專利名稱：在自動化系統(tǒng)內(nèi)啟用面向?qū)ο竽芰Φ闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)控制系統(tǒng)，尤其涉及在自動化系統(tǒng)內(nèi)啟用面向?qū)ο竽芰Φ南到y(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)控制器是用于控制工業(yè)過程、機器、制造設(shè)備、和其他工廠自動化應(yīng)用的專用處理設(shè)備。根據(jù)控制程序或例行程序，工業(yè)控制器可測量代表控制過程狀態(tài)一個或多個變量或輸入，和改變影響過程的控制輸出。輸入和輸出可以是二進制的(舉例來說，開或關(guān))，和/或模擬假定數(shù)值的連續(xù)范圍?？刂瞥绦蚩梢砸幌盗芯哂信幚砟芰Φ膱?zhí)行周期來加以執(zhí)行，并且能包括一個或多個功能單元。這樣的控制程序可在具有工具和接口的控制器配置系統(tǒng)內(nèi)被創(chuàng)建，由此用戶可使用控制功能的編程語言或圖形表示實現(xiàn)控制策略?？刂瞥绦蚩蓮呐渲孟到y(tǒng)中下載至一個或多個用于實現(xiàn)在控制程序或機器內(nèi)的控制策略的控制器。
從控制的過程接收到的測得的輸入和發(fā)送到過程的輸出可通過控制系統(tǒng)內(nèi)一個或多個輸入/輸出(I/O)模塊，該模塊作為控制器和控制過程之間的電氣接口并且被放置于接近或遠離控制器。輸入和輸出可記錄在處理器存儲器的I/O表內(nèi)。輸入值可通過一個或多個輸入模塊從控制的過程中異步地讀出，并且輸出值可通過處理器直接寫入I/O表，用以通過專用的通信線路順序發(fā)送給處理。輸出模塊可直接通過提供來自I/O表的輸出給諸如馬達、驅(qū)動器、閥門、螺線管等的制動器與控制的過程直接接口。
在控制程序執(zhí)行期間，與控制的過程交換的輸入和輸出值通過I/O表。在I/O表內(nèi)輸入值可通過專用的掃描線路從控制的過程中異步地更新。該掃描線路可與輸入和/或輸出模塊通過在底板或網(wǎng)絡(luò)通信中的總線通信。掃描線路也可異步地將I/O表內(nèi)的輸出值寫到控制的過程。來自I/O表的輸出值可發(fā)送至一個或多個用于與過程接口的輸出模塊。如此，控制器可簡單地訪問I/O表而不需要直接與控制過程通信。
在布式的控制系統(tǒng)中，把工業(yè)控制器分開成多個控制模塊(每個模塊執(zhí)行不同的功能)可促進控制器硬件配置。然后，對于控制任務(wù)需要的特定控制模塊在架子內(nèi)的公共底板上和/或網(wǎng)絡(luò)或其他通信介質(zhì)連接在一起?？刂颇K可包括處理器、電源、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、以及直接與控制過程交換的輸入和輸出信號的I/O模塊。模塊之間的數(shù)據(jù)可使用串行或并行的底板通信總線，或通過網(wǎng)絡(luò)交換。除了僅基于網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)I/O操作之外，還存在可以執(zhí)行自主邏輯的或其他控制程序或例行程序的智能模塊。
分布式工業(yè)控制系統(tǒng)的各種控制模塊可在架子內(nèi)沿公共通信鏈路立體地分布。如此，某些I/O模塊可定位接近一部分控制設(shè)備以及遠離控制器的剩余部分。數(shù)據(jù)可通過公共通信鏈路或網(wǎng)絡(luò)與這些遠程模塊通信，其中所有在網(wǎng)絡(luò)上的模塊使用標準通信協(xié)議通信。
在一般分布式控制系統(tǒng)中，提供一個或多個I/O模塊以與過程接口。輸出通過網(wǎng)絡(luò)或底板從主機或?qū)Φ仍O(shè)備以消息的形式得出它們的控制值或輸出值。例如，輸出模塊可通過通信網(wǎng)絡(luò)或底板通信總線從諸如可編程邏輯控制器(PLC)的處理器接收輸出值。理想的輸出值通常以消息的形式發(fā)送給輸出模塊，諸如I/O消息。輸出模塊接收這樣的消息以提供相應(yīng)的輸出(模擬的或數(shù)字的)給控制過程。輸入模塊測量過程變量的值并且通過網(wǎng)絡(luò)或底板報告輸入值給主機或?qū)Φ仍O(shè)備。輸入值可通過處理器(舉例來說，PLC)以執(zhí)行控制計算。
在當(dāng)今的自動系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)和行為是分開的，其中數(shù)據(jù)的備份可存在于諸如車間地面、控制級和MES層的控制結(jié)構(gòu)內(nèi)的多個級別上。在控制系統(tǒng)內(nèi)，例如，對于特定數(shù)據(jù)源在多個位置維持持續(xù)性可導(dǎo)致多個問題。例如，數(shù)據(jù)可改變與系統(tǒng)行為無關(guān)，而系統(tǒng)行為可導(dǎo)致數(shù)據(jù)和行為之間的不一致。此外，數(shù)據(jù)和/或行為可在在其他級(舉例來說，MES層)上沒有做出相應(yīng)變化的情況下，在一個級(舉例來說，控制級)上被改變，這種做法可形成錯誤的自動化系統(tǒng)行為。
此外，如注意到的，數(shù)據(jù)一般存儲在一個或多個特定控制系統(tǒng)內(nèi)的控制器內(nèi)。數(shù)據(jù)可以多種格式存儲包括各種位、文字和可在系統(tǒng)內(nèi)分布并未被收集和組織的整數(shù)值，這會給予外部設(shè)備的通信困難和麻煩，該值，為了與數(shù)據(jù)通信，一般的I/O讀數(shù)可用以讀出不同位置的數(shù)據(jù)以確定該數(shù)據(jù)的屬性和方法以及如何使用該數(shù)據(jù)。通過這種方式，數(shù)據(jù)可存儲在架構(gòu)內(nèi)的各種級別上并且不是自描述性的，因此不能在架構(gòu)內(nèi)由不同級別容易地使用。
傳統(tǒng)地，數(shù)據(jù)的格式和含義必須被預(yù)先定義以使數(shù)據(jù)的格式和值(舉例來說，位、單詞、標記名稱等)對于控制系統(tǒng)已經(jīng)有了指定的含義。例如，如果單詞“Joe”表示一比例因數(shù)，數(shù)據(jù)后的這種含義必須在控制系統(tǒng)內(nèi)一級一級地從源傳送給訂戶(舉例來說，從組件到MES層)以使數(shù)據(jù)可以被數(shù)據(jù)訂戶讀出并且理解。類似地，在反向通信遇到困難以致如果你要執(zhí)行程序，你必須按照特定協(xié)議對數(shù)據(jù)做出改變。如此，例如，如果不按照特定的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，在控制系統(tǒng)和MES層之間傳統(tǒng)的通信會失敗。
提供

圖13以說明一特定工業(yè)自動化架構(gòu)，其中提供的圖和附加的文字以說明與傳統(tǒng)的架構(gòu)關(guān)聯(lián)的各種缺陷。在工業(yè)自動化系統(tǒng)領(lǐng)域的當(dāng)前技術(shù)使用具有兩層或多層的分層架構(gòu)?，F(xiàn)有技術(shù)圖13說明了一般的3層架構(gòu)，使用控制層1310、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)1320層和企業(yè)資源計劃(ERP)1330層。注意到在分層的架構(gòu)中的功能是重要的?？刂茖?310(舉例來說，工廠地面)可包括諸如PLC和驅(qū)動器的控制器，它們專用于實時控制。如此，這些控制器捕獲工廠地面數(shù)據(jù)并把該數(shù)據(jù)發(fā)送至更高的級(舉例來說，MES層1320、ERP層1330等)。MES層1320可由一個或多個具有皆結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、軟件應(yīng)用程序以及面向事務(wù)的架構(gòu)的計算設(shè)備組成。ERP層1330可使用一個或多個一般運行，諸如次序管理和客戶管理應(yīng)用程序的ERP軟件的計算設(shè)備。控制層1310數(shù)據(jù)包括傳感器和制動器的狀態(tài)并且不把這些狀態(tài)與諸如產(chǎn)品的批次或機器的效率的物理或邏輯的實體相關(guān)。這樣的數(shù)據(jù)被稱作松散的，由于需要有效的客戶程序以轉(zhuǎn)換該數(shù)據(jù)為結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)類型，該數(shù)據(jù)類型通常在MES層1320或ERP層1330使用。而且，由于控制器發(fā)送松散的數(shù)據(jù)給可駐留在多個計算機上的多個MES應(yīng)用，在幾個地方具有相同數(shù)據(jù)多個備份在當(dāng)今是普遍的。由于諸如在失敗的事件中，系統(tǒng)恢復(fù)和數(shù)據(jù)的單個“正確”備份的發(fā)現(xiàn)存在困難的原因，這個是不理想的。
