(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の構成可能な通信ポートと、プロセスプラントの機器を制御するように動作可能な制御ロジック層とを含む拡張型モジュール式コントローラを提供する。【解決手段】複数の通信ポートは、プロセスプラント１０の分散型制御システム２２のうちの１つ以上のノードと通信するように動作可能な第１の一連の通信ポート及び第２の一連の通信ポートを含む。モジュール式制御システム１００において、物理フレーム１２０内の拡張型モジュール式コントローラ１０２はまた、第１の一連の通信ポート及び第２の一連の通信ポートに対して１つ以上のポート通信ルールを定義するポート構成パラメータを受理するソフトウェア層を含む。１つ以上のポート通信ルールは、ソフトウェア層に、着信メッセージの再送信を選択的に許可または制限させ、着信メッセージは、第１の一連の通信ポートまたは第２の一連の通信ポートで受信される。【選択図】図１
2019054514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡張型モジュール式コントローラであって、
プロセスプラントの機器を制御するように動作可能な制御ロジック層であって、前記機器が、前記プロセスプラント内の物理的機能を行うように構成されている、制御ロジック層と、
複数の通信ポートであって、前記プロセスプラントの分散型制御システムのうちの１つ以上のノードと通信するように動作可能であり、前記複数の通信ポートが、第１の一連の通信ポート及び第２の一連の通信ポートを含む、複数の通信ポートと、
ポート構成パラメータを受理するソフトウェア層であって、前記ポート構成パラメータが、前記第１の一連の通信ポート及び前記第２の一連の通信ポートに対して１つ以上のポート通信ルールを定義し、前記１つ以上のポート通信ルールが、前記ソフトウェア層に着信メッセージの再送信を選択的に許可または制限させ、前記着信メッセージが、前記第１の一連の通信ポートまたは前記第２の一連の通信ポートのいずれかに着信する、ソフトウェア層と、を備える、拡張型モジュール式コントローラ。
【請求項２】
少なくとも１つの着信メッセージが、前記制御ロジック層に前記プロセスプラントの前記機器を制御させる、請求項１に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
【請求項３】
前記機器及び前記拡張型モジュール式コントローラが各々、モジュール式制御システムの一部である、請求項１に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
【請求項４】
前記モジュール式制御システムが、スキッドマウント型システムである、請求項３に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
【請求項５】
前記拡張型モジュール式コントローラが、前記プロセスプラントの前記分散型システムのプラットフォーム上にネイティブに構築され、前記拡張型モジュール式コントローラが、ネイティブ通信プロトコルを介して前記分散型制御システムの前記１つ以上のノードと通信し、前記複数の通信ポートのうちの少なくとも１つのポートが、ネイティブポートとして構成され、前記ネイティブポートが、前記分散型制御システムの前記ネイティブ通信プロトコルを実装する、請求項１に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
【請求項６】
前記拡張型モジュール式コントローラが、標準通信プロトコルを介して分散型制御システムの前記１つ以上のノードと通信し、前記複数の通信ポートのうちの少なくとも１つのポートが、標準ポートとして構成され、前記標準ポートが、前記標準通信プロトコルを実装する、請求項１に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
【請求項７】
前記第１の一連の通信ポートが、第１の通信ポートと、第２の通信ポートと、第３の通信ポートと、を含む、請求項１に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
【請求項８】
前記着信メッセージが、着信ユニキャストメッセージであり、前記１つ以上のポート通信ルールが、前記ソフトウェア層に、前記第１の通信ポート、前記第２の通信ポート、または前記第３の通信ポートのうちのいずれかに進入する前記着信ユニキャストメッセージが前記第１の通信ポート、前記第２の通信ポート、または前記第３の通信ポートのうちの特定の１つに送信されることを選択的に許可させる、請求項７に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
【請求項９】
前記着信メッセージが、着信ユニキャストメッセージであり、前記１つ以上のポート通信ルールが、前記ソフトウェア層に、前記第１の通信ポート、前記第２の通信ポート、または前記第３の通信ポートのうちのいずれかに進入する前記着信ユニキャストメッセージ
が前記第１の通信ポート、前記第２の通信ポート、または前記第３の通信ポートのうちの特定の１つに送信されることを選択的に制限させる、請求項７に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
【請求項１０】
前記着信メッセージが、着信ブロードキャスト型メッセージであり、前記１つ以上のポート通信ルールが、前記ソフトウェア層に、前記第１の通信ポート、前記第２の通信ポート、及び前記第３の通信ポートへの前記ブロードキャスト型メッセージの送信を選択的に許可または制限させる、請求項７に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
【請求項１１】
前記第２の一連の通信ポートが、第４の通信ポートと、第５の通信ポートと、第６の通信ポートと、を含む、請求項１に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
【請求項１２】
前記着信メッセージが、着信ユニキャストメッセージであり、前記１つ以上のポート通信ルールが、前記ソフトウェア層に、前記第４の通信ポート、前記第５の通信ポート、または前記第６の通信ポートのうちのいずれかに進入する前記着信ユニキャストメッセージが前記第４の通信ポート、前記第５の通信ポート、または前記第６の通信ポートのうちの特定の１つに送信されることを選択的に許可させる、請求項１１に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
【請求項１３】
前記着信メッセージが、着信ユニキャストメッセージであり、前記１つ以上のポート通信ルールが、前記ソフトウェア層に、前記第４の通信ポート、前記第５の通信ポート、または前記第６の通信ポートのうちのいずれかに進入する前記着信ユニキャストメッセージが前記第４の通信ポート、前記第５の通信ポート、または前記第６の通信ポートのうちの特定の１つに送信されることを選択的に制限させる、請求項１１に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
【請求項１４】
前記着信メッセージが、着信ブロードキャスト型メッセージであり、前記１つ以上のポート通信ルールが、前記ソフトウェア層に、前記第４の通信ポート、前記第５の通信ポート、または前記第６の通信ポートへの前記ブロードキャスト型メッセージの送信を選択的に許可または制限させる、請求項１１に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
【請求項１５】
前記ポート構成パラメータが、前記ソフトウェア層に、バーチャルローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ）ルックアップテーブルと、前記ＶＬＡＮルックアップテーブルに関連付けられた１つ以上のＶＬＡＮとを作成または更新させ、前記ソフトウェア層が、前記ＶＬＡＮルックアップテーブルと前記１つ以上のＶＬＡＮとにアクセスして、着信メッセージの再送信を選択的に許可または制限する、請求項１に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
【請求項１６】
前記複数の通信ポートのうちの第１の通信ポートの着信メッセージが、前記ソフトウェア層に、前記ＶＬＡＮテーブル内で前記第１の通信ポートの入口ポート識別子（ＩＤ）をルックアップさせ、前記入口ポートＩＤに基づいて、少なくとも１つの宛先ポートＩＤを判定させ、前記少なくとも１つの宛先ポートＩＤが、前記着信メッセージが再送信されるべき第２の通信ポートを特定する、請求項１５に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
【請求項１７】
第１のコントローラと第２のコントローラとをさらに備え、前記第１のコントローラは、前記制御ロジック層及び前記ソフトウェア層を含み、前記第２のコントローラは、冗長制御ロジック層及び冗長ソフトウェア層を含み、前記冗長制御ロジック層は、前記制御ロジック層に対して冗長であり、前記冗長ソフトウェア層は、前記ソフトウェア層に対して冗長である、請求項１に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
【請求項１８】
前記第１の一連の通信ポートは、第１のネットワークスイッチに関連付けられ、前記第２の一連の通信ポートは、第２のネットワークスイッチに関連付けられている、請求項１に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
【請求項１９】
前記第２のネットワークスイッチは、前記第１のネットワークスイッチに対して冗長である、請求項１８に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
【請求項２０】
前記ポート構成パラメータは、遠隔プロセッサから前記ソフトウェア層にダウンロードされる、請求項１に記載の拡張型モジュール式コントローラ。
【請求項２１】
モジュール式制御システムの拡張型モジュール式コントローラの複数の通信ポートを構成するための方法であって、
ソフトウェア層において、ポート構成パラメータを受信することであって、前記ポート構成パラメータが、前記複数の通信ポートに対して１つ以上のポート通信ルールを定義し、前記複数の通信ポートが、プロセスプラントの分散型制御システムのうちの１つ以上のノードと通信するように動作可能であり、前記複数の通信ポートが、第１の一連の通信ポート及び第２の一連の通信ポートを含む、受信することと、
前記１つ以上のポート通信ルールに基づいて、着信メッセージの再送信を選択的に許可または制限するように前記ソフトウェア層を構成することと、を含み、前記着信メッセージが、前記第１の一連の通信ポートまたは前記第２の一連の通信ポートのいずれかに着信する、方法。
【請求項２２】
前記着信メッセージが、前記プロセスプラントの前記分散型制御システムのネイティブプロトコルに基づいている、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記着信メッセージが、標準プロトコルに基づいている、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記着信メッセージが、着信ユニキャストメッセージであり、前記着信ユニキャストメッセージが、
