專利名稱：在工業(yè)自動化環(huán)境中使用的分層結構化數(shù)據(jù)模型的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工業(yè)控制系統(tǒng)，尤其涉及工業(yè)設備中的模式使用。
北曰 冃足
由于計算技術的進步，與僅僅幾年前的基本上類似的商業(yè)相比，目前商業(yè)能 夠更有效地運作。例如，內(nèi)部網(wǎng)絡使公司員工能夠通過電子郵件即時通信、向其它 員工快速傳遞數(shù)據(jù)文件、操作數(shù)據(jù)文件、共享與項目相關的數(shù)據(jù)以減少工作成果的 復制等。此外，技術的進步己經(jīng)使工廠應用變得部分或完全自動化。例如，曾經(jīng)需 要工人接近重型機械和其它各種危險條件的操作現(xiàn)在可在安全距離以外完成。
此外，與人類動作相關聯(lián)的缺點通過使用高精確機器而得以最小化。這些工 廠設備中的許多都向可由工廠地面的系統(tǒng)/過程/項目管理者訪問的數(shù)據(jù)庫或引用 數(shù)據(jù)庫的web服務提供與制造相關的數(shù)據(jù)。例如，傳感器和關聯(lián)軟件能檢測特定 機器在限定時段內(nèi)完成操作的許多實例。此外，可將來自傳感器的數(shù)據(jù)傳送到與系 統(tǒng)警報相關的處理單元。因此，工廠自動化系統(tǒng)可查看采集到的數(shù)據(jù)并自動和/或 半自動地調(diào)度設備維護、替換設備、以及與使過程自動化相關的其它各種程序。
雖然已針對使工業(yè)過程自動化取得了各種進步，但是控制器的使用和設計很 大程度上并未改變。工業(yè)控制器是用于控制工業(yè)過程、制造裝備、和諸如通過網(wǎng)絡
5化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集的其它工廠自動化過程的專用計算機。控制器通常與其它計算機 系統(tǒng)協(xié)作以形成一種環(huán)境，藉此進行多數(shù)現(xiàn)代的自動化制造操作。這些操作包括諸 如鋼的材料生產(chǎn)的前端加工，以及涉及裝配先前經(jīng)加工材料的諸如汽車制造的較復 雜的制造工藝。通常，諸如在汽車的情形中，復雜組件可在高科技機器人協(xié)助工業(yè) 控制過程的情況下制造。
在包括諸如食品、飲料和藥物的日用品基本生產(chǎn)的許多自動化過程中，復雜 的狀態(tài)邏輯通常由系統(tǒng)工程師設計并編程或者在某些情況下由自動化裝備制造商 提供。通常通過通用PLC梯形邏輯或者由順序功能圖或功能塊支持的高級語言來 編程。順序邏輯可用于諸如材料運送和傳送操作、封裝操作的多種任務或者作為裝 配過程自身的一部分使用，其中裝配的各個階段按順序排列直到最終裝配完成。應 該理解，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)需要大量計劃和設計，涉及執(zhí)行各個順序的適當操作的幾 百個機器、計算機和程序邏輯。
與控制系統(tǒng)相關聯(lián)的普遍問題是缺乏跨系統(tǒng)/過程的一致性，以及缺乏在控制 器制造商、軟件銷售商和顧客之間的一致性。這種不一致可能如同軟件銷售商與顧 客之間的命名慣例差異一樣簡單，或者如同相對于工業(yè)自動化框架部分的不同軟件 表示一樣復雜?？紤]到上述差異(以及種種其它差異)，使過程自動化通常需要相 當數(shù)量的特設編碼(ad-hoc coding)。因此，制造商使用計算機和程序設計專家來 生成和維護使制造過程自動化所必需的特設程序要花費高額成本。然后，這種成本 被轉嫁到所制造產(chǎn)品的購買者身上。
關于常規(guī)控制器的更多細節(jié)，這種控制器已被設計成能有效執(zhí)行實時控制。 例如，常規(guī)可編程邏輯控制器、機器人控制器、數(shù)字控制器、智能設備等從傳感器 接收數(shù)據(jù)并基于收到的數(shù)據(jù)來控制致動器、驅動器等。這些設備通過與源和/或目 的地關聯(lián)的符號和/或地址來識別數(shù)據(jù)的源和/或目的地。更具體地，工業(yè)控制器包 括通信端口和/或適配器，并且傳感器、致動器、驅動器等通信地耦合到這種端口/ 適配器。因此，控制器可在收到數(shù)據(jù)時識別設備的身份并進一步將控制數(shù)據(jù)傳送到 合適的設備。
從以上可知，與常規(guī)工業(yè)控制器關聯(lián)的數(shù)據(jù)通過平面名空間數(shù)據(jù)結構來創(chuàng)建、 傳送和/或存儲。換言之，可通過查看由控制器接收和/或輸出的數(shù)據(jù)來發(fā)現(xiàn)的全部 就是致動器或傳感器的身份及其狀態(tài)。該工業(yè)控制器架構能有效地對特定設備進行 實時控制一然而，當期望來自工業(yè)控制器的數(shù)據(jù)以供高層系統(tǒng)使用時可能會出現(xiàn)問 題。例如，如果期望來自控制器的數(shù)據(jù)以供調(diào)度應用使用，則熟悉該控制器的個體(多個)必須判定需要哪些數(shù)據(jù)、對數(shù)據(jù)進行分類、以期望格式封裝數(shù)據(jù)，然后將 該數(shù)據(jù)映射到調(diào)度應用。這引入另一軟件層，并且因此在工業(yè)自動化環(huán)境中有可能 發(fā)生混亂。如果若干應用期望使用類似的數(shù)據(jù)，則該問題被復雜化。在操作中，各 種控制器輸出數(shù)據(jù)、以平面名空間結構封裝它，并向網(wǎng)絡提供它。使用該數(shù)據(jù)的各 個應用將該數(shù)據(jù)拷貝到內(nèi)部存儲器、對該數(shù)據(jù)進行分類、組織該數(shù)據(jù)并以所需格式 封裝該數(shù)據(jù)。因此，在多個位置上存在類似數(shù)據(jù)的多個副本，其中該數(shù)據(jù)的各個副 本可被獨立地組織和封裝。
與常規(guī)工業(yè)自動化設備關聯(lián)的平面數(shù)據(jù)模型具有若干缺點。例如，當使用常 規(guī)平面數(shù)據(jù)結構時，使工廠數(shù)據(jù)與相關數(shù)據(jù)相關是極其困難的任務。更具體地，操 作員或雇員查看數(shù)據(jù)并手動生成相關。這種手動相關造成錯誤的可能性以及若干工 時。此外，不能有效地生成用戶界面一相反使用標準模板而未考慮用戶上下文。
概述
以下示出要求保護主題的簡化概述以便于提供對本文描述的某些方面的基本 理解。本概述不是寬泛的總覽，也并非旨在標識要求保護主題關鍵/本質(zhì)要素或刻 劃其范圍。其唯一目的是以簡化形式示出某些概念作為以下提供的更詳細描述的序曰。
要求保護的主題涉及工業(yè)系統(tǒng)/過程的控制。為了實現(xiàn)對工業(yè)系統(tǒng)的控制，可 與分層結構化數(shù)據(jù)模型結合使用的模式可保持在工業(yè)自動化設備內(nèi)，諸如可編程邏 輯控制器、數(shù)字控制器、機器人控制器、智能設備、交換機、路由器、代理、網(wǎng) 關等。該模式使得能夠對遵從分層結構化數(shù)據(jù)模型的對象進行實例化，其中對象可 表示工業(yè)系統(tǒng)、設備、過程、子過程等。將該模式直接結合到工業(yè)設備中有利于通 用數(shù)據(jù)模型在整個工業(yè)自動化環(huán)境中的滲透。對象之間的關聯(lián)以及繼承