相應(yīng)地，以以上的觀點，在工業(yè)自動化領(lǐng)域中需要在控制架構(gòu)內(nèi)用以發(fā)送數(shù)據(jù)和行為的靈活和寬容的系統(tǒng)和方法。
發(fā)明概要以下表示了本發(fā)明簡要的概述以提供本發(fā)明某些方面基本的理解。該概述不是本發(fā)明廣泛地總的看法。該概述既不是標識本發(fā)明的主要或關(guān)鍵元素，也不是描述本發(fā)明的范圍。它唯一的目的是以簡化的方式表現(xiàn)本發(fā)明的某些概念作為對在后表示的更多詳細的描述的前序。
本發(fā)明提供用以在控制器(舉例來說，工業(yè)控制器、可編程邏輯控制器、智能終端等)內(nèi)創(chuàng)建結(jié)構(gòu)化的對象的系統(tǒng)和方法，該控制器提供定義好的用于數(shù)據(jù)和服務(wù)的接口以使外部的客戶機(舉例來說，控制系統(tǒng)，MES層等)可從控制器以已知的格式請求數(shù)據(jù)和/或服務(wù)。如此，外部客戶機不需要知道控制器內(nèi)的數(shù)據(jù)位置和/或格式(舉例來說，特定位和字節(jié)是如何組織的)。
通過這種方法，對象級能力可在控制器內(nèi)被使用，其中可實現(xiàn)識別對象以及識別數(shù)據(jù)的特性。類似地，根據(jù)本發(fā)明的一方面，可實現(xiàn)對于用于激活和請求項的服務(wù)調(diào)用的識別方法。通過這種方式，控制系統(tǒng)可發(fā)布簽名信息給上位客戶機以減少對于特定數(shù)據(jù)格式和組織的需要?？刂葡到y(tǒng)可通過控制器連接到控制服務(wù)以發(fā)送對象和相應(yīng)的服務(wù)至一個或多個控制器。動態(tài)詢問可使用來定位這樣的服務(wù)以代替需要數(shù)據(jù)文件的傳統(tǒng)方法。
上述益處可通過提供接收來自數(shù)據(jù)源諸如可來編程邏輯控制器或其他合適的地面級設(shè)備的數(shù)據(jù)的封裝組件實現(xiàn)。此后，該接收到的數(shù)據(jù)以顯示該接收到的數(shù)據(jù)的特性和方法這樣的方式封裝，使這些特性和方法作為一個環(huán)境。在工業(yè)自動化環(huán)境(舉例來說，企業(yè)資源計劃系統(tǒng)等)以及廠區(qū)設(shè)備中(舉例來說，可編程邏輯控制器)所使用的高級系統(tǒng)來說，使用共用的數(shù)據(jù)對象格式可促進對于封裝為數(shù)據(jù)對象的特性和方法的訪問。通過格式化數(shù)據(jù)為一個或多個數(shù)據(jù)對象，在工業(yè)自動化環(huán)境內(nèi)的數(shù)據(jù)消耗設(shè)備可使用接口以訪問表示希望接收到的特性和/或方法的數(shù)據(jù)對象。
通過調(diào)整在工廠地面上的控制器內(nèi)的計算能力和高速通信的快速提高的傾向，本發(fā)明集中在在當(dāng)今工廠地面、MES、和ERP系統(tǒng)的分層邊界中的自動化數(shù)據(jù)的公共的、面向?qū)ο蟊硎镜膭?chuàng)建上。如此，該面向?qū)ο蟊硎驹诠I(yè)自動化分層結(jié)構(gòu)的所有級中可以是共用的，并且允許待生成的層使用標準編程技術(shù)。本發(fā)明大大減少定制的軟件和定制的數(shù)據(jù)接口，其中數(shù)據(jù)可被存儲并且從在控制架構(gòu)中的諸如產(chǎn)生特定數(shù)據(jù)的位置的單一位置上被訪問。
為了完成以上描述的和相關(guān)的范圍，接著，本發(fā)明包括在此以后詳細描述的特性。以下詳細提出的描述和附加的附圖示出了本發(fā)明的諸方面。然而，這些方面是指示性的，而本發(fā)明的原理可使用于一些各種方法。當(dāng)考慮結(jié)合附圖從本發(fā)明的詳細描述中，本發(fā)明的其他方面、優(yōu)勢以及新穎特性將是顯而易見的。
附圖簡述圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一方面的典型目錄接口系統(tǒng)。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一方面的具有人工智能組件的典型目錄接口系統(tǒng)。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一方面的具有多個數(shù)據(jù)源的典型目錄接口系統(tǒng)。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一方面的具有多個數(shù)據(jù)請求者和數(shù)據(jù)源的使用目錄接口系統(tǒng)的典型系統(tǒng)。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一方面的目錄結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一方面的具有地址列表的數(shù)據(jù)目錄系統(tǒng)。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一方面的在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的典型控制架構(gòu)。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一方面的接收來自地址的數(shù)據(jù)的典型方法。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一方面的基于相關(guān)的屬性選擇數(shù)據(jù)的典型方法。
圖10示出了使用請求應(yīng)用實現(xiàn)數(shù)據(jù)的典型方法。
圖11示出了典型的計算環(huán)境，其中可使用本發(fā)明。
圖12示出了典型的網(wǎng)絡(luò)，其中可使用本發(fā)明。
圖13是通常在工業(yè)自動化環(huán)境中使用的典型傳統(tǒng)的架構(gòu)。
發(fā)明的詳細描述現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明，其中相同的參考數(shù)字用于指相同的元件。本發(fā)明涉及支持面向?qū)ο蟮脑L問，例如，在控制架構(gòu)內(nèi)多級上的信息的系統(tǒng)和方法。這樣的數(shù)據(jù)訪問以MES系統(tǒng)附近的層或MES系統(tǒng)的部分或以例如，諸如在控制器或MES層內(nèi)合作封裝數(shù)據(jù)的白盒的方式而被促進。此外，這樣的對于數(shù)據(jù)面向?qū)ο蟮脑L問可被作為控制器數(shù)據(jù)類型的標準行為和那些數(shù)據(jù)類型的標志在控制器內(nèi)構(gòu)成。通過這種方式，用戶可直接使用自動系統(tǒng)組件來使用諸如特性、方法、范圍/訪問限定(私人、保護的、公開的企業(yè))、多態(tài)性、繼承性等的面向?qū)ο蟮母拍?。這種對于數(shù)據(jù)的訪問完全與傳統(tǒng)的工廠自動控制技術(shù)明顯不同，其中數(shù)據(jù)存儲在分層數(shù)據(jù)架構(gòu)的多個位置內(nèi)。
例如，在分層架構(gòu)內(nèi)，工廠地面可包括諸如PLC和驅(qū)動器的控制器，該控制器專用于實時控制。如此，這些控制器可捕獲工廠地面數(shù)據(jù)并且發(fā)送該數(shù)據(jù)至更高的級。工廠地面數(shù)據(jù)包括感應(yīng)器和傳感器的狀態(tài)并且不把這些狀態(tài)與諸如產(chǎn)品的批次或機器的效率的物理或邏輯的實體相關(guān)。這樣的數(shù)據(jù)被稱作松散的，由于需要有效的客戶程序以轉(zhuǎn)換該數(shù)據(jù)為結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)類型，該數(shù)據(jù)類型通常在MES層或ERP“企業(yè)”系統(tǒng)中被使用。而且，由于控制器發(fā)送松散的數(shù)據(jù)給可駐留在多個計算機上的多個MES應(yīng)用，在幾個地方具有相同數(shù)據(jù)多個備份在當(dāng)今是普遍的。由于諸如在失敗的事件中，系統(tǒng)恢復(fù)和數(shù)據(jù)的“貴重備份”(golden copy)的發(fā)現(xiàn)存在困難的原因，這數(shù)據(jù)重復(fù)性是不理想的。
