2021-017997

本願は、２０１７年（平成２９年）５月１２日（パリ条約による優先権主張 外国庁受理２０１６年５月１６日 （ＵＳ）アメリカ合衆国）を国際出願日とする出願であって、出願後の手続の経緯は、概略、以下のとおりである。

１ 引用文献１の記載内容

（１）発明の詳細な説明

「【技術分野】

【０００１】

本発明は、一般的にフィールドデバイスに関するものであり、さらに詳細には、プロセス制御情報および設定情報に係る通信のために第一の通信プロトコルおよび第二の通信プロトコルを利用するスマートフィールドデバイスに関するものである。

【背景技術】

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【０００２】

近代的プロセス制御システムはマイクロプロセッサをベースにする分散型制御システム（ＤＣＳ）であることが一般的である。従来のＤＣＳ構成は、ワークステーションの如き一または複数のユーザインターフェイスデバイスを備え、このユーザインターフェイスデバイスは一または複数のコントローラに対してデータバス（たとえば、イーサネット）により接続されている。これらのコントローラは被制御プロセスに物理的に近接しており、プロセス全体に亘り分散されている電子センサ、トランスミッタ、電流－圧力変換器、バルブポジショナなどの如き多くの電子監視デバイスおよびフィールドデバイスに接続されていることが普通である。

【０００３】

従来のＤＣＳでは、各コントローラ内に制御アルゴリズムを供与することにより制御作業が分散されている。コントローラは別々に制御アルゴリズムを実行し、コントローラに接続されているフィールドデバイスを制御する。このような制御作業の非集中化により、システム全体としてさらに優れた柔軟性が実現されている。たとえば、ＤＣＳに新規のプロセスまたはプロセスの一部を追加したいとユーザが所望する場合、そのユーザは、プロセス制御システム内のセンサ、アクチュエータなどに（適切な制御アルゴリズムを有する）追加のコントローラを接続することができる。あるいは、既存のプロセスを修正することをユーザが所望する場合には、たとえば、新規の制御パラメータまたは制御アルゴリズムをデータバスを利用してユーザインターフェイスから適切なコントローラへダウンロードすることが可能である。

【０００４】

モジュール性および製造業者間の互換性の向上を実現するために、近年、プロセス制御装置の製造業者達はプロセス内における制御をさらに非集中化させる方向に移行してきている。このような最近のアプローチは、ＨＡＲＴ（登録商標）プロトコル、ＰＲＯＦＩＢＵＳ（登録商標）プロトコル、ＷＯＲＬＤＦＩＰ（登録商標）プロトコル，Ｄｅｖｉｃｅ－Ｎｅｔ（登録商標）プロトコル、ＣＡＮ、およびＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ（商標）Ｆｉｅｌｄｂｕｓ（以下「Ｆｉｅｌｄｂｕｓ」と呼ぶ）プロトコルの如きオープン（すなわち、所有権を主張しない）プロトコルを利用して通信するスマートフィールドデバイスをベースにしたものである。また、これらのスマートフィールドデバイスは、Ｆｉｅｌｄｂｕｓデバイスの如きケースにおいては、ＤＣＳコントローラにより従来実行されていた制御ループ機能をも実行することがある、センサ、アクチュエータなどの如き、マイクロプロセッサをベースにしたデバイスである。スマートフィールドデバイスが制御機能を備えてオープンプロトコルを利用して通信するので、さまざまな製造業者からのスマートフィールドデバイスは共通のデジタルデータバスを用いて相互に通信を行うことができ、ＤＣＳコントローラの介入なしに制御ループを実行すべく相互動作できるようになっていることが一般的である。

・・・

【００１６】

図１は、プロセス制御活動を実行するためにスマートフィールドデバイスを利用するプロセス制御システム１０の一例を示している。プロセス制御システム１０はユーザインターフェイス１２、１４を備えている。・・・

・・・コントローラ１８は、たとえば、ＤＣＳコントローラであり、システムレベルデータバス２０を介して、所有権を主張可能な通信プロトコルを利用してまたはその他の所望の方法で、ユーザインターフェイス１２、１４と通信すべくなしてあってもよい。・・・

・・・

【００１７】

具体的には、コントローラ１８は、たとえばＦｉｅｌｄｂｕｓの入力／出力（Ｉ／Ｏ）カードでありうるリンクデバイス２８を利用してスマートフィールドデバイス２２～２６と通信する。フィールドデバイス２２～２６は通常の通信プロトコルを用いるデジタルデータバス３０を利用して通信ネットワーク内で接続されている。スマートフィールドデバイス２２～２６は、コントローラ１８と協動してかまたはコントローラ１８から独立して、一または複数のプロセス制御ループを実行すべく、相互におよびリンクデバイス２８に通信する。・・・