前記第１の一連の通信ポートのうちの第１の通信ポートから前記第１の一連の通信ポートのうちの第２の通信ポートへ、または
前記第２の一連の通信ポートのうちの第１の通信ポートから前記第２の一連の通信ポートのうちの第２の通信ポートへのうちの少なくとも１つに再送信される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記着信メッセージが、着信ユニキャストメッセージであり、前記着信ユニキャストメッセージが、
前記第１の一連の通信ポートのうちの第１の通信ポートから前記第１の一連の通信ポートのうちの第２の通信ポートへ、または
前記第２の一連の通信ポートのうちの第１の通信ポートから前記第２の一連の通信ポートのうちの第２の通信ポートへのうちの少なくとも１つに再送信されることを制限される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記着信メッセージが、着信ブロードキャスト型メッセージであり、前記着信ブロードキャスト型メッセージが、
前記第１の一連の通信ポートのうちの第１の通信ポートから前記第１の一連の通信ポートの残りの全てのポートへ、または
前記第２の一連の通信ポートのうちの第１の通信ポートから前記第２の一連の通信ポートの残りの全てのポートへのうちの少なくとも１つに再送信される、請求項２１に記載の
方法。
【請求項２７】
前記構成パラメータによって、着信メッセージの前記再送信を選択的に許可または制限するように前記ソフトウェア層を前記構成することが、
前記ソフトウェア層によって、バーチャルローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ）ルックアップテーブルと、前記ＶＬＡＮルックアップテーブルに関連付けられた１つ以上のＶＬＡＮとを作成または更新することと、
前記ソフトウェア層によって、前記ＶＬＡＮルックアップテーブルと前記１つ以上のＶＬＡＮとにアクセスして、第１の通信ポートの入口ポート識別子（ＩＤ）を判定することと、
前記ソフトウェア層によって、前記ＶＬＡＮルックアップテーブルと前記１つ以上のＶＬＡＮとにアクセスして、前記入口ポートＩＤに基づいて、少なくとも１つの宛先ポートＩＤを判定することであって、前記少なくとも１つの宛先ポートＩＤは、前記着信メッセージが再送信されるべき第２の通信ポートを特定する、判定することと、を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
モジュール式制御システムの拡張型モジュール式コントローラの複数の通信ポートの構成を実装する命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記命令が、１つ以上のプロセッサ上で、
ソフトウェア層において、ポート構成パラメータを受信することであって、前記ポート構成パラメータが、前記複数の通信ポートに対して１つ以上のポート通信ルールを定義し、前記複数の通信ポートが、プロセスプラントの分散型制御システムのうちの１つ以上のノードと通信するように動作可能であり、前記複数の通信ポートが、第１の一連の通信ポート及び第２の一連の通信ポートを含む、受信することと、
前記１つ以上のポート通信ルールに基づいて、着信メッセージの再送信を選択的に許可または制限するように前記ソフトウェア層を構成することと、を実行し、前記着信メッセージは、前記第１の一連の通信ポートまたは前記第２の一連の通信ポートのいずれかに着信する、命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項２９】
前記着信メッセージが、前記プロセスプラントの前記分散型制御システムのネイティブプロトコルに基づいている、請求項２８に記載の命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項３０】
前記着信メッセージが、標準プロトコルに基づいている、請求項２８に記載の命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項３１】
前記着信メッセージが、着信ユニキャストメッセージであり、前記着信ユニキャストメッセージが、
前記第１の一連の通信ポートのうちの第１の通信ポートから前記第１の一連の通信ポートのうちの第２の通信ポートへ、または
前記第２の一連の通信ポートのうちの第１の通信ポートから前記第２の一連の通信ポートのうちの第２の通信ポートへのうちの少なくとも１つに再送信される、請求項２８に記載の命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項３２】
前記着信メッセージが、着信ユニキャストメッセージであり、前記着信ユニキャストメッセージが、
前記第１の一連の通信ポートのうちの第１の通信ポートから前記第１の一連の通信ポートのうちの第２の通信ポートへ、または
前記第２の一連の通信ポートのうちの第１の通信ポートから前記第２の一連の通信ポートのうちの第２の通信ポートへのうちの少なくとも１つに再送信されることを制限される
、請求項２８に記載の命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項３３】
前記着信メッセージが、着信ブロードキャスト型メッセージであり、前記着信ブロードキャスト型メッセージが、
前記第１の一連の通信ポートのうちの第１の通信ポートから前記第１の一連の通信ポートの残りの全てのポートへ、または
前記第２の一連の通信ポートのうちの第１の通信ポートから前記第２の一連の通信ポートの残りの全てのポートへのうちの少なくとも１つに再送信される、請求項２８に記載の命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項３４】
前記構成パラメータによって、着信メッセージの前記再送信を選択的に許可または制限するように前記ソフトウェア層を前記構成することが、
前記ソフトウェア層によって、バーチャルローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ）ルックアップテーブルと、前記ＶＬＡＮルックアップテーブルに関連付けられた１つ以上のＶＬＡＮとを作成または更新することと、
前記ソフトウェア層によって、前記ＶＬＡＮルックアップテーブルと前記１つ以上のＶＬＡＮとにアクセスして、第１の通信ポートの入口ポート識別子（ＩＤ）を判定することと、
前記ソフトウェア層によって、前記ＶＬＡＮルックアップテーブルと前記１つ以上のＶＬＡＮとにアクセスして、前記入口ポートＩＤに基づいて、少なくとも１つの宛先ポートＩＤを判定することであって、前記少なくとも１つの宛先ポートＩＤは、前記着信メッセージが再送信されるべき第２の通信ポートを特定する、判定することと、を含む、請求項２８に記載の命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、プロセスプラントでスキッドマウント型システム等のモジュール式制御システムを使用することに関し、特に、プロセスプラントの分散型制御システム内での通信のために、モジュール式制御システムのモジュール式コントローラの複数の通信ポートを構成することに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、様々な業界で使用されているモジュール式制御システムは、水を沸騰させること、液体を濾過すること、または熱交換を制御すること等、特定の機能を提供し得る完全な制御システムである。モジュール式制御システムは、一般的に、システムがフレーム内に囲繞されており、容易に輸送されるので、いわゆるスキッドマウント型システムまたは単に「スキッド」として実装される。スキッドは、製造業者によって分解され、組み立て直され、及び典型的には事前構成されることなく、一体型ユニットとして工場に供給されることがある。例えば、スキッドは、概して、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、バルブまたはボイラー等の特殊機器、及び圧力センサまたは温度センサ等のセンサを含む。
【０００３】
一方、分散型制御システム（ＤＣＳ）もまた、化学、石油化学、精製、製薬、飲食品、電力、セメント、上下水道、油及びガス、パルプ及び紙、ならびに鋼鉄を含む様々なプロセス産業において使用され、単一の位置で、または遠隔地で動作するバッチ、フェドバッチ、及び連続プロセスを制御するために使用される。プロセスプラントは、典型的には、アナログ、デジタル、もしくはアナログ／デジタル一体型バスを介して、または無線通信リンクもしくはネットワークを介して、１つ以上のフィールドデバイスと通信可能に連結した１つ以上のプロセスコントローラを含む。集合的には、様々なデバイスは、監視、制御、及びデータ収集機能を行って、プロセス、安全停止システム、火災及びガス検出システム、機械健全性監視システム、保守システム、意思決定支援、ならびに他のシステムを制御する。
【０００４】
例えば、バルブ、バルブポジショナ、スイッチ、及び送信器（例えば、温度、圧力、レベル、及び流速センサ）であり得るフィールドデバイスは、プロセス環境内に配置され、概して、バルブの開放または閉鎖、プロセスパラメータの測定等の物理的機能またはプロセス制御機能を行って、プロセスプラントまたはシステム内で実行中の１つ以上のプロセスを制御する。周知のＦｉｅｌｄｂｕｓプロトコルに準拠するフィールドデバイス等のスマートフィールドデバイスは、制御計算、アラーム機能、及びコントローラ内で一般に実装される他の制御機能も行い得る。プロセスコントローラも典型的にはプラント環境内に配置され、このプロセスコントローラは、フィールドデバイスによって行われるプロセス測定を示す信号及び／またはフィールドデバイスに関する他の情報を受信し、例えば、プロセス制御判断を行い、受信した情報に基づき制御信号を生成し、ＨＡＲＴ（登録商標）、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）、及びＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）Ｆｉｅｌｄｂｕｓフィールドデバイス等のフィールドデバイスで行われる制御モジュールまたはブロックと連携する、異なる制御モジュールを実行するコントローラアプリケーションを実行する。コントローラの制御モジュールは、通信線またはリンクを通じて、制御信号をフィールドデバイスに送り、それによって、プロセスプラントまたはシステムの少なくとも一部のオペレーションを制御する。
【０００５】
フィールドデバイス及びコントローラからの情報は、制御室もしくはより厳しいプラン