現(xiàn)在參考圖1，典型系統(tǒng)100包括與數(shù)據(jù)消耗設(shè)備120接口的封裝組件110。封裝組件110可使用來接收來自一個或多個源的數(shù)據(jù)并且以允許數(shù)據(jù)消耗設(shè)備120的方式來簡化例如，自動化系統(tǒng)的系統(tǒng)整合、開發(fā)和維護的方式封裝該數(shù)據(jù)。通過封裝使數(shù)據(jù)的特性和方法實質(zhì)上對任何合適的數(shù)據(jù)訂戶都是可訪問的，這樣的簡化就有可能完成。
封裝組件110可接收來自任何源的信息，該封裝組件110與該源連接進行通信。例如，封裝組件110可與位于數(shù)據(jù)驅(qū)動的機構(gòu)中的外部設(shè)備通信以接收來自有關(guān)系統(tǒng)的控制架構(gòu)的各種源的信息。這樣的信息可通過特定協(xié)議或通信標準諸如以太網(wǎng)、ControlNet、DeviceNet、Profibus、CAN總線等予以發(fā)送?；蛘呋虼送猓ㄐ趴捎芍T如無線以太網(wǎng)、紅外線、Wi-Fi、藍牙等的無線協(xié)議實現(xiàn)。此外，封裝組件110可通過各種諸如雙絞線、同軸電纜、串行電纜等的介質(zhì)接收數(shù)據(jù)。封裝組件110可以是諸如串行端口、USB端口、有線終端等的硬件接口，或諸如線、電纜、端口等的硬件設(shè)備?；蛘?，封裝組件110可以本質(zhì)上是軟件以致數(shù)據(jù)通過諸如例如，API的軟件接口被接收和發(fā)送。
封裝組件110可用來封裝數(shù)據(jù)以使它能利用特定控制架構(gòu)的一個或多個級支持面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)訪問。例如，這樣封裝的數(shù)據(jù)可由例如，在制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)上的應(yīng)用和/或在控制級上的處理組件所訪問。如此，只有來自特定源的數(shù)據(jù)的單備份需要存在在特定控制架構(gòu)中。這樣封裝的數(shù)據(jù)可存儲在存儲器(圖中未示)中以使在控制架構(gòu)中可維持數(shù)據(jù)持久性的加強方式。
由封裝組件110接收的數(shù)據(jù)的封裝可由多個各種因素確定。數(shù)據(jù)可包括廣泛的信息類型，該信息類型包括值和用以描述該值的元數(shù)據(jù)。例如，來自非接觸式傳感器的數(shù)據(jù)傳送可包括2.4伏特的數(shù)據(jù)值和數(shù)據(jù)的比例因數(shù)以及傳感器的制造廠商和型號。比例因數(shù)可用來確定引入的數(shù)據(jù)真實值。例如，使用特定比例因數(shù)2.4伏特的值可表示17厘米的測量。
可以理解的是本發(fā)明可完全抽象位置和/或數(shù)據(jù)含義的任何概念并且僅僅對于數(shù)據(jù)用戶表現(xiàn)適當(dāng)?shù)奶匦宰蛹头椒?。例如，封裝的數(shù)據(jù)可具有“標度值”特性而不是必須指定在控制方案內(nèi)的單詞是比例。類似地，如果封裝的數(shù)據(jù)被用以激活處理中的下一批量，例如，可以有表現(xiàn)“運行下一批量”的方法而不是需要數(shù)據(jù)訂戶知道激活這樣的批量需要設(shè)定在控制系統(tǒng)內(nèi)特定單詞的某個比特。特性可被顯示以表現(xiàn)諸如成分量、烹調(diào)時間、烹調(diào)溫度等的調(diào)配值。或者，這些特性可以是“運行批量”命令的參數(shù)。此外，可發(fā)布這些對象、方法和特性以減少系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)的文件。
數(shù)據(jù)消耗設(shè)備120實際上可以是任何使用特定數(shù)據(jù)的設(shè)備、組件、應(yīng)用等。如所提到的，一旦數(shù)據(jù)由封裝組件110封裝，它可被用作數(shù)據(jù)對象以及由數(shù)據(jù)消耗設(shè)備使用。通過這種方式，例如，數(shù)據(jù)消耗設(shè)備120(舉例來說，MES應(yīng)用)可直接讀和/或?qū)懱匦院?或調(diào)用基于控制器的數(shù)據(jù)對象的方法。通過進一步的例子，控制器可以是能直接讀和/或?qū)懱匦院?或調(diào)用由MES層應(yīng)用(或其他控制器的)的數(shù)據(jù)對象顯示的對象的方法的客戶設(shè)備。如此，封裝數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)對象可促進整個控制系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)的通信和實現(xiàn)。此外，由于只存在這樣數(shù)據(jù)的單個備份，控制系統(tǒng)可以在它在系統(tǒng)內(nèi)提供連續(xù)的數(shù)據(jù)(舉例來說，特性)和方法(舉例來說，行為)中更加加強。
封裝組件110和數(shù)據(jù)消耗設(shè)備120可以相互是遠程的或本地的并且可以使用各種技術(shù)耦合。例如，數(shù)據(jù)消耗設(shè)備120可基于一個條件、一個時間或基于一個周期請求來自封裝組件110的數(shù)據(jù)，并且可使用諸如ControlNet、DeviceNet、Profibus、以太網(wǎng)等的通信協(xié)議中的任何數(shù)量的協(xié)議做出該請求。此外，各種介質(zhì)可被用以發(fā)送這樣的請求，諸如有線的(舉例來說，同軸電纜、雙絞線等)和/或無線技術(shù)(舉例來說，紅外線、無線以太網(wǎng)、藍牙等)。如圖中所示，數(shù)據(jù)消耗設(shè)備120可重新發(fā)送數(shù)據(jù)(舉例來說，特性和/或方法)給例如，諸如控制器或軟件應(yīng)用的另一不同的數(shù)據(jù)消耗設(shè)備。
圖2示出了使用抽象組件210和封裝組件220以提供能與處理設(shè)備230接口的數(shù)據(jù)對象的系統(tǒng)200。抽象組件210可接收來自一個或多個可定位于特定控制架構(gòu)內(nèi)的源的數(shù)據(jù)。例如，數(shù)據(jù)可從企業(yè)資源計劃(ERP)應(yīng)用、MES應(yīng)用、控制器等中被接收。此外，數(shù)據(jù)可使用各種格式化并包括有關(guān)數(shù)據(jù)如何被使用、數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)的定標等的自描述信息。
抽象組件210可用以確定什么特性和方法被顯示給特定數(shù)據(jù)用戶。通過這種方式，通過不允許用戶察看他們不感興趣的和/或應(yīng)該被禁止訪問的數(shù)據(jù)可減少用戶混淆。例如，如果數(shù)據(jù)用戶希望訪問來自在控制系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)對象的比例因數(shù)，抽象組件可僅僅提供數(shù)據(jù)的比例因數(shù)并減少額外不需要的諸如數(shù)據(jù)源、源位置、源制造商等數(shù)據(jù)。
封裝組件220可用以定義數(shù)據(jù)對象可與各種數(shù)據(jù)用戶接口的方式。根據(jù)本發(fā)明，訪問數(shù)據(jù)對象的特性和/或方法可由用以與這樣的數(shù)據(jù)對象通信的接口予以命令。例如，封裝組件可定義，數(shù)據(jù)對象與處理設(shè)備230連口的方式。通過這種方式，數(shù)據(jù)對象可使用不同的數(shù)據(jù)以提供相同的特性和/或方法給處理設(shè)備230。例如，封裝組件220允許用戶修改用以提供這種特性和/或方法給特定數(shù)據(jù)用戶的數(shù)據(jù)，諸如處理組件230。