(inheritance)屬性等可在模式中定義。狀態(tài)機可與對象關聯(lián)以指示狀態(tài)(例如保 持、異常中止等)。在一示例中，模式可被設計成使得能夠根據(jù)ISAS88標準、ISA S95、 OMAC、其組合、或者任何其它合適的工業(yè)標準來對數(shù)據(jù)對象進行實例化。 因此，模式可使得能夠對單元程序對象、裝備程序對象或分層結構中的任何其它合 適的對象進行實例化。
雖然使用該模式，但是可實現(xiàn)其它功能。例如，對象可被設計成實現(xiàn)工業(yè)過 程并在網(wǎng)絡連接(例如因特網(wǎng))上出售。在另一示例中，可直接從控制器檢索數(shù)據(jù) 并相關于過程用其來動態(tài)生成用戶界面。使用這種數(shù)據(jù)是有益的，因為控制器可用于生成制造環(huán)境的最準確表示。此外，給定整個制造過程的表示(例如跨越過程邊 界)，允許從制造的開始到結束的無縫跟蹤和追蹤。例如，該模式可在產(chǎn)品通過批 過程、離散過程等時能夠對其進行監(jiān)控。按照貫例，在使用獨立模式時，這種監(jiān)控 很困難。此外，多個控制器可在根據(jù)該模式的對象的使用過程中充當分布式數(shù)據(jù)庫。 此外，使用該模式的工業(yè)自動化設備可與幫助將平面特性的數(shù)據(jù)轉換成遵從 分層結構化數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)的硬件/軟件相關聯(lián)。例如，工業(yè)自動化設備可與不使
用本文所述模式的一個或多個遺留設備(legacy device)相關聯(lián)。然而，期望在保 持在整個工業(yè)自動化環(huán)境中使用分層結構化數(shù)據(jù)模型的同時使遺留設備能夠在該 環(huán)境中操作。因此，工業(yè)自動化設備可包括模板或用于將以平面方式結構化的所接 收數(shù)據(jù)轉換成分層結構化數(shù)據(jù)的其它適當裝置。
為了實現(xiàn)以上和相關目的，本文結合以下描述和附圖描述特定說明性方面。 然而，這些方面僅示出其中可使用要求保護主題的原理的各種方法的一些，且該主 題旨在包括所有這些方面及其等效方案。通過結合附圖考慮以下詳細描述，其它優(yōu) 點和新穎特征將變得顯而易見。
附圖簡要描述


圖1是有助于遵從分層結構化數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)的接收、創(chuàng)建和輸出的工業(yè)自 動化設備的高層系統(tǒng)框圖。
圖2示出可結合分層結構化數(shù)據(jù)模型使用的示例性分層結構。 圖3示出可結合分層結構化數(shù)據(jù)模型使用的示例性分層結構。 圖4示出分層結構的示例性組合。 圖5示出分層結構的示例性組合。
圖6是分層結構化數(shù)據(jù)模型可基于的示例性結構的可視表示。
圖7是示出從遺留自動化設備接收并實現(xiàn)數(shù)據(jù)并能夠接收、創(chuàng)建和輸出遵從
分層結構化數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)的工業(yè)自動化設備的系統(tǒng)框圖。
圖8示出便于由諸如控制器的工業(yè)自動化設備執(zhí)行工作流的系統(tǒng)。
圖9示出用于在工業(yè)自動化環(huán)境中實現(xiàn)分層結構化數(shù)據(jù)模型的方法的典型流程圖。
圖10是確保實體被授權訪問與工業(yè)自動化設備相關聯(lián)的數(shù)據(jù)的典型流程圖。 圖11是示出創(chuàng)建遵從分層結構化數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)對象的典型流程圖。 圖12示出包括裝備模塊和控制模塊的傳送系統(tǒng)。圖13示出包括裝備階段(phase)、裝備模塊和控制模塊的混合系統(tǒng)。 圖14是示出描繪一個可以使用的示例性分層結構的界面的屏幕截圖。 圖15是示出描繪另一可以使用的示例性分層結構的界面的屏幕截圖。 圖16是其上可實現(xiàn)本文所述各種特征的示例操作系統(tǒng)。 圖17是本文所述各種特征可在其中交互的示例性計算環(huán)境。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照附圖對要求保護的主題進行描述，在所有附圖中類似的附圖標記用 于指代相似的元件。在以下描述中，出于說明目的，闡述了許多具體細節(jié)以提供對 要求保護的主題的透徹理解。然而，顯而易見的是該主題可在沒有這些具體細節(jié)的 情況下實施。在其它實例中，以框圖形式示出公知的結構和設備以便于描述本發(fā)明。
如本申請所用的，術語"組件"和"系統(tǒng)"等旨在指代計算機相關實體，或 者硬件、硬件和軟件的組合或執(zhí)行中的軟件。例如組件可以是，但不局限于在處 理器上運行的進程、處理器、對象、實例、可執(zhí)行程序、執(zhí)行線程、程序、和/或 計算機。作為說明，在計算機上運行的應用以及計算機都可以是組件。 一個或多個 組件可駐留在進程和/或執(zhí)行線程中，并且組件可位于一個計算機上和/或分布在兩 個或多個計算機之間。
此外，要求保護的主題可實現(xiàn)為使用標準程序設計和/或工程技術來生產(chǎn)軟件、 固件、硬件或其任意組合以控制計算機實現(xiàn)所公開的主題的方法、設備、或制造物 品。本文使用的術語"制造物品"旨在涵蓋可從任何計算機可讀設備、載體或介質(zhì)
訪問的計算機程序。例如，計算機可讀介質(zhì)可包括，但不限于磁性存儲設備(例
如硬盤、軟盤、磁帶等)、光盤(例如壓縮盤(CD)、數(shù)字多功能盤(DVD)等)、 智能卡、和閃存設備(例如卡、棒、鍵驅動器等)。此外，應該理解，載波可用于 承載計算機可讀電子數(shù)據(jù)，諸如在發(fā)送和接收電子郵件中或者在訪問諸如因特網(wǎng)或 局域網(wǎng)(LAN)中所用的那些。當然，本領域技術人員將認識到，可對該配置做 出許多修改而不背離要求保護的主題的范圍或精神。此外，詞語"示例性"在本文 中用來表示充當示例、實例或說明。本文描述為"示例性"的任何方面或設計沒有 必要解釋成較佳的或者優(yōu)于其它方面或設計。
現(xiàn)在參照附圖，圖1示出可在自動化環(huán)境中使用的工業(yè)自動化設備100。例如， 工業(yè)自動化設備IOO可以是可編程邏輯控制器，它是通常用于諸如工廠流水線上的 機器控制的現(xiàn)實世界過程的自動化的小型計算機?？删幊踢壿嬁刂破魍ǔＪ蔷哂懈鶕?jù)所定義的邏輯程序(例如以梯形邏輯常規(guī)編寫的)來監(jiān)控現(xiàn)場連接傳感器的狀態(tài) 并控制致動器的具有模塊化和/或集成輸入/輸出的基于微處理器的設備。此外，工 業(yè)自動化設備100可包括可編程邏輯控制器和嵌入其間或與其關聯(lián)的軟件。此外，
工業(yè)自動化設備IOO可以是數(shù)字控制器、機器人控制器、智能設備、交換機、路由