ト環境から離れた他の場所に典型的に配置される、オペレータワークステーション、パーソナルコンピュータもしくはコンピューティングデバイス、データヒストリアン、レポートジェネレータ、集中データベース、または他の集中管理コンピューティングデバイス等の１つ以上の他のハードウェアデバイスに対して、通常、データハイウェイを通じて利用可能にされる。これらのハードウェアデバイスの各々は、典型的には、プロセスプラントにわたって、またはプロセスプラントの一部分にわたって集中化される。これらのハードウェアデバイスは、例えば、オペレータが、プロセス制御ルーチンの設定の変更、コントローラもしくはフィールドデバイス内の制御モジュールのオペレーションの修正、プロセスの現在の状態の閲覧、フィールドデバイス及びコントローラによって生成されたアラームの閲覧、担当者の訓練もしくはプロセス制御ソフトウェアの試験を目的としたプロセスの動作のシミュレーション、構成データベースの保守及び更新等の、プロセスの制御及び／またはプロセスプラントの動作に関する機能を行うことを可能にし得るアプリケーションを実行する。ハードウェアデバイスによりデータハイウェイを利用して、コントローラ及びフィールドデバイスは、有線通信パス、無線通信パス、または有線もしくは無線通信パスの組み合わせを含むことができる。
【０００６】
例として、Ｅｍｅｒｓｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔによって販売されている、ＤｅｌｔａＶ（商標）制御システムは、プロセスプラント内の多様な場所に配置された異なる装置内に記憶され、それらの異なる装置によって実行される複数のアプリケーションを含む。１つ以上のワークステーションまたはコンピューティングデバイス内に備わる構成アプリケーションは、ユーザによる、プロセス制御モジュールの作成または変更、及びデータハイウェイを経由した、これらのプロセス制御モジュールの、専用分散型コントローラへのダウンロードを可能にする。典型的には、これらの制御モジュールは、通信可能に相互接続された機能ブロックで構成され、これらの機能ブロックは、それに対する入力に基づき制御スキーム内で機能を行い、出力を制御スキーム内の他の機能ブロックに提供するオブジェクト指向プログラミングプロトコル内のオブジェクトである。また、構成アプリケーションは、データをオペレータに対して表示するため、かつプロセス制御ルーチン内の設定点等の設定のオペレータによる変更を可能にするために閲覧アプリケーションが使用するオペレータインターフェースを、構成技師が作成または変更することを可能にし得る。各専用コントローラ、及びいくつかの場合においては、１つ以上のフィールドデバイスは、実際のプロセス制御機能を実装するために、それらに割り当てられてダウンロードされた制御モジュールを実行するそれぞれのコントローラアプリケーションを記憶及び実行する。閲覧アプリケーションは、１つ以上のオペレータワークステーション（またはオペレータワークステーション及びデータハイウェイと通信可能に接続された１つ以上のリモートコンピューティングデバイス）上で実行され得、この閲覧アプリケーションは、コントローラアプリケーションからデータハイウェイを経由してデータを受信し、ユーザインターフェースを使用してこのデータをプロセス制御システム設計者、オペレータ、またはユーザに表示して、オペレータのビュー、エンジニアのビュー、技術者のビュー等のいくつかの異なるビューのうちのいずれかを提供し得る。データヒストリアンアプリケーションが、典型的には、データハイウェイにわたって提供されたデータの一部または全てを収集及び記憶するデータヒストリアンデバイスに記憶され、それによって実行される一方で、構成データベースアプリケーションは、現在のプロセス制御ルーチン構成及びそれと関連付けられたデータを記憶するために、データハイウェイに取付けられたさらに離れたコンピュータで実行され得る。あるいは、構成データベースは、構成アプリケーションと同じワークステーションに配置されてもよい。
【０００７】
プロセス制御及び産業自動化システムで動作するデバイスは、有線または無線の様式で相互接続され得、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（商標）フィールドバス、ＨＡＲＴ（登録商標）、またはＰｒｏｆｉｂｕｓ等の産業通信プロトコルを使用して通信し得る。さらに、ＰＬＣを相互接続するためのＭｏｄｂｕｓ等のプロトコルが開発されている。またさらに、標
準的な産業自動化プロトコルに加えて、プロセス制御システム内のノードを相互接続するための独自のプロトコルが存在する。ＤｅｌｔａＶは、そのようなプロトコルの一例である。一般に、これらのプロトコルは、測定値、アラート、及びステータスレポートを伝達するためのフォーマット、プロセス変数または自動化パラメータに影響を及ぼすコマンド、デバイスを活動化または非活動化するためのコマンド等を指定する。典型的な産業通信プロトコルもまた、プロトコルの構文に従って、事前定義コマンドまたは特定のデバイスの製造業者によって定義されたコマンドを介して、デバイス構成を支援する。
【０００８】
ＰＬＣを備えたスキッドを使用することはプロセス制御プラントを構築するための一般的な手法であるが、今日のＰＬＣは大きなＤＣＳにネイティブに組み込むことはできない。ＰＬＣは、概して、独自のプロトコル、構成、及びセキュリティに依拠している。よくても、オペレータは、Ｍｏｄｂｕｓまたは一部の他の標準プロトコルを介して、弱い組み込み（ｗｅａｋ  ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を使用して、より大きなシステムの中にＰＬＣをもたらすことができる。弱い組み込みは、ある特定のタイプの変更に耐えない手動のプロセスであり、システムが進化するにつれて手動の保守を必要とする。
【０００９】
加えて、ＰＬＣは典型的には、限定されたポート構成オプションを有するか、またはポート構成オプションを管理するのが難しいため、ＰＬＣは構成上の限定を経験することがある。例えば、ＰＬＣの構成上の限定は、ＰＬＣの通信ポートの限定またはプロセスプラントのネットワークもしくはデータハイウェイを介してプロセスプラントの他のノードと通信することができないことに起因する可能性がある。例えば、典型的なＰＬＣは、異なるプロトコルを使用して通信するプロセスプラント内の他のノードが専用ポートを介してＰＬＣに接続することができないであろうように、ある特定のタイプのプロトコルのみを許可する専用通信ポートを含み得る。専用ポートは、ＰＬＣがごく少数の通信ポートまたは限定された数の通信ポートを有する場合、特に問題となる。例えば、様々な通信プロトコル（例えば、Ｍｏｄｂｕｓのための１つのポート、Ｅｔｈｅｒｎｅｔのための別のポート等）の各々のための単一の専用ポートを提供するＰＬＣは、ＰＬＣが、例えば、異なる互換性のない通信プロトコルゆえに、１つのポートから別のポートへの通信を再送信することを抑止し得る。
【００１０】
限定された通信ポートはまた、ＰＬＣが、同じタイプの通信プロトコルを使用して複数のノードと通信する必要、例えば、当該ノードから命令を受信する必要、及び／または当該ノードにデータを提供する必要があるが、ＰＬＣがその特定のタイプの通信プロトコルの全てのノードを収容するのに十分な通信ポートを有していない場合、問題を引き起こすことがある。そのような状況では、ＰＬＣは、複数の外部スイッチを利用して、プロセスプラントの分散型プロセス制御システムに関連付けられる複雑さ及びコストを増加させるであろう特定の通信プロトコルの追加のノードを収容する必要があるであろう。
【００１１】
さらに、例えば、分散型制御システムのある特定のノードがＰＬＣを介して他のノードと通信することを禁止するために、セキュリティ上の理由で分離が望まれる場合、ＰＬＣの通信ポートの限定された構成オプションが追加の問題を作り出す。例えば、そのような事例では、ＰＬＣは、ＰＬＣの他のポートへの通信（例えば、データパケットまたはメッセージ）の再送信を制御するための手段が限定されているか、または全くないことがある。これは、スキッドのオペレータが、ＰＬＣに接続されたノード間のセキュアなアクセスを制御するために、ＰＬＣのある特定のポートがＰＬＣに関連付けられた他のポートと通信することを防止することを望み得るセキュリティの問題につながる可能性がある。そのような事例では、スキッドのオペレータは、ＰＬＣに接続されたノード間のセキュアなアクセスを実装するために、外部ファイアウォールをＰＬＣに追加することを余儀なくされることがあり、これはプロセスプラントの分散型プロセス制御システムに関連付けられる複雑さ及びコストの増加を作り出すであろう。加えて、そのような構成は、オペレータに
よるＰＬＣへの追加のプログラム的な構成及び設定構成が必要とされることになり、これは複雑である場合があり、これは、スキッドのオペレータが、典型的には、ＰＬＣの構成が変化するたびに、例えば、ＰＬＣに接続されている、及び／またはＰＬＣで使用されているノード及び／または通信プロトコルが変化するたびに、そのようなプログラム的な構成及び設定構成を手動で実装しなければならないことになるため厄介な場合がある。
【発明の概要】
【００１２】
典型的なスキッド型ＰＬＣコントローラの限定された構成能力に関連付けられる問題を克服するために、拡張型モジュール式コントローラの様々な実施形態を開示する。拡張型モジュール式コントローラは、典型的なＰＬＣコントローラと同じ機能を行い得るが、本明細書に記載されるように、拡張型の構成可能性及び機能も含むであろう。例えば、本コントローラの拡張型モジュール式コントローラは、プロセスプラントの分散型制御システム内での通信のために、モジュール式制御システム（例えば、スキッド型システム）の拡張型モジュール式コントローラの複数の通信ポートの構成を可能にする拡張型構成可能性オプションを提供する。本明細書に記載されるように、拡張型モジュール式コントローラの利点としては、外部スイッチ及びファイアウォールの必要性を最小限に抑え、かつ技術的な複雑さ及びそれらに関連付けられる関連の財務コストを増加させることなく、通信目的（例えば、ユニキャストメッセージまたはブロードキャスト型メッセージの再送信または制限）を達成するための、拡張型モジュール式コントローラ、したがってモジュール式制御システムのオペレータ及びユーザ向けの追加の柔軟性及び構成オプションが挙げられる。
【００１３】
加えて、拡張型構成オプションは、標準専用通信ポートを利用する代わりに、拡張型モジュール式コントローラの通信ポートが、それらが本明細書に記載される複数のタイプ及び異なるタイプの構成オプション及び通信プロトコルを許可するように、高度に構成可能であるため、より少ない物理的通信ポートを有する拡張型モジュール式コントローラの設計及び開発を可能にする。加えて、より少ない通信ポートはまた、拡張型モジュール式コントローラがより多くの通信ポートを有する設計と比べより効率的に動作し、より高い安定性で動作するように、拡張型モジュール式コントローラがより低い内部熱温度で動作することを可能にする。例えば、モジュール式コントローラは、熱係数に基づいて通信ポートの数に限定され得るが、拡張型モジュール式コントローラは、より少ない数のポートを、より多くの数の通信ポートを有するモジュール式コントローラと同じ容量で動作させるように構成するために、柔軟性が増加した構成オプションを提供することによって、この問題を克服し得る。さらに、拡張型モジュール式コントローラは、通信ポートの構成を最適化するためのソフトウェア層を含み、これは、例えば、本明細書に記載されるいくつかの実施形態では、拡張型モジュール式コントローラのオペレータが、いくつかの実施形態において、拡張型モジュール式コントローラによって使用されて、本明細書に記載される拡張型モジュール式コントローラの複数の通信ポートの構成を促進し得るスマートスイッチをどのように構成するかを理解する必要なしに、拡張型モジュール式コントローラを構成することを可能にする。
