JP2012527056A - 無線フィールド機器の改善されたメンテナンス - Google Patents

Abstract

無線フィールド機器（５０）を作動させる方法（２００）が提供される。方法（２００）は、無線フィールド機器識別子（２０４）を取得するために携帯型フィールドメンテナンスツール（１００）を無線フィールド機器（５０）と通信することができるように接続する（２０２）ことを含む。無線ネットワークが選択される。無線フィールド機器識別子のためのジョインキー（２０８）を自動的に取得するために、携帯型フィールドメンテナンスツール（１００）と無線ゲートウェイ（２０）の間に無線通信を生成する。ジョインキーは無線フィールド機器（５０）に携帯型フィールドメンテナンスツール（１００）で書き込まれる（２１０）。

Description

工業環境においては、制御システムが工業及び化学プロセス等を監視及び制御するために用いられる。一般的に、プロセス制御システムは、工業プロセスにおける主要な場所に配置され、かつプロセス制御ループで制御室内の制御回路に接続されるフィールド機器を用いて、それらの機能を実行する。フィールド機器は一般的に、配置される制御又はプロセス監視システム内で、例えば、パラメータを検知し又はプロセス上で作動するような機能を実行する。

いくつかのフィールド機器は変換器を含む。変換器は、物理的な入力に基づいて出力信号を発生する機器、あるいは入力信号に基づいて物理的な出力を発生する機器のいずれかを意味すると理解されている。一般的に、変換器は入力を異なる形態を有する出力に変換する。変換器のタイプは、種々の分析機器、圧力センサー、サーミスター、熱伝対、歪みゲージ、流量トランスミッター、ポジショナ、アクチュエータ、ソレノイド、インジケーター灯及びその他を含む。

いくつかのプロセス設備は、高度に揮発性、又は爆発性までもの環境を伴いうる。従って、フィールド機器、及びそのようなフィールド機器と共に用いられる携帯型フィールドメンテナンスツールが固有の安全基準に適合することは多くの場合有益で、又は必要とされる。それらの基準は、適合した電気機器が欠陥のある状況下でも発火源とならないことを保証することに役立つ。固有の安全基準の一例が、Factory Mutual Researchによって１９９８年１０月に公布されたAPPROVAL STANDARD INTRINSICALLY SAFE APPARATUS AND ASSOCIATED APPARATUS FOR USE IN CLASS I, II and III, DIVISION NUMBER 1 HAZARDOUS (CLASSIFIED) LOCATIONS, CLASS NUMBER 3610中に明記される。固有の安全基準に適合する携帯型フィールドメンテナンスツールの例は、Austin, TexasのEmerson Process Managementから入手可能な商品名Model 375 Field Communicator及びModel 475 Field Communicatorとして販売されているものを含む。

一般的に、各々のフィールド機器は同様に、プロセス制御ループを通じてプロセス制御室又は他の回路との通信に用いられる通信回路を含む。在来から、アナログフィールド機器は２線のプロセス制御電流ループで制御室に接続されており、各々の機器は単一の２線の制御ループで制御室に接続されていた。いくつかの設備においては、フィールド機器と通信するために無線技術が使われ始めた。無線操作はフィールド機器の配線及び設定を簡素化する。

ひとつの無線プロセス通信技術標準は、Wireless HART 標準として知られている。Wireless HART 標準は、HART Communication Foundationによって２００７年９月に公表された。Wireless HART（登録商標）Specificationの関連部分は、HCF_Spec 13・改訂版7.0、HART Specification 65 - Wireless Physical Layer Specification、HART Specification 75 - TDMA Data Link Layer Specification (TDMAはTime Division Multiple Accessを指す) 、HART Specification 85 - Network Management Specification、HART Specification 155 - Wireless Command Specification、及びHART Specification 290 - Wireless Devices Specificationを含む。

他の無線ネットワーク通信技術はISA100.11aに明記されている。この技術はIEEE 802.15.4-2006に従う無線回路を用いた周波数２．４ＧＨｚでの無線通信を提案する。前記ISA100.11標準はInternational Society of Automation (ISA)によって維持されている。

それらの無線通信技術はプロセス制御の技術に重要な利点を提供する一方、そのような通信を用いる無線フィールド機器のメンテナンス及び設定のための伝統的な技術は場合により非能率な状態であった。

