(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセス制御システムで使用するためのフィールドデバイスであって、前記フィールドデバイスが、
プロセッサと、
前記プロセッサ上で実行可能なコンピュータ可読命令を有するコンピュータ可読メモリと、
前記プロセッサ上で実行されるとき、同プロセッサに、前記フィールドデバイスによって実行されるべき、ｉ）スケジュールされた活動、およびｉｉ）スケジュールされた一連の活動、の少なくとも１つを開始させ、当該スケジュールされた活動およびスケジュールされた一連の活動は、前記フィールドデバイスに、少なくとも１つの第２フィールドデバイスからのプロセス制御データを通信させ、かつ前記フィールドデバイスに少なくとも１つの第３フィールドデバイスへプロセス制御データを通信させる、少なくとも１つの通信機能を含んでいる、前記コンピュータ可読メモリに記憶された少なくとも１つの機能ブロックと、
前記メモリに記憶されたスケジューリングモジュールと、を備え、前記スケジューリングモジュールが、前記プロセッサ上で実行されるとき、
前記フィールドデバイスに無線通信ネットワークを介して通信可能に接続されたホストデバイスから、ｉ）前記スケジュールされた活動、およびｉｉ）前記スケジュールされた一連の活動を実施するためのスケジュールされた時間を指定する、時間入力を受信するように構成され、
ｉ）前記スケジュールされた活動、またはｉｉ）前記スケジュールされた一連の活動を指定する、活動入力を前記無線通信ネットワークを介して前記ホストデバイスから受信するように構成され、
前記スケジュールされた時間にかつ前記ホストデバイスからさらなる通信なしに、前記プロセッサに少なくとも１つの機能ブロックを実行させ、ｉ）前記スケジュールされた活動、またはｉｉ）前記スケジュールされた一連の活動を自動的に開始するように構成され、かつ
ｉ）開始状態が前記ホストデバイスに送信されるようにすること、およびｉｉ）前記開始状態が前記フィールドデバイスのローカルメモリに記憶されるようにすることのうちの少なくとも１つを実施するように構成され、
前記開始状態が、前記活動または前記一連の活動が開始されたことを示す、フィールドデバイス。
【請求項２】
前記スケジューリングモジュールは、ｉ）完了状態が前記第１のホストに送信されるようにすること、およびｉｉ）前記完了状態が前記ローカルメモリに記憶されるようにすることのうちの少なくとも１つを実施するようにさらに構成される、請求項１に記載のフィールドデバイス。
【請求項３】
前記完了状態が、前記活動または前記一連の活動が完了したことを示す、請求項１〜２のいずれかに記載のフィールドデバイス。
【請求項４】
前記完了状態が、ｉ）前記活動または前記一連の活動の完了が成功したこと、またはｉｉ）前記活動または前記一連の活動の完了が不成功であったことのうちの１つを示す、請求項１〜３のいずれかに記載のフィールドデバイス。
【請求項５】
前記スケジューリングモジュールが、前記フィールドデバイスから受信されたフィードバック情報に基づいて、前記完了状態を決定するように構成される、請求項１〜４のいずれかに記載のフィールドデバイス。
【請求項６】
前記第１のホストおよび／または前記第２のホストが、携帯式通信機である、請求項１〜５のいずれかに記載のフィールドデバイス。
【請求項７】
前記フィールドデバイスが、弁に連結された弁ポジショナであり、前記スケジュールされた活動が前記弁を設定点に作動させることに相当する、請求項１〜６のいずれかに記載のフィールドデバイス。
【請求項８】
前記フィールドデバイスが、弁に連結された弁ポジショナであり、前記スケジュールされた一連の活動が、前記弁を第１の設定点に作動させることと、指定の期間の後、前記弁を第２の設定点に作動させることとに相当する、請求項１〜７のいずれかに記載のフィールドデバイス。
【請求項９】
プロセス制御システムで使用するためのフィールドデバイスであって、前記フィールドデバイスが、
プロセッサと、
前記プロセッサ上で実行可能なコンピュータ可読命令を有するコンピュータ可読メモリと、
前記プロセッサ上で実行されるとき、同プロセッサに、前記フィールドデバイスによって実行されるべき、ｉ）スケジュールされた活動、およびｉｉ）スケジュールされた一連の活動、の少なくとも１つを開始させ、当該スケジュールされた活動およびスケジュールされた一連の活動は、第２フィールドデバイスに関連付けられた少なくとも１つの入力機能、少なくとも１つの制御機能、および第３フィールドデバイスに対する少なくとも１つの出力機能を含んでいる、前記コンピュータ可読メモリに記憶された少なくとも１つの機能ブロックと、
前記メモリに記憶されたスケジューリングモジュールと、を備え、前記スケジューリングモジュールが、前記プロセッサ上で実行されるとき、
ｉ）前記フィールドデバイスによって実施される前記スケジュールされた活動、またはｉｉ）前記フィールドデバイスによって実施されるスケジュールされた前記一連の活動を指定する、活動入力を前記フィールドデバイスの外部の通信ネットワークを介して受信するように構成され、
前記プロセッサに前記少なくとも１つの機能ブロックを実行させ、前記スケジュールされた活動または前記スケジュールされた一連の活動が開始されるべきことを示す開始命令を、前記フィールドデバイスの外部のさらなる通信なしに、受信するように構成され、かつ
前記開始命令の受信時に、前記スケジュールされた活動または前記スケジュールされた一連の活動を開始するように構成される、フィールドデバイス。
【請求項１０】
前記スケジューリングモジュールが、前記フィールドデバイスで提供されるローカルユーザインターフェースを介して前記活動入力を受信するように構成される、請求項９に記載のフィールドデバイス。
【請求項１１】
前記スケジューリングモジュールが、前記フィールドデバイスに通信可能に連結されたホストを介して前記活動入力を受信するように構成される、請求項９〜１０のいずれかに記載のフィールドデバイス。
【請求項１２】
前記フィールドデバイスに通信可能に連結された前記ホストが、携帯式通信機である、請求項９〜１１のいずれかに記載のフィールドデバイス。
【請求項１３】
前記フィールドデバイスが、弁に連結された弁ポジショナであり、前記スケジュールされた活動が、前記弁を設定点に作動させることに相当する、請求項９〜１２のいずれかに記載のフィールドデバイス。
【請求項１４】
前記フィールドデバイスが、弁に連結された弁ポジショナであり、前記スケジュールされた一連の活動が、前記弁を第１の設定点に作動させることと、指定の期間の後、前記弁を第２の設定点に作動させることとに相当する、請求項９〜１３のいずれかに記載のフィールドデバイス。
【請求項１５】
前記スケジューリングモジュールが、ｉ）開始状態が前記フィールドデバイスに通信可能に連結されたホストに送信されるようにすること、およびｉｉ）前記開始状態が前記フィールドデバイスのローカルメモリに記憶されるようにすることのうちの少なくとも１つを実施するようにさらに構成され、
前記開始状態が、前記活動または前記一連の活動が開始されたことを示す、請求項９〜１４のいずれかに記載のフィールドデバイス。
【請求項１６】
前記スケジューリングモジュールが、ｉ）完了状態が前記フィールドデバイスに通信可能に連結されたホストに送信されるようにすること、およびｉｉ）前記完了状態が前記フィールドデバイスの前記コンピュータ可読メモリに記憶されるようにすることのうちの少なくとも１つを実施するようにさらに構成される、請求項９〜１５のいずれかに記載のフィールドデバイス。
【請求項１７】
前記完了状態が、前記活動または前記一連の活動が完了したことを示す、請求項９〜１６のいずれかに記載のフィールドデバイス。
【請求項１８】
前記完了状態が、ｉ）前記活動または前記一連の活動の完了が成功したこと、またはｉｉ）前記活動または前記一連の活動の完了が不成功であったことのうちの１つを示す、請求項９〜１７のいずれかに記載のフィールドデバイス。
【請求項１９】
前記スケジューリングモジュールが、前記フィールドデバイスから受信したフィードバック情報に基づいて、前記完了状態を決定するように構成される、請求項９〜１８のいずれかに記載のフィールドデバイス。
【請求項２０】
プロセス制御システム内で動作するフィールドデバイスにおける活動をスケジュールするための方法であって、
機能ブロックを前記フィールドデバイスで電子的に受信し、前記フィールドデバイスは前記機能ブロックを実行し、同フィールドデバイスによって実施されるべき、スケジュールされた活動および前記スケジュールされた一連の活動の少なくとも１つを実施し、前記スケジュールされた活動および前記スケジュールされた一連の活動は、第２のフィールドデバイスに関連付けられた少なくとも１つの入力機能、少なくとも１つの制御機能、および第３のフィールドデバイスに対する少なくとも１つの出力機能を含んでいることと、
前記スケジュールされた活動、または前記スケジュールされた一連の活動を実施するためのスケジュールされた時間を指定する、時間入力を、前記フィールドデバイスの外部の通信ネットワークを介して前記フィールドデバイスで電子的に受信することと、
