(57)【要約】  本明細書で述べる実施形態は、システム及び方法を含む。一実施形態において、システムは、第１のフィールドデバイス（３４，３６，３８，４０）を制御するように構成される産業用コントローラ（３０）を含む。第１のフィールドデバイスは、アクチュエータとアクチュエータに結合されたポジショナとを含む。ポジショナは、アクチュエータを位置決めするように構成される。第１のフィールドデバイスは、望ましくない状況を検出し、望ましくない状況を第１のフィールドデバイスのリードバック設備を使用することによって産業用コントローラに通信するように構成される。【選択図】図１
2016507123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
第１のフィールドデバイス（３４，３６，３８，４０）を制御するように構成される産業用コントローラ（３０）を備え、
前記第１のフィールドデバイス（３４，３６，３８，４０）は、
アクチュエータ（１１８）と、
前記アクチュエータ（１１８）に結合され、前記アクチュエータ（１１８）を位置決めするように構成されるポジショナ（１１６）とを備え、前記第１のフィールドデバイス（３４，３６，３８，４０）は、望ましくない状況を検出し、前記望ましくない状況を前記第１のフィールドデバイス（３４，３６，３８，４０）のリードバック設備を使用することによって前記産業用コントローラ（３０）に通信するように構成される、システム。
【請求項２】
前記第１のフィールドデバイス（３４，３６，３８，４０）は、前記産業用コントローラ（３０）と通信するように構成されるファウンデーションフィールドバスの第１のフィールドデバイス（３４，３６，３８，４０）を備える、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記ファウンデーションフィールドバスの第１のフィールドデバイス（３４，３６，３８，４０）は、前記リードバック設備を有する、ファウンデーションフィールドバスデジタル出力（ＤＯ）機能ブロック、ファウンデーションフィールドアナログ出力（ＡＯ）機能ブロック、又はその組合せを備える、請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記リードバック設備は、前記望ましくない状況を指示するように構成されるフォールト状態アクティブサブステータスコード／カテゴリを含む、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記フォールト状態アクティブサブステータスコード／カテゴリは、前記ファウンデーションフィールドバスデジタル出力（ＤＯ）機能ブロック、前記ファウンデーションフィールドアナログ出力（ＡＯ）機能ブロック、又はその組合せのＢＫＣＡＬ＿ＯＵＴパラメータからパブリッシュ／サブスクライブプロトコルによって送信されるように構成される、請求項４記載のシステム。
【請求項６】
前記第１のフィールドデバイス（３４，３６，３８，４０）は、前記ファウンデーションフィールドバスデジタル出力（ＤＯ）機能ブロック、前記ファウンデーションフィールドアナログ出力（ＡＯ）機能ブロック、又はその組合せを手動、アウトオブサービス、又はローカルオーバライドモードに設定するように構成される、請求項３記載のシステム。
【請求項７】
前記第１のフィールドデバイス（３４，３６，３８，４０）は、入口及び出口を有する弁を備え、前記アクチュエータ（１１８）は前記入口と前記出口との間の流れを可能にするように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記ポジショナ（１１６）は、直線運動をアクチュエータ（１１８）位置に変換するように構成されるリニアポジショナ（１１６）、回転運動を前記アクチュエータ（１１８）位置に変換するように構成されるロータリポジショナ、又はその組合せを備える、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記産業用コントローラ（３０）は、前記望ましくない状況に基づいて第２のフィールドデバイスを制御するように構成され、前記第２のフィールドデバイスは、前記第１のフィールドデバイス（３４，３６，３８，４０）のために冗長動作を提供するように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１のフィールドデバイス（３４，３６，３８，４０）を示すプレースホルダを有するコミッショニングシステムを備え、前記コミッショニングシステムは、前記プレースホルダを使用して、前記第１のフィールドデバイス（３４，３６，３８，４０）をコミッショニングするように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
ガスタービンシステム、ガス化システム、蒸気タービンシステム、風力タービンシステム、水力タービンシステム、発電システム、又はその任意の組合せを備える産業用制御システムである、請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
方法であって、
フィールドデバイス（３４，３６，３８，４０）の状態を決定すること、
前記状態が望ましくない状況を含む場合、望ましくない状況の第１の指示を引出すこと、
前記望ましくない状況の前記第１の指示をリードバック設備に追加すること、及び、
前記第１の指示を制御ブロック（５８）に通信することを含む、方法。
【請求項１３】
前記指示を通信することは、ファウンデーションフィールドバス通信プロトコルを使用することを含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記フィールドデバイス（３４，３６，３８，４０）を手動、アウトオブサービス、又はローカルオーバライドモードに配置することを含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記リードバック設備は、前記望ましくない状況の指示を含むように構成されるフォールト状態アクティブサブステータスコード／カテゴリを含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１６】
前記状態が、回復状況を含む場合、回復状況の第２の指示を引出すこと、その後、
前記回復状況の前記第２の指示を前記リードバック設備に追加すること、及び、
前記第２の指示を制御ブロック（５８）に通信することを含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１７】
前記フィールドデバイス（３４，３６，３８，４０）は、ガスタービンシステム、ガス化システム、蒸気タービンシステム、風力タービンシステム、水力タービンシステム、発電システム、又はその任意の組合せを備える産業用制御システム内に含まれる、請求項１２記載の方法。
【請求項１８】
電子デバイスのプロセッサ（１４，３２，５２，５４，８０，８２，８４，８６）によって実行可能な複数の命令を格納する非一時的で有形のコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、