無線フィールド機器を作動させる方法を提供する。この方法は、無線フィールド機器の識別子を取得するために、携帯型フィールドメンテナンスツールを無線フィールド機器に通信することができるように接続することを含む。無線ネットワークが選択される。無線フィールド機器識別子のためのジョインキーを自動的に取得するために、携帯型フィールドメンテナンスツールと無線ゲートウェイの間に無線通信が発生する。ジョインキーは、携帯型フィールドメンテナンスツールで無線フィールド機器に書き込まれる。

本発明の実施態様が特に有用な無線プロセス制御環境の外観図である。 無線フィールド機器を作動させるための現状の方法を示す。 無線フィールド機器を作動させるための現状の方法を示す。 無線フィールド機器を作動させるための現状の方法を示す。 無線フィールド機器を作動させるための現状の方法を示す。 無線フィールド機器を作動させるための現状の方法を示す。 本発明の実施態様に従う無線フィールド機器を作動させる方法を示す。 本発明の実施態様に従う無線フィールド機器を作動させる方法のフロー図である。 本発明の実施態様に従う無線フィールド機器を設定する他の方法の外観図である。 本発明の実施態様に従う無線フィールド機器通信を確認する方法のフロー図である。 本発明の実施態様に従う携帯型フィールドメンテナンスツールのシステムブロックの略図である。

プロセス通信及び制御システムは、例えば、２〜３例を挙げると石油精製、製薬及び食品製造のような重要なプロセスを制御するプロセスパラメータの測定及び制御に関与する。そのようなプロセスの正確な制御は、進行中の製造が厳格な仕様に従って行われ、かつプロセス又はプロセスに関連する要員を破損又は損傷する危険に曝すことなく行われることを保証するために、極めて重要である。例えば、Highway Addressable Remote Transducer （HART（登録商標））プロトコル、又はFOUNDATION（商標）Fieldbusプロトコルのような有線接続されるプロセス制御設備においては、機器は、全てプロセス通信ループへの物理的な接続に基づいて設定される。明瞭に対照的には、フィールド機器に無線通信を利用することが配線及びメンテナンスを著しく簡素化した一方、権限を与えられた機器しかそのような無線プロセス通信ループ上で通信させることができないことは極めて重要である。さらに、そのような多数のプロセス通信ループが互いに近接して存在しうるので、無線フィールド機器が目的とする前記無線プロセス通信ループのために特定して設定されることは同様に重要である。現状では、このことは、無線フィールド機器が無線プロセス通信ネットワーク上で通信可能となる前に、ネットワーク識別子のほかにジョインキーを無線フィールド機器に手動入力することで実施される。このことは、無線フィールド機器の端子に物理的に接続するラップトップコンピューター又は携帯型フィールドメンテナンス機器が、物理的に近接していることを必要とする。ラップトップコンピューター又は携帯型フィールドメンテナンスツールは、技術者が正しいネットワーク識別子及びジョインキーを無線フィールド機器に入力することができるように、その後、有線接続を通して無線フィールド機器と通信する。その後、ラップトップコンピューター又は携帯型フィールドメンテナンスツールを無線フィールド機器から外すことができ、かつ無線フィールド機器は、その後に正しい無線プロセス通信ループに接続する。無線フィールド機器が無線プロセス通信ループに接続した時点で、ユーザー及び／又は技術者は、無線プロセス通信ループ経由で無線フィールド機器に関連する種々の特性を入手することができる。

場合によっては、無線ゲートウェイ機器中の許可された無線フィールド機器のアクセス制御リスト又はホワイトリストをメンテナンスすることにより、改善されたネットワークセキュリティが提供される。従って、無線フィールド機器が、無線ネットワークに接続するための正しいネットワーク識別子及びジョインキーを有する必要があるばかりではなく、例えば、デバイスタッグ又はMACアドレスのような、それ自体の機器識別子を無線ゲートウェイに入力する必要がある。そのような無線フィールド機器の作動、設定及び／又は検証は、現状、そのような各々のフィールド機器の物理的な近接位置への非能率な移動を必要とする。それらの制限について、図１及び２に関連して以下に記載する。

