(57)【要約】  フィールドデバイスの構成パラメータを読み取るための第１の電流レベルを提供する電流発生器。電流発生器はまた、第２の電流レベルも提供する。第１の電流レベルは、第２の電流レベルよりもアンペア数が小さい。第１の電流レベルは、フィールドデバイスを動作させない。第２の電流レベルは、フィールドデバイスを動作させる。電流センサは、回路でフィールドデバイスと接続される。電流センサは、第１の電流レベルと関連した構成パラメータを読み取る。構成パラメータを読み取る電流を生成する方法が提供される。その電流の振幅は、フィールドデバイスを動作させるのに必要な、動作用最小振幅より小さい。その電流を使用して、フィールドデバイスから構成パラメータが読み取られる。フィールドデバイスは、その構成パラメータを使用して構成される。
2007513430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのフィールドデバイス（２５０、３５０、４４０）の構成パラメータを読み取るための第１の電流レベルを提供し、前記第１の電流レベルは第２の電流レベルよりもアンペア数が小さくそして前記フィールドデバイス（２５０、３５０、４４０）を動作させない、また前記第２の電流レベルも提供し、前記第２の電流レベルは前記フィールドデバイス（２５０、３５０、４４０）を動作させる、電流発生器（４２０）と、
回路で前記フィールドデバイス（２５０、３５０、４４０）と接続され、前記第１の電流レベルと関連した前記１つまたは複数の構成パラメータを検出する電流センサ（４１０）と
を備えるシステム（５００、６００、７００）。
【請求項２】
回路で前記電流センサ（４１０）に接続されたシステムコントローラ（２０５）をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記フィールドデバイス（２５０、３５０、４４０）は、前記フィールドデバイス（２５０、３５０、４４０）の前記１つまたは複数の構成パラメータに応じて変わるように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１の電流レベルは、約４．０ミリアンペア以下である、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１の電流レベルは、約３．２ミリアンペア以下である、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
第１の電流（４２０）が、少なくとも１つのフィールドデバイス（２５０、３５０、４４０）を動作させる第２の電流（４２０）よりも小さい振幅を有し、前記第１の電流は、前記少なくとも１つのフィールドデバイス（２５０、３５０、４４０）を動作させない、１つまたは複数の構成パラメータを読み取る第１の電流を発生させるステップと、
前記第１の電流を使用して、前記フィールドデバイス（２５０、３５０、４４０）から前記構成パラメータ（４１０）を読み取るステップと、
を含む方法。
【請求項７】
前記読み取られた１つまたは複数の構成パラメータに基づいて、前記フィールドデバイス（２５０、３５０、４４０）を構成するステップ（２０５、２２０、３４５、４１０）をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
動作電流（４２０）を発生させるステップをさらに含み、前記動作電流が、前記フィールドデバイス（２５０、３５０、４４０）を動作させるのに十分な電流の振幅を有する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の電流は、約４ミリアンペア以下である、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の電流は、約４．０ミリアンペア以上である、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００３年１２月４日出願の「電流変調信号で通信するフィールドデバイスの安全な自動検出のためのシステムおよび方法（System and Method for the Safe Automatic Detection of a Field Device Communicating With Current Modulated Signal）」と題する米国特許仮出願第６０／５２６５４８号の優先権を主張するものであり、その内容を参照により本明細書に組み込む。
【０００２】
本開示は、デバイスのセンシングおよび構成に関し、より詳細には、減少した電流を使用することによる、デバイスのセンシングおよび構成に関する。
【背景技術】
【０００３】
ＨＡＲＴ（登録商標）（ＨＡＲＴ通信財団の登録商標）通信プロトコルのような多くののプロトコル仕様が、デジタル通信をサポートするために設計されている。これらのデジタル通信を使用して、様々な制御デバイスの様々なプロセスおよびパラメータを測定することができる。こうしたプロトコル仕様の範囲内のこれらのデジタル通信は、一般に、４〜２０ミリアンペア（ｍＡ）の従来技術の範囲で行われる。一般に、こうしたデジタル通信では、フィールドデバイスと関連したプロセスおよび診断情報が、ホスト制御システムに提供される。デジタル通信は、ホスト制御システムが工業プロセスをモニタし制御するときに行われる。