フィールドデバイス（３４，３６，３８，４０）の状態を決定する命令と、
前記状態が望ましくない状況を含む場合、望ましくない状況の指示を引出す命令と、
前記望ましくない状況の前記指示をリードバック設備に追加する命令と、
前記指示を制御ブロック（５８）に通信する命令とを含む、非一時的で有形のコンピュータ可読媒体。
【請求項１９】
前記指示を通信することは、ファウンデーションフィールドバス通信プロトコルを使用することを含む、請求項１８記載の媒体。
【請求項２０】
前記リードバック設備は、前記望ましくない状況の指示を含むように構成されるフォールト状態アクティブサブステータスコード／カテゴリを含む、請求項１８記載の媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題は、ある種のデバイス、より具体的にはフィールドデバイスのフィードバックのためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用制御システム等のある種のシステムは、システムが、システム内の望ましくない状況を検出し正すことを可能にする能力を含む場合がある。例えば、ファウンデーションフィールドバスプロトコルは、スマートフィールドデバイスを提供し、スマートフィールドデバイスは、デバイスのハードウェア及び／又はソフトウェア健全度に関連する状況を制御システムの制御ストラテジに通信する能力を有する。しかし、望ましくない状況がハードウェア又はソフトウェアの一部でないとき、スマートフィールドデバイス単独で、望ましくない状況の存在を通信することができない場合がある。これは、空気圧デジタル弁に対する不十分な空気圧のような状況を含むであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５９７０４３０号明細書
【発明の概要】
【０００４】
オリジナルに請求される本発明と範囲が同じである幾つかの実施形態が以下で要約される。これらの実施形態は、特許請求される本発明の範囲を制限することを意図するのではなく、むしろ、これらの実施形態は、本発明の考えられる形態の簡潔な要約を提供することだけが意図される。実際には、本発明は、以下で述べる実施形態と類似であるか又は異なる場合がある種々の形態を包含することができる。
【０００５】
第１の実施形態において、システムは、第１のフィールドデバイスを制御するように構成される産業用コントローラを含む。第１のフィールドデバイスは、アクチュエータとアクチュエータに結合されたポジショナとを含む。ポジショナは、アクチュエータを位置決めするように構成される。第１のフィールドデバイスは、望ましくない状況を検出し、望ましくない状況を第１のフィールドデバイスのリードバック設備（ＲｅａｄＢａｃｋ  ｆａｃｉｌｉｔｙ）を使用することによって産業用コントローラに通信するように構成される。
【０００６】
第２の実施形態において、方法は、フィールドデバイスの状態を決定することを含む。そして、状態が望ましくない状況を含む場合、方法は、望ましくない状況の指示を引出すこと、及び、望ましくない状況の指示をリードバック設備に追加することを含む。方法は、指示を制御ブロックに通信することを更に含む。
【０００７】
第３の実施形態において、電子デバイスのプロセッサによって実行可能な複数の命令を格納する非一時的で有形のコンピュータ可読媒体であって、命令は、フィールドデバイスの状態を決定する命令を含む、非一時的で有形のコンピュータ可読媒体。状態が望ましくない状況を含む場合、命令はまた、望ましくない状況の指示を引出す命令を含む。命令は更に、望ましくない状況の指示をリードバック設備に追加する命令と、指示を制御ブロックに通信する命令とを含む。
【０００８】
本発明のこれらの及び他の特徴、態様、及び利点は、以下の詳細な説明を、全図面にわたって同様の符号が同様の部分を表す添付の図面と併せ読めば、より良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】産業用コントローラ及び弁を含む産業用制御システムの一実施形態の略図である。
【図２】産業用コントローラ及び空気圧弁の一実施形態の略図である。
【図３】フィールドデバイス内の望ましくない状況を検出し、通信し、改善するのに適するプロセスの一実施形態のフローチャートである。
【図４】マクロサイクル中に望ましくない状況を指示するためにリードバック設備を使用する出力関数ブロックの一実施形態のタイミング図である。
【図５】制御ブロックと出力ブロックとトランスジューサブロックとの間で転送される情報の実施形態を示す情報フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の１つ又は複数の特定の実施形態が以下で述べられる。これらの実施形態の簡潔な説明を提供しようとして、実際の実装態様の全ての特徴が本明細書で述べられない場合がある。任意のこうした実際の実装態様の開発時に、任意のエンジニアリング又は設計プロジェクトの場合と同様に、多数の実装態様固有の意思決定が、実装態様ごとに変動する場合があるシステム関連制約及びビジネス関連制約の順守等、開発者固有の目標を達成するため行われなければならないことが認識されるべきである。更に、こうした開発努力が、複雑でかつ時間がかかる場合があるが、それでも、本開示の利益を受ける当業者にとって、設計、製作、及び製造の日常の仕事であることが認識されるべきである。
【００１１】
本発明の種々の実施形態の要素を導入するとき、冠詞「或る（ａ）」、「或る（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」、及び「前記（ｓａｉｄ）」は、要素のうちの１つ又は複数が存在することを意味することを意図される。用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、及び「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、包含的であることが意図され、挙げた要素以外の更なる要素が存在する場合があることを意味する。
【００１２】
ある種の産業用制御システムは、センサ、ポンプ、及び弁等の種々のフィールドデバイスにインタフェースするのに適した産業用コントローラを含む。例えば、産業用コントローラは、弁を通して流れに影響を及ぼす或る位置に弁のアクチュエータを設定するよう空気圧弁に指示することができる。しかし、空気圧弁の所望の機能は、弁を制御するために使用される不十分な空気圧又は弁内の異物（ｆｏｒｅｉｇｎ  ｏｂｊｅｃｔ）等の望ましくない状況によって影響を受ける場合がある。産業用コントローラが適切な改善アクションをとるために、望ましくない状況を、検出し、産業用コントローラに通信することができる。
【００１３】