器、網(wǎng)關、代理或在工業(yè)自動化環(huán)境中使用的任何其它合適實體。因此，工業(yè)自動
化設備100旨在涵蓋在工業(yè)自動化環(huán)境中可結合過程控制使用的任何合適硬件和/
或軟件。
工業(yè)自動化設備100可與在工業(yè)環(huán)境中進行的過程或產(chǎn)品相關聯(lián)，并且可與 不同的工業(yè)設備(未示出)以及諸如企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)系統(tǒng)的高層系統(tǒng)交互作 用。ERP系統(tǒng)通常為公司處理制造、后勤、分發(fā)、存貨、運送、貨品計價和結算。 工業(yè)自動化設備100包括可以是存儲器、硬盤、可移動磁盤等的數(shù)據(jù)存儲組件102。 模式104的至少一部分可包含在數(shù)據(jù)存儲組件102內(nèi)，其中該模式方便了相對于工 業(yè)自動化設備來實現(xiàn)分層結構化數(shù)據(jù)模型。例如，模式104中只有足夠使工業(yè)自動 化設備104能夠按需操作的一部分可被包含在數(shù)據(jù)存儲組件102中。
數(shù)據(jù)存儲102內(nèi)的模式104還可被與工業(yè)自動化設備100相關聯(lián)的ERP系統(tǒng) 獲知并使用，由此在設備100與ERP系統(tǒng)之間實現(xiàn)無縫通信。相反，常規(guī)系統(tǒng)通 常需要特設程序設計來在控制器中使用的低層邏輯與通常在ERP系統(tǒng)或供應鏈管 理(SCM)系統(tǒng)中使用的更高級的面向對象程序設計語言之間進行映射。模式102 可以通過以下方式設計使數(shù)據(jù)對象能夠與車間(plant)的分層安排對應。此外， 模式102可被創(chuàng)建成便于跨越過程邊界的通用性和通信。例如，制造過程可包括批 過程以及離散過程，其中這種過程與產(chǎn)品生成相關地聯(lián)合操作。然而，通常語言、 控制設計等在過程之間變化很大。此外，連續(xù)過程可與批過程及離散過程相關聯(lián)， 由此進一步增加了自動系統(tǒng)的復雜性。因此，按照貫例，需要大量特設程序設計來 跨越這些邊界實現(xiàn)通信和控制。此外，如果系統(tǒng)被更改(例如添加或移除設備、改 變階段(phase)等)，則跨過程(例如批、連續(xù)、離散)的接口連接還需要由程序 設計專家來更新。通常過程的一個方面(例如批、離散、或過程的連續(xù)部分)沒有 另一部分更新得頻繁，由此導致更加難以管理這種過程。作為與維護魯棒控制系統(tǒng) 關聯(lián)的更進一步的困難，不同的軟件銷售商可能會提供不易于集成的軟件工具。
模式104可通過一種方式設計成緩解與常規(guī)控制器和控制系統(tǒng)相關聯(lián)的上述 缺陷中的多個。具體地，可對模式104進行建模以易于表現(xiàn)車間的分層特性的分層 結構化數(shù)據(jù)模型的實現(xiàn)。這進而實現(xiàn)跨系統(tǒng)和/或過程邊界對車間進行建模。更詳細地，模式104可易于實現(xiàn)與批過程、連續(xù)過程、離散過程和存貨跟蹤基本上類似
的數(shù)據(jù)模型。本文更加詳細地提供了可與模式104結合使用的一個示例性分層。在 一個示例中，模式104可根據(jù)ISA S88、 ISAS95、 OMAC或其任意適當組合來進 行建模。具體地，ISA S88是己在批工業(yè)中使用的標準。然而，該標準被擴展和/ 或修改以與其它處理領域(連續(xù)、離散等)相對應。
如上所述，數(shù)據(jù)存儲組件102可包括足夠的存儲控件以保持模式104的至少 一部分。將模式104置于自動化設備100內(nèi)(而非僅使用ERP系統(tǒng)內(nèi)的模式104) 提供了模式104更高幾率的通用性以及各種其它優(yōu)點。例如，將模式104置于自動 化設備100內(nèi)使設備能夠從設備100的I/O端口添加和/或移除以及使控制系統(tǒng)在 就一個或多個端口檢測到設備添加和/或減少時能夠被自動更新。換言之，通過在 自動化設備100中使用模式104來啟用即插即用功能。相反，如果未在設備中實現(xiàn) 模式104，則硬件更改的每個實例將需要(由IT專業(yè)人員)手動更新控制系統(tǒng)的 配置。這可再次導致跨系統(tǒng)/過程邊界的不一致性，因為控制系統(tǒng)的某些部分可比 其它部分更加方便地得到更新。
此外，可從一個或多個控制器檢索數(shù)據(jù)以針對控制過程動態(tài)地創(chuàng)建用戶界面。 例如，遵從模式104的數(shù)據(jù)對象可與低層驅動、馬達等關聯(lián)，并且處在在工業(yè)自動 化設備100中?？蓪@些對象進行分析并用來動態(tài)更新用戶界面。例如，工業(yè)自動 化設備100內(nèi)的對象可與馬達關聯(lián)，并且可以是狀態(tài)驅動的(例如可跟蹤馬達的狀 態(tài)，例如保持、異常中止等)。換言之，數(shù)據(jù)對象可包括狀態(tài)機和/或與其相關聯(lián)， 并且可對這種狀態(tài)機進行分析以確定可被顯示的數(shù)據(jù)。因此，可動態(tài)地提供馬達以 及該馬達的狀態(tài)。如上所述，模式104可被設計成與車間分層結構相對應一因此， 車間分層結構中的任何數(shù)據(jù)對象可用于動態(tài)地生成視圖。例如，"控制模塊"對象 可以是"裝備模塊"對象的孩子，并且"裝備模塊"對象可以是"階段(phase)" 對象的孩子。因此，由"階段對象"表示的過程階段可分析與子對象相關聯(lián)的狀態(tài)， 并且示出該階段的用戶界面可被動態(tài)地生成。
關于分層結構化數(shù)據(jù)模型的更多細節(jié)，這種模型可至少部分地基于ISA S88、 ISAS95、 OMAC和/或其任意適當組合。工業(yè)自動化設備100可包括可用于接收、 執(zhí)行、和/或創(chuàng)建遵從分層結構化數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)對象的處理器106。因此，與分層 結構化數(shù)據(jù)模型相關聯(lián)的數(shù)據(jù)可表示特定設備、設備的部分、過程、過程的部分等。 可用于控制設備/過程的工業(yè)自動化設備100至少包括模式104中能使該設備100 識別并輸出根據(jù)分層結構化數(shù)據(jù)模型結構化的數(shù)據(jù)的一部分。工業(yè)自動化設備100
11可通過使用這種數(shù)據(jù)模型來與其它設備(例如控制器)以及諸如企業(yè)資源規(guī)劃
(ERP)系統(tǒng)的高層系統(tǒng)交互。ERP系統(tǒng)通常為公司處理制造、后勤、分發(fā)、存貨、 運輸、貨品計價和結算。上述模式還可由與可編程邏輯控制器相關聯(lián)的ERP系統(tǒng) 來使用，由此在工業(yè)自動化設備100與ERP系統(tǒng)之間實現(xiàn)無縫通信。相反，常規(guī) 系統(tǒng)通常需要特設編程設計來在控制器中使用的低層邏輯與通常在ERP系統(tǒng)內(nèi)使 用的更高級面向對象程序設計語言之間進行映射。另一普遍用途是與供應鏈管理