前記スケジュールされた活動、または前記スケジュールされた一連の活動を指定する、活動入力を、前記フィールドデバイスの外部の通信ネットワークを介して前記フィールドデバイスで電子的に受信することと、
前記スケジュールされた時間にかつ前記ホストデバイスからさらなる通信なしに、前記プロセッサに少なくとも１つの機能ブロックを実行させ、前記スケジュールされた活動、または前記スケジュールされた一連の活動を自動的に開始することと、
ｉ）開始状態を前記フィールドデバイスに通信可能に連結されたホストに送信すること、およびｉｉ）前記開始状態を前記フィールドデバイスのコンピュータ可読メモリに記憶することのうちの少なくとも１つを実施することと、を含み、
前記開始状態が、前記活動または前記一連の活動が開始されたことを示す、方法。
【請求項２１】
ｉ）前記ホストに完了状態を送信すること、およびｉｉ）前記ローカルメモリ内に前記完了状態を記憶することのうちの少なくとも１つを実施することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記完了状態が、前記活動または前記一連の活動が完了したことを示す、請求項２０〜２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
前記完了状態が、ｉ）前記活動または前記一連の活動の完了が成功したこと、またはｉｉ）前記活動または前記一連の活動の完了が不成功であったことのうちの１つを示す、請求項２０〜２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
前記スケジューリングモジュールが、前記フィールドデバイスから受信されたフィードバック情報に基づいて、前記完了状態を決定するように構成される、請求項２０〜２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
プロセス制御システムであって、
フィールドデバイスと、
前記フィールドデバイスに通信可能に連結されたホストと、を備え、
前記フィールドデバイスが、
プロセッサと、
前記プロセッサ上で実行可能なコンピュータ可読命令を有するコンピュータ可読メモリと、
前記プロセッサ上で実行されるとき、同プロセッサに、前記フィールドデバイスによって実施されるべき、ｉ）スケジュールされた活動、およびｉｉ）スケジュールされた一連の活動、の少なくとも１つを開始させ、当該スケジュールされた活動およびスケジュールされた一連の活動は、第２のフィールドデバイスに関連付けられた少なくとも１つの入力機能、少なくとも１つの制御機能、および第３のフィールドデバイスに対する少なくとも１つの出力機能を含んでいることと、
前記メモリに記憶されたスケジューリングモジュールと、を備え、前記スケジューリングモジュールが、前記プロセッサ上で実行されるとき、
ｉ）スケジュールされた活動、またはｉｉ）スケジュールされた一連の活動を実施するためのスケジュールされた時間を指定する、時間入力を通信ネットワークを介して受信するように構成され、
ｉ）前記スケジュールされた活動、またはｉｉ）前記スケジュールされた一連の活動を指定する、活動入力を通信ネットワークを介して受信するように構成され、
前記スケジュールされた時間にかつ前記通信ネットワークを介してのさらなる通信なしに、ｉ）前記スケジュールされた活動、またはｉｉ）前記スケジュールされた一連の活動を自動的に開始するように構成され、かつ
ｉ）開始状態が前記ホストに送信されるようにすること、およびｉｉ）前記開始状態が前記フィールドデバイスの前記コンピュータ可読メモリに記憶されるようにすることのうちの少なくとも１つを実施するように構成され、
前記開始状態は、前記活動または前記一連の活動が開始されたことを示す、プロセス制御システム。
【請求項２６】
前記フィールドデバイスが、ｉ）完了状態が前記第１のホストに送信されるようにすること、およびｉｉ）完了状態が前記ローカルメモリに記憶されるようにすることのうちの少なくとも１つを実施するようにさらに構成される、請求項２５に記載のプロセス制御システム。
【請求項２７】
前記完了状態が、前記活動または前記一連の活動が完了したことを示す、請求項２６に記載のプロセス制御システム。
【請求項２８】
前記完了状態が、ｉ）前記活動または前記一連の活動の完了が成功したこと、またはｉｉ）前記活動または前記一連の活動の完了が不成功であったことのうちの１つを示す、請求項２６〜２７のいずれかに記載のプロセス制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ね、プロセス工場の安全システムに関し、より具体的には、フィールドデバイスにおける活動をスケジュールすることに関する。
【背景技術】
【０００２】
化学、石油、および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、一般的には、アナログ、デジタル、またはアナログ／デジタルバスの組み合わせを介して、少なくとも１つのホストワークステーション、ならびに１つ以上のプロセス制御および計装デバイスに通信可能に連結される、１つ以上の集中型または分散型のプロセスコントローラを含む。弁、弁ポジショナ、スイッチ、伝送器、およびセンサ（例えば、温度、圧力、または流量センサ）等のフィールドデバイスは、弁を開くもしくは閉じる、またはプロセスパラメータを測定する等の、プロセス内の種々の機能を実施する。プロセスコントローラは、フィールドデバイスによって行われるもしくはそれと関連付けられるプロセス測定値またはプロセス変数を表す信号を（通信バスを介して）受信し、受信した情報に基づいて制御ルーチンを実現し、そしてプロセスの動作を制御するために、バスの１つ以上を通じてフィールドデバイスに送信される、制御信号を生成する。フィールドデバイスおよびコントローラからの情報は、典型的に、オペレータが、プロセスの現在の状態を見る、プロセスの動作を修正する等の、プロセスに関する所望の機能を実施することを可能にするために、ホストワークステーションによって実行される１つ以上のアプリケーションに利用可能である。
【０００３】
１つ以上のプロセス制御機能を実施する「スマート」フィールドデバイスが、プロセス制御業界で一般的になってきている。プロセス内の主要機能（例えば、温度の監視、または弁位置の制御）を実施することに加えて、各スマートフィールドデバイスは、メモリと、マイクロプロセッサとを含む。メモリは、デバイスに関するデータを記憶し、マイクロプロセッサは、コントローラおよび／もしくは他のデバイスと通信し、ならびに／または自己較正、識別、診断等の副タスクを実施する。異なる製造業者によって作製されるスマートフィールドデバイスが、１つ以上のプロセス制御機能を実施しながら互いに通信することを可能にするために、Ｈｉｇｈｗａｙ  Ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ  Ｒｅｍｏｔｅ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ（ＨＡＲＴ（登録商標））、ＰＲＯＦＩＢＵＳ（登録商標）、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（商標）Ｆｉｅｌｄｂｕｓ、ＷＯＲＬＤＦＩＰ（登録商標）、Ｄｅｖｉｃｅ−Ｎｅｔ（登録商標）、およびコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）プロトコル等の、いくつかの標準的でオープンなデジタルまたはデジタルおよびアナログを組み合わせた通信プロトコルが開発されている。具体的には、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）および国際計測制御学会（ＩＳＡ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏａｎｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）１００．１１ａ規格のネットワーク等の、無線メッシュネットワークが、プロセス制御においてますます一般的になってきている。
【０００４】
動作中、ホストは、典型的には、フィールドデバイスにおける活動（例えば、弁を開くまたは閉じる）を開始するためにフィールドデバイスにコマンドを送信する。したがって、活動を実施するために、フィールドデバイスは、ホストから信号を最初に受信し、処理する必要がある。無線通信システムにおいて、信号を受信し、正しく復号する際に、フィールドデバイスは、典型的には、ホストに「確認応答」を送り返し、信号が正しく受信されたことをホストに通知する。フィールドデバイスとホストとの間のこのような通信交換は、典型的には、デバイスが活動を実施する必要のある時間毎に起こる。例えば、弁を開いて、次いで、一定期間の後に弁を閉じることが所望される場合、ホストは、解放活動を開始するために弁ポジショナに信号を伝送し、解放活動を開始するために信号が適切に受信されたことを確認する弁ポジショナからの確認応答を受信し、閉鎖活動を開始するために弁ポジショナに信号を伝送し、閉鎖活動を開始するために信号が適切に受信されたことを確認する弁ポジショナからの確認応答を受信する必要があるであろう。