図１は、本発明の実施態様が特に有用な無線プロセス制御環境の外観図である。図１に示すように、複数の無線フィールド機器１０が、無線ゲートウェイ２０と無線通信を通して、直接又は間接のいずれかで通信することができるように接続してある。一般的に、無線ゲートウェイは、多数のネットワーク構成要素からなっている。それらの構成要素は、ゲートウェイ構成要素、セキュリティマネージャー構成要素及びネットワークマネージャー構成要素を含む。全ての構成要素は、一般的に単一のゲートウェイ機器内に存在するが、それらの構成要素は別々の機器であってもよい。無線フィールド機器１０は一般的に、例えば、Chanhassen、MinnesotaのEmerson Process Managementからの商品名Model 3051S無線圧力トランスミッターとして販売されているような、無線プロセス変量トランスミッターとして示される。しかしながら、当業者は、無線フィールド機器１０が他のタイプの無線プロセス変量トランスミッターのほかに無線アクチュエータ、バルブポジショナなどを含むことができることを理解するであろう。無線ゲートウェイ２０は、例えば、上記記載のWireless HARTプロトコルのような公知の無線プロセス通信プロトコルを用いて無線フィールド機器１０と通信するように設定される。無線ゲートウェイの一例は、Chanhassen、MinnesotaのEmerson Process Managementより商品名Model 1420として販売されている。無線ゲートウェイ２０は、例えば、符号２２で示されるようなEthernetローカルエリアネットワークのようなローカルエリアネットワークに接続するように設定される１つ以上の有線ポートを含む。その有線接続の理由で、無線ゲートウェイ２０は、例えば、ワークステーション２４及び２６のようなローカルネットワーク２２に接続する任意の機器に情報を与え、かつそこから情報を受け取ることができる。

図１に示す無線フィールド機器ネットワークは、その通信を最終的に無線ゲートウェイ２０上に送るために、その中でいくつかのフィールド機器が他のフィールド機器と通信するメッシュネットワークとみなすことができる。従って、無線ゲートウェイ２０から他の方法では直接通信ができなかったような遠隔の位置に設置されるフィールド機器は、それにもかかわらず１つ以上の他の無線フィールド機器を通した通信によって、無線プロセス通信を与えることができる。

無線フィールド機器が無線プロセス通信ループ上で通信するためには、前記無線フィールド機器が前記適切なネットワーク識別子を伴って設定されること、及び前記無線プロセス通信ネットワークにアクセスすることを許すジョインキーを有することが必要である。
さらに、多くの場合、無線ゲートウェイは、前記無線通信ループ上の許可された無線フィールド機器の特定の一覧を維持するアクセス制御リスト又はホワイトリストを用いる。新しい無線フィールド機器を作動させる必要が生じた場合には、現状ではこのプロセスは多少煩雑である。

図２Ａは、新しい無線フィールド機器５０の作動プロセスに関する後続のステップを示す。一般的に、例えば、Model 375のような携帯型フィールドメンテナンスツールはフィールド機器に接続する。携帯型フィールドメンテナンスツールは符号５２で示される。携帯型フィールドメンテナンスツール５２と無線フィールド機器５０の間の１対の線は、ツール５２及び機器５０の間の接続が直接有線接続５４経由で又は無線５６で行いうることを示す。いずれにしても、携帯型フィールドメンテナンスツール５２が無線フィールド機器５０に接続した時点で、無線フィールド機器は、その機器識別又は識別子を取得するためにアクセスされる。このことは一般的にはデバイスタッグとして知られているが、メディアアクセスコントローラ（MAC）アドレスを含む任意の適切な形態、又は他の適切な形態をとることができる。その後、技術者は、無線ゲートウェイに通信可能なアクセスをする必要がある。一般的に、このことは、ワークステーション２４、２６のうちの１つに帰ること（図１に示す）及びゲートウェイ２０のユーザーインターフェイスにアクセスすることを含む。そのようなユーザーインターフェイスの１つの実施例は図２Ｂに示される。その後、ユーザーは適切なネットワーク設定を選択し、かつ機器識別子を目的の無線プロセス通信ネットワーク中に加える。前記無線ゲートウェイはネットワークＩＤのほかにジョインキーを図２Ｂに示されるインターフェイス経由でユーザーに与える。Wireless HARTネットワーク用のジョインキーは１２８ビットで、かつ一般的に３２文字１６進数字列として入力される。しかしながら、例えば、より大きな鍵、公開鍵暗号方式又は認証ファイルのようなセキュリティの他のレベル／方法も同様に用いることができる。ユーザーはネットワーク識別子のほかにジョインキーをメモする必要がある。現状では、このことはネットワーク識別子及び３２文字１６進数ジョインキーを物理的に手記することを意味する。認められているように、このプロセスは現状では煩雑で、時間をとり、かつ人為的ミスを起こしやすい。技術者がネットワーク識別子及びジョインキーを入手したした時点で、その後、図２Ｄに示すように、ユーザーは再度機器５０に接続し、かつその後、無線フィールド機器５０をネットワーク識別子及びジョインキーで設定するために、ジョインキー及びネットワーク識別子を携帯型フィールドメンテナンスツール５２に手動入力する。