ファウンデーションフィールドバスプロトコルに適合するフィールドデバイスにおいて、フィールドデバイスは、デバイスのハードウェア及び／又はソフトウェアに関する問題を産業用コントローラに対するフィードバックとして送信する能力を有することになる。例えば、ファウンデーションフィールドバスプロトコル、国際電気標準会議（ＩＥＣ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）６１８０４は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を介して、センサ、ポンプ、弁、産業用コントローラ、及び同様なもの等の種々のフィールドバスデバイスを相互接続する２方向通信システムである。しかし、ファウンデーションフィールドバスプロトコルは、フィールドデバイス自体が、欠陥がある（ｄｅｆｅｃｔｉｖｅ）か又はフォールテッド（ｆａｕｌｔｅｄ）でないため、不十分な空気圧等の望ましくない状況を通信するための同じフィードバック能力を含まない。不十分な空気圧は、フィールドデバイスの外部の空気供給に起因する場合がある。他の望ましくない状況は、低い作動アンペア、粘着性の弁、又は弁内の異物を含む場合がある。供給空気圧のようなパラメータを特にモニターするため更なる機能ブロックを使用する解決策を実装することが妥当である場合がある。しかし、更なる機能ブロックの使用は、更なる処理パワー及び帯域幅を必要とし、それは、より遅い実行をもたらす場合がある。場合によっては、ホストは、指定された、しばしば３０秒以上に近い時間の間、望ましくない状況があるかポーリングする場合がある。本明細書で論じる「マクロサイクル（ｍａｃｒｏｃｙｃｌｅ）」は、通信セグメント（例えば、Ｈ１セグメント）上のデバイスによる、スケジュールされた機能ブロック実行のサイクル、スケジュールされた通信時間、及び非同期通信（例えば、アラート及び／又はダウンロード）のために予約される時間の一部分を指すことができる。
【００１４】
開示される実施形態は、特に、ファウンデーションフィールドバスプロトコルの健全度定義に含まれないパラメータについて、フィールドデバイスフィードバックを提供するシステム及び方法を提供する。一実施形態において、ファウンデーションフィールドバス機能ブロックのリードバック設備を利用することによって、本技法は、更なる又はカスタム機能ブロックを使用することなく、また、マクロサイクル内の更なる帯域幅についての必要性なしで、望ましくないフォールト状況及びフォールト状況からの回復を検出し、産業用コントローラに通信することができる。更に、フィールドデバイスが望ましくない状況のせいで所望通りに機能していないとき、できる限り迅速に改善アクションをとることは非常に有用である場合がある。本明細書で述べる技法がコミッショニング中に使用可能にされる場合、開示される実施形態は、ＯＯＳ（アウトオブサービス：Ｏｕｔ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）、手動（Ｍａｎｕａｌ）、又はローカルオーバライドモード（Ｌｏｃａｌ  Ｏｖｅｒｒｉｄｅ  Ｍｏｄｅ）にほぼ即座に切換えることができ、それは、フォールト状態がアクティブであるためフィールドデバイスが応答していないことを産業用コントローラに合図する。その後、産業用コントローラは、望ましくないフィールドデバイス状況に関する情報（例えば、低い作動空気圧、低い作動アンペア、粘着性の弁、又は弁内の異物）を含むことができるフィードバックに基づいて更なるアクションをとることができる。
【００１５】
図１に注目すると、産業用制御システム１０の一実施形態が示される。産業用制御システム１０は、種々のフィールドデバイス構成及びモニタリングアプリケーションを実行し、エンジニア又は技術者がそれを通して制御システム１０の構成要素をモニターすることができるオペレータインタフェースを提供するのに適したコンピュータシステム１２を含むことができる。したがって、コンピュータシステム１２は、コンピュータ命令を処理するときに使用することができるプロセッサ１４と、コンピュータ命令及び他のデータを格納するために使用することができるメモリ１６とを含む。コンピュータシステム１２は、ラップトップ、ワークステーション、タブレット型コンピュータ、又は携帯式ポータブルデバイス（例えば、携帯情報端末又は携帯電話）等、ソフトウェアアプリケーションを実行するのに適した任意のタイプのコンピューティングデバイス又はコンピューティングデバイスの組合せを含むことができる。実際には、コンピュータシステム１２は、種々のハードウェア及び／又はオペレーティングシステムプラットフォームのうちの任意のものを含むことができる。一実施形態によれば、コンピュータシステム１２は、ヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ：ｈｕｍａｎ−ｍａｃｈｉｎｅ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ソフトウェア１８、製造実行システム（ＭＥＳ：ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）２０、分散制御システム（ＤＣＳ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｓｙｓｔｅｍ）２２、及び／又は監視制御及びデータ収集（ＳＣＡＤＡ：ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｎｄ  ｄａｔａ  ａｃｑｕｓｉｔｉｏｎ）システム２４等の産業用制御ソフトウェアをホストすることができる。コミッショニング／デコミッショニングシステム２５は、以下でより詳細に述べるように、ＨＭＩ１８、ＭＥＳ２０、ＤＣＳ２２、及び／又はＳＣＡＤＡ２４内に含まれ、何らかのデバイスをコミッショニング及び／又はデコミッショニングするために使用することができる。ＨＭＩ１８、ＭＥＳ２０、ＤＣＳ２２、ＳＣＡＤＡ２４、及び／又はコミッショニング／デコミッショニングシステム２５は、コンピュータシステム１２のメモリ１６等、非一時的で有形のコンピュータ可読媒体上に、実行可能コード命令として格納することができる。例えば、コンピュータシステム１２は、米国ニューヨーク州スケネクタディ（Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）のＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＴｏｏｌｂｏｘＳＴ（商標）及び／又はＣｏｎｔｒｏｌＳＴ（商標）ソフトウェアをホストすることができる。
【００１６】