【００１４】
本開示の拡張型モジュール式コントローラは、スキッドマウント型システム等のモジュール式制御システムにおいて、モジュール式制御システムの制御ロジックをＰＬＣと同様に他のコントローラとは独立して実行するように動作し得る。分散型プロセス制御システムに組み込まれると、モジュール式コントローラは、プロセスプラントの分散型プロセス制御システムの１つまたは複数のノードとして動作し得る。モジュール式コントローラの構成パラメータは、モジュール式制御システムの構成データベースから、構成データの中央リポジトリであり得る分散型プロセス制御システムの構成データベースにインポートまたはダウンロードされ得る。いくつかの実装例では、モジュール式コントローラは、分散型プロセス制御システムのプラットフォーム上にネイティブに構築されている。この場合
、モジュール式コントローラは、分散型プロセス制御システムの通信プロトコルに従って、分散型プロセス制御システムの他のノードと通信し得、これは、いくつかの実装例では独自のものである。他の実装例では、モジュール式コントローラは、第三者の分散型プロセス制御システムに組み込まれ、Ｍｏｄｂｕｓ等の標準産業用通信プロトコルを使用して他のノードと通信する。
【００１５】
様々な実施形態において、拡張型モジュール式コントローラが複数の構成可能な通信ポートを含み、拡張型モジュール式コントローラがモジュール式制御システムの一部として含まれ得る、拡張型モジュール式コントローラを開示する。拡張型モジュール式コントローラは、プロセスプラントの機器を制御するように動作可能な制御ロジック層を含み得る。機器は、本明細書に記載されるように、プロセスプラント内の物理的機能を行うように構成されている。拡張型モジュール式コントローラはまた、複数の通信ポートを含み得る。複数の通信ポートは、プロセスプラントの分散型制御システムのうちの１つ以上のノードと通信するように動作可能であり得る。複数の通信ポートはまた、第１の一連の通信ポート及び第２の一連の通信ポートを含み得る。
【００１６】
拡張型モジュール式コントローラはまた、ポート構成パラメータを受理するソフトウェア層を含み得る。ポート構成パラメータは、第１の一連の通信ポート及び第２の一連の通信ポートに対して１つ以上のポート通信ルールを定義し得る。１つ以上のポート通信ルールはまた、ソフトウェア層に、着信メッセージの再送信を選択的に許可または制限させることができ、着信メッセージは、第１の一連の通信ポートまたは第２の一連の通信ポートのいずれかで受信される。
【００１７】
様々な実施形態において、モジュール式制御システムの拡張型モジュール式コントローラの複数の通信ポートを構成するための方法を開示する。本方法は、モジュール式制御システムまたはモジュール式コントローラのうちのうちの１つ以上のプロセッサによって実装され得る。例えば、１つ以上のプロセッサにソフトウェア層でポート構成パラメータを受信させ得る、モジュール式制御システムの拡張型モジュール式コントローラの複数の通信ポートの構成を実装する命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体を実行することができる。ポート構成パラメータは、複数の通信ポートに対して１つ以上のポート通信ルールを定義し得る。
【００１８】
様々な実施形態では、複数の通信ポートがプロセスプラントの分散型制御システムのうちの１つ以上のノードと通信するように動作可能であり得、複数の通信ポートは、第１の一連の通信ポート及び第２の一連の通信ポートを含み得る。
【００１９】
本方法は、１つ以上のポート通信ルールに基づいて、着信メッセージの再送信を選択的に許可または制限するソフトウェア層を構成することをさらに含み得る。着信メッセージは、第１の一連の通信ポートまたは第２の一連の通信ポートのいずれかで受信され得る。
【００２０】
利点は、説明のために示され記載された好ましい実施形態の以下の説明から、当業者にはより明らかになるであろう。理解されるであろうように、本実施形態は、他の異なる実施形態が可能であってもよく、それらの詳細は様々な点で変更可能である。したがって、図面及び説明は、本質的に例証的であり、制限的ではないと見なされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
以下に説明される図は、それらの中で開示されるシステム及び方法の様々な態様を示す。各図は、開示されたシステム及び方法の特定の態様の実施形態を示し、図の各々は、それらの可能な実施形態に一致するように意図されていることを理解されたい。さらに、以下の説明は、可能な限り、以下の図に含まれる参照番号を参照し、複数の図に示される特
徴は、一貫した参照番号で示されている。
【００２２】
【図１】例示的なモジュール式制御システムが中に組み込まれている分散型プロセス制御システムのブロック図である。
【図２】図１のモジュール式制御システムに関連付けられたモジュール式コントローラの一実施形態の斜視図である。
【図３】図２のモジュール式コントローラのための１つ以上のポート通信ルールを表示するポート構成画面の一実施形態を例証する。
【図４】図３の構成画面の特定のポート通信ルールの一実装例の一実施形態を例証する。
【図５】図１のモジュール式コントローラの複数の通信ポートを構成するための例示的な方法のフロー図である。
【００２３】
図は、例証のみを目的として好ましい実施形態を示している。本明細書に例証されるシステム及び方法の代替的な実施形態を、本明細書に記載される本発明の原理から逸脱することなく用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
概して言えば、本開示のモジュール式制御システムは、スタンドアロン型ＰＬＣ、スキッドマウント型システムのコントローラとして、またはモジュール式プラント構造におけるモジュールとして動作し得るコントローラを含む。以下で「モジュール式コントローラ」または「拡張型モジュール式コントローラ」と称されるコントローラは、拡張型モジュール式コントローラの構成、セキュリティ機構、及び通信が、内部に拡張型モジュール式コントローラが組み込まれているＤＣＳと完全に互換性があるように、分散型制御を支援するＤｅｌｔａＶ等のプラットフォーム上にネイティブに構築され得る。結果として、モジュール式コントローラがＤＣＳ内の１つまたは複数のノードとして動作する場合、モジュール式コントローラは、モジュール式コントローラもしくはモジュール式コントローラのサブノードにデータを配信するか、またはモジュール式コントローラもしくはそのサブノードからデータを受信するための工業用通信プロトコルの使用を必要としない。さらに、拡張型モジュール式コントローラの構成は、この構成をＤＣＳの中央リポジトリの中にもたらすことを簡単にする類似バージョンの完全ＤＣＳシステムと互換性がある。
【００２５】
いくつかのシナリオでは、本開示のモジュール式制御システムを、異なる、おそらくは独自のプラットフォーム上に構築されたプロセス制御システムに組み込むことができる。この場合、モジュール式コントローラは、オープンプラットフォーム通信（ＯＰＣ）の通信プロトコル、または、例えば、Ｍｏｄｂｕｓ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ等の他の標準プロトコルを使用して、プロセス制御システムのノードと通信し得る。しかしながら、マージアシスタントは、例えば、モジュール式コントローラがＤｅｌｔａＶプラットフォーム上に構築されている場合にはＤｅｌｔａＶプロトコルを使用して、モジュール式コントローラとネイティブに通信し得る。この目的のために、モジュール式コントローラは、プロセスプラントのスキーム内のアドレス、ならびにモジュール式コントローラネットワーク内の異なるアドレスを支援し得る。
【００２６】
図１は、分散型制御システム２２を実装する例示的なプロセスプラント１０を例証する。典型的にそうであるように、分散型プロセス制御システム２２は、１つ以上のコントローラ４０を有し、その各々は、例えば、Ｆｉｅｌｄｂｕｓインターフェース、Ｐｒｏｆｉｂｕｓインターフェース、ＨＡＲＴインターフェース、標準的な４〜２０ｍａインターフェース等であり得る入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイスまたはカード４８を介して１つ以上のフィールドデバイスまたはスマートデバイス４４及び４６に接続される。コントローラ４０はまた、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔリンクまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ
）リンクに好適な別のリンクであり得るデータハイウェイ５４を介して１つ以上のホストワークステーションまたはオペレータワークステーション５０及び５２に連結される。ワークステーション５０及び５２は各々、図１にコンピュータ画面として示されている出力デバイス３０及び３２に接続され得る。プロセスデータデータベース５８は、データハイウェイ５８に接続され得、パラメータ、ステータス、ならびにプラント１０内のコントローラ及びフィールドデバイスに関連付けられた他のデータを収集し、記憶するように動作する。プロセスプラント１０の動作中、プロセスデータデータベース５８は、コントローラ４０から、及び間接的にデータハイウェイ５４を介してデバイス４４〜４６からプロセスデータを受信し得る。
【００２７】
構成データベース６０は、コントローラ４０ならびにフィールドデバイス４４及び４６にダウンロードされ、それらの中に記憶されるときに、プラント１０内にプロセス制御システム２２の現在の構成を記憶する。構成データベース６０は、分散型プロセス制御システム２２、デバイス４４及び４６の構成パラメータ、プロセス制御機能へのデバイス４４及び４６の割り当て、ならびにプロセスプラント１０に関連する他の構成データのうちの１つまたはいくつかの制御戦略を定義するプロセス制御機能を記憶する。構成データベース６０は追加的に、プロセスプラント１０の要素の様々なグラフィカル表現を提供するために、グラフィックオブジェクトを記憶することができる。記憶されたグラフィカルオブジェクトのうちのいくつかは、プロセス制御機能に対応する場合があり（例えば、特定のＰＩＤループから開発されたプロセスグラフィック）、他のグラフィカルオブジェクトは、デバイス固有であり得る（例えば、圧力センサに対応するグラフィック）。
【００２８】
プロセスプラント１０はまた、クラッタを回避するために、図１には示されていないデータハイウェイ５４に連結された他のデータベースを含み得る。例えば、データヒストリアンは、イベント、アラーム、コメント、及びオペレータによって取られた動作の過程を記憶し得る。イベント、アラーム、及びコメントは、個々のデバイス（例えば、バルブ、送信器）、通信リンク（例えば、有線Ｆｉｅｌｄｂｕｓセグメント、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ通信リンク）、またはプロセス制御機能（例えば、所望の温度設定点を維持するためのＰＩ制御ループ）に関連し得る。さらに、知識レポジトリは、参照、オペレータログブックエントリ、ヘルプトピック、またはオペレータ及び保守技師がプロセスプラント１０の監督時に有用と見なし得るこれら及び他の文書へのリンクを記憶し得る。またさらに、ユーザデータベースは、プロセスプラント１０に関連付けられたオペレータまたは保守技師等のユーザに関する情報を記憶し得る。各ユーザについて、ユーザデータベースは、例えば、彼または彼女の組織内での役割、ユーザが関連付けられているプロセスプラント１０内の領域、作業チームの連携等を記憶し得る。
