用工業(yè)自動化系統(tǒng)的組織模型確定能量信息的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】公開了一種用工業(yè)自動化系統(tǒng)的組織模型確定能量信息的系統(tǒng)及方法。一種系統(tǒng)，可以包括處理器，處理器可以：接收與自動化系統(tǒng)中的一個或多個資源相關(guān)聯(lián)的能量數(shù)據(jù)；接收與自動化系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的組織模型數(shù)據(jù)；以及基于能量數(shù)據(jù)與組織模型數(shù)據(jù)之間的關(guān)系來生成一個或多個能量報告。
【專利說明】用工業(yè)自動化系統(tǒng)的組織模型確定能量信息的系統(tǒng)及方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請涉及2010 年 I 月 8 日提交的題為 “Industrial Control Energy Object(工業(yè)控制能量對象)”的美國專利申請N0.12/684，469，其通過引用合并在本文中。本申請還涉及2011年10月18日提交的題為“Industrial Control Energy Object (工業(yè)控制能量對象)”的美國專利申請N0.13/275，983，其通過弓I用合并在本文中。

【技術(shù)領域】
[0003]本公開內(nèi)容總體上涉及從工業(yè)自動化系統(tǒng)中所采用的資源采集和組織能量信息。更具體地，本公開內(nèi)容的實施例涉及使用組織模型結(jié)合從工業(yè)自動化系統(tǒng)中的資源獲取的能量信息來確定工業(yè)自動化系統(tǒng)的各個資源以及各個可調(diào)節(jié)部分的能量數(shù)據(jù)(即，消耗或生產(chǎn))。

