビッグデータ記憶エリア１２０によって利用されるスキーマ内に含まれるスキーマを使用して、メモリ記憶Ｍ７〜Ｍ１２の各々内に記憶またはキャッシュされる。
【０１００】
図示するために、レベル３５０では、フィールドデバイス３５０ａ〜３５０ｃは各々、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１０５または別の通信ネットワークを介して等で、そのそれぞれのメモリ記憶Ｍ７〜Ｍ９内にキャッシュされたデータの内容をＩ／Ｏデバイス３５１ａに配信させる。図４に示されるように、Ｉ／Ｏデバイス３５１ａは、ネットワーク１０５の通信経路において、フィールドデバイス３５０ａ〜３５０ｃとビッグデータ記憶エリア１２０との間に配置される、中間デバイスまたはノードの実施例であって、例えば、Ｉ／Ｏデバイス３５１ａは、フィールドデバイス３５０ａ〜３５０ｃの上流に配置される。フィールドデバイス３５０ａ〜３５０ｃは、そのそれぞれのキャッシュされたデータをＩ／Ｏデバイス３５１ａにストリームしてもよく、またはフィールドデバイス３５０ａ〜３５０ｃは、そのそれぞれのキャッシュされたデータの内容をＩ／Ｏデバイス３５１ａに周期的に伝送してもよい。  
【０１０１】
レベル３５１では、Ｉ／Ｏデバイス３５１ａは、メモリ記憶Ｍ１０内に、フィールドデバイス３５０ａ〜３５０ｃから受信されたデータを、Ｉ／Ｏデバイス３５１ａが、直接、生成および受信する、他のデータとともにキャッシュする（いくつかの実施形態では、また、他のデバイスから受信されたデータをキャッシュする）。Ｉ／Ｏデバイス３５１ａで収集およびキャッシュされるデータ（フィールドデバイス３５０ａ〜３５０ｃのキャッシュの内容を含む）は、次いで、通信ネットワーク１０５またはいくつかの他の通信ネットワークを使用することによって等、コントローラ３５２ａおよび３５２ｂに伝送および／またはストリームされてもよい。ある実施形態では、Ｉ／Ｏデバイス３５１ａにキャッシュされたデータの一部は、コントローラ３５２ａに伝送され、Ｉ／Ｏデバイス３５１ａにキャッシュされたデータの異なる部分は、コントローラ３５２ｂに伝送される。コントローラ３５２ａ、３５２ｂは、ネットワーク１０５の通信経路において、フィールドデバイス３５０ａ〜３５０ｃとビッグデータ記憶エリア１２０との間に配置される、中間デバイスの別のセットとして、図４に示され、例えば、コントローラ３５２ａ、３５ｂは、フィールドデバイス３５０ａ〜３５０ｃおよびＩ／Ｏデバイス３５１ａの上流にある。  
【０１０２】
レベル３５２では、コントローラ３５２ａおよび３５２ｂは各々、それぞれのメモリ記憶Ｍ１１およびＭ１２内に、Ｉ／Ｏデバイス３５１ａから受信されたそれぞれのデータをキャッシュし、各々、デバイス３５１ａからのデータと、コントローラ３５２ａおよび３５２ｂ自体が各々、直接、生成および受信するデータを集約する。図４では、コントローラ３５２ａおよび３５２ｂは、次いで、集約されたキャッシュデータをプロセス制御ビッグデータ記憶エリア１２０に配信および／またはストリームさせる。  
【０１０３】
コントローラ３５２ａおよび３５２ｂは各々、そのそれぞれのキャッシュされたデータの少なくとも一部を（例えば、ネットワークバックボーン１０５を使用することによって）１つ以上のアプライアンスデータ受信機１２２ａ、１２２ｂに伝送してもよい。ある実施形態では、コントローラ３５２ａまたは３５２ｂのうちの少なくとも１つは、キャッシュが特定の閾値まで満たされると、そのそれぞれのキャッシュ（例えば、メモリ記憶Ｍ１１およびＭ１２）からのデータの少なくとも一部をプッシュする。キャッシュの閾値は、ある実施形態では、調節可能であってもよい。コントローラ３５２ａまたは３５２ｂのうちの少なくとも１つは、リソース（例えば、ネットワーク１０５またはいくつかの他のリソースの帯域幅）が十分に利用可能であるとき、それぞれのキャッシュからのデータの少なくとも一部をプッシュしてもよい。特定のリソースの可用性閾値は、ある実施形態では、調節可能であってもよい。
【０１０４】
いくつかの実施形態では、コントローラ３５２ａまたは３５２ｂのうちの少なくとも１つは、周期的間隔において、それぞれのキャッシュ内に記憶されたデータの少なくとも一部をプッシュする。データがプッシュされる特定の時間間隔の周期性は、データのタイプ、コントローラのタイプ、コントローラの場所、および／または他の基準に基づいてもよく、特定の時間間隔の周期性は、調節可能であってもよい。いくつかの実施形態では、コントローラ３５２ａまたは３５２ｂのうちの少なくとも１つは、（例えば、プロセス制御ビッグデータアプライアンス１０２からの）要求に応答して、データを提供する。  
【０１０５】
いくつかの実施形態では、コントローラ３５２ａまたは３５２ｂのうちの少なくとも１つは、データが、コントローラ３５２ａおよび３５２ｂの各々によって生成、作成、または受信される際に、そのそれぞれの収集されたデータの少なくとも一部をリアルタイムでストリームする（例えば、コントローラは、データを記憶またはキャッシュしなくてもよく、あるいはコントローラがストリーミングのためにデータを処理するために必要な間だけ、データを記憶してもよい）。例えば、データの少なくとも一部は、ストリーミングプロトコルを使用することによって、アプライアンスデータ受信機１２２ａ、１２２ｂにストリームされる。ある実施形態では、コントローラ３５２ａ、３５２ｂのうちの少なくとも１つは、それぞれのストリーミングサービスをホストし、データ受信機１２２ａ、１２２ｂおよび／またはデータ記憶エリア１２０のうちの少なくとも１つは、ストリーミングサービスに加入してもよい。