【００２９】
これらのデータベースの各々は、データを記憶するための任意の所望のタイプのメモリ及び任意の所望のまたは既知のソフトウェア、ハードウェア、もしくはファームウェアを有する、任意の所望のタイプのデータストレージまたは収集ユニットであり得る。当然ながら、データベースは、別個の物理的デバイス内に存在する必要はない。したがって、いくつかの実施形態では、これらのデータベースのいくつかは、共有されたデータプロセッサ上に実装される。概して、より多くのまたはより少ないデータベースを利用して、上記のデータベースによって集合的に記憶及び管理されたデータを記憶することも可能である。
【００３０】
コントローラ４０、Ｉ／Ｏカード４８、ならびにフィールドデバイス４４及び４６は、典型的には、場合により過酷なプラント環境の至る所に分散され、オペレータワークステーション５０及び５２、ならびにデータベース５８、６０等は、通常、制御室、または制御人員、保守人員、及び様々な他のプラント人員が容易にアクセスできる他の比較的過酷でない環境に位置する。しかしながら、一部の場合においては、携帯型デバイスを使用し
て、これらの機能を実装することができ、これらの携帯型デバイスは、典型的には、プラント内の様々な場所に持ち運ばれる。
【００３１】
既知のように、例として、Ｅｍｅｒｓｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔによって販売されているＤｅｌｔａＶ（商標）コントローラであり得るコントローラ４０の各々は、任意の数の独立して実行される異なる制御モジュールまたはブロック７０を使用して、制御戦略を実装するコントローラアプリケーションを記憶し、実行する。制御モジュール７０の各々は、一般に機能ブロックと称されるもので構成され得、各機能ブロックは、全体的な制御ルーチンの一部またはサブルーチンであり、（リンクと呼ばれる通信を介して）他の機能ブロックと共に動作して、プロセスプラント１０内でプロセス制御ループを実装する。周知のように、オブジェクト指向プログラミングプロトコル内のオブジェクトであり得る機能ブロックは、典型的には、送信器、センサ、もしくは他のプロセスパラメータ測定デバイスに関連付けられるものなどの入力機能、ＰＩＤ、ファジー論理等の制御を行う制御ルーチンに関連付けられるもの等の制御機能、またはバルブ等の一部のデバイスの動作を制御して、プロセスプラント１０内で一部の物理的機能を行う出力機能のうちの１つを行う。もちろん、ハイブリッド及び他のタイプの複雑な機能ブロック、例えばモデル予測コントローラ（ＭＰＣ）、オプティマイザ等が存在する。Ｆｉｅｌｄｂｕｓプロトコル及びＤｅｌｔａＶシステムプロトコルが、オブジェクト指向プログラミングプロトコル内で設計及び実装された制御モジュール及び機能ブロックを使用する一方、制御モジュールは、例えば、逐次機能ブロック、ラダーロジック等を含む任意の所望の制御プログラミングスキームを使用して設計され得、機能ブロックまたは任意の他の特定のプログラミング技法を使用して設計及び実装されることに限定されない。コントローラ４０の各々はまた、アプリケーションのＡＭＳ（登録商標）Ｓｕｉｔｅを支援し得、予測知能を使用して、機械設備、電気系統、プロセス機器、計器、フィールドデバイス及びスマートフィールドデバイス４４、４６、ならびにバルブを含むプロダクションアセットの可用性及び性能を改善させ得る。
【００３２】
図１に例証されるプロセスプラント１０において、コントローラ４０に接続されたフィールドデバイス４４及び４６は、標準４〜２０ｍａデバイスであり得るか、プロセッサ及びメモリを含む、ＨＡＲＴ、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、またはＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（商標）Ｆｉｅｌｄｂｕｓフィールドデバイス等のスマートフィールドデバイスであり得るか、または任意の他の所望のタイプのデバイスであり得る。（図１において参照番号４６でラベル付けされている）Ｆｉｅｌｄｂｕｓフィールドデバイスなどのこれらのデバイスのいくつかは、コントローラ４０に実装された制御戦略に関連付けられるモジュールまたは機能ブロック等のサブモジュールを記憶及び実行し得る。周知のように、図１においてＦｉｅｌｄｂｕｓフィールドデバイス４６の２つの異なるデバイス内に配設されているように例証される機能ブロック７２をコントローラ４０内の制御モジュール７０の実行と併せて実行して、プロセス制御を実装することができる。もちろん、フィールドデバイス４４及び４６は、センサ、バルブ、送信器、ポジショナ等の任意のタイプのデバイスであり得、Ｉ／Ｏデバイス４８は、任意の所望の通信またはコントローラプロトコル、例えばＨＡＲＴ、Ｆｉｅｌｄｂｕｓ、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ等に準拠する任意のタイプのＩ／Ｏデバイスであり得る。
【００３３】
ワークステーション５０及び５２は、メモリ８０に記憶された命令を実行する１つ以上のプロセッサ８２を含み得る。命令は、オペレータがプロセスプラント１０内、またはより大きなプラントでは一般的であるように、対応するオペレータが割り当てられているプロセスプラント１０の一セクション内の様々な動作を閲覧及び制御することを可能にさせるように、プロセスプラント１０の動作中に様々な表示を提供する閲覧アプリケーション８４を部分的に実装し得る。閲覧アプリケーション８４は、制御診断アプリケーション、調節アプリケーション、レポート生成アプリケーション、または制御機能を行う際にオペ
レータを支援するために使用され得る任意の他の制御支援アプリケーション等の支援アプリケーションを含み得るかまたは当該支援アプリケーションと連携し得る。さらに、閲覧アプリケーション８４は、保守技師が、例えば、様々なデバイス４０、４４、及び４６の動作状態または作業状態を閲覧するためにプロセスプラント１０の保守の必要性を監督することを可能にし得る。閲覧アプリケーションはまた、保守診断アプリケーション、較正アプリケーション、振動解析アプリケーション、レポート生成アプリケーション、またはプロセスプラント１０内で保守機能を行う際に保守技師を支援するために使用され得る任意の他の保守支援アプリケーション等の支援アプリケーションを含み得る。様々な実施形態では、ワークステーション５０及び５２は、オペレータが構成パラメータ及び／またはポート通信ルールを選択して、本明細書に記載される拡張型モジュール式コントローラ１０２を構成することを可能にし得る。
【００３４】
引き続き図１を参照すると、例示的なモジュール式制御システム１００は、拡張型モジュール式コントローラ１０２、構成データベース１０４、及びフィールドデバイス１１０を含み得る特殊機器を含む。モジュール式制御システム１００は、デバイス１０２、１０４、及び１１０〜１１４が物理的フレーム１２０内に存在するスキッドマウント型システムであり得る。モジュール式制御システム１００は、スタンドアローンモードで動作し、プラント内で、例えば制御された様式で液体を圧送し、水を加熱し、タンク内で一定の温度を維持し、濾過機能を行う等の比較的複雑な機能を行うように構成され得る。この目的のために、モジュール式制御システム１００は、バルブ、タンク、センサ等を含み得る。
【００３５】
いくつかの実施形態では、拡張型モジュール式コントローラ１０２は、分散型制御システム２２のプラットフォーム上にネイティブに構築され得る。換言すれば、拡張型モジュール式コントローラ１０２は、分散型制御システム２２で使用するために特別に開発され得る一方で、自律的に動作することもできる。この目的のために、拡張型モジュール式コントローラ１０２は、分散型制御システム２２のノードと相互作用するための（ファームウェア及び／もしくはソフトウェアの移植／適応層または対応するアプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）機能等の）仲介を必要としないファームウェア及び／またはソフトウェア機能（例えば、ソフトウェア層）を含み得る。ある特定のソフトウェアアーキテクチャ内の拡張型モジュール式コントローラ１０２は、分散型制御システム２２の他のコントローラと１つ以上のソフトウェア層を共有し得る。いずれの場合も、分散型制御システム２２のプラットフォームに対してネイティブであるため、拡張型モジュール式コントローラ１０２の構成、セキュリティ機構、及び通信は、分散型制御システム２２と完全に互換性がある。
【００３６】
構成データベース１０４は、例えば、ハードディスクまたはフラッシュドライブ等の非一時的コンピュータ可読メモリに記憶され得る。コンピュータ可読メモリ及び拡張型モジュール式コントローラ１０２は、実装例に応じて、単一のチップセットの一部としてまたは別個に提供され得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるように、構成パラメータ及び／またはポート通信ルールは、構成データベース１０４に記憶され、拡張型モジュール式コントローラ１０２によって使用され得る。いくつかの実施形態では、構成パラメータ及び／またはポート通信ルールは、例えば、拡張型モジュール式コントローラ１０２による即時のまたは後の使用のために、ワークステーション５０及び５２またはホスト１４０から構成データベース１０４にダウンロードされ得る。
【００３７】
製造業者及び／またはプロセスプラント１０のオペレータは、モジュール式制御システム１００を組み立て、本明細書に記載される構成パラメータ及び／またはポート通信ルールと、定点値ならびにＰＩＤループのゲイン値、フィールドデバイス１１０の名前及びタグ、ライセンス、ロケール等の他のパラメータを含む他の値とを用いてモジュール式制御システム１００のパラメータを構成し得る。製造業者及び／またはプロセスプラント１０
のオペレータはまた、パラメータセキュリティを構成し得る。例えば、製造業者またはプロセスプラント１０のオペレータは、ゲイン値を制限された制御の一部とし、この変数のロックを解除するための適切なキーを提供したときにのみ、この値が変更されることを要求し得る。一部の場合においては、製造業者またはプロセスプラント１０のオペレータは、一体型ユニットとしてモジュール式制御システム１００を完全に組み立て得る。
【００３８】
図１に例証されるように、モジュール式制御システム１００は、本明細書でネットワークまたはコンピュータネットワークとも称されるデータハイウェイ５４を介してプロセスプラント１０及び分散型制御システム２２に連結され得る。ラップトップコンピュータであり得るホスト１４０は、例えば、マージアシスタント１５０を実行し得る。あるいは、マージアシスタント１５０は、オペレータワークステーション５０または５２に含まれてもよい。動作中、マージアシスタント１５０は、構成データを構成データベース１０４から集中構成データベース６０に効率的かつ正確にマージすることによってオペレータを支援する。一部の場合においては、マージアシスタント１５０はまた、構成データベース６０内のアイテムとのコンフリクトを解決するために、構成データベース１０４内のアイテムの名前を変更または再度ラベル付けすることに関する自動提案を生成する。次いで、マージアシスタント１５０は、更新された構成データを構成データベース１０４にロードする。一部の場合においては、ホスト１４０は、構成データが更新されている間にモジュール式制御システム１００の構成データを記憶する。
