(57)【要約】【課題】本発明は、プロセスプラントに分散した複数のデバイスを有するプロセス環境において使用するための通信システムおよび通信方法を提供する。【解決手段】本発明の通信システムは、処理ユニット、コンピュータ読取可能メモリ、グラフィックディスプレイユニット、入力デバイス、および第１のワイヤレストランシーバを有するハンドヘルド通信機と、前記プロセス環境に設けられ、複数の前記デバイスの少なくとも一と通信可能に結合されている第２のワイヤレストランシーバと、を備え、前記ハンドヘルド通信機が、複数の前記デバイスの少なくとも一と通信する方法を規定する通信情報を格納するように適応されたメモリと、前記通信情報を用いて、前記第１のワイヤレストランシーバおよび前記第２のワイヤレストランシーバによって複数の前記デバイスの少なくとも一と通信するために、前記プロセッサで実行されるように適応された通信ルーチンと、をさらに含む。【選択図】図２
2006172462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセス制御環境にあるデバイスと通信する方法であって、
（ａ）前記デバイスとワイヤレス通信するための通信プロトコルを規定するハンドヘルド通信機に通信情報を格納し、
（ｂ）前記ハンドヘルド通信機および規定された前記通信プロトコルを用いて、前記デバイスとワイヤレス通信する、
方法。
【請求項２】
（ｃ）前記デバイスとワイヤレス通信する前に、前記デバイスを識別する、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
（ｃ）が、前記デバイスを識別するために、前記デバイスに関連する無線周波数識別タグを認識することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
さらに、
（ｄ）（ｃ）の後、前記通信情報を取得するために、リポジトリとワイヤレス通信する、
請求項２に記載の方法。
【請求項５】
（ｃ）が、前記ハンドヘルド通信機を用いて、前記デバイスを自動的に識別することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
（ａ）が、前記デバイスと通信するために前記ハンドヘルド通信機で表示するための一以上のユーザインターフェイス、前記デバイスとの通信を規定するデバイス記述、前記デバイスとの通信に使用する通信プロトコルを格納することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
（ｂ）が、前記デバイスから情報を要求することと、前記ハンドヘルド通信機内のメモリに要求された前記情報を格納することと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記デバイスから情報を要求することが、前記デバイスから状態、較正、製造業者、およびプロセスパラメータ情報の一を要求することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ベースユニットと通信し、格納され要求された前記情報を配送することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記ベースユニットと通信することが、前記ベースユニットとワイヤレス通信することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
（ｂ）が、前記デバイスへコンフィギュレーション情報を送信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
（ｂ）が、前記デバイスに制御コマンドを送信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
（ｂ）が、前記ハンドヘルド通信機上の無線周波数トランスミッタを介して、前記デバイスと通信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
（ｂ）が、前記デバイスに設けられた無線周波数トランスミッタを介して、前記デバイスと通信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
（ｂ）が、前記デバイスとは別個であり、ハードワイヤード通信接続を介して前記デバイスに通信可能に接続されている、無線周波数トランスミッタノードを介して、前記デバイスと通信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
（ｂ）が、前記デバイスとは別個であり、ワイヤレス通信接続を介して前記デバイスに通信可能に接続されている無線周波数トランスミッタノードを介して、前記デバイスと通信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
プロセスプラントに分散した複数のデバイスを有するプロセス環境において使用するための通信システムであって、
処理ユニット、コンピュータ読取可能メモリ、グラフィックディスプレイユニット、入力デバイス、および第１のワイヤレストランシーバを有するハンドヘルド通信機と、
前記プロセス環境に設けられ、複数の前記デバイスの少なくとも一と通信可能に結合されている第２のワイヤレストランシーバと、
を備え、
前記ハンドヘルド通信機が、複数の前記デバイスの少なくとも一と通信する方法を規定する通信情報を格納するように適応されたメモリと、前記通信情報を用いて、前記第１のワイヤレストランシーバおよび前記第２のワイヤレストランシーバによって複数の前記デバイスの少なくとも一と通信するために、前記プロセッサで実行されるように適応された通信ルーチンと、をさらに含む、
通信システム。
【請求項１８】
前記第２のワイヤレストランシーバが、複数の前記デバイスの少なくとも一に設けられている、請求項１７に記載の通信システム。
【請求項１９】
前記第２のワイヤレストランシーバが、複数の前記デバイスの少なくとも一から離れて設けられ、ハードワイヤード通信接続を介して、複数の前記デバイスの少なくとも一に接続されている、請求項１７に記載の通信システム。
【請求項２０】
前記第２のワイヤレストランシーバが、バスタイプの通信接続を介して、複数の前記デバイスの少なくとも一に接続されている、請求項１９に記載の通信システム。
【請求項２１】
前記第２のワイヤレストランシーバが、ポイント・ツー・ポイントハードワイヤード通信接続を介して、複数の前記デバイスの一に接続されている、請求項１９に記載の通信システム。
【請求項２２】
前記第２のワイヤレストランシーバが、複数の前記デバイスの少なくとも一から離れて設けられ、二次的なワイヤレス通信接続を介して、複数の前記デバイスの少なくとも一に接続されている、請求項１７に記載の通信システム。
【請求項２３】
前記第１のワイヤレストランシーバおよび第２のワイヤレストランシーバが、無線周波数トランシーバである、請求項１７に記載の通信システム。
【請求項２４】
前記ハンドヘルド通信機が、前記プロセス内に設けられた追加トランスミッタから一以上の信号をワイヤレスで受信するように適応されている二次的なレシーバを含む、請求項１７に記載の通信システム。
【請求項２５】
前記二次的なレシーバが赤外線レシーバである、請求項２４に記載の通信システム。
【請求項２６】
前記ハンドヘルド通信機が、複数の前記デバイスの少なくとも一と通信する際に使用するためのメモリに、一以上のユーザインターフェイススクリーンを格納する、請求項１７に記載の通信システム。
【請求項２７】
前記ハンドヘルド通信機が、前記第１のトランシーバを介して、前記プロセス環境に設けられたベースユニットと通信するように適応された通信ルーチンを格納する、請求項１７に記載の通信システム。
【請求項２８】
前記ハンドヘルド通信機が前記メモリに格納され、複数の前記デバイスを識別するために、前記プロセッサで実行されるように適応された識別ルーチンを含む、請求項１７に記載の通信システム。
【請求項２９】
前記識別ルーチンが、無線周波数識別タグを用いて、前記複数のデバイスの一を識別するように適応されている、請求項２８に記載の通信システム。
【請求項３０】
前記識別ルーチンが、光学式認識技術を用いて、複数の前記デバイスの一を識別するように適応されている、請求項２８に記載の通信システム。
【請求項３１】
前記識別ルーチンが、音声処理認識技術を用いて、複数の前記デバイスの一を識別するように適応されている、請求項２８に記載の通信システム。
【請求項３２】
前記ハンドヘルド通信機が、複数の前記デバイスの少なくとも一またはベースユニットとの通信を実行するために、複数の前記デバイスの少なくとも一または前記ベースユニットに一時的に接続されるように適応されているハードワイヤ通信接続をさらに含む、請求項１７に記載の通信システム。
【請求項３３】
前記ハンドヘルド通信機が、異なる通信プロトコルを用いて、複数の前記デバイスの異なるデバイスと異なる時間に通信できるように再構成可能である、請求項１７に記載の通信システム。
【請求項３４】
プロセス環境において使用するための通信システムであって、
前記プロセス環境内で一以上の制御または測定作業を実行するための、前記プロセス環境に分散されている複数のデバイスと、
前記プロセス環境に設けられ、複数の前記デバイスの少なくとも一に通信可能に接続されている第１のワイヤレストランシーバと、
処理ユニット、コンピュータ読取可能メモリ、グラフィックディスプレイユニット、入力デバイス、および第２のワイヤレストランシーバを有するハンドヘルド通信機と、
を備え、
前記ハンドヘルド通信機が、複数の前記デバイスの少なくとも一と通信する方法を規定する通信情報を格納するように適応されているメモリと、前記通信情報を用いて、前記第１および第２のワイヤレストランシーバによって、複数の前記デバイスの少なくとも一と通信するために、前記プロセッサで実行されるように適応されている通信ルーチンと、をさらに含む、
通信システム。
【請求項３５】
前記第１のワイヤレストランシーバが、複数の前記デバイスの少なくとも一に設けられている、請求項３５に記載の通信システム。
【請求項３６】
前記第１のワイヤレストランシーバが、複数の前記デバイスの少なくとも一から離れて設けられ、ハードワイヤード通信接続を介して、複数の前記デバイスの少なくとも一に接続されている、請求項３５に記載の通信システム。
【請求項３７】
前記第１のワイヤレストランシーバが、バスタイプの通信接続を介して、複数の前記デバイスの少なくとも一に接続されている、請求項３６に記載の通信システム。
【請求項３８】
前記第１のワイヤレストランシーバが、複数の前記デバイスの少なくとも一から離れて設けられ、二次的なワイヤレス通信接続を介して、複数の前記デバイスの少なくとも一に接続されている、請求項３５に記載の通信システム。
【請求項３９】
前記ハンドヘルド通信機が、複数の前記デバイスの二以上の異なるデバイスと通信する方法を規定する通信情報の二の異なるセットを格納するように適応されている、請求項３５に記載の通信システム。
【請求項４０】
前記通信情報の二の異なるセットの各々が、複数の前記デバイスの二以上の異なるデバイスと通信する場合、ユーザによって使用される前記ハンドヘルド通信機のディスプレイユニットで表示される異なるユーザインターフェイスを含む、請求項３９に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセス制御システムに係り、詳細には、プロセス制御環境内においてワイヤレスを強化したサポートを提供するために、ポータブルコンピュータを使用することに関する。
【背景技術】
【０００２】
化学製品、石油、または他のプロセスにおいて使用されるようなプロセス制御システムは、一般的に、アナログ、デジタル、またはアナログ／デジタルを組み合わせたバスを介して、少なくとも１つのホストまたはオペレータワークステーションおよび一以上のフィールドデバイスに通信可能に結合された集中プロセスコントローラを含む。例えば、バルブ、バルブポジショナ、スイッチ、センサ（例えば、温度、圧力、流量センサ）などであってよいフィールドデバイスは、バルブの開閉やプロセスパラメータの測定などのプロセス内で制御機能を実行する。一般的に言えば、プロセスコントローラは、フィールドデバイスによって得られたプロセス測定値および／またはフィールドデバイスに関する他の情報を表す信号を受信し、制御ルーチンを実行するためにこの情報を使用し、次いで、プロセスの動作を制御するために、フィールドデバイスにバス上で送信される制御信号を発生する。フィールドデバイスおよびコントローラからの情報が、一般的に、オペレータワークステーションによって実行される一以上のアプリケーションに対して利用可能であることで、オペレータは、プロセスの現行状態の観察、プロセスの動作の修正、診断作業の実行、プロセスの最適化、プロセスアラートまたはアラームの管理、バッチ作業の実行などのプロセスに対して、任意の所望の機能を実行することができるようになる。
【０００３】
オペレータや技術者は、ホストまたはオペレータワークステーションを用いて、プロセス制御システムおよびそのシステムにある個々のデバイスに関するさまざまなタイプの情報（ヘルプ、診断、セットアップ、およびコンフィギュレーション情報）にアクセスすることができるが、技術者が、ホストまたはオペレータワークステーションが存在しない実際のプラント環境に出かける必要がある多くのプロセス制御作業がある。このような作業は、例えば、プロセス制御デバイスまたはエリアの視覚的検査、プロセス制御環境内でのデバイスまたはバスの接続、手動測定、トラブルシューティング、フィールドデバイスの修復および置き換えなどを含む。これらの場合、オペレータまたは技術者は、実行される機能（作業）に関するマニュアルをプラントに持ち運び、フィールドであらゆる必要な情報を調べることになる場合もある。このプロセスは非常に面倒となり得る。それどころか、技術者は、所望の作業を実行する過程で必要となったあらゆる情報を調べるために、オペレータワークステーションまで一回以上戻ることになる。これは、非常に時間がかかり、間違いが生じやすい。他の場合、技術者は、無線機や無線電話機をプラントに持ち運び、必要な情報を得るために、オペレータワークステーションにいるオペレータと無線機を介して通信することになる。しかしながら、無線で提供し得る情報量は限られており、人間の通信に基づいたものであるため間違いが生じがちである。さらに、技術者は、通常、自らの手で無線機を持ち運び操作するため、無線機を使用することで、デバイスの修理などのある種の機能（作業）を実行することが、さらに面倒かつ困難なことになる。
【０００４】