【０００４】
そのようなプロトコル仕様の１つの目的は、「ホスト」（すなわち「入力／出力（入出力）マスタ」）が、異なるベンダによって開発されたフィールド「デバイス」（「スレーブ」）と通信できるように、標準を確立することである。プロトコル仕様の１つのサブセットは、「共通機能」を有するものとして分類される。「共通機能」では、ホストまたはデバイスが、プロトコル仕様のこのサブセット内のすべての標準を満たす必要がある。これにより、ホストは、多くの異なるベンダからの様々なフィールドデバイスをサポートするために、単一のインターフェース層のみを要求する。
【０００５】
しかし、プロトコル仕様の他の構成要素は「デバイス特定」と分類され、それらは個々のデバイス製造業者によって定義される。ホストすなわち入出力マスタとフィールドデバイスとの間で渡されるデジタルデータの少なくともいくつかは、所与のフィールドデバイスタイプに特定であり、工業プロセス内でリアルタイムでフィールドデバイスを使用する前に、どのような種類のフィールドデバイスがホスト制御システムに接続されているかを知ることは重要である。
【０００６】
言い換えれば、フィールドデバイスデバイス特定の構成要素の性質により、構成のロードおよび実行の前に、フィールドデバイスの識別に関する関連情報を取得し検証する必要がある。一般に、構成のロードおよび実行は、フィールドで使用するためのフィールドデバイスの初期化およびフィールドデバイスの実際の使用として定義することができる。関連情報には、所与のフィールドデバイスの一意の識別子、フィールドデバイスのベンダ名、フィールドデバイスにインストールされているファームウェアリビジョン、フィールドデバイスのタグ名（すなわち、仮名）、フィールドデバイスの説明、およびフィールドデバイスが測定または適用することのできる様々な範囲限度が含まれてよい。フィールドデバイスの初期スタートアップから得られる上記の情報なしには、デバイス特定のデータをリアルタイムプロセス制御方式に統合するのは困難である。
【０００７】
典型的には、入力デバイスは電流ソースタイプであり、出力デバイスは電流シンクタイプである。センサは入力デバイスの一例であり、バルブは出力デバイスの一例である。ソース電流の「ベース信号」を使用すると、少なくとも２つの機能がもたらされる。ベース信号は、フィールドデバイスを充電し、初期構成する電力を供給し、デジタル情報を運ぶ搬送波ともなる。電流シンクデバイスでは、入出力マスタは、こうしたプロトコルと関連した「ベース」信号を提供するための電流を流すべきである。したがって、出力デバイスでは、デジタル通信がプロトコル仕様の助けを借りて機能するために、ホストすなわち入出力マスタは、最小限の指定の電流を提供する。
【０００８】
従来のプロトコル仕様では、ユーザが、（おそらく、誤った初期制御構成を使用して）制御構成を初期ロードし、制御方式をアクティブにし、フィールドデバイスとの通信に要求されるベース量まで出力（ソース）電流を流す必要がある。これは、４〜２０ｍＡの従来技術の範囲で行われた。そうして初めて、実際のデバイスの識別および構成データを収集することができた。しかし、理解されるように、これにより、初期リアルタイム制御方式を実施する際に、大きなエラーが生じることがあった。
【０００９】
他の従来のプロトコル仕様で使用される代替手法では、４ｍＡという最小限の電流を常に供給するものであった。しかし、初期構成されていないフィールドデバイスの電源投入を行うのは危険であるので、この手法は受け入れることができない。いずれにせよ、障害によってフィールドデバイス自体が電流に応答しなくなった場合、ユーザは出力デバイスを制御できなくなる。
【００１０】
従来の技術においては、構成後にフィールドデバイスが制御可能になることから、フィールドデバイスを動作させるために、構成後に電流がフィールドデバイスに供給される。しかしながら、フィールドデバイスに４ｍＡの電源投入が行われる間は、何も構成なしで電流が印加され、したがってフィールドデバイスを制御する方法はない。しかし、４ｍＡ電流の供給後に何か不具合が生じた場合、そのフィールドデバイスを制御する手立てがない。別の問題としては、この従来技術のシナリオでは、最小限の電流が偏在し、安全性の問題が生じ得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、フィールドデバイスとの通信を安全確実に確立し、構成ロードの前に、電流変調信号方式を使用してフィールドデバイスの識別データを取得する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