更に、コンピュータシステム１２は、示すコンピュータシステム１２とプラント内の他のコンピュータシステム１２との間の通信を使用可能にするのに適したプラント側データハイウェイ２６に通信可能に接続される。実際には、産業用制御システム１０はプラント側データハイウェイ２６を通して相互接続される複数のコンピュータシステム１２を含むことができる。コンピュータシステム１２は、コンピュータシステム１２を産業用コントローラ３０に通信可能に結合するのに適した、ユニット側データハイウェイ２８に通信可能に更に接続することができる。産業用コントローラ３０は、タービンシステム３４（例えば、ガスタービン、蒸気タービン、水力タービン、風力タービン等）、発電システム、熱回収蒸気発電機（ＨＲＳＧ：ｈｅａｔ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ  ｓｔｅａｍ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）、ガス処理システム、温度センサ３６、弁３８、及びポンプ４０等、種々のプラント機器を自動化するときに有用な制御ストラテジを実行するのに適したプロセッサ３２及びメモリ４２を含むことができる。これは、産業用コントローラ３０によって実行可能な１つ又は複数の機能ブロック４１の使用によって実装することができる。幾つかの実施形態において、産業用コントローラ３０は比例積分微分（ＰＩＤ：ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−ｉｎｔｅｇｒａｌ−ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）コントローラであるとすることができる。したがって、ＰＩＤコントローラはＰＩＤ機能ブロックによって実装することができる。機能ブロック４１は、プロセッサ３２によって実行可能なコンピュータ命令又はコンピュータロジックを含むことができる。産業用コントローラ３０は、種々のフィールドデバイスと通信することができる。種々のフィールドデバイスは、流量計、ｐＨセンサ、温度センサ、振動センサ、間隙センサ（例えば、回転構成要素と静止構成要素の距離を測定する）、圧力センサ、ポンプ、アクチュエータ、弁、及び同様なものを含むが、それには限定されない。幾つかの実施形態において、産業用コントローラ３０は、冗長コントローラオペレーションに適した３つのコア（例えば、Ｒ、Ｓ、Ｔ）を有する３重モジュール式冗長（ＴＭＲ：ｔｒｉｐｌｅ  ｍｏｄｕｌａｒ  ｒｅｄｕｎｄａｎｔ）コントローラ３０を含む、米国ニューヨーク州スケネクタディのＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏ．から入手可能なＭａｒｋ（登録商標）ＶＩｅコントローラシステムとすることができる。例えば、Ｒ、Ｓ、及びＴコアは、制御アクションを決定するために投票することができる。
【００１７】
示す実施形態において、タービンシステム３４、温度センサ３６、弁３８、及びポンプ４０は、Ｉ／Ｏネットワーク４８とＨ１ネットワーク５０との間をインタフェースするのに適したリンキングデバイス４４及び４６を使用することによって産業用コントローラ３０に通信可能に接続される。例えば、リンキングデバイス４４及び４６は、独国ハール（Ｈａｒｒ，  Ｇｅｒｍａｎｙ）のＳｏｆｔｉｎｇ  ＡＧから入手可能なＦＧ−１００リンキングデバイスを含むことができる。示すように、リンキングデバイス４４及び４６は、コンピュータ命令を実行するときに有用なプロセッサ５２及び５４をそれぞれ含むことができ、コンピュータ命令及び他のデータを格納するときに有用なメモリ５６及び５８を同様に含むことができる。幾つかの実施形態において、Ｉ／Ｏネットワーク４８は、１００メガビット（ＭＢ）高速イーサネット（登録商標）（ＨＳＥ：ｈｉｇｈ  ｓｐｅｅｄ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ(登録商標））ネットワークであるとすることができ、Ｈ１ネットワーク５０は、３１．２５キロビット／秒のネットワークであるとすることができる。したがって、Ｉ／Ｏネットワーク４８を通して送受信されるデータは、次にＨ１ネットワーク５０によって送受信することができる。すなわち、リンキングデバイス４４及び４６はＩ／Ｏネットワーク４８とＨ１ネットワーク５０との間のブリッジとして働くことができる。例えば、Ｉ／Ｏネットワーク４８上の高速データは、バッファリングし、その後、適した速度で、Ｈ１ネットワーク５０上で送信することができる。したがって、種々のフィールドデバイスを、産業用コントローラ３０及びコンピュータシステム１２にリンクすることができる。例えば、フィールドデバイス３４、３６、３８、及び４０は、ファウンデーションＨ１双方向通信プロトコル用のサポートを含むフィールドバスファウンデーションデバイス等の産業用デバイスを含むことができる。フィールドデバイス３４、３６、３８、及び４０はまた、ＨＡＲＴ（登録商標）コミュニケーションファウンデーション（ＨＣＦ：ＨＡＲＴ（登録商標）Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ）プロトコル及びプロフィバスユーザ協会（ＰＮＯ：Ｐｒｏｆｉｂｕｓ  Ｎｕｔｚｅｒ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ  ｅ．Ｖ．）プロトコル等の、他の通信プロトコル用のサポートを含むことができる。
【００１８】
リンキングデバイス４４及び４６のそれぞれは、Ｈ１ネットワーク５０を区分化するときに有用な１つ又は複数のセグメントポート６０及び６２を含むことができる。例えば、リンキングデバイス４４はセグメントポート６０を使用して、デバイス３４及び３６に通信可能に結合することができ、一方、リンキングデバイス４６はセグメントポート６２を使用してデバイス３８及び４０に通信可能に結合することができる。例えばセグメントポート６０及び６２を使用することによって入力／出力をフィールドデバイス３４、３６、３８、及び４０の間で分配することは、フォールトトレランス、冗長性を維持し、通信時間を改善するときに有用な物理的分離を使用可能にすることができる。
【００１９】
各フィールドデバイス３４、３６、３８、及び４０は、それぞれのデバイス記述（ＤＤ：ｄｅｖｉｃｅ  ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ）ファイル、例えば、示すＤＤファイル６４、６６、６８、及び７０を含むことができる。ＤＤファイル６４、６６、６８、及び７０は、国際電気標準会議（ＩＥＣ）６１８０４規格に定義されるデバイス記述言語（ＤＤＬ：ｄｅｖｉｃｅ  ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  ｌａｎｇｕａｇｅ）等のＤＤＬで書くことができる。幾つかの実施形態において、ＤＤファイル６４、６６、６８、及び７０はトークン化（トークナイズ）されたバイナリファイルである。すなわち、ＤＤファイル６４、６６、６８、及び７０は、ＤＤファイル６４、６６、６８、及び７０のサイズを低減するときに有用なトークン化されたバイナリフォーマットにフォーマットされたデータを含むことができる。ＤＤファイル６４、６６、６８、及び７０はそれぞれ１つ又は複数の機能ブロック７２、７４、７６、及び７８を含むことができる。機能ブロック７２、７４、７６、及び７８は、プロセッサ８０、８２、８４、及び８６によって実行可能なコンピュータ命令又はコンピュータロジックを含むことができる。実際には、機能ブロック７２、７４、７６、及び７８は、メモリ８８、９０、９２、及び９４内にインスタンス化され、その後、プロセッサ８０、８２、８４、及び８６によってそれぞれ実行することができる。ＤＤファイル６４、６６、６８、及び７０のそれぞれはまた、製造者識別情報（ＩＤ）、デバイスタイプ、デバイス版数、ＤＤ版数、及び／又は更新版数等のデバイス情報９６、９８、１００、及び１０２を含むことができ、その情報は、コミッショニング／デコミッショニングシステム２５によるコミッショニング／デコミッショニング中に使用することができる。こうして、フィールドデバイス３４、３６、３８、及び４０は、産業用プロセス制御システム１０内でのプロセスの実行に対して、制御ロジック及びその他のコンピュータ命令を寄与させることができる。
