專利名稱：使用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議通過可編程控制器對設(shè)備的直接控制的制作方法
使用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議通過可編程控制器對設(shè)備的直接控制背景可編程邏輯控制器(PLC)或可編程控制器通常是數(shù)字計算機，經(jīng)常用于工業(yè)過程自動化，例如工廠裝配線上的機械控制、化學(xué)過程控制、娛樂設(shè)施控制及照明裝備控制。PLC 被用在許多不同的工業(yè)和機械中，諸如打包和半導(dǎo)體機械。和通用計算機不同，PLC被設(shè)計用于多輸入和多輸出布置、擴展的溫度范圍、對電噪聲免疫及抵抗振動和沖擊?？刂茩C械操作的程序通常被存儲在帶蓄電池后備電源的或非易失性的存儲器中。PLC是實時系統(tǒng)的例子，因為輸出結(jié)果是響應(yīng)于一定時間內(nèi)的輸入條件而產(chǎn)生的；否則，可能產(chǎn)生非預(yù)計操作。與其他計算機的主要不同是，PLC通常適合用于苛刻的條件(灰塵、潮濕、熱、冷及其他環(huán)境因素)并且具有廣泛的輸入/輸出(I/O)布置能力。在工業(yè)自動化系統(tǒng)中，PLC通常連接到傳感器和致動器以讀取有限的開關(guān)、模擬過程變量(例如，溫度和壓力)及定位系統(tǒng)的位置，其中傳感器和致動器設(shè)備可以是具有幾個操作狀態(tài)(例如，開/關(guān))的簡單外圍 (“啞的”)設(shè)備并且無條件地由PLC控制。傳統(tǒng)的工業(yè)自動化系統(tǒng)通常直接由PLC通過中間設(shè)備控制簡單的外圍設(shè)備(例如，按鈕、指示燈、繼電器)。因此，PLC不直接與外圍設(shè)備通信。而是中間設(shè)備與PLC通信并將PLC所需要的動作傳遞給外圍設(shè)備。消除需要中間設(shè)備同時有效地通信和控制外圍設(shè)備，在工業(yè)自動化系統(tǒng)中可能是有利的。在傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)中，PLC通?？刂坪驼乒茉谧詣踊到y(tǒng)中執(zhí)行的所有功能和操作。指示燈可以由按鈕的輸入決定被打開或關(guān)閉，但在指示燈和按鈕之間沒有直接的連接。PLC讀取按鈕的輸入。基于按鈕輸入的狀態(tài)，PLC隨后通過中間設(shè)備寫至指示燈以將指示燈設(shè)置為所需要的狀態(tài)(在這種情況下或者為開或者為關(guān))。簡單外圍設(shè)備和中間設(shè)備的任何聯(lián)系由PLC完成。在簡單的外圍設(shè)備之間沒有直接的布線。簡單的外圍設(shè)備連接到中間設(shè)備，中間設(shè)備轉(zhuǎn)而連接到PLC。PLC發(fā)送信息到中間設(shè)備以控制所有的中間設(shè)備的簡單外圍設(shè)備。信息可以包含以中間設(shè)備的存儲器中的具體存儲器位置為目的地的字。字通常被分解為位，每一位對應(yīng)被連接到中間設(shè)備的簡單外圍設(shè)備中的每一個的狀態(tài)。因此，在傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)中經(jīng)常有在PLC和簡單的外圍設(shè)備之間所需要的操作可能被毀壞或操作員犯錯誤的情況。概述本發(fā)明的一方面提供支持通過工業(yè)自動化系統(tǒng)中的自動化總線在底層設(shè)備和可編程控制器之間直接通信來控制和監(jiān)控工業(yè)過程的裝置、計算機可讀介質(zhì)及方法。關(guān)于本發(fā)明的另一方面，葉節(jié)點設(shè)備包括底層設(shè)備。葉節(jié)點設(shè)備直接在網(wǎng)絡(luò)層 (例如，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP))與可編程控制器通信。關(guān)于本發(fā)明的另一方面，葉節(jié)點設(shè)備通過自動化總線直接接收來自可編程控制器的數(shù)據(jù)包。葉節(jié)點設(shè)備從數(shù)據(jù)包提取控制信息以控制底層設(shè)備。關(guān)于本發(fā)明的另一方面，葉節(jié)點設(shè)備從底層設(shè)備獲得狀態(tài)信息，將狀態(tài)信息插入數(shù)據(jù)包，并直接將數(shù)據(jù)包傳送給可編程控制器。關(guān)于本發(fā)明的另一方面，工業(yè)自動化系統(tǒng)支持可以與具有不同通信介質(zhì)的不同自動化總線聯(lián)系的多個葉節(jié)點設(shè)備。關(guān)于本發(fā)明的另一方面，通過自動化總線的信號基于包含在信號中的IP地址被指派給不同的葉節(jié)點設(shè)備。