通過封裝數(shù)據(jù)，可對由處理設(shè)備230所隱藏的數(shù)據(jù)對象做出改變，但提供相同的接口給處理設(shè)備230以提供通信的一致和可靠的方法。此外，這樣的接口可提供廣泛的“標志”以對數(shù)據(jù)用戶描述各種數(shù)據(jù)。例如，標志可用以描述數(shù)據(jù)和自動地允許這樣的數(shù)據(jù)用戶接口至控制系統(tǒng)的理想的方面，而不是對數(shù)據(jù)用戶顯示數(shù)據(jù)點和/或單詞。例如，某個數(shù)據(jù)點可被標識為“標度”、“溫度”、“距離”等。通過這種方式，數(shù)據(jù)用戶不需要熟悉在控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)數(shù)據(jù)的位置和功能。而是，這樣的用戶可僅僅詢問特定控制系統(tǒng)有關(guān)具有各種特性和/或方法的數(shù)據(jù)以接收想要的數(shù)據(jù)給接口。
封裝組件220可具有能確定接口諸如處理設(shè)備230的數(shù)據(jù)用戶最好的方式的人工智能(AI)組件(圖中未示)。例如，AI組件可識別數(shù)據(jù)用戶的類型和相應(yīng)的需要并且順序地提供適當(dāng)?shù)慕涌诮o數(shù)據(jù)對象。
在本發(fā)明的一個方面，對于數(shù)據(jù)對象的接口以及對數(shù)據(jù)消耗者顯示的這樣的數(shù)據(jù)的特性和方法可由機器學(xué)習(xí)來完成其中具有用于搜索理想的結(jié)果和/或不理想結(jié)構(gòu)的例子的一個或多個訓(xùn)練組可用以訓(xùn)練系統(tǒng)。在本發(fā)明的另一方面，初始條件根據(jù)一個或多個指示理想結(jié)果的特性而被使用。這樣的初始條件可根據(jù)時間調(diào)整并且響應(yīng)于與返回的結(jié)果關(guān)聯(lián)的用戶活動以提高辨別。例如，由用戶使用的結(jié)果可用以訓(xùn)練系統(tǒng)以學(xué)習(xí)對于關(guān)聯(lián)的詢問的理想結(jié)果。此外，對于特定數(shù)據(jù)項最常詢問的那個結(jié)果的知識(舉例來說，特性、方法等)可用以配置合適的接口以僅僅顯示數(shù)據(jù)用戶感興趣和/或被授權(quán)查看的信息。例如，一個被用戶多次訪問的結(jié)果可認為對用戶更有用。通過這種方式，如果特定數(shù)據(jù)用戶請求特定特性和/或方法，這樣方面的數(shù)據(jù)在今后可加以使用。
此外，如在此被使用的，術(shù)語“推論”通常涉及從一組由事件和/或數(shù)據(jù)捕獲的觀察結(jié)果中推理有關(guān)或推斷系統(tǒng)、環(huán)境、和/或用戶的狀態(tài)的過程。例如，推論可用以識別特定的上下文或活動，或可產(chǎn)生狀態(tài)的概率的分布。推論可以是概率性的，也就是說，有關(guān)狀態(tài)的概率分布的計算基于數(shù)據(jù)和事件的考慮。推論也可涉及從一組事件和/或數(shù)據(jù)中組成高級事件所用的技術(shù)。這樣的推論導(dǎo)致由一組觀察的事件和/或存儲的事件數(shù)據(jù)構(gòu)成的事件或行動，不管事件是否與接近的時間相關(guān)、以及事件和數(shù)據(jù)是否來自一個或多個事件和數(shù)據(jù)源。各種分類方案和/或系統(tǒng)(舉例來說，支持向量機、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(舉例來說，反向傳播、反饋轉(zhuǎn)發(fā)返回傳播、反射基礎(chǔ)和模糊邏輯)、專家系統(tǒng)、Bayesian網(wǎng)絡(luò)、和數(shù)據(jù)合成)可結(jié)合執(zhí)行結(jié)合本發(fā)明的自動的和/或推導(dǎo)的活動所使用。
還根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一技術(shù)可被用以預(yù)期對于數(shù)據(jù)用戶適當(dāng)?shù)慕涌?。例如，諸如表示隨著接口至各種用戶的同時已使用的此類數(shù)據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)和屬性的歷史數(shù)據(jù)的信息可用以預(yù)告在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)用戶的偏好的數(shù)據(jù)特性和/或方法。例如，基于統(tǒng)計、概率、推論和分類(舉例來說，明確訓(xùn)練的和不明確訓(xùn)練的)的智能決策，包括Bayesian學(xué)習(xí)、Bayesian分類以及其他諸如決定樹學(xué)習(xí)方法、支持向量機、線性和非線性衰退和/或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)本發(fā)明的一方面加以使用。通過這種方式，AI組件(圖中未示)可通過封裝組件使用以提供基于有關(guān)特定數(shù)據(jù)源的特定數(shù)據(jù)用戶學(xué)習(xí)的活動做出的決定。
通過一種方法，處理設(shè)備230實質(zhì)上可以是任何組件，其中可駐留一個或多個數(shù)據(jù)點。根據(jù)本發(fā)明的一方面，可編程邏輯控制器(舉例來說，Allen BradleyPLC5、SLC-500、MicroLogix等)可以是處理設(shè)備230。例如，處理設(shè)備230可以是用來通過使用不同的協(xié)議與一個或多個數(shù)據(jù)用戶通信的Allen BradleySLC-500PLC。通過進一步的例子，處理設(shè)備可以是諸如可請求和/或使用各種具有特定特性和/或方法的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫的軟件應(yīng)用。
圖3示出了包括嵌入于工業(yè)控制器320的封裝組件310的系統(tǒng)300。封裝組件310提供由工業(yè)控制器320接收的數(shù)據(jù)的特性和方法。如圖所示，工業(yè)控制器320耦合至控制組件350。工業(yè)控制器320實質(zhì)上可以是任何在工業(yè)環(huán)境中使用的處理設(shè)備。這樣的例子包括可編程邏輯控制器、智能處理器、遠程終端、數(shù)據(jù)獲得卡等。此外，使用任何介質(zhì)(舉例來說，同軸電纜、雙絞線、串行等)和/或諸如ContorlNet、DeviceNet、以太網(wǎng)、紅外線等的協(xié)議可實現(xiàn)與工業(yè)控制器的通信。此外，工業(yè)控制器有一個或多個端口以提供數(shù)據(jù)發(fā)送至多個數(shù)據(jù)用戶。通過這種方法，工業(yè)控制器320可以實質(zhì)上在任何所介紹的控制系統(tǒng)內(nèi)接收和/或發(fā)送數(shù)據(jù)。
如圖所示，封裝組件310嵌入于工業(yè)控制器320中。然而，可以理解的是封裝組件實質(zhì)上可位于有關(guān)工業(yè)控制器320任何位置(舉例來說，遠程地)。例如，封裝組件310可用以封裝由工業(yè)控制器接收的數(shù)據(jù)以使數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給不同的數(shù)據(jù)用戶以產(chǎn)生在自動化系統(tǒng)內(nèi)面向?qū)ο蟮哪芰?。通過這種方式，數(shù)據(jù)用戶可使用有關(guān)諸如特性、方法、范圍和/或訪問限定詞、多態(tài)、繼承等的數(shù)據(jù)的面向?qū)ο蟾拍?。例如，術(shù)語“聚集”可由一個以上的可與工業(yè)控制器接口的數(shù)據(jù)用戶(圖中未示)使用，該工業(yè)控制器中每個用戶分配不同的含義至該術(shù)語。通過這種方法，來自封裝的組件的數(shù)據(jù)可識別由每個不同數(shù)據(jù)用戶需要的特定功能。
通過進一步的例子，一組類似的數(shù)據(jù)對象(舉例來說，來自相同過程的數(shù)據(jù)、相同的控制方面等)可被分組以定義該組中與數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的特性和方法。通過這種方法，在多個事件中沒有重復(fù)定義特性和方法的情況下，與數(shù)據(jù)對象組關(guān)聯(lián)的特性和方法可被單次地定義并且由多個數(shù)據(jù)用戶使用。此外，在控制系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)定義和使用的一致性可得到維護。