本発明の実施態様は一般的に、次世代の携帯型フィールドメンテナンスツールの改善された無線プロセス通信を利用する。これは無線フィールド機器の設定、作動又はそうでなければ構成の場合に特にあてはまる。図２Ａ〜２Ｅに示す技術とは対照的に、図３は、本発明の実施態様に従って無線フィールド機器を作動させる方法を示す。ユーザー又は技術者は、携帯型フィールドメンテナンスツール１００、又は、例えば、ラップトップ又はパーソナルコンピューターのようなホストを、有線接続５４経由又は無線５６のいずれかで無線フィールド機器５０に直接接続することができる。無線フィールド機器５０に通信することができるように接続された時点で、ツール１００は、技術者に無線フィールド機器５０が接続しようとする無線ネットワークを単純に選択させる。ツール１００は、例えば、ゲートウェイ２０のような無線ゲートウェイと無線で直接対話するために、適切な回路、ソフトウエア又はその両方を含む。この通信は好ましくは、ツール１００が無線フィールド機器５０に通信することができるように接続している間に発生する。

携帯型フィールドメンテナンスツールと無線ゲートウェイの間の通信はいくつかの方法で行うことができる。例えば、携帯型フィールドメンテナンスツール１００は、無線プロセス通信ループを通して直接通信するために、無線通信回路を含むことができる。従って、機器１００は、それによって最終的に無線ゲートウェイ２０と通信できるように、メッシュネットワーク上の他のノードとして単純に通信することができる。他の実施例においては、携帯型フィールドメンテナンスツール１００は、例えば、IEEE 802.11(a/b/g/n)に従うWireless Fidelity (Wi-Fi)のような、単純に直接無線ゲートウェイに届きうる無線通信の１つの形態を含むことができる。さらに他の実施例においては、携帯型フィールドメンテナンスツール１００は、例えば、公知のＣＤＭＡ技術又はＧＳＭ技術のような、セルラー方式通信回路を含むことができる。このような方法で、携帯型フィールドメンテナンスツールは、そのセルラー方式トランシーバ経由で無線ゲートウェイ２０と通信するためのセルラー方式ネットワークを通して、通信することができる。多数の他の形態及び実施例は勿論可能である。携帯型フィールドメンテナンスツール１００が無線ゲートウェイ２０と通信できる能力により、いくつかの設定及び／又は作動のタスクを自動的に実施することができ、そのことによりフィールドメンテナンス技術者の作業が簡素化される。具体的には、ツール１００が無線フィールド機器５０に接続した時点で、ユーザーは、機器が接続しようとする無線ネットワークを単純に選択する。その後、携帯型フィールドメンテナンスツールは、ゲートウェイ又は無線ネットワークマネージャーと通信することにより、プロセスを自動化する。好ましくは、携帯型フィールドメンテナンスツールは後続の手順を自動的に実施するが、本発明の実施態様を各ステップ毎にユーザーが確認をすることにより実施することができることも同様に予想される。第１に、携帯型フィールドメンテナンスツールが機器識別子を無線フィールド機器から回収する。次に、携帯型フィールドメンテナンスツールが自動的に機器識別子を無線ゲートウェイのアクセス制御リストに書き込む。その後、携帯型フィールドメンテナンスツールが正しいジョインキー及びネットワーク識別子を無線ゲートウェイから自動的に回収する。最後に、携帯型フィールドメンテナンスツールがネットワーク識別子及びジョインキーを自動的に無線フィールド機器に書き込む。従って、携帯型フィールドメンテナンスツールと無線フィールド機器の間の単一通信セッションが必要とされる。