在每一葉節(jié)點設(shè)備認(rèn)出它的被分配的IP地址的地方，信號可以不用交換元件導(dǎo)引。關(guān)于本發(fā)明的另一方面，信號通過交換元件導(dǎo)引，例如，IP交換元件或以太網(wǎng)交換元件。關(guān)于本發(fā)明的另一方面，工業(yè)自動化系統(tǒng)包括電連接在可編程控制器和葉節(jié)點設(shè)備之間的橋節(jié)點。橋在物理層轉(zhuǎn)換在可編程控制器和葉節(jié)點設(shè)備之間的信號。因此，在可編程控制器和葉節(jié)點設(shè)備之間的直接通信在網(wǎng)絡(luò)層被保持。附圖的簡要說明本發(fā)明的更完整的理解及其優(yōu)勢可以通過參考鑒于附圖的下列描述獲得，在附圖中同樣的參考數(shù)字指示同樣的特征，其中

圖1示出了根據(jù)已有技術(shù)的自動化網(wǎng)絡(luò)。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的工業(yè)自動化系統(tǒng)。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式在可編程控制器和底層設(shè)備之間基于IP通信的協(xié)議層。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的葉節(jié)點設(shè)備。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式具有IP交換元件的工業(yè)自動化系統(tǒng)。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的另一工業(yè)自動化系統(tǒng)。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式支持在可編程控制器和底層設(shè)備之間的介質(zhì)獨立通信的工業(yè)自動化系統(tǒng)。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式具有橋節(jié)點的工業(yè)自動化系統(tǒng)。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式可編程控制器控制底層設(shè)備的過程。詳細描述在下列描述的各種實施方式中，對形成其中一部分的附圖做參考，在附圖中，參考通過本發(fā)明可以在其中實踐的圖示的各種實施方式的方式被示出。應(yīng)該理解不背離本發(fā)明的范圍可以使用其他實施方式并且做結(jié)構(gòu)化和功能化的修改。圖1示出了根據(jù)已有技術(shù)的自動化網(wǎng)絡(luò)100。當(dāng)?shù)讓釉O(shè)備103具有IP能力并能充當(dāng)IP葉節(jié)點設(shè)備時，自動化網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)通常改變。底層設(shè)備可以包含不同種類的設(shè)備。例如，底層設(shè)備可以被稱為“啞設(shè)備”以及/或者可以由控制設(shè)備無條件驅(qū)動。底層設(shè)備也可以是只能被驅(qū)動而一點兒也不能答復(fù)的只寫設(shè)備。底層設(shè)備也可以是能答復(fù)或能被寫但不能做任何其他決定的簡單I/O設(shè)備。又例如，底層設(shè)備可以只被限制為兩種狀態(tài)，例如繼電器打開或關(guān)閉或指示燈發(fā)光或不發(fā)光。自動化網(wǎng)絡(luò)100包括作為具有自動化設(shè)備的控制實體(例如，自動化輸入/輸出 (I/O)控制器105)執(zhí)行的可編程邏輯控制器(PLC) 101。自動化I/O控制器105經(jīng)由自動化現(xiàn)場總線104被連接到PLC 101和底層設(shè)備(例如，底層設(shè)備103)。輸入/輸出控制器 105位于PLC 101和底層設(shè)備103之間，其中來自PLC 101和底層設(shè)備103的通信通過自動化I/O控制器105。自動化I/O控制器105通常包含對底層設(shè)備103的命令和控制信息。 如果底層設(shè)備103具有通信能力，那么輸入/輸出控制器105翻譯在PLC 101和底層設(shè)備 103之間的信息，因為底層設(shè)備103通常不使用與PLClOl相同的通信協(xié)議。