(SCM)系統(tǒng)交互。
分層結構化數(shù)據(jù)模型可通過以下方式設計使由處理器106接收、執(zhí)行和/或 輸出的數(shù)據(jù)能夠與設備的分層安排和/或在車間中進行的過程的分層安排相對應。 此外，分層結構化數(shù)據(jù)模型可通過使能跨系統(tǒng)和/或過程邊界的車間建模的方式來 設計。分層結構化數(shù)據(jù)模型可被實現(xiàn)成針對批過程、連續(xù)過程、離散過程和存貨跟 蹤提供基本上相似的結構。
現(xiàn)在參照圖2，示出可與由可編程邏輯控制器用來方便分層結構化數(shù)據(jù)模型的 使用的模式結合使用的分層表示。該附圖中示出的分層結構可與裝備分層相關，它 可與程序分層結構集成以生成車間的魯棒表示(被納入模式內(nèi)以與工業(yè)控制器結合 使用)。第一分層結構200示出給定離散過程的情況下車間內(nèi)裝備的表示。例如， 根據(jù)批過程的的分層可包括企業(yè)、站點、區(qū)域、過程組元(cell)、單元(unit)、裝 備模塊和控制模塊的表示。相反，連續(xù)過程中的裝備分層表示可包括企業(yè)、站點、 區(qū)域、生產(chǎn)單元、連續(xù)單元、裝備模塊和控制模塊的表示。更詳細地，企業(yè)可表示 整個公司，站點可表示特定車間，區(qū)域可表示車間的一部分，過程組元可包括用于 完成過程所使用的裝備，單元與過程組元中機器單元相關，裝備模塊可包括過程組 元部分的邏輯表示，以及控制模塊可包括諸如馬達、閥等的基本元件。此外，裝備 模塊可包括裝備模塊且控制模塊可包括控制模塊。因此，如圖可見，四個不同分層 表示可用于表示批過程、連續(xù)過程、離散過程和存貨中的裝備。
第二分層202可用于表示上述分層表示的每一個。分層結構202可包括企業(yè)、 站點、區(qū)域、工作中心、工作單元、裝備模塊和控制模塊的表示。因此，可生成適 于表示分層結構200的通用表示。出于術語一致的目的，數(shù)據(jù)對象可與指示哪類過 程與其相關聯(lián)的元數(shù)據(jù)相關聯(lián)。因此，可向操作員提供與這種過程中常規(guī)使用相一
致的形式的數(shù)據(jù)對象。例如，批操作員可使用與連續(xù)過程操作員不同的術語(如分 層結構200所示)。元數(shù)據(jù)可用于實現(xiàn)依照這種數(shù)據(jù)的公知、常規(guī)使用的這種數(shù)據(jù) 的顯示。因此，根據(jù)分層結構202的模式的實現(xiàn)對操作員而言是無縫的。此外，在另一示例中，這種表示的僅一部分可用在由控制器使用的模式中。例如，可期望將 裝備模塊和控制模塊容納在控制器內(nèi)。在另一示例中，可期望將表示工作中心和工
作單元的數(shù)據(jù)對象包括在控制器內(nèi)(而非裝備模塊或控制模塊)。要求保護的主題
旨在涵蓋在控制器內(nèi)使用分層結構202(或類似分層結構)的所有這種偏離和衍生。 現(xiàn)在參照圖3，示出可用于表示程序和裝備的標準分層結構。具體地，分層結 構300表示可在批過程中存在的程序。例如，程序可與諸如藥物生產(chǎn)的高層程序相 關。單元程序可以更加具體，諸如通過特定單元向混合物中添加特定化學藥品。單 元操作甚至可更加具體，并且階段也可更加具體(相關于低層機器的操作)。例如， 階段可相關于相關于低層裝備存在的各種狀態(tài)，諸如停止、啟動和暫停馬達，打開 和關閉閥等。靠近分層結構300示出與例如批過程中的裝備表示相關的分層結構 302。分層結構302中的表示可相關于圖2更詳細地描述。
現(xiàn)在參照圖4，示出表示分層結構300和302 (圖3)的一個可能集成的分層 結構400。單元(諸如圖2所示的工作單元)可與裝備程序、裝備單元程序、裝備 操作和裝備階段相關聯(lián)。因此，程序、操作和階段可與特定工作單元相關聯(lián)。裝備 模塊可與一個或多個裝備階段相關聯(lián)，并且可在分層中處于控制模塊上方。簡單參 照圖5，示出與裝備可在結合使用的分層結構500。該分層與裝備單元的單元部分 中描述的基本上類似。如上所述，在圖2-5中示出的分層可基于諸如ISAS88、 ISA S95、 OMAC的標準或其它標準。然而，可用于對整個車間進行建模的任何適當表 示是可預期的。此外，在這些附圖中示出的表示可直接在控制器中實現(xiàn)。例如，根 據(jù)圖3-5中所示分層結構的任一部分的數(shù)據(jù)對象可在工業(yè)設備(例如控制器)以及 允許這種對象的創(chuàng)建的狀態(tài)機中存在。
現(xiàn)在參照圖6，示出可與本文所述的分層結構化數(shù)據(jù)模型結合使用的示例性分 層結構600。例如，數(shù)據(jù)模型可方便嵌套結構，由此緩解與使用平面名空間的數(shù)據(jù) 模型關聯(lián)的缺陷。結構600包括企業(yè)層602，其中特定企業(yè)可在根據(jù)分層數(shù)據(jù)模型 結構化的數(shù)據(jù)中表示。企業(yè)層602下方是站點層604，使得企業(yè)內(nèi)的特定工廠(站 點)可在數(shù)據(jù)分組中表示。在站點層604下方存在區(qū)域層606，區(qū)域層指定與該數(shù) 據(jù)相關的工廠內(nèi)的區(qū)域。流水線層608可位于區(qū)域層606下方，其中流水線層608 表示與特定數(shù)據(jù)關連的流水線。在流水線層608下方存在工作單元層610，由此指 示與該數(shù)據(jù)關聯(lián)的工作單元。通過使用嵌套分層數(shù)據(jù)模型，PLC可變得更能獲知 與其關聯(lián)的數(shù)據(jù)。此外，分層結構600可由該分層結構的所有者定制。例如，可在 分層結構600中定義更加細化的對象/層。
13現(xiàn)在參照圖7，示出方便在工業(yè)自動化環(huán)境中使用遺留設備的系統(tǒng)700。系統(tǒng) 700包括包含數(shù)據(jù)存儲組件704的工業(yè)自動化設備702。在數(shù)據(jù)存儲組件704中至 少存在模式706中方便在工業(yè)自動化環(huán)境中實現(xiàn)分層結構化數(shù)據(jù)模型的一部分。模 式706的各種可能的實現(xiàn)和/或結果已在上文中描述。工業(yè)自動化設備702還可包 括可接收、執(zhí)行、和/或創(chuàng)建遵從分層結構化數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)對象的處理器708。例 如，處理器可接收并實現(xiàn)控制模塊(可稱為低層設備的控制程序)、裝備模塊(可 稱為控制模塊集合)、單元程序等。這些不同對象可通過使用模式706來實例化。