図４は、本発明の実施態様に従う無線フィールド機器を作動させる方法のフロー図である。方法２００は、実質的に図３に関して記載されるプロセスを明記する。具体的には、方法２００は、携帯型フィールドメンテナンスツールが無線フィールド機器と通信することができるように接続するブロック２０２で始まる。その後、ブロック２０４に示すように、機器識別子が、携帯型フィールドメンテナンスツール又は他の適切なホストによって無線フィールド機器から回収される。その後、ブロック２０６に明記するように、機器識別子は、例えば、無線ゲートウェイのセキュリティマネージャー構成要素のような、無線ネットワークセキュリティマネージャーのアクセス制御リストに書き込まれる。次に、ブロック２０８に示すように、携帯型フィールドメンテナンスツールが、無線ゲートウェイから正しいネットワーク識別子及びジョインキーを回収するために無線ゲートウェイと情報交換する。最後に、ブロック２１０に明記するように、携帯型フィールドメンテナンスツールが、回収されたネットワーク識別子及びジョインキーを無線フィールド機器に書き込む。

図３及び図４に関して示される実施態様は、無線フィールド機器の作動又はそうでなければ設定に関して、いくつかの現状の方法より優れた利点を提供する。具体的には、機器ＩＤ、ジョインキー及びネットワーク識別子を手で記録し、かつ入力する必要がない。このことで、プロセスがより効率的になり、かつミスがより起こりにくくなると考えられる。さらに、携帯型フィールドメンテナンスツールの無線通信を用いることにより、ユーザーは、例えば、ワークステーション２４又は２６のような別の場所に移動する必要なくフィールド機器を作動させることができ、又はそのようなステーションの近くにいる要員と通信することができる。従って、技術者がフィールドにいる間に全部のプロセスを実施することができる。

図５は、本発明の実施態様に従う無線フィールド機器を設定する他の方法の外観図である。第１に、ユーザー又は技術者は、携帯型フィールドメンテナンスツール又は他の適切な機器を無線フィールド機器に通信することができるように接続する。次に、ユーザーは接続したい無線ネットワークを選択する。機器５０の近傍で通信する現状の無線プロセス通信ネットワークを検出することにより、携帯型フィールドメンテナンスツール経由でユーザーに提供される選択を実行することができ、又は単にその選択を事前に携帯型フィールドメンテナンスツールに入力しておくことができる。それとは関係なく、符号３に示すように、ユーザーが携帯型フィールドメンテナンスツール経由で接続したい無線ネットワークを選択すると、その後、ジョインキーを発生させ、かつジョインキー及びネットワーク識別子を無線フィールド機器に書き込む。加えて、好ましくは、携帯型フィールドメンテナンスツールはジョインキーを機器識別子に一致させる。その後に、符号４では、後にその情報を無線ゲートウェイ又はセキュリティマネージャーに転送するために、携帯型フィールドメンテナンスツールはネットワーク識別子、ジョインキー、及び一致する機器の識別子を、携帯型フィールドメンテナンスツールのメモリー内のローカルアクセス制御リストに書き込む。図５に関して示される方法は、携帯型フィールドメンテナンスツールが、無線フィールド機器と接続中に無線ゲートウェイ又はネットワークマネージャーと通信できない状況にあるときに便利である。従って、ジョインキー及びネットワーク識別子が無線機器に書き込まれた後、携帯型フィールドメンテナンスツールは、無線フィールド機器から接続を解除することができ、かつその後に、携帯型フィールドメンテナンスツールが無線ゲートウェイ又はネットワークマネージャーと通信できる位置に移動させることができる。そのような通信が可能な時点で、携帯型フィールドメンテナンスツールはネットワーク識別子、ジョインキー及び一致する機器の識別子をメモリーから自動的に読み込むことができ、かつそれを適切な無線ゲートウェイ又はセキュリティマネージャーのアクセス制御リストに転送することができる。このことで、後に無線フィールド機器が正しいネットワークに接続することができる。