小型電子機器の出現とともに、ウェアラブルおよび／またはハンドヘルドコンピュータの形態のポータブルコンピュータが、さらに手軽に入手可能になってきている。ウェアラブルおよび／またはハンドヘルドコンピュータは、一般的に、標準的な中央演算処理装置（ＣＰＵ：ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）と、小型の容器にパッケージングされたメモリとを含み、この小型の容器は、できるだけ利便性よくウェアラブルコンピュータを持ち運べるようにデザインされた、ユーザ（本願明細書では「着用者」とも呼ぶ）が身に着けたベルトやハーネスのポーチに入れられてもよい。ある場合には、例えば、パーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ：ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｄａｔａ  ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などのハンドヘルドコンピュータを、手で持ち運んだり、ベルトやポーチのホルスターに入れたり、さもなければ、必要に応じて、または所望に応じて、ユーザが身に着けたりしてもよい。例えば、ユーザが、プロセスプラント内の特定の場所へ移動する間、ＰＤＡをホルスターに入れ（すなわち、身に付け）てもよく、その場所に到着すると、ホルスターからＰＤＡを取り外し、ハンドヘルドコンピュータとしてＰＤＡを使用し始めてもよい。ハーネス内やコンピュータハウジングの一体区画内の異なるポーチに、ウェアラブルおよび／またはハンドヘルドコンピュータに電力を供給するためのバッテリーが設置されてもよい。ディスクドライバ、ハード（ディスク）ドライブ、ＰＣＭＣＩＡスロット、マイクロフォン、バーコードリーダ、およびキーボードデバイスなどの周辺デバイスは、適切なワイヤまたはバスを介してＣＰＵに通信可能に結合されてもよく、必要であれば、これらの周辺デバイスの一以上が、ハーネスに配置されてもよいし、接続されてもよい。他の形態として、または追加して、これらの周辺デバイスの一以上は、必要であれば、ポータブルコンピュータ（すなわち、ハンドヘルドおよび／またはウェアラブルコンピュータ）内に一体化されてもよい。また、ユーザまたは着用者に視覚的なインターフェイスを与えるために、ウェアラブルコンピュータのユーザが身に付けるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：ｈｅａｄｓ  ｕｐ  ｄｉｓｐｌａｙ）を提供することも示唆されている。これにより、ウェアラブルコンピュータは、ユーザに携帯可能な演算能力およびメモリを提供し、ウェアラブルコンピュータが、ユーザによって運ばれる代わりに、身に付けられるため、ユーザの手は、キーボードまたは他の入力デバイスを操作するだけでよくなる。当然ながら、例えば、ＰＤＡなどのハンドヘルドコンピュータは、必要に応じて、ユーザが身に付けたポーチなどに入れて、プラント内の場所へと好適に持ち運ばれてもよいし、手で持ち運ばれてもよい。次いで、ユーザが、ハンドヘルドコンピュータをホルスターに入れてもよいし、一体型のスタンドがあれば、それを使用して設置して両手を使えるようにしてもよい。
【特許文献１】米国特許第６，２９８，４５４号明細書
【特許文献２】米国特許第６，６３３，７８２号明細書
【特許文献３】米国特許第６，０９４，６００号明細書
【特許文献４】米国特許第６，８０６，８４７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
オフィス環境などの環境でポータブルコンピュータを使用することはこれまで示唆されてきたが、オペレータや技術者が、プロセス制御環境内においてデバイスを確認し、他の機能（作業）を実行する能力を高めるために、ウェアラブルコンピュータや、例えば、ＰＤＡなどのポータブルコンピュータを、プロセス制御システムに組み込み使用することについては示唆されていない。また、ほとんどのポータブルコンピュータでは、キーボードやツイドラ（ｔｗｉｄｄｌｅｒ）などのある種の手操作入力デバイスを使用する必要がある。これらのデバイスは、通常、可能な限り持ち運びにくくならないように人間工学的に設計されているが、これらのデバイスは、情報やデータを入力するために着用者の手の使用を必要とする。しかしながら、プロセス制御環境において、技術者は、通常、デバイスの較正や修復、プロセス制御システム内でのデバイスの接続などの複雑なオペレーションを実行するために、両手に何も持たない状態でいる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
プロセス制御システムを有するプロセス環境において使用するためのポータブルコンピュータが、ポータブル動作に適したハウジングと、ハウジング内に配置される処理ユニットと、ハウジング内に配置され、処理ユニットに結合されたコンピュータ読取可能メモリと、ハウジング内に配置され、処理ユニットに結合されたディスプレイと、を含んでもよい。さらに、このポータブルコンピュータは、入力信号を処理ユニットに出力する入力デバイスと、入力信号を処理し、ディスプレイを介してプロセス制御システムに関する情報を供給するソフトウェアルーチンと、を含んでもよい。
【０００７】
他の形態として、または追加して、ホストシステムを有するプロセス制御システムにおいて使用するためのポータブルコンピュータが、ハンドヘルド動作に適したハウジングと、ハウジング内に配置された処理ユニットと、ハウジング内に配置され、処理ユニットに結合されたコンピュータ読取可能メモリと、を含んでもよい。さらに、ポータブルコンピュータは、ハウジング内に配置され、処理ユニットに結合されたディスプレイと、ハウジング内に配置され、処理ユニットに結合されたキーパッドと、ハウジング内に配置され、処理ユニットに結合された無線周波数トランシーバと、を含んでもよい。無線周波数トランシーバは、プロセス制御システム内において、ホストシステムと、またはフィールドデバイスなどの個々のデバイスと、通信するように適応されてもよい。ポータブルコンピュータはまた、キーパッドから受信したユーザ入力を処理し、無線周波数トランシーバを介してホストシステムまたはフィールドデバイスにコマンドを送信する第１のソフトウェアルーチンを含んでもよい。さらに、第２のソフトウェアルーチンが、無線周波数トランシーバを介して、コマンドに応答してホストシステムまたはフィールドデバイスから送信されたプロセス情報を受信し、ディスプレイを介して、受信したプロセス情報を表示してもよい。
【０００８】
他の形態として、または追加して、プロセス制御システムとのインターフェイスとなるためのハンドヘルドコンピュータが、ハンドヘルド動作に適したハウジングと、ハウジング内に配置されたプロセッサと、ハウジング内に配置され、プロセッサに結合されたコンピュータ読取可能メモリと、を含む。ハンドヘルドコンピュータは、ハウジング内に配置され、プロセッサに結合された電子ディスプレイと、ハウジング内に配置され、処理ユニットに結合されたキーパッドと、ハウジング内に配置され、処理ユニットに通信可能に結合されたトランシーバと、をさらに含んでもよい。トランシーバは、ホストシステムまたはフィールドデバイス内などの遠隔位置にあるプロセッサと通信するように適応されてもよく、ハンドヘルドコンピュータは、プロセス制御システムのホストデバイスやフィールドデバイスとユーザとを結びつけることができるソフトウェアルーチンを含んでもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に示されるように、プロセス制御システム１０は、ホストワークステーションまたはホストコンピュータ１４（任意のタイプのパーソナルコンピュータまたはワークステーションであってよい）と、入出力（Ｉ／Ｏ）カード２０および２２を介してフィールドデバイス１５、１６、１７、１８、および１９と、に接続されたプロセスコントローラ１２を含む。例えば、Ｆｉｓｈｅｒ−Ｒｏｓｅｍｏｕｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社が販売するＤｅｌｔａＶTMコントローラであってよいコントローラ１２は、例えば、イーサネット（登録商標）接続を介してホストコンピュータ１４に通信可能に接続されてもよく、例えば、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮTMフィールドバス、ＨＡＲＴ（登録商標）、ＰＲＯＦＩＢＵＳ（登録商標）、ＷＯＲＬＤＦＩＰ（登録商標）、Ｄｅｖｉｃｅ−Ｎｅｔ（登録商法）、またはＣＡＮプロトコルなどの任意の所望の通信プロトコルと関連付けられたハードウェアおよびソフトウェアを用いて、フィールドデバイス１５〜１９に通信可能に接続されてもよい。通常、コントローラ１２は、コントローラ１２に格納されたプロセス制御ルーチンを実行し、任意の所望の方法でプロセスを制御するために、デバイス１５〜２２およびホストコンピュータ１４と通信する。フィールドデバイス１５〜１９は、センサ、バルブ、トランスミッタ、ポジショナなどの任意のタイプのデバイスであってよく、Ｉ／Ｏカード２０および２２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デバイスであってよい。
【００１０】
図１に示すように、ホストコンピュータ１４は、リモートイーサネット（登録商標）トランシーバ３２などのリモートまたはワイヤレス通信デバイスによって、ポータブルコンピュータシステム３０に通信可能に結合される。さらに、必要であれば、フィールドデバイス１５〜１９の一以上が、フィールドデバイス１６および１９に接続されたトランシーバ３２Ａおよび３２Ｂとして図１に示すリモートトランシーバなどのリモートまたはワイヤレス通信デバイスを介して、ポータブルコンピュータシステム３０に通信可能に接続されていてもよい。他の形態として、または追加して、ホストコンピュータ１４は、ポータブルコンピュータシステム３０が一時的に接続および切断され得るプロセス制御環境全体に位置する端末を有する物理的ラインまたはバスを介して、ポータブルコンピュータシステム３０に結合されていてもよい。
【００１１】
ポータブルコンピュータシステム３０は、リモートトランシーバ３６と、それに結合された多数の周辺デバイスとを有するウェアラブルおよび／またはハンドヘルドコンピュータ３４を含んでいてよい。必須ではないが、好ましくは、ウェアラブルおよび／またはハンドヘルドコンピュータ３４は、ペンティアム（登録商標）（Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標））またはそれよりも上位クラスのＣＰＵマザーボード、映像、音声、ＲＡＭ（例えば、６４ＭＢ）、およびＲＯＭ、ハード（ディスク）ドライブ（例えば、４．３ＧＢ）を含み、それらすべてがウェアラブルコンピュータハーネス（図示せず）内に配置されてもよい。他の形態として、または追加して、周辺デバイスの一部またはすべてが、コンピュータ３４のハウジング内に一体化されていてもよい。コンピュータ３４は、ＰＣＭＣＩＡスロットなどの任意の数の通信ポートまたはスロットを含んでいてもよく、そのうちの一を使用して、リモートトランシーバ３６を収容してもよく、一を使用して、ビデオフレームキャプチャボードなどのビデオ処理ボードを収容してもよい。コンピュータ３４に通信可能に結合された周辺機器は、ビデオカメラであってよいイメージングデバイス３８、ＨＵＤ４０、ヘッドフォンスピーカや任意の他のタイプのスピーカであってよいスピーカ４２、マイクロフォン４４、およびユーザ入力デバイス４６を含んでもよく、ユーザ入力デバイス４６は、例えば、一般的なキーボード、マウス、トラックボール、または使いやすいキー（ファンクションキーなど）の数が制限されたツイドラデバイスを含んでもよく、これらの機能は、異なる用途に応じてさまざまに規定されてもよい。ポータブルコンピュータシステム３０はまた、以下にさらに詳細に記載するように、ポータブルコンピュータシステム３０が、プロセス制御プラント内におけるユーザの現在の位置を、ユーザおよび／またはホストワークステーション１４に知らせることができるようにするものであってよい全地球測位システムユニット４７を含んでもよい。当然ながら、本願明細書に詳細に記載するものの代わりに、またはそれに追加して、任意の他の周辺デバイスが使用されてもよい。
【００１２】
イメージングデバイス３８は、ビデオカメラであることが好ましいが、その代わりとして、小型で着用者がハンズフリーで運びやすい、デジタルカメラなどの任意の他のタイプのイメージングデバイスであってもよい。好ましくは、必須ではないが、ビデオカメラ３８または他のイメージングデバイスは、ユーザが見ている方向にビデオカメラ３８の視野が向くようにするＨＵＤ４０または何らかの他のデバイス（ウェアラブルヘッドギアなど）に取り付けられる。この目的で使用されてよいビデオカメラの一は、Ｐｕｌｎｉｘ社から販売されている。Ｐｕｌｎｉｘ（社の）ビデオカメラは、高解像度テレビジョン（ＨＤＴＶ）の標準規格（すなわち、８００×６００カラーピクセルイメージフレームを生成）に準拠し、約１／４インチ〜１／２インチ直径レンズを有し、高解像度カラーイメージを生成する。しかしながら、この代わりとして、例えば、高解像度または低解像度のカラーまたは白黒（すなわち、グレースケール）イメージを生成するビデオカメラを含む他のビデオカメラを使用することもできる。場合によっては、以下に記載する方法でイメージを処理するために必要な時間を高速化するために、低解像度ビデオカメラ（カラーまたは白黒のいずれか）が好ましいこともある。
【００１３】
ＨＵＤ４０は、ＮＴＳＣビデオ形式を使用してもよく、カナダにあるＬｉｑｕｉｄｅ  Ｉｍａｇｅ社から販売されているＭ１  ＨＵＤなどの単眼ＨＵＤであることが好ましい。このＨＵＤは、１／４ＶＧＡ（すなわち、３２０×２４０ピクセル）グレースケールイメージを提供する。当然ながら、ＨＤＴＶ形式のＨＵＤ（現時点では値段が非常に高い）または他のカラーまたはグレースケールＨＵＤ、現在入手可能なものまたは将来開発されるもののいずれかが、代わりに使用されてもよい。スピーカ４２、マイクロフォン４４、および入力デバイス４６は、任意の適切で容易に運べるデバイスのものであってもよく、着用者またはユーザに対して取り付けられ、またはハンズフリーで作業しやすいように、コンピュータ３４内に一体化されることが好ましい。実施形態の一において、骨伝導マイクロフォンが、マイクロフォン４４およびスピーカ４２の両方として動作してもよい。知られているように、骨伝導マイクロフォンは、着用者の顎の骨を用いて、ボイス信号を検出し、および／または、着用者の耳で音声信号を生成する。
【００１４】
当該ポータブルコンピュータシステム３０を取り付けることにより、ユーザは、デバイスの修理、測定、または他の道具の保持などの他の作業を実行するために両手を使うことができる。当然ながら、入力デバイス４６の操作に片手または両手を必要としてもよいが、ハンズフリーの形態でユーザに取り付けられることが好ましい。
【００１５】
以下、図２を参照すると、ポータブルコンピュータ３４は、メモリ５２に結合されたＣＰＵ５０を含む。メモリ５２は、例えば、ディスクドライブ（ハード（ディスク）、磁気（ディスク）、または光ディスク記憶デバイスなど）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭなどを含む任意のタイプのメモリであってよい。独立して、または調和して動作する一または任意の複数のプロセッサユニット（または他のハードワイヤードまたはファームウェアエレメント）を含み得るＣＰＵ５０は、コンピュータ３４への入力、メモリ５２に格納された情報、および／またはトランシーバ３６を介してホストシステムから提供される情報のいずれかを用いて、（メモリ５２に格納された）一以上のソフトウェアアプリケーションを実行する。ＣＰＵ５０はまた、周辺デバイスに出力を供給するとともに、リモート通信デバイス、すなわち、トランシーバ３６を介してホストシステムに出力を供給する。図２に示されるように、本実施形態において、ＣＰＵ５０はコントローラ５４を含む。該コントローラ５４は、ハードウェアまたはソフトウェアに実装されてもよく、周辺デバイスおよびコンピュータ３４の他のコンピュータからの異なる入力を認識するために、コンピュータ３４に関連付けられたオペレーティングシステムを実行する。さらに、コントローラ５４は、以下に詳細に記載するように、一以上のアプリケーションを実行してもよい。図２に示すＣＰＵ５０は、スピーチ／ボイス認識ユニットまたはアプリケーション５６、光学式文字認識（ＯＣＲ：ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｈａｒａｃｔｅｒ  ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）ユニットまたはアプリケーション６０、スピーカドライバ６２、およびＨＵＤドライバ６４を含むか、またはこれらのアプリケーションを実行してもよい。さらに、ＣＰＵ５０は、別のビデオ処理ボード上に設けられてもよいビデオフレームグラバ６８に結合されてもよい。
【００１６】