【０１０６】
故に、伝送されたデータは、例えば、ネットワークバックボーン１０５を介して、アプライアンスデータ受信機１２２ａおよび１２２ｂによって受信されてもよい。ある実施形態では、特定のアプライアンスデータ受信機１２２ａまたは１２２ｂは、１つ以上の特定のデバイスまたはノードからデータを受信するように指定される。ある実施形態では、特定のアプライアンスデータ受信機１２２ａまたは１２２ｂは、１つ以上の特定のタイプのデバイスまたはノード（例えば、コントローラ、ルータ、またはユーザインターフェースデバイス）のみからデータを受信するように指定される。いくつかの実施形態では、特定のアプライアンスデータ受信機１２２ａまたは１２２ｂは、１つ以上の特定のタイプのデータのみ（例えば、プロセス制御データのみまたはネットワーク管理データのみ）を受信するように指定される。
【０１０７】
アプライアンスデータ受信機１２２ａおよび１２２ｂは、例えば、プロセスプラント１０に対応するビッグデータセットの一部として、データをビッグデータアプライアンス記憶エリア１２０内に記憶または履歴化させてもよい。ある実施例では、アプライアンスデータ受信機１２２ａおよび１２２ｂによって受信されるデータは、プロセス制御ビッグデータスキーマを使用して、データ記憶エリア１２０内に記憶される。図４では、時系列データ１２０ａが、対応するメタデータ１２０ｂと別個に記憶されるように図示されるが、いくつかの実施形態では、メタデータ１２０ｂの少なくとも一部は、時系列データ１２０ａと一体的に記憶されてもよい。
【０１０８】
ある実施形態では、複数のアプライアンスデータ受信機１２２ａおよび１２２ｂを介して受信されるデータは、複数のソースからのデータが、組み合わせられ得るように（例えば、データ記憶エリア１２０の行の同一の群に）統合される。典型的には、必ずしもではないが、複数のアプライアンスデータ受信機１２２ａおよび１２２ｂを介して受信されるデータは、ビッグデータアプライアンス記憶エリア１２０内に未処理フォーマットで記憶される。いくつかのシナリオでは、受信された未処理データの少なくとも一部は、雑音および非一貫または外れ値データを除去するようにクリーニングされてもよい。例えば、アプライアンス要求サービサ１２５ａ、１２５ｂは、ビッグデータアプライアンス記憶エリア１２０内に記憶されたデータの読み出しを、未処理フォーマットまたはクリーニングされたフォーマットで要求してもよい。クリーニングされたデータが要求される場合、プロセス制御システムビッグデータアプライアンス１０２は、未処理データを記憶エリア１２０から読み出し、要求サービサ１２５ａ、１２５ｂへのクリーニングされたデータの提供に先立って、読み出されたデータをクリーニングしてもよい。
【０１０９】
次に、図５を参照すると、図５は、レベル化または層化されたデータキャッシングおよび伝送のために、プロセス制御システムおよびプラント内のビッグデータをサポートする、デバイスの例示的使用を図示する、ブロック図である。図５は、３つの例示的レベル３８０〜３８２を含み、レベル３８０は、３つのデバイス３８０ａ〜３８０ｃを有し、レベル３８１は、２つのデバイス３８１ａおよび３８ｌｂを有し、レベル３８２は、２つのデバイス３８２ａおよび３８２ｂを有する。しかしながら、図５に関して論じられる技法および概念は、任意の数のデバイスを有する、任意の数のレベルに適用されてもよい。デバイス３８０ａ〜３８０ｃ、３８ｌａ〜３８ｂ、または３８２ａ〜３８２ｂのいずれも、プロバイダノードまたはデバイス１１０、ユーザインターフェースノードまたはデバイス１１２、あるいはプロセス制御環境またはプラント内のビッグデータをサポートする別のノードまたはデバイス１１５であってもよい。
【０１１０】
加えて、デバイス３８０ａ〜３８０ｃ、３８１ａ、３８１ｂ、３８２ａ、および３８２ｂの各々は、図３に図示されるデバイス３００の実施形態であってもよい。図５では、デバイス３８０ａ〜３８０ｃ、３８１ａ、３８１ｂ、３８２ａ、および３８２ｂは各々、それぞれの多重処理要素プロセッサＰＭＣＸ（図３の多重処理要素プロセッサ３０８を含んでもよい）およびそれぞれの高密度メモリ記憶ＭＸ（図３のキャッシュ３１５およびフラッシュメモリ３２０を含んでもよい）を含むように示される。
【０１１１】
図５に示されるように、レベル３８０では、デバイス３８０ａ〜３８０ｃは各々、異なるタイプのデバイスである。具体的には、デバイス３８０ａは、プロセスプラント１０内のプロセスまたはその中で制御されるプロセスを制御するための物理的機能を行うように設定される、フィールドデバイスとして図示される。デバイス３８０ｂは、１つの無線デバイスから無線ネットワーク内の別の無線デバイスに無線パケットをルーティングするように設定される、ルータとして図示される。デバイス３８０ｃは、ユーザまたはオペレータが、プロセス制御システムまたはプロセスプラント１０とやりとりすることを可能にするように設定される、ユーザインターフェースデバイスとして図示される。図５では、デバイス３８０ａ〜３８０ｃは各々、観察されたデータを、対応するタイムスタンプとともに生成し、それぞれのメモリ記憶Ｍ１４〜Ｍ１６内にキャッシュし、次いで、メモリ記憶Ｍ１４〜Ｍ１６内の内容を次のレベル３８１に含まれるデバイスまたはノードに伝送および／またはストリームする。  