自動化I/O控制器(中間設(shè)備)105與PLC 101通信并將PLC所需要的動作傳遞給底層設(shè)備103。中間設(shè)備105可以執(zhí)行協(xié)議翻譯以實現(xiàn)或探測在底層設(shè)備的狀態(tài)中的改變。中間設(shè)備105可以被硬連線到底層設(shè)備。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的工業(yè)自動化系統(tǒng)200。關(guān)于傳統(tǒng)的自動化網(wǎng)絡(luò)，可編程邏輯控制器通常不直接控制底層設(shè)備(例如，按鈕、指示燈、傳感器、指示器及繼電器)而是需要中間設(shè)備。中間設(shè)備與可編程控制器201通信并將可編程控制器201所需要的動作傳遞給底層設(shè)備2(Ma_e。(可編程控制器201可以包括可編程邏輯控制器或可編程自動化控制器。)經(jīng)常需要中間設(shè)備來執(zhí)行協(xié)議翻譯以能夠?qū)崿F(xiàn)或探測在底層設(shè)備的狀態(tài)中的改變。在許多實例中，中間設(shè)備被硬連線到底層設(shè)備。盡管圖2只示出了底層設(shè)備， 但本發(fā)明的實施方式可以支持具有“高層”設(shè)備的系統(tǒng)和具有“底層”設(shè)備和“高層”設(shè)備的聯(lián)合體的系統(tǒng)。在本發(fā)明的一個方面中，底層設(shè)備2(Ma_e的通信和控制可以沒有中間設(shè)備而通過PLC 201執(zhí)行。一個或多個底層設(shè)備2(Ma-e可以被定位在葉節(jié)點設(shè)備203上，如關(guān)于圖 3被進一步討論的。葉節(jié)點設(shè)備203包括與可編程控制器通信的獨立裝置、包括底層I/O設(shè)備、由IP地址唯一標(biāo)識，并且不直接與另一葉節(jié)點設(shè)備通信。因此，葉節(jié)點設(shè)備是最后的信息目的地，在葉節(jié)點設(shè)備中信息只對底層I/O設(shè)備有意義。例如，如果底層I/O設(shè)備是指示燈，它將基于信息打開或關(guān)閉。又例如，如果底層I/O設(shè)備是溫度傳感器，溫度將通過可編程控制器讀回。可編程控制器201可以使用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)直接控制底層設(shè)備2(Ma_e。在可編程控制器201和葉節(jié)點設(shè)備203之間通過自動化總線205的信號(例如，數(shù)據(jù)包)可以使用源于可編程控制器201的相同的協(xié)議。在本發(fā)明的一些實施方式中，通過自動化總線205 的通信可以根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)，其中IP遍及整個自動化網(wǎng)絡(luò)200被使用。葉節(jié)點設(shè)備 203可以包括IP能力以致可編程控制器201可以直接與底層設(shè)備2(Ma-e通信并控制底層設(shè)備 2(Ma_e。在本發(fā)明的一方面中，工業(yè)自動化系統(tǒng)200的結(jié)構(gòu)支持通過可編程控制器201直接控制底層設(shè)備2(Ma_e。對于一些實施方式，信號可以包括遵守傳輸控制協(xié)議(TCP)及/ 或用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)的IP數(shù)據(jù)包。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式在可編程控制器201和葉節(jié)點設(shè)備203之間基于IP通信的協(xié)議層。在本發(fā)明的一方面中，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議包通過自動化總線205在可編程控制器201和葉節(jié)點設(shè)備203之間被直接發(fā)送。IP包基于包含在IP包中并被分配到葉節(jié)點設(shè)備203的IP地址被指派用于葉節(jié)點設(shè)備203。IP包的格式可以是IPv4或IPv6。IPv4尋址被定義在 IETFRFC 791,IETF RFC 1519 及 IETF RFC 1918 中。IPv6 尋址被定義在 IETFRFC 4291中。)本發(fā)明的實施方式可以使用不同的方法分配IP地址，包括引導(dǎo)協(xié)議(BootP)和動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)。在可編程控制器201和葉節(jié)點設(shè)備203之間的通信可以根據(jù)開放系統(tǒng)互連參考模型(0SI參考模型或OSI模型)被模型化。OSI參考模型是對分層的通信和計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計的抽象描述。OSI參考模型將網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分成七層，從頂部到底部是應(yīng)用層(對應(yīng)層307 和層314)、表示層(對應(yīng)層306和層31 、會話層(對應(yīng)層305和層31 、傳輸層(對應(yīng)層 304和層311)、網(wǎng)絡(luò)層(對應(yīng)層303和層310)、數(shù)據(jù)鏈路層(對應(yīng)層302和層309)和物理層(對應(yīng)層301和層308)。