現(xiàn)在參考圖4，示出了典型系統(tǒng)400，其中工業(yè)控制器410與多個數(shù)據(jù)訂戶420至460連接。由工業(yè)控制器410接收的數(shù)據(jù)可存儲于存儲器中(圖中未示)以在將來被訪問。工業(yè)控制器410實質(zhì)上可以是任何能駐留在工業(yè)環(huán)境中的控制器，諸如可滿足諸如IP67、IP45等特定環(huán)境標準的組件。此外，工業(yè)控制器410可處理和/或存儲接收的數(shù)據(jù)以被本地和/或遠程檢索和使用。
由工業(yè)控制器410接收和存儲的數(shù)據(jù)可提供這樣的數(shù)據(jù)的單個備份給系統(tǒng)400的其余部分。例如，該數(shù)據(jù)可被封裝以顯示特性和方法的合適的子集至一個或多個數(shù)據(jù)訂戶。通過這種方式，只要對這樣的數(shù)據(jù)方面感興趣的授權(quán)的訂戶可查看數(shù)據(jù)。封裝的數(shù)據(jù)可以是自描述為在控制系統(tǒng)內(nèi)通過各種接口通信。此外，一個或多個可在定位于特定控制架構(gòu)中多個不同位置的數(shù)據(jù)訂戶420至460可通過工業(yè)控制器訪問數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)訂戶420至460可以是在特定架構(gòu)和/或系統(tǒng)內(nèi)的任何位置和/或控制級。例如，數(shù)據(jù)訂戶430可表現(xiàn)在MES層內(nèi)的應(yīng)用，其中這樣的應(yīng)用可在工業(yè)控制器410內(nèi)直接讀和/或?qū)懱匦院?或調(diào)用數(shù)據(jù)的方法。這樣的數(shù)據(jù)連接可通過使用各種技術(shù)來實現(xiàn)。例如，標準執(zhí)行引擎可被嵌入于工業(yè)控制器和/或諸如.NET公共語言運行時間或Java虛擬機的數(shù)據(jù)訂戶。此外，例如，控制器面向?qū)ο蟮母拍羁墒褂脕碜允褂弥T如IEC-1111語言標準控制系統(tǒng)編程語言的工業(yè)控制器的數(shù)據(jù)被實現(xiàn)。這樣的語言可包括分段傳遞式梯形邏輯、結(jié)構(gòu)化文本、功能框圖、順序功能圖、指令列表等。
圖5表現(xiàn)了控制架構(gòu)500，其中數(shù)據(jù)對象組件510接口至控制層520、對象層530、MES層540和/或ERP層550。數(shù)據(jù)對象組件510可接收來自一個或多個源的信息以抽象和封裝這樣的信息，可依次作為數(shù)據(jù)對象輸出。例如，這種數(shù)據(jù)對象可接口至控制架構(gòu)500的一個或多個層(舉例來說，控制、對象、MES、ERP等)以使數(shù)據(jù)對象可如自動分層那樣容易地上下相互交換。通過這種方式，面向的對象訪問信息可在控制架構(gòu)500的多個級上得以支持。
可以理解的是根據(jù)本發(fā)明的一個方面，由控制架構(gòu)500使用的數(shù)據(jù)可存儲于多個位置中的一個。例如，數(shù)據(jù)可從數(shù)據(jù)訪問組件510、對象層530、MES層540等訪問。雖然數(shù)據(jù)可被從控制架構(gòu)500內(nèi)的一個以上的位置訪問，這樣的數(shù)據(jù)僅駐留(舉例來說，存儲于)在一個位置中以提供該數(shù)據(jù)的特性和方法一致的更新。例如，數(shù)據(jù)可被從數(shù)據(jù)對象組件510或?qū)ο髮?30任一個元素加以定位和訪問。此外，可以理解的是根據(jù)本發(fā)明使用的數(shù)據(jù)實際上可以在有關(guān)控制架構(gòu)500的任何位置。
單接口可用以對于數(shù)據(jù)特性和/或方法的讀和/或?qū)?，而不管架?gòu)500的哪個級要訪問數(shù)據(jù)。例如，如果特定分層(舉例來說，ERP、MES控制等)要訪問特定數(shù)據(jù)或使用來自不同位置的這樣面向的對象服務(wù)數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)將具有相同的表示而不管數(shù)據(jù)用戶的類型和/或位置。換而言之，數(shù)據(jù)將作為具有特定屬性和/方法的對象出現(xiàn)。此外，不管這樣的數(shù)據(jù)是否被本地激活或在不同的位置被使用，數(shù)據(jù)用戶可依然具有能力接口以訪問數(shù)據(jù)。
圖6顯示了系統(tǒng)600，其中數(shù)據(jù)對象目錄610可接口至控制層620、MES層630和/或ERP層640。通過這種方法，數(shù)據(jù)對象目錄610可被一個或多個從任意數(shù)量的源接收的數(shù)據(jù)對象所總裝。例如，數(shù)據(jù)對象可從MES層630和/或外部數(shù)據(jù)對象源接收。
傳統(tǒng)地，在控制架構(gòu)一個層內(nèi)使用的數(shù)據(jù)不能被相同架構(gòu)的不同層容易地使用(舉例來說，讀、寫等)。而，這樣的數(shù)據(jù)必須被重新格式化和/或重新配置以符合使用此數(shù)據(jù)的每個層的某些數(shù)據(jù)使用需求。然而，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，數(shù)據(jù)可被封裝和存儲在數(shù)據(jù)對象目錄610中以呈現(xiàn)想要的數(shù)據(jù)特性和方法給多個用戶。通過這種方法，數(shù)據(jù)對象目錄可被分布以使一個或多個數(shù)據(jù)對象利用特定項目通過拖動和下拉想要的數(shù)據(jù)對象至特定項目所使用。例如，用戶可使用一個或多個數(shù)據(jù)對象構(gòu)建數(shù)據(jù)對象目錄以執(zhí)行想要的控制功能并且也接口到MES層和/或外部整合。這樣的數(shù)據(jù)對象可存儲在數(shù)據(jù)對象目錄610中并在將來的某個時間通僅僅通過“下拖”目錄對象和下拉它至特定項目所使用。
數(shù)據(jù)對象目錄610可通過特定用戶用以組織想要的數(shù)據(jù)對象。例如，數(shù)據(jù)對象可根據(jù)多個數(shù)據(jù)用戶的需要被分成多個組，該數(shù)據(jù)用戶通過數(shù)據(jù)對象目錄610訪問一個或多個數(shù)據(jù)對象。如此，根據(jù)本發(fā)明，如果使用來自多個硬件和/或軟件組件的特定過程點組以控制在工廠內(nèi)特定流水線上的生產(chǎn)，這樣的數(shù)據(jù)可先被封裝為一個或多個數(shù)據(jù)對象。然后，這些數(shù)據(jù)對象可被作為組(舉例來說，子目錄)放置到數(shù)據(jù)對象目錄610并通過包括控制層620、MES層630和ERP層640的整個數(shù)據(jù)架構(gòu)整體地使用。
圖7示出了典型系統(tǒng)700，該系統(tǒng)使用可編程邏輯控制器(PLC)710以與傳感器720接口并且提供這樣的信息至PLC740和/或MES應(yīng)用750。為了促進數(shù)據(jù)特性和/或方法的通信，PLC710可耦合至封裝組件730，該封裝組件730接收來自傳感器的數(shù)據(jù)并且轉(zhuǎn)變該數(shù)據(jù)為可被PLC710、PLC740和/或MES應(yīng)用750(舉例來說，數(shù)據(jù)用戶)使用的數(shù)據(jù)對象?？梢岳斫獾氖且粋€或多個數(shù)據(jù)用戶可以實質(zhì)上相同的方式接口來自封裝組件的數(shù)據(jù)對象。例如，MES應(yīng)用750可請求特定類型的數(shù)據(jù)對象并被連接到PLC710以與名為“Tank 1”的數(shù)據(jù)對象接口。一旦這樣的結(jié)果被返回，MES應(yīng)用能使用結(jié)構(gòu)化的方法以調(diào)用實際上發(fā)送服務(wù)至PLC710的數(shù)據(jù)對象。通過這種方法，諸如C#、Visual Basic、C等程序可在MES應(yīng)用750被使用以支持這樣的服務(wù)級架構(gòu)和容易地訪問數(shù)據(jù)對象“Tank 1”。