【０１１２】
レベル３８１では、デバイス３８１ａおよび３８１ｂは、デバイス３８０ａ〜３８０ｃから受信されたデータおよび／またはプロセス制御システム１０全体を通してそれぞれのメモリ記憶Ｍ１７およびＭ１８内に蓄積された他のデータを一時的に、記憶（例えば、キャッシュ）するように設定される、履歴化デバイスとして示される。いくつかの実施形態では、履歴化デバイス３８１ａおよび３８１ｂは、あるレベル上の特定タイプのデータあるいはそのレベル上の特定デバイスまたはノードからのデータを受信するように設定される。例えば、履歴化デバイス３８１ａは、レベル３８０上の全デバイスまたはノードからのデータを受信する。別の実施例では、履歴化デバイス３８１ａは、レベル３８０上のフィールドデバイス（例えば、フィールドデバイス３８０ａ）およびネットワーク化デバイス（例えば、ルータ３８０ｂ）のみからのデータを受信する。さらに別の実施例では、履歴化デバイス３８１ｂは、レベル３８０上のユーザインターフェースデバイス（例えば、ユーザインターフェースデバイス３８０ｃ）から、ユーザコマンド、ユーザクエリ等、ユーザインターフェース関連データのみ受信する。  
【０１１３】
図５に示されるように、いくつかの実施形態では、少なくとも１つの履歴化デバイス（例えば、履歴化デバイス３８１ａ）は、そのキャッシュされたデータの少なくとも一部を、直接、ビッグデータ記憶エリア１２０（例えば、アプライアンスデータ受信機１２２ａを介して）に伝送および／またはストリームする。いくつかの実施形態では、履歴化デバイス３８１ａおよび３８１ｂは、メモリ記憶Ｍ１７およびＭ１８内の内容を次のレベル３８２に伝送および／またはストリームする。レベル３８２では、デバイス３８２ａは、別の履歴化デバイスとして描写され、デバイス３８２ｂは、プロセスコントローラとして描写される。履歴化デバイス３８２は、履歴化デバイス３８ｌａおよび３８１ｂからデータを受信し、メモリ記憶Ｍ１９内に記憶（例えば、キャッシュ）する。同様に、履歴化デバイス３８２ａは、例えば、コントローラ３８２ｂが、履歴化デバイス３８２ａの近傍に近接して位置するとき、またはコントローラ３８２ｂが、履歴化デバイス３８２ａと同一のキャッシングレベルにあるとき、コントローラ３８２ｂからデータを受信するように設定されてもよい。ある場合には、コントローラ３８２ｂは、コントローラ３８２ｂに、リアルタイムプロセス制御データの読取ならびに履歴化装置３８２ａからの履歴ストリーミングデータの取得の両方を要求する、埋め込まれたデータ分析アプリケーションを含んでもよい。いずれの場合も、データは、履歴化デバイス３８２ａによって受信および記憶されると、履歴化デバイス３８２ａは、１つ以上のアプライアンスデータ受信機１２２ａ、１２２ｂを介して、集約されたデータをプロセス制御ビッグデータ記憶エリア１２０に配信および／またはストリームする。
【０１１４】
概して、種々のタイプのデータが、異なるレベル化または層化スキームを使用して、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００の異なるノードにキャッシュされてもよい。ある実施形態では、プロセスの制御に対応するデータは、その主要機能性が制御である、プロバイダデバイス１１０（例えば、図４に図示される例示的シナリオにおけるようなフィールドデバイス、Ｉ／Ｏデバイス、コントローラ）を使用して、層化された様式においてキャッシュおよび配信されるが、ネットワークトラフィックに対応するデータは、その主要機能性がトラフィック管理である、プロバイダデバイス１１０（例えば、ルータ、アクセスポイント、およびゲートウェイ）を使用して、層化された様式においてキャッシュおよび配信される。ある実施形態では、データは、図５に図示されるように、履歴化ノードまたはデバイスを介して、一体型ロジックデータ記憶エリアに配信される。例えば、下流の履歴化ノードまたはデバイス（例えば、ビッグデータアプライアンス１０２からより遠い）は、キャッシュされたデータを上流の履歴化ノードまたはデバイス（例えば、ビッグデータアプライアンス１０２により近い）に配信またはストリームし、最終的には、プロセス制御ビッグデータアプライアンス１０２の直ぐ下流の履歴化ノードまたはデバイスは、プロセス制御ビッグデータアプライアンス１０２における記憶のために、それぞれのキャッシュされたデータを配信またはストリームする。 
【０１１５】
ある実施形態では、レベル化または層化されたデータキャッシングおよび伝送は、プロセス制御システムビッグデータネットワークバックボーン１０５を使用して、相互に通信する、ノード１１０によって行われる。ある実施形態では、層化またはレベル化されたキャッシングに関与するいくつかのノード１１０は、別の通信ネットワークおよび／またはＨＡＲＴ、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ、Ｆｉｅｌｄｂｕｓ、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ、ＷｉＦｉ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、または他のプロトコル等の他のプロトコルを使用して、異なるレベルでキャッシュされたデータをノード１１０に通信する。