・・・

【００１９】

スマートフィールドデバイス２２～２６の各々は、デジタルデータバス３０を利用して通信することが可能であり、またバス３０上の通信信号を利用して、プロセスまたは異なるフィールドデバイスから取得したデータを用い、一または複数のプロセス制御機能を独立して実行することが可能である。具体的には、従来、ＤＣＳコントローラ内ですべて実行されていた制御戦略全体の内の一部をＦｉｅｌｄｂｕｓデバイスは直接実行することが可能である。

【００２０】

以下でさらに詳細に説明するように、スマートフィールドデバイス２２～２６のうちの一または複数は多重プロトコルフィールドデバイスであってもよい。この多重プロトコルフィールドデバイスは、たとえばＦｉｅｌｄｂｕｓプロトコルを利用してプロセス制御情報を通信するが、設定を目的とする場合には、他の通信プロトコルを利用する。ほんの一例にすぎないが、多重プロトコルスマートフィールドデバイスを設定するために用いられる通信プロトコルはＨＡＲＴ通信プロトコルであってもよい。以上のように、本明細書で説明する多重プロトコルスマートフィールドデバイスは、Ｆｉｅｌｄｂｕｓプロトコルを利用して比較的に高速で且つ高精度でプロセス制御情報を伝達しプロセス制御を行うることが可能であり、また容易に入手することができ且つ安価であって、比較的低速なＨＡＲＴ通信装置を利用して現場において設定されることが可能であり、よって、現場において設定を行うために携帯用パーソナルコンピュータを使用する必要がなくなる。もちろん、本明細書で説明する多重プロトコルスマートフィールドデバイスは、たとえば、ＨＡＲＴ通信プロトコルに代えてまたはそれに加えてＰｒｏｆｉｂｕｓ通信プロトコルを利用して設定を行ってもよい。

【００２１】

図２は、図１に示されているプロセス制御システム１０内で利用されうる多重プロトコルスマートフィールドデバイス５０の略式ブロック線図の一例である。フィールドデバイス５０は、電力調整ユニット５２と、第一および第二のフィルタ５４、５６と、第一および第二の通信インターフェイスブロック５８、６０と、プロセッサ６２と、プロセッサ６２に通信可能に接続されたメモリ６４と、バスドライブブロック６６とを備えている。

・・・

【００２９】

プロセッサ６２は、一または複数のソフトウェアルーチン６８を利用し、通信インターフェイス５８、６０から受信した通信の処理・応答を行いうる。具体的には、ソフトウェアルーチン６８は、ＨＡＲＴ通信およびＦｉｅｌｄｂｕｓ通信を処理するための公知の処理方法を備えていてもよい。そのような処理方法は当該技術分野において周知の方法であるので、本明細書ではこれ以上説明しない。

・・・

【００４１】

多重プロトコルスマートフィールドデバイスは、本明細書において二つの異なるプロトコル（たとえば、ＦｉｅｌｄｂｕｓおよびＨＡＲＴ）を用いるものとして記載されているが、本発明の範疇を逸脱することなく二を超えるプロトコルを利用しうる。たとえば、通信インターフェイス５８、６０の各々が同一の物理層を有する複数のプロトコル処理をするように、図２に示されているスマートフィールドデバイス５０を容易に構成しうる。たとえば、第二の通信インターフェイス６０は、Ｆｉｅｌｄｂｕｓ信号とＰｒｏｆｉｂｕｓ信号との両方を処理しうるし、プロセッサ６２は、いずれのプロトコルが処理されているのかを自動的に判別または決定するために、通信インターフェイス６０から受信されるデジタルワードの形式を審査しうる。さらに、フィールドデバイスが二を超えるプロトコルを利用することができるように、さらなる通信インターフェイスが追加されてもよい。」

（２）図面

「【図１】

［図：0001402107000001.jpg］

【図２】

［図：0001402107000002.jpg］

」

２ 引用文献１の記載内容の整理

（１）引用文献１には、段落【００１６】～【００１７】、【００１９】～【００２１】、及び図１～２の記載からみて、通信ネットワーク内でデジタルデータバス３０に接続されて通信するスマートフィールドデバイス装置２２～２６であって、前記スマートフィールドデバイス装置２２～２６を前記デジタルデータバス３０へ接続するための第一の通信インターフェース５８、及び第二の通信インターフェース６０を備えるものが、記載されている。

