(57)【要約】  クライアントは、無線経路によってフィールド装置管理ステーション（ＦＤＭＳ）（１５０）に接続されている。オペレーターは、クライアント（１８０）から何れのフィールド装置にでも指令を発行することができる。その結果、オペレーターは、何れの遠隔場所からでもフィールド装置を管理することができるようになる。更に、ＦＤＭＳ（１５０）は、配線ベースの経路で、他のクライアントに接続することもできる。その結果、配線ベースのクライアント及び無線クライアントの両方からの指令を、ＦＤＭＳを通して流すことができるようになり、フィールド装置の様々な構成変更及び状態の追跡が単純化される。本発明の別の態様によれば、無線クライアントは、フィールド装置に有線媒体で接続されている。ＦＤＭＳとフィールド装置の間の接続は、無線クライアントを通して確立され、これにより（制御ネットワークに加えて）経路の冗長性が提供される。
2007528053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オペレーターが、製造プラント内で製造工程を実施するように設計されている複数のフィールド装置を遠隔で管理できるようにする方法であって、前記製造プラントは、制御ネットワークによって前記複数のフィールド装置に連結されているフィールド装置管理ステーション（ＦＤＭＳ）を含んでいる、方法において、
第１クライアントからの無線接続を提供する段階であって、前記無線接続は、前記第１クライアントと前記ＦＤＭＳの間に通信を提供する、段階と、
前記オペレーターが、前記第１クライアントから、前記複数のフィールド装置に含まれる第１フィールド装置に指令を発行することができるようにする段階と、
前記指令を、前記第１クライアントから前記ＦＤＭＳへ、前記無線接続で伝送する段階と、
前記指令を、前記ＦＤＭＳから前記第１フィールド装置へ、前記制御ネットワークで転送する段階と、から成り、
前記オペレーターは、前記第１クライアントを使って前記複数のフィールド装置を管理できる、方法。  
【請求項２】
前記第１クライアントを、前記複数のフィールド装置に含まれている第２フィールド装置に接続する段階と、
前記第２フィールド装置に向けられている第２指令を、前記ＦＤＭＳから前記第１クライアントに前記無線接続を使って伝送する段階と、
前記第２指令を、前記第１クライアントから前記第２フィールド装置へ送信し、それによって、前記第２指令は、前記ＦＤＭＳから前記第２フィールド装置に、前記制御ネットワークを使用すること無く転送される段階と、を更に含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記オペレーターが、前記第２指令を前記第１クライアントから発行することができるようにする段階であって、前記ＦＤＭＳは、前記第２指令を受信し、前記第２指令を伝送する段階を実行する、段階を更に含んでいる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記無線接続は、前記ＦＤＭＳと前記第１クライアントの間に設けられる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記無線接続は、前記第１クライアントとネットワーク装置の間に設けられており、前記ネットワーク装置は、前記ネットワーク装置を前記ＦＤＭＳに有線ベースの媒体によって接続しているネットワークに接続されている、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ＦＤＭＳに有線ベースの媒体によって接続されている第２クライアントを更に備えており、前記方法は、
前記複数のフィールド装置に含まれている第２装置に向けられている別の指令を、前記第２クライアントから前記ＦＤＭＳに前記有線ベースの媒体で伝送する段階と、
前記別の指令を、前記ＦＤＭＳから前記第２フィールド装置に転送する段階と、を更に含んでおり、
有線ベース及び無線の両方の媒体によって接続されているクライアントからの指令は、前記ＦＤＭＳを通して流される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記指令及び前記別の指令の中央のログを前記ＦＤＭＳ内で保守する段階であって、前記中央のログは、前記オペレーターが前記指令及び前記別の指令を発行した後短時間で更新され、前記無線接続を使用すると、前記ＦＤＭＳが前記中央のログを容易に保守し、前記オペレーターが前記複数のフィールド装置を前記第１クライアントを使って管理できるようになる、段階を更に含んでいる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
複数のフィールド装置を管理できるようにするフィールド装置管理ステーション（ＦＤＭＳ）であって、前記複数のフィールド装置は、前記ＦＤＭＳに制御ネットワークによって連結されている、ＦＤＭＳにおいて、
無線媒体によって第１クライアントに接続を提供する無線インターフェースと、
第１指令を前記第１クライアントから前記無線媒体で受信するデータマネージャーブロックであって、前記第１指令は前記複数のフィールド装置に含まれている第１フィールド装置に送られ、前記データマネージャーは前記第１指令を前記制御ネットワークで転送する、データマネージャーブロックと、を備えており、
前記第１指令は、オペレーターが前記第１クライアントを使って前記複数のフィールド装置を管理できるように、前記オペレーターによって発行される、ＦＤＭＳ。
【請求項９】
前記データマネージャーブロックは、前記複数のフィールド装置に含まれている第２フィールド装置に向けられている第２指令を前記第２クライアントから前記無線媒体で受信するように作動し、前記第２フィールド装置は前記第１クライアントに接続されており、前記データマネージャーブロックは前記第２指令を前記無線媒体で前記第１クライアントに転送する、請求項８に記載のＦＤＭＳ。
【請求項１０】
有線ベースの媒体によって第２クライアントに接続を提供する有線インターフェースを更に備えており、前記データマネージャーブロックは、前記複数の装置に含まれている第２フィールド装置に向けられている第２指令を、前記第２クライアントから受信し、前記データマネージャーブロックは、前記第２指令を、前記第２フィールド装置に前記制御ネットワークで転送する、請求項９に記載のＦＤＭＳ。
【請求項１１】