例えば、マサチューセッツ州ボストンのＤｒａｇｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社から販売されているＤｒａｇｏｎ  Ｄｉｃｔａｔｅシステムであってよいスピーチ／ボイス認識ユニット５６、または任意の他の所望のスピーチ／ボイス認識ユニットは、通常、アプリケーションとしてソフトウェアに実装されるが、他の形態として、別のプロセッサボード上で実行されてもよい。いずれの場合も、スピーチ／ボイス認識ユニット５６は、マイクロフォン４４からスピーチ、ボイス、または他の音声信号を受信し、この信号にスピーチおよび／またはボイス認識処理を実行し、認識したボイス入力に基づいてコントローラ５４にコマンドを送る。スピーチ／ボイス認識ユニット５６は、ある認識したスピーチコマンドまたはワードを識別するために、受信したボイス信号に任意の所望または既知の処理を実行してもよい。このプロセスの間、スピーチ／ボイス認識ユニット５６は、有効なコマンドがユーザによって送られているかを決定するために、格納（例えば、メモリ５２に格納）または認識されたコマンドのリストと識別されたボイスコマンドとを比較してもよい。認識され検証されたコマンドが受信されれば、スピーチ／ボイス認識ユニット５６は、さらなる処理のために、コントローラ５４にコマンドを送ってもよい。当然ながら、必要であれば、コントローラ５４は、コントローラ５４で実行中のアプリケーションに関連した有効または認識されたボイスコマンドであるかを決定してもよく、未認識および／または未認証コマンドが受信されると、ユーザに通知してもよい。スピーチ／ボイス認識ユニット５６はまた、学習能力を備えてもよく、知られているように、特定のボイス、ボイスグループ、または一般的なスピーチを認識するように適応されてもよい。
【００１７】
図３は、コマンドを識別するために、スピーチまたはボイス信号を処理し、ユーザがデータまたはコマンドを口頭で、ひいては、ハンズフリーで入力することができるように、ポータブルコンピュータシステム３０によって実行されてもよいソフトウェアルーチン８０のブロック図を示す。ルーチン８０のブロック８２が、マイクロフォン４４からボイス信号を受信する。ブロック８４が、ボイス信号を処理して、上述したような任意の所望のまたは標準的なスピーチまたはボイス認識処理ルーチンを用いて、信号内のコマンドを識別する。次いで、ブロック８６が、例えば、メモリ５２に格納されたコマンドセットと識別されたコマンドまたは入力とを比較し、コマンドが有効であるか（すなわち、コマンドがコマンドセット内のコマンドと一致するか）、および／または認証されたか（すなわち、特定のボイスが、要求されたコマンドを実行するための権限を有するユーザのものであるか）を決定する。ブロック８８が、ボイスコマンドが有効であり、認証されたことを決定すれば、ブロック９０は、このようなコマンドを予期している任意のアプリケーションによって使用されるように、コントローラ５４にコマンドを供給する。その後、またはボイスコマンド信号が、ブロック８８において有効または認証コマンドとして認識されなかった場合、制御はブロック８２に戻され、さらなるボイス信号を受信および処理する。当然ながら、無効または未認証のコマンドが受信されれば、ルーチン８０は、ユーザに適切な指示またはメッセージを表示してもよく、および／またはオペレータワークステーション１４（図１）でメッセージを表示してもよい。
【００１８】
図２のコンピュータ３４内に設けられたビデオ処理ユニットは、ＯＣＲユニット６０に結合されたフレームグラバ６８を含むが、他のビデオまたはイメージ処理ハードウェア／ソフトウェアも同様に含んでもよい。フレームグラバ６８は、例えば、Ｎｏｇａｔｅｋ社から販売されているＮｏｇａｔｅｋボードであってもよく、ＯＣＲユニット６０は、例えば、ハンガリー、ブダペストにあるＡｄａｐｔｉｖｅ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ  Ｈｕｎｇａｒｙ（ＡＲＨ）社から販売されているＣａｒｉｎａリアルタイムＯＣＲパッケージであってよい。ＡＲＨ  ＯＣＲユニットは、車両のナンバープレートの番号を識別するためにこれまで使用されてきたが、同製品または同製品の派生商品（微修正のみを施された）が、以下に記載するように、デバイス特徴を認識するように満足に動作する。当然ながら、これらの代わりとして、他の適切なフレームグラバボードおよびＯＣＲパッケージが使用されてもよい。図２に示すように、フレームグラバ６８は、ビデオカメラ３８からイメージ信号（複数のイメージフレームを含む）を受信し、ＯＣＲユニット６０に出力フレームを供給する。当然ながら、イメージングデバイス３８が、デジタルカメラで生成されるような静止イメージを生成するのであれば、フレームグラバ６８が不要なこともある。
【００１９】
ＯＣＲユニット６０は、イメージ内のデバイス特徴を識別するために受信したイメージを処理してもよく、次いで、これらのデバイス特徴は、ビデオカメラ３８の視野内の一以上のデバイスを識別するために使用されてもよい。例えば、ＯＣＲユニット６０は、フィールドデバイスに配置されている英数字記号などの所定の記号を探して、認識し、デバイスを識別するために、このような認識した記号をコントローラ５４に供給してもよい。当然ながら、必要であれば、ビデオカメラ３８の出力は他の目的のために使用されてもよい。例えば、ビデオイメージは、ＨＵＤ４０上に表示されるように、コントローラ５４に与えられてもよく、および／またはホストコンピュータ１４によって表示および／または処理するために、トランシーバ３６を介してホストコンピュータ１４に送信されてもよい。
【００２０】
図４にフローチャートの形態で示されるルーチン１００が、イメージングデバイス３８によって収集されたビデオ入力に基づいて、着用者の視野内のデバイスを自動的に認識するように、コンピュータ３４によって実行されるソフトウェアに実装されてもよい。ブロック１０２が、イメージングデバイス３８からビデオまたは他のイメージを取得する。イメージングデバイス３８がビデオカメラであれば、ブロック１０２は、特定のビデオフレームを取り込むために、フレームグラバ６８を使用してもよい。しかしながら、イメージングデバイスが、例えば、デジタルカメラであれば、ブロック１０２は、フレームグラバ６８を利用せずにイメージに直接アクセスしてもよい。
【００２１】
次いで、ブロック１０４が、ビデオフレーム内のあり得るデバイス特徴を識別するために、取得したビデオイメージまたはフレームを処理する。一の実施形態において、デバイス特徴は、ＯＳＨＡによってプロセス制御環境内のフィールドデバイスの各々上に配置されるように義務付けられたデバイスタグである。一般に、このようなデバイスタグは、プロセス環境内にいる人が視認できるように、英数字文字をエッチングし、または他の方法として、刻印または彫刻した矩形のホルダまたはフレーム（通常、高さ１〜２インチ、幅３〜４インチ）を含む。英数字文字の色は、一般に、これらの文字をより認識しやすくするために、フレーム（の色）とは異なる。デバイスタグを認識するとき、ブロック１０４は、イメージをスキャンして、イメージ内の矩形領域、ある色範囲の領域、英数字文字がある領域などのデバイスタグを含みそうな領域を識別する。当然ながら、これらのデバイス特徴を調べるために、任意の所望の処理が使用されてもよい。その後、ブロック１０６が、識別された領域内のデバイス特徴を認識または復号する。特に、デバイスタグの認識中、ブロック１０６は、予備デバイスＩＤを生成するために、識別された特徴に光学式文字認識（ＯＣＲ６０を使用）を適用してもよい。処理されているイメージ内に、二以上のデバイスがあれば、ブロック１０４および１０６は、多数のデバイス特徴（デバイスタグなど）を認識し、多数の予備デバイスＩＤを識別してもよい。
【００２２】
次に、ブロック１０８が、予備デバイスＩＤに対応するデバイスの存在を検証するために、予備デバイスＩＤの各々と、例えば、メモリ５２に格納されているデバイスＩＤのリストとを比較する。対応するデバイスが存在すれば、デバイスＩＤは検証され、検証されたＩＤの各々が、他のアプリケーションで使用するために、ブロック１１０によってコントローラ５４に供給されて、ＨＵＤ４０を介して着用者に表示され、および／またはトランシーバ３６を介してホストコンピュータ１４に送信される。
【００２３】
ルーチン１００は任意の観察可能な特徴にもとづいてデバイスを識別することができるが、ルーチン１００はデバイス特徴にもとづいてデバイスを識別することが好ましい。すなわち、ポータブルコンピュータシステム３０による自動検出および識別に関係なく、デバイスはフィールドに配置されるので、特徴はデバイスの部分であることが好ましい。言い換えれば、プロセス制御環境内にあるデバイスの各々に、バーコードまたは他の固有の識別子を配置することが可能であるが、ポータブルコンピュータシステム３０による検出の目的のみのためにデバイスに配置されるわけではない特徴、すなわち、他の目的のためにデバイス上にすでに存在する特徴に基づいて、ルーチン１００にデバイスを識別させることが好ましい。このようなデバイス特徴を用いて、検出および識別が実行されれば、ポータブルコンピュータによって識別されるという特定の目的のために、プロセス制御環境内の各デバイスにラベル付けしたり、他の方法として、マーキングしたりする追加ステップをとる必要がない。
【００２４】
たとえば、ＨＵＤ４０を介して着用者に対して自動的に情報を表示するアプリケーションは、着用者に対して識別されたデバイスを表示してもよいし、ＨＵＤを介して着用者に対して識別されたデバイスに関連する他の情報を表示してもよいし、および／またはホストシステム１４に対して識別されたデバイスＩＤを送信してもよい。当然ながら、認識されたデバイスのリストは、予備デバイスＩＤを検証するために、コンピュータ３４のメモリ５２や、ブロック１０８によってリモート通信することによりアクセス可能であるホストシステム１４内のメモリなどの異なるメモリ内に格納されてもよい。理解されるように、ルーチン１００のブロックの各々が、ポータブルコンピュータシステム３０内において実行されることは必須ではない。この代わりとして、これらのブロックの一以上が、ルーチン１００を実行するために、ポータブルコンピュータシステム３０と通信可能であるホストコンピュータ１４によって実行され得る。
【００２５】
再度、図２を参照すると、スピーカドライバ６２は、コントローラ５４から信号を受信し、例えば、標準的なアナログ音声信号への変換、増幅などによって、これらの信号を処理する。次いで、スピーカドライバ６２は、処理した信号をスピーカ４２に供給してもよい。容易に理解されるように、スピーカドライバ６２およびコントローラ５４は、例えば、メモリ５２またはホストコンピュータ１４のメモリに格納された予め記録された信号を再生するために使用されてもよく、および／または、ホストシステムに配置されているオペレータの声や、プロセス制御環境内のどこか他の場所にいる別のポータブルコンピュータのユーザの声など、ホストシステムの近傍やホストシステムで生成されたリアルタイム音声を中継するために使用されてもよい。スピーカ４２で再生される声や音声信号は、ホストシステムからトランシーバ３６を介してコンピュータ３４に供給されてもよく、またはコンピュータ３４に結合された任意の他の音声通信システムを用いて供給されてもよい。
【００２６】
同様に、ＨＵＤドライバ６４は、ＨＵＤ４０に表示されるグラフィック情報を含む信号を、コントローラ５４から受信し、ＨＵＤ４０を介して表示するために、これらの信号に適切な処理を実行する。いくつかの実施形態において、ダイアログボックス、テキスト、グラフィックなどを有するＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）イメージなどの標準的なコンピュータオペレーティング環境を与えるために、ＨＵＤドライバ６４およびＨＵＤ４０は、ツイドラ４６やマイクロフォン４４とともに使用されてもよい。この環境の場合、着用者は、例えば、アプリケーションを実行したり、コンピュータ３４によって実行されているアプリケーションのコンテクストにおいて決定したりするために、ＨＵＤ４０でのカーソルの移動、情報の入力、またはイメージの操作を行うことができる。
【００２７】
コントローラ５４は、任意の所望の、または標準的な方法でトランシーバ３６を使用してもよく、任意の所望の通信プロトコルを使用して、ホストシステム１４へ通信するために、トランシーバ３６に信号を供給する。同様に、コントローラ５４は、任意の所望の通信プロトコルを使用して、トランシーバ３６を介して、ホストコンピュータ１４からの通信を受信および復号する。
【００２８】
図２のポータブルコンピュータシステム３０は、ユーザに種々の情報を供給し、および／またはプロセス制御環境内の機能を実行するように使用されてもよく、それにより、ユーザが、例えば、プロセス制御環境において検査、設置、修復、最適化、診断、較正、および異なるデバイスの接続のチェックを行う場合に、ユーザの仕事がより容易かつ迅速になる。例えば、ポータブルコンピュータシステム３０を使用して、自動的に、または周辺機器の一を介した適切な入力後、ＨＵＤ４０を介してプロセス制御環境内のあるデバイスまたは領域に関する情報をユーザは取得および視認できる。コンピュータ３４は、一般的に特定のデバイスまたはプロセス制御システムに関する任意の所望の情報を格納してもよく、またはその情報を取得するために、ホストコンピュータ１４やフィールドデバイス自体と通信してもよく、ユーザの要求時、またはポータブルコンピュータシステム３０が、上述したように、ユーザの視野内にデバイスを認識するとき、ＨＵＤ４０を介して着用者にその情報を表示してもよい。表示される情報は、プロセス制御システムの概要またはオペレータ概観などのプロセス情報、デバイスリストなどのデバイス情報、ヘルプ情報、診断情報、およびプロセス制御内に接続されたデバイスの一以上によって生じ、またはそれに関連付けられたプロセスパラメータ情報（測定値、パラメータ値など）を含んでもよい。さらに、表示された情報は、デバイスコンフィギュレーションおよびセットアップ情報、デバイス接続および較正情報、または一時的なハードワイヤード接続を介してフィールドデバイスに取り付けられる既知のハンドヘルド通信機を介して、デバイスから一般的に得られる任意の他の情報などのデバイス詳細情報を含んでもよい。
【００２９】
このような情報を見るために、着用者は、デバイスを持ち歩く際、デバイスタグやデバイス番号などのデバイス識別子を入力することができ、コントローラ５４に、ヘルプ、較正、診断、パラメータ値などのある種のデバイス情報を自動的に表示させてもよい。当然ながら、ユーザは、ツイドラ４６、マイクロフォン４４、または任意の他の入力デバイスを用いて、デバイス識別子を入力できる。マイクロフォン４４を使用するとき、スピーチ／ボイス認識ユニット５６は、例えば、音声によるデバイスタグ番号または名前を識別し、そのデバイスタグ番号または名前をコントローラ５４に供給し得る。必要であれば、スピーチ／ボイス認識ユニット５６は、デバイス番号、デバイス名、または任意の他のデバイス識別子を受信するように設定され、入力した識別子とメモリ５２内の有効なデバイス番号または名前のリストとを比較し得る。
【００３０】
ＧＰＳユニット４７は、本願明細書に記載するポータブルコンピュータシステムの表示、情報収集、および処理能力をさらに高めるために使用されてもよい。例えば、ＧＰＳユニット４７が、座標および／または他の比較的高精度の位置情報をコンピュータ３４に供給することによって、コンピュータ３４は、プロセス制御プラント内におけるユーザの現在位置を決定できるようにしてもよい。このような位置情報は、さまざまな方法で、ポータブルコンピュータシステム３０において、またはそれを用いて使用されてもよい。例えば、ＧＰＳユニット４７から受信した位置情報は、特に、個々のデバイスタグまたは識別子がアクセス不能であり、判読不能であり、またはダメージを受けており、または、読み取りやアクセスが困難である場合、プロセス制御システム内におけるデバイスを識別しやすくするために使用されてもよい。また、このような位置情報は、例えば、プロセスプラントの異なる場所内にある二以上のデバイスが、類似したまたは同一のタグまたは識別子を用いているときなど、あいまいさを明らかにすることを支援するものであってもよい。
【００３１】
さらに、ＧＰＳユニット４７によって供給される位置情報は、ＨＵＤ４０を介してユーザに表示されてもよいグラフィックマップまたはダイアグラムを発生するために使用されてもよく、それによって、ユーザは、全システム内の現行位置を視覚化することができるようになる。また、このようなグラフィックマップまたはダイアグラムにより、ユーザは、プラント内で所望の位置に効率的に移動する方法をより早く決定することができるようになる。