圖8、9和10示出了根據(jù)本發(fā)明的方法800、900和1000。為了解釋的簡明，方法被描寫和描述成一系列活動?？梢悦靼缀屠斫獾氖潜景l(fā)明不被所示的活動和/或活動的次序所限制，例如活動可以以各種次序和/或與沒有在此呈現(xiàn)和描述的方法同時發(fā)生。此外，根據(jù)本發(fā)明，不是所有示出的活動都被需要以實現(xiàn)方法。另外，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可明白和理解方法可由狀態(tài)圖或事件被選擇地表現(xiàn)為一系列相關(guān)狀態(tài)。
現(xiàn)在參考圖8，示出了用以顯示數(shù)據(jù)特性和方法給一個或多個用戶的方法800。通過這種方法，對于信息面向?qū)ο蟮脑L問可在特定控制架構(gòu)內(nèi)被提供給一個或多個級。在810，數(shù)據(jù)由基本上任何可發(fā)送信息的源被接收。這樣的信息可通過一個或多個協(xié)議(舉例來說，串行、ControlNet、DeviceNet等)使用諸如同軸電纜、以太電纜、紅外線、無線以太網(wǎng)等各種有線和/或無線介質(zhì)而被發(fā)送。例如，信息可基于事件、周期性或一次被接收。通過例子，只要特定溫度符合或超過預(yù)定值，數(shù)據(jù)可被接收。
接收的數(shù)據(jù)可使用各種格式和/或標準以不同的長度發(fā)送。通常，這樣的數(shù)據(jù)可包括與接收的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的值和方法?？捎迷獢?shù)據(jù)以描述接收到的這樣的值和方法以幫助客戶理解什么方法和特性可用以及怎樣訪問和/或調(diào)用這樣的特性和方法。此外，這樣的數(shù)據(jù)基本上可在任何與控制架構(gòu)關(guān)聯(lián)的位置被接收。通過這種方式，例如，數(shù)據(jù)可作為鄰近MES系統(tǒng)的層或MES系統(tǒng)的部分或作為與在控制器和/或MES層內(nèi)合作封裝數(shù)據(jù)的白盒被接收?；蛘?，數(shù)據(jù)可通過控制器被接收以支持對于信息面向?qū)ο蟮脑L問作為控制器數(shù)據(jù)類型的標準行為和那些數(shù)據(jù)類型的標志。
在820，數(shù)據(jù)被抽象化以使數(shù)據(jù)可與信息關(guān)聯(lián)，該信息可對一個或多個數(shù)據(jù)用戶有某些作用。例如，數(shù)據(jù)可提供值、設(shè)備制造商、設(shè)備協(xié)議、設(shè)備端口、設(shè)備位置、設(shè)備IP地址、設(shè)備顏色、數(shù)據(jù)的周期性等。然而，一個或多個用戶可不請求所有發(fā)送的數(shù)據(jù)。這樣抽象可幫助確定數(shù)據(jù)封裝的方式。
在830，數(shù)據(jù)被封裝以使數(shù)據(jù)可提供給一個或多個數(shù)據(jù)用戶。通過這種方式，只要特性和方法合適的子集可被顯示給特定用戶以防止客戶在訪問中訪問不被授權(quán)和/或不感興趣訪問的數(shù)據(jù)。通過限制數(shù)據(jù)特性和方法的顯示，對于訪問特性和方法的方式的改變不會影響訪問該數(shù)據(jù)的不同客戶。此外，例如，數(shù)據(jù)的封裝可對特性和/或方法提供選擇的訪問，該特性和/或方法在控制架構(gòu)內(nèi)使用特定接口。在840，數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)對象發(fā)送給一個或多個數(shù)據(jù)用戶。
圖9示出了典型方法900，其中使用數(shù)據(jù)的特性和方法。在910，例如，請求數(shù)據(jù)。這樣的數(shù)據(jù)可由一個或多個與控制系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)用戶請求。此外，數(shù)據(jù)的類型、屬性、格式等可被指定并且這樣的請求可通過搜索引擎、詢問組件等實現(xiàn)。在920，數(shù)據(jù)被定位。數(shù)據(jù)可基于至少部分的請求的數(shù)據(jù)參數(shù)被定位在特定系統(tǒng)內(nèi)。通過這種方式，有關(guān)數(shù)據(jù)含義的數(shù)據(jù)位置、地點或任何特定信息就不必要定位請求的數(shù)據(jù)。如此，系統(tǒng)實質(zhì)上可調(diào)節(jié)任何數(shù)據(jù)請求，特別那些來自新的和/或不熟悉特定控制系統(tǒng)的架構(gòu)的用戶。
在930，數(shù)據(jù)用戶讀出數(shù)據(jù)特性和在940，數(shù)據(jù)用戶可寫入一個或多個數(shù)據(jù)屬性。類似地，在950，數(shù)據(jù)用戶可調(diào)用與在位于920的數(shù)據(jù)相關(guān)的方法。如此，在定位想要的數(shù)據(jù)時，用戶可開始通過一個或多個與數(shù)據(jù)用戶關(guān)聯(lián)的過程以使用這樣定位的數(shù)據(jù)。提供被封裝的支持對于信息面向?qū)ο蟮脑L問的數(shù)據(jù)可促進這樣的互動。此外，用戶可使用各種具有諸如特性、方法、范圍限定、訪問限定、多態(tài)等的面向?qū)ο蟾拍睢?br> 現(xiàn)在參考圖10，示出了方法1000，該方法通過公共接口提供數(shù)據(jù)給第一和第二數(shù)據(jù)用戶。在1010，數(shù)據(jù)根據(jù)特種協(xié)議、介質(zhì)和標準被接收。例如，只要這樣的數(shù)據(jù)到達特定組件和/或設(shè)備，這樣的數(shù)據(jù)就可被輪詢和/或接受。在1020，根據(jù)本發(fā)明，接收到的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)對象。數(shù)據(jù)可通過抽象和封裝數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)對象以提供用于數(shù)據(jù)用戶使用這樣的數(shù)據(jù)的方法。在1030，接收到來自第一用戶的請求。這樣的用戶可本地和/或遠程地做出對于數(shù)據(jù)的請求并且實質(zhì)上可以定位于任何與諸如MES層、控制層等的控制系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的位置。在1040，接收到來自第二用戶的請求。這樣的用戶可類似地被實質(zhì)上定位于任何位置。在1050，數(shù)據(jù)通過使用公共接口提供給第一和第二用戶以由每個各自用戶使用數(shù)據(jù)對象。這樣的接口可基于諸如用戶需要、與數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的特性和/或方法等多個因素而加以定義。
參考圖11，描述了用以實現(xiàn)本發(fā)明各個方面的典型環(huán)境1110包括計算機1112。計算機1112包括處理單元1114、系統(tǒng)存儲器1116、以及系統(tǒng)總線1118。系統(tǒng)總線1118耦合系統(tǒng)組件包括，但不局限于，系統(tǒng)存儲器1116至處理單元1114。處理單元1114可以是各種可用處理器的任何一種。雙微處理器和其他多處理器架構(gòu)也可用作處理單元1114。
系統(tǒng)總線1118可以是總線結(jié)構(gòu)的多種類型中的任何一種，該總線結(jié)構(gòu)包括存儲總線或存儲控制器、外圍總線或外部總線、和/或使用各種可用總線架構(gòu)中的任何一種的本地總線，該總線架構(gòu)包括，但不局限于，8位總線、工業(yè)標準結(jié)構(gòu)(ISA)、微信道結(jié)構(gòu)(MSA)、擴展工業(yè)標準結(jié)構(gòu)(EISA)、智能電子驅(qū)動(IDE)、VESA局部總線(VLB)、外設(shè)部件互連(PCI)、通用串行總線(USB)、高級圖形接口(AGP)、個人計算機存儲卡國際協(xié)會總線(PCMCIA)以及小型計算機系統(tǒng)接口(SCSI)。