前記無線インターフェースと前記データマネージャーの間に設けられている無線クライアントハンドラであって、前記第１指令を前記無線媒体で受信し、更に、前記データマネージャーブロックから第１応答を受信し、前記第１応答を前記無線媒体で転送する、無線クライアントハンドラと、
前記有線インターフェースと前記データマネージャーの間に設けられている有線クライアントハンドラであって、前記第２指令を前記有線媒体で受信し、更に、前記データマネージャーブロックから第２応答を受信し、前記第２応答を前記有線媒体で転送する、有線クライアントハンドラと、を更に備えている、請求項１０に記載のＦＤＭＳ。
【請求項１２】
前記データマネージャーは、接続を確立する要求を前記第１クライアントから受信し、前記要求を受信するのに応答して、前記無線クライアントハンドラを例示する、請求項１１に記載のＦＤＭＳ。
【請求項１３】
前記データマネージャーは、前記第１指令及び前記第２指令に関する情報が入っている中央のログを保守し、前記中央のログの保守は、前記第１指令及び前記第２指令を前記ＦＤＭＳを通して送ることによって単純化される、請求項９に記載のＦＤＭＳ。
【請求項１４】
フィールド装置管理ステーション（ＦＤＭＳ）が複数のフィールド装置を管理できるようにするための１つ又は複数の一連の指示を携えているコンピューター読み取り可能媒体において、前記複数のフィールド装置は、前記ＦＤＭＳに制御ネットワークによって連結されており、前記ＦＤＭＳに含まれている１つ又は複数のプロセッサーによる１つ又は複数の一連の指示の実行は、前記１つ又は複数のプロセッサーに、
前記複数のフィールド装置に含まれている第１フィールド装置に向けられている第１指令を、前記第１クライアントから無線媒体で受信する動作と、
前記第１指令を前記制御ネットワークで前記第１フィールド装置に転送する動作と、を実行させ、
前記第１指令は、オペレーターが、前記第１クライアントを使って前記複数のフィールド装置を管理できるように、前記オペレーターによって発行される、コンピューター読み取り可能媒体。
【請求項１５】
前記複数のフィールド装置に含まれている第２フィールド装置に向けられている第２指令を、前記第１クライアントから前記無線媒体で受信する動作であって、前記第２フィールド装置は前記第１クライアントに接続されている、動作と、
前記第２指令を、前記無線媒体で前記第１クライアントに転送する動作と、を更に含んでいる、請求項１４に記載のコンピューター読み取り可能媒体。
【請求項１６】
前記複数のフィールド装置に含まれている第３フィールド装置に向けられている第３指令を、前記第３クライアントから有線ベースの媒体で受信する動作と、
前記第３指令を、前記第３フィールド装置に前記制御ネットワークで転送する動作と、を更に含んでいる、請求項１５に記載のコンピューター読み取り可能媒体。
【請求項１７】
前記第１指令及び前記第２指令に関する情報が入っている中央のログを保守する動作であって、前記中央のログの保守は、前記第１指令及び前記第２指令を前記ＦＤＭＳを通して送ることによって単純化される、動作を更に含んでいる、請求項１５に記載のコンピューター読み取り可能媒体。
【請求項１８】
クライアントが複数のフィールド装置を遠隔管理できるようにするための１つ又は複数の一連の指示を携えているコンピューター読み取り可能媒体において、前記複数のフィールド装置は、ＦＤＭＳに制御ネットワークによって連結されており、前記クライアントに含まれている１つ又は複数のプロセッサーによる１つ又は複数の一連の指示の実行は、前記１つ又は複数のプロセッサーに、
前記複数のフィールド装置に含まれている第１フィールド装置に向けられている第１指令を、前記ＦＤＭＳに無線媒体で送信する動作と、
第１応答を前記無線媒体で前記ＦＤＭＳから受信する動作と、を実行させ、
前記第１指令は、オペレーターが、前記第１クライアントを使って前記複数のフィールド装置を管理できるように、前記オペレーターによって発行される、コンピューター読み取り可能媒体。
【請求項１９】
前記クライアントは第２装置に接続されており、
前記複数のフィールド装置に含まれている第２フィールド装置に向けられている第２指令を、前記ＦＤＭＳに前記無線媒体で送信する動作と、
前記第２指令を、前記ＦＤＭＳから前記無線媒体で受信する動作と、
前記第２指令を、前記第２装置に、前記ＦＤＭＳから受信する前記動作の後で転送する動作と、を更に含んでいる、請求項１８に記載のコンピューター読み取り可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概括的には、製造プラントで用いられる制御システムに関しており、より具体的には、製造プラントのフィールド装置を遠隔管理するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製造プラントには、一般的に、制御システムに接続されている幾つかのフィールド装置が備えられており、それらが一体になって様々な設備のオペレーションを制御することによって、所望の製造工程を実行する。各フィールド装置には、センサー（温度、流れ、圧力などのような様々な変数を測定する）、制御要素（例えば、弁、スイッチ）、及び、送信器（所望の情報を、製造工程を制御する処理システムに送信する）のような構成要素が入っている。例えば、圧力センサーを備えているフィールド装置は監視され、弁が、（一般的な設備では）ボイラー内の圧力レベルを所望の値に維持するために制御される。
【０００３】
フィールド装置は、フィールド装置管理ステーション（ＦＤＭＳ）が入った中央の位置と幾つかのクライアントに接続されていることが多い。ＦＤＭＳとクライアントは、一体になって、フィールド装置を管理（例えば、構成、制御など）するのに用いられる。クライアントは、一般的に、配線ベースの媒体によってＦＤＭＳに接続されている。中央位置に配置されているオペレーターは、クライアント及び／又はＦＤＭＳを使って指令を発行することによってフィールド装置を管理する。典型的には、指令は、配線ベースの媒体でサーバーへ送られ、ＦＤＭＳは、フィールド装置を接続している媒体／プロトコル（例えばＨＡＲＴプロトコル、Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄ  Ｂｕｓプロトコル）に従って、指令をフィールド装置に送る。
【０００４】