【０００５】
典型的な通信システムに関連付けられる固有の待機時間（例えば、デバイスが、ホストから信号を受信し、処理するのに掛かる時間）によって、デバイスが活動を実施するのを制御するために行われる必要がある通信交換が、かかる活動がデバイスによってどのくらいの速さで実施可能であるかを制限する（例えば、いくつかの活動が立て続けに実施される必要があるとき）。典型的には、同様のコマンドが有線接続を介して受信されたときに比べて、無線通信リンクを介して信号を受信し、受信された信号を処理することは、フィールドデバイスにとってより長い時間が掛かるので、通信待機時間の課題は、無線通信システムにおいて特に重要である。さらに、無線プロセス制御システム内のフィールドデバイスは、工場環境内のデバイスの配置を制限することを回避するために、典型的には、バッテリに基づく電力モジュールによって給電される。フィールドデバイスで電力を保存し、それによってデバイスが、長期間（例えば数年）にわたって電池モジュールによって効率的に給電されることを可能にするように、フィールドデバイスと無線制御ネットワーク内のホストとの間の通信交換を制限することは有益である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態によれば、プロセス制御システムで使用するためのフィールドデバイスは、プロセッサと、プロセッサ上で実行可能なコンピュータ可読命令を伴うコンピュータ可読メモリとを含む。フィールドデバイスはまた、スケジューリングモジュールを含み、該スケジューリングモジュールは、メモリ内に記憶され、かつプロセッサ上で実行されるとき、スケジュールされた活動またはスケジュールされた一連の活動を実施するためのスケジュールされた時間を指定する時間入力を受信するように、およびスケジュールされた活動またはスケジュールされた一連の活動を指定する活動入力を受信するように構成される。スケジューリングモジュールは、スケジュールされた時間に、スケジュールされた活動またはスケジュールされた一連の活動を自動的に開始するようにさらに構成される。スケジューリングモジュールは、開始状態がフィールドデバイスに通信可能に連結された第１のホストに送信されるように、および／または開始状態がフィールドデバイスのローカルメモリに記憶されるようにするようになおさらに構成される。開始状態は、活動または一連の活動が開始されたことを示す。
【０００７】
１つ以上の態様によると、スケジューリングモジュールは、完了状態が第１のホストに送信されるように、および／または完了状態がローカルメモリに記憶されるようにするようになおさらに構成される。一態様において、完了状態は、活動または一連の活動が完了したことを示す。別の態様において、完了状態は、活動または一連の活動の完了が成功したこと、または活動または一連の活動の完了が不成功であったことを示す。スケジューリングモジュールは、フィールドデバイスから受信されたフィードバック情報に基づいて、完了状態を決定するように構成され得る。
【０００８】
例示的な態様によれば、ユーザは、フィールドデバイスで提供されるローカルユーザインターフェースを介して時間入力および活動入力を提供し得る。別の例示的な態様において、ユーザは、フィールドデバイスに通信可能に連結されたホストを介して時間入力および活動入力を提供し得る。一態様において、フィールドデバイスに通信可能に連結されたホストは、携帯式通信機である。
【０００９】
一態様において、フィールドデバイスは、弁に連結された弁ポジショナであり、スケジュールされた活動は、弁を設定点に作動させることに相当する。別の態様において、フィールドデバイスは、弁に連結された弁ポジショナであり、スケジュールされた一連の活動は、弁を第１の設定点に作動させることと、指定の期間の後、弁を第２の設定点に作動させることとに相当する。
【００１０】
別の実施形態によれば、プロセス制御システムで使用するためのフィールドデバイスは、プロセッサと、プロセッサ上で実行可能なコンピュータ可読命令を伴うコンピュータ可読メモリとを含む。フィールドデバイスはまた、スケジューリングモジュールを含み、該スケジューリングモジュールは、メモリ内に記憶され、かつプロセッサ上で実行されるとき、フィールドデバイスにより実施されるべきスケジュールされた活動、またはフィールドデバイスにより実施されるべきスケジュールされた一連の活動を指定する活動入力を受信するように、およびスケジュールされた活動またはスケジュールされた一連の活動が開始されるべきであることを示す開始命令を受信するように構成される。スケジューリングモジュールは、開始命令の受信時に、スケジュールされた活動またはスケジュールされた一連の活動を開始するようにさらに構成される。
【００１１】
ある態様によれば、スケジューリングモジュールは、開始状態がフィールドデバイスに通信可能に連結されたホストに送信されるように、および／または開始状態がフィールドデバイスのローカルメモリに記憶されるようにするようにさらに構成される。開始状態は、活動または一連の活動が開始されたことを示す。
【００１２】
いくつかの態様によれば、スケジューリングモジュールは、完了状態がフィールドデバイスに通信可能に連結されたホストに送信されるように、かつ完了状態がフィールドデバイスのローカルメモリに記憶されるようにするようになおさらに構成される。一態様において、完了状態は、活動または一連の活動が完了されたことを示す。別の態様において、完了状態は、活動もしくは一連の活動の完了が成功したこと、または活動もしくは一連の活動の完了が不成功であったことを示す。
【００１３】
さらに別の実施形態によれば、プロセス制御システム内で動作するフィールドデバイスにおける活動をスケジュールするための方法は、スケジュールされた活動、またはスケジュールされた一連の活動を実施するためのスケジュールされた時間を指定する時間入力をフィールドデバイスで電子的に受信することを含む。本方法はまた、スケジュールされた活動、またはスケジュールされた一連の活動を指定する活動入力をフィールドデバイスで電子的に受信することも含む。本方法は、スケジュールされた時間にスケジュールされた活動またはスケジュールされた一連の活動を自動的に開始することと、ｉ）開始状態をフィールドデバイスに通信可能に連結されたホストに送信すること、およびｉｉ）開始状態をフィールドデバイスのローカルメモリに記憶することのうちの少なくとも１つを実施することとをさらに含む。開始状態は、活動または一連の活動が開始されたことを示す。
【００１４】
さらに別の実施形態によれば、プロセス制御システムは、フィールドデバイスと、フィールドデバイスに通信可能に連結されたホストとを含む。フィールドデバイスは、プロセッサと、プロセッサ上で実行可能なコンピュータ可読命令を伴うコンピュータ可読メモリとを含む。フィールドデバイスはまた、スケジューリングモジュールを含み、該スケジューリングモジュールは、メモリ内に記憶され、かつプロセッサ上で実行されるとき、スケジュールされた活動またはスケジュールされた一連の活動を実施するためのスケジュールされた時間を指定する時間入力を受信するように、およびｉ）スケジュールされた活動、またはｉｉ）スケジュールされた一連の活動を指定する活動入力を受信するように構成される。スケジューリングモジュールは、スケジュールされた時間に、スケジュールされた活動またはスケジュールされた一連の活動を自動的に開始するようにさらに構成される。スケジューリングモジュールは、開始状態がフィールドデバイスに通信可能に連結された第１のホストに送信されるように、および／または開始状態がフィールドデバイスのローカルメモリに記憶されるようにするようになおさらに構成される。開始状態は、活動または一連の活動が開始されたことを示す。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の開示された実施例に従って、スケジューリング機能を有するフィールドデバイスを組み込んだプロセス制御システムを示す図である。
【図２】開示された実施例に従って組み立てられ、かつホスト制御システムが、フィールドデバイスを自動的に制御および／または監視するために利用し得るローカルスケジューリングモジュールを含む、例示的なフィールドデバイスのブロック図である。
【図３】スケジュールされた時間におよび／またはスケジュールされた時間間隔で、フィールドデバイスによって自動的に実施されるべき活動をスケジュールするための例示的な方法の例示的なフローチャートである。
【図４】活動を開始するための命令の受信時に、フィールドデバイスによって実施されるべき活動をスケジュールするための例示的な方法の例示的なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