系統(tǒng)700還可包括期望與工業(yè)自動化設備702通信的遺留設備710。然而，遺 留設備710缺乏實現(xiàn)模式706的能力和/或被設計成以不同于通過模式706實現(xiàn)的 數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)模型輸出數(shù)據(jù)。因此，設置代理組件712，其中代理組件712方便 將來自遺留設備710的數(shù)據(jù)映射到遵從分層結構化數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)。更詳細地，代 理組件712可包括在不同網(wǎng)絡之間用作網(wǎng)橋的橋接組件714。例如，遺留設備710 可適于在諸如ProfiBus、 ModBus、 ASIbus、 FieldBus、 Foundation FieldBus、 Hart 等的第一網(wǎng)絡協(xié)議上發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，而工業(yè)自動化設備700可能期望按照諸如通 用工業(yè)協(xié)議(CIP)的不同網(wǎng)絡協(xié)議來接收數(shù)據(jù)分組。橋接組件714可識別根據(jù)第 一網(wǎng)絡協(xié)議封裝的來自遺留設備710的數(shù)據(jù)并隨后將該數(shù)據(jù)重新封裝以使其遵從 第二網(wǎng)絡協(xié)議。橋接組件714可與將該數(shù)據(jù)重新格式化成使其遵從分層結構化數(shù)據(jù) 模型的映射組件716。例如，映射組件716可訪問與模式706關聯(lián)的模板并使用該 模板來將數(shù)據(jù)映射到分層結構化數(shù)據(jù)模型。
現(xiàn)在參照圖8，示出方便在工業(yè)自動化環(huán)境中實現(xiàn)分層結構化數(shù)據(jù)模型的系統(tǒng) 800。系統(tǒng)800包括用于控制一個或多個工業(yè)過程或工業(yè)設備的工業(yè)自動化設備 802。此外，工業(yè)自動化設備802可被通信地耦合到多個自動化設備804-808，諸 如控制器、網(wǎng)絡交換機或者可在工業(yè)環(huán)境中使用的任何其它適當設備。這些設備 802-808可協(xié)同工作以控制過程、用作分布式數(shù)據(jù)庫等。工業(yè)自動化設備802包括 數(shù)據(jù)存儲組件810，其中數(shù)據(jù)存儲組件至少容納模式812中方便對遵從分層結構化 數(shù)據(jù)模型的對象實例化的一部分。處理器814通信地耦合于數(shù)據(jù)存儲組件810并且 可接收、執(zhí)行和/或創(chuàng)建遵從分層結構化數(shù)據(jù)模型的對象(通過使用模式812實現(xiàn))。
系統(tǒng)800還包括請求訪問與工業(yè)自動化設備相關聯(lián)的數(shù)據(jù)的操作員816。在另 一示例中，自動化設備804-808中的一個或多個可請求訪問與工業(yè)自動化設備802 關聯(lián)的數(shù)據(jù)。然而，在向操作員816和/或自動化設備804-808提供對與設備802 關聯(lián)的數(shù)據(jù)的訪問之前，安全組件818可用于確保請求訪問的實體(用戶)已被授權訪問所請求的數(shù)據(jù)。安全組件818可請求標識來自請求訪問與設備802關聯(lián)的數(shù) 據(jù)的實體的數(shù)據(jù)，諸如用戶名、口令、個人標識碼、數(shù)字化生物測定標記、或任何 其它適當數(shù)據(jù)。然后，安全組件818對所提供的數(shù)據(jù)進行分析并判定請求實體是否 被授權參看所請求的數(shù)據(jù)。例如，安全組件818可參看包含實體身份和與其關聯(lián)的 授權級別的表格。在另一示例中，用戶或實體可能期望向工業(yè)自動化設備802輸入 數(shù)據(jù)，且安全組件818可確保1)存在可用于按需輸入數(shù)據(jù)的物理空間以及2)實 體被授權輸入該數(shù)據(jù)。因此，安全組件818可監(jiān)控該物理設備參數(shù)以及用戶/實體 相關參數(shù)以確保向工業(yè)自動化設備802中適當添加數(shù)據(jù)。此外，安全組件818可考 慮實體/用戶上下文，諸如實體/用戶角色(操作員、技術員、電工等)、實體/用戶 情況(日常維護、車間診斷等)，并且這種上下文可被輸入到安全組件818中并用 于管理對工業(yè)自動化設備802的訪問。此外，安全組件818可考慮到工業(yè)自動化設 備802的配置以及所連接的設備。此外，在提供對與工業(yè)自動化設備802關聯(lián)的所 有數(shù)據(jù)的訪問之前，過濾組件820可至少部分地基于實體身份、實體位置、實體角 色或與實體(例如自動化設備或操作員816)關聯(lián)的任何其它適當參數(shù)請求數(shù)據(jù)。 例如，過濾組件820可禁止特定個體/實體接收與他們沒有關聯(lián)的數(shù)據(jù)(例如會計 師不需要接收與工廠過程關聯(lián)的控制數(shù)據(jù))。
工業(yè)自動化設備802還可包括方便操作員816與工業(yè)自動化設備之間和/或自 動化設備804-808中至少一個與工業(yè)自動化設備802之間的通信的接口組件822。 更詳細地，接口組件822可用于中繼遵從分層結構化數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)，該分層結構 化數(shù)據(jù)模型通過模式812在因特網(wǎng)616或者工業(yè)自動化設備802與自動化設備 804-808和/或操作員816之間的內(nèi)聯(lián)網(wǎng)上實例化。例如，無需接近工作單元或流水 線來接收與工業(yè)自動化設備802關聯(lián)的數(shù)據(jù)。相反，在位于距離工業(yè)自動化設備 802遠程的旅館中的執(zhí)行官可通過因特網(wǎng)接收與工業(yè)自動化設備802關聯(lián)的數(shù)據(jù)。 例如，接口組件822可包括硬件(諸如端口、敷設纜線等)以及軟件(例如支持與 因特網(wǎng)關聯(lián)的協(xié)議棧的軟件)。工業(yè)自動化設備802還可包括方便收集與自動化設 備804-808關聯(lián)的數(shù)據(jù)的收集組件824。例如，工業(yè)自動化設備802可用于通過自 動化設備804-808來控制過程。因此，工業(yè)自動化設備802必須具有從不同數(shù)據(jù)源 收集數(shù)據(jù)的能力。然后，處理器814用于至少部分地基于所收集的數(shù)據(jù)來生成控制 命令。工業(yè)自動化設備802還可包括方便在工業(yè)自動化設備處執(zhí)行工作流的工作流 引擎826。工作流可定義如何將任務結構化、誰執(zhí)行它們、其相對次序如何、它們 如何同步、信息如何流入來支持任務以及如何跟蹤任務。示例性工作流可使第一自動化設備804執(zhí)行特定功能、第三自動化設備808在由第一自動化設備執(zhí)行的功能 完成時執(zhí)行特定功能等。在一特定示例中，工作流引擎826可至少部分地基于模式 812的使用來執(zhí)行工作流。這使處理器814能夠生成復雜命令并輸出到自動化設備 804-808。例如，工作流引擎826可執(zhí)行以業(yè)務流程執(zhí)行語言(BPEL)或通過任何 其它合適語言編寫的工作流。