【０１１６】
当然ながら、レベル化または層化されたキャッシングが、プロバイダデバイスまたはノード１１０に関して論じられたが、それらの概念および技法は、ユーザインターフェースデバイスノード１１２および／またプロセス制御プラントならびにシステム内のビッグデータをサポートする、他のタイプのデバイスあるいはノード１１５に等しく適用され得る。ある実施形態では、デバイスまたはノード１０８のあるサブセットは、レベル化または層化されたデータキャッシングおよび伝送を行う一方、デバイスまたはノード１０８の別のサブセットは、そのキャッシュされた／収集されたデータを中間ノードにキャッシュまたは記憶させずに、直接、プロセス制御ビッグデータアプライアンス１０２に配信させる。いくつかの実施形態では、履歴化ノードは、複数の異なるタイプのデバイスまたはノードから、例えば、プロバイダデバイス１１０およびユーザインターフェースデバイス１１２からのデータをキャッシュする。
【０１１７】
図６は、プロセスプラントおよびプロセス制御システム内のビッグデータをサポートするデバイスを使用するための例示的方法４００の流れ図を図示する。方法４００は、例えば、図３のデバイス３００、図４および５に示されるレベル化または層化されたデータキャッシングおよび伝送技法、図２のプロバイダノードまたはデバイス１１０、および／または図１のプロセス制御ビッグデータネットワーク１００の複数のデバイスまたはノード１０８を用いて行われてもよい。ある実施形態では、方法４００は、図１のプロセス制御システムビッグデータネットワーク１００の少なくとも一部によって実施される。
【０１１８】
ブロック４０２では、データが、プロセス制御プラントまたはネットワーク内のビッグデータをサポートする、デバイスで収集されてもよい。デバイスは、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００等のプロセスプラントまたはプロセス制御システムの通信ネットワークに通信可能に連結されてもよい。デバイスは、フィールドデバイス、プロセスコントローラ、Ｉ／Ｏデバイス、ゲートウェイデバイス、アクセスポイント、ルーティングデバイス、ネットワーク管理デバイス、ユーザインターフェースデバイス、履歴化デバイス、あるいはプロセスプラントまたはプロセスプラントによって制御されるプロセスと関連するビッグデータを収集するように設定されるいくつかの他のデバイスであってもよい。収集されたデータは、測定データ、事象データ、バッチデータ、計算されたデータ、設定データおよび連続データを含んでもよい。故に、収集されたデータは、概して、デバイスによって生成、作成、受信、または観察される、全タイプのデータを含む。データは、デバイスの設定内に事前に含まれるデータの識別を伴わずに、収集されてもよい。さらに、測定および制御データならびに種々の他のタイプのデータは、デバイスによる生成率、デバイスによる作成速度、またはデバイスでの受信速度において、ここでも、そのような速度が、デバイスの設定内に事前に含まれることを要求せずに、プロセス制御デバイスに収集されてもよい。
【０１１９】
ブロック４０４では、収集されたデータは、いつデータがデバイスに捕捉または収集されたかの表示（例えば、タイムスタンプ）とともに、キャッシュ内に記憶されてもよい。キャッシュは、例えば、デバイス内に含まれる。ある実施形態では、データおよびそのそれぞれのタイムスタンプは、キャッシュのエントリ内に記憶されてもよい。データの複数の値が、経時的に取得される実施形態では（ブロック４０２）、各値は、そのそれぞれのタイムスタンプとともに、キャッシュの同一のエントリまたは異なるエントリ内に記憶されてもよい。エントリを記憶するためにキャッシュによって利用されるスキーマは、プロセス制御ビッグデータ記憶エリア１２０または他の好適なビッグデータ記憶エリア等、キャッシュされたデータが履歴化されるべきデータ記憶エンティティによって利用されるスキーマ内に含まれてもよい。いくつかの実施形態では、ブロック４０４は、収集されたデータが、デバイスからストリームされ、直ぐに、プロセス制御システムビッグデータ記憶エリアに履歴化されるとき等は、省略される。
【０１２０】
ブロック４０６では、キャッシュ内に記憶されたデータの少なくとも一部が、プロセスプラントに対応する一体型ロジック記憶エリア（例えば、図１のビッグデータ記憶エリア１２０）へ、記憶のために伝送させられ、したがって、後続データを記憶するためにキャッシュの少なくとも一部を解放する。一体型ロジックデータ記憶エリアは、共通フォーマットまたはスキーマを使用して、プロセスプラントまたはプロセスプラントによって制御されるプロセスに関連する複数のタイプのデータを記憶するように設定される。ある実施形態では、データの伝送は、キャッシュ内のデータの少なくとも一部を周期的に伝送させることを含む。加えて、または代替として、データの伝送は、キャッシュ内のデータの少なくとも一部をストリームさせることを含む。ある実施形態では、キャッシュ内に記憶されたデータの伝送は、伝送のためのキャッシュのエントリを選択または判定することを含み、その内容（例えば、選択されたエントリ内に含まれるデータの値およびそれぞれのタイムスタンプ）は、通信ネットワークに伝送されてもよい。いくつかの実施形態では、方法４００は、ブロック４０２に戻り、データの収集、記憶、および伝送ステップが、繰り返される。 