一実施形態において、図１は、本発明の開示された実施例に従って、スケジューリング機能を有するフィールドデバイスを組み込んだプロセス制御システム１００を示す。例示的なプロセス制御システム１００は、産業オートメーションプロトコル（例えば、ＨＡＲＴ、ＰＲＯＦＩＢＵＳ  ＤＰ（分散周辺機器）等）または別の好適な通信プロトコルに従って動作する有線工場オートメーションネットワーク１１０と、好適な無線通信プロトコル（例えば、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ、ＩＳＡ１００．１１ａ、Ｗｉ−Ｆｉプロトコル、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）プロトコル、独自の無線プロトコル等）または他の適切な無線通信プロトコルに従って動作する無線工場オートメーションネットワーク１５０とを含む。有線工場オートメーションネットワーク１１０は、１つ以上のホストワークステーションまたはコンピュータ１１１（任意の種類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り得る）に接続され、それぞれが順番に１つ以上のフィールドデバイス１２２に接続される入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイス１１６のバンクに接続される１つ以上のコントローラ１１４を含む。単なる例に過ぎないが、Ｆｉｓｈｅｒ−Ｒｏｓｅｍｏｕｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  Ｉｎｃ．から市販されているＤｅｌｔａＶ（商標）であり得るコントローラ１１４は、例えば、イーサネット（登録商標）接続１２０または他の通信リンクを介してホストコンピュータ１１１に通信可能に連結される。同様に、コントローラ１１４は、標準４〜２０ｍａデバイス、および／または任意のスマート通信プロトコル、例えば、フィールドバスまたはＨＡＲＴプロトコルに関連付けられた任意の好適なハードウェアおよびソフトウェアを使用してフィールドデバイス１２２に通信可能に連結される。一般的に知られているように、コントローラ１１４は、中に記憶された、またはそうでなければ共に関連付けられたプロセス制御ルーチンを実装または監督し、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１２２と通信する。
【００１７】
フィールドデバイス１２２は、例えば、弁、弁ポジショナ、スイッチ、センサ（例えば、温度、圧力、振動、流量、またはｐＨセンサ）、ポンプ、ファン等、または２つ以上のかかる種類の組み合わせのような任意の種類のデバイスであり得るが、一方、カードバンク１１６内のＩ／Ｏカードは、例えば、ＨＡＲＴ、フィールドバス、プロフィバス等のような任意の好適な通信またはコントローラプロトコルに準拠する任意の種類のＩ／Ｏデバイスであり得る。フィールドデバイス１２２は、例えば、弁を開くもしくは閉じる、またはプロセスパラメータの測定値を取得する等の、プロセスもしくはプロセス制御ループ内の制御、監視、および／または物理的機能を実施する。図１に示す実施形態において、フィールドデバイス１２２ａ〜１２２ｃは、アナログ回線を介してＩ／Ｏカード１１６ａと通信する標準４〜２０ｍａデバイスである。別の実施形態において、フィールドデバイス１２２ａ〜１２２ｃは、ＨＡＲＴデバイスであり、Ｉ／Ｏカード１１６ａは、ＨＡＲＴ互換Ｉ／Ｏカードである。一実施形態において、制御システム１００は、４〜２０ｍａデバイスおよびＨＡＲＴデバイスを含む。したがって、この実施形態において、制御システム１００は、１つ以上の４〜２０ｍａ互換Ｉ／Ｏカードと、１つ以上のＨＡＲＴ互換Ｉ／Ｏカードとを含む。
【００１８】
図１の実施形態において、例えば、フィールドデバイス１２２ｄ〜１２２ｆは、例えば、フィールドバスプロトコル通信を使用して、デジタルバス１１８を介してＩ／Ｏカード１１８と通信するフィールドバスのフィールドデバイスのようなスマートデバイスである。もちろん、フィールドデバイス１２２およびＩ／Ｏカード１１６のバンクは、今後開発される任意の標準またはプロトコルを含めて、４〜２０ｍａ、ＨＡＲＴ、またはフィールドバスプロトコルのほかに、他の任意の好適な標準（複数可）またはプロトコルに準拠可能である。
【００１９】
コントローラ１１４のそれぞれは、一般に機能ブロックと称されるものを使用して制御戦略を実装するように構成され、各機能ブロックは、全体的な制御ルーチンの一部（例えば、サブルーチン）であり、プロセス制御システム１００内のプロセス制御ループを実装するために、（リンクと呼ばれる通信を介して）他の機能ブロックと連動して動作する。機能ブロックは、典型的には、伝送器、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た入力機能と、例えば、ＰＩＤ、ファジー論理等の制御を実施する制御ルーチンに関連付けられた制御機能と、またはいくつかのデバイス、例えば、弁の動作を制御する出力機能とのうちの１つを実施し、プロセス制御システム１００内のいくつかの物理的機能を実施する。もちろん、機能ブロックのハイブリッドおよび他の種類が存在する。これらの機能ブロックの群は、モジュールと呼ばれる。機能ブロックおよびモジュールは、典型的には、これらの機能ブロックが、標準４〜２０ｍａデバイスおよびいくつかの種類のスマートフィールドデバイスのために使用され、もしくはそれらに関連付けられる場合に、コントローラ１２によって記憶され、かつ実行され得、またはこれはフィールドバスデバイスの場合であり得るが、フィールドデバイス自体に記憶され、フィールドデバイス自体によって実装され得る。制御システムの説明は、本明細書において、機能ブロック制御戦略を使用して提供されるが、一方で、制御戦略もまた、他の規則、例えば、ラダーロジック、シーケンシャルフローチャート等を使用して、および任意の好適な独自のまたは非独自のプログラミング言語を使用して、実装または設計可能である。
【００２０】
上で論じたように、プロセス制御システム１００はまた、好適な無線通信プロトコルに従って利用または動作する無線通信ネットワーク１５０を含む。明確にするため、本明細書の議論は、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ通信プロトコルに関するが、本明細書で説明される手法および原理は、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴに加えて、またはその代わりに、他の無線産業オートメーションプロトコルを利用する無線工場オートメーションネットワーク、または有線通信のみを利用するネットワークに適用され得る。
【００２１】
無線通信ネットワーク１５０は、有線方式で通信バックボーン１２０に接続されたゲートウェイ１５１を含み、好適なプロトコルを使用してホストステーション１１１と通信し得る。ゲートウェイ１５１は、スタンドアロン型デバイスとして、ホストワークステーション１１１のうちの１つの拡張スロットの中へ挿入することができるカードとして、プログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）システムもしくは分散制御システム（ＤＣＳ）の入力／出力（Ｉ／Ｏ）サブシステムの一部として、または任意の他の方式で実装され得る。ゲートウェイ１５１は、ホストステーション１１１と、その上で実行され、無線工場オートメーションネットワーク１５０の様々なデバイスにアクセスするアプリケーションとを提供し得る。プロトコルおよびコマンド変換に加えて、ゲートウェイ１５１は、同期クロッキングを提供し得、該同期クロッキングは、無線工場オートメーションネットワーク１５０のスケジューリング方式のタイムスロットおよびスーパーフレーム（すなわち、時間的に等間隔である、複数組の通信タイムスロット）によって使用される。
【００２２】
いくつかの実施形態において、ゲートウェイ１５１は、仮想ゲートウェイ１５２および１つ以上のネットワークアクセスポイント１５５に機能的に分割される。図１で示されるプロセス制御システム１００において、ネットワークアクセスポイント１５５は、ゲートウェイ１５１と有線通信する別個の物理デバイスである。あるいは、要素１５１、１５２、１５５、および１５８は、代わりに、一体型デバイスの一部であり得、および／または接続１５８は、無線接続であり得る。物理的に別個のネットワークアクセスポイント１５５は、複数の異なる場所に戦略的に配置され得、それによって、ネットワークアクセスポイント１５５の１つ以上の場所での不十分な信号品質を補償することによって、通信ネットワーク１００の全体的な信頼性が高められる。複数のネットワークアクセスポイント１５５を有することはまた、ネットワークアクセスポイント１５５の１つ以上が故障した場合の冗長性も提供する。
【００２３】