參照圖9-11，示出根據(jù)要求保護的主題的各個方面的方法。雖然處于簡單說 明目的，這些方法被標識和描述為一系列動作，但是應該理解和意識到，所要求保 護的主題不限于動作的次序，因為某些動作可以通過與本文所示和所述的不同次序 進行和/或與其它動作并發(fā)進行。例如本領域技術人員應該理解和意識到，方法可 選擇地諸如在狀態(tài)圖中表示為一系列相互關連的狀態(tài)或事件。此外，為了實現(xiàn)根據(jù) 要求保護主題的方法，不是全部所示動作都是需要的。此外，還應該意識到，下文 以及貫穿本說明書所公開的方法能夠被存儲在制造物品上以方便將這種方法傳輸 和轉移到計算機。如本文所用的制造物品旨在涵蓋可從任何計算機可讀設備、載體 或介質(zhì)訪問的計算機程序。
現(xiàn)在參照圖9，示出用于在工業(yè)環(huán)境中實現(xiàn)分層結構化數(shù)據(jù)模型的方法卯O。 方法900在902開始，并且在904，接收工業(yè)自動化設備。例如，工業(yè)自動化設備 可以是控制器，諸如可編程邏輯控制器、數(shù)字控制器、機器人控制器等。此外，工 業(yè)自動化設備可以是智能設備、網(wǎng)絡交換機、網(wǎng)絡路由器、網(wǎng)關、代理服務器、或 任何其它合適設備。在906，將模式與該設備關聯(lián)。如上所述，該模式可方便分層 結構化數(shù)據(jù)模型的實現(xiàn)，其中，遵從該模型的數(shù)據(jù)可由工業(yè)自動化設備接收、執(zhí)行 和輸出。在一示例中，工業(yè)自動化設備可被設計成結合該模式的至少一部分(例如 該模式的至少一部分可保留在與工業(yè)自動化設備關聯(lián)的存儲空間中)。在卯8,工 業(yè)自動化設備可被實現(xiàn)，其中該實現(xiàn)方便了通用、分層結構化數(shù)據(jù)模型在工業(yè)環(huán)境 中的滲透。方法卯0在910處完成。
現(xiàn)在參照圖IO，示出用于在工業(yè)自動化環(huán)境中實現(xiàn)通用數(shù)據(jù)模型的方法1000。 方法1000在1002開始，并且在1004，接收對訪問工業(yè)自動化設備的請求。例如， 該請求可由操作員或另一工業(yè)設備發(fā)起。在1006，對與請求實體關聯(lián)的參數(shù)進行 查看以確保該請求實體被授權實現(xiàn)該請求。例如，該請求可由操作員發(fā)起并與包括 與工業(yè)自動化設備關聯(lián)的特定數(shù)據(jù)的用戶界面準備相關。在另一示例中，控制器可 請求訪問該設備以查看/使用與該設備關聯(lián)的特定數(shù)據(jù)。為了確保請求實體被授權 訪問該工業(yè)自動化設備，可對用戶身份、用戶角色、MAC地址、數(shù)據(jù)時間、星期
16幾、過程參數(shù)等進行分析。例如，特定用戶可能未被授權在特定時間訪問工業(yè)自動 化設備。在1010，至少部分地基于命令并通過使用方便實現(xiàn)分層結構化數(shù)據(jù)模型 的模式來接收、執(zhí)行或輸出分層結構化數(shù)據(jù)。例如，如果命令是對數(shù)據(jù)的請求，則
遵從分層結構化數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)可被輸出到請求實體。方法1000在1012完成。
現(xiàn)在參照圖11，示出用于在工業(yè)自動化環(huán)境中實現(xiàn)分層結構化數(shù)據(jù)模型的方
法1100。方法1100在1102開始，并且在1104，接收以平面方式結構化的數(shù)據(jù)。 例如，可從作為遺留設備并且不支持或不能支持方便實現(xiàn)分層結構化數(shù)據(jù)模型的模 式的工業(yè)自動化設備接收該數(shù)據(jù)。在1106，模板和模式用于將以平面方式結構化 的數(shù)據(jù)轉換成根據(jù)分層結構化數(shù)據(jù)模型結構化的數(shù)據(jù)。在1108，從請求實體接收 命令，并且在1110，遵從分層結構化數(shù)據(jù)模型的對象被創(chuàng)建。然后，方法1100在 1112完成。
現(xiàn)在參照圖12，示出系統(tǒng)1200，該系統(tǒng)示出傳送應用中的示例性裝備模塊和 示例性控制模塊。傳送應用包括向間隙傳送裝置1204 (生成適當大小的間隙)提 供物品的進料(in-feed)傳送裝置1202，該間隙傳送裝置又向出料傳送裝置1206 提供間隙。如上所述，控制模塊可被定義為低層馬達、閥等以及對應控制邏輯。因 此，控制模塊可以是用于轉動傳送帶的馬達以及與其關聯(lián)的控制邏輯。因此，系統(tǒng) 1200可包括六個控制模塊(六個馬達和與其關聯(lián)的控制邏輯)。裝備模塊1208-1212 可根據(jù)傳送裝置1202-1206來定義。更具體地，裝備模塊1208可與進料傳送裝置 1202相關，裝備模塊1210可與間隙傳送裝置1204相關，而裝備模塊1212可與出 料傳送裝置1206相關。此外，裝備模塊1214可被定義成包括裝備模塊1208-1212。 用戶界面可以以分層方式示出裝備模塊和控制模塊并且提供用于更改裝備模塊 1208-1214和/或其控制模塊的方式。例如，控制器可包括可由用戶更改以編輯包括 這種實體的控制過程的數(shù)據(jù)對象、接口、狀態(tài)機等。
現(xiàn)在參照圖13，示出混合器應用中裝備階段的示例。更詳細地，裝備階段表 示裝備模塊(控制模塊的集合)的能力。例如，進料裝置可用于向混合器中添加配 料。因此，添加配料A 1300和添加配料B 1302是裝備階段。進料裝置自身可以是 裝備模塊，并且可以理解，裝備階段可支持一個或多個裝備模塊。出料裝置可以是 裝備模塊，并且再循環(huán)并轉移出1304可以是裝備階段(例如由兩個裝備階段支持 的出料裝備模塊)。對于裝備階段的更多細節(jié)，例如裝備階段可以定義為相互排斥 和/或相互包含。如上所述，對應于裝備階段的數(shù)據(jù)對象可直接置于工業(yè)自動化設 備中而非在MES層編程，之后映射到該設備。參照圖14和15，示出示例性分層結構1400和1500。例如，文件夾可被展開 或收縮以參看不同的狀態(tài)、階段、裝備模塊等。如果需要，則裝備階段、單元程序 等可從諸如所提供的附圖中示出的那些的分層結構被編輯和/或實現(xiàn)。因此，這些 分層結構1400和1500可由操作員用來在文件夾之間遍歷并快速到達工廠中所用的 所需系統(tǒng)、設備、過程、或子過程。
現(xiàn)在參照圖16，用于實現(xiàn)本發(fā)明各個方面的示例性環(huán)境1610包括計算機 1612。計算機1612包括處理單元1614、系統(tǒng)存儲器1616和系統(tǒng)總線1618。系統(tǒng) 總線1618將包括但不限于系統(tǒng)存儲器1616的系統(tǒng)組件耦合到處理單元1614。處 理單元1614可以是各種可用處理器的任一種。雙微處理器和其它微處理器架構也 可用作處理單元1614。