【００２０】
一例において、プレースホルダはコミッショニング／デコミッショニングシステム２５によって生成することができる。プレースホルダは、フィールドデバイス３８を表す、メモリ１６内に格納されたオブジェクトであるとすることができる。したがって、ユーザは、それぞれがデバイス３８を表すプレースホルダの１つ又は複数を生成することによってシステムを事前コミッショニングし、その後、物理的フィールドデバイス３８のコミッショニング中にプレースホルダ（複数可）を使用することができる。プレースホルダは、フィールドデバイス３８を表す物理デバイス（ＰＤ：ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｄｅｖｉｃｅ）タグ、製造業者ＩＤ、デバイスタイプ、デバイス版数、ＤＤ版数、及び／又は更新版数を含むことができる。ＰＤタグは、デバイス３８を識別するときに有用なデバイス名を含むことができる。同様に、製造者業者ＩＤはデバイス３８の製造者を識別する情報を含むことができる。デバイスタイプはデバイスのタイプ（例えば、弁、センサ、アクチュエータ）を識別するのに適するとすることができ、一方、デバイス版数はデバイスのバージョンを識別する版数であるとすることができる。同様に、ＤＤ版数は、デバイス３８に含まれるＤＤファイルバージョン等のＤＤのバージョンを識別することができる。別の実施形態において、デバイス３８をプレースホルダなしでコミッショニングすることができることが認識されるべきである。一実施形態において、フィールドデバイス３８は、弁、流量及び／又は圧力調節器、流量制限器、又はその任意の組合せ等の流量制御デバイスであるとすることができる。例えば、フィールドデバイス３８は、空気圧作動式弁、水圧作動式弁、電気駆動式弁、又はその任意の組合せ等の弁であるとすることができる。上述したように、望ましくない状況は、フィールドデバイス３８の動作を妨げる場合がある。したがって、図２は、例示的な空気圧デバイス並びに不十分な空気圧等の望ましくない状況を記述する。
【００２１】
図２は、図１の空気圧弁３８に制御可能に結合された産業用コントローラ３０の一実施形態を示す略図である。空気圧弁３８は、弁体、弁体を通る流体経路、入口、出口、及び、流路を開閉するため流体経路内を移動する弁部材を含むことができる。更に、空気圧弁３８は、ポジショナ１１６及びアクチュエータ１１８を含むことができる。ポジショナ１１６は、コントローラ３０から所望の弁位置を受信し、空気等の信号をアクチュエータ１１８に提供するように構成することができる。例示的なポジショナ１１６は、米国ニューヨーク州スケネクタディのＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏ．から入手可能な、組込み式磁気的位置検知及び圧力センサを有するＧｅｎｅｒａｌ  ＥｌｅｃｔｒｉｃのＭａｓｏｎｅｉｌａｎＳＶＩデジタル弁ポジショナであるとすることができる。その後、アクチュエータ１１８は、信号を機械的エネルギーに変えて、弁部材を所望の位置に移動させることができる。弁部材は、直線又は回転方式で移動することができる。リニア弁では、弁のスループットを、弁部材を弁内で直線的に移動させることによって変えることができる。ロータリ弁では、弁のスループットを、弁部材を弁内で回転させることによって変えることができる。
【００２２】
アクチュエータ１１８は、ホイール及びアクスル、空気圧式、水圧式、ソレノイド式、ねじ式、及び手動式を含む異なるタイプであるとすることができる。例えば、空気圧弁３８では、ポジショナ１１６は、所望の弁位置に基づいてアクチュエータ１１８に供給される空気を増減することができる。したがって、アクチュエータ１１８に供給される空気は、弁部材を所望の弁位置に移動させることができる。より具体的には、機能する空気圧弁３８では、産業用コントローラ３０は、所望の弁位置を含む、制御システム用の制御ストラテジに従って導管１２０を通して制御アクションをポジショナ１１６に送出することができる。その後、ポジショナ１１６は、例えば導管１２２を使用することによってアクチュエータ１１８の現在の位置を決定し、アクチュエータ１１８に供給する空気圧を決定して、弁部材を所望の位置に移動させることができる。ポジショナ１１６は、所定の量の空気を空気供給部１２６から供給することができる。示す実施形態において、空気供給部１２６は、空気圧弁３８の外部に位置する。その後、空気を、流体導管１２４を通してアクチュエータ１１８に適用することができ、弁部材の位置を、所望に応じて変えることができる。
【００２３】
望ましくない状況は、ポジショナ１１６が空気供給部１２６から十分な空気を受取ることができないときに起こる場合があり、ポジショナ１１６がアクチュエータ１１８を所望の位置に移動させることが困難になる。場合によっては、産業用コントローラ３０は、望ましくない状況（例えば、低い空気供給圧）に気付かない場合がある。その理由は、望ましくない状況が弁３８の外部にあり、したがって、弁３８のハードウェア及び／又はソフトウェア健全度定義に含まれないからである。これに対処するため、ユーザは、制御ストラテジを拡張し、情報を収集するため更なる機能ブロックを実行する。しかし、これは、制御プロセスを減速させ、制御の品質を低下させる場合がある。望ましくない状況が対処されない場合、コントローラ３０は、制御ストラテジに追従し続け、まるで弁が正しい位置にあるかのように動作する場合がある。これは、システム１０において望ましくない挙動をもたらす可能性がある。例えば、弁３８が、実際に開口しているよりも大きく開口しているということを、コントローラ３０が引出す場合、これは、パイプ１２３内のバックアップをもたらすであろう。更に、コントローラ３０がＰＩＤコントローラであるとき、弁３８が設定点に追従するように移動できないことにコントローラ３０が気付かない場合、コントローラ３０は、誤差を積分し続け、誤差を制御出力値に蓄積させる場合があり、そのことが、回復プロセスを難しくする場合がある。そのため、例えば、弁３８をより適切に作動させるか又はバックアップ弁を使用するため、できる限り迅速に、望ましくない状況を、検出し、産業用コントローラ３０に返信することができる。
【００２４】
以下で述べる技法は、異なるタイプの弁（例えば、電気式、電気空気圧式、水圧式、及び電気水圧式弁）、流量計、ｐＨセンサ、温度センサ、振動センサ、間隙センサ（例えば、回転構成要素と静止構成要素の距離を測定する）、圧力センサ、ポンプ、及びアクチュエータを含む他のフィールドデバイス３８において使用することができる。空気圧弁３８内の不十分な空気圧と同様に、望ましくない状況は、フィールドデバイスのハードウェア及び／又はソフトウェア定義に含まれない場合がある。例えば、弁を作動させるために電気に依存する電気弁は、外部電力源からの入力の不十分な電力又は正しくない周波数等の望ましくない状況にさらされる場合がある。同様に、ポンプにエネルギーを供給するために風力に依存する風力ポンプは、不十分な風量等の望ましくない状況にさらされる場合がある。したがって、図３は、望ましくない状況をコントローラ３０に通信する一技法を述べる。