少なくとも１つのフィールドデバイスの構成パラメータを読み取るための、第１の電流レベルを提供する電流発生器が提供される。第１の電流レベルは、第２の電流レベルよりもアンペア数が小さい。第１の電流レベルは、フィールドデバイスを動作させない。また、電流発生器は、第２の電流も提供する。第２の電流レベルは、前記フィールドデバイスを動作させる。電流センサは、回路でフィールドデバイスと接続される。電流センサは、第１の電流レベルと関連した構成パラメータを検出する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
「モジュール」という語は、本明細書では、スタンドアロン構成要素としても、統合されたアセンブリ中の複数のモジュールのうちの１つとしても実施することのできる、機能的動作を区分するために使用される。
【００１４】
図１を参照すると、非アクティブなシステムコントローラ１１０および非アクティブな入出力マスタ１２０、ならびに１つまたは複数のフィールドデバイス１２５を有する、従来技術の未構成のシステム１００が示されている。非アクティブなシステムコントローラ１１０および非アクティブな入出力マスタ１２０の間に、制御接続１１５が結合されている。制御接続１１５は給電されておらず、非アクティブなシステムコントローラ１１０および非アクティブな入出力マスタ１２０は構成されていない。したがって、フィールドデバイス１２５に流れる電流は存在しない。さらに、１つまたは複数のフィールドデバイス１２５から構成情報が取り出されていない。
【００１５】
非アクティブなシステムコントローラ１１０は、１つまたは複数のフィールドデバイス１２５を制御するのに使用される制御アルゴリズムを実行できる装置デバイス（ハードウェア、ソフトウェア、またはその両方）を表す。
【００１６】
一実施形態においては、非アクティブなシステムコントローラ１１０の一例は、Ｅｘｐｅｒｉｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ  Ｓｙｓｔｅｍ（商標）（ＰＫＳ）におけるＣ２００モジュールである。Ｅｘｐｅｒｉｏｎ  ＰＫＳは、プロセス動作、診断、および領域ナレッジを制御し、管理し、その最適化に努めるための統合プラットフォームである。Ｃ２００は、Ｅｘｐｅｒｉｏｎ  ＰＫＳなどにおけるプロセス動作を制御するために使用されるデバイスである。
【００１７】
次に図２に移ると、非アクティブな制御ブロック１３１をもつ非アクティブなシステムコントローラ１３０、および非アクティブなチャネルブロック１４１をもつ非アクティブな入出力マスタ１４０、および１つまたは複数のフィールドデバイス１４５を含めた、従来技術の初期構成されるシステム１２９が示されている。非アクティブなシステムコントローラ１３０と非アクティブな入出力マスタ１４０の間に、制御接続１３５が結合されている。制御接続１３５は、非アクティブなシステムコントローラ１３０と非アクティブな入出力マスタ１４０の間で、情報を運ぶ。
【００１８】
非アクティブなシステムコントローラ１３０は、１つまたは複数の非アクティブな制御ブロック１３１を有するものとして示されている。制御ブロックは、１つまたは複数のフィールドデバイス１４５を制御しモニタするための、「比例−積分−微分」制御アルゴリズムなどのリアルタイム制御アルゴリズム／方式の論理表現である。しかし、非アクティブなシステムコントローラ１３０では、制御ブロックは非アクティブな制御ブロック１３１である。したがって、制御ブロックは生成されているが、まだ使用されていない。非アクティブな制御ブロック１３１は、１つまたは複数のフィールドデバイス１４５を直接読み取って得られたのではない、初期／既存構成データを用いて構成されている。
【００１９】
非アクティブな入出力マスタ１４０は、１つまたは複数の非アクティブなチャネルブロック１４１を有するものとして示されている。チャネルブロックは、一般に、１つまたは複数のフィールドデバイス１４５と関連したデータの論理表現である。チャネルブロックを使用することにより、デバイス構成を制御方式に統合することが可能になる。しかし、初期構成されるシステム１２９では、制御クロックは非アクティブな制御ブロック１４１である。したがって、１つまたは複数のフィールドデバイス１４５に電流は流れず、非アクティブな制御ブロック１４１は、１つまたは複数のフィールドデバイス１４５を直接読み取って得られたのではない初期／既存構成データを用いて構成されている。
【００２０】
図３を参照すると、アクティブな制御ブロック１５１をもつアクティブなシステムコントローラ１５０、アクティブなチャネルブロック１６１をもつアクティブな入出力マスタ１６０、および１つまたは複数のフィールドデバイス１６５を含む、従来技術の初期構成されるシステム１４９が示されている。アクティブなシステムコントローラ１５０とアクティブな入出力マスタ１６０の間に、制御接続１５５が結合されている。
【００２１】