【００３２】
さらに、ＧＰＳユニット４７によって供給される情報は、二以上のポータブルコンピュータシステムのユーザのプラント内における位置をシステムオペレータに正確に示すために、ホストシステム１４によって使用されてもよい。システムオペレータは、例えば、この位置情報を用いて、技術者、修理要員、メンテナンス要員などを効率的に派遣できる。
【００３３】
一の実施形態において、上述したように、ユーザの視野内のデバイスは、ビデオ処理回路によって自動的に検出されてもよく、このような検出が生じると、デバイスに関する情報が、任意の形式でＨＵＤ４０を介してユーザに自動的に表示されてもよい。メモリ５２に情報が格納されれば、情報は、コントローラ５４によって自動的にアクセスされ、ＨＵＤドライバ６４を用いて、ＨＵＤ４０を介して供給され、または表示され得る。他の形態として、ホストシステム１４内に情報が格納されれば、コントローラ５４は、トランシーバ３６を介して適切な情報を要求および受信し、次いで、ＨＵＤ４０にこのような情報を表示してもよい。プロセスパラメータがデバイスによって測定され、またはデバイス内に格納される場合、ホストシステムは、ポータブルコンピュータシステム３０に情報を送り出す前に、最新の値またはデータを取得するために、デバイスと通信してもよい。他の形態として、ポータブルコンピュータシステム３０は、要求された情報を取得するために、デバイストランシーバ（トランシーバ３２Ａおよび３２Ｂなど）を介して、フィールドデバイスなどのデバイスと直接通信してもよい。
【００３４】
これらの場合のいずれにおいても、コントローラ５４は、認識されたデバイスのリストをユーザに表示し、ユーザは、任意のデバイスに関する情報を見るように選択することができ、または、他の形態として、コントローラ５４は、ＨＵＤ４０を介して認識されたデバイスに関する情報を自動的に表示できる。重要なことは、マイクロフォン４４、ビデオカメラ３８、およびコンピュータシステム３０の他の関連するハードウェア／ソフトウェアを使用することで、ユーザが、ハンズフリーで、すなわち、ハンドヘルドまたは手で操作するタイプのデバイスを介して、任意のデータまたは他の情報を入力することなく、自動的にデバイス（またはプロセス制御システムの領域または他のユニット）および位置に関する情報を受け取り、見ることができるようになることである。これにより、着用者の手があき、デバイスの修理、置き換え、または較正、他のツールの操作など、他のタスクを実行でき、非常に有益である。さらに、コンピュータシステム３０は、物理的に各デバイスの外側に位置し、ユーザによって物理的にアクセス可能および視認可能である別のダイヤルまたはディスプレイを必要とすることなく、ユーザが実際に見ており、および／またはユーザが物理的に近くにいるデバイスによって測定され、またはそのデバイス内に格納された情報を受け取り、表示し得る。
【００３５】
別の実施形態において、ウェアラブルコンピュータシステム３０は、例えば、ホストコンピュータ１４に配置されているオペレータおよびユーザに、ＨＵＤ４０を介して共有ビュー（例えば、ディスプレイ）を供給するように使用されてもよく、それによって、二者間での通信が強化される。このような共有ビューアプリケーションは、同じイメージを両方の人に表示し、これらの人の一方または両方がイメージを操作して、例えば、イメージの特定の部分を指し示したり、ハイライトをつけたり、またはイメージにデータを書き込んだりすることができる。これらの行為は、ポータブルコンピュータのユーザと、遠隔に配置されているホストコンピュータ１４のオペレータとの間の会話を向上するために、ボイス通信とともに使用することができる。
【００３６】
共有ビューまたはディスプレイを供給するために、図５は、ホストコンピュータ１４上で実行され得るソフトウェアルーチン１１６のブロック図と、ポータブルコンピュータシステム３０で実行され得るソフトウェアルーチン１１８のブロック図と、を示す。ルーチン１１８は、トランシーバ３６を介してビデオイメージを収集し、それをホストコンピュータ１４に送信するブロック１２０を含む。図５に、ポータブルコンピュータシステム３０とホストコンピュータ１４との間の通信を破線で示す。イメージは、ビデオカメラ３８によって生成されたマルチフレームイメージ全体であってもよく、または、一以上の個々のフレームであってもよい。ルーチン１１６内のブロック１２２が、ビデオイメージを受信し、ブロック１２４が、ホストコンピュータ１４内に関連付けられたディスプレイデバイスを介して、オペレータにビデオイメージを表示する。ブロック１２６により、ホストコンピュータ１４に配置されているオペレータは、共有ビューの基礎（すなわち、ベースイメージ）として使用されるビデオイメージのフレームを選択することができる。ブロック１２６は、たとえば、受信ビデオ信号のもっとも最近受信したフレームを単に表示し、オペレータによりイメージの停止を要求する指示を待つようにしてもよい。他の形態として、ブロック１２６は、オペレータが、所望のイメージを選択するために受信したフレームを再生できるようにしてもよく、または、オペレータが、任意の他の所望の方法でベースイメージを選択できるようにしてもよい。オペレータが、共有ディスプレイに対してベースイメージを選択しなければ、ブロック１２６は、ブロック１２２に制御を戻す。オペレータが、ブロック１２６においてベースイメージを選択すれば、ブロック１２８は、ＨＵＤ４０でユーザに表示するために、ポータブルコンピュータシステム３０に選択したベースイメージを送信する。ブロック１２８は、必要であれば、ホストコンピュータ１４のディスプレイを介して、オペレータに対して選択したベースイメージを表示してもよい。
【００３７】
次に、ルーチン１１６内のブロック１３０が、ベースイメージへの変更がなされているか、またはホストコンピュータのオペレータによって要求されているかを決定する。このような変更は、例えば、カーソルやポインタの移動、イメージ上での描画、イメージの領域のハイライト、イメージへの情報や他のデータの貼付、または、イメージを用いて、遠隔にいるユーザとオペレータとが通信できるようにする任意の他の所望の変更を含んでもよい。これらの変更は、任意の所望のオペレーティングシステムのプロトコルおよびマウスやキーボードなどの周辺デバイスを用いて、オペレータによってなされてもよい。イメージへの変更が、オペレータによってなされれば、ブロック１３２は、トランシーバ３２および３６を介して、ポータブルコンピュータシステム３０に変更を送信する。変更は、任意の所望のプロトコルを使用して通信されてもよく、特定の変更がなされたもの、または変更を有する新しいイメージフレーム全体、のいずれかを、必要であれば、ポータブルコンピュータシステム３０に送信することもできる。一の実施形態において、ポインタの移動の形態でのイメージへの変更は、新しいポインタ座標として通信されてもよい。イメージの変更がなされ、ポータブルコンピュータシステム３０に送信された後、またはホストオペレータによって新しい変更がなされていない場合、ブロック１３４は、ホストシステムのイメージをリフレッシュする（オペレータによってなされた変更とともに、ポータブルコンピュータシステム３０によってなされ、ホストシステム１４に送信された変更を組み込む）。次いで、ホストオペレータによってなされた他の変更を検出するために、ブロック１３０にルーチン１１６の制御が戻される。
【００３８】
一方で、ルーチン１１８は、ＨＵＤ４０上でホストシステムから受信したベースイメージを表示するブロック１３６を含む。次いで、ブロック１３８が、マイクロフォン４４およびツイドラ４６を含む任意の利用可能な入力デバイスを用いて、ユーザによってなされたイメージへの変更を検出する。ユーザが、表示したイメージを変更すれば、ブロック１４０が、ホストコンピュータ１４へ変更を送信する。その後、またはユーザによる変更が検出されなければ、ブロック１４２が、ユーザによってなされた変更とともに、ホストコンピュータ１４によりなされ、そこから受信した変更を組み込んだＨＵＤ４０上のイメージをリフレッシュする。次いで、ルーチン１１８の制御が、さらなるユーザによる変更を検出するために、ブロック１３８に戻される。
【００３９】
このようにして、ルーチン１１６および１１８は、ホストコンピュータ１４およびポータブルコンピュータシステム３０上で動作して、ホストオペレータおよび遠隔位置にいるユーザの一方または両方によって操作可能な共有ビューまたはシーンを供給し、二者間での通信を強化する。本願明細書において、ポータブルコンピュータシステム３０によって収集されたイメージからベースイメージが導き出されるように記載してきたが、本発明はこれに限定される必要はない。この代わりとして、ベースイメージは、着目したプロセスまたはデバイスに関係する格納されたオペレータビュー、図表などであってもよい。いずれの場合であっても、共有ビューにより、ホストオペレータは、ポータブルコンピュータのユーザが容易に視認できるように、表示されたイメージ内の異なる要素を指し示し、それについて話をすることができる。さらに、必要であれば、ユーザは、例えば、ホストオペレータと会話しやすいように、同一または異なるカーソルを用いてイメージに変更を加えることができる。必要であれば、ユーザは、イメージへ変更を加えることが可能である必要はなく、これにより、図５のルーチン１１６および１１８が単純化される。また、必要であれば、ユーザは、ホストコンピュータ１４に送信される前に、使用されるべきベースイメージを選択してもよい。
【００４０】
図６にフローチャート形式で示したルーチン１５０を参照しながら、プロセス制御環境内のポータブルコンピュータシステム３０の別の使用法について記載する。ルーチン１５０は、ポータブルコンピュータシステム３０内で実行されることが好ましいが、必須ではない。一般的に言えば、ルーチン１５０により、ユーザは、ハンズフリーで、ホストデバイスのオペレータの支援なしに、プロセス制御環境内で異なるデバイスまたは通信チャネルの適切な接続（Ｉ／Ｏ接続など）をチェックおよび検証することができる。これまで、プロセス制御環境内でのデバイスまたは通信チャネルの適切な接続を検証するためには、技術者は、電圧計などのハンドヘルド測定デバイス、および、ハンドヘルド無線機を持ってフィールドに出かける必要があった。技術者は、該ハンドヘルド無線機を用いて、ホストワークステーションにいるオペレータと通信していた。技術者はまず、デバイスのある場所へ向かい（デバイスを見つけ出し）、該デバイスの場所にいることをハンドヘルド無線機を介してホストオペレータに示し、次いで、これからチェックするのはどの通信チャネルかを示す必要があった。この時点で、技術者は、ライン上の信号を測定するために、ハンドヘルドメータ（測定デバイス）を使用する必要がある。次いで、技術者は、ハンドヘルド無線機を介して、測定した信号がどうであるかを伝えることで、測定信号が選択した通信チャネル上で実際の信号であるかを、ホストオペレータが検証できるようにする。その後、技術者は、テストされているチャネル上の信号を変更するようにホストオペレータに伝え、ホストオペレータは、通信チャネルの信号または値が変更されるようにする。次いで、技術者は、変更が実際に起こったかを確認するために、再度チャネル上の信号を測定する。明らかであるが、このプロセスでは、二人（例えば、ホストオペレータおよび技術者）に、ホストオペレータと技術者との間の非常に手のかかる通信を要求し、技術者が、ハンドヘルド無線機、ハンドヘルドメータを同時に操作し、適切なデバイスや通信ラインへのアクセスを得ようとする場合、大規模で複雑なプロセス制御環境において実施することが困難であった。さらに、このプロセスは、ホストオペレータと技術者との間の通信に依存しており、混乱が起きやすく、間違いを引き起こしやすい。
【００４１】
図６のルーチン１５０を用いて、ポータブルコンピュータのユーザが、比較的ハンズフリーの方法で（すなわち、測定デバイスのみを保持して）、ホストワークステーションに配置されているオペレータと通信する必要がなく、プロセス制御システム内において、Ｉ／Ｏ接続などのデバイス通信チャネル接続をテストできる。この代わりとして、ポータブルコンピュータシステム３０は、ホストコンピュータと直接通信して、必要なすべての情報をユーザに提供し、プロセス制御システム内でのデバイスまたは通信チャネルの接続をチェックするために必要なユーザによって要求された変更を加える。ルーチン１５０を用いて、ユーザは、プロセス制御環境またはプラント内に出かけ、デバイスおよび／またはデバイスに関連する通信チャネルのリストを取得し、テスト用の特定のデバイスおよび／または通信チャネルを選択し、テストされているデバイスまたはチャネル上の信号がどうあるべきかを見つけ出し、信号に変更を加え、デバイスまたはチャネルの適切な接続をテストするために、元の信号と変更後の信号の両方を測定し、これらすべては、ホストオペレータを必要とせず、それに関連した手のかかる間違いが起きやすい通信も必要ない。
【００４２】
ルーチン１５０は、テストされてもよいデバイスリストをＨＵＤ４０に表示するブロック１５２を含む。ユーザは、任意の所望の方法でリストしたデバイスの一を選択することによって、テストされる特定のデバイスを選択してもよい。好ましくは、ユーザは、「上（ＵＰ）」、「下（ＤＯＷＮ）」、「ＬＥＦＴ（左）」、「ＲＩＧＨＴ（右）」、「入力（ＥＮＴＥＲ）」などのコマンドをマイクロフォンに向かって話し、これらのコマンドは認識されて、コントローラ５４に与えられ、カーソル（ハイライトされた領域であってもよい）を移動したり、ＨＵＤ４０上のＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）スクリーンに表示されたアイテムを選択したりするために使用される。当然ながら、ユーザはまた、デバイスに関連する名前またはタグを入力するためにマイクロフォンを使用し、または、図４のルーチン１００を参照して上述したように、デバイスを自動的に識別するためにビデオカメラ３８を使用することによって、ツイドラ４６または他のキーボードデバイスを使用してデバイスを選択してもよい。
【００４３】
ブロック１５４は、ユーザがデバイスを選択するまで待機し、デバイスが選択されるか、またはユーザによって別の方法で選ばれた後、ブロック１５６が、ＨＵＤ４０を介して、選択されたデバイスに関連する通信チャネルのリストを表示する。図７に、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）タイプのディスプレイスクリーンを用いたこのようなディスプレイの一例が示されており、第１のチャネルＣＴＬＲ１Ｃ０２ＣＨ０１がハイライトされているデバイスＣＴＬＲ１（コントローラ１）の１１個の通信チャネルのセットを含む。当然ながら、Ｉ／Ｏまたは他の通信チャネルのリストは、任意の他の方法で表示されてもよく、図７のものに限定されるものではない。
【００４４】
再度、図６を参照すると、ブロック１５８は、ユーザがチェックされる通信チャネルを選択するまで待機する。ユーザは、例えば、異なるチャネルへカーソルを移動するために「前（ＢＡＣＫ）」および「次（ＮＥＸＴ）」、およびチャネルを選択するために「入力（ＥＮＴＥＲ）」などの単純なボイスコマンドを用いて、図７のスクリーンに表示された特定のチャネルを選択してもよい。このように、図７のディスプレイスクリーンを見たときに、第３の通信チャネル（ＣＴＬＲ１Ｃ０２ＣＨ０３）を選択するためには、ユーザは、チャネルＣＴＬＲ１Ｃ０２ＣＨ０３をハイライトするために、「次」を２回言った後に、そのチャネルを選択するために、「入力」と言えばよいだけである。他のボイスコマンドを使用することもできるが、スピーチ／ボイス認識ユニット５６によってより容易に認識可能である単純な単語にボイスコマンドセットを限定することが好ましい。また、図７のディスプレイスクリーンは、ツイドラ４６などの他の入力デバイスを用いて操作されてもよいが、ボイス信号を用いて、またはユーザが自分の両手を他の活動に使用できるようにする他のハンズフリー入力デバイスを用いて、ユーザがスクリーンを操作し、スクリーン上のデータを選択または入力できるようにすることが好ましい。