フィールド装置は、遠隔で（即ち、中央位置から離れて）管理しなければならないことが多い。例えば、フィールド装置が、ＦＤＭＳを介して送られる特定の指令に応答しない場合を想定すると、オペレーターは、フィールド装置に物理的に接近し、特定の指令を発行して、フィールド装置の応答を直接監視できる位置に居ることが望ましい。
【０００５】
或る先行技術による方法では、オペレーターには、短いリード線／配線によって関心事のフィールド装置に直接接続している携帯型の装置が提供されており、オペレーターは、その携帯型の装置から指令（指示を含む、両者は共に関連技術においては「方法」と呼ばれる）を発行する。この様に、オペレーターは、関心事のフィールド装置に物理的に近接していることによって、様々な指令を発行することができる。
【０００６】
そのような先行技術による方法に伴う１つの問題は、オペレーターの実行する変更が、ＦＤＭＳ（及び、恐らくは、様々なフィールド装置の状態を維持している関連データベース）に正確に／直ぐに伝播されないことである。フィールド装置の状態とＦＤＭＳの情報の間の不一致は、少なくとも幾つかの環境では望ましくない。更に、オペレーターは、例えば、災害状況にあって、周囲の材料が危険であるために、（携帯型装置からの）接続を確保するために関心事のフィールド装置に物理的に接近できないこともある。  
【０００７】
従って、必要とされているのは、オペレーターが、製造プラント内のフィールド装置を遠隔で管理できる改良された方法及び装置である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の或る態様は、オペレーターが、製造プラント内で製造工程を実行するフィールド装置を遠隔で管理できるようにする。或る実施形態では、無線接続は、第１クライアントからフィールド装置管理ステーション（ＦＤＭＳ）まで設けられている。オペレーターは、第１クライアントからフィールド装置に指令を発行し、指令は、第１クライアントからＦＤＭＳに無線接続で送られる。ＦＤＭＳは、ＦＤＭＳをフィールド装置に接続している制御ネットワークで、指令を第１フィールド装置に転送する。無線接続によって、オペレーターは、第１クライアントを使って何処からでもフィールド装置を管理することができる。
【０００９】
ＦＤＭＳは、配線ベースの技術（例えば、ツイストペアーイーサネット（登録商標）を使って実行されるローカルエリアネットワーク）で、他のクライアントに接続することもできる。配線ベース及び無線の技術によって接続されている全クライアントは、ＦＤＭＳを介して全ての指令をフィールド装置に流すことができる。
【００１０】
結果として、幾つかの利点が達成される。例えば、構成の変更及び状態情報の保守を中央で実行すること（例えば中央のログの保守）が、単純化される。更に、オペレーターは、フィールド装置に近い場所で無線装置から指令を発行し、装置の応答を迅速に観察／確認することができる。
【００１１】
本発明の別の態様は、ＦＤＭＳとクライアントの間に設けられた無線接続を使って、ＦＤＭＳから関心対象のフィールド装置までの経路の冗長性を提供している。クライアントは、そのようなシナリオで関心対象のフィールド装置に接続されている。作動時には、オペレーターの発行する指令は、クライアントからＦＤＭＳへ、ＦＤＭＳからクライアントへ、そして最終的にはクライアントから関心対象のフィールド装置に送られる。従って、制御ネットワークを介する経路が作動しない場合は、代わりに無線接続による経路が使用される。
【００１２】
本発明のこの他の特徴及び利点、並びに本発明の様々な実施形態の構造及び作動について、添付図面を参照しながら以下に詳細に説明する。図面では、同様の参照番号は、同一で、機能的に同様で、及び／又は構造的に同様の要素を概ね示している。或る要素が最初に現れた図面を、参照番号の一番左の数字で示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を、添付図面を参照しながら説明する。
１．概要
本発明の或る態様によれば、フィールド装置管理ステーション（ＦＤＭＳ）とクライアント（例えば、携帯型小型装置）の間に無線接続が設けられている。オペレーターは、クライアントを使ってフィールド装置に指令を発行し、指令をＦＤＭＳに送るのに無線接続が用いられる。すると、ＦＤＭＳは、制御ネットワークを使って、指令を適切な形態でフィールド装置に送信する。無線接続のおかげで、オペレーターは、指令を発行する間、どの様な遠隔場所（フィールド装置への接近を含む）に居てもよく、従って、管理作業が単純化される。
【００１４】
ＦＤＭＳは、配線ベースの媒体を使って別のクライアントに接続することもできる。従って、全ての管理指令を、配線ベースのクライアントと無線クライアントの両方から、ＦＤＭＳを通して送り、それによって幾つかの利点を提供することができる。例えば、フィールド装置に対する（構成及び状態における）全ての変更を、中央データベースサーバーに容易に表示することができる。更に、クライアントの一人が、情報内で或る特定の状態（例えば、弁の開閉サイクル数を表すカウンタ）に申し込むと、申し込んだクライアントに、（他のクライアントによって生じた）あらゆる対応する変更が自動的に提供される。
【００１５】
本発明の別の態様は、先に述べた無線接続を使用して、フィールド装置を管理するために冗長経路を提供する。ＦＤＭＳは、管理の指令を無線接続でクライアントに送り、クライアントは、指令を適切な形態で（例えば配線ベースの接続を使って）フィールド装置に転送する。そのような機能は、ＦＤＭＳとフィールド装置を接続している制御ネットワークが作動しなくなったときに役に立つ。
【００１６】
本発明の幾つかの態様について、分かり易いように例を参照しながら以下に説明する。本発明を完全に理解頂けるように、数多くの具体的な詳細、関係及び方法について記載する。しかしながら、当業者には容易に理解頂けるように、本発明は、これら具体的な詳細の幾つかが備わっていなくても、又は他の方法等でも、実施することができる。また、本発明を曖昧にしないために、周知の構造又は作動は、詳細には示さない。
２．一例的環境
図１は、本発明を実施することのできる一例的環境の詳細を示すブロック図である。ブロック図には、フィールド装置１１０−Ａから１１０−Ｚ、制御ネットワーク１３０、フィールド装置管理ステーション（ＦＤＭＳ）１５０、有線クライアント１６０−Ａから１６０−Ｆ、無線クライアント１８０、及びデータベースサーバー１９０が含まれている。各ブロックについて、以下に詳細に説明する。