アクティブな制御ブロック１５１は、初期構成がロードされている。制御接続１５５は、０％〜１００％の「出力パーセント」（ＯＰ）として示されている。ＯＰは、４ｍＡ〜２０ｍＡの出力電流と同等である。チャネルブロックがアクティブであり、ＯＰが０％のときは、システムによって電流経路１６３に４ｍＡが流され、１００％のときは、２０ｍＡが流される。また、アクティブなチャネルブロック１６１にも、初期／既存の構成パラメータがロードされている。アクティブな入出力マスタ１６０のアクティブなチャネルブロック１６１は、電流経路１６３を介して、１つまたは複数のフィールドデバイス１６５とアクティブにインターフェースしている。したがって、４〜２０ｍＡの電流が、１つまたは複数のフィールドデバイス１６５に送られる。４〜２０ｍＡの電流は、１つまたは複数のフィールドデバイス１６５に給電するが、そうするために、アクティブな制御ブロック１５１およびアクティブなチャネルブロック１６１の初期構成の中でロードされたパラメータを使用する。
【００２２】
図４を参照すると、再構成されるシステムコントローラ１７０および再構成される入出力マスタ１８０がどちらも電流経路１８３を介して１つまたは複数のフィールドデバイス１８５から更新された実際の構成パラメータを受信した後の、再構成されるシステムコントローラ１７０および再構成される入出力マスタ１８０の再構成を示す、従来技術の再構成されるシステム１６９が示されている。制御接続１７５は、再構成されるシステムコントローラ１７０と再構成される入出力マスタ１８０を結合している。
【００２３】
再構成されるシステム１６９では、１つまたは複数のフィールドデバイス１８５が４〜２０ｍＡの電流の供給によってアクティブにされた後、各１つまたは複数のフィールドデバイス１８５ごとの最終的な識別／構成データが、１つまたは複数のフィールドデバイス１８５から電流経路１８３を介して取り出される。したがって、再構成されるシステムコントローラ１７０の再構成されるアクティブな制御ブロック１７１、および再構成される入出力マスタ１８０の再構成されるアクティブなチャネルブロック１８１の最終的な構成は、それに従って、発見された最終的な１つまたは複数のフィールドデバイス１８５の再構成情報で改変される。再構成されるシステム１６９では、これは、１つまたは複数のフィールドデバイス１８５内に記憶され、４〜２０ｍＡの電流上を電流経路１８３を介して運ばれるデジタル情報でよい。
【００２４】
典型的には、図１〜４からわかるように、１つまたは複数のフィールドデバイスに給電するために用いられる４〜２０ｍＡは、まずアクティブな制御ブロック１５１およびアクティブなチャネルブロック１６１の初期構成で流される。しかし、再構成されるシステム１６９に示されているように、１つまたは複数のフィールドデバイス１８５の実際のデジタル構成パラメータは、電流の印加後まで読み取られない。したがって、アクティブな制御ブロック１５１およびアクティブなチャネルブロック１６１の初期構成は、誤った情報およびパラメータに基づく虞がある。再構成されるシステム１６９で初期システム電源投入が完了して初めて、再構成されるシステムコントローラ１７０および再構成される入出力１８０内で、１つまたは複数のフィールドデバイス１８５と関連する実際の構成パラメータが考慮される。これは、構成における重大なエラーにつながる虞があり、このことにより、この初期構成情報の精度に依拠するリアルタイム制御方式を使用するときに、安全上または作業上の問題が生じる可能性がある。
【００２５】
そのような１つの問題は、初期構成ロードが行われ、デバイスが実行状態となり、デバイスとの交信がまだ確立されていないときに生じるものである。デバイスにいくつかの問題がある場合、システム１００、２００、３００、または４００は、フィールドデバイスがその実行状態になってしばらく経って、ようやく検出することが可能になる。これにより、破局的となり得る。
【００２６】
次に図５に移ると、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０にプログラムされたデジタル情報の構成検出機能を使用する構成システム２００が示されている。一般に、構成システム２００は、様々なシステムコントローラおよび入出力マスタを構成する前に、安全で確実な方法を使用して、制御システムユーザにデジタル識別パラメータを提供する。構成システム２００は、システムコントローラ２０５、入出力マスタ２２０、ならびに、標準の４．０〜２０．０ｍＡの電流を供給する前に１つのまたは複数のフィールドデバイス２５０から実際のデジタル構成情報を検出する自動検出器２４０を含んでいる。次に、入出力マスタ２２０またはシステムコントローラ２０５で、ユーザ定義の構成パラメータが使用されるのではなく、元々デジタル的に１つまたは複数のフィールドデバイス２５０に記憶された実際の構成パラメータが使用される。検出するために１つまたは複数のフィールドデバイス２５０のどれを選択するかは、システムコントローラインターフェース２２３または入出力マスタインターフェース２２５上に表示させ、そこで入力することができる。
【００２７】