系統(tǒng)存儲器1116包括易失性存儲器1120和非易失性存儲器1122?；据斎?輸出系統(tǒng)(BIOS)存儲于非易失性存儲器1122中，它包括基本例行程序以在計算機1112內(nèi)的兩個元件之間，諸如在啟動期間，轉(zhuǎn)移信息。通過說明，而非限制，非易失性存儲器1122可包括只讀存儲器(ROM)、可編程ROM(PROM)、電可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)、或快速存儲器。易失性存儲器1120包括如外部高速緩沖存儲器活動的隨機存取存儲器(RAM)。通過說明，而非限制，RAM可以多種形式獲得，諸如同步隨機存取存儲器(SRAM)、動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、雙數(shù)據(jù)速率SDRAM(DDR SDRAM)、增強SERAM(ESDRAM)、同步鏈DRAM(SLDRAM)、以及直接存儲器總線RAM(DRRAM)。
計算機1112也包括可移動/不可移動、易失性/非易失性計算機存儲介質(zhì)。圖11所示，例如，磁盤存儲器1124。磁盤存儲器1124包括，但不局限于，像磁盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器、磁帶驅(qū)動器、Jaz驅(qū)動器、Zip驅(qū)動器、LS-100驅(qū)動器、快速存儲器卡、或存儲棒。此外，磁盤驅(qū)動器1124可包括獨立的存儲介質(zhì)或與其他存儲介質(zhì)結(jié)合的存儲介質(zhì)，該其他存儲介質(zhì)包括，但不局限于，諸如光盤驅(qū)動器(CD-ROM)、可記錄光盤驅(qū)動器(CD-R Drive)、可寫光盤驅(qū)動器(CD-RM Drive)或數(shù)字化通用光盤ROM驅(qū)動器(DVD-ROM)的光盤驅(qū)動器。為了促進磁盤存儲設(shè)備1124與系統(tǒng)總線1118的連接，通常使用諸如接口1126的可移動或不可移動接口。
可以理解的是圖11描述軟件，該軟件作為在合適的操作環(huán)境1110內(nèi)描述的用戶和基本計算機資源之間的中介物。這樣的軟件包括操作系統(tǒng)1128。操作系統(tǒng)1128可存儲在磁盤存儲器1124上，用以控制和分配計算機系統(tǒng)1112的資源。系統(tǒng)應(yīng)用1130通過操作系統(tǒng)1128由存儲在系統(tǒng)存儲器1116或磁盤存儲器1124上的程序模塊1132和程序數(shù)據(jù)1134利用資源的管理?？梢岳斫獾氖潜景l(fā)明可使用各種操作系統(tǒng)或操作系統(tǒng)的組合所實現(xiàn)。
用戶通過輸入設(shè)備1136輸入命令或信息至計算機1112。輸入設(shè)備1136包括，但不局限于，諸如鼠標、跟蹤球、記錄筆、觸摸板、鍵盤、麥克風(fēng)、操縱桿、游戲板、圓盤式衛(wèi)星電視天線、掃描儀、TV調(diào)諧卡、數(shù)碼照相機、數(shù)碼攝影機、網(wǎng)絡(luò)照相機等的指示設(shè)備。這些和其他輸入設(shè)備由接口端口1138通過系統(tǒng)總線1118連接到處理單元1114。接口端口1138包括，例如，串行端口、并行端口、游戲端口、和通用串行總線(USB)。輸出設(shè)備1140使用如輸入設(shè)備1136的端口相同類型中的某些類型。如此，例如，USB端口可用以提供輸入至計算機1112，并用以將從計算機1112輸出的信息提供至輸出設(shè)備1140。提供輸出適配器1142以說明存在諸如某些在其他輸出設(shè)備1140中，需要特殊配置器的監(jiān)視器、揚聲器、和打印機的輸出設(shè)備1140。輸出適配器1142包括，僅為說明而非限制，提供在輸出設(shè)備1140和系統(tǒng)總線1118之間連接方式的視頻和聲頻卡。應(yīng)該注意的是其他設(shè)備和/或設(shè)備的系統(tǒng)提供輸入和輸出能力兩者，諸如遠程計算機1144。
計算機1112可在網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中使用邏輯連接到一個或多個諸如遠程計算機1144的遠程計算機進行操作。遠程計算機1144可以是個人計算機、服務(wù)器、路由器、網(wǎng)絡(luò)PC、工作站、基于微處理器的裝置、對等設(shè)備或其他公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點等，并且通常包括許多或所有關(guān)于計算機1112描述的元件。為了簡明，只有記憶存儲器設(shè)備1146結(jié)合遠程計算機1144示出。遠程計算機1144通過網(wǎng)絡(luò)接口1148邏輯地連接至計算機1112，然后通過通信連接1150物理地被連接。網(wǎng)絡(luò)接口1148包括諸如局域網(wǎng)(LAN)和廣域網(wǎng)(WAN)的通信網(wǎng)絡(luò)。LAN技術(shù)包括光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)、銅分布式數(shù)據(jù)接口(CDDI)、以太網(wǎng)/IEEE1102.3、令牌網(wǎng)/IEEE 1102.5等。WAN技術(shù)包括，但不局限于，點對點鏈接、如綜合服務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)和其后的各種的線路轉(zhuǎn)接網(wǎng)絡(luò)、封裝交換網(wǎng)絡(luò)、和數(shù)字用戶線路(DSL)。
通信連接1150涉及使用的硬件/軟件以連接網(wǎng)絡(luò)接口1148至總線1118。盡管所示的通信連接1150為了清楚的說明是在計算機1112內(nèi)部，它也可以是在計算機1112的外部。對于連接到網(wǎng)絡(luò)接口1148必要的硬件/軟件包括，只為示例目的，諸如包括常規(guī)電話級調(diào)制解調(diào)器、電纜調(diào)制解調(diào)器和DSL調(diào)制解調(diào)器、ISDN適配器、和以太網(wǎng)卡的調(diào)制解調(diào)器的內(nèi)部和外部技術(shù)。
圖12是一示例計算環(huán)境1200的框圖，其中可使用本發(fā)明。系統(tǒng)1200包括一個或多個客戶機1210?？蛻魴C1210可以是硬件和/或軟件(舉例來說，線程、進程、計算設(shè)備)。系統(tǒng)1200還包括一個或多個服務(wù)器1230。服務(wù)器1230也可以硬件和/或軟件(舉例來說，線程、進程、計算設(shè)備)。
在客戶機1210和服務(wù)器1230之間可能的通信可以是被在兩個或多個計算機過程之間傳送的數(shù)據(jù)包形式。系統(tǒng)1200包括用以促進客戶機1210和服務(wù)器1230之間通信的通信構(gòu)架1250?？蛻魴C1210可與接口到一個或多個被用存儲本地信息至客戶機1210的客戶數(shù)據(jù)存儲器1260。類似地，服務(wù)器1230可被接口到一個或多個可被用以存儲本地信息至服務(wù)器1230的服務(wù)器的數(shù)據(jù)存儲器1240。
以上描述的內(nèi)容包括本發(fā)明的例子。當(dāng)然，為了描述本發(fā)明而描述每個組件或方法可以想到的組合是不可能的，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可意識到本發(fā)明的許多進一步的組合和改變是可能的。相應(yīng)地，本發(fā)明要包括屬于在附加的權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)的所有更改、修改和變換。在這點上，可以意識到的是本發(fā)明包括系統(tǒng)和具有用以執(zhí)行本發(fā)明多種方式的步驟的計算機可執(zhí)行指令的計算機可讀介質(zhì)。此外，盡管本發(fā)明一特定特性已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的多個方面或?qū)崿F(xiàn)中的僅僅一個被公開，這樣的特性可結(jié)合其他實現(xiàn)的一個或多個其他特性對于任何給定的或特定的應(yīng)用而言是希望的和有益的。此外，對于在詳細的描述或權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語“包括”、“包含”、“有”、“具有”，以及它們的變形，這樣的術(shù)語包括于類似術(shù)語“包含”和它的變形中。
權(quán)利要求