【００４５】
ユーザが、チェックするために特定の通信チャネルを選択した後、ブロック１６０が、選択された情報に対応するプロセス情報を示すさらなるスクリーンをＨＵＤ４０上に表示する。図８に、選択されたチャネルＣＴＬＲ１Ｃ０２ＣＨ０１についてのスクリーンの一例を示す。図８のスクリーンを生成するために、ブロック１６０は、トランシーバ３６を介して、ホストシステムから、またはフィールドデバイスから、選択された通信チャネルの現在のプロセス値を取得し、信号の品質の表示とともに（この場合、「良（ＧＯＯＤ）」）、そのチャネルの現在値（この場合、「０」）を表示する。ブロック１６０は、チャネルの新しいプロセス値を入力し、当該チャネルの信号のタイプを示すための領域をユーザに提供する。すなわち、当該領域は、チャネルがアナログチャネルであるかデジタルチャネルであるか、および、当該信号の有効範囲を示す。スクリーン上に表示される情報は、ポータブルコンピュータシステム３０のメモリ５２に格納されるか、またはメモリに情報を格納するか、またはデバイスから情報を取得するホストコンピュータ１４から取得され、またはトランシーバ３６とフィールドデバイスのトランシーバとの間のワイヤレス接続を介して、フィールドデバイスそのものから直接取得される。図８の例示的な例において、チャネルＣＴＬＲ１Ｃ０２ＣＨ０１は、現時点では値０に設定されたデジタルチャネルである。図９は、チャネルＣＴＬＲ１Ｃ０６ＣＨ０１の場合にＨＵＤ４０に表示された同様のスクリーンを示し、これは、有効範囲が０〜１００であり、現在値が９０であるアナログチャネルである。
【００４６】
図８または図９のスクリーンを見る場合、ユーザは、例えば、ハンドヘルド電圧計または任意の他の所望のデバイスを用いて、選択されたチャネルの値を手動で測定できる。測定値が、スクリーンの現在値フィールドにリストされた値と同じであれば、ユーザは、新規値のフィールドに新規値を入力することで継続してもよい。再度、図６を参照すると、ブロック１６２は、ユーザが新しいプロセス値を入力するまで待機する。数字および「入力」、「前」、および「次」などの他の単純なコマンドの形式でボイスコマンドを用いることで、ユーザは、計測デバイスから手を離す必要がないことが好ましい。図９のスクリーンディスプレイの新規値フィールドに、新規値９８．５が入力されている。新規値を受信すると、ブロック１６４が、その新規値をホストシステムに送信し、次いで、ホストシステムは、選択されたチャネルを新規値に変更し、選択されたチャネルが新規値に変更されたことを検証した後、選択されたチャネルの現在値として、ポータブルコンピュータシステム３０に新規値を送信する。次いで、ブロック１６６が、前に入力した新規値に現在値が変更されたことを示すために、ＨＵＤ４０上のスクリーンディスプレイをリフレッシュし、ユーザが異なる新規値を入力できるように、新規値フィールドをクリアする。このとき、ユーザは、信号が入力された新規値に変更されたかを確認するために、ハンドヘルドメータを用いて、選択されたチャネルの信号を測定できる。変更されていれば、通信チャネルは、プロセス制御システム内において正確に接続され動作している可能性が高い。変更されていなければ、識別および修正しなければならない問題が存在する。当然ながら、ユーザは、通信チャネル値にさらなる変更を加え、これらの変更を測定してもよく、または、チェックされる異なるチャネルまたはデバイスを選択するために、チャネルまたはデバイス選択スクリーンにスクロールして戻ってもよい。
【００４７】
上述したシステムを用いると、一人の人間が、ホストステーションに配置されているオペレータと話したり協調したりすることなく、通常、測定およびフィールドで実行される他の作業を妨げるハンドヘルド無線機を持ち運ぶことなく、プロセス制御環境内における異なる通信チャネルの適切な接続および動作を検証することができる。
【００４８】
別の実施形態において、ポータブルコンピュータシステム３０はプロセス制御環境内の任意のデバイスもしくはオブジェクトに関連する情報を格納し、自動的にリトリーブするために使用されることができる。該デバイスは、デバイスタグもしくは他の認識可能なデバイス特徴を有するデバイスを含み、該オブジェクトは、関連するデバイスタグを通常は有さない通路、ゴミ箱、建物などを含む。このようにポータブルコンピュータシステム３０を使用することで、ユーザは、プラントや他のプロセス制御環境を移動し、本人によって、または別の人間による将来のリトリーブのために、プラント内のデバイスまたはオブジェクトに関するボイスメッセージ（または他の情報やデータ）を記録できる。同様に、デバイスまたは他のオブジェクトを見ることによって（ＨＵＤ４０上のディスプレイで見ることによって）、ユーザは、あるデバイスに対してボイスメッセージがすでに生成されているか否かを決定でき、すでに生成されているこのようなボイスメッセージをリトリーブすることができる。さらに、または他の形態として、ＧＰＳユニット４７によって提供される位置情報を用いて、ユーザがこれらのデバイスを現在見ていなくても、物理的にユーザの付近にあるデバイスに関連するメッセージが自動的に現れるようにしてもよい。
【００４９】
一の実施形態において、この機能性を与えるためのソフトウェアルーチン（コンピュータ３４のプロセッサまたはＣＰＵ５０に格納され実行されてもよい）が、３つの基本ルーチンを含み、これらは、別々のルーチンであってもよく、またはすべてが単一のルーチンの部分であってもよい。第一のルーチンは、ユーザの視野内にあるか、ユーザが関心を有する一以上のデバイスを識別する。このルーチンは、例えば、ユーザが現在関心を有するデバイスを識別するために、デバイス名、タグ、または他のデバイス識別子の形態をしたボイス入力を（マイクロフォン４４から）受け入れてもよい。同様に、このルーチンは、ＨＵＤ４０を介してユーザにデバイスのリストを表示してもよく、例えば、ボイスコマンドや他の入力を用いて、表示されたデバイスの一をユーザが選択できるようにしてもよい。他の形態として、このルーチンは、一以上の可視デバイス特徴を識別する、図４を参照して上述したビデオイメージ処理ルーチンを用いて、デバイスを自動的に識別してもよい。デバイス特徴を用いる代わりに、自動ビデオ処理ルーチンは、デバイスを識別する特定用途のデバイス上またはその付近に配置された識別子（光学式バーコードなど）に基づいて、デバイスを識別してもよい。他方で、一以上のデバイス上またはその付近に、トランスミッタが配置されてもよく、これらのトランスミッタは、一以上のデバイスを識別するために、コンピュータ３４によって受信され、ルーチンによって復号される信号を送り出してもよい。１つの実施形態において、一部屋または他の単位面積に対して単一のトランスミッタが使用されてもよく、送信信号を受信および復号すると、ルーチンは、その部屋または単位面積内のデバイスのすべてを格納するメモリ（例えば、コンピュータ３４またはホストコンピュータ１４のいずれかに配置されている）にアクセスしてもよい。次いで、これらのデバイスのリストが、ＨＵＤ４０を介して着用者に与えられてもよい。同様に、タグや他の自動認識可能な特徴を有さないデバイスが、このような自動認識可能な特徴を有するデバイスに（データベースにおいて）結び付けられてもよい。通常、互いに近接したデバイスは、データベースにおいて（互いに関連して）結び付けられる。その後、自動認識可能な特徴（タグ付きデバイス）を有するデバイスの一が識別されると、ルーチンは、タグ付きデバイスの付近にあるか、またはそれに関連付けられた他のタグが付いていないデバイスを決定するために、データベースを調べてもよく、ＨＵＤ４０を介してこれらのデバイスのすべてのリストを着用者に表示してもよい。当然ながら、デバイスを識別するほかの方法も使用することができる。
【００５０】
一以上のデバイスが識別され、例えば、ＨＵＤ４０を介してユーザに表示されると、第二のルーチンにより、ユーザは、識別されたデバイスの一に関連するようにボイスメッセージを格納することができる。ユーザは、識別されたデバイスの一を選択してもよく（例えば、ボイスコマンドや任意の他のタイプの入力を用いて）、次いで、ＨＵＤ４０を介して促されると、マイクロフォン４４に話しかけてボイスメッセージを生成する。次いで、第二のルーチンは、識別／選択されたデバイスに関連するように、メモリにボイスメッセージを格納する。このメモリは、コンピュータ３４上のメモリ５２であってもよく、または、好ましくは、ホストコンピュータ１４などのホストシステム内のどこかにあるメモリであってもよい。ホストコンピュータ１４に格納されると、ボイスメッセージは、二以上のポータブルコンピュータから利用することができる。
【００５１】
第三のルーチンが、第一のルーチンによって識別された任意のデバイスに対して、すでに格納されたボイスメッセージが存在するかを決定し、存在していれば、アイコンなどの表示をＨＵＤ４０に表示して、その識別したデバイスに対してすでに格納されたメッセージが存在することをユーザに伝える。ユーザが、例えば、ボイスコマンドを用いてアイコンを選択すると、第三のルーチンは、メモリからすでに格納されているボイスメッセージをリトリーブして、スピーカ４２を介してユーザにそれを再生する。
【００５２】
このデータ格納／リトリーブ技術を用いて、ポータブルコンピュータユーザ（またはホストシステム１４のオペレータ）がデバイスを識別すると、手動または自動のいずれかで、ユーザ（またはオペレータ）は、デバイスに関連するボイスメッセージを記録でき、同様に、そのデバイスに関連するすでに格納されたボイスメッセージをリトリーブして聞くことができる。このようにして、ユーザ（またはオペレータ）が、プロセス制御システム内のデバイスまたは任意の他のオブジェクトに関してメモを採るか、メッセージを残してもよく、同じ人間か、または、別の人間がこれらを後でリトリーブすることができる。このようなメッセージは、例えば、デバイスへの修理が継続中であることや、デバイスの較正を実行する必要があることを次の人に知らせてもよく、または、デバイスやオブジェクトに関する任意の所望のメッセージであってもよい。一のシンプルな例において、ユーザが、プロセス制御環境またはプラント内の歩行路を歩き、歩行路の塗り替えや修理が必要であることを通知してもよい。ユーザがいる部屋に基づいて、または、例えば、ＧＰＳユニット４７を用いて、デバイス特徴を用いて自動的に識別可能な他のデバイスと歩行路との近接性に基づいて、自動識別ができるように歩行路上に配置された特定のコードまたは他の特徴に基づいて、ボイス入力および手動操作型のデバイス入力を含む任意の種類のユーザ生成入力に基づいて、または任意の他の方法で、歩行路が自動的に識別されてもよい。ユーザは、ＨＵＤ４０上で歩行路を選択してもよく、次いで、歩行路に施されるべき修理について述べたボイスメッセージを作ってもよい。その後、歩行路がポータブルコンピュータのユーザ（またはホストコンピュータ１４にいるオペレータ）によって関心を有されるものとして、または見られているものとして認識されると、ボイスメッセージは、ユーザ（またはオペレータ）に対して自動的に利用可能であってもよく、利用可能であることをアイコンで示されてもよく、これはまた、歩行路に関連付けられているＨＵＤ４０上のテキストメッセージであってもよい。このようにして、新しい情報が、プロセス制御環境内の任意のデバイスまたはオブジェクトに関連するものとして生成され、格納されてもよく、この情報は、他のより標準的な情報（ヘルプ情報など）をユーザが利用可能であるのと同じ方法および／または同じ時に、ユーザに後で与えられてもよい。
【００５３】
ポータブルコンピュータシステムについて、フィールドデバイスのメンテナンス、修理、およびトラブルシューティングの作業を実行するようにプログラミングされているものとして本願明細書に主に記載しているが、ポータブルコンピュータは、さまざまな他の作業を実行および／または達成してもよい。特に、多数のアプリケーションが、ポータブルコンピュータシステム３０内に格納され、および／またはオペレータワークステーション１４によって実行され、およびトランシーバ３２および３６を介してコンピュータシステム３０によってアクセスされてもよい。一例として、ポータブルコンピュータシステム３０は、１９９９年２月２２日に出願され、特許文献１として発行された「プロセス制御システムにおける診断（Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ  ｉｎ  ａ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）」という発明の名称の米国特許出願第０９／２５６，５８５号によって開示されているようなプロセス制御診断作業を実行してもよく、同特許の内容全体は、本願明細書において参照により援用されているものとする。診断作業は、例えば、２０００年２月７日に出願され、特許文献２として発行された「プロセス制御システムにおける診断エキスパート（Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  Ｅｘｐｅｒｔ  ｉｎ  ａ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）」という発明の名称の米国特許出願第０９／４９９，４４５号によって開示されたものなどの診断エキスパートシステムを使用することを含んでもよく、同特許の内容全体もまた、本願明細書において参照により援用されたものとする。さらに、診断作業は、２００１年４月１９日に出願された「プロセス制御システムの配線障害検出、診断、報告（Ｗｉｒｉｎｇ  Ｆａｕｌｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，  Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ  ａｎｄ  Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）」という発明の名称の米国特許出願第０９／８５０，３００号によって開示されたものなどの配線障害の検出および診断を含んでもよく、同特許出願の内容全体は、本願明細書において援用されたものとする。
【００５４】
しかしながら、より一般的には、ポータブルコンピュータシステム３０は、オペレータワークステーション１４によって一般的に実行される、または実行されるであろう作業の任意のものを実行するように適応されてもよい。同様に、本願明細書に記載するポータブルコンピュータシステムは、任意の最近のプロセス制御システム内におけるオペレータインターフェイスとして使用されてもよい。最近のプロセス制御システムは、一般的に、マイクロプロセッサベースの分散制御システム（ＤＣＳ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｓｙｓｔｅｍ）である。従来のＤＣＳコンフィギュレーションは、データバス（例えば、イーサネット（登録商標））によって一以上のコントローラに接続された、ワークステーションなどの一以上のユーザインターフェイスデバイスを含む。コントローラは、一般的に、制御されるプロセス付近に物理的に配置され、プロセス中に配置された電子センサ、トランスミッタ、電流・圧力変換器、バルブポジショナなどの多数の電子モニタデバイスおよびフィールドデバイスに接続される。
【００５５】
従来のＤＣＳにおいて、各コントローラ内に制御アルゴリズムを供給することによって、制御タスクが分散される。コントローラは、コントローラに結合されたフィールドデバイスを制御するために、制御アルゴリズムを独立して実行する。制御タスクをこのように分散させると、全体的なシステムの柔軟性が増す。例えば、ユーザが、ＤＣＳに新しいプロセスまたはプロセスの一部を追加したければ、ユーザは、適切なセンサ、アクチュエータなどに接続された追加のコントローラ（適切な制御アルゴリズムを有する）を追加できる。他の形態として、ユーザが既存のプロセスを修正したければ、新しい制御パラメータまたは制御アルゴリズムが、例えば、データバスを介して、ユーザインターフェイスから適切なコントローラへダウンロードされてもよい。