自動検出を可能にすることにより、４ｍＡ未満の安全な電流が、電流経路２３０を介して、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０へと流される。１つまたは複数のフィールドデバイス２５０の電子デバイスに給電して、それとの電流変調デジタル通信を可能にするためには、３．２ｍＡといった安全な電流で十分である。たとえば、３．２ｍＡの供給を行うと、バルブステム位置など、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０の状態は変化しないが、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０の実際のデジタル構成パラメータを読み取ることが可能になる。次に、こうしたパラメータを使用して、システムコントローラ２０５および入出力マスタ２２０を構成する。３．２ｍＡの電流は安全限度内であるが、自動検出器２４０を使用不能にすれば、この安全な電流が除去され、それによってユーザは、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０への出力電流を完全に制御することができるようになる。
【００２８】
言い換えれば、フィールドデバイス２５０は、４ｍＡで、正常な動作範囲のちょうど開始となる。それより小さい電流を流すことにより、単にデジタル通信を確立するだけでなく、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０を何か変更してしまう程の電流は、存在しなくなる。
【００２９】
一般に、構成システム２００は、制御方式または構成がコントローラ２０５および入出力マスタ２２０にロードされる前に、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０などの電流シンクデバイスの自動フィールドデバイスデジタル情報検出を有効化または無効化するための、入出力マスタ２２０またはシステムコントローラ２０５中の機構を、おそらくシステムコントローラインターフェース２２３または入出力マスタインターフェース２２５を使用することにより、提供する。一般に、自動検出器２４０が１つまたは複数のフィールドデバイス２５０に対して有効化されているとき、入出力マスタ２２０は３．２ｍＡといった「安全な」電流を、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０に流す。この電流は、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０の大部分を電源投入してデジタル通信を確立するのに、十分である。一般に、３．２ｍＡといった電流が安全である１つの理由は、その電流では、バルブ回路などの回路が、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０上で、あるいはその中で動作することができないからである。この電流は４ｍＡ未満であり、４〜２０ｍＡの電流のＨＡＲＴ信号標準によれば、０％の出力値である。
【００３０】
（デフォルト設定で）任意の特定のデバイス２５１〜２５５に対して自動検出器２４０が無効化されているとき、その特定のデバイスへの経路２３０は給電されず、その特定のデバイス用のデジタル構成パラメータを読み取ることができないようなゼロの電流が流される。自動検出器２４０で、任意の所与の１つまたは複数のフィールドデバイス２５０（あるいは、すべてのフィールドデバイス）に対して自動デバイス検出が有効化されているとき、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０との通信が確立されて、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０からデバイス識別／構成データが収集される。収集されたデジタル情報／収集された構成パラメータは、その後、システムコントローラインターフェース２２３または入出力マスタインターフェース２２５でユーザに提示することもできる。システムコントローラインターフェース２２３または入出力マスタインターフェース２２５はまた、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０の各フィールドデバイスに対して自動検出を有効化／無効化するオプションも提供する。
【００３１】
１つまたは複数のフィールドデバイス２５０の検出が完了した後、デジタル的に読み取られ検出された１つまたは複数のフィールドデバイス２５０は、自動検出器２４０によって自動デバイス検出が有効化されている限り、低優先順位ポーリング方式を使用して、まだ継続的にモニタすることができる。したがって、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０の構成における変更があれば、上記のシステムコントローラインターフェース２２３または入出力マスタインターフェース２２５上で自動的に更新され、それぞれシステムコントローラ２０５および／または入出力マスタ２２０を再構成する際に使用することができる。この低優先順位ポーリングは、入出力マスタ２２０上での帯域幅の負荷が小さいはずである。構成システム２００の一実施形態においては、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０に何らかの欠陥がある場合、システム２００は、自動検出器２４０を無効化することによって、最小限の（４．０ｍＡ未満の）電流を除去する。３．２ｍＡといった、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０を駆動するのに最小限必要とされるものより小さい電流を使用し、また自動検出器２４０の無効化が可能なことにより、構成システム２００の安全性が高まる。