図３及び図５に示すように、携帯型フィールドメンテナンスツールは、無線フィールド機器と有線又は無線のいずれかの接続をすることができる。いくつかの実施態様においては、携帯型フィールドメンテナンスツールは、ハードウエア、ソフトウエア又はそれらの組み合わせ経由で無線センサーネットワークマネージャーとして設定することができる。このことは多数の機器の設定を自動化することに役立つ。セキュリティマネージャーとして、このような機器は、Wireless HART機器を検出すること、及び、任意の必要なネットワーク識別子及びジョインキーを各々の機器に無線で書き込むことが可能である。当然このことは、作動していない機器は通信を可能にするあるデフォルト状態を有することを前提としている。例えば、作動していない無線フィールド機器は、ネットワーク識別子００００、及び全てゼロのジョインキーを有するデフォルトネットワークと通信をするための初期設定を有することができる。そのため、それが以前作動していなかったことにもかかわらず、無線ネットワークマネージャーはそのような無線機器を検出し、かつそれと対話することができる。さらに、携帯型フィールドメンテナンスツールと無線フィールド機器の間の無線通信が可能なため、その設定をするために無線フィールド機器に物理的な接続を設ける必要は全くない。むしろ、携帯型フィールドメンテナンスツールは、適切なネットワーク識別子及びジョインキーを有する各々の機器を設定するソフトウエアルーチンを実行することができる。そのようなルーチンは、無線携帯型フィールドメンテナンスツールの通信範囲内にある種々の機器を直列又は並列のいずれかで設定することができる。上記にて説明した本発明の実施態様は一般的に、セキュリティを容易に改善するためにアクセス制御リスト又はホワイトリストを変更することを含んでいるが、少なくともいくつかの本発明の実施態様はそのようなホワイトリストの使用を必要とせず、ネットワーク識別子及び正しいジョインキーをそのような各々の機器に書き込むために、携帯型フィールドメンテナンスツールが１つ以上の無線フィールド機器と直列又は並列のいずれかで無線で対話する能力を含むだけである。従って、ユーザーは各々の機器に物理的に接続する必要がない。さらに、いくつかの実施態様においては、ユーザーは多数の無線フィールド機器を設定するために１組のステップを実施するだけでよい。このことは、現状の作業に比べて人的努力がより少なくてすみ、より迅速かつより効率的であると考えられる。

フィールド機器が作動し、かつ無線プロセス通信ループに接続できる時点で、時には無線フィールド機器が無線ネットワークに接続したかどうかを確認する必要がある。自己編成形ネットワークにおいては、取付け作業員は一般的に、新規に設置された無線フィールド機器に通信可能な機器（無線ゲートウェイを含む）の数及びそのような個々の機器への接続状態の特性の確認に関与する。

ゲートウェイへのアクセスを得るために、取付け作業員は一般的に、ゲートウェイに接続し、又はゲートウェイが接続するネットワークにアクセス可能であることが必要であった。多くの場合、無線フィールド機器が設置された領域内では、ゲートウェイ、又はゲートウェイが接続するネットワークのいずれにも即座にアクセスすることができない。いくつかの状況においては、フィールド機器が設置された前記ネットワーク及びゲートウェイは、機器の設置場所から遠く離れている可能性がある。現状では、取付け作業員は無線フィールド機器を設置し、かつその後、接続性を検査するためにゲートウェイインターフェイスの物理的な近傍まで移動し、又はそのような設備にアクセスできる他の要員と通信するために電話又は無線を用いる必要がある。取付け作業員はその後、無線フィールド機器のネットワークへの接続性を改善するために、無線フィールド機器に必要な調整をすることができる。上記に明記したごとく、いくつかの本発明の実施態様は、無線携帯型フィールドメンテナンスツールが、無線プロセス通信ネットワーク又は無線メッシュネットワーク上で情報交換できるようにさせる。従って、携帯型フィールドメンテナンスツールがメッシュネットワーク上で少なくとも１つの無線フィールド機器と通信できる限りは、無線ゲートウェイとアクセス可能である。そのような無線ゲートウェイへのアクセスにより、取付け作業員が無線フィールド機器のネットワークへの接続の有無を判定し、かつそのような接続の特性を確認することができる。従って、無線フィールド機器の近傍にいる１名のユーザーがこのこと全てを行うことができる。従って、そのような確認が実質的に簡素化される。もはや取付け作業員が、接続性の情報が確認できる（遠隔地にあるかもしれない）現場に出向く必要がないので、このことは無線フィールド機器の設置を効率化し、又は電話か無線を通してゲートウェイへアクセスできる追加要員１名がいればよいと考えられる。加えて、そのデータは取付け作業員の作業に実質的にリアルタイムに応答するので、取付け作業員は機器の接続データを見ることができて、そのことで、取付け作業員にどの作業が良好な結果をもたらすかについてのよりよい理解を与える（テレビのアンテナを廻して信号が改善するか悪化するかを判定することに非常に類似する）。