（２）引用文献１記載の上記スマートフィールドデバイス装置２２～２６は、段落【００１６】の記載からみて、ＤＣＳコントローラ１８を備え、段落【０００２】に記載された近代的プロセス制御システムである分散型制御システム（ＤＣＳ）に用いられるものである。そしてこのＤＣＳシステムの各スマートフィールド装置は、段落【０００２】～【０００３】の記載からみて、その各コントローラにセンサ・アクチュエータを接続して制御アルゴリズムを供与することにより制御作業が行われるものであるから、メモリ６４内の複数のソフトウェアルーチン６８を利用して通信インターフェース５８、６０から受信した通信の処理・応答を行うプロセッサ６２（段落【００２９】、図２参照。）が、プロセス測定をパラメータ化されたデータに変換する、又は、パラメータ化されたデータを物理的な動作へ変換する、装置アプリケーションユニットとして機能することは自明な事項である。

（３）引用文献１のスマートフィールドデバイス２２～２６のうちの一または複数は、多重プロトコルスマートフィールドデバイス５０とし得るもの（段落【００２０】）であり、当該多重プロトコルスマートフィールドデバイス５０は、例えば、ＨＡＲＴプロトコル、及びＦｉｅｌｄｂｕｓプロトコルを用いるものである。［段落【００２０】全体の記載、及び【００４１】の「多重プロトコルスマートフィールドデバイスは、本明細書において二つの異なるプロトコル（たとえば、ＦｉｅｌｄｂｕｓおよびＨＡＲＴ）を用いるものとして記載されている・・・」の記載を参照。］

（４）引用文献１の多重プロトコルスマートフィールドデバイス５０は、「二を超える（当審注：３以上の）通信プロトコルを利用」することができる。［段落【００４１】の「・・・本発明の範疇を逸脱することなく二を超えるプロトコルを利用しうる。」及び「さらに、フィールドデバイスが二を超えるプロトコルを利用することができるように、さらなる通信インターフェイスが追加されてもよい。」の記載を参照。］

その場合には、上記（３）に加え、さらにＰｒｏｆｉｂｕｓ通信プロトコルを用いることができる。［段落【００４１】の「たとえば、通信インターフェイス５８、６０の各々が同一の物理層を有する複数のプロトコル処理をするように、図２に示されているスマートフィールドデバイス５０を容易に構成しうる。たとえば、第二の通信インターフェイス６０は、Ｆｉｅｌｄｂｕｓ信号とＰｒｏｆｉｂｕｓ信号との両方を処理しうる・・・」の記載を参照。］

（５）上記（３）～（４）より以下のことがいえる。

ア 引用文献１記載の多重プロトコルスマートフィールドデバイス５０は、第一の通信インターフェイス５８を介して、ＨＡＲＴプロトコルを利用して通信を行い、ＨＡＲＴプロトコルを処理する第一の通信ユニットを備える。

イ 引用文献１記載の多重プロトコルスマートフィールドデバイス５０は、第二の通信インターフェイス６０を介して、Ｆｉｅｌｄｂｕｓプロトコルを利用して通信を行い、Ｆｉｅｌｄｂｕｓプロトコルを処理する第二の通信ユニット、及びＰｒｏｆｉｂｕｓプロトコルを利用して通信を行い、Ｐｒｏｆｉｂｕｓプロトコルを処理する追加の通信ユニットを備える。

ウ そうすると、引用文献１には、多重プロトコルスマートフィールドデバイス５０について、ＨＡＲＴ通信プロトコルを利用して、第一の通信インターフェイス５８を介して通信を実行する通信ユニット、Ｆｉｅｌｄｂｕｓプロトコルを利用して第二の通信インターフェイス６０を介して通信を実行する通信ユニット、及びＰｒｏｆｉｂｕｓプロトコルを利用して第二の通信インターフェイス６０を介して通信を実行する通信ユニットを備えることが開示されていると認められる。

３ 引用発明

上記１及び２より、引用文献１には以下の発明（以下「引用発明」という。）が記載されているものと認められる。

「デジタルデータバス３０に接続される、多重プロトコルスマートフィールドデバイス５０を含むスマートフィールドデバイス２２～２６であって、

前記スマートフィールドデバイス２２～２６を前記デジタルデータバス３０へ接続するための通信インターフェイス５８、６０と、

プロセス測定をパラメータ化されたデータに変換する、又は、パラメータ化されたデータを物理的な動作へ変換するプロセッサ６２と、

ＨＡＲＴプロトコルを利用して第一の通信インターフェイス５８を介して通信を実行する、前記ＨＡＲＴプロトコルを処理する第一の通信ユニットと、

Ｆｉｅｌｄｂｕｓプロトコルを利用して第二の通信インターフェイス６０を介して通信を実行する、前記Ｆｉｅｌｄｂｕｓプロトコルを処理する第二の通信ユニットと、

Ｐｒｏｆｉｂｕｓプロトコルを利用して第二の通信インターフェイス６０を介して通信を実行する、前記Ｐｒｏｆｉｂｕｓプロトコルを処理する追加の通信ユニットと、

を備えるスマートフィールドデバイス２２～２６。」