【０１２１】
ある実施形態では、記憶のために一体型ロジック記憶エリアに伝送されるデータの少なくとも一部（ブロック４０６）が、通信ネットワークを介して、通信ネットワークにおいて、プロセス制御デバイスと一体型ロジックデータ記憶エリアとの間に配置される他のプロセス制御デバイスまたはノードに伝送される。他のプロセス制御デバイスまたはノードは、一時的に、データの少なくとも一部を記憶し、データの少なくとも一部を一体型ロジックデータ記憶エリアに転送するように設定されてもよい。ある実施形態では、一体型ロジック記憶エリアに伝送されるデータの少なくとも一部はまた、プロセス制御システムまたはプラント１０の他のデバイスまたはノードに伝送される。
【０１２２】
本開示に説明される技法の実施形態は、単独または組み合わせにおいて、任意の数の以下の態様を含んでもよい。
【０１２３】
１．   プロセスプラントの通信ネットワークに通信可能に連結されたデバイスを使用して、データを配信するための方法であって、プロセスプラントは、１つ以上のプロセスを制御するように設定される、デバイスおよび機器を含む。本方法は、デバイスにおいてデータを収集することを含んでもよく、データは、（ｉ）デバイスによって生成されるデータ（例えば、デバイスからの伝送のため）、（ｉｉ）デバイスによって作成されるデータ、または（ｉｉｉ）デバイスにおいて受信されるデータのうちの少なくとも１つを含む。データは、プロセスプラントのうちの少なくとも１つまたはプロセスプラントによって制御されるプロセスに対応し得、デバイスのタイプは、デバイスタイプのセット内に含まれてもよく、デバイスタイプのセットは、フィールドデバイスおよびコントローラを含む。本方法はさらに、収集されたデータをデバイスのキャッシュ内に記憶することと、収集されたデータの少なくとも一部をプロセスプラントに対応するプロセス制御ビッグデータアプライアンスの一体型ロジックデータ記憶エリア内への記憶のために伝送させることとを含んでもよい。一体型ロジックデータ記憶エリアは、共通フォーマットを使用して、プロセスプラントまたはプロセスプラントによって制御されるプロセスのうちの少なくとも１つに対応するデータタイプのセットからの複数のタイプのデータを記憶するように設定されてもよく、およびデータタイプのセットは、連続データ、事象データ、測定データ、バッチデータ、計算されたデータ、および設定データを含んでもよい。
【０１２４】
２．   データを収集することが、デバイスによる伝送のために生成される全データを収集すること、デバイスによって作成された全データを収集すること、またはデバイスにおいて受信される全データを収集することのうちの少なくとも１つを含む、前述の態様に記載の方法。
【０１２５】
３．   データを収集することが、デバイスによる伝送のために生成されるデータを生成速度で収集すること、デバイスによって作成されるデータを作成速度で収集すること、またはデバイスで受信される全データを受信速度で収集することのうちの少なくとも１つを含む、前述の態様のいずれかに記載の方法。
【０１２６】
４．   デバイスにおいてデータを収集することが、をそのデバイスにおいて、データタイプのセット内に含まれる少なくとも１つのタイプのデータを収集することを含む、前述の態様のいずれかに記載の方法。
【０１２７】
５．   データは、第１のデータであって、デバイスは、第１のデバイスであって、デバイスタイプのセットはさらに、フィールドデバイスインターフェースおよびコントローラインターフェースを有する、入／出力（Ｉ／Ｏ）デバイスを含む、前述の態様のいずれかに記載の方法。加えて、本方法はさらに、第１のデバイスにおいて、（ｉ）第２のデバイスによる伝送のために生成されるか、（ｉｉ）第２のデバイスによって作成されるか、または（ｉｉｉ）第２のデバイスで受信されるかのうちの少なくとも１つである、第２のデータを受信することを含んでもよく、第２のデバイスは、フィールドデバイス、コントローラ、またはＩ／Ｏデバイスのうちの１つのデバイスタイプを有する。本方法は、第２のデータを第１のデバイスのキャッシュ内に記憶することとと、プロセス制御ビッグデータアプライアンスの一体型ロジックデータ記憶エリア内への記憶のために、第２の収集されたデータの少なくとも一部を伝送させることとを含んでもよい。
【０１２８】
６．   第１のデバイスは、フィールドデバイス、コントローラ、またはＩ／Ｏデバイスのうちの１つのデバイスタイプを有する、前述の態様のいずれかに記載の方法。
【０１２９】
７．   第２の収集されたデータの少なくとも一部を伝送させることは、第２の収集されたデータの少なくとも一部を、第１の収集されたデータの少なくとも一部とともに一体的に伝送することを含む、前述の態様のいずれかに記載の方法。
【０１３０】
８．   収集されたデータをキャッシュ内に記憶することは、収集されたデータと併せて、収集されたデータの生成または受信のそれぞれの時間の表示をキャッシュ内に記憶することを含み、収集されたデータの少なくとも一部を伝送させることは、収集されたデータの少なくとも一部および収集されたデータの少なくとも一部の生成または受信のそれぞれの時間を伝送させることを含む、前述の態様のいずれかに記載の方法。