ゲートウェイデバイス１５１は、追加的に、ネットワークマネージャソフトウェアモジュール１５３と、セキュリティマネージャソフトウェアモジュール１５４とを収容し得る。別の実施形態において、ネットワークマネージャソフトウェアモジュール１５３および／またはセキュリティマネージャソフトウェアモジュール１５４は、ホストワークステーション１１１上で動作し得る。例えば、ネットワークマネージャソフトウェアモジュール１５３は、固定ホストワークステーション１１１ａ上で動作し得、セキュリティマネージャソフトウェアモジュール１５４は、可搬式ホストワークステーション１１１ｂ上で動作し得る。ネットワークマネージャソフトウェアモジュール１５３は、例えば、通信ネットワーク１００の構成、複数のＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴデバイス間の通信のスケジューリング（例えば、スーパーフレームの構成）、ルーティングテーブルの管理、ならびに無線工場オートメーションネットワーク１５０の健全性の監視および報告等のタスクを担い得る。冗長なネットワークマネージャソフトウェアモジュール１５３がサポートされ得るが、例示的な実施形態は、１つの無線工場オートメーションネットワーク１５０毎に、１つのアクティブなネットワークマネージャソフトウェアモジュール１５３のみを含む。セキュリティマネージャソフトウェアモジュール１５４は、例えば、セキュリティ暗号鍵を管理および配布する役割を果たし得、また、無線工場オートメーションネットワーク１５０および／または有線工場オートメーションネットワーク１１０に参加することを許可されたデバイスのリストを維持し得る。
【００２４】
無線工場オートメーションネットワーク１５０はまた、１つ以上のフィールドデバイス１５６、１５７を含み、該フィールドデバイスのそれぞれは、いくつかの方法で、他のデバイス１５６、１５７、ホストステーション、可搬式デバイス等との無線通信のために具備される。フィールドデバイス１５６、１５７のそれぞれは、例えば、弁、弁ポジショナ、スイッチ、センサ（温度、圧力、振動、流量、またはｐＨセンサ）、ポンプ、送風機等、または２つ以上のそのようなデバイスの組み合わせであり得る。フィールドデバイス１５６、１５７は、例えば、弁を開くもしくは閉じる、またはプロセスパラメータの測定値を取得する等の、プロセスもしくはプロセス制御ループ内の制御、監視、および／または物理的機能を実施する。例示的な無線工場オートメーションネットワーク１５０において、フィールドデバイス１５６、１５７はまた、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴパケット等の無線通信パケットの製作者および消費者でもある。フィールドデバイス１５６、１５７の一部または全部は、追加的に、他のデバイスからの、およびそれらへのメッセージのためのルータとして機能し得る。
【００２５】
フィールドデバイス１５６は、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴデバイスであり得、フィールドデバイス１５６のそれぞれが、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴプロトコルスタックの全ての層をサポートする一体型ユニットとして提供されることを意味する。例えば、フィールドデバイス１５６ａは、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ流量計であり得、フィールドデバイス１５６ｂは、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ圧力センサであり得、フィールドデバイス１５６ｃは、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ弁ポジショナであり得、また、フィールドデバイス１５６ｄは、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ振動センサであり得る。フィールドデバイス１５７ａは、４〜２０ｍＡのレガシーデバイスであり得、フィールドデバイス１５７ｂは、有線ＨＡＲＴデバイスであり得る。図１で示される例示的なプロセス制御システム１００において、フィールドデバイス１５７のそれぞれは、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴアダプタ（ＷＨＡ）１５８を介して、無線工場オートメーションネットワーク１５０に接続される。各ＷＨＡ１５８はまた、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮフィールドバス、ＰＲＯＦＩＢＵＳ、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ等の他の通信プロトコルもサポートし得、その場合、ＷＨＡ１５８は、プロトコルスタックの下位層のプロトコル翻訳をサポートする。単一のＷＨＡ１５８は、追加的に、マルチプレクサとして機能し得、複数のＨＡＲＴまたは非ＨＡＲＴデバイスをサポートし得る。
【００２６】
工場要員は、ホストステーションに代えて、またはそれに加えて、ネットワークデバイスおよび他の工場機器の設定、取り付け、制御、監視、および／または保守のために、ハンドヘルドまたは携帯式通信デバイスを使用し得る。一般的に言えば、携帯式通信デバイス（「携帯式通信機」）は、無線または有線接続を介してフィールドデバイス１２２、１５６、１５８に直接接続可能であるか、または無線工場オートメーションネットワーク１５０に直接接続し得る、もしくはゲートウェイ１５１を介して無線工場オートメーションネットワーク１５０に接続し得る機器の携帯式部分である。図１に示される例示的なプロセス制御システム１００において、携帯式通信機１２５は、有線接続を介してフィールドデバイス１２２ｆと直接通信し、携帯式通信機１６５は、無線工場オートメーションネットワーク１５０と直接通信する。例えば、形成された無線工場オートメーションネットワーク１５０とともに動作するときに、携帯式通信機１６５は、別のＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴフィールドデバイスとして、無線工場オートメーションネットワーク１５０に参加し得る。ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴネットワークに接続されていないターゲットネットワークデバイスとともに動作するときに、携帯式通信機１６５は、ターゲットネットワークデバイスとの、それ自体のＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴネットワークを形成することによって、ゲートウェイデバイス１５１およびネットワークマネージャソフトウェアモジュール１５３の組み合わせとして動作し得る。さらに、いくつかの実施形態において、一般的に有線オートメーションネットワーク１１０の一部であるフィールドデバイス１２２は、無線アダプタを介して携帯式通信機（例えば、携帯式通信機１６５）との無線通信に適応され得る。一般的に、本明細書で使用されるとき、「ホスト」という用語は、例えば、監視および制御フィールドデバイスに使用されるワークステーション、監視ステーション、無線または有線接続を使用して任意の方法でフィールドデバイスと通信する携帯式通信機、またはフィールドデバイスと通信するために使用される通信ネットワーク内で組み合わされるかかるデバイスの群のような任意の静止または可搬式デバイスを指し得る。
【００２７】
図１を再度参照すると、例示的なプロセス制御システム１００の無線工場オートメーションネットワーク１５０はまた、ルータデバイス１６２も含む。ルータデバイス１６２は、一方のネットワークデバイスからもう一方にパケットを転送する、ネットワークデバイスである。ルータとして作用しているネットワークデバイスは、ルーティングネットワークデバイスが特定のパケットを転送すべき別のネットワークデバイスを決定するために、内部ルーティングテーブルを使用する。無線工場オートメーションネットワーク１５０上の他のデバイスがルーティングをサポートする場合、ルータ１６２等のスタンドアロン型ルータは、必要とされない場合がある。しかしながら、例えば、ネットワークを拡張するために、またはネットワークの中のフィールドデバイスの電力を節約するために、専用のルータ１６２を無線工場オートメーションネットワーク１５０に加えることが有益であり得る。
【００２８】
無線工場オートメーションネットワーク１５０に直接接続される全てのデバイスは、無線工場オートメーションネットワーク１５０のネットワークデバイスと称され得る。具体的には、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴフィールドデバイス１５６、１５７、ＷＨＡ１５８、ルータ１６２、ゲートウェイ１５１、ネットワークアクセスポイント１５５、およびハンドヘルドデバイス１６５は、ルーティングおよびスケジューリングの目的で、無線工場オートメーションネットワーク１５０のネットワークデバイスと称され得る。非常に頑健で容易に拡張可能なネットワークを提供するために、全てのネットワークデバイスは、ルーティングをサポートし得、各ネットワークデバイスは、そのＨＡＲＴアドレスによってグローバルに識別され得る。さらに、ネットワークマネージャソフトウェアモジュール１５３は、ネットワークデバイスの完全なリストを収容し得、ネットワーク固有の名前（例えば、１６ビットの名前）を各デバイスに割り当て得る。さらに、各ネットワークデバイスは、更新レート、接続セッション、およびデバイスリソースに関連する情報を記憶し得る。要するに、各ネットワークデバイスは、ルーティングおよびスケジューリングに関連する最新の情報を維持し得る。いくつかの実施形態において、ネットワークマネージャソフトウェアモジュール１５３は、新しいデバイス（例えば、新しいフィールドデバイス）がネットワークに参加するときはいつも、またはネットワークマネージャが無線工場オートメーションネットワーク１５０のトポロジもしくはスケジューリングの変化を検出もしくは起こすときはいつも、この情報をネットワークデバイスに通信する。