【００１７】
制御ネットワーク１３０は、フィールド装置１１０−Ａから１１０−ＺとＦＤＭＳ１５０との間に接続性を提供する。制御ネットワーク１３０には、関連技術分野では周知のＨＡＲＴ、Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｎｅｔ、及びＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄ  Ｂｕｓのような１つ又は複数のプロトコルに従って作動しているネットワーク装置（例えばマルチプレクサ、モデム、終端パネル、コントローラーなど）が含まれている。
【００１８】
フィールド装置１１０−Ａから１１０−Ｚは、様々なオペレーションを行って、所望の製造工程を実施する。加えて（又はそのような工程のサポートの一部として）、各フィールド装置は、様々な管理指令をサポートするように実施される。単に情報（例えば測定圧力）を要求するだけの管理指令もあれば、構成を変更させる（例えば、弁を開かせる）指令もある。
【００１９】
データベースサーバー１９０は、フィールド装置の構成、フィールド装置の状態、保守スケジュールなどに関係する情報を記憶するための中央収納場所を提供している。データベースサーバー１９０は、ＦＤＭＳ１５０に統合し、（例えばＯｒａｃｌｅやＩＢＭ社から）市販されている幾つかのデータベース製品の１つを使って実施してもよい。本発明の或る態様は、中央のログをデータベースサーバー１９０内で保守できるようにしており、ログは、フィールド装置で実行された様々な指令及び／又は構成の変更を示している。
【００２０】
有線クライアント１６０−Ａから１６０−Ｆは、イーサネット（登録商標）及びトークンリングのような配線ベースの技術を使って実施されるローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１７０を通してＦＤＭＳ１５０に接続されている。（オペレーターが要求すると）有線クライアント１６０−Ａは、フィールド装置１１０−Ｚに送られる指令をＬＡＮ１７０で送信し、対応する応答を、これもＬＡＮ１７０で受信する。有線クライアントとＬＡＮ１７０は、既知の方法で実施することができる。
【００２１】
無線クライアント１８０を使えば、オペレーターは、一般的にはＦＤＭＳ１５０への無線経路を確立して使用することができる場所であれば何処からでも、関心対象のフィールド装置の何れにでも指令を発行することができる。指令は、無線クライアント１８０とＦＤＭＳ１５０の間に接続を確立するのに用いられる無線プロトコル（例えば、８０２．１１規格）に適合するフォームで（アンテナ１８５で）ＦＤＭＳ１５０に送られる。対応するフィールド装置からの応答は、同じ経路で受信され、オペレーターが理解できるフォームで提供される。
【００２２】
ＦＤＭＳ１５０は、無線クライアント１８０と有線クライアント（１６０−Ａから１６０−Ｆ）の両方からの指令を受信し、指令を、制御ネットワーク１３０を通して対応するフィールド装置に適切なフォームで転送する。（フィールド装置が生成する）指令への応答は、（制御ネットワーク１３０を介して）同一経路で受信される。受信した応答は、無線プロトコルに適合するフォームでアンテナ１５５で無線クライアント１８０に、そしてＬＡＮ１７０で有線クライアントに送信される。更に、ＦＤＭＳ１５０は、目標装置に何らかの修正を施す無線又は有線クライアントの全てに専用のアクセスを提供する（即ち、他のクライアントのアクセスを防ぐ）。
【００２３】
ＦＤＭＳ１５０は、アンテナ１５５を備えており、（アンテナ１８５で通信することによって）無線クライアント１８０と無線接続されている。追加の中間構成要素が無いので、無線接続には信頼性がある。代替実施形態（図示せず）では、無線接続は、ＬＡＮ１７０に設けられた適切なネットワーク装置を使って行われる。そのようなネットワーク装置は、一般的に、ＬＡＮ１７０のオペレーションと適合するプロトコルを使ってＦＤＭＳ１５０と通信しながら、無線接続を無線クライアントに提供しなければならない。
【００２４】
ＦＤＭＳ１５０は、各フィールド装置（１１０−Ａから１１０−Ｚ）の現在の構成を示すデータをデータベースサーバー１９０に記憶する。従って、指令がフィールド装置の構成を成功裏に変更した場合、構成後の状態がデータベースサーバー１９０内に示される。（無線クライアントと有線クライアントの両方からの）そのような構成の指令は、全て１つのＦＤＭＳを通して流されるので、再構成タスク及び対応する情報（中央のログ）の保守は単純化される。
【００２５】
加えて、中央システムで指令を処理するため、「申込み」式の指令を正確に処理することができる。申込み指令は、一般的に、指定された関心事の情報（例えば、装置のアップ／ダウン状態、フィールド装置内の現在の圧力）が変化したときに更新を要求する。そのような指令は中央で処理されるので、どの様な変更でも、申し込んでいるフィールド装置に直ちに伝播される。ＦＤＭＳ１５０の或る実施形態が無線クライアント１８０をサポートする方式について、以下に詳細に説明する。
３．フィールド装置管理ステーション（ＦＤＭＳ）
図２は、本発明の或る態様によるＦＤＭＳ１５０の或る実施形態の詳細を示すブロック図である。ブロック図には、有線インターフェース２１０−Ａ、無線インターフェース２１０−Ｂ、有線クライアントハンドラ２３０、無線クライアントハンドラ２４０、データマネージャー２５０、データベースインターフェース２７０、Ｍｕｘアクティブデータハンドラ（ＡＤＨ）２８０、ＨＡＲＴ  ＡＤＨ２８５、及び、フィールド通信ハンドラ（ＦＣＨ）２９０が含まれている。各ブロックについて、以下に詳細に説明する。
【００２６】
無線インターフェース２１０−Ｂは、８０２．１１のような無線標準と適合するアンテナ１５５を使って信号を無線クライアント１８０へ（から）送信（受信）する物理的、電気的、及び他のプロトコルインターフェースを提供する。無線インターフェース２１０−Ｂは、（無線クライアント１８０によってアンテナ１８５で送信された）要求を表すデータを、受信した信号から復旧し、復旧したデータは、データマネージャー２５０に転送される。無線クライアント１８０からの次の指令は、無線クライアントハンドラ２４０に転送される。
【００２７】