【００２５】
図３は、例えばリードバック設備を利用するフィールドデバイスフィードバックの実施形態を使用して、望ましくない状況を検出し、通信し、改善するのに適したプロセス１２８の一実施形態のフローチャートである。上述したように、フィールドデバイスは、リードバック設備を有するフィールドデバイスを表すプレースホルダを使用してコミッショニング／デコミッショニングシステム２５によってコミッショニングすることができる。
【００２６】
プロセス１２８は、コンピュータ、サーバ、ラップトップ、タブレット、携帯電話、移動体デバイス、或いは同様の処理又はコンピューティングデバイスのメモリ等の非一時的なコンピュータ可読媒体に格納されたコンピュータ命令を使用することによって実装することができる。プロセス１２８は、フィールドデバイス３８の状況を判定する（ブロック１３０）ことによって開始することができる。フィールドデバイス３８の状況が、フィールドデバイス３８内の種々のセンサによって判定される場合がある。例えば、図２に示す空気圧弁３８において、「不十分な空気圧（ｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ  ａｉｒ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）」の状況が、不十分な空気圧が供給されていると、空気供給部１２６内のセンサが検出するときに判定される場合がある。同様に、「異物が存在する（ｆｏｒｅｉｇｎ  ｏｂｊｅｃｔ  ｐｒｅｓｅｎｔ）」という別の状況が、パイプ１２３内に位置するセンサがパイプ内の異物を検出するときに判定される場合がある。空気圧デバイス３８内の他のセンサは、弁が、詰まっている、粘着性がある、又は一般に、適切に応答していないときに、「弁が適切に移動しない（ｖａｌｖｅ  ｎｏｔ  ｍｏｖｉｎｇ  ｐｒｏｐｅｒｌｙ）」等の他の状況を判定するために使用することができる。「適切に機能している（ｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｇ  ｐｒｏｐｅｒｌｙ）」という状況は、フィールドデバイス３８内のどのセンサも問題を検出しないときに判定される場合がある。
【００２７】
その後、プロセス１２８は、その状況が望ましくない状況であるかどうかを判定する（決定ブロック１３２）。図５を参照してより詳細に述べるように、一実施形態は、トランスジューサ機能ブロック等の機能ブロックを利用して、状況が報告されなければならないかどうかを判定する。状況が望ましくない状況でない場合、プロセス１２８は、ブロック１３０に戻り、フィールドデバイスの状況（例えば、「不十分な空気圧」又は「適切に機能している」）をモニターし続ける。フィールドデバイスの状況が望ましくない状況である場合、プロセス１２８は、フィールドデバイス（例えば、弁３８）をローカルオーバライドモード（Ｌｏｃａｌ  Ｏｖｅｒｒｉｄｅ  Ｍｏｄｅ）等のフォールト状態に置く（ブロック１３４）。ローカルオーバライドモードは、フィールドデバイスが産業用コントローラの指示に追従しようとするのを即座に停止させる。
【００２８】
次に、プロセス１２８は、望ましくない状況の指示データをリードバック設備に追加することができる（ブロック１３６）。図５を参照してより詳細に述べるように、リードバック設備は、出力機能ブロックの一部であるとすることができ、出力機能ブロックが、例えばサブステータス／カテゴリを通して制御ブロックに信号をフィードバックすることを可能にする。これは、ＢＫＣＡＬ＿ＯＵＴ及びＢＫＣＡＬ＿ＩＮパラメータを使用して実装することができる。特に、ブロック１３６は、出力機能ブロック上でＢＫＣＡＬ＿ＯＵＴパラメータに書込むことによって実装することができる。その後、プロセス１２８は、リードバック設備を使用して、指示データを産業用コントローラ３０に通信する。これは、制御ブロック上でＢＫＣＡＬ＿ＩＮパラメータを読取ることによって実装することができる。同様に、望ましくない状況が消える場合、プロセス１２８は、リードバック設備を使用して、制御アルゴリズムが通常の制御オペレーションを再開するように良好というステータスを通信することができる。
【００２９】
一実施形態において、ブロック１３０、１３４、１３６、及び１３８は、時間Ｎ１４０以内で実行することができる。幾つかの実施形態において、時間Ｎ１４０は、１〜２マクロサイクルであり、「マクロサイクル（ｍａｃｒｏｃｙｃｌｅ）」は、スケジュールされた機能ブロック実行のサイクル、スケジュールされた通信時間、及び非同期通信のために予約される時間の一部分を指す。換言すれば、マクロサイクルは、１つの制御ループ実行であるとすることができる。ファウンデーションフィールドバスプロトコルは、マクロサイクルが、１０〜２５０、１００〜５００、２５０〜１０００、７５０〜３０００、又はそれより大きい値のミリ秒で構成されることを可能にすることができる。そのため、本明細書で開示されるリードバック技法を使用することによって、時間Ｎ１４０は、１０〜２５０ミリ秒又は２５０〜３０００ミリ秒程度に速いとすることができる。本明細書の技法は、望ましくない状況のより迅速な通知を可能にする。その理由は、本明細書の技法が、例えば３０秒等の指定された時間後に望ましくない状況をポーリングすることができる更なるカスタム機能ブロックと比較して、望ましくない状況が１〜２ループ実行で報告されることを可能にするからである。マクロサイクル以内でのリードバック設備の機能についてのより詳細な説明が図４に記載される。
【００３０】
図４は、望ましくない状況の存在を指示するためリードバック設備を有する出力機能ブロック（アナログ又はデジタル）１５２を含むマクロサイクル１４６の一実施形態の図である。マクロサイクル１４６の実行中、１つ又は複数の機能ブロックは所望の時間スロットで実行することができる。一例として、これらの機能ブロックは、アラーム検出機能ブロック、アナログ入力機能ブロック、計算／ロジック機能ブロック、フィルタ機能ブロック、及び算術機能ブロックを含むことができる。示す実施形態において、マクロサイクル１４６は、時間スロット１４８にて機能ブロック１（ＦＢ１）を、それに続いて、時間スロット１５０にて機能ブロック２（ＦＢ２）等を実行することによって始まる。マクロサイクルが出力機能ブロック（例えば、アナログ出力（ＡＯ：Ａｎａｌｏｇ  Ｏｕｔｐｕｔ）又はデジタル出力（ＤＯ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｏｕｔｐｕｔ））時間スロット１５２に達し、望ましくない状況が検出されると、出力機能ブロックは、望ましくない状況を指示するためリードバック設備を使用する（ブロック１５４）ことができる。マクロサイクル１４６は、時間スロット１５６にて機能ブロックＮ（ＦＢＮ）に達するまで、機能ブロックを実行し続けることができる。その後、マクロサイクル１４６は、例えば、時間スロット１４８にてＦＢ１をやり直すことによって機能ブロックの実行を反復することができる。リードバック設備を使用することによって、本明細書で述べる技法は、コントローラ３０に関連するプロセスの決定論的実行（ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ  ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ）を可能にする。換言すれば、望ましくない状況が検出されるときでも、実質的に同じ実行時間で制御を提供することができ、制御アクションは、検出状況に相関して修正することができる。したがって、望ましくない状況が制御アクションによって克服されるか又は通知が提供され、したがって、システム１０の安全性を改善することができる。