【００２９】
プロセス制御システム１００の主動作に関連するデータ（例えば、温度センサのデータ、弁の位置を制御するためのデータ等）を生成する、受信する、および／または転送することに加えて、プロセス制御システム１００のデバイスは、プロセス制御システム１５０内のデバイスの保守に関連するデータを通信し得る。例えば、フィールドデバイスは、フィールドデバイスが不適切に動作しているときに（例えば、弁ポジショナのスプール弁が動作不可能であるときに）、またはフィールドデバイスが不適切に動作する危険性があるときに（例えば、デバイスの電力モジュールの電圧があるレベル未満に低下したときに）、データをホストに送信し得る。別の例として、フィールドデバイスは、正しい動作に関連するあるデータ（例えば、ある活動（複数可）のフィールドデバイスによる実施が成功したことを示すデータ）をホストに連続的または定期的に送信し得る。かかるデータを受信するホスト（例えば、ホストワークステーション１１１）は、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を介してそのデータに基づいて指標を表示し得、それによって、動作者が適切な是正または予防措置をとることを可能にする、またはプロセス制御システム１００内の機器および／またはプロセス動作の履歴記録を維持するようにかかるデータを利用し得る。
【００３０】
図１は、有線工場オートメーションネットワーク１１０および無線工場オートメーションネットワーク１５０の双方を含むように通信ネットワーク１００を示すが、通信ネットワーク１００は、代わりに、有線工場オートメーションネットワーク１１０のみ、または無線工場オートメーションネットワーク１５０のみを含み得る。一実施形態において、無線工場オートメーションネットワーク１５０は、無線メッシュ通信ネットワークである。
【００３１】
加えて、プロセス制御システム１００は、スタンドアロン型デバイスとして実装される１つ以上のフィールドデバイス１７０を含み得る。このように、フィールドデバイス１７０は、ホストステーション１１１から本質的に分離され、該ホストステーション内では、フィールドデバイス１７０が、フィールドデバイス１７０の場所において制御システム担当者によって制御または監視のみされ得る。このために、フィールドデバイス１７０は、デバイスの動作者がローカルにデバイスを制御することを可能にするユーザインターフェースを（フィールドデバイスにおいて）提供し得る。代替的にまたは追加的に、フィールドデバイス１７０は、携帯式通信機（例えば、携帯式通信機１６５、または携帯式通信機１２５）を介して局所的に制御されるように具備され得、該携帯式通信機は有線接続を介してまたは無線通信リンクを介してフィールドデバイス１７０に物理的に接続し得る。いくつかの実施形態において、スタンドアロン型フィールドデバイス、例えば、フィールドデバイス１７０は、プロセス制御システムを利用しない工場環境において、またはホスト制御システムが利用できない、またはフィールドデバイス１７０と通信するように構成されていない状況において、例えば、フィールドデバイス１７０が、ホストシステムから到達可能ではない遠隔地にある場合に、動作する。
【００３２】
図２は、本発明の例示的な実施形態に従って、ホスト制御システムが、フィールドデバイス２００を自動的に制御および／または監視するために利用し得るスケジューリングモジュール２１２を含む、例示的なフィールドデバイス２００のブロック図である。フィールドデバイス２００は、例えば、図１の例示的なプロセス制御システム１００のようなプロセス制御システム内に組み込まれ得る。ある実施形態に従って図１を参照すると、フィールドデバイス２００は、無線通信リンクを使用してホストステーション１１１と通信するフィールドデバイス１５６、１５７のうちの１つである。いくつかの実施形態において、図１を参照すると、フィールドデバイス２００に類似するフィールドデバイスは、無線通信リンクを使用してホストステーション１１１と通信するフィールドデバイス１２２のうちの１つであり得る。さらにいくつかの実施形態において、フィールドデバイス２００は、フィールドデバイスでローカルユーザインターフェースを使用して、または携帯式通信機、例えば、図１の携帯式通信機１６５または携帯式通信機１２５を介して制御可能および／または局所的に監視可能なスタンドアロン型フィールドデバイスである。いくつかのかかる実施形態において、フィールドデバイス２００のアンテナおよび／またはネットワークインターフェースは、省略され得る。
【００３３】
フィールドデバイス２００は、フィールドデバイスがその一部であるプロセス制御システムの特定の通信プロトコルに従って、信号を伝送および／または受信するように構成されるネットワークインターフェース２０４を含む。いくつかの実施形態において、通信プロトコルは、無線メッシュネットワークプロトコル、例えば、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴまたはＩＳＡ１００．１１ａプロトコル、または有線動作に好適な通信プロトコル、例えば、ＨＡＲＴまたはＰＲＯＦＩＢＵＳである。いくつかの実施形態において、ネットワークインターフェース２０４は、トランシーバ（図示せず）を含む。トランシーバは、一般的に、プロセス制御システムによって利用される無線通信プロトコルに従って、物理（ＰＨＹ）層および他の層（例えば、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）層）のタスクに関連する命令を実行するための、１つ以上のプロセッサ（同じく図示せず）を含む。ネットワークインターフェースは、アンテナ２０１に、または代替的に、複数のアンテナに連結され得る。アンテナ２０１を介して、ネットワークインターフェース２０４は、無線通信プロトコルに従って、データパケットを伝送および／または受信する。ネットワークインターフェース２０４が、有線通信のために構成される実施形態において、アンテナ２０１は省略され得る。ネットワークインターフェース２０４は、好ましくは、データパケットの伝送および受信の双方を行うように構成される。
【００３４】
例示的なフィールドデバイス２００のネットワークインターフェース２０４は、プロセッサ２０６に通信可能に連結され、該プロセッサは、次に、コンピュータ可読メモリ２０２およびプロセス機能ブロック２０８に通信可能に連結される。プロセス機能ブロック２０８は、プロセス制御システム内のフィールドデバイス２００の主要機能（例えば、流体レベル、流量、ｐＨレベル、振動等の測定および／または制御）を実施する。例えば、フィールドデバイス２００が弁ポジショナデバイスである場合、プロセス機能ブロック２０８は、プロセッサ１０６からの制御信号に従って弁に対する空気圧力出力を制御する、スプール弁を含み得る。別の例として、フィールドデバイス２００が温度センサデバイスである場合、プロセス機能ブロック２０８は、センサ信号をプロセッサ２０６に送信されるデジタル信号に変換するための、１つ以上の温度センサおよび１つ以上のトランスデューサを含み得る。
【００３５】
メモリ２０２は、例えば、プロセス関連の変数（例えば、プロセッサ２０６がプロセス機能ブロック２０８から受信する過去のセンサ測定値、プロセッサ２０６がネットワークインターフェース２０４を介してネットワークから受信する将来の制御値等）を記憶し得、ならびに／またはネットワーク（例えば、図１の無線プラントオートメーションネットワーク１５０）に関連するルーティングおよび／もしくはスケジューリングデータを記憶し得る。図２の例示的なフィールドデバイス２００は、１つのプロセッサ２０６を含むが、他の実施形態は、プロセッサ２０６の機能を実施する、２つ以上のプロセッサを含み得る。あるいは、フィールドデバイス２００は、プロセッサ２０６の機能だけでなく、ネットワークインターフェース２０４によって必要とされる任意の処理も実施する単一のプロセッサを含み得る。さらに、プロセス機能ブロック２０８によって必要とされる任意の追加的な処理は、プロセッサ２０６によって、または１つ以上の別個のプロセッサによって実地され得る。
【００３６】