【００５６】
モジュール性および製造業者間の互換性を高めるために、プロセス制御の製造業者らは、最近、プロセス内の制御をさらに分散させる方向に向かっている。これらの最近のアプローチは、ＨＡＲＴ（登録商標）、ＰＲＯＦＩＢＵＳ（登録商標）、ＷＯＲＬＤＦＩＰ（登録商標）、Ｄｅｖｉｃｅ−Ｎｅｔ（登録商標）、ＣＡＮ、およびフィールドバス（Ｆｉｅｌｄｂｕｓ）プロトコルなどのオープンプロトコルを用いて通信するスマートフィールドデバイスに基づく。これらのスマートフィールドデバイスは、場合によっては、フィールドバスデバイスなどを用いて、ＤＣＳコントローラによって従来実行されたいくつかの制御ループ機能を実行するセンサ、アクチュエータなど、本質的にマイクロプロセッサベースのデバイスである。スマートフィールドデバイスには、制御機能を提供し、オープンプロトコルを用いて通信するものもあるため、種々の製造業者からのフィールドデバイスは、共通のデジタルデータバス上で互いに通信でき、従来のＤＣＳコントローラやデータ送信に適した任意の他のデータバスを妨害することなく、制御ループを実行するように相互運用できる。
【００５７】
このような最近のプロセス制御システムに分散されたコントローラおよび他のデバイスは、例えば、イーサネット（登録商標）などのシステムレベルデータバスまたは任意の他の適切なデジタル通信バスを介して、一以上のオペレータワークステーションに通信可能に結合される。よく知られているように、一以上のデータヒストリアンが、システムレベルデータバスを介して、プロセス制御システム内のワークステーションおよび他のデバイスに通信可能に接続されてもよい。
【００５８】
このように、本願明細書に記載するポータブルコンピュータシステムは任意のプロセス制御システムにおいて、ワークステーションを介して、システムレベルデータバスに接続されてもよい。該ワークステーションは、ワイヤレストランシーバ、ワイヤレス通信インターフェイスを提供するシステムレベルデータバスと通信する他のデバイス、もしくは他のワイヤレス通信システムを含んでもよい。他のワイヤレス通信インターフェイスは、ポータブルコンピュータがプロセス制御システムとインターアクトし、プロセス情報や他の情報を交換することができるようにする特定のフィールドデバイス上にあるものであってよい。このようにして、システムオペレータやユーザが、例えば、プロセスプラント中を歩きながら、固定したホストオペレータワークステーションまたはシステムに配置されている別の人間と通信するために無線電話機を使用することなく、ポータブルコンピュータシステムを介して、プロセス制御システムと遠隔位置でインターアクトできる。その結果、本願明細書に記載するポータブルコンピュータシステムにより、１人のユーザが、従来のオペレータワークステーションを介してインターアクトが生じているかのように、プロセス制御プラント内、または場合によっては、物理的なプロセス制御プラント外の任意の場所から、プロセス制御システムとインターアクトすることができるようになる。
【００５９】
必要であれば、ポータブルまたはハンドヘルドコンピュータ３０は、有線接続を介してフィールドデバイスと通信する既知のハンドヘルドデバイスによって通常実行される任意の機能性を実行するために、ホストシステムを介して通信することなく、個々のフィールドデバイスに直接およびワイヤレスにアクセスするために使用されてもよい。特に、現在、プロセスプラント内に取り込まれてもよく、個々のデバイスと通信するために、ハードワイヤード接続を介してプラント内の個々のデバイス（フィールドデバイス、コントローラなど）に一時的に接続されてもよいハンドヘルドまたはポータブルデバイスがある。このようなデバイスの一が、特許文献３に詳細に記載されており、同特許の内容全体は、本願明細書に参照により援用されてものとする。通常、このような一時的なハードワイヤード接続は、デバイスで診断を実行し、デバイスを構成し、または再較正するために、またはデバイスに対する何らかの他の修理または分析機能の一環として確立される。一般的に言えば、これらの既知のハンドヘルド通信機は、フィールドデバイス上の端子に直接接続されるか、またはＨＡＲＴやＦｉｅｌｄｂｕｓバスなどのデバイスに向かうバスや通信ラインに接続されるリード線またはワイヤを有する。
【００６０】
しかしながら、理解されるように、ポータブルまたはハンドヘルドコンピュータ３０は、コンピュータ３０上に設けられたワイヤレストランシーバ３６、および図１のワイヤレストランシーバ３２Ａおよび３２Ｂなどのフィールドデバイスの一以上に設けられたワイヤレストランシーバを介して、フィールドデバイスなどのデバイスと直接通信してもよい。この例において、ハンドヘルドコンピュータまたは通信機３０は、フィールドデバイスから情報（プロセス情報やフィールドデバイスによって収集されフィールドデバイスに格納されている情報など）を取得し、フィールドデバイスに情報（コンフィギュレーション情報など）を送信し、もしくは、公知のハードワイヤードハンドヘルドデバイス通信機によって一般的に実現される同様のタイプの通信を用いてフィールドデバイスの任意のタスクを実行するために、異なるフィールドデバイスと直接通信することができる。デバイスによる通信がワイヤレスに実行される場合は例外である。
【００６１】
図１５は、ハンドヘルド通信機３３０として参照されるハンドヘルドコンピュータが、プロセスプラント３４０内の多数の異なるデバイスの任意のもの、特に、フィールドデバイスとワイヤレス通信するために使用されてもよい多数の異なる方法を示す。図１５に示すように、プロセスプラント３４０は、多数の異なる領域またはセクション３５０、３６０、３７０、および３８０を含む。該領域またはセクションの各々は、フィールドデバイスの異なるセット（およびコントローラ、入出力デバイスなどの他のデバイス）を含む。該プロセスプラント３４０は、さらに、ハンドヘルド通信機３３０に関連付けられたホストコンピュータ３９０、およびリポジトリ３９５を有する。
【００６２】
図１５に詳細に示すように、プロセスプラント３４０のセクション３５０は、例えば、ＨＡＲＴまたは４〜２０ミリアンペアのフィールドデバイスであってもよい２つのフィールドデバイス４１１および４１２に通信可能に接続されたコントローラ４１０を含む。フィールドデバイス４１１は、ビルトインまたはオンボードトランシーバを含むように示されているが、フィールドデバイス４１２は、ハードワイヤード接続によって接続されたトランシーバ４１３を含むように改良されて示されている。このハードワイヤード接続は、既知のポータブルハンドヘルドデバイスに対して通常使用されるハードワイヤード接続端子、またはフィールドデバイス４１２上の任意の他の適切な接続端子を用いて提供されてもよい。動作中、ハンドヘルド通信機３３０は、デバイス４１１搭載のトランシーバを介して、またはデバイス４１２に関連付けられたトランシーバ４１３を介して、フィールドデバイス４１１および４１２と直接通信してもよい。
【００６３】
プロセスプラント３４０のセクション３６０は、入出力デバイス４２２を介して、バスベースのプロトコルフィールドデバイス４２４のセットが通信するバス４２３に通信可能に接続されたコントローラ４２０を含む。フィールドデバイス４２４は、例えば、任意のフィールドバスデバイス（ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮTM  Ｆｉｅｌｄｂｕｓデバイスなど）、Ｐｒｏｆｉｂｕｓデバイス、または任意の適切なバス通信プロトコルを用いた任意の他のデバイスであってもよい。さらに、バス４２３にトランシーバデバイス４２６が接続され、デバイス４２４とハンドヘルド通信機３３０との間のワイヤレス通信接続として動作する。当然ながら、トランシーバデバイス４２６は、適切なバスプロトコルを用いて、バス４２３上で通信する必要がある通信機器およびソフトウェアのすべてを含む。トランシーバデバイス４２６は、バス４２３上の通信を、ハンドヘルド通信機３３０に送り出すためのワイヤレス信号に変換することが可能であり、ハンドヘルド通信機３３０からワイヤレスに受信した通信を、バス４２３上の他のデバイスに送り出されるバス４２３上で使用されるバスプロトコルに適合する適切な信号に変換することが可能である。このように、動作中、ハンドヘルド通信機３３０は、トランシーバデバイス４２６と通信し、バス４２３上の一以上の他のフィールドデバイス４２４から情報を要求し、またはバス４２３上の一以上の他のフィールドデバイス４２４に情報または信号が送信されることを要求する。次いで、ハンドヘルド通信機３３０およびバス４２３に対して入出力デバイスとして動作するトランシーバデバイス４２６は、ハンドヘルド通信機３３０によって要求された動作を達成するために、バス４２３上に適切な信号を作り出し、送信する。このような動作は、例えば、フィールドデバイス４２４から情報を要求するために、フィールドデバイス４２４に信号を送信することと、フィールドデバイス４２４がある方法でコンフィギュレーション、較正、または制御されるように、フィールドデバイス４２４へ一以上のコンフィギュレーション、較正、または制御信号を送信することと、一のフィールドデバイス４２４の情報を変更することと、などを含んでもよい。
【００６４】
図１５に示すように、プロセスプラント３４０のセクション３７０は、さまざまなフィールドデバイス４５４に接続されたコントローラ４５０の対を含み、これらのフィールドデバイスの各々は、ワイヤレストランシーバ４５６にハードワイヤード接続を介して接続される。この場合、ＨＡＲＴ、４〜２０ミリアンペア（従来）のフィールドデバイスとともに、Ｆｉｅｌｄｂｕｓデバイスなどのバスベースのプロトコルデバイスを含むが、これらに限定されるものではない任意のタイプのフィールドデバイスであってもよいフィールドデバイス４５４は、任意の所望の方法で、または任意の従来または既知の通信構造を用いて、コントローラ４５０に通信可能に接続されてもよい。理解されるように、任意の所望の接続構造または端末を用いて、フィールドデバイス４５４に接続されてもよいワイヤレストランシーバ４５６は、フィールドデバイス４５４に対してワイヤレスノードとして動作する。動作中、ハンドヘルド通信機３３０は、ワイヤレストランシーバデバイス４５６とワイヤレス通信し、フィールドデバイス４５４の一以上から情報を要求し、またはフィールドデバイス４５４の一以上に情報または信号が送信されることを要求する。次いで、ハンドヘルド通信機３３０およびデバイス４５４に対して入出力デバイスとして動作するトランシーバデバイス４５６は、ハンドヘルド通信機３３０によって要求された動作を達成するために、デバイス４５４の個々のデバイスに適切な信号を作り出し、送信する。このような動作は、例えば、フィールドデバイス４５４から情報を要求するために、フィールドデバイス４５４に信号を送信することと、フィールドデバイス４５４がある方法でコンフィギュレーション、較正、または制御されるように、デバイス４５４へ一以上のコンフィギュレーション、較正、または制御信号を送信することと、一のフィールドデバイス４５４の情報を変更することと、などを含んでもよい。
【００６５】
わずかに異なる構成において、プロセスプラント３４０のセクション３８０は、ハードワイヤード接続を介して、および／またはワイヤレス通信接続を介して、一以上のフィールドデバイス４６４に任意の所望の方法で通信可能に接続された一以上のコントローラ４６０を含む。しかしながら、この場合、フィールドデバイス４６４の各々は、このデバイスに設けられるか、またこれに接続されたワイヤレストランシーバを含み、ワイヤレスノードトランシーバデバイス４６６とワイヤレス通信する。この場合、フィールドデバイス４６４の各々は、トランシーバノード４６６の一部であり、コントローラ４６０が一部であってもよいポイント・ツー・ポイントまたはメッシュネットワークなどのワイヤレス通信ネットワークの一部であってもよい。この構成において、必要であれば、コントローラ４６０または他のデバイスは、ハードワイヤード接続（図１５に示す）を用いて、またはいずれか二の組み合わせを用いて、フィールドデバイス４６４とワイヤレス通信してもよい。いずれの場合であっても、ハンドヘルド通信機３３０は、ワイヤレストランシーバデバイス４６６と通信し、フィールドデバイス４６４の一以上（またはワイヤレスネットワーク内の任意の他のデバイス）から情報を要求し、またはそれらのデバイスに情報または信号が送信されることを要求する。次いで、ハンドヘルド通信機３３０およびデバイス４６４に対して入出力デバイスとして動作するトランシーバデバイス４６６は、ハンドヘルド通信機３３０によって要求された動作を達成するために、デバイス４６４の個々のデバイスに適切な信号を作り出し、ワイヤレス送信する。このような動作は、例えば、フィールドデバイス４６４から情報を要求するために、フィールドデバイス４６４に信号を送信することと、デバイスがある方法でコンフィギュレーション、較正、または制御されるように、デバイス４６４へ一以上のコンフィギュレーション、較正、または制御信号を送信することと、一のフィールドデバイス４６４の情報を変更することと、などを含んでもよい。当然ながら、この代わりとして、必要であれば、ハンドヘルドコンピュータ３３０は、フィールドデバイス４６４の各々とワイヤレスであるが直接通信してもよく、これは、ハンドヘルド通信機３３０が、ハードワイヤードネットワークとは対照的にワイヤレスネットワーク内のフィールドデバイス（または他のデバイス）にワイヤレスに直接通信していることを除いて、プロセスプラント３４０のセクション３５０に設けられたフィールドデバイスで示された通信と類似している。
【００６６】
さらに、または他の形態において、ハンドヘルド通信機（通信機３３０Ａとして図１５に示す）が、一時的なハードワイヤード接続を介してトランシーバノード４６６に接続されてもよく、フィールドデバイス４６４との同じタイプの通信を実行してもよい。このように、中央または利便性のよい位置にあるトランシーバノード４６６が、ワイヤレストランシーバを搭載したデバイスを含む通信デバイス３３０の必要を低減することもあるが、この代わりとして、トランシーバノード４６６に関連するワイヤレストランシーバを用いて、複数のフィールドデバイス４６４にワイヤレス通信してもよい。
【００６７】
図１５にも示すように、ハンドヘルド通信機３３０は、ホストデバイス３９０および／またはホストデバイス３９０に通信可能に接続されても、接続されなくてもよい情報リポジトリ３９５とワイヤレス通信してもよい。図１５に示していないが、ホストデバイス３９０は、任意の既知のまたは適切な方法で（一以上のハードワイヤード接続を介して）、図１５のコントローラ４１０、４２０、４５０、および４６０の一部またはすべてに接続されてもよく、図１５に示すデバイスの制御に関連しても、または関与してもよい。いずれの場合においても、ホスト３９０、および／または、ハードワイヤード接続を介して、またはワイヤレス接続を介して、ホスト３９０に接続されてもよいリポジトリ３９５は、ハンドヘルド通信機３３０がワイヤレス通信するであろうデバイス４１１、４１２、４２４、４５４、および４６４（およびプロセスプラント３４０内の任意の他のデバイス）に関する情報を記憶する。このようなデバイス情報は、ホストコンピュータ３９０を介してデバイスについて受信した、測定パラメータなどのメンテナンス、状態、および現在の稼動情報、デバイス較正情報、およびデバイス製造業者情報の任意のものおよびすべてを含んでもよい。このデバイス詳細情報はまた、ハンドヘルド通信機３３０が、デバイスと通信するために、またはデバイスとワイヤレス通信するために必要な通信プロトコルを規定するために必要な任意の情報、プロセスプラント３４０内においてデバイスの一以上とワイヤレス通信するためにハンドヘルド通信機３３０によって使用されるユーザインターフェイスなどを含んでもよい。
【００６８】