本發(fā)明的實施方式支持不同的協(xié)議，包括互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)層303和310)、對應(yīng)傳輸層304和311的傳輸控制協(xié)議(TCP)和用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的葉節(jié)點設(shè)備203。葉節(jié)點設(shè)備203在物理層通過總線接口 405與自動化現(xiàn)場總線205連接。總線接口 405遵守物理介質(zhì)的電氣和物理規(guī)范(例如，引腳布局、信號電壓水平和電纜規(guī)范)。例如，自動化現(xiàn)場總線205可以通過將信號信息疊加到DC電壓上來傳送信號信息(例如，IP包)。DC電壓分量也可以為外圍電路(例如，葉節(jié)點設(shè)備203)提供電功率?？偩€接口 405可以將接收到的信號信息轉(zhuǎn)換成可以被處理器401處理的電形式。當(dāng)從可編程控制器201 (如圖2所示)到葉節(jié)點設(shè)備203的IP包包括底層設(shè)備403 的控制信息時，處理器401可以處理IP包并且從IP數(shù)據(jù)域提取控制信息。處理器401處理控制信息以控制底層設(shè)備403。例如，底層設(shè)備403可以支持對應(yīng)IP數(shù)據(jù)域中的一個信息位的兩種狀態(tài)(開/關(guān))。然而，其他實施方式可以支持具有多于兩個狀態(tài)的底層設(shè)備， 其中額外的信息位被包含在IP數(shù)據(jù)域中。此外，葉節(jié)點設(shè)備203可以發(fā)送IP包到可編程控制器201以提供關(guān)于底層設(shè)備 403的狀態(tài)信息，其中狀態(tài)信息被包含在IP數(shù)據(jù)域中。例如，處理器401可以確定底層設(shè)備 403的狀態(tài)并且在狀態(tài)信息中指示當(dāng)前狀態(tài)。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式具有IP交換元件511的工業(yè)自動化系統(tǒng)500。 IP交換元件可以基于包內(nèi)的IP地址通過總線505將IP包傳遞給PLC 501和葉節(jié)點設(shè)備 503、507及509。每一葉節(jié)點設(shè)備具有唯一的IP地址，尋址可以由互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(例如，IPv4 或IPv6)限制。PLC 501、自動化總線505和葉節(jié)點設(shè)備503,507及509根據(jù)IP交換元件 511支持通信介質(zhì)(物理層)。例如，IP交換元件511可以包括在可編程控制器側(cè)使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)連接(端口)的多端口以太網(wǎng)交換機或路由器或網(wǎng)關(guān)以及在底層設(shè)備側(cè)的電力線載波端口(DC線)。因為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議遍及自動化系統(tǒng)500被使用，所以避開了從一種語言(不基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)到另一種語言(基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)的翻譯。對于一些實施方式，以太網(wǎng)交換機可以被用于替代IP交換元件511，其中以太網(wǎng)提供在可編程控制器501和葉節(jié)點設(shè)備503、507及509之間傳輸IP包的通信介質(zhì)(物理層)。標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)交換機和路由設(shè)備可以被無縫引入自動化網(wǎng)絡(luò)500以提供結(jié)構(gòu)和通信量控制。底層設(shè)備可以被連接到具有合適纜線的交換機和路由設(shè)備。以太網(wǎng)交換機可以傳遞基于以太網(wǎng)地址(介質(zhì)訪問控制(MAC)地址并對應(yīng)OSI參考模型的層幻的包。以太網(wǎng)地址可以使用關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本4(IPv4)的地址解析協(xié)議 (ARP)或關(guān)于IPv6的鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議(NDP)從IP地址獲得。