フィールドデバイス２００は、例えば、所定の時間におよび／もしくは所定の時間間隔で、ある活動を自動的に実施するように、またはユーザから、もしくはフィールドデバイス２００に通信可能に連結されたホストから受信すると、事前に構成された（スケジュールされた）ある活動を実施するように構成され得る。このために、フィールドデバイス２００は、プロセッサ２０６に通信可能に連結されたスケジューリングモジュール２１２を含む。スケジューリングモジュール２１２は、例えば、メモリ２０２に記憶され得、またはフィールドデバイス２００内の別のメモリに記憶され得る。いくつかの実施形態では、スケジューリングモジュール２１２は別個のチップとして提供されてもよい。この場合には、スケジューリングモジュール２１２は、機能ブロック２０８に直接接続され得る。図３および図４を参照してより詳細に説明されるであろうように、スケジューリングモジュール２１２は、ユーザによって構成可能であり得、プロセッサ２０６上（またはフィールドデバイス２００上の別のプロセッサ上）で実行されるとき、任意のさらなる入力を伴わずに、代替的には、活動または一連の活動を開始する命令（「開始コマンド」）を受けると、スケジュールされた時間にスケジュールされた活動またはスケジュールされた一連の活動を自動的に実施するようにフィールドデバイスを制御するために使用され得る。
【００３７】
一例として、フィールドデバイス２００が弁の位置付けデバイスである実施形態において、スケジューリングモジュール２１２は、解放位置から閉鎖位置に、またはより一般的には、１つの設定点から別の設定点（例えば、２５％、５０％、７５％、１００％、または任意の他の好適な値）に、スケジュールされた時間におよび／もしくはスケジュールされた時間間隔（例えば、午後１０時に、または毎日午後１０時に）で、またはユーザ、もしくは活動を開始するためにスケジューリングモジュール２１２に命令するホストから開始コマンドを受信すると、弁を作動させるように構成され得る。別の例として、スケジューリングモジュール２１２は、一連の活動を開始するように構成され得、該活動は、例えば、ある位置（例えば、２５％、５０％、７５％、１００％まで、または任意の他の好適な設定点）に弁を開く活動と、ある期間の後、例えば、１、２、３、４、５秒等、または任意の他の好適な期間の後に、弁を閉じる活動とを含み得る。かかる一実施形態において、ユーザは、一連の活動が開始されるべきであるスケジュールされた時間を入力し得る。この場合、スケジューリングモジュール２１２は、スケジュールされた時間に一連の活動を開始するためにフィールドデバイスを制御するであろう。代替的に、スケジューリングモジュール２１２は、例えば、ユーザ（例えば、デバイスの動作者）またはホストステーションからシーケンスを開始する命令を受信すると、スケジュールされた一連の活動を開始するように構成され得る。この場合、ホストは、シーケンス内の各活動を開始するために別のコマンドを送信するよりもむしろ、フィールドデバイス２００にスケジュールされた活動を実施させるように１つだけコマンドを送信する必要がある。このように、スケジューリングモジュール２１２の使用は、デバイスで使用されるエネルギーを保存し得、予期される時間に立て続けに一貫性を持ってスケジュールされた活動をデバイスが実施することを可能にし得るが、これは、各活動のための別個のコマンドが、通信リンクの待機時間（すなわち、通信信号を受信して処理するために必要とされる時間）の制約のため、ホストシステムによって伝送される必要がある場合は可能でないこともある。
【００３８】
いくつかの実施形態において、スケジューリングモジュール２１２は、スケジュールされた活動（またはスケジュールされた一連の活動）を開始すると、ホストに開始状態を送信して、活動（または一連の活動）が開始されたことをホストに通知するように構成される。追加的または代替的に、スケジュールされた活動（または一連の活動）が完了した後、スケジューリングモジュール２１２は、活動（または一連の活動）が完了したことを示す完了状態をホストに送信し得る。スケジューリングモジュール２１２はまた、活動（または一連の活動）の完了が成功したことを示す完了状態をホストに送信し得る。さらに、活動（複数可）の完了が成功しなかった場合は、スケジューリングモジュール２１２は、フィールドデバイス２００が活動（複数可）を正しく実施することができなかったことをホストに通信し得る。ホストは、例えば、フィールドデバイスの動作に関連付けられた履歴データを記録するために、フィールドデバイス２００から受信したかかる情報を記憶し得る。
【００３９】
いくつかの実施形態では、スケジューリングモジュール２１２は、追加の診断情報またはスケジュールされた活動に関連する他のデータをホストに提供するように構成され得る。例えば、スケジューリングモジュール２１２は、予期したようにはスケジュールされた活動（複数可）が完了しなかった場合、警告信号をホストに送信させ得る。例えば、スケジューリングモジュール２１２は、スケジュールされた活動の予期される継続時間に関する情報を提供され得、スケジューリングモジュール２１２は、スケジュールされた活動があまりにも速くまたは遅く完了するとき、ホストシステムに警告し得る。
【００４０】
いくつかの実施形態において、開始、完了、および／またはスケジュールされた活動（複数可）の予期される性能に関連するデータを送信することに加えてまたはその代わりに、スケジューリングモジュール２１２は、かかるデータが、例えば、フィールドデバイス２００のメモリ２０２または別のローカルメモリ内に局所的に記憶されるようにし得る。その後、記憶されたデータは、例えば、ホストシステムによって（例えば、ホストステーションによって、携帯式またはハンドヘルドデバイス等により）後の検索のために利用可能であり得る。
【００４１】
様々な実施形態および／またはシナリオでは、スケジューリングモジュール２１２は、様々な方法でユーザ（例えば、デバイスの動作者）によって構成され得る。例えば、例示的なフィールドデバイス２００は、ローカル制御ブロック２１０を含み得、デバイスの動作者は、ローカル制御を用いて、スケジューリングモジュール２１２を構成し得る。このために、いくつかの実施形態では、ローカル制御２１０は、タッチスクリーン、１組のボタン等を含む。代替的に、デバイスの動作者は、例えば、図１の携帯式通信機１２２または携帯式通信機１６５のような静止または可搬式ホストを使用して、スケジューリングモジュール２１２を構成し得る。無線携帯式通信機は、例えば、アンテナ２０１およびネットワークインターフェース２０４を介してフィールドデバイス２００に無線で接続し得る。この場合、携帯式通信機は、フィールドデバイス２００と通信するために任意の好適な通信プロトコルを使用し得る。例えば、一実施形態では、ネットワークインターフェース２０４は、ブルートゥース通信プロトコルに従って動作するように構成され得、携帯式通信機は、ブルートゥースプロトコルを使用してスケジューリングモジュール２１２を構成するように使用され得る。代替的に、携帯式通信機は、有線接続を介してフィールドデバイス２００に物理的に接続し得る。さらに別の例として、スケジューリングモジュール２１２は、例えば、図１のホストステーション１１１、またはフィールドデバイス２００に通信可能に連結される任意の他の好適なホストのようなホストステーションを使用して構成され得る。
【００４２】
ある実施形態では、フィールドデバイス２００はまた、フィールドデバイス２００の動作に関連付けられたあるパラメータを表示するためのローカルディスプレイ２１４を含む。例えば、ローカルディスプレイ２１４は、フィールドデバイス２００が弁ポジショナである場合に弁の現在位置を、フィールドデバイス２００が温度センサである場合に測定された温度を表示し得る。加えて、ローカルディスプレイ２１４は、フィールドデバイス２００に関連付けられたある較正情報を表示し得る。いくつかの実施形態では、ローカルディスプレイ２１４はまた、スケジューリングモジュール２１２に関連する情報を表示するために使用され得る。例えば、ローカルディスプレイ２１４は、スケジュールされた活動（または一連の活動）が開始されたこと、および／またはスケジュールされた活動（または一連の活動）の完了が成功した（または完了が不成功であった）かどうかを表示し得る。
【００４３】
いくつかの実施形態において、例えば、フィールドデバイス２００が、有線通信リンクを使用してホストシステムに接続されている場合、またはフィールドデバイス２００が、ホストシステムに接続されていないスタンドアロン型フィールドデバイスである場合、アンテナ２０１および／またはネットワークインターフェース２０４は、フィールドデバイス２００から省略され得る。
【００４４】
図３は、スケジュールされた時間におよび／またはスケジュールされた時間間隔で、フィールドデバイスによって自動的に実施されるべき活動をスケジュールするための例示的な方法３００の例示的なフローチャートである。実施形態では、方法３００は、スケジューリングモジュール２１２によって実装され、図２のフィールドデバイス２００内のプロセッサ２０６上で実行される。別の実施形態では、方法３００は、別の好適なスケジューリングモジュール内で実装され、および／または別の好適なフィールドデバイス内で使用される。明確にするために、方法３００は、図２のフィールドデバイス２００内のスケジューリングモジュール２１２によって実施されるものとして以下に説明される。
【００４５】