【００３１】
再び図３を参照すると、産業用コントローラ３０が指示データを受信すると、プロセス１２８は、望ましくない状況を改善するか又はなくすためにとるべき少なくとも１つのアクションを決定する（ブロック１４２）ことができる。例えば、バックアップ弁を、動作不良の弁の代替として使用することができる、流体を、代替のパイプを介して搬送することができる、アラームを設定することができる、他のシステムに通知することができる等である。最後に、プロセス１２８は、望ましくない状況を改善するか又はなくすアクションを実行する（ブロック１４４）ことができる。図５でより詳細に述べるように、ブロック１４２及び１４４は制御ブロックで実行することができる。
【００３２】
図５は、１つの例示的な実施形態において、制御機能ブロック１５８、出力機能ブロック１６０、及びトランスジューサ機能ブロック１６２の間での情報の流れの実施形態を示す情報図である。情報図は、１マクロサイクル又は１制御ループで実行することができる。幾つかの実施形態において、制御ブロック１５８は、図１の産業用コントローラ３０を使用して実行することができる。産業用コントローラ３０は、出力ブロック１６０及びトランスジューサブロック１６２を有する弁３０等の第１のフィールドデバイスに通信可能に結合される。示す実施形態において、出力ブロック１６０及び制御ブロック１５８は、上述したように、１つ又は複数のフィールドバスパブリシャ／サブスクライバ（周期的）通信接続を通して通信することができる。出力ブロック１６０及びトランスジューサブロック１６２は、１つ又は複数の機能ブロックを使用することによって計算されるデータが他の機能ブロックに対する入力として使用されうるように、幾つかの制御アルゴリズム内でプログラム的に使用することができる。代替的に、機能ブロックの全てが同じフィールドデバイス、例えば弁３８内に及び／又はコントローラ３０内に含まれる場合があることが認識されるべきである。
【００３３】
情報の流れをよりよく示すために、機能ブロック１５８、１６０、及び１６２は、図２の空気圧弁３８に関連して述べることができ、また、ファウンデーションフィールドバス能力を含むとすることができる。産業用コントローラ３０は、制御機能ブロック１５８を通して、制御システムの残りの機能を誘導（ｇｕｉｄｅ）する制御ストラテジ１６４を実装することができる。代替的に、制御機能ブロック１５８をフィールドデバイス３８に含むことができる。幾つかの実施形態において、制御機能１５８は、比例積分微分（ＰＩＤ）制御ブロック１５８であるとすることができる。制御ストラテジ１６４に追従して、制御ブロック１５８は、所望の弁位置を計算し（プロセスブロック１６６）、その情報を、例えば第１の設定点として出力機能ブロック１６０に渡すことによって開始することができる。出力機能ブロック１６０は、カスケードモード（例えば、マスタースレーブ構成を使用するモード）内にいるとすることができるため、第１の設定点を使用して、第２の設定点用の値を決定し（プロセスブロック１７０）、第２の設定点をトランスジューサ機能ブロック１６２に渡す（データの流れ１７２）ことができる。この第２の設定点は、標準的フィールドバス値を、トランスジューサ機能ブロック１６２によって使用される可能性がある値（アナログ又はデジタル）に変換するために使用することができる。通常動作において、上述したように、弁は、アクチュエータ及び弁部材を所望の位置に移動させることができる。
【００３４】
しかし、望ましくない状況の場合、トランスジューサ機能ブロック１６２は、弁ポジショナを通して、その状況を検出し、トランスジューサブロック１６２を、アウトオブサービス（Ｏｕｔ−ｏｆ−Ｓｅｒｖｉｃｅ）又は手動モードに切換える（プロセスブロック１７４）ことができる。アウトオブサービスモードにおいて、機能ブロックは、非アクティブであり、機能ブロックの出力は、最後の値又はフェイリャ（ｆａｉｌｕｒｅ）アクション値を維持する。手動モードにおいて、機能ブロックの出力は、新しい値がオペレータによって設定されるまで不変のままである。この実施形態において、弁ポジショナ１１６は、望ましくない状況（すなわち、不十分な供給空気圧）をモニターする。弁ポジショナ１１６及び／又は他のセンサ及びアクチュエータが使用されて、不十分な水圧、不十分な風力、又は不適切な電力（例えば、正しくない周波数）等の他の／複数の望ましくない状況をモニターする可能性がある。同様に、考えられる望ましくない状況が、同時にモニターされる可能性がある。その後、トランスジューサブロック１６２は、そのリードバック設備を使用して、イニシエートフォールト状態（Ｉｎｉｔｉａｔｅ  Ｆａｕｌｔ  Ｓｔａｔｅ）のサブステータスを返す（データの流れ１７６）ことができる。出力ブロック１６０は、初期フォールト状態サブステータスを受信すると、出力機能ブロック１６０をカスケードモードから、アウトオブサービス、手動、又はローカルオーバライドモードに切換える（プロセスブロック１７８）ことができる。ファウンデーションフィールドバスプロトコルにおいて、これらのモードは、アナログ出力（ＡＯ）、デジタル出力（ＤＯ）、又はその組合せを含む出力機能ブロックの一部である。新しいモードは、出力ブロック１６０が第１の設定点を使用することを停止させることができ、代わりに、指定された値に第２の設定点を設定することができる。そのため、出力ブロック１６０は第２の設定点を計算することを停止する場合がある。
【００３５】
出力ブロック１６０は、リードバック設備を使用して、フォールト状態アクティブ（Ｆａｕｌｔ  Ｓｔａｔｅ  Ａｃｔｉｖｅ）のサブステータスを戻し（データの流れ１８０）、それにより、フィールドデバイス内の望ましくない状況を制御機能ブロック１５８に通知することができる。更に又は代替的に、出力機能ブロック１６０は、非要請（ＮｏｔＩｎｖｉｔｅｄ）又は未選択（ＮｏｔＳｅｌｅｃｔｅｄ）のサブステータスを返すことができる。リードバック設備は、出力機能ブロック１６０上のＢＫＣＡＬ＿ＯＵＴパラメータによって実装することができる。ＢＫＣＡＬ＿ＯＵＴパラメータが使用されて、別の機能ブロックのＢＫＣＡＬ＿ＩＮパラメータによって要求される場合がある、値及びサブステータスを含むステータスを通信する。ＢＫＣＡＬ＿ＯＵＴパラメータは、制御機能ブロック１５８上でＢＫＣＡＬ＿ＩＮパラメータに通信可能に結合することができる。２つの機能ブロックは、パブリッシュ／サブスクライブプロトコルを通して通信することができ、パブリッシュ／サブスクライブプロトコルは、通信がスケジュールにおいて高速かつ決定論的であることを可能にする。ＢＫＣＡＬ＿ＯＵＴパラメータが使用されて、値及びサブステータスを含むステータスを制御機能ブロック１５８に提供することによって出力機能ブロック１６０上のモードが変更されるときのスムーズなモード移行を提供するのに役立つ（ｈｅｌｐ）ことができる。開示される実施形態は、代わりに、ＢＫＣＡＬ＿ＯＵＴパラメータ内のサブステータスを使用して、望ましくない状況が存在することを制御機能ブロック１５８に知らせることができる。更に、出力ブロック１６０は、回復がバンプレスであるように、制限された設定点を指示するステータスを返すことができる。