【００３９】
別の実装例によれば、マージアシスタント１５０は、モジュール式制御システム（したがって、モジュール式コントローラ、例えば、拡張型モジュール式コントローラ１０２）を組み込むことによって導入された新しい構成データ（例えば、本明細書に記載される構成パラメータ及び／またはポート通信ルール）を分散型制御システム２２に分散させ、それによって、新しいデータを構成データベース６０にインポートする必要性を排除し得る。具体的には、構成データをコピーするのではなく、マージアシスタント１５０は、分散型制御システム２２の範囲内での一意性を保証するために、新しいタグを用いてその場で構成データベース１０４を更新し得る。この様式で、マージアシスタント１５０は、モジュール式制御システムを分散型制御システムに組み込むのに必要な時間を低減することができ、一部の場合においては、「即時インポート」を提供することさえできる。
【００４０】
図１は１つのモジュール式制御システム１００のみを示しているが、複数のモジュール式制御システムを分散型プロセス制御システム２２に組み込むことができる。マージアシスタント１５０は、この場合、データハイウェイ５４に連結されたモジュール式制御システムを検出し、対応する構成を集中構成データベース６０に反復的にマージし得る。
【００４１】
拡張型モジュール式コントローラ１０２は、多数のネイティブプロトコルまたは標準プロトコルに従って構成または別様に定義され得る複数の通信ポートを含み得る。例えば、第１の通信ポートは、インターネットプロトコル（ＩＰ）の上に階層化されたＤｅｌｔａＶ等のネイティブな独自の通信プロトコルを使用するように構成され得、第２の通信ポートは、ＩＰプロトコル、Ｍｏｄｂｕｓプロトコル、または同様の既知のプロトコル等の標準プロトコルを使用するように構成され得る。そのような構成オプションにより、通信ポートは、プロセスプラント１０の分散型制御システム内の同じまたは異なるプロトコルタイプの様々なノードと通信することができる。この構成は、分散型制御システム２２及びモジュール式制御システム１００が、異なる当事者によって設計されるか、製造されるか、または別様に提供される場合、及び分散型制御システム２２のノードがモジュール式制御システム１００の独自のプロトコルを支援しない場合、特に有利である可能性がある。このような場合、拡張型モジュール式コントローラ１０２は、複数の異なるプロトコルであり得るプロセスプラント１０へのネイティブ支援及び／または組み込みを提供するために、モジュール式制御システム１００に追加または構築され得る。
【００４２】
図２は、図１のモジュール式制御システム１００に関連付けられた拡張型モジュール式コントローラ１０２の一実施形態の斜視図である。拡張型モジュール式コントローラ１０２は、複数の構成可能な通信ポート２０１〜２０６を含み得る。複数の通信ポート２０１〜２０６は、プロセスプラント１０の分散型制御システム２２のうちの１つ以上のノードと通信するように（例えば、ネットワークケーブルを介して）接続されてもよいし、当該ノードと通信するように動作可能であってもよい。複数の通信ポート２０１〜２０６は、第１の一連の通信ポート２０１〜２０３及び第２の一連の通信ポート２０３を含み得る。図３に関してさらに記載されるように、拡張型モジュール式コントローラ１０２はまた、ポート構成パラメータを受理するソフトウェア層を含み得る。ポート構成パラメータは、第１の一連の通信ポート２０１〜２０３及び第２の一連の通信ポート２０４〜２０６のために１つ以上のポート通信ルールを定義し得る。１つ以上のポート通信ルールはまた、ソフトウェア層に、着信メッセージ（例えば、データパケット）の再送信を選択的に許可または制限させることができ、着信メッセージは、第１の一連の通信ポート２０１〜２０３または第２の一連の通信ポート２０４〜２０６のいずれかで受信される。
【００４３】
いくつかの実施形態では、拡張型モジュール式コントローラ１０２は、２つの取り外し可能な５ポートスイッチ（例えば、スイッチ２１２及び２１４）を含み得、これらの各々は、第１の一連の通信ポート２０１〜２０３及び第２の一連の通信ポート２０４〜２０６にそれぞれ対応する３つの露出型ＲＪ４５物理通信ポートを有する。各スイッチ２１２及び２１４、ならびに図２に示される５つのポートのうちの２つは、ＲＪ４５物理ポートとして露出され得ず、そのような非露出型ポートは、分散型制御システム２２内での拡張型モジュール式コントローラ１０２の制御及び／またはデータ送信のために使用される。場合によっては、スイッチ２１２及び２１４は、モジュール式コントローラのＩＯＰまたは入出力ポートと称されることがある。
【００４４】
図２の実施形態では、通信ポート２０１〜２０３が第１の一連の通信ポートを形成し得、通信ポート２０４〜２０６が第２の一連の通信ポートを形成し得る。場合によっては、第２のネットワークスイッチ２１４は、第１のネットワークスイッチ２１２に対して冗長であり得、スイッチ２１２の第１の一連の通信ポート２０１〜２０３は一次通信のために使用され、スイッチ２１４の第２の一連の通信ポート２０４〜２０６は二次通信のために使用される。例えば、場合によっては、第２の一連の通信ポート２０４〜２０６は、第１の一連の通信ポート２０１〜２０３に対して冗長であり得、第１の一連の第１の一連の通信ポート２０１〜２０３は、一次通信を行い、第２の一連の通信ポート２０４〜２０６は、第１の一連の通信ポート２０１〜２０３がオフラインになるか、エラーを経験するか、または別様に通常の通信サービスを行うことができない場合にのみ通信を行う。追加の実施形態では、第２の一連の通信ポート２０４〜２０６は、第１の一連の通信ポート２０１〜２０３に対して冗長であり得、第２の一連の通信ポート２０４〜２０６は、第１の一連の通信ポート２０４〜２０６と同じ分散型制御システム２２のノードに接続され得る。
【００４５】
図２の実施形態では、拡張型モジュール式コントローラ１０２はまた、２つのコントローラ２２２及び２２４を含む。コントローラ２２２及び２２４は、本明細書に記載されるモジュール式制御システム１００に対して制御動作を行い得る。例えば、拡張型モジュール式コントローラ１０２は、コントローラ２２２及び２２４の一部として、プロセスプラント１０の機器を制御するように動作可能な制御ロジック層を含み得る。例えば、機器は、本明細書に記載されるように、プロセスプラント１０内の物理的機能を行うように構成され得る。いくつかの実施形態では、着信メッセージは、制御ロジック層に、プロセスプラント１０内の機器の制御を開始させ得る。本明細書に記載されるように、機器及び拡張型モジュール式コントローラ１０２は各々、同じモジュール式制御システム（例えば、スキッドマウント型システム）の一部であり得る。
【００４６】
場合によっては、コントローラ２２２及び２２４は冗長であり、コントローラ２２２は一次コントローラであり、コントローラ２２４は二次コントローラである。例えば、一次コントローラ２２２は、制御ロジック層及びソフトウェア層を含み得、二次コントローラ２２４は、一次コントローラ２２２の同じ機能を実装する冗長制御ロジック層及び冗長ソフトウェア層を含み得る。例えば、場合によっては、一次コントローラ２２２が故障したかまたは別様にオフラインになった場合、二次コントローラ２２４は、モジュール式制御システム１００及び拡張型モジュール式コントローラ１０２の制御動作を行い得る。
【００４７】
いくつかの実施形態では、拡張型モジュール式コントローラ１０２は、プロセスプラント１０の分散型制御システム２２のプラットフォーム上にネイティブに構築され得る。そのような実施形態では、拡張型モジュール式コントローラは、ネイティブ通信プロトコル（例えば、ＤｅｌｔａＶプロトコル）を介して、分散型制御システム２２のうちの１つ以上のノードと通信し得る。そのような実施形態では、複数の通信ポート２０１〜２０６のうちの少なくとも１つのポートは、ネイティブポートとして構成され、ネイティブポートは、分散型制御システム２２のネイティブ通信プロトコルを実装する。例えば、分散型制御システム２２の多くのノード及びデバイスは、複数の通信ポート２０１〜２０６を介して、拡張型モジュール式コントローラ１０２に接続され得る。いくつかの実施形態では、ネイティブ通信プロトコルを実装するノードは、通信ポート２０１〜２０６のうちの１つ以上を介して接続され得る。例えば、ＤｅｌｔａＶプロトコルを使用するネイティブＤｅｌｔａＶノードは、ＤｅｌｔａＶプロトコルを介してメッセージを受信するように構成された通信ポート（例えば、通信ポート２０１）に接続され得る。ＤｅｌｔａＶノードは、例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  ＷｉｎｄｏｗｓまたはＬｉｎｕｘ等のオペレーティングシステム上でＤｅｌｔａＶベースのソフトウェアを実行するラップトップ（例えば、ホスト１４）またはフィールドワークステーション（例えば、ワークステーション５０または５２）であり得る。ＤｅｌｔａＶノードはまた、複数の通信ポート２０１〜２０６を介してモジュール式コントローラ１０２に接続されているスタンドアローンシステムまたはバランスオブプラントシステムのノードを含み得る。
【００４８】
他の実施形態では、拡張型モジュール式コントローラ１０２は、標準通信プロトコルを介して、分散型制御システム２２のうちの１つ以上のノードと通信し得る。そのような実施形態では、複数の通信ポート２０１〜２０６のうちの少なくとも１つのポートは、標準ポートとして構成され、標準ポートは、Ｍｏｄｂｕｓプロトコル、オープンプラットフォーム通信（ＯＰＣ）プロトコル、またはインターネットプロトコル（ＩＰ）等の標準通信プロトコルを実装する。例えば、分散型制御システム２２のある特定のノードは、ＭｏｄｂｕｓまたはＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ等の標準プロトコルを介して実装及び通信するＥｔｈｅｒｎｅｔ  ＩＯデバイスを含み得る。分散型制御システム２２の他の標準プロトコルベースノードは、ＯＰＣ  ＵＡまたはＭｏｄｂｕｓ等の標準プロトコルを実装し、それらを介して通信する、ローカルＨＭＩステーション、第三者ＤＣＳインターフェース、及び／または第三者ヒストリアン等の第三者ワークステーションを含み得る。
【００４９】
図２の実施形態では、スイッチ２１２及び２１４は、通信ポート２０１〜２０６における着信メッセージに対して典型的なパケットスイッチング機能を行い得る。様々な実施形態では、拡張型モジュール式コントローラ１０２は、ネイティブプロトコルノード及び標準プロトコルノードを、一次コントローラ２２２及び二次コントローラ２２４の両方が、そのようなノードと一次通信を介して（例えば、通信ポート２０１〜２０３を介して）または二次通信を介して（例えば、通信ポート２０４〜２０６を介して）通信できるように、一次物理ポート２０１〜２０３及び二次ポート２０４〜２０６に接続させる。