無線クライアントハンドラ２４０から受信した応答（フィールド装置１１０−Ｚに対応している）は、アンテナ１５５で送信される。同様に、有線インターフェース２１０−Ａは、信号をＬＡＮ１７０で／から送信／受信するのに必要な物理的、電気的、及び他の何らかのプロトコルインターフェースを提供する。
【００２８】
フィールド通信ハンドラ（ＦＣＨ）２９０は、信号を制御ネットワーク１３０で／から送信／受信するため、物理的、電気的、及び他の何らかのプロトコルインターフェースを提供する。分かり易くするために、制御ネットワーク１３０には、モデム、マルチプレクサ（装置への配線接続を提供する）、及び、関連技術分野では周知のＨＡＲＴプロトコル（又は他のフィールド管理プロトコル）と適合して作動する装置への直接接続のような幾つかの構成要素が備えられている。残りの構成要素の幾つかについても、同じ仮定の下で以下に説明する。
【００２９】
ＭＵＸ  ＡＤＨ２８０及びＨＡＲＴ  ＡＤＨ２８５の一方から受信した指令は、制御ネットワーク１３０に転送される。制御ネットワーク１３０から受信した（フィールド装置１１０−Ｚによって送信された）応答は、ＭＵＸ  ＡＤＨ２８０及びＨＡＲＴ  ＡＤＨ２８５の一方に転送される。ＦＣＨ２９０は、既知の方法で実施される。
【００３０】
無線クライアントハンドラ２４０は、無線クライアント１８０が最初に接続を確立するときに、データマネージャー２５０によって例示される。無線クライアントハンドラの例は、接続／セッションを確立するようシークしている各無線クライアントに対して作成される。例示後、無線クライアントハンドラ２４０は、指令／応答の受信／送信を扱う。
【００３１】
一般に、無線クライアントハンドラ２４０は、異なる表示フォーマットを提供し、無線クライアントを使って実行することのできるオペレーションの型式を限定する等しなくてはならない。無線クライアントハンドラ２４０は、Ｕｎｉｘ（登録商標）型の環境及び／又はＤＣＯＭで広く販売されているソケットインターフェース、及び、マイクロソフト社から入手可能な一式の製品の中の市販されている．ｎｅｔ  ｒｅｍｏｔｉｎｇのようなツールを使って実施することができる。
【００３２】
有線クライアントハンドラ２３０は、無線ハンドラ２４０と同様に実施することもできる。両方の型式のハンドラは、同様のデータフォーマットなどを使って、データマネージャー２５０とインターフェースするように実施することもできる。しかしながら、ハンドラ２３０及び２４０は、それぞれの（有線又は無線）クライアントと通信するため、それぞれ、インターフェース２１０−Ａ及び２１０−Ｂとインターフェースするのに用いられる。データベースのインターフェース２７０は、データをデータベースサーバー１９０に／から記憶／検索するため（例えば、リレーショナルデータベースの場合はＳＱＬに基づいて）適したインターフェースを提供しており、既知の方法で実施することができる。
【００３３】
ＭＵＸ  ＡＤＨ２８０及びＨＡＲＴ  ＡＤＨ２８５は、データマネージャー２５０から（有線クライアント１６０−Ａによって送信される）それぞれの指令を受信し、その指令をＦＣＨ２９０に転送する。２つの型式のＡＤＨは、制御ネットワーク１３０にはフィールド装置への直接接続（その場合、ＨＡＲＴ  ＡＤＨ２８５が用いられる）とマルチプレクサを介する接続（その場合、ＭＵＸ  ＡＤＨ２８０が用いられる）とが入っているという前提で、含まれている。（フィールド装置１１０−Ｚによって送信され）ＦＣＨ２９０から受信された応答は、データマネージャー２５０に送信される。Ｍｕｘ  ＡＤＨ２８０とＨＡＲＴ  ＡＤＨ２８５は、既知の方法で実施することができる。
【００３４】
データマネージャー２５０は、本発明の様々な機能を提供するため、他の構成要素のオペレーションを調整及び制御する。例えば、接続（セッション）を開始する要求を無線クライアント１８０から受信すると、データマネージャー２５０は、対応する無線クライアントマネージャーを例示する。固有の識別子が、その接続に割り当てられ、接続を要求しているクライアントに転送される。固有の識別子が、各指令に含まれており、指令を発信した具体的なクライアントを識別する。同様に、クライアントが接続を解除すると、対応するクライアントハンドラが終了する。
【００３５】
更に、データマネージャー２５０は、パラメーターをキャッシングできるようにし、これは、（無線又は有線クライアントからに関わらず）指令の幾つかに対する応答は、指令を送る装置からの対応するデータにアクセスする必要無しに、直ちに作成できることを意味している。
【００３６】
更に、データマネージャー２５０は、様々な指令の実行の状態を監視する。ＨＡＲＴプロトコルのコンテキストで実施される或る実施形態では、データマネージャー２５０は、１つの指令だけが各フィールド装置に係属するようにし、従って、装置からの応答を、特定の指令と容易に関連付けることができる。しかしながら、代替実施形態では、適切な識別子が、特定の指令に対して、フィールド装置からの応答を対応する指令と相関付けるために生成される。データマネージャー２５０は、応答を、対応する指令を発信したクライアントシステムに転送する。
【００３７】
データマネージャー２５０は、更に、クライアント装置上に作成される表示を制御する。或る実施形態では、表示される具体的なラベルとそれに対応する値は、関連技術分野で周知の拡張メタ言語（ＸＭＬ）を使って示される。値は、データベースサーバー１９０から検索される。一般に、クライアントは、ラベルと値の組み合わせを正しく解釈し、表示するために、協調インターフェースを使って実施しなければならず、そのような実施は、既知の方法で実行することができる。
【００３８】
作成された表示は、オペレーターが、関心対象のフィールド装置（例えば１１０−Ｚ）を指定するために様々なメニューの選択肢から選択するような様々なタスクを実行し、選択された装置に指令を発行し、応答を見ることができるようになっている。無線クライアント１８０に対して、少なくとも、そのクライアントが（携帯式小型装置の場合は通例となっている）小さな画面で実体化される場合は、異なる型式の表示（例えば小型）を作成する必要がある。
【００３９】
データマネージャー２５０は、更に、様々なクライアントから受信される申込み指令をサポートする。先に述べたように、申込み指令は、関心対象の情報の特定の部分を示し、それは、クライアントシステム（例えば１６０−Ａ又は１８０）に直ちに表示される。基になるデータが変わると、変更は、クライアントに非同期的に（即ち、クライアントが更新を再度要求する必要無しに）伝播されなければならない。