【０１３１】
９．   収集されたデータをデバイスのキャッシュ内に記憶することは、一体型ロジックデータ記憶エリアによって使用される共通フォーマットに対応するスキーマ内に含まれるスキーマを使用して、収集されたデータをキャッシュ内に記憶することを含む、前述の態様のいずれかに記載の方法。
【０１３２】
１０．   データを伝送させることは、データをストリームすることを含む、前述の態様のいずれかに記載の方法。
【０１３３】
１１．   データをストリームすることは、ストリーム制御伝送プロトコル（ＳＣＴＰ）を使用して、データをストリームすることを含む、前述の態様のいずれかに記載の方法。
【０１３４】
１２．   ストリーミングサービスを提供することをさらに含み、それを介して、データは、ストリーミングサービスの１人以上の加入者にストリームされる、前述の態様のいずれかに記載の方法。
【０１３５】
１３．   一体型ロジックデータ記憶エリア内への記憶のために、データの少なくとも一部を伝送させることは、通信ネットワークを介して、データの少なくとも一部を、通信ネットワークにおいて、デバイスと一体型ロジックデータ記憶エリアとの間の配置される別のデバイスに伝送することを含む、前述の態様のいずれかに記載の方法。
【０１３６】
１４．   データの少なくとも一部を別のデバイスに伝送することは、データの少なくとも一部を、プロセスプラント内のプロセスをリアルタイムで制御するように設定されるプロセス制御デバイス、ネットワーク管理またはルーティングデバイス、またはデータの少なくとも一部を一時的に記憶し、データの少なくとも一部を一体型ロジックデータ記憶エリアに転送するように設定される別のデバイスのうちの１つに伝送することを含む、前述の態様のいずれかに記載の方法。
【０１３７】
１５．   デバイスタイプのセットはさらに、フィールドデバイスインターフェースおよびコントローラインターフェースを有する入／出力（Ｉ／Ｏ）デバイス、ユーザインターフェースデバイス、ゲートウェイデバイス、アクセスポイント、ルーティングデバイス、およびネットワーク管理デバイスを含む、前述の態様のいずれかに記載の方法。
【０１３８】
１６．   プロセスプラント内のプロセスを制御するためのデバイスは、プロセスプラントの通信ネットワークとのインターフェースと、データを記憶する（例えば、データを一時的に記憶する）ように設定される、キャッシュとを含む。データは、（ｉ）デバイスによる伝送のために生成されるデータ、（ｉｉ）デバイスによって作成されるデータ、または（ｉｉｉ）デバイスによって受信されるデータのうちの少なくとも１つを含んでもよく、データは、プロセスプラントまたはプロセスプラント内で制御されるプロセスのうちの少なくとも１つに対応してもよい。デバイスは、データをキャッシュ内に記憶させ、プロセスプラントに対応する集中データ記憶エリアにおける記憶のために、通信ネットワークを介して、データの少なくとも一部を伝送させるように指定される少なくとも１つの処理要素を有する、多重処理要素プロセッサを含んでもよい。デバイスは、プロセス制御デバイス、例えば、プロセスを制御するための物理的機能を行うように設定される、フィールドデバイス、入力を受信し、入力に基づいて、プロセスを制御するための出力を生成するように設定される、コントローラ、またはフィールドデバイスとコントローラとの間に配置され、それらと通信可能に接続する、入／出力（Ｉ／Ｏ）デバイスであってもよい。ある実施形態では、デバイスは、前述の態様のいずれかの任意の部分を行うように設定されてもよい。
【０１３９】
１７．   多重処理要素プロセッサの第１の処理要素は、データをキャッシュ内に記憶させるように指定されるか、多重処理要素プロセッサの第２の処理要素は、データの少なくとも一部を伝送させるように指定されるか、または多重処理要素プロセッサの第３の処理要素は、デバイスを動作させ、プロセスプラント内のプロセスをリアルタイムで制御するように指定されるかのうちの少なくとも１つである、前述の態様に記載のデバイス。
【０１４０】
１８．   多重処理要素プロセッサの第１の処理要素は、データをキャッシュ内に記憶させるか、またはデータの少なくとも一部を伝送させるかのうちの少なくとも１つであるように排他的に指定されるか、あるいは多重処理要素プロセッサの第３の処理要素は、デバイスを動作させ、プロセスプラント内のプロセスを制御するように排他的に指定されるかのうちの少なくとも１つである、前述の態様のいずれかに記載のデバイス。
【０１４１】
１９．   集中データ記憶エリアは、プロセスプラントに対応するプロセス制御ビッグデータアプライアンスの一体型ロジックデータ記憶エリアである、前述の態様のいずれかに記載のデバイス。一体型ロジックデータ記憶エリアは、共通フォーマットを使用して、プロセスプラントまたはプロセスプラント内で制御されるプロセスのうちの少なくとも１つに対応する複数のタイプのデータを記憶するように設定されてもよい。複数のタイプのデータは、連続データ、測定データ、事象データ、計算されたデータ、設定データ、およびバッチデータを含む、データタイプのセット内に含まれてもよい。
【０１４２】
２０．   一体型ロジックデータ記憶エリアの共通フォーマットは、共通スキーマを備え、共通スキーマは、デバイスのキャッシュ内にデータを記憶するために使用されるローカルスキーマを含む、前述の態様のいずれかに記載のデバイス。