【００３２】
制御方式がロードされると、自動検出器２４０は無効化される。これは、入出力マスタ２２０の出力電流に対して、２つの別々の制御が同時に適用されるのを回避するのに役立つ。制御方式がロードされた後、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０への電流は、制御方式によってのみ制御される。
【００３３】
冗長入出力マスタのケースにおいては（図示せず）、自動検出器２４０の機能は、現在指定されている１次入出力マスタ２２０中でのみ効果がある。しかし、切換え後、２次入出力マスタが１次入出力マスタになり次第、２次入出力マスタは、各フィールドデバイス２５０ごとのユーザ選択を思い出し、自動デバイス検出を行う。最後に、自動検出器２４０の選択は、故障のケースに入出力マスタ２４０が安全な無給電状態まで出力を流すことができることを妨げない。
【００３４】
一実施形態においては、電流経路１８３を介して供給される電流は、制御方式のロードによって乱されず、また１つまたは複数のフィールドデバイス２５０から得られる、システムコントローラ２０５および入出力マスタ２２０にロードされた構成データは、制御方式のロードによって上書きされない。したがって、初期ユーザ構成、すなわち、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０に埋め込まれたデジタル情報を実際に読み取る前にユーザが有する構成情報は、それを１つまたは複数のフィールドデバイス２５０から読み取られた実際のデバイス構成データと比較することによって、その有効性を確認することができる。比較され、おそらく初期ユーザ構成が訂正された後、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０の動的データの集まり、すなわち、構成システム２００がイベントをリアルタイムでモニタすることによって集めるデータは、４〜２０ｍＡでシステムコントローラ２０５および入出力マスタ２２０をすべて電源投入し、構成の読取り値を読み取り、再構成する必要なく、即座に開始することができる。
【００３５】
一実施形態においては、自動検出器２４０の選択は、１つまたは複数の冗長入出力マスタによって完全にサポートされる。１次入出力マスタ中で自動検出器２４０が有効化され、それがフェイルオーバした（２次に切り換わった）場合、新しい１次入出力マスタが自動検出器２４０の選択を保存する。構成システム２００では、１次入出力マスタが制御システムと通信できなくなった場合、いくつかの構成されている安全状態まで出力が流される。無給電、または電流の除去は、安全な状態構成を確保するのに役立つ。自動検出器２４０で３．２ｍＡといった安全な電流を使用することにより、この安全活動は妨げられない。
【００３６】
図６を参照すると、自動検出器２４０の使用、ならびに１つまたは複数のフィールドデバイス３５０に埋め込まれたデジタル構成情報の読取りに適合したコンピュータシステム３００のブロック図が示されている。コンピュータシステム３００は、記憶媒体３２５をもつワークステーションコンピュータ３１０、およびワークステーションコンピュータ３１０に結合されたユーザインターフェース３０５を含んでいる。ユーザインターフェース３０５は、ユーザが情報およびコマンド選択をワークステーションコンピュータ３１０に伝えるのを可能にするための、キーボードや音声認識サブシステムなどの入力デバイスを含んでいる。マウス、トラックボール、またはジョイスティックなどのカーソル制御により、ユーザがディスプレイ上のカーソルを走査して、追加の情報およびコマンド選択をワークステーションコンピュータ３１０に伝えることが可能になる。コンピュータシステム３００は、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０ならびにシステムコントローラインターフェース２２３または入出力マスタインターフェース２２５上の自動検出器２４０のイメージを、ユーザインターフェース３０５上に表示して提示し、プリンタによって、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０のデジタル構成データのハードコピーを提供する。
【００３７】