【００４０】
そのような機能をサポートするために、データマネージャー２５０は、各クライアントが申し込んだ情報の具体的な部分（又は単純な変数）を示す表を維持している。表に示されている情報の何れかの部分に変更が生じると、更新メッセージが作成され、対応するクライアントハンドラ２３０又は２４０を通して送られる。配線ベースのクライアントと無線のクライアントの両方に対する中央のサポートによって、申し込み指令のサポートが単純化される。
【００４１】
更に、データマネージャー２５０は、データベースインターフェース２７０を使ってデータベースサーバー１９０とインターフェースし、フィールド装置で実行される様々な変更の監査ログを表すデータを記憶する。（無線又は有線ベースのクライアントどちらから発行されたかに関わらず）全ての指令が、ＦＤＭＳ１５０を通して送られるので、（データベースサーバー１９０内の）中央のログの管理が単純化される。ログは、指令を受信した後、短時間で更新することができる。例えば、エントリは、指令の受信、指令の転送、及び対応するタスクが実行されるや否やフィールド装置内での指令の実行の完了を表示する。
【００４２】
この様に、ＦＤＭＳは、先に述べたように、無線及び配線ベース両方のクライアントが、フィールド装置にアクセスするのをサポートする。引き続き、ＦＤＭＳに、フィールド装置にアクセスするための冗長経路を提供することについて述べる。
４．経路に冗長性を設けること
図３は、本発明の或る態様による、経路の冗長性がフィールド装置にアクセスするためにＦＤＭＳ１５０から設けられている一例的な環境を示すブロック図である。分かり易くするために、アプローチを、図１の実施形態の拡張部として示している。しかしながら、アプローチは、別の環境でも同様に実施することができる。図１と比較した場合の図３の差異についてのみ、以下に簡単に説明する。
【００４３】
無線クライアント１８０は、経路３８１で、フィールド装置１１０−Ｚに接続されている。経路３８１は、配線ベースの経路を表す。フィールド装置１１０−Ｚが、関連技術分野では周知のＨＡＲＴプロトコルと適合して作動する或る実施形態では、経路３８１には、無線クライアント１８０とＨＡＲＴモデムの間に物理的接続を提供するのに用いられるＵＳＢ型式の技術によって、フィールド装置１１０−Ｚに接続されているＨＡＲＴモデム（図示せず）が含まれている。経路３８１（及び対応するプロトコル）は、既知の方法で実施することができる。
【００４４】
分かり易くするために、ＨＡＲＴプロトコルに関連付けて説明する。しかしながら、関連技術分野で周知のＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄｂｕｓ及びＰｒｏｆｉｂｕｓのようなプロトコルのコンテキストでアプローチを実施するのも、ここに提供した開示を読めば、当業者には明白であろう。そのような代替実施形態は、本発明の様々な態様によって包含されていると考えられる。
【００４５】
作動時、無線クライアント１８０は、アンテナ１８５を使って（例えば、フィールド装置１１０−Ｚに向けて）指令を送信する。指令は、ＦＤＭＳ１５０が受信し、その指令を（適切なフォームで）、アンテナ１５５を使って無線クライアント１８０に送り返す。無線クライアント１８０は、次に、経路３８１を使って指令をフィールド装置１１０−Ｚに転送し、指令を実行させる。
【００４６】
フィールド装置１１０−Ｚによって作成される応答は、無線クライアント１８０によって受信され、ＦＤＭＳ１５０に転送される。ＦＤＭＳ１５０は、データベースサーバー１９０内の情報を更新し、再び応答を無線クライアント１８０に転送する。無線クライアント１８０は、応答を、オペレーターが理解できるフォームで表示する。
【００４７】
この様に、無線クライアント１８０及びフィールド装置１１０−Ｚからの直接の経路３８１があっても、指令／応答は、ＦＤＭＳ１５０を通して送られる。その結果、状態及び構成の情報に対するどの様な変化も、データベースサーバー１８０内の中央に維持される。更に、無線クライアント１８０からの無線経路によって利用できるようになる冗長経路は、ＦＤＭＳ１５０と関心対象の特定のフィールド装置との間の通信に用いることができる。その結果、制御ネットワーク１３０が作動できなくても、オペレーターは、所望の装置（１１０−Ｚ）の管理を継続することができる。そのような経路の冗長性を提供するＦＤＭＳ１５０及び無線クライアント１８０の実施形態の詳細について、続けて説明する。
５．ＦＤＭＳが経路の冗長性を提供する
図４は、本発明の或る態様による、フィールド装置にアクセスする際の経路の冗長性を提供するために実施されるＦＤＭＳ１５０の或る実施形態の詳細を示すブロック図である。図４には、図２に描かれている全てのブロックが入っている。図２と比較した場合の図４の差異についてのみ、以下に簡単に説明する。
【００４８】
データマネージャー２５０は、無線クライアントハンドラ２４０から受信した指令を経路１５３又はアンテナ１５５経由の何れで転送するか決定する。決定は、セッション設定時、又は後で障害探索シナリオの間に、無線クライアント１８０から受信した構成データに基づいている。従って、或る実施形態では、（図１のモードから）図４のモードへ切り換えるために、無線クライアント１８０は、図１に対応するセッションを終結し、セッションを再設立しなければならない。
【００４９】
ＨＡＲＴ  ＡＤＨ２８５は、指令／応答（フィールド装置１１０−Ｚに対応する）を表すデータを、データマネージャー２５０に指定されているように（指令／応答を、制御ネットワーク１３０に連結されているフィールド通信ハンドラ２９０に送信するのではなく）経路４８１で無線インターフェース２１０−Ｂに送信する。或る実施形態では、図３の経路３８１は、（マルチプレクサとは対照的に）モデム型式の装置だけを使って実施され、従って、ｍｕｘ  ＡＤＨ２８０と無線インターフェース２１０−Ｂの間の接続は示されていない。
【００５０】
一般に、無線クライアント１８０は、関心対象のフィールド装置への冗長経路をサポートするために、ＦＤＭＳ１５０の実施と互換性があるように実行しなければならない。ここに提供した開示を読めば、（ＦＤＭＳ１５０及び無線クライアント１８０の）様々な互換性のある実施策が、当業者には明白であろう。そのような実施策は、本発明の様々な態様に包含されると考えられる。無線クライアント１８０の或る実施形態の詳細に関して、続けて説明する。