【０１４３】
２１．   多重処理要素プロセッサは、キャッシュ内に記憶されるデータの少なくとも一部を通信ネットワークを介してストリームさせるように設定される、前述の態様のいずれかに記載のデバイス。
【０１４４】
２２．   多重処理要素プロセッサは、集中データ記憶エリアまたは集中データ記憶エリアに対応するアクセスアプリケーションのうちの少なくとも１つが加入するストリーミングサービスを提供するように設定される、前述の態様のいずれかに記載のデバイス。
【０１４５】
２３．   キャッシュ内に記憶されたデータは、測定データ、計算されたデータ、設定データ、バッチデータ、事象データ、または連続データのうちの少なくとも１つを含む、前述の態様のいずれかに記載のデバイス。
【０１４６】
２４．   データは、それぞれのタイムスタンプと併せて、キャッシュ内に記憶される、前述の態様のいずれかに記載のデバイス。各それぞれのタイムスタンプは、データ内に含まれるそれぞれのデータのデータ生成または受信の時間を示し得、多重処理要素プロセッサは、集中データ記憶エリアにおける記憶のために、データの少なくとも一部およびデータの少なくとも一部に対応するそれぞれのタイムスタンプを伝送させるように設定されてもよい。
【０１４７】
２５．   デバイスの設定は、収集され、キャッシュ内に記憶されるべきデータの１つ以上の識別の表示を除外する、前述の態様のいずれかに記載のデバイス。
【０１４８】
２６．   キャッシュ内に記憶されるべきデータは、（ｉ）デバイスによる伝送のために生成される全データ、（ｉｉ）デバイスによって作成される全データ、または（ｉｉｉ）デバイスによって受信される全データのうちの少なくとも１つを含む、前述の態様のいずれかに記載のデバイス。
【０１４９】
２７．   （ｉ）デバイスの設定の少なくとも一部、または（ｉｉ）デバイスに対応するバッチレシピのうちの少なくとも１つを記憶するように設定される、フラッシュメモリをさらに備え、フラッシュメモリの内容は、オフライン状態終了後、動作を再開するために、デバイスによってアクセスされる、前述の態様のいずれかに記載のデバイス。
【０１５０】
２８．   通信ネットワークは、有線通信ネットワークまたは無線通信ネットワークのうちの少なくとも１つを含む、前述の態様のいずれかに記載のデバイス。
【０１５１】
２９．   インターフェースは、第１のインターフェースであって、通信ネットワークは、第１の通信ネットワークであって、デバイスはさらに、その通信ネットワークと異なる第２の通信ネットワークに連結された第２のインターフェースを備え、第２のインターフェースは、デバイスによって、プロセスをリアルタイムで制御するための信号の伝送または受信のうちの少なくとも１つを行うために使用される、前述の態様のいずれかに記載のデバイス。
【０１５２】
３０．   プロセスプラント内のビッグデータをサポートするためのシステムであって、複数のノードを有する通信ネットワークを含む、システム。通信ネットワークは、一体型ロジックデータ記憶エリアに記憶されるべきデータを配信するように設定されてもよく、一体型ロジックデータ記憶エリアは、共通フォーマットを使用して、プロセスプラントまたはプロセスプラントによって制御されるプロセスのうちの少なくとも１つに対応するデータタイプのセットからの複数のタイプのデータを記憶するように設定されてもよい。データタイプのセットは、連続データ、事象データ、測定データ、バッチデータ、計算されたデータ、および設定データを含んでもよい。
【０１５３】
複数のノードの各ノードは、（ｉ）各ノードによって生成されるか、作成されるか、または受信されるかのうちの少なくとも１つである、それぞれの第１のデータをキャッシュし、（ｉｉ）一体型ロジックデータ記憶エリアにおける記憶または履歴化のために、通信ネットワークを介して、キャッシュされたデータの少なくとも一部を伝送させるように設定されてもよい。複数のノードのうちの少なくとも１つのノードはさらに、（ｉｉｉ）複数のノードの別のノードによって生成されるか、作成されるか、または受信されるかのうちの少なくとも１つである、第２のデータを受信し、（ｉｖ）一体型ロジックデータ記憶エリアにおける記憶のために、第２のデータを伝送させるように設定される。本システムは、前述の態様のいずれかに記載のデバイスを含んでもよく、および／または前述の態様のいずれかに記載の方法の少なくとも一部を行ってもよい。
【０１５４】
３１．   複数のノードは、入力のセットを受信し、出力の値を決定し、出力をフィールドデバイスに伝送し、プロセスプラント内のプロセスを制御させるように設定される、コントローラを含み、フィールドデバイスは、コントローラの出力に基づいて、プロセスを制御するための物理的機能を行うように設定される、前述の態様に記載のシステム。
【０１５５】
３２．   通信ネットワークは、第１の通信ネットワークであって、コントローラは、第２の通信ネットワークとのインターフェースにおいて、入力のセットの少なくとも１つの入力を受信するか、または第２の通信ネットワークとのインターフェースを介して、出力をフィールドデバイスに伝送させるかのうちの少なくとも１つを行うように設定される、前述の態様のいずれかに記載のシステム。
【０１５６】