當(dāng)以太網(wǎng)交換機需要知道底層設(shè)備的IP地址時，以太網(wǎng)交換機可以作為“代理ARP”執(zhí)行并響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)ARP。以太網(wǎng)交換機可以擴展系統(tǒng)500的范圍以允許在系統(tǒng)內(nèi)控制大量設(shè)備。從可編程控制器501到葉節(jié)點設(shè)備503、507及509的通信對可編程控制器501和葉節(jié)點設(shè)備503、507及509來說是無縫的 (透明的)。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式?jīng)]有交換元件的工業(yè)自動化系統(tǒng)600。在一實施方式中，可編程控制器601通過自動化總線605直接控制葉節(jié)點設(shè)備603、607、609、611及613?？删幊炭刂破?01和葉節(jié)點設(shè)備603、607、609、611及613可以只響應(yīng)具有被分配給設(shè)備的IP地址的IP包。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式當(dāng)在可編程控制器701和葉節(jié)點設(shè)備709、711、 713,715及717之間通信時支持不同介質(zhì)的工業(yè)自動化系統(tǒng)700。對于一些實施方式，在 PLC 701和葉節(jié)點設(shè)備709、711、713、715及717之間的通信介質(zhì)是介質(zhì)獨立的。可以使用諸如雙絞銅線對、光纖的有線格式或無線通信通道。而且，系統(tǒng)700可以支持不同介質(zhì)的聯(lián)合體。例如，可編程控制器701使用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議分別通過銅基介質(zhì)703、光纖基介質(zhì)705及無線介質(zhì)707與葉節(jié)點設(shè)備709及711、與底層設(shè)備713及715及與底層設(shè)備717通信。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式具有橋節(jié)點807的工業(yè)自動化系統(tǒng)800。橋節(jié)點807在葉節(jié)點設(shè)備803和PLC 801之間通信期間跨越自動化總線805。在一實施方式中， 橋節(jié)點807在物理層對信號進行轉(zhuǎn)換，以致信號適合葉節(jié)點設(shè)備803。然而，在網(wǎng)絡(luò)層(例如，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)的透明度可以通過橋節(jié)點807保持。葉節(jié)點設(shè)備803的物理層處的遷移轉(zhuǎn)換使葉節(jié)點設(shè)備803能夠用可以由自動化總線805支持的不同介質(zhì)操作。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式可以并入工業(yè)自動化系統(tǒng)的過程900，其中可編程控制器控制底層設(shè)備。在步驟901中，可編程控制器通過使用基于本地IP的通信直接與底層設(shè)備通信，在步驟901中沒有協(xié)議翻譯。由于相關(guān)的葉節(jié)點設(shè)備的IP地址是唯一的以致只有所期望的底層設(shè)備將操作和響應(yīng)步驟903中的具體信息，數(shù)據(jù)通路被確保是正確的。步驟905中，來自可編程控制器的所需要的操作由底層設(shè)備執(zhí)行。關(guān)于要執(zhí)行的操作(讀、寫、改變狀態(tài)等)或關(guān)于操作所靶向的底層設(shè)備不存在混淆。對底層設(shè)備的用戶編程通常通過使用IP地址消除存儲位置和位的混淆問題而被簡化。系統(tǒng)的合適操作因此被確定。如果系統(tǒng)被配置成這樣做，葉節(jié)點設(shè)備可以通過執(zhí)行動作904確認(rèn)信息接收及/ 或執(zhí)行所需要的操作，以完成反饋回路。關(guān)于完成哪個底層設(shè)備或完成哪個I/O功能不存在混淆。這種方法提供了控制確認(rèn)的確定性方法。數(shù)據(jù)的毀壞通過互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議內(nèi)在的錯誤檢查和修正被減少了?；ヂ?lián)網(wǎng)協(xié)議包中的單個位錯誤甚至幾個錯誤通常不會影響被發(fā)送到底層設(shè)備的信息，因為位錯誤可以通過互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的特征被修正。