６．無線クライアント
図５は、関心対象のフィールド装置への冗長経路をサポートしている無線クライアント１８０の或る実施形態の詳細を示すブロック図である。ブロック図には、入／出（Ｉ／Ｏ）インターフェース５１０、メモリ５２０、ユーザーインターフェースブロック５４０、処理ブロック５６０、及び、ＦＣＨ（フィールド通信ハンドラ）５９０が含まれている。各ブロックについて、以下に詳細に説明する。
【００５１】
（無線クライアント側の）Ｉ／Ｏインターフェース５１０は、アンテナ１８５を介してデータをＦＤＭＳ１５０から／へ受信／送信するため、電気的及びプロトコルのインターフェースを提供する。要求を示すデータ、（無線クライアント１８０のユーザーによって発行された）指令は、処理ブロック５６０から受信され、アンテナ１８５で送信される。アンテナ１８５で（ＦＤＭＳ１５０から）受信されるユーザー画面、無線クライアントハンドラの識別子、指令、及び、信号を表す情報を示すデータは、処理ブロック５６０に送られる。
【００５２】
ＦＣＨ５９０は、ＨＡＲＴ通信プロトコルに適合する経路３８１でデータ（指令及び応答が含まれる）を送受信するために、物理的、電気的及びプロトコルのインターフェースを提供する。先に述べたように、ＵＳＢ型式のプロトコルは、データを経路３８１で送信／受信するのに用いられる。ＦＣＨ５９０は、処理ブロック５６０から指令を表すデータを受信し、そのデータをフィールド装置１１０−Ｚに転送する。フィールド装置１１０−Ｚから受信した信号は、処理ブロック５６０に転送される。ＦＣＨ５９０は、ＦＣＨ２９０と同様に実施することができる。
【００５３】
ユーザーインターフェースブロック５４０は、処理ブロック５６０から（例えばＸＭＬベースの）情報を受信し、受信した情報をユーザーが読み取り可能画面にレンダする。ユーザーは、ユーザー画面を使って、無線クライアント１８０と対話（例えば、フィールド装置を選択し、指令を発行し、受信信号を確認するなど）することができるようになっている。ユーザーが発行した要求及び指令は、処理ブロック５６０に送信され、フィールド装置１１０−Ｚに対応する信号は、処理ブロック５６０に送信される。
【００５４】
処理ブロック５６０は、オペレーターがＦＤＭＳ１５０とのセッションを開始できるように、ユーザーインターフェースブロック５４０と協働して作動する。オペレーターは、ＦＤＭＳ１５０が、冗長経路（図３）を使って作動するか、制御ネットワーク１３０（図１）を使って作動するか、を示す。作動モードを表しているデータは、指令／応答を更に処理できるように、メモリ５２０に保存される。
【００５５】
処理ブロック５６０は、同様に、オペレーターが、ユーザーインターフェースブロック５４０と協働して作動することによって、指令を発行できるようにする。指令は、ＦＤＭＳ１５０へ送信するため、Ｉ／Ｏインターフェース５１０に転送される。指令に固有の識別子は、ＦＤＭＳ１５０から直ちに受信される。応答が後刻受信される場合は、応答を指令と関係付けるために識別子が使用される。
【００５６】
経路冗長性モードで作動している間は、処理ブロック５６０は、先ず、（ユーザーインターフェースブロック５４０から受信した）指令を無線インターフェース５１０に送信する。（適切なフォームの）同じ指令が、（ＦＤＭＳ１５０から）入／出インターフェース５１０で受信され、ＦＣＨ５９０に転送される。ＦＣＨ５９０から受信した応答は、Ｉ／Ｏインターフェース５１０に送信され、戻ってきて受信された同じ応答は、適切に表示するため、ユーザーインターフェースブロック５４０に送信される。
【００５７】
この様に、無線クライアント１８０の実施形態は、無線クライアントが、ＦＤＭＳ１５０と協働的に作動して、フィールド装置を管理できるようにする。経路冗長性モードで作動している間は、ＦＤＭＳ１５０は、無線クライアント１８０を通してフィールド装置にアクセスすることもできる。ＦＤＭＳ１５０と協働している無線クライアント１８０の作動を集約したフローチャートを参照しながら、引き続き説明する。
７．方法
図６は、本発明の或る態様による、無線クライアントがフィールド装置管理ステーション（ＦＤＭＳ）によってサポートされる様式を示すフローチャートである。本方法については、分かり易くするために、図１及び図２に関連付けて説明する。本方法は、ステップ６０１で始まり、制御はすぐにステップ６１０へ進む。
【００５８】
ステップ６１０では、無線接続が、フィールド装置管理ステーション（ＦＤＭＳ）とクライアントの間に確立される。先に述べた或る実施形態では、無線接続は、関連技術分野で周知の８０２．１１Ｂのようなプロトコルを使って設けられる。
【００５９】
ステップ６３０では、指令は、フィールド装置内の変更を要求するクライアントから発行される。或る実施形態では、無線クライアント１８０のユーザーは、フィールド装置１１０−Ｚ内の変更を要求する指令を発行する。例えば、指令は、制御弁の位置を、４０％開放状態から４５％開放状態に変更する。
【００６０】
ステップ６４０では、（ステップ６３０で発行された）指令は、フィールド装置管理ステーションによって無線媒体で受信される。ステップ６５０では、指令は、フィールド装置管理ステーションによってフィールド装置に転送される。指令は、図１及び図３それぞれに関連して先に述べたように、制御ネットワーク１３０、又は無線経路の何れかで転送される。
【００６１】
ステップ６６０では、フィールド装置管理ステーションは、フィールド装置から応答を受信する。応答は、ステップ６４０で指令が送信されたのと同じ経路（制御ネットワークで、又は無線経路を介しての何れか）で受信される。
【００６２】
ステップ６８０では、フィールド装置管理ステーションは、中央のデータベースサーバー内のフィールド装置の状態を更新する。例えば、弁の開度、フィールド装置１１０−Ｚを作動させるクライアントなどを示すフィールド装置１１０−Ｚの状態は、中央のデータベースサーバーに保存される。
【００６３】
ステップ６９０では、フィールド装置管理ステーションは、（ステップ６６０で受信した）応答を、クライアントに無線媒体で送信する。例えば、ＦＤＭＳ１５０は、フィールド装置１１０−Ｚから受信した応答を送信する。本方法は、ステップ６９９で終了する。この様にして、製造プラント内のフィールド装置の遠隔管理が実行される。
８．ソフトウェアの実装