動作中、ハンドヘルド通信機３３０は、プロセスプラント３４０の一以上のセクション３５０、３６０、３７０、および３８０内の一以上のフィールドデバイスと通信する方法を規定するデバイス情報をリポジトリ３９５から取得してもよい。次いで、ハンドヘルド通信機３３０は、情報がダウンロードされたプラント３４０の個々のセクションに取り入れられてよく、そのセクション内の一以上のフィールドデバイスと通信してもよい。オペレータまたは技術者が、デバイスから状態、稼動および較正情報を取得し、デバイスを構成または再構成し、デバイスから任意の他の所望の入手可能な情報を取得し、または、制御機能、テスト機能、通信機能などの機能をデバイスに実行させるように、このような通信を達成してもよい。次いで、ハンドヘルド通信機３３０は、デバイスから取得した任意の情報を、ホスト３９０またはリポジトリ３９５へダウンロードしてもよく、これは、データヒストリアンまたはコンフィギュレーションデータベースとして動作してもよい。
【００６９】
一般的に言えば、ハンドヘルド通信機３３０がワイヤレス通信しようとするフィールドデバイスが、よく知られているＥＤＤ言語を用いて、リポジトリ３９５にすべて記述されてもよい。さらに、アクセス機構は、ＥＤＤによって規定される。上述したように、フィールドデバイスは、ワイヤレストランスミッタが装備されるか、またはメッシュネットワークなどの一の領域にあるすべてのデバイスのゲートウェイとして作用するワイヤレスノードに接続される。デバイスＥＤＤは、ＣＤまたはウェブを介して、または任意の他の方法で、リポジトリ３９５またはハンドヘルド通信機３３０へ送られてもよく、そこから、必要なときに、ハンドヘルド通信機３３０に送られてもよい。
【００７０】
上述したように、ホストリポジトリ３９５は、すべてのデバイス情報のリポジトリを維持してもよい。このように、異なるフィールドデバイスのＥＤＤを格納することに加え、ホストリポジトリ３９５はまた、製造業者データ、カスタムドキュメント、コンフィギュレーションデータ、デバイスとの通信時にハンドヘルド通信機３３０で使用されるディスプレイユーザインターフェイス、ディスプレイ用のメニュー、デバイスの履歴／性能／メンテナンス／較正などに関する記録の履歴などの他のデバイス情報を含んでもよい。共通のデバイスデータに対して、リポジトリ３９５は、リポジトリ３９５内でコピーを保持する代わりに、製造業者のウェブサイトへのリンクを格納してもよく、このデータは、必要とされるとき、またはハンドヘルド通信機３３０によって要求されるときに取得されてもよい。いずれの場合においても、ハンドヘルド通信機３３０は、特定のデバイスとの通信を試みる前に、またはデバイスとの通信を試みる際に（すなわち、通信が望まれるデバイスを識別した後）、リポジトリ３９５からすべての必要なデバイスデータを取得してもよい。
【００７１】
さらに、ハンドヘルド通信機３３０は、図１５を参照して記載した任意の方法で、デバイスとの通信を達成するために、リポジトリ３９５から受信したデバイスデータを処理するためのインフラストラクチャおよびソフトウェアを含む。デバイスデータは、ハンドヘルド通信機３３０が、任意のデバイス詳細データを永久に格納する必要がないように、リポジトリ３９５から要求に応じて、ハンドヘルド通信機３３０にワイヤレスにダウンロードされてもよい。当然ながら、フィールドエンジニアは、フィールドまたはプラント３４０の特定のセクションまで歩く前に、デバイスセットのデータを予めダウンロードしてもよい。
【００７２】
ハンドヘルド通信機３３０のデザインは、既知の．Ｎｅｔプラットフォームと適合してもよく、この場合、ハンドヘルド通信機３３０で実行するプラットフォームは、デバイス記述言語（ＤＤＬ：ｄｅｖｉｃｅ  ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  ｌａｎｇｕａｇｅ）の共通インターフェイスおよび他のコンフィギュレーション記述をサポートする。その結果、このプラットフォームは、デバイス記述（ＤＤ：ｄｅｖｉｃｅ  ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ）、カスタム機能、および他の記述に適合する任意のデバイスをサポートする。さらに、ハンドヘルド通信機３３０上で使用されたプラットフォームは、必要であれば、ホストコンピュータ３９０からワイヤレスに更新されてもよい。
【００７３】
上述したように、ホストシステム３９０およびリポジトリ３９５とワイヤレスに通信することに加えて、ハンドヘルド通信機３３０はまた、例えば、フィールドデバイスに搭載のトランシーバデバイス、トランシーバデバイス４１３、４２６、４５６、４６６などのフィールドデバイスのワイヤレスアクセスポイントを介して、フィールドデバイス４１１、４１２、４２４、４５４、および４６４などのプラント３４０のデバイスとワイヤレス通信する。当然ながら、ハンドヘルド通信機３３０は、フィールドデバイスと通信するために、任意の一以上の標準ワイヤレスプロトコルを用いてもよい。さらに、ＥＤＤは、ハンドヘルド通信機３３０とフィールドデバイスとの間の通信を提供するために使用されてもよい。詳細には、ＥＤＤは、デバイス機能ブロックを規定し、ハンドヘルド通信機３３０は、Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄｂｕｓデバイスがアクセスされてもよい方法に類似して、機能ブロックを通るデバイス内のリッチデータにアクセスしてもよい。ワイヤレスノードが、図１５のセクション３６０、３７０、および３８０などにおいて、いくつかのデバイスに対して使用されれば、ノードは、ＨＡＲＴ、Ｆｉｅｌｄｂｕｓなどのプロトコルなど、任意の標準伝送プロトコルを用いて、ワイヤを介して（または必要であれば、ワイヤレスに）フィールドデバイスと通信することになる。
【００７４】
使用中、フィールドエンジニアが、通信が望まれるフィールドデバイスまたは他のデバイスまで歩いてもよい。フィールドデバイスは、ワイヤレス識別を含む、上述した視覚、音声、または電磁放射技術の任意のものを用いることを含む、任意の所望の方法で識別されてもよい。次いで、ハンドヘルド通信機３３０は、ハンドヘルド通信機がこの情報をまだ格納していなければ、ホストリポジトリからデバイスデータをワイヤレスに要求してもよい。ホスト３９０またはリポジトリ３９５とのワイヤレス通信が、ハンドヘルド通信機３３０が存在する場所から不可能である場合、フィールドエンジニアまたは他のユーザは、フィールドまたはプラント３４０に出かける前に、ハンドヘルド通信機３３０にこの情報をプレロードしてもよい。
【００７５】
いずれの場合においても、ハンドヘルド通信機３３０に提供された情報に基づいて、通信機３３０上のプロセッサは問題のデバイスと通信する際に使用するために構成または生成された一以上のデバイス指定のユーザインターフェイスをフィールドエンジニアに表示する通信ソフトウェアを実行または実装する。このプロセスの一環として、フィールドエンジニアは、リポジトリ３９５から受信し、このようなワイヤレス通信を行うために、ハンドヘルド通信機３３０において格納された通信ソフトウェアまたはプログラミングによって使用されたプロトコル情報に従って、フィールドデバイスと通信可能に接続する。ワイヤレス接続に関連するハードウェアデバイスおよびフィールドデバイスと任意の関連するトランシーバデバイスとの両方に格納されたソフトウェアの任意のものとともに、ハンドヘルド通信機３３０内のソフトウェアまたは他のプログラミングを用いて、通信接続が確立されると、フィールドエンジニアは、例えば、プレコンフィギュレーションされたユーザインターフェイスを用いて、デバイスに対して読み書きを行う。当然ながら、ユーザは、例えば、デバイスからの情報を読み取り、デバイスを構成または再構成し、デバイスをリセット、較正または制御し、デバイスに新しいパラメータまたは他の情報を送信し、デバイスで、またはデバイスがあるプラントの部分で任意の標準的なメンテナンスまたは診断作業やルーチンを実行するためなど、任意の所望の目的のためにフィールドデバイスと通信するために、ハンドヘルド通信機３３０を使用してもよい。
【００７６】
フィールドエンジニアが、フィールドデバイスとの通信を完了した後、ハンドヘルド通信機３３０は、デバイスから取得した受信デバイスデータ（およびトラック変更データまたはバージョン制御データなど、この通信プロセスの一部としてハンドヘルドデバイスに生じた任意のデータ）を、ホストコンピュータ３９０および／またはリポジトリ３９５へ後でダウンロードしてもよい。フィールドエンジニアはさらに、またはこの代わりとして、プラント３４０の別の領域またはセクションまで歩いてもよく、上記ステップを繰り返した後、プラント３４０の他の領域またはセクションにある他のデバイスと通信する。
【００７７】
図１５のシステムを用いて、ハンドヘルド通信機３３０は、制御システムホスト３９０を介してデバイスと通信する必要がなく、ワイヤレス方法で直接デバイスにアクセスする。その結果、ハンドヘルド通信機３３０は、ホストシステム３９０が、ハンドヘルド通信機３３０から非常に離れているため、ハンドヘルド通信機３３０とワイヤレス通信できなくても、プラント３４０内の一以上のデバイスと通信してもよい。したがって、この構成において、ハンドヘルド通信機３３０は、フィールドデバイスにアクセスするために、ホストデバイス３９０のワイヤレスアクセスポイントとの近接性が不要である。さらに、場合によっては、デバイス情報がホストシステム３９０に対して利用可能でない場合など、ハンドヘルド通信機３３０は、フィールドデバイスから直接その情報をワイヤレスに取得でき、次いで、ホストシステム３９０にその情報をダウンロードすることによって、より完全または正確な情報をホスト３９０に与え、場合によっては、デバイスをさらに制御またはモニタすることができる。
【００７８】
同様に、ハンドヘルド通信機３３０は、異なるデバイスと通信するように使用することができ、これらのデバイスは、ホストコンピュータ３９０または同様のホストコンピュータにさえ接続されていない。したがって、ハンドヘルド通信機３３０は、特定の制御ネットワーク上になく、またはそのネットワークに接続されていないワイヤレス中継ノードにアクセスするために使用されてもよい。他の形態として、ハンドヘルド通信機３３０は、例えば、フィールドエンジニアが、別のプラントに歩いていくときに、別の制御システムへ容易に再接続できるため、接続確立手法をシンプルかつ自動的に維持しながら、ハンドヘルド通信機３３０の使用を位置独立なものにする。
【００７９】
必要であれば、ハンドヘルド通信機３３０は、デバイスデータの履歴を取得し格納することによって、従来のヒストリアンの務めを実行してもよく、このデータ履歴は、ホスト３９０や、ホスト３９０に関連するデータヒストリアンに後で転送され得る。さらに、以下にさらに詳細に記載するように、ハンドヘルド通信機３９０は、オンライン、オフライン、およびユーティリティモードで働くプログラムを格納および実行することができる。例えば、図１５のトランシーバ接続のいずれかを介してデバイスに接続されるとき、ハンドヘルド通信機３３０は、オンラインモードで、すなわち、通信機３３０が接続されているプラント３４０またはデバイスがオンライン動作している間、タスクを実行することができる。しかしながら、ハンドヘルド通信機３３０は情報もしくはデータを取得してもよい。当該情報もしくはデータはホスト３９０、リポジトリ３９５またはこれらと通信する任意のデバイスから必要とされる。ハンドヘルド通信機はデバイスユーザインターフェイスを構成してもよく、ユーザの好みを定義してもよく、ホットキー、プロシジャなどを定義してもよい。これらは、フィールドデバイスに接続されていないときになされてもよいし、フィールドデバイスがオフラインモードで動作しているときになされてもよい。ユーティリティモードにおいて、ハンドヘルド通信機３３０は、システムのソフトウェア／ハードウェアを自己診断し、収集したデータを分析／トラブルシューティングし、および通信するフィールドデバイスのＤＤ／コンフィギュレーションおよび他の設定で制限された正確性チェックを実行してもよい。使用されてもよい１つの特定のユーティリティモードは、シミュレーションモードである。このモードにおいて、ハンドヘルド通信機３３０は、現実のホストデバイスまたはフィールドデバイスに通信可能に接続されず、その代わりとして、ホストデバイスおよび／またはフィールドデバイスへの接続の動作をシミュレーションして、ハンドヘルドワイヤレス通信機３３０を用いてデバイスをコンフィギュレーションするなどの特定の行為に関係するプロシジャをシミュレーションする。ハンドヘルド通信機３３０がシミュレーションモードにあるとき、ユーザは、トレーニングまたは予備段階的な作業に関与できる。
【００８０】
当然ながら、必要であれば、デバイスを手動で識別する代わりに、ハンドヘルド通信機３３０は、自動ワイヤレス識別システムへのアクセスを有してもよい。この場合、特定のフィールドデバイスに、無線周波数識別（ＲＦＩＤ：ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグが付けられている場合、ハンドヘルド通信機３３０は、デバイスを自動的に識別し、次いで、デバイスに対して手動識別プロセスを必要とすることなく、上述したようにデバイスと接続できる。
【００８１】
必要であれば、通信機３３０Ａに関して図１５に提示したように、ハンドヘルド通信機３３０は、ホストシステム３９０へ、または通信機３３０がより高速かつセキュアなデータ伝送を達成するように通信するデバイスの任意のものへのオプションのワイヤライン（ハードワイヤード）接続をサポートしてもよい。同様に、ハンドヘルド通信機３３０とのインターアクションを容易にするために、ハンドヘルド通信機３３０でのインターフェイスは、入力デバイスとして、タッチスクリーンパッド、スタイラス、または任意の他の既知のユーザ入力機構を含んでもよい。また、バッテリーによって電力供給されることが好ましいハンドヘルド通信機３３０は、タスクを実行しないとき、省力モードに入るようにプログラムされ得る。
【００８２】
ハンドヘルド通信機は、ワイヤレスであるが、プロセスプラントの制御システムに妨害される危険性がわずかにある。しかしながら、プロセス制御動作による物理的な妨害がないように、およびプロセス制御動作による意図していないソフトウェア／システム妨害が生じないように、ハンドヘルド通信機３３０と関連する接続、通信、および切断プロトコルを実装することが好ましい。
【００８３】
図１５のハンドヘルド通信機３３０が、ワイヤレス通信を使用するため、デバイスへハードワイヤードされなければならない既存のハンドヘルドデバイスが改良される。特に、ハンドヘルド通信機３３０により、データを収集およびダンプするために、フィールドデバイスにワイヤ接続される必要性が低減または削減され、時間およびエネルギーの節約になる。これは、多くの場合、手に届きにくく、または危険な場所にあるデバイスまたはホストへ実際に触れたりアクセスしたりすることなく、フィールドエンジニアが、デバイスの付近を歩いてよく、デバイスからデータをワイヤレスに収集し、次いで、ホストシステムの付近を歩き、収集したデータをホストにワイヤレスにダンプしてもよいためである。
【００８４】
さらに、図１５のハンドヘルド通信機３３０は、プラント３４０内で生成され送信されたプラント環境データを読み取るレシーバを含んでもよい。特に、温度、湿度、放射レベル、またはプラント３４０に関連し、または測定された任意の他のプラント環境データを示す信号を伝送するために、プラント内に赤外線トランスミッタを設けることが可能である。これらのトランスミッタは、プラント３４０の制御システムと一体化されていないセンサを使用してもよい。しかしながら、このような送信されたプラント環境データを受信および表示するために、特殊な赤外線レシーバが使用されてもよい。図１５に示すように、ハンドヘルド通信機３３０は、これらのプラント環境信号を受信および格納し、ハンドヘルド通信機３３０のインターフェイスで表示するためにそれらの信号を利用可能にする赤外線（ＩＲ）レシーバ４９０（または任意の他の適切なタイプのレシーバ）を含んでもよい。ハンドヘルド通信機３３０内のメモリにこのような信号を格納すると、ハンドヘルド通信機３３０はまた、これらの信号または収集した環境データをホストシステム３９０、リポジトリ３９５、またはフィールドデバイスの一以上にもダウンロードしてよく、これにより、プラントシステムとより良好なプロセス制御を密接に統合することができる。当然ながら、ハンドヘルド通信機３３０は、環境信号を受信するための任意の他のタイプのレシーバ（ＩＲレシーバ以外）を含んでもよく、レシーバのタイプは、これらの環境信号がプラント内で送信される方法に依存する。さらに、ハンドヘルド通信機３３０は、ＩＲトランスミッタ（または他のトランスミッタ）を含んでもよく、プラント内に設けられた環境トランシーバによって送信されたものと同じタイプの信号を用いて、ホスト３９０またはリポジトリ３９５に受信した環境信号を通信してもよい。