1一種提供數(shù)據(jù)給工業(yè)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)(100、200)，包括與工業(yè)控制設(shè)備(320、410)關(guān)聯(lián)的封裝組件(110)，所述組件接收來自源的數(shù)據(jù)以及封裝數(shù)據(jù)(220、310)至有關(guān)數(shù)據(jù)的包特性和方法作為一個或多個數(shù)據(jù)對象，其中面向?qū)ο笤L問數(shù)據(jù)通過使用公共數(shù)據(jù)對象格式加以促進；以及位于工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)消耗設(shè)備(120)，所述設(shè)備使用接口以訪問從封裝的數(shù)據(jù)對象中的一個選擇的數(shù)據(jù)對象。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，封裝組件(110)與處理設(shè)備(230)、智能終端、遠程終端、工業(yè)處理器、可編程邏輯控制器(710、740)以及智能控制器中的一個或多個關(guān)聯(lián)。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)消耗設(shè)備(120)位于企業(yè)資源計劃層(550、610)、制造執(zhí)行系統(tǒng)層(540、630)、對象層(530)以及控制層(520、620)中的至少一個。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)消耗設(shè)備(120)是處理設(shè)備(230)、智能終端、遠程終端、工業(yè)處理器、可編程邏輯控制器(710、740)以及智能控制器中的一個或多個。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，接口防止未授權(quán)的數(shù)據(jù)消耗設(shè)備訪問數(shù)據(jù)特性和數(shù)據(jù)方法中的至少一個。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括搜索引擎，所述引擎能通過使用封裝的數(shù)據(jù)定位數(shù)據(jù)特性和數(shù)據(jù)方法中的至少一個。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)消耗設(shè)備(120)可以是直接讀數(shù)據(jù)特性(930)、直接寫特性(640)和直接調(diào)用數(shù)據(jù)方法(950)中的至少一個。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，只有每個數(shù)據(jù)對象(510)的單個實例是與工業(yè)控制系統(tǒng)關(guān)聯(lián)。
9如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，封裝組件(110)可定位于企業(yè)資源計劃層(550、610)、制造執(zhí)行系統(tǒng)層(540、630)、對象層(530)以及控制層(520、620)中的至少一個。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括抽象組件(210)，所述組件確定對特定數(shù)據(jù)消耗設(shè)備(120)顯示的特性和方法。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括人工智能(AI)組件，所述組件確定在數(shù)據(jù)消耗組件(120)和數(shù)據(jù)對象(510)之間的合適的接口。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，AI組件基于數(shù)據(jù)消耗設(shè)備模型(120)、數(shù)據(jù)消耗設(shè)備的需求、消耗設(shè)備的修訂、消耗設(shè)備的數(shù)據(jù)訪問的歷史以及消耗設(shè)備的授權(quán)級中的至少一個確定合適的接口。
13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，AI組件至少一部分基于支持向量機器、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、反向傳播、反饋轉(zhuǎn)發(fā)返回傳播、反射基礎(chǔ)、模糊邏輯、專家系統(tǒng)、Bayesian和數(shù)據(jù)融合網(wǎng)絡(luò)等中的一個做出確定。
14.一種在工業(yè)控制系統(tǒng)內(nèi)提供數(shù)據(jù)的計算機可實現(xiàn)方法(800)，包括從源接收數(shù)據(jù)(810)；抽象數(shù)據(jù)的特性和方法(820)；封裝數(shù)據(jù)的特性和方法以提供數(shù)據(jù)對象(830)；以及顯示數(shù)據(jù)的特性和方法(840)至至少一個數(shù)據(jù)訂戶(420-460)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，進一步包括與數(shù)據(jù)訂戶接口以確定數(shù)據(jù)訂戶需要的一個和數(shù)據(jù)訂戶的授權(quán)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，與特性和方法的接口，包括讀一個或多個特性(930)、寫一個或多個特性(940)以及調(diào)用一個或多個方法(950)中的至少一個。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，數(shù)據(jù)(1030)為ERP層(550、640)、MES層(540、630)、控制層(520、620)以及對象層(530)之一可接收。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，進一步包括在一個或多個層之間的數(shù)據(jù)對象的相互交換，其中所述層是ERP層(550、640)、MES層(540、630)、控制層(520、620)以及對象層(530)中的一個。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，進一步包括在對象目錄(610)中存儲一個或多個數(shù)據(jù)對象。
20.一種提供對于信息面向?qū)ο蟮脑L問的方法，包括從工業(yè)控制組件接收數(shù)據(jù)(120)的步驟；通過顯示合適的特性和方法的子集來封裝數(shù)據(jù)(110、220、310)的步驟；以及提供這種的特性和方法(210)給數(shù)據(jù)用戶的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及，例如，支持在控制架構(gòu)內(nèi)的多個分層上對于信息的面向?qū)ο蟮脑L問的系統(tǒng)和方法。這樣的數(shù)據(jù)訪問可以靠近MES系統(tǒng)的層或MES系統(tǒng)的部分或合作封裝，諸如在控制器或MES層內(nèi)封裝的數(shù)據(jù)的白盒的形式予以促進。此外，這樣的對于數(shù)據(jù)面向?qū)ο蟮脑L問可作為控制器數(shù)據(jù)類型的標準行為和那些數(shù)據(jù)類型的標志在控制器內(nèi)構(gòu)成。通過這種方式，數(shù)據(jù)能作為數(shù)據(jù)目標加以封裝，使用與每個數(shù)據(jù)用戶的共用接口來展示相關(guān)數(shù)據(jù)的性能和/或方法。這樣，數(shù)據(jù)用戶直接利用它們的自動化系統(tǒng)組件來應(yīng)用面向?qū)ο蟮母拍?，諸如特性、方法、范圍/訪問限定(私人、保護的、公開的企業(yè))、多態(tài)性、繼承性等。
文檔編號G05B15/02GK1755564SQ200510113320
公開日2006年4月5日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者M·D·卡蘭, J·J·拜爾, D·W·法奇民, R·A·瑪夸爾德特, R·A·莫斯, S·C·布瑞安特, S·昌德 申請人:洛克威爾自動控制技術(shù)股份有限公司