ブロック３０２において、スケジューリングモジュール２１２は、フィールドデバイス２００によって実施されるべきスケジュールされた活動またはスケジュールされた一連の活動を特定する入力（「活動入力」）を受信する。フィールドデバイス２００が弁である例示的な実施形態において、スケジュールされた活動は、例えば、弁が所定の設定点に開くように作動させることに相当し得る。同様に、別の実施形態またはシナリオにおいて、スケジュールされた一連の活動は、弁が所定の設定点に開くように作動させることと、指定した期間（例えば５秒）の後に弁が閉じるように、または異なる設定点に移動するように作動させることとに相当し得る。
【００４６】
ブロック３０４において、スケジューリングモジュール２００は、活動（または一連の活動）が開始されるべきスケジュールされた時間を指定する入力（「時間入力」）を受信する。いくつかの実施形態では、スケジュールされた時間を指定する入力はまた、活動（または一連の活動）が定期的に実施されるべき時間間隔を指定する。この場合には、スケジューリングモジュール２１２は、指定された時間間隔で、スケジュールされた活動（またはスケジュールされた一連の活動）を定期的に開始し得る。
【００４７】
ブロック３０６では、ブロック３０４で受信されたスケジュールされた時間に、スケジューリングモジュール２１２が、ブロック３０２で受信された活動（または一連の活動）を開始する。ブロック３０４で受信された入力が、活動（または一連の活動）を定期的に実行するための時間間隔を含む実施形態および／または状況において、スケジューリングモジュールはまた、ブロック３０４で指定された時間間隔で活動（または一連の活動）を開始する。ブロック３０８では、スケジューリングモジュール２１２は、活動またはシーケンスが、フィールドデバイス２００に通信可能に連結されたホストに送信されるように開始されたことを示す「開始状態」を引き起こす。追加的または代替的に、スケジューリングモジュール２１２は、ブロック３０８で、開始状態がフィールドデバイス２００のメモリに局所的に記憶されるようにする。
【００４８】
ブロック３１０では、スケジューリングモジュール２１２は、活動（または一連の活動）の完了が成功したか否かを確認する。例えば、スケジューリングモジュール２１２は、開始した活動（複数可）に関してフィードバック情報（例えば、弁に連結された弁位置伝送器からの弁位置のフィードバック）を受信し得る。次いで、スケジューリングモジュール２１２は、ブロック３０４で受信された指定された活動パラメータ（複数可）と受信されたフィードバックデータとを比較し得、受信されたフィードバックが指定されたパラメータ（複数可）に相当する場合に、活動（複数可）の完了が成功したと判断し得る。一方、受信したフィードバックが、ブロック３０４で受信された指定されたパラメータ（複数可）に相当しない場合には、スケジューリングモジュール２１２は、活動（複数可）の完了が不成功であったことをブロック３１０で決定し得る。
【００４９】
ブロック３１０で、活動が（または一連の活動）の完了が成功したと決定された場合、方法３００は、ブロック３１２に続き、該ブロックでは、スケジューリングモジュール２１２は、完了の成功を示す「完了状態」が、ホストに送信されるようにし、および／または完了の成功を示す完了状態が、フィールドデバイス２００のローカルメモリに記憶されるようにし得る。一方、ブロック３０８で、活動または一連の活動の完了が不成功であったと決定された場合、方法３００は、ブロック３１４に続き、該ブロックでは、スケジューリングモジュール２１２は、スケジュールされた活動（またはスケジュールされた一連の活動）の完了の不成功を示す完了状態信号がホストに送信されるようにし、および／またはフィールドデバイス２００に局所的に記憶されるようにする。
【００５０】
さらに、いくつかの実施形態において、スケジューリングモジュール２１２に活動（複数可）の予期される性能（例えば、予期される期間）に関して追加の情報が提供された場合は、スケジューリングモジュール２１２は、活動（複数可）が予期されたように完了したか否かをブロック３１０で確認し得、活動（複数可）が予期されたように実施されなかった（例えば、速すぎる、または遅すぎる）と決定された場合は、ホストに警告し得る、または予期されない性能の指標がフィールドデバイス２００のメモリに局所的に記憶されるようにし得る。
【００５１】
いくつかの実施形態において、ブロック３０８〜３１２は省略され得る。
【００５２】
図４は、ある実施形態に従って、活動を開始するための命令の受信時に、フィールドデバイスによって実施されるべき活動をスケジュールするための例示的な方法４００の例示的なフローチャートである。実施形態において、スケジュールする方法４００は、スケジューリングモジュール２１２によって実装され、図２のフィールドデバイス２００内のプロセッサ２０６上で実行される。別の実施形態において、方法４００は、別の好適なスケジューリングモジュール内で実装され、および／または別の好適なフィールドデバイス内で使用される。明確にするために、方法４００は、図２のフィールドデバイス２００内のスケジューリングモジュール２１２によって実施されるものとして以下に説明される。
【００５３】
ブロック４０２では、スケジューリングモジュール２１２は、フィールドデバイス２００によって実施されるべきスケジュールされた活動またはスケジュールされた一連の活動を指定する入力（「活動入力」）を受信する。フィールドデバイス２００が弁である例示的な実施形態において、スケジュールされた活動は、例えば、所定の設定点に開くように弁を作動させることに相当し得る。同様に、別の実施形態またはシナリオにおいて、スケジュールされた一連の活動は、所定の設定点に開くように弁を作動させ、指定した期間（例えば、５秒）の後に弁が閉じるように、または別の設定点に移動するように作動させることに相当し得る。
【００５４】
ブロック４０４では、スケジューリングモジュール２００は、ブロック４０２で受信されたスケジュールされた活動（または一連のスケジュールされた活動）を開始するようにスケジューリングモジュール２１２に命令する「開始命令」を受信する。ブロック４０６では、スケジューリングモジュール２１２は、活動または一連の活動を開始する。ブロック４０８では、スケジューリングモジュール２１２は、活動またはシーケンスが、フィールドデバイス２００に通信可能に連結されたホストに送信されるように開始されたことを示す開始状態を引き起こす。追加的または代替的に、スケジューリングモジュール２１２は、ブロック４０８で、開始状態がフィールドデバイス２００のメモリに局所的に記憶されるようにする。
【００５５】
ブロック４１０において、スケジューリングモジュール２１２は、例えば、図３のブロック３１０に関連して上で論じたようにフィードバック情報を用いて、活動（または一連の活動）の完了が成功したか否かを確認する。ブロック４０８で、活動が（または一連の活動）の完了が成功したと決定された場合、方法４００はブロック４１０に続き、該ブロックでは、スケジューリングモジュール２１２は、完了の成功を示す完了状態がホストに送信されるようにし、および／または完了の成功を示す完了状態をフィールドデバイス２００のローカルメモリに記憶し得る。一方、ブロック４０８で、活動または一連の活動の完了が不成功であったと決定された場合、方法４００はブロック４１２に続き、該ブロックでは、スケジューリングモジュール２１２は、スケジュールされた活動（またはスケジュールされた一連の活動）の完了の不成功を示す活動状態信号がホストに送信されるようにし、および／またはフィールドデバイス２００に局所的に記憶されるようにし得る。
【００５６】
さらに、スケジューリングモジュール２１２に、活動（複数可）の予期される性能に関して追加の情報が提供される実施形態において、ブロック４１０はまた、活動（複数可）が予期されたように完了したか否かを確認し得、活動（複数可）が予期されたように実施されなかった（例えば、速すぎる、または遅すぎる）と決定された場合、システムに警告し得、スケジューリングモジュール２１２は、ホストシステム（例えば、ホストステーション、可搬式デバイス等）に予期されなかった性能を警告し得る、または予期されなかった性能の指標をフィールドデバイス２００のローカルメモリに記憶し得る。
【００５７】
いくつかの実施形態において、ブロック４０８〜４１４は省略され得る。
【００５８】
フィールドデバイスの種々の機能および／またはシステムは、「モジュール」、「構成要素」、または「機能ブロック」として本明細書で説明されているが、これらの用語は、単一の一体化されたユニットに限定されないことに留意されたい。さらに、本発明は、具体的な実施例を参照して説明されるが、そのような実施例は、実例とすることを意図したものに過ぎず、本発明を限定することを意図しない。本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、変更、追加、削除が開示される実施形態に行われ得ることが当業者に明らかになるであろう。例えば、上で説明した方法の１つ以上の部分は、異なる順序で（または同時に）実施され、依然として所望の結果を達成し得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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