系統(tǒng)總線1618可以是包括存儲器總線或存儲器控制器、外圍總線或外部總線、 和/或使用各種總線架構中任一種的局域總線的若干類型總線結構中的任一種，該 總線架構可包括，但不局限于8-位總線、工業(yè)標準架構(ISA)、微信道架構(MSA)、 擴展ISA (EISA)、智能電子驅動器(IDE)、 VESA局域總線(VLB)、外圍組件 互連(PCI)、通用串行總線(USB)、加速圖形端口 (AGP)、個人計算機儲存卡國 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1616包括易失性存儲器1620和非易失性存儲器1622。包含在諸 如啟動過程中在計算機1612的元件之間傳遞信息的基本例程的基本輸入Z輸出系統(tǒng) (BIOS)存儲在非易失性存儲器1622中。作為說明而非限制，非易失性存儲器1622 可包括只讀存儲器(ROM)、可編程ROM (PROM)、電可編程ROM (EPROM)、 電可擦ROM (EEPROM)或者閃存。易失性存儲器1620包括充當外部高速緩沖 存儲器的隨機存取存儲器(RAM)。作為說明而非限制，RAM可包括許多形式， 諸如同步RAM (SRAM)、動態(tài)RAM (DRAM)、同步DRAM (SDRAM)、雙倍 數(shù)據(jù)率SDRAM (DDR SDRAM)、增強SDRAM (ESDRAM)、同步鏈接DRAM (SLDRAM)和直接Rambus RAM (DREAM )。
計算機1612還包括可移動/不可移動、易失性/非易失性計算機存儲介質(zhì)。圖 16示出例如磁盤存儲1624。磁盤存儲1624包括，但不限于磁盤驅動器、軟盤驅 動器、磁帶驅動器、Jaz驅動器、Zip驅動器、LS-100驅動器、閃存卡或存儲棒。 此外，磁盤驅動器1624可包括與其它存儲介質(zhì)分開或組合的存儲介質(zhì)，其它存儲 介質(zhì)包括，但不限于諸如壓縮盤ROM設備(CD-ROM)、CD可記錄驅動器(CD-R 驅動器)、CD可重寫驅動器(CD-RW驅動器)或數(shù)字多功能盤ROM驅動器(DVD-ROM)。為了方便磁盤存儲設備1624連接到系統(tǒng)總線1618，通常使用諸如 接口 1626的可移動或不可移動接口。
應該意識到，圖16示出充當用戶與適當計算環(huán)境1610中的所述基本計算機 資源之間的中間者的軟件。這種軟件包括操作系統(tǒng)1628。可存儲在磁盤存儲1624 上的操作系統(tǒng)1628用于控制和分配計算機系統(tǒng)1612的資源。系統(tǒng)應用程序1630 通過存儲在系統(tǒng)存儲器1616或磁盤存儲1624中的程序模塊1632和程序數(shù)據(jù)1634 來利用操作系統(tǒng)1628對資源的管理。應該意識到，本發(fā)明可通過各種操作系統(tǒng)或 操作系統(tǒng)的組合來實現(xiàn)。
用戶可通過輸入設備1636來向計算機1612輸入命令或信息。輸入設備1636 包括，但不局限于諸如鼠標、跟蹤球、輸入筆、觸摸板的定點設備，鍵盤、麥克 風、操縱桿、游戲墊、圓盤式衛(wèi)星天線、掃描儀、TV調(diào)諧卡、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝 像機、web相機等。這些和其它輸入設備可經(jīng)由接口端口 1638通過系統(tǒng)總線1618 連接到處理單元1614。接口端口 1638包括例如串行端口、并行端口、游戲端口、 和通用串行總線(USB)。輸入設備1640使用某些類型的端口中的某種作為輸入設 備設備1636。因此，例如USB端口可用于向計算機1612提供輸入，并且從計算 機1612向輸出設備1640輸出信息。提供輸出適配器1642來說明除了其它輸出設 備1640之外，存在需要特定適配器的某種輸出設備1640，諸如監(jiān)視器、揚聲器和 打印機。作為說明而非限制，輸出適配器1642包括在輸出設備1640與系統(tǒng)總線 1618之間提供連接裝置的視頻卡和聲卡。應該注意到，其它設備和/或設備的系統(tǒng) 提供輸入和輸出兩種能力，諸如遠程計算機1644。
計算機1612可在使用到諸如遠程計算機1644的一個或多個遠程計算機的邏 輯連接的網(wǎng)絡化環(huán)境中操作。遠程計算機1644可以是個人計算機、服務器、路由 器、網(wǎng)絡PC、工作站、基于微處理器的裝置、對等設備或其它公共網(wǎng)絡節(jié)點等， 并且通常包括相關于計算機1612描述的元件中多個或全部。出于簡要目的，對于 遠程計算機1644僅示出存儲器存儲設備1646。遠程計算機1644通過網(wǎng)絡接口 1648 邏輯地連接到計算機1612，然后經(jīng)由通信連接1650物理連接。網(wǎng)絡接口 1648包 括諸如局域網(wǎng)(LAN)和廣域網(wǎng)(WAN)的通信網(wǎng)絡。LAN技術包括光纖分布式 數(shù)據(jù)接口 (FDDI)、銅線分布式數(shù)據(jù)接口 (CDDI)、以太網(wǎng)/IEEE 802.3、令牌網(wǎng)/正EE 802.5等。WAN技術包括，但不局限于點到點鏈接、類似綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(ISDN) 及其變型的電路交換網(wǎng)絡、分組交換網(wǎng)絡和數(shù)字用戶線路(DSL)。
通信連接1650是指用于將網(wǎng)絡接口 1648連接到總線1618的硬件/軟件。雖然出于清楚起見，通信連接1650被示為在計算機1612內(nèi)，但是它也可以在計算機 1612夕卜。僅為示例性目的，連接到網(wǎng)絡接口 1648所必需的硬件/軟件包括內(nèi)部和外 部技術，諸如包括常規(guī)電話級調(diào)制解調(diào)器、纜線調(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。
圖17是可與本發(fā)明交互的樣本計算環(huán)境1700的示意框圖。系統(tǒng)1700包括一 個或多個客戶機1710?？蛻魴C1710可以是硬件和/或軟件(例如線程、進程、計算 設備)。系統(tǒng)1700還包括一個或多個服務器1730。服務器1730也可以是硬件和/ 或軟件(例如線程、進程、計算設備)。服務器1730可以容納以例如通過使用本發(fā) 明來執(zhí)行變換的線程?？蛻魴C1710與服務器1730之間的一個可能通信可以是適于 在兩個或多個計算機進程之間傳送的數(shù)據(jù)分組形式的。系統(tǒng)1700包括可用于方便 客戶機1710與服務器1730之間的通信的通信框架1750?？蛻魴C1710可操作地連 接到用于將信息本地存儲到客戶機1710的一個或多個客戶機數(shù)據(jù)存儲1760。類似 地，服務器1730可操作地連接到可用于將信息本地存儲到服務器1730的一個或多 個服務器數(shù)據(jù)存儲1740。
以上所述包括本發(fā)明的示例。當然，不可能出于描述本發(fā)明的目的而描述組 件或方法的每個可能組合，但是本領域普通技術人員可認識到本發(fā)明的許多進一步 組合和列舉是可能的。因此，本發(fā)明旨在涵蓋落在所附權利要求的精神和范圍內(nèi)的 所有這些更改、修改和變化。此外，在術語"包括"在詳細描述或權利要求中所使 用的程度上，該術語旨在以與輸入"包含"類似的方式表示包括性，如同在權利要 求中作為過渡詞語使用時"包含"所被解讀的一樣。
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權利要求