【００５０】
図３は、図２のモジュール式コントローラのための１つ以上のポート通信ルール３０２
〜３１０を表示するポート構成画面３００の一実施形態を例証する。ポート構成画面３００により、オペレータ及び他のユーザはポート通信ルール３０２〜３１０を選択することができる。ポート通信ルール２０３〜３１０により、ユーザは、例えば、ある特定のノード及びデバイスが、１つまたは２つの選択された通信ポートを介して拡張型モジュール式コントローラ１０２に接続する所定のプロトコルを使用するように、プロトコルによって分散型制御システム２２のノード及びデバイスを分離することができる。例えば、ユーザは、ポート通信ルール３０２〜３１０を使用して、ＤｅｌｔａＶノードが最上位通信ポート（複数可）（例えば、通信ポート２０１及び２０４）と通信するように、第三者ワークステーションノードが中間ポート（複数可）（例えば、通信ポート２０２及び２０５）と通信するように、ならびにＥｔｈｅｒｎｅｔ  ＩＯデバイスが下位ポート（複数可）（例えば、通信ポート２０３及び２０６）と通信するように構成してもよい。
【００５１】
ポート構成画面３００及び１つ以上のポート通信ルール３０２〜３１０のための命令及びソフトウェアは、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ等のようなプログラミング言語で実装され得る。プログラミング言語の命令は、プロセッサ、例えば、ワークステーション５０もしくは５２またはホスト１４０のいずれかのプロセッサに、ポート構成画面３００を表示させ、例えば、オペレータが、拡張型モジュール式コントローラ１０２を構成するために使用されるポート通信ルール３０２〜３１０を選択することを可能にさせ得る。例えば、特定のポート通信ルールが選択され、ユーザが確認ボタン３２０を選択すると、プロセッサは、本明細書に記載されるように、拡張型モジュール式コントローラ１０２を構成する際に使用するための構成データベース１０４に、選択されたポート通信ルールがポート構成パラメータとしてダウンロードされることを可能にし得る。例えば、ユーザが拡張型モジュール式コントローラに対してポート通信ルールを選択すると、その通信ルールがポート構成パラメータを介して拡張型モジュール式コントローラ１０２にダウンロードされ得、それに応じて、拡張型モジュール式コントローラ１０２がそのスイッチ（例えば、スイッチ２１２及び２１４）ならびに関連する通信ポート２０１〜２０６を構成する。例えば、ポート構成パラメータは、ワークステーション５０もしくは５２の遠隔プロセッサまたはホスト１４０の遠隔プロセッサ等の遠隔プロセッサから、拡張型モジュール式コントローラ１０２のソフトウェア層にダウンロードされ、当該ソフトウェア層によって使用され得る。これは、モジュール式コントローラの複数の独立した設定をユーザが操作する必要なしに、分散型制御システム内にモジュール式コントローラを構成する簡単かつ効率的な方法を提供する。オペレータはまた、ポート構成画面３００をキャンセルする３２２ことを選択することができ、これにより、拡張型モジュール式コントローラ１０２は既存またはデフォルトのポート通信ルールを使用することになる。
【００５２】
図３の実施形態では、ポート通信ルール３０２〜３１０の各々は、６つの通信ポート１〜６を示すグラフィックを含む。６つの通信ポート１〜６は、図２に示される拡張型モジュール式コントローラ１０２の６つの通信ポート２０１〜２０６に対応する。したがって、ポート通信ルール３０２〜３１０に示される通信ポート１〜３は、図２の一次スイッチ２１２の通信ポート２０１〜２０３等の第１の一連の通信ポートに対応し得る。同様に、ポート通信ルール３０２〜３１０に示される通信ポート４〜６は、図２の一次スイッチ２１２の通信ポート２０４〜２０６等の第２の一連の通信ポートに対応し得る。ポート通信ルール３０２〜３１０は、拡張型モジュール式コントローラ１０２の構成を可能にし、外部スイッチを必要とせずに分散型制御システム２２へのモジュール式コントローラ１０２の組み込みを可能にする。例えば、３つのＤｅｌｔａＶ通信ノードがモジュール式制御システム１００を制御するために通信する必要がある一実施形態では、ポート通信ルールを使用することによって、オペレータは、一連のポート構成ルールからオプション３０８を選択することによって、３つのＤｅｌｔａＶノードと通信するように拡張型モジュール式コントローラ１０２を構成し得る。
【００５３】
例えば、図３に示されるように、ポート通信ルール３０２は、一次通信ポート１及び２が通信し、二次ポート４及び５が通信することを説明する。ポートは、一方の通信ポートの着信メッセージが他方の通信ポートに再送信されることが許可されている場合に通信する。ポート通信ルール３０２の通信ポート１及び２は、それぞれ図２の通信ポート２０１及び２０２に対応し得る。本実施形態では、通信ポート１及び２は、ポートの各々がモジュール式コントローラ１０２の一次スイッチ２１２に属するため、一次ポートと称される。通信ポート３もまた、一次通信ポートであり、図２の通信ポート２０３に対応し得る。しかしながら、ポート通信ルール３０２では、通信ポート１及び２における着信メッセージが通信ポート３に再送信されることが制限されるように、一次通信ポート１及び２は通信ポート３と通信しないか、または通信ポート３へ着信メッセージを再送信しない。このようにして、ポート通信ルール３０２は、通信ポート１及び２における着信メッセージが互いに再送信されることを許可するが、通信ポート１及び２における着信メッセージが通信ポート３に再送信されることを制限する。同様に、ポート通信ルール３０２は、通信ポート３における着信メッセージが通信ポート１または２に再送信されることを制限する。
【００５４】
同様の様式で、ポート通信ルール３０２の通信ポート４及び５は、それぞれ図２の通信ポート２０４及び２０５に対応し得る。本実施形態では、通信ポート４及び５は、ポートの各々がモジュール式コントローラ１０２の二次スイッチ２１４に属するため、二次ポートと称される。通信ポート６もまた、二次通信ポートであり、図２の通信ポート２０６に対応し得る。しかしながら、ポート通信ルール３０２では、通信ポート４及び５における着信メッセージが通信ポート６に再送信されることが制限されるように、二次通信ポート４及び５は通信ポート６と通信しないか、または通信ポート６へ着信メッセージを再送信しない。このようにして、ポート通信ルール３０２は、通信ポート４及び５における着信メッセージが互いに再送信されることを許可するが、通信ポート４及び５における着信メッセージが通信ポート６に再送信されることを制限する。同様に、ポート通信ルール３０２は、通信ポート６における着信メッセージが通信ポート４または５に再送信されることを制限する。
【００５５】
ポート通信ルール３０４は、一次ポート２及び３が通信し、二次ポート５及び６が通信することを説明する。ポート通信ルール３０４は、ポート通信ルール３０２の逆の鏡像であり、例えば、拡張型モジュール式コントローラ１０２を構成するためにオペレータによって使用されて、スタンドアローンシステムをバランスオブプラントシステムにマージするときに、例えば、通信ポート２０２〜２０３（一次ポート）及び通信ポート２０５〜２０６（二次ポート）に差し込まれたネットワーキングケーブルが移動するのを回避することができる。
【００５６】
ポート通信ルール３０６は、一次ポート１及び２が通信し、二次ポート５及び６が通信することを説明する。図４に関して説明されるように、ポート通信ルール３０６を使用して、着信メッセージがある特定のポートに再送信されることを制限しつつ、他の着信メッセージが再送信されることを許可することができる。これは、１つのタイプのプロトコルまたはシステム（例えば、ＤｅｌｔａＶプラットフォームシステム）を利用する分散型制御システム２２のある特定のノードが、異なるプロトコルまたはシステム（例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｗｉｎｄｏｗｓ／Ｅｔｈｅｒｎｅｔシステム）を使用する他のノードを感染させることを防止するための選択肢を提供するのに有用であり得る。
【００５７】
ポート通信ルール３０８は、一次ポート１、２、及び３が通信し、二次ポート４、５、及び６が通信することを説明する。ポート通信ルール３０８は、分離または特定の再送信ルールが必要ない場合に使用することができる。ポート通信ルール３０８は、各一連の通信ポートに対してポートを横切って最も再送信を提供するので、オペレータが外部スイッチの使用を回避するための最善の選択肢である。
【００５８】
ポート通信ルール３１０は、ポートが通信しないことを説明する。ポート通信ルール３１０は、拡張型モジュール式コントローラ１０２に接続された全てのノードを分離するため、最も高いセキュリティを提供するが、外部スイッチの使用も必要とする場合がある。
【００５９】
別の実施形態では、全ての着信メッセージがブロードキャストであるか、または所定の一連の通信ポート上の他の全ての通信ポートに再送信される（例えば、第１の一連の通信ポートについては、通信ポート１における着信メッセージが通信ポート２及び３に再送信される）ブロードキャストポート通信ルール（図示せず）を選択することができる。追加の実施形態では、全ての着信メッセージがブロードキャストであるか、または他の全ての通信ポートに再送信される（例えば、通信ポート１における着信メッセージが残りの全ての通信ポート２〜６に再送信される）全ポートブロードキャストポート通信ルール（図示せず）を選択することができる。
【００６０】
別の実施形態では、通信ポート１（例えば、図２の通信ポート２０１）のみが動作可能にされ、他の全ての通信ポート２〜６（例えば、図２の通信ポート２０２〜２０６）が無効にされる単一のポート通信ルール（図示せず）を選択することができる。そのような実施形態では、通信ポート１における着信メッセージを、本明細書に記載されるモジュール式制御システム１００の制御用に使用することができる。
【００６１】
ポート通信ルールは、ユニキャストメッセージまたはブロードキャスト型メッセージを再送信するように拡張型モジュール式コントローラ１０２を構成するように選択され得る。例えば、一実施形態では、着信メッセージは、着信ユニキャストメッセージであり得、ポート通信ルールは、拡張型モジュール式コントローラ１０２のソフトウェア層に、第１の通信ポート（例えば、通信ポート２０１）、第２の通信ポート（例えば、通信ポート２０２）、または第３の通信ポート（例えば、通信ポート２０３）のうちのいずれかに進入する着信ユニキャストメッセージの、第１の通信ポート、第２の通信ポート、または第３の通信ポートのうちの特定の１つへの送信を選択的に許可または制限させ得る。
【００６２】
別の実施形態では、着信メッセージは、着信ブロードキャスト型メッセージであり得、ポート通信ルールは、拡張型モジュール式コントローラ１０２のソフトウェア層に、ブロードキャスト型メッセージの、第１の通信ポート（例えば、通信ポート２０１）、第２の通信ポート（例えば、通信ポート２０２）、及び第３の通信ポート（例えば、通信ポート２０３）への送信を選択的に許可または制限させ得る。
【００６３】
同様のポート通信ルールを、着信メッセージがユニキャストメッセージであるか、またはブロードキャスト型メッセージであるかどうかに基づいて、同様の様式で二次通信ポート２０４〜２０６に適用することができる。