【００３６】
開示される実施形態がない状態で、出力機能ブロック１６０が弁等のフィールドデバイスに割当てられる場合、ＢＫＣＡＬ＿ＯＵＴパラメータが使用されて、アクチュエータ位置等の情報を通信することができる。換言すれば、開示される実施形態がない状態で、ＢＫＣＡＬ＿ＯＵＴパラメータが使用されて、リードバック設備を使用してフィールドデバイスのハードウェア及び／又はソフトウェア健全度に関連するモード及びステータスに影響を及ぼす状況を通信することができる。開示される実施形態は、他方、空気供給部１２６によって供給される不十分な空気圧、又は、フィールドデバイスの外部のシステムに関連する他の状況等の、フィールドデバイスのハードウェア及び／又はソフトウェア健全度に含まれない望ましくない状況を通信する出力機能ブロック１６０を使用する。そのため、開示される実施形態は、制御ストラテジに以前に通信されなかった、又は、制御ストラテジに通信するため更なる及び／又はカスタムの機能ブロックを使用して通信された状況をＢＫＣＡＬ＿ＯＵＴパラメータが通信するように適合させた。
【００３７】
サブステータスが制御機能ブロック１５８によって読取られると、制御機能ブロック１５８は、制御ストラテジ１６４を自動的に使用して、改善アクションを決定する（プロセスブロック１８２）ことができる。例えば、制御機能ブロック１５８は、代替の弁のような第２のフィールドデバイスをバックアップとして使用することができる。これは、第１のフィールドデバイスについて動作の冗長性を提供する。他の改善アクションは、ポンプをシャットダウンすること、プロセスが始動することを許可しないこと、アラートを発すること、オペレータ又は他のシステムと通信することを含む。更に、制御機能ブロック１５８がＰＩＤ制御機能ブロック１５８であるとき、ＰＩＤ制御機能ブロック１５８は、誤差を積分すること、及び、設定点を変更すること停止することができる。これは、一旦回復すると出力ブロック１６０が、最も直近の設定点を使用して再開するため、より高速の回復を補助することができる。したがって、積分することをできる限り迅速に終了すべきであり、そのことが、本明細書で述べる技法によって達成することができることが認識されるべきである。特に、積分することは、１マクロサイクル以内に終了することができる。
【００３８】
望ましくない状況を報告することと同様に、回復は１マクロサイクル以内に達成することができる。回復プロセスにおいて、出力機能ブロック１６０は、同じリードバック設備を使用して制御機能ブロック１５８に通知することができる。したがって、制御機能ブロック１５８は、１マクロサイクル又は１制御ループ実行以内に通常動作を再開することができる。
【００３９】
機能ブロックがカスケードループ内にあるとき等の他の実施形態において、制御機能ブロック１５８は、出力機能ブロック１６０と同様に働き、そのリードバック設備を使用して、望ましくない状況を別の制御機能ブロック１５８に通知することができる。換言すれば、望ましくない状況の存在は、リードバック設備を通して、結合された制御機能ブロック１５８の間で渡すことができる。したがって、上述した技法と同様に、制御機能ブロック１５８間で望ましくない状況の存在を通信する時間は１マクロサイクル１４６であるとすることができる。
【００４０】
述べた実施形態の技術的効果は、フィールドデバイス３８が、不十分な空気圧等の望ましくない状況の存在をコントローラ３０に通信することを効率的に可能にすることを含む。特に、フィールドデバイス３８は、出力機能ブロック１６０上でフィードバック機能、特にリードバック設備を利用することができる場合がある。換言すれば、フィールドデバイス３８は、更なる帯域幅なしで既存の機能ブロックを使用して望ましくない状況の存在を通信することができる場合がある。
【００４１】
この書面による説明は、最良モードを含む本発明を開示するために、また同様に、任意のデバイス又はシステムを作り使用すること、及び、組込まれる任意の方法を実施することを含む、本発明を当業者が実施することを可能にするために例を使用する。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が思い付く他の例を含むことができる。こうした他の例は、特許請求の範囲の逐語的言語と異ならない構造的要素を有する場合、又は、特許請求の範囲の逐語的言語と非実質的相違を有する等価な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図される。
【符号の説明】
【００４２】
１０  産業用制御システム、産業用プロセス制御システム
１２  コンピュータシステム、コンピュータ
１４  プロセッサ
１６  メモリ
１８  ヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）ソフトウェア
２０  製造実行システム（ＭＥＳ）
２２  分散制御システム（ＤＣＳ）
２４  監視制御及びデータ収集（ＳＣＡＤＡ）システム
２５  コミッショニング／デコミッショニングシステム
２６  プラント側データハイウェイ
２８  ユニット側データハイウェイ
３０  産業用コントローラ
３２  プロセッサ
３４  タービンシステム、デバイス、フィールドデバイス
３６  温度センサ、デバイス、フィールドデバイス
３８  弁、デバイス、フィールドデバイス
４０  ポンプ、デバイス、フィールドデバイス
４２  メモリ
４４  リンキングデバイス
４６  リンキングデバイス
４８  Ｉ／Ｏネットワーク
５０  Ｈ１ネットワーク
５２  プロセッサ
５４  プロセッサ
５６  メモリ
５８  メモリ
６０  セグメントポート、セグメント
６２  セグメントポート
６４  ＤＤファイル
６６  ＤＤファイル
６８  ＤＤファイル
７０  ＤＤファイル
７２  機能ブロック
７４  機能ブロック
７６  機能ブロック
７８  機能ブロック
８０  プロセッサ
８２  プロセッサ
８４  プロセッサ
８６  プロセッサ
８８  メモリ
９０  メモリ
９２  メモリ
９４  メモリ
９６  デバイス情報
９８  デバイス情報
１００  デバイス情報
１０２  デバイス情報
１１６  ポジショナ
１１８  アクチュエータ
１２０  導管
１２２  導管
１２３  パイプ
１２４  流体導管
１２６  空気供給部
【図１】
2016507123.tif 000003
【図２】
2016507123.tif 000004
【図３】
2016507123.tif 000005
【図４】
2016507123.tif 000006
【図５】
2016507123.tif 000007
【国際調査報告】
2016507123.tif 000008
2016507123.tif 000009
2016507123.tif 000010