由于待被底層設(shè)備執(zhí)行的操作是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議包載荷的一部分而不是組成控制幾個底層設(shè)備的字的一系列位中的單個位，因此在位序列中的錯誤可以被避免。因此，如上文所描述的本發(fā)明的各方面，在工業(yè)自動化系統(tǒng)中的任何底層設(shè)備的毀壞被避免了并且操作錯誤被減少了。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所能理解的，具有相關(guān)的包含控制計算機系統(tǒng)的指令的計算機可讀介質(zhì)的計算機系統(tǒng)可以被用來執(zhí)行本文公開的示例實施方式。計算機系統(tǒng)可以包括至少一個計算機，如微處理器、數(shù)字信號處理器及相關(guān)的外圍電子電路。盡管關(guān)于包括目前實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選模式的具體例子描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解上文描述的系統(tǒng)和技術(shù)在屬于所附權(quán)利要求中提出的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，存在眾多變化和置換。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)自動化系統(tǒng)，包括 可編程控制器(PLC)；第一自動化總線，其被配置成接收控制所述工業(yè)自動化系統(tǒng)中的過程的第一信號和傳輸與互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)兼容的所述第一信號；以及第一葉節(jié)點設(shè)備，其包括第一底層設(shè)備并根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議通過所述第一自動化總線與所述PLC直接通信來控制所述第一底層設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)自動化系統(tǒng)，其中，所述第一底層設(shè)備支持兩種狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)自動化系統(tǒng)，還包括橋節(jié)點，其電連接在所述PLC和所述第一葉節(jié)點設(shè)備之間并被配置成在物理層轉(zhuǎn)換所述第一信號。
4.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)自動化系統(tǒng)，還包括 第二葉節(jié)點設(shè)備；以及IP交換機，其被配置成接收所述第一信號并基于包含在所述第一信號中的IP地址將所述第一信號導(dǎo)引到所述葉節(jié)點設(shè)備中的一個。
5.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)自動化系統(tǒng)，還包括第二自動化總線，其被配置成接收第二信號并傳輸與互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)兼容的所述第二信號；以及第二葉節(jié)點設(shè)備，其包括第二底層設(shè)備，并根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議通過所述第二自動化總線與所述可編程控制器直接通信來控制所述第二底層設(shè)備。
6.如權(quán)利要求5所述的工業(yè)自動化系統(tǒng)，其中所述第二自動化總線包括與所述第一自動化總線不同的介質(zhì)。
7.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)自動化系統(tǒng)，還包括 第二葉節(jié)點設(shè)備；以及以太網(wǎng)交換機，其被配置成接收所述第一信號并基于包含在所述第一信號中的以太網(wǎng)地址將所述第一信號導(dǎo)引到所述葉節(jié)點設(shè)備中的一個。
8.一種葉節(jié)點設(shè)備，包括 底層設(shè)備；以及處理器，其被配置成根據(jù)通信協(xié)議通過自動化總線與工業(yè)自動化系統(tǒng)中的可編程控制器直接通信；以及處理通過所述自動化總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，其中所述數(shù)據(jù)包包含用于所述底層設(shè)備的信息。
9.如權(quán)利要求8所述的葉節(jié)點設(shè)備，其中所述處理器還被配置成 通過所述自動化總線接收來自所述可編程控制器的所述數(shù)據(jù)包； 從通過所述自動化總線接收的所述數(shù)據(jù)包提取控制信息；以及根據(jù)所述控制信息控制所述底層設(shè)備。