図６は、本発明の実施態様に従う無線フィールド機器通信を確認する方法のフロー図である。方法２５０は、技術者又はユーザーが無線フィールド機器にアクセスするブロック２５２で始まる。このアクセスは、携帯型フィールドメンテナンスツール又は他の適切な機器と無線フィールド機器の間に物理的な有線接続を作り出す形態をとりうる。もう一つの方法として、アクセスは、携帯型フィールドメンテナンスツール又は他の適切な機器と無線フィールド機器の間の無線通信を経由するものでありうる。次に、ブロック２５４で、携帯型フィールドメンテナンスツールは無線ネットワークマネージャー又はゲートウェイと通信する。上記に明記するように、この通信は多くの形態をとりうる。携帯型フィールドメンテナンスツールは、それがメッシュネットワークのメンバーである場合には、メッシュネットワーク経由で通信しうるか、あるいは、無線手段を通してネットワークマネージャー又は無線ゲートウェイと直接通信しうる。さらには、インターネット経由でデータを無線ネットワークマネージャー又はゲートウェイに送信するために、携帯型フィールドメンテナンスツールは、例えば、セルラー方式通信又は衛星通信のような任意の他の適切な無線通信を用いて通信することができる。それとは関係なく、無線フィールド機器の物理的な近傍に位置するユーザーは、携帯型フィールドメンテナンスツールの理由で、無線ゲートウェイと通信する能力を有する。従って、ブロック２５６で、ユーザーは、無線フィールド機器の物理的な近傍に位置している間に、無線フィールド機器との接続性を確認できる。さらには、ユーザーは、無線フィールド機器の通信範囲内にある他のフィールド機器へのフィールド機器の接続の強度及び特性を含むがそれには限定されない、無線フィールド機器の他のパラメータを見る能力を有する。オプションのブロック２５８で、ユーザーは、例えば、アンテナの方向、無線信号強度などのような無線フィールド機器の調整を行い、かつ、無線ネットワークマネージャー又はゲートウェイとの通信中にそのような調整の効果をリアルタイムに見ることができる。

図７は、本発明の実施態様に従う携帯型フィールドメンテナンスツールのシステムブロックの略図である。ツール１００は、好ましくは充電式バッテリーを用いる電源内蔵形である。加えて、潜在的に爆発性の環境の中で安全を保証することに役立つように、ツール１００が、例えば、上記に一覧されるような少なくとも１つの固有の安全仕様に適合することが好ましい。

携帯型フィールドメンテナンスツール１００は、少なくとも１つの無線プロセス通信モジュール１２０を含む。無線プロセス通信モジュール１２０の適切な実施例は、例えば、上記のWireless HARTプロトコルのような公知の無線通信プロトコルに従って適切な信号を作り出し、及び／又は受信するモジュールを含む。他の適切な無線プロセス通信プロトコルは、上記ISA100.11aに明記されるものである。図７は、単一の無線プロセス通信モジュール１２０を示すが、現在存在し、又はより最近に開発された種々の無線プロセス通信プロトコルに従って通信するために、任意の適切な数の無線プロセス通信モジュールを用いることができることが明確に予想される。

携帯型フィールドメンテナンスツール１００は同様に、少なくとも１つの二次無線通信プロトコルモジュール１２２を含む。無線通信プロトコルモジュール１２２は、図７に透視図で示される１つ以上のオプションに従って通信することができる。具体的には、無線通信プロトコルモジュール１２２は、Bluetooth仕様１２４、Wi-Fi仕様１２６、公知のRFID仕様１２８、セルラー方式通信技術１３０、衛星通信１３２、又は例えば、WiMAXあるいは4Gのような他の適切な無線データ通信技術に従って通信することができる。図７には１つの無線通信プロトコルモジュール１２２が示されているが、任意の適切な数を用いることができる。無線プロセス通信プロトコルモジュール１２０及び無線通信プロトコルモジュール１２２の各々は、有線プロセス通信モジュール１３８に同様に接続するコントローラ１３０に接続している。コントローラ１３０は好ましくは、携帯型フィールドメンテナンスタスクを実行するために一連の命令を実行するマイクロプロセッサである。有線プロセス通信モジュール１３８は、携帯型フィールドメンテナンスツールを有線接続を通してフィールド機器に端子１４２、１４４で物理的に接続させる。適切な有線プロセス通信の実施例は、ハイウェイアドレス可能リモートトランスジューサ（ＨＡＲＴ（登録商標））プロトコル、FOUNDATION（商標）Fieldbusプロトコルなどを含む。