３３．   フィールドデバイスは、第１のフィールドデバイスであって、コントローラは、第２のデータを受信するように設定される、複数のノードの少なくとも１つのノード内に含まれ、別のノードは、第１のフィールドデバイスまたは第２のフィールドデバイスである、前述の態様のいずれかに記載のシステム。
【０１５７】
３４．   複数のノードの第１のノードは、通信ネットワークにおいて、複数のノードの第２のノードと一体型ロジックデータ記憶エリアとの間に配置され、第１のノードは、別のノードによって生成されるか、作成されるか、または受信されるかのうちの少なくとも１つである、第２のデータを受信するように設定される、複数のノードの少なくとも１つのノード内に含まれ、別のノードは、第２のノードである、前述の態様のいずれかに記載のシステム。
【０１５８】
３５．   第１のノードはさらに、受信された第２のデータをキャッシュするように設定される、前述の態様のいずれかに記載のシステム。
【０１５９】
３６．   複数のノードの第２のノードは、通信ネットワークにおいて、複数のノードの第１のノードと第３のノードとの間に配置され、第２のノードは、（ｉ）第２のデータをキャッシュし、（ｉｉ）第３のノードによって生成されるか、作成されるか、または受信されるかのうちの少なくとも１つである、第３のデータをキャッシュし、（ｉｉｉ）一体型ロジックデータ記憶エリアにおける記憶のために、第１のノードに伝送されるべきキャッシュされたデータを転送させるように設定される、前述の態様のいずれかに記載のシステム。
【０１６０】
３７．    通信ネットワークは、ストリーミングプロトコルをサポートする、前述の態様のいずれかに記載のシステム。
【０１６１】
３８．   複数のノードの少なくとも１つのノードは、少なくとも、一体型ロジックデータ記憶エリアまたは一体型ロジックデータ記憶エリアのアクセスアプリケーションが加入する、それぞれのストリーミングサービスをホストするように設定される、前述の態様のいずれかに記載のシステム。
【０１６２】
３９．  それぞれの第１のデータをキャッシュするために、複数のノードの少なくともサブセットによって使用されるスキーマは、一体型ロジックデータ記憶エリアによって使用される共通フォーマット内に含まれるスキーマ内に含まれる、前述の態様のいずれかに記載のシステム。
【０１６３】
４０．   複数のノードは、コントローラ、フィールドデバイス、入／出力（Ｉ／Ｏ）デバイス、ユーザインターフェースデバイス、ゲートウェイデバイス、アクセスポイント、ルーティングデバイス、履歴化デバイス、およびネットワーク管理デバイスを含む、デバイスのセットからの少なくとも２つのデバイスを含む、前述の態様のいずれかに記載のシステム。コントローラは、入力のセットを受信し、出力の値を決定し、出力をフィールドデバイスに伝送し、プロセスプラント内のプロセスを制御させるように設定されてもよい。フィールドデバイスは、コントローラの出力に基づいて、プロセスを制御するための物理的機能を行うように設定されてもよく、Ｉ／Ｏデバイスは、フィールドデバイスインターフェースおよびコントローラインターフェースを含んでもよい。
【０１６４】
４１．   任意の数の任意の他の前述の請求項または態様と組み合わせた、任意の数の任意の前述の態様。
【０１６５】
ソフトウェアで実現される場合、本明細書に説明されるアプリケーション、サービス、およびエンジンのいずれも、磁気ディスク、レーザディスク、固体メモリデバイス、分子メモリ記憶デバイス、または他の記憶媒体等の任意の有形の非一過性コンピュータ可読メモリ、コンピュータまたはプロセッサのＲＡＭあるいはＲＯＭ等に記憶されてもよい。本明細書に開示される例示的システムは、とりわけ、ハードウェア上で実行される構成要素、ソフトウェア、および／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、単に、例示説明のものであって、制限として見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、およびファームウェア構成要素のいずれかまたは全ては、ハードウェア内のみに、ソフトウェア内のみに、またはハードウェアおよびソフトウェアの任意の組み合わせにおいて具現化され得ることが想定される。故に、本明細書に説明される例示的システムは、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内で実現され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唯一の方法ではないことを容易に理解するであろう。
【０１６６】
したがって、本発明は、例示説明にすぎず、本発明の制限を意図するものではない、具体的実施例を参照して説明されたが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、変更、追加、または削除が、開示される実施形態に行われ得ることは、当業者に明白となるであろう。
【図１】
2014225237.tif 000003
【図２】
2014225237.tif 000004
【図３】
2014225237.tif 000005
【図４】
2014225237.tif 000006
【図５】
2014225237.tif 000007
【図６】
2014225237.tif 000008
【外国語明細書】
2014225237000001.pdf