10.如權(quán)利要求8所述的葉節(jié)點設(shè)備，其中所述處理器還被配置成 從所述底層設(shè)備獲得狀態(tài)信息；將所述狀態(tài)信息插入所述數(shù)據(jù)包；以及將所述數(shù)據(jù)包傳送到所述可編程控制器。
11.如權(quán)利要求8所述的葉節(jié)點設(shè)備，其中所述通信協(xié)議與互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議兼容。
12.如權(quán)利要求8所述的葉節(jié)點設(shè)備，其中所述底層設(shè)備支持兩種狀態(tài)。
13.一種存儲計算機可執(zhí)行指令的計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可執(zhí)行指令當(dāng)被執(zhí)行時使處理器執(zhí)行一方法，所述方法包括根據(jù)通信協(xié)議通過自動化總線直接與工業(yè)自動化系統(tǒng)中的可編程控制器通信；以及處理通過所述自動化總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，其中所述數(shù)據(jù)包包含用于底層設(shè)備的信息。
14.如權(quán)利要求13所述的計算機可讀存儲介質(zhì)，所述方法還包括 通過所述自動化總線接收來自所述可編程控制器的所述數(shù)據(jù)包； 從通過所述自動化總線接收的所述數(shù)據(jù)包提取控制信息；以及根據(jù)所述控制信息控制所述底層設(shè)備。
15.如權(quán)利要求13所述的計算機可讀存儲介質(zhì)，所述方法還包括 從所述底層設(shè)備獲得狀態(tài)信息；將所述狀態(tài)信息插入所述數(shù)據(jù)包；以及將所述數(shù)據(jù)包傳送到所述可編程控制器。
16.如權(quán)利要求13所述的計算機可讀存儲介質(zhì)，其中所述底層設(shè)備支持兩種狀態(tài)。
17.—種控制工業(yè)自動化系統(tǒng)的方法，所述方法包括根據(jù)通信協(xié)議通過自動化總線與工業(yè)自動化系統(tǒng)中的可編程控制器直接通信；以及處理通過所述自動化總線傳輸?shù)男盘?，其中所述信號包含用于底層設(shè)備的信息。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括通過所述自動化總線接收來自所述可編程控制器的所述信號； 從通過所述自動化總線接收的所述信號提取控制信息；以及根據(jù)所述控制信息控制所述底層設(shè)備。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括 從所述底層設(shè)備獲得狀態(tài)信息；將所述狀態(tài)信息插入所述信號；以及將所述信號傳送到所述可編程控制器。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述底層設(shè)備支持兩種狀態(tài)。
21.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括 在物理層轉(zhuǎn)換所述信號。
22.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括基于相關(guān)的IP地址將所述信號導(dǎo)引到所述底層設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明的各方面都支持在底層設(shè)備和可編程控制器之間通過工業(yè)自動化系統(tǒng)中的自動化總線的直接通信，來控制和監(jiān)控工業(yè)過程。葉節(jié)點設(shè)備可以包括底層設(shè)備。葉節(jié)點設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)層(例如，基于包含在信號中的IP地址的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP))直接與可編程控制器通信以便可編程控制器可以控制底層設(shè)備或接收關(guān)于底層設(shè)備的狀態(tài)信息。工業(yè)自動化系統(tǒng)可以支持多個葉節(jié)點設(shè)備，葉節(jié)點設(shè)備可以與具有不同通信介質(zhì)的不同自動化總線相聯(lián)系。在可編程控制器和葉節(jié)點之間的信號可以使用或不用交換元件導(dǎo)引。
文檔編號G05B19/05GK102422231SQ201080020751
公開日2012年4月18日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者托德·A·斯耐德 申請人:施耐德電氣美國股份有限公司