【００６４】
図４は、図３の構成画面のポート通信ルールの一実装例４００の一実施形態を例証する。具体的には、実装例４００は、図３のポート通信ルール３０６の一実装例である。図４の実施形態では、通信ポート２０１、２０２、２０４、及び２０５の各々は、分散型制御システム２２のノードに接続されている。例えば、ノード４０１は、拡張型モジュール式コントローラ１０２の通信ポート２０１に接続されたＤｅｌｔａＶ  ＨＭＩノードであり、ノード４０２は、本明細書に記載されるようにＤｅｌｔａＶノードであり得るラップトップ（例えば、ホスト１４０）である。同様に、ノード４０２は、通信ポート２０３に接続された第２の（冗長）ＤｅｌｔａＶ  ＨＭＩノードであり、ノード４０５は、第三者ＤＣＳノード（例えば、図１のワークステーション５０または５２）に接続され得るＳｉｍｐｌｅｘの第三者ＤＣＳ接続である。図４の実施形態では、通信ポート２０３及び２０６に接続されたノードは存在せず、そのようなノードは、追加のノードへの接続のためにオ
ープンであるかまたは利用可能である。
【００６５】
図４に示されるように、オペレータは、ポート通信ルール３０６を使用して、分散型制御システム２２のノード間の拡張された分離レベルを維持することができる。これは、ノード間の分離を維持するために外部ファイアウォールに頼る代わりに、セキュリティ上の懸念が存在する可能性のある異なるノード間の通信をオペレータが制限することができるため、有利である。図４に示されるように、第三者ＤＣＳノード４０５上のＷｉｎｄｏｗｓマルウェアがＤｅｌｔａＶベースのノード４０１、４０２、及び４０４に感染し得るというセキュリティ上の懸念が存在する可能性がある。例えば、図４の実施形態では、Ｓｉｍｐｌｅｘの第三者ＤＣＳ接続は、第三者ＤＣＳノードへの接続であり得る。オペレータは、（ポート通信ルール３０６のポート５に対応する）ＤＳＣノード４０６が、（ポート通信ルール３０６のポート１、２、及び４に対応する）ＤｅｌｔａＶノード４０１、４０２、及び４０４のいずれかと通信することができないため、これらのいずれかを感染させることができないはずであるように、セキュリティ上の理由から第三者ＤＳＣノードを分離することを望む可能性がある。したがって、ポート通信ルール３０６を選択することによって、第三者ＤＳＣノードはＤｅｌｔａＶノードに感染させることができないはずである。
【００６６】
図５は、モジュール式制御システム１００の拡張型モジュール式コントローラ１０２の複数の通信ポート２０１〜２０６を構成するための例示的な方法５００のフロー図である。方法５００は、例えば、モジュール式制御システム１００または拡張型モジュール式コントローラ１０２のうちの１つ以上のプロセッサによって実装され得る。例えば、命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体は、モジュール式制御システム１００の拡張型モジュール式コントローラ１０２の複数の通信ポートの構成を実装し得る。
【００６７】
方法５００は、（例えば、拡張型モジュール式コントローラ１０２のうちの）１つ以上のプロセッサがソフトウェア層でポート構成パラメータを受信するブロック５０２で開始する。ポート構成パラメータは、図２の通信ポート２０１〜２０６、及び図３に示され、本明細書で説明されるような関連する通信ポート１〜６に対応し得る。ポート構成パラメータは、複数の通信ポートに対して１つ以上のポート通信ルール（例えば、ポート通信ルール３０２〜３１０）を定義し得る。
【００６８】
様々な実施形態において、複数の通信ポート（例えば、通信ポート２０１〜２０６）は、プロセスプラント１０の分散型制御システム２２のうちの１つ以上のノード（例えば、ＤｅｌｔａＶノードまたは標準プロトコルに基づくノード）と通信するように動作可能であり得る。複数の通信ポートは、第１の一連の通信ポート（例えば、通信ポート２０１〜２０３）及び第２の一連の通信ポート（例えば、通信ポート２０４〜２０６）を含み得る。
【００６９】
ブロック５０４において、１つ以上のプロセッサは、１つ以上のポート通信ルール（例えば、ポート通信ルール３０２〜３１０のうちの１つ）に基づいて、ソフトウェア層を、着信メッセージの再送信を選択的に許可または制限させるように構成する。例えば、いくつかの実施形態では、ソフトウェア層は、着信メッセージの再送信を許可するかまたは制限するかどうかを判定するために、バーチャルローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ）ルックアップテーブルと、ＶＬＡＮルックアップテーブルに関連付けられた１つ以上のＶＬＡＮとを作成または更新するように構成され得る。そのような実施形態では、ソフトウェア層は、ＶＬＡＮルックアップテーブルと１つ以上のＶＬＡＮとにアクセスして、第１の通信ポート（例えば、通信ポート２０１）の入口ポート識別子（ＩＤ）を判定し得る。次いで、ソフトウェア層は、ＶＬＡＮルックアップテーブルと１つ以上のＶＬＡＮとにアクセスして、第１の通信ポート（例えば、通信ポート２０１）の入口ポートＩＤに基づい
て、少なくとも１つの宛先ポートＩＤであって、着信メッセージが再送信されるべき第２の通信ポート（例えば、通信ポート２０２）を宛先ポートＩＤが特定する、少なくとも１つの宛先ポートＩＤを判定し得る。
【００７０】
本明細書に記載されるように、いくつかの実施形態では、着信メッセージは、プロセスプラント１０の分散型制御システム２２のネイティブプロトコル（例えば、ＤｅｌｔａＶ）に基づき得る。他の実施形態では、着信メッセージは、例えば、Ｍｏｄｂｕｓ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ等の標準プロトコルに基づき得る。着信メッセージは、第１の一連の通信ポートまたは第２の一連の通信ポートのいずれかで受信され、次いで、それぞれの第１の一連の通信ポートまたは第２の一連の通信ポートの残りのポートに再送信され得る。
【００７１】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるように、着信メッセージは着信ユニキャストメッセージであり得る。そのような実施形態では、拡張型モジュール式コントローラ１０２のうちの１つ以上のプロセッサは、着信ユニキャストメッセージの、第１の一連の通信ポートのうちの第１の通信ポート（例えば、通信ポート２０１）から第１の一連の通信ポートのうちの第２の通信ポート（例えば、通信ポート２０３）への再送信を許可または制限するように構成され得る。拡張型モジュール式コントローラ１０２のうちの１つ以上のプロセッサはまた、第２の一連の通信ポートのうちの第１の通信ポート（例えば、通信ポート２０４）から第２の一連の通信ポートのうちの第２の通信ポート（例えば、通信ポート２０６）への再送信を許可または制限するように構成され得る。
【００７２】
他の実施形態では、着信メッセージは、着信ブロードキャスト型メッセージであり得る。そのような実施形態では、拡張型モジュール式コントローラ１０２のうちの１つ以上のプロセッサは、ブロードキャスト型メッセージを、第１の一連の通信ポートのうちの第１の通信ポート（例えば、通信ポート２０１）から第１の一連の通信ポートの残りの全てのポート（例えば、ポート２０２及び２０３）へ、または第２の一連の通信ポートのうちの第１の通信ポート（例えば、通信ポート２０４）から第２の一連の通信ポートの残りの全てのポート（例えば、通信ポート２０５及び２０６）へ再送信するように構成され得る。
【００７３】
したがって、本明細書に記載されるように、モジュール式制御システムを使用する分散型制御システム（例えば、分散型制御システム２２）について、本開示のシステム及び方法は、オペレータまたは他のユーザが、モジュール式制御システムを分散型制御システムに組み込むように拡張型モジュール式コントローラ（例えば、拡張型モジュール式コントローラ１０２）を構成することを可能にする。
【００７４】
その他の備考
別途特に記載されない限り、「処理すること（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）」、「コンピューティングすること（ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）」、「計算すること（ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ）」、「判定すること（ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ）」、「特定すること（ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ）」、「提示すること（ｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇ）」、「表示すること（ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ）」等のような語を使用する本明細書の考察は、１つ以上のメモリ（例えば、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、もしくはそれらの組み合わせ）、レジスタ、または情報を受信、記憶、送信、もしくは表示する他の機械構成要素内の物理（例えば、電気、磁気、もしくは光）量として表されたデータを操作または変換する機械（例えば、コンピュータ）の動作またはプロセスを指し得る。
【００７５】
ソフトウェアに実装される場合、本明細書に記載されるアプリケーション、サービス、エンジン、ルーチン、及びモジュールはいずれも、コンピュータもしくはプロセッサのＲＡＭもしくはＲＯＭ等における磁気ディスク、レーザディスク、固体メモリデバイス、分子メモリストレージデバイス、光ディスク、または他のストレージ媒体等の、任意の有形
の非一時的コンピュータ可読メモリに記憶され得る。本明細書に開示される例示的システムは、他の構成要素の中でも、ハードウェア上で実行されるソフトウェア及び／またはファームウェアを含むように開示されているが、そのようなシステムは単に例示的であるに過ぎず、限定的であると見なされるべきではないことに留意されたい。例えば、これらのハードウェア、ソフトウェア、及びファームウェア構成要素のうちのいずれかまたは全てが、ハードウェアにのみ、ソフトウェアにのみ、あるいはハードウェア及びソフトウェアの任意の組み合わせで、埋め込まれ得ることが企図される。したがって、当業者は、提供された例がこのようなシステムを実装する唯一の方式ではないことを容易に理解するであろう。
【００７６】
したがって、本開示の技術は具体的な例に関して記載されてきたが、これらの例は例解的であるに過ぎず、本発明の限定であることを意図せず、変更、追加、または削除が、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、開示される実施形態に対して行われ得ることが当業者には明らかであろう。
【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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【外国語明細書】
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