本発明を特定の実施形態に関して説明してきたが、当業者は、形式及び詳細において、本発明の精神と範囲から逸脱することなく変更を加えることができることを認めるであろう。

Claims (18)

1. 無線フィールド機器を作動させる方法であって、
   無線フィールド機器識別子を取得するために、携帯型フィールドメンテナンスツールを無線フィールド機器に通信可能に接続させること、
   無線ネットワークを選択すること、
   無線フィールド機器識別子のためのジョインキーを自動的に取得するために、携帯型フィールドメンテナンスツールと無線ゲートウェイの間に無線通信を生成すること、及び
   携帯型フィールドメンテナンスツールでジョインキーを無線フィールド機器に書き込むこと、
   を含む方法。
2. 携帯型フィールドメンテナンスツールと無線フィールド機器の間の通信可能な接続が、物理的な有線接続である、請求項１に記載の方法。
3. 携帯型フィールドメンテナンスツールと無線フィールド機器の間の通信可能な接続が、無線である、請求項１に記載の方法。
4. 携帯型フィールドメンテナンスツールと無線ゲートウェイの間の無線通信が、無線プロセス通信プロトコルに従う、請求項１に記載の方法。
5. 携帯型フィールドメンテナンスツールと無線ゲートウェイの間の無線通信が、セルラー方式通信を含む、請求項１に記載の方法。
6. 携帯型フィールドメンテナンスツールと無線ゲートウェイの間の無線通信が、衛星通信を含む、請求項１に記載の方法。
7. 全てのステップが、携帯型フィールドメンテナンスツールと無線フィールド機器の間の単一の通信可能なセッション中で生じる、請求項１に記載の方法。
8. 無線機器識別子を無線ゲートウェイのアクセス制御リストに自動的に加えることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
9. ジョインキーが１２８ビット、３２文字１６進数字列である、請求項１に記載の方法。
10. 無線フィールド機器を作動させる方法で、
    無線フィールド機器識別子を取得するために、携帯型フィールドメンテナンスツールを無線フィールド機器に通信可能に接続させること、
    無線ネットワークを選択すること、
    携帯型フィールドメンテナンスツールを用いて無線フィールド機器識別子のためのジョインキーを作り出すこと
    携帯型フィールドメンテナンスツールでジョインキーを無線フィールド機器に書き込むこと、及び
    ジョインキー及び機器識別子を無線ゲートウェイに通信すること、
    を含む方法。
11. 携帯型フィールドメンテナンスツールが無線ネットワークマネージャーである、請求項１０に記載の方法。
12. ジョインキー及び機器識別子を通信するステップが、携帯型フィールドメンテナンスツールが無線フィールド機器から接続解除された後に生じる、請求項１０に記載の方法。
13. 携帯型フィールドメンテナンスツールと無線フィールド機器の間の通信可能な接続が、物理的な有線接続である、請求項１０に記載の方法。
14. 携帯型フィールドメンテナンスツールと無線フィールド機器の間の通信可能な接続が、無線である、請求項１０に記載の方法。
15. 無線フィールド機器の接続性を確認する方法で、
    機器識別子を取得するために、携帯型フィールドメンテナンスツールを無線フィールド機器に通信可能に接続させること、
    無線フィールド機器に関連する無線ゲートウェイと無線で通信すること、及び
    無線フィールド機器に関連する無線ゲートウェイ内の、少なくとも１つのパラメータにアクセスすること、
    を含む前記方法。
16. 少なくとも１つのパラメータが、無線フィールド機器の接続強度を含む、請求項１５に記載の方法。
17. 少なくとも１つのパラメータが、フィールド機器の通信範囲内にあるフィールド機器の他のフィールド機器への接続の特性を含む、請求項１５に記載の方法。
18. 無線ゲートウェイで調整の効果を無線通信経由で監視する間に、無線フィールド機器の少なくとも１つの状態を調整することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。

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