1.一種工業(yè)自動化設備，包括數(shù)據(jù)存儲組件，保留模式的至少一部分，所述模式方便所述工業(yè)自動化設備對分層結構化數(shù)據(jù)模型的使用；以及處理器，方便對遵從所述分層結構化數(shù)據(jù)模型的對象的接收、執(zhí)行和創(chuàng)建的至少之一。
2. 如權利要求1所述的工業(yè)自動化設備，其特征在于，所述分層結構化 數(shù)據(jù)模型表示工廠的分層組織。
3. 如權利要求l所述的工業(yè)自動化設備，其特征在于，所述分層結構化 數(shù)據(jù)模型至少部分地基于ISA S95、 ISA S88和0MAC中的一個或多個。
4. 如權利要求1所述的工業(yè)自動化設備，其特征在于，所述模式方便了 控制模塊在所述工業(yè)自動化設備中的實例化。
5. 如權利要求1所述的工業(yè)自動化設備，其特征在于，所述模式方便了 裝備模塊在所述工業(yè)自動化設備中的實例化。
6. 如權利要求1所述的工業(yè)自動化設備，其特征在于，所述模式方便了 單元程序組件在所述工業(yè)自動化設備中的實例化。
7. 如權利要求l所述的工業(yè)自動化設備，其特征在于，還包括代理組件， 所述代理組件方便了所述工業(yè)自動化設備與遺留自動化設備之間的通信。
8. 如權利要求7所述的工業(yè)自動化設備，其特征在于，所述代理組件包 括映射組件，所述映射組件將來自平面數(shù)據(jù)結構的數(shù)據(jù)映射到遵從所述分層結 構化數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)。
9. 如權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述代理組件包括橋接組件， 所述橋接組件將遵從第一網(wǎng)絡協(xié)議的數(shù)據(jù)轉換成遵從第二網(wǎng)絡協(xié)議的數(shù)據(jù)。
10. 如權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二網(wǎng)絡協(xié)議是C工P。
11. 如權利要求1所述的工業(yè)自動化設備，其特征在于，還包括安全組件， 在向操作員提供所請求的數(shù)據(jù)之前，所述安全組件確保所述操作員被授權查看 所述工業(yè)自動化設備中的所請求數(shù)據(jù)。
12. 如權利要求11所述的工業(yè)自動化設備，其特征在于，所述安全組件 管理多個工業(yè)自動化設備的安全。
13. 如權利要求1所述的工業(yè)自動化設備，其特征在于，還包括過濾組件， 所述過濾組件至少部分地基于用戶身份來過濾所述工業(yè)自動化設備中的數(shù)據(jù)。
14. 如權利要求1所述的工業(yè)自動化設備，其特征在于，還包括接口組件， 所述接口組件方便向遠程實體提供所述工業(yè)自動化設備中的數(shù)據(jù)。
15. 如權利要求l所述的工業(yè)自動化設備，其特征在于，所述工業(yè)自動化設備是可編程邏輯控制器、數(shù)字控制器、機器人控制器、智能設備、交換機、 網(wǎng)絡和路由器中之一。
16. 如權利要求1所述的工業(yè)自動化設備，其特征在于，還包括收集組件，所述收集組件從多個工業(yè)設備收集數(shù)據(jù)并使該數(shù)據(jù)可由高層系統(tǒng)使用。
17. 如權利要求l所述的工業(yè)自動化設備，其特征在于，還包括工作流引 擎，所述工作流引擎方便執(zhí)行工作流。
18. 如權利要求17所述的工業(yè)自動化設備，其特征在于，所述工作流引 擎執(zhí)行業(yè)務流程執(zhí)行語言。
19. 一種使結構化數(shù)據(jù)能夠在工業(yè)自動化設備中使用的方法，包括 接收所述工業(yè)自動化設備；以及將模式的至少一部分與所述工業(yè)自動化設備相關聯(lián)，所述模式方便了分層 結構化數(shù)據(jù)模型在工業(yè)自動化環(huán)境中的實現(xiàn)。
20. 如權利要求19所述的方法，其特征在于，還包括接收、執(zhí)行和創(chuàng)建 遵從所述分層結構化數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)對象中的至少之一。
21. 如權利要求19所述的方法，其特征在于，還包括確保請求訪問所述 工業(yè)自動化設備的實體被授權訪問該設備。
22. 如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述分層結構化數(shù)據(jù)模型 至少部分地基于ISA S95、 ISA S88和0MAC中的一個或多個。
23. 如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述工業(yè)自動化設備是數(shù) 字控制器、機器人控制器、可編程邏輯控制器、智能設備、交換機、路由器、 代理和網(wǎng)關中之一。
24. 如權利要求19所述的方法，其特征在于，還包括 接收以平面方式結構化的數(shù)據(jù)；以及使用模板來將所述數(shù)據(jù)轉換成遵從所述分層結構化數(shù)據(jù)模型。
25. 如權利要求19所述的方法，其特征在于，還包括 接收根據(jù)第一工業(yè)協(xié)議格式化的數(shù)據(jù)；以及 將所述數(shù)據(jù)重新封裝使其能夠通過第二工業(yè)協(xié)議來發(fā)送。
26. 如權利要求25所述的方法，其特征在于，所述第二工業(yè)協(xié)議是CIP。
27. 如權利要求19所述的方法，其特征在于，還包括在所述工業(yè)自動化 設備中執(zhí)行工作流。
28. —種工業(yè)自動化設備，包括用于實現(xiàn)方便所述工業(yè)自動化設備使用分層結構化數(shù)據(jù)模型的模式的裝 置；以及用于處理遵從所述分層結構化數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)對象的裝置。
29. 如權利要求28所述的工業(yè)自動化設備，其特征在于，還包括用于將 以平面方式結構化的數(shù)據(jù)轉換成遵從所述分層結構化數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)的裝置。
30. 如權利要求28所述的工業(yè)自動化設備，其特征在于，還包括用于執(zhí) 行工作流的裝置。
全文摘要
一種工業(yè)自動化設備包括保留模式的至少一部分的數(shù)據(jù)存儲組件，該模式方便該工業(yè)自動化設備對分層結構化數(shù)據(jù)模型的使用。處理器通信地耦合到數(shù)據(jù)存儲組件并方便對遵從分層結構化數(shù)據(jù)模型的對象的接收、執(zhí)行和創(chuàng)建中的至少之一。在另一示例中，工業(yè)自動化設備可用于執(zhí)行工作流。
文檔編號G05B15/00GK101553763SQ200680021822
公開日2009年10月7日 申請日期2006年5月11日 優(yōu)先權日2005年5月13日
發(fā)明者G·W·胡德, K·H·豪爾, R·卡普勒霍夫 申請人:洛克威爾自動控制技術股份有限公司