【００８５】
さらに、標準的なＥＤＤおよび通信プロトコルを用いて、ハンドヘルド通信機３３０は、制御コマンドを発行できる。該コマンドはハンドヘルド通信機３３０のソフトウェアによって生成されてもよいし、該コマンドは、ホストシステム３９０から、ハンドヘルド通信機３３０を介して制御されるデバイスに、リアルタイムで送信されてもよいし、制御コマンドを受信するためにハンドヘルド通信機３３０がホストシステム３９０に通信可能に接続される時間と、ハンドヘルド通信機３３０が、制御コマンドが送信されるデバイスに通信可能に接続される時間と、の差異にもとづいて遅延されて、送信されてもよい。この機能性を達成するために、ハンドヘルド通信機３３０が、既知のセキュリティ／ＱｏＳ技術を用いてもよい。いずれの場合でも、上述した記載に基づいて理解されるように、ハンドヘルド通信機３３０は、デバイスとの１対１の通信、フィールド環境データの収集、およびホストとのリモート通信を含む、いくつかの異なるタイプのワイヤレス通信を提供する。さらに、図１５のハンドヘルド通信機が、図１〜図１４を参照して記載したポータブル、ウェアラブル、またはハンドヘルドコンピュータデバイスに関して記載した構造および機能性の任意のものおよびすべてをさらに含み得ることを理解されたい。
【００８６】
図１５のハンドヘルド通信機３３０が、一般的に、フィールドデバイスとワイヤレス通信するように記載してきたが、ワイヤレスハンドヘルド通信機３３０が、Ｉ／Ｏデバイス、コントローラ、ホスト、または他のタイプのコンピュータデバイスを含む他のタイプのデバイスと直接（すなわち、図１５に示す任意の方法において）通信をすればよいことを理解されたい。さらに、図１５に示すフィールドデバイスは、センサ、トランスミッタ、バルブなどの任意のタイプのフィールドデバイスであってもよく、任意の所望のタイプの通信プロトコルに適合し、または任意の所望のタイプの通信プロトコルを使用してもよい。さらに、図１５のフィールドデバイスの異なるものは、異なる通信プロトコルを使用してもよく、同じまたは異なる制御システムに接続されてもよい。したがって、ホストデバイス３９０は、ハンドヘルド通信機３３０が通信する任意の特定のフィールドデバイスに対して（または接続された）ホストであっても、ホストでなくてもよい。
【００８７】
図１０は、本願明細書に記載したポータブルコンピュータシステムまたはハンドヘルド通信機システム内において用いられてもよいハンドヘルドポータブルコンピュータ２００の概略図である。図１０に示すように、ハンドヘルドコンピュータ２００は、外側ハウジング２０２、電子ディスプレイ２０４、およびキーパッド２０６を含み、これらすべては、図１０に示すように、ハウジング２０２内に設けられてもよい。外側ハウジング２０２は、例えば、プラスチック材料、ゴム材料、または任意の他の適切な材料などの任意の適切な材料から作られてもよい。好ましくは、外側ハウジング２０２の寸法は、ハンドヘルドコンピュータ２００を手で支えて使用しやすい大きさであるが、これは必須ではない。一例として、外側ハウジング２０２は、外側ハウジング２０２をつかみやすく、またはユーザが身に付けてもよいベルトや任意の他のキャリングデバイスに外側ハウジング２０２を取り付けやすい特徴を含んでもよい。他の形態として、またはさらに、外側ハウジング２０２は、ハンドヘルドデバイス２００を自立構成に配置できる特徴を含んでもよい。このように、ユーザが、ハンドヘルドコンピュータ２００を設置することで、ハンドヘルドコンピュータ２００のハンズフリー動作を可能にしてもよく、それによって、ユーザは、較正作業、診断作業、または片手または両手を使ってより容易に達成され得る任意の他の作業をより効率的に実行してもよい。
【００８８】
ディスプレイ２０４は、テキストおよび／またはグラフィック情報を表示できる任意の電子ディスプレイであってもよい。一例として、ディスプレイ２０４は、液晶、プラズマ、または任意の他の適切なディスプレイ技術に基づいてもよい。キーパッド２０６は、ディスプレイ２０４に示している情報を選択および／または操作するために、ユーザによって作動されてもよい複数のボタンおよび／または他の電気機械入力を含んでもよい。
【００８９】
ＰＤＡデバイスまたはプラットフォームに基づいて、図１０に、ハンドヘルドコンピュータ２００を示したが、この代わりとして、任意の他のハンドヘルドデバイスまたはプラットフォームが、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく使用されてもよい。さらに、ハンドヘルドコンピュータ２００内に、異なるまたは追加のユーザインターフェイス技術が組み込まれてもよい。例えば、ディスプレイ２０４は、タッチスクリーンを組み込んでもよく、この場合、キーパッドはなくすか、またはオプションにしてもよく、ワイヤレス（例えば、赤外線、無線周波数など）インターフェイスが与えられて、ハンドヘルドコンピュータ２００が、図１および図２などに示すもののような周辺機器と通信できるようにしてもよい。一般的に、ハンドヘルドコンピュータ２００は、図１および図２に示すポータブルコンピュータ３４として使用されてもよく、同図に示すポータブルコンピュータシステム３０と関連する周辺機器および他の機能のすべてのうちの一部を組み込んでもよい。
【００９０】
さらに、ハンドヘルドコンピュータ２００は、一以上のアプリケーションを実行してもよく、これは、ハンドヘルドコンピュータ２００内のプロセッサによって実行されてもよい一以上のグラフィックユーザインターフェイスアプリケーションを含んでもよい。図１０に示すように、ハンドヘルドコンピュータ２００は、プラント全体に関連するパフォーマンス(Performance)および／または稼働率(Utilization)２０８を含んでもよいプラントレベル情報を表示してもよい。同様に、図１１〜図１４は、ハンドヘルドコンピュータ２００によってユーザに与えられてもよい他の例示的なグラフィックディスプレイを示す。特に、図１１は、プラントの特定の領域のパフォーマンス情報を提供するグラフィックディスプレイ２２０を示し、図１２は、図１１のグラフィックディスプレイに関連するプラントの領域の詳細なモジュール情報を表形式で提供するグラフィックディスプレイ２４０を示し、図１３は、図１２のディスプレイに関連するモジュールの一の詳細なブロック情報を提供するグラフィックディスプレイ２６０を示し、図１４は、ハンドヘルドコンピュータ２００によってモジュールおよびブロック情報が表示される方法をユーザが制御できるようにするフィルタ設定情報を提供するグラフィックディスプレイ２８０を示す。
【００９１】
本願明細書に記載するルーチンは、当然ながら、標準的な多目的ＣＰＵにおいて、または必要であれば、特別にデザインされたハードウェアまたはファームウェアに実装されてもよい。ソフトウェアに実装される場合、ソフトウェアは、コンピュータまたはプロセッサのＲＡＭまたはＲＯＭなどにおいて、磁気ディスク、光ディスク、または他の記憶媒体などの任意のコンピュータ読み取りメモリに格納されてもよい。同様に、このソフトウェアはユーザまたはデバイス（ウェアラブルコンピュータなど）に、任意の既知であるまたは所望される配送方法で配送されてもよい。当該配送方法は、たとえば、コンピュータ読取可能ディスク、搬送可能コンピュータ格納機構によるものであってもよいし、電話回線、インターネットなどの通信チャネルを介したものであってもよい。（当該搬送方法は、搬送可能記憶媒体を介して当該ソフトウェアを提供することと同様であるか、または、置き換え可能であるとみなされる。）
【００９２】
例示的な目的のみであって、本発明を限定しないものと意図されている特定の例を参照しながら、本発明について記載してきたが、当業者であれば、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、開示した実施形態に変更、追加、および／または削除がなされてもよいことが明らかであろう。
【００９３】
本願は、２００４年９月９日に出願された米国特許出願第１０／９３６，９７８号（「プロセス制御システムにおけるポータブルコンピュータ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｉｎ  ａ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）」）の一部継続出願であり、同出願は、米国特許出願第０９／９５１，７１５号として２００１年９月１３日に出願され、２００４年１０月１９日に発行された特許文献４（「プロセス制御システムにおけるポータブルコンピュータ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｉｎ  ａ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）」）の継続出願であり、同出願は、１９９９年２月１２日に出願された米国特許出願第０９／２４９，５９７号（「プロセス制御システムにおけるウェアラブルコンピュータ（Ｗｅａｒａｂｌｅ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｉｎ  ａ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）」）の一部継続出願である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】遠隔接続されているポータブルコンピュータシステムを有するプロセス制御ネットワークの概略ブロック図である。
【図２】図１のポータブルコンピュータシステムの概略ブロック図である。
【図３】図２のポータブルコンピュータシステムにおいてコマンドを認識するために、音声データを処理するソフトウェアルーチンのフローチャートである。
【図４】図２のポータブルコンピュータシステムによって収集された映像情報に基づいて、プロセス制御デバイスを自動的に認識するソフトウェアルーチンのフローチャートである。
【図５】ホストシステムと図２のポータブルコンピュータシステムとの間で共有イメージを提供するソフトウェアルーチンセットのフローチャートである。
【図６】プロセス制御環境内において通信接続を検証しているポータブルコンピュータユーザにサポートを提供するソフトウェアルーチンのフローチャートである。
【図７】図６のソフトウェアルーチンにおいて使用される第１のポータブルコンピュータスクリーンディスプレイである。
【図８】図６のソフトウェアルーチンにおいて使用される第２のポータブルコンピュータスクリーンディスプレイである。
【図９】図６のソフトウェアルーチンにおいて使用される別のポータブルコンピュータスクリーンディスプレイである。
【図１０】図１および図２に示すポータブルコンピュータとして使用されてもよいハンドヘルドコンピュータの概略図である。
【図１１】図１０に示すハンドヘルドコンピュータによって表示されてもよいさまざまなグラフィックイメージの概略図である。
【図１２】図１０に示すハンドヘルドコンピュータによって表示されてもよいさまざまなグラフィックイメージの概略図である。
【図１３】図１０に示すハンドヘルドコンピュータによって表示されてもよいさまざまなグラフィックイメージの概略図である。
【図１４】図１０に示すハンドヘルドコンピュータによって表示されてもよいさまざまなグラフィックイメージの概略図である。
【図１５】プロセスプラント環境内において複数のさまざまなデバイスと直接ワイヤレス通信するために使用されるハンドヘルド通信機の概略図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０  プロセス制御システム
３０  ポータブルコンピュータシステム
３４  コンピュータ
３２Ａ、３２Ｂ  トランシーバ
３６  トランシーバ
４０  ＨＵＤ
４４  マイクロフォン
４６  ツイドラ
５２  メモリ
５４  コントローラ
【図１】
2006172462.tif 000003
【図２】
2006172462.tif 000004
【図３】
2006172462.tif 000005
【図４】
2006172462.tif 000006
【図５】
2006172462.tif 000007
【図６】
2006172462.tif 000008
【図７】
2006172462.tif 000009
【図８】
2006172462.tif 000010
【図９】
2006172462.tif 000011
【図１０】
2006172462.tif 000012
【図１１】
2006172462.tif 000013
【図１２】
2006172462.tif 000014
【図１３】
2006172462.tif 000015
【図１４】
2006172462.tif 000016
【図１５】
2006172462.tif 000017
【外国語明細書】
2006172462.tif 000018
2006172462.tif 000019
2006172462.tif 000020
2006172462.tif 000021
2006172462.tif 000022
2006172462.tif 000023
2006172462.tif 000024
2006172462.tif 000025
2006172462.tif 000026
2006172462.tif 000027
2006172462.tif 000028
2006172462.tif 000029
2006172462.tif 000030
2006172462.tif 000031
2006172462.tif 000032
2006172462.tif 000033
2006172462.tif 000034
2006172462.tif 000035
2006172462.tif 000036
2006172462.tif 000037
2006172462.tif 000038
2006172462.tif 000039
2006172462.tif 000040
2006172462.tif 000041
2006172462.tif 000042
2006172462.tif 000043
2006172462.tif 000044
2006172462.tif 000045
2006172462.tif 000046
2006172462.tif 000047
2006172462.tif 000048
2006172462.tif 000049
2006172462.tif 000050
2006172462.tif 000051
2006172462.tif 000052
2006172462.tif 000053
2006172462.tif 000054
2006172462.tif 000055
2006172462.tif 000056
2006172462.tif 000057
2006172462.tif 000058
2006172462.tif 000059
2006172462.tif 000060
2006172462.tif 000061
2006172462.tif 000062
2006172462.tif 000063
2006172462.tif 000064
2006172462.tif 000065
2006172462.tif 000066
2006172462.tif 000067
2006172462.tif 000068
2006172462.tif 000069
2006172462.tif 000070
2006172462.tif 000071
2006172462.tif 000072
2006172462.tif 000073