ワークステーションコンピュータ３１０は、ネットワーク３３０に結合されている。ネットワーク３３０は、データ保管場所３０７にも結合されている。ネットワーク３３０はまた、スレーブプロセッサ３４０にも結合されている。スレーブプロセッサ３４０は、メモリ３１５に結合されている。メモリ３１５は、スレーブプロセッサ３４０の動作を制御するデータおよび命令を記憶するためのメモリである。メモリ３１５の一実装形態では、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードドライブ、および読取り専用メモリ（ＲＯＭ）が含まれ得る。メモリ３１５構成要素の１つは、プログラム３２０である。スレーブプロセッサ３４０はまた、１つまたは複数のフィールドデバイス３５０にも結合されている。
【００３８】
プログラム３２０は、自動検出器２４０を用いて、安全な電流またはＨＡＲＴ電流を１つまたは複数のフィールドデバイス３５０に流すように、スレーブプロセッサ３４０、システムコントローラ２０５、入出力マスタ２２０、または電流制御を制御するための命令を含み得る。プログラム３２０の実行の結果、スレーブプロセッサ３１０は、１つまたは複数のフィールドデバイス２５０からデジタル構成データをメモリ３１５に読み込み、この構成データを使用して、システムコントローラ２０５または入出力マスタ２２０を構成することができる。プログラム３２０は、単一モジュールとして実行することも、互いに連携して動作する複数のモジュールとして実行することもできる。
【００３９】
プログラム３２０はメモリ３１５に既にロードされているものとして示されているが、記憶媒体３２５上に構成して、その後、ネットワーク３３０を介してメモリ３１５にロードすることもできる。記憶媒体３２５は、磁気テープ、光学的記憶媒体、ＣＤ、またはフロッピー（登録商標）ディスクなど、任意の従来の記憶媒体でよい。あるいは、記憶媒体３２５は、ランダムアクセスメモリ、または遠隔の記憶システム上に配置されたその他のタイプの電子記憶装置でもよい。
【００４０】
次に、スレーブプロセッサ３４０は、入出力マスタ３４５を介して、１つまたは複数のフィールドデバイス３５０を、構成データを用いて構成する。スレーブプロセッサ３４０は次いで、１つまたは複数のフィールドデバイス３５０を制御しモニタする。入出力マスタ３４５は、入出力マスタ２２０に相関し得る。
【００４１】
図７においては、電流発生システム４００では、スレーブプロセッサ４１０が電流発生器４２０に結合されている。スレーブプロセッサ４１０および電流発生器４２０はどちらも、スイッチ４３０に結合されている。スイッチ４３０は、フィールドデバイス４４０への複数の接続を有する。フィールドデバイス４４０は、スレーブプロセッサ４１０に戻るように結合された帰還ループ４５０を有する。
【００４２】
一般に、スレーブプロセッサ４１０は、安全モードで、おそらく３．２ｍＡで、あるいは標準の４．０〜２０．０ｍＡで電流を発生させるよう、電流発生器４２０に指令する。４〜２０ｍＡは、標準の計測信号範囲である。スレーブプロセッサ４１０は、スイッチ４３０に、どのフィールドデバイス、すなわちフィールドデバイス４４０のどのフィールドデバイスに電流が印加されるべきかを指令する。スレーブプロセッサ４１０は次いで、帰還ループ４５０を介して、フィールドデバイス４４０内に埋め込まれた構成データを読み取る。スレーブプロセッサ４１０はこの構成データを検知することができ、あるいは、別のデバイスが構成データを抽出し、その後、その構成データをスレーブプロセッサ４１０に運ぶこともできる。一実施形態においては、この構成データは次に、システムコントローラ２０５および入出力マスタ２２０（この図には示されていない）に運ばれる。次いで、スレーブプロセッサ４１０は、スイッチ４３０を介して、フィールドデバイス４４０から読み取られた構成パラメータを使用して、４．０ｍＡ未満のより小さい安全な電流を用いてフィールドデバイス４４０を構成する。次に、電流発生器４４０は、４．０〜２０．０ｍＡの範囲に電流を増加させて、フィールドデバイス４４０を動作させる。
【００４３】
本明細書に記載の教示の様々な代替形態、組合せ形態、および改変形態を、当業者が考案することができることを理解されたい。本発明は、本発明の範囲に含まれる、かかるすべての代替形態、改変形態、および相違形態を包含することを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】構成前の従来技術の制御システムの図である。
【図２】非アクティブステータスのシステムコントローラおよびマスタの従来技術の構成の図である。
【図３】アクティブステータスのシステムコントローラおよびマスタの従来技術の構成の図である。
【図４】構成されるシステムコントローラおよびマスタの従来技術の構成の図である。
【図５】「自動検出」オプションを使用した、デバイスの構成の図である。
【図６】フィールドデバイスの構成情報を検出するためのプログラムが動作することのできるコンピュータシステムの図である。
【図７】検出／フィールドデバイス構成読取りモードおよびフィールドデバイス動作モードで動作する電流発生器の図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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