図７は、本発明の或る実施形態において、実質的にソフトウェアの形態で実装されるデジタル処理システム７００の詳細を示すブロック図である。システム７００は、ＦＤＭＳ１５０と無線クライアント１８０の１つに相当する。システム７００には、中央処理ユニット（ＣＰＵ）７１０のような１つ又は複数のプロセッサー、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７２０、二次メモリ７３０、図形コントローラー７６０、表示ユニット７７０、ネットワークインターフェース７８０、及び入力インターフェース７９０が入っている。表示ユニット７７０を除く全ての構成要素は、関連技術分野で周知の幾つかのバスを含む通信経路７５０を通して互いに通信している。図７の構成要素について、以下に更に詳細に説明する。
【００６４】
ＣＰＵ７１０は、本発明の幾つかの特徴を提供するために、ＲＡＭ７２０に記憶されている指示を実行する。ＣＰＵ７１０には複数の処理ユニットが入っており、各処理ユニットは、特定のタスクのために設計できるようになっている。代わりに、ＣＰＵ７１０には１つの汎用処理ユニットだけが入っていてもよい。ＲＡＭ７２０は、通信経路７５０を使って二次メモリ７３０から指示を受信する。ＦＤＭＳ１５０の場合、指示によって、申込み要求の処理、クライアントハンドラの作成、対応するクライアントマシンへの画面を表すＸＭＬデータの送信などが行われる。クライアントマシンの場合、指示によって、オペレーターが発行する要求及び指令の処理、ＸＭＬデータの適切な画面へのレンダリングなどが行われる。
【００６５】
図形コントローラー７６０は、ＣＰＵ７１０から受信したデータ／指示に基づいて、表示ユニット５７０に、表示信号を（例えばＲＧＢフォーマットで）生成する。表示ユニット７７０には、表示信号によって定義される画像を表示する表示画面が入っている。入力インターフェース７９０は、キーボード及び／又はマウスに相当する。無線クライアント１８０の場合、図形コントローラー７６０と入力インターフェース７９０は、オペレーターが、指令を発行し、対応する応答を閲覧することができるようにする。
【００６６】
簡単にするため、インターフェースの内の幾つかだけを図７に示している。無線クライアント１８０とＦＤＭＳ１５０の両方には、各アンテナで受信／送信するため、無線インターフェースが入っている。同様に、ＦＤＭＳ１５０には、制御ネットワーク１３０と作用するためのインタフェースが入っており、無線クライアント１８０には、関心対象のフィールド装置と直接通信するためのインターフェースが入っている。
【００６７】
二次メモリ７３０には、ハードドライブ７３５、フラッシュメモリ７３６、及び取り外し可能な記憶装置ドライブが入っている。二次メモリ７３０は、データとソフトウェアの指示（例えば各フィールド装置の構成とその変更）を記憶し、それによって、システム７００が、本発明による幾つかの特徴を提供できるようにする。データ及び指示の幾つか又は全てを、取り外し可能な記憶装置ユニット７４０に提供してもよいし、データ及び指示を、取り外し可能な記憶装置ドライブ７３７によって、読み取り、ＣＰＵ７１０へ送ってもよい。フロッピー（登録商標）ドライブ、磁気テープドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、フラッシュメモリ、取り外し可能なメモリチップ（ＰＣＭＣＩＡカード、ＥＰＲＯＭ）は、そのような取り外し可能な記憶装置ドライブ７３７の代表的な例である。
【００６８】
取り外し可能な記憶装置ユニット７４０は、取り外し可能な記憶装置ドライブ７３７がデータ及び指示を読み取りできるように、取り外し可能な記憶装置ドライブ７３７と互換性のある媒体及び記憶装置フォーマットを使って実施される。従って、取り外し可能な記憶装置ユニット７４０は、コンピューターのソフトウェア及び／又はデータが中に記憶されているコンピューター読み取り可能記憶媒体を含んでいる。
【００６９】
この文書では、「コンピュータープログラム製品」という用語は、一般的に、取り外し可能な記憶装置ユニット７４０、又は、ハードドライブ７３５内にインストールされているハードディスクを指すのに用いている。これらのコンピュータープログラム製品は、システム７００にソフトウェアを提供するための手段である。ＣＰＵ７１０は、先に述べた本発明の様々な特徴を提供するために、ソフトウェア指示を検索し、指示を実行する。
９．結論
以上、本発明の様々な実施形態について説明してきたが、これらは単なる例として呈示しているのに過ぎず、本発明に制限を加えるものではない旨理解頂きたい。従って、本発明の広がりと範囲は、先に述べた代表的な実施形態の何れにも制限されず、特許請求の範囲の内容及びそれらの等価物に従って定義されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明を実施することができる一例的な環境を示すブロック図である。
【図２】本発明の或る態様による、無線クライアントをサポートするＦＤＭＳの或る実施形態の詳細を示すブロック図である。
【図３】本発明の或る態様による、フィールド装置にアクセスするために経路の冗長性が設けられている一例的な環境を示すブロック図である。
【図４】本発明の或る態様による、フィールド装置へのアクセス時に経路の冗長性を提供するために実施されるＦＤＭＳの詳細を示すブロック図である。
【図５】本発明の或る態様による、フィールド装置にアクセスするために実施される無線クライアントの或る実施形態の詳細を示すブロック図である。
【図６】本発明の或る態様による、フィールド装置管理ステーション（ＦＤＭＳ）によって無線クライアントをサポートする方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の或る実施形態において、実質的にソフトウェアの形態で実施されるデジタル処理システムの詳細を示すブロック図である。
【図１】
2007528053.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007528053.tif 000009
【国際調査報告】
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2007528053.tif 000011
2007528053.tif 000012
2007528053.tif 000013
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