【背景技術(shù)】
[0004]工業(yè)自動化系統(tǒng)通常包括生產(chǎn)過程中所采用的各種能耗資源(如，單個產(chǎn)品的不同裝配線)等等。工業(yè)自動化系統(tǒng)中的一些資源可以能夠與工業(yè)自動化系統(tǒng)中的其他控制器就其相應的能量數(shù)據(jù)進行通信或者將相應的能量數(shù)據(jù)傳送到可以位于工業(yè)自動化系統(tǒng)外部的監(jiān)督控制系統(tǒng)。在任何情況下，雖然通過通信資源獲取的能量信息可能在理解如何在工業(yè)自動化系統(tǒng)內(nèi)利用能量方面是有益的，然而，所獲取的能量信息通常被個別化，使得其主要提供與具體裝置有關(guān)的信息，而不涉及能量信息如何與工業(yè)自動化系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)部分(scalable parts)或者與工業(yè)自動化系統(tǒng)整體有關(guān)。因此，期望提出一種用于分析與工業(yè)自動化系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)的部分有關(guān)的能量信息的改進的系統(tǒng)和方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個實施例中，系統(tǒng)可以包括處理器，處理器可以:接收與自動化系統(tǒng)中的一個或多個資源相關(guān)聯(lián)的能量數(shù)據(jù)；接收與自動化系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的組織模型數(shù)據(jù)；以及基于能量數(shù)據(jù)與組織模型數(shù)據(jù)之間的關(guān)系來生成一個或多個能量報告。
[0006]在另一實施例中，系統(tǒng)可以包括處理器，處理器可以:接收與自動化系統(tǒng)中的一個或多個資源相關(guān)聯(lián)的能量數(shù)據(jù)；以及接收與自動化系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的組織模型數(shù)據(jù)，使得組織模型數(shù)據(jù)可以包括資源中的至少一個資源的資源能量曲線。處理器接著可以生成不具有組織模型數(shù)據(jù)中的資源能量曲線的缺失資源的列表；以及基于能量數(shù)據(jù)的子集與組織模型數(shù)據(jù)之間的關(guān)系來生成一個或多個能量報告，其中，能量數(shù)據(jù)的子集與資源中的至少一個資源相對應。
[0007]在又一實施例中，系統(tǒng)可以包括處理器，處理器可以:接收與自動化系統(tǒng)中的一個或多個資源相關(guān)聯(lián)的能量數(shù)據(jù)；以及接收與自動化系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的組織模型數(shù)據(jù)，使得組織模型數(shù)據(jù)可以包括資源中的至少一個資源的資源能量曲線。處理器接著可以取得不在組織模型數(shù)據(jù)中的一個或多個缺失資源能量曲線；以及基于能量數(shù)據(jù)、取得的缺失資源能量曲線以及組織模型數(shù)據(jù)之間的關(guān)系來生成一個或多個能量報告。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]在參照附圖閱讀以下詳細描述時，本發(fā)明的這些以及其他特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解，遍及附圖，相似的附圖標記表示相似的部分，其中:
[0009]圖1是根據(jù)一個實施例的工業(yè)自動化系統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)的框圖；
[0010]圖2是根據(jù)一個實施例的可以用作圖1的能量管理系統(tǒng)的輸入的能量結(jié)構(gòu)的示例；
[0011]圖3是根據(jù)一個實施例的可以用作圖1的能量管理系統(tǒng)的輸入的組織模型的示例；
[0012]圖4是根據(jù)一個實施例的可以通過圖1的能量管理系統(tǒng)輸出的邏輯能量數(shù)據(jù)的示例；
[0013]圖5是根據(jù)一個實施例的用于基于可以用作圖1的能量管理系統(tǒng)的輸入的組織模型來對能量數(shù)據(jù)進行分類的方法的流程圖；
[0014]圖6是根據(jù)一個實施例的用于識別可以用作圖1的能量管理系統(tǒng)的輸入的組織模型中的資源的缺失能量曲線的方法的流程圖；
[0015]圖7是根據(jù)一個實施例的用于取得可以用作圖1的能量管理系統(tǒng)的輸入的組織模型中的資源缺失能量曲線數(shù)據(jù)的能量曲線的方法的流程圖；
[0016]圖8是根據(jù)一個實施例的可以在圖1的能量管理系統(tǒng)中使用的能量推理引擎的框圖；
[0017]圖9是根據(jù)一個實施例的可以在圖1的能量管理系統(tǒng)中使用的能量狀態(tài)引擎的框圖；
[0018]圖10是根據(jù)一個實施例的用于基于由圖8的能量推理引擎、圖9的能量狀態(tài)引擎或者這二者確定的能量信息來將工業(yè)自動化系統(tǒng)中的資源布置成降低能耗模式的方法的流程圖；
[0019]圖11是根據(jù)一個實施例的用于基于由圖8的能量推理引擎、圖9的能量狀態(tài)引擎或者這二者確定的能量峰值時刻和能量信息來調(diào)節(jié)工業(yè)自動化系統(tǒng)中的資源的使用的方法的流程圖；
[0020]圖12是根據(jù)一個實施例的用于基于由圖8的能量推理引擎、圖9的能量狀態(tài)引擎或者這二者確定的公共設施需求調(diào)度和能量信息來調(diào)節(jié)工業(yè)自動化系統(tǒng)中的資源的使用的方法的流程圖；
[0021]圖13是根據(jù)一個實施例的用于基于由圖8的能量推理引擎、圖9的能量狀態(tài)引擎或者這二者確定的能量信息來向工業(yè)自動化系統(tǒng)中的操作者通知在什么時候部件的能量使用落在期望范圍外部的方法的流程圖；
[0022]圖14是根據(jù)一個實施例的用于基于由圖8的能量推理引擎、圖9的能量狀態(tài)引擎或者這二者確定的公共設施需求調(diào)度和能量信息來修改工業(yè)自動化系統(tǒng)中的資源的調(diào)度使用的方法的流程圖；以及
[0023]圖15是根據(jù)一個實施例的可以在圖1的能量管理系統(tǒng)中使用的多核處理器的框圖。

【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明總體上涉及利用從工業(yè)自動化系統(tǒng)中的各種資源或裝置獲取的能量數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)工業(yè)自動化系統(tǒng)的組織模型來更好地理解工業(yè)自動化系統(tǒng)內(nèi)的資源和各種可擴展區(qū)域的能耗或能量生產(chǎn)。通常，從工業(yè)自動化系統(tǒng)中的任意資源獲取的能量信息不能提供關(guān)于其能量信息可能如何與工業(yè)自動化系統(tǒng)相關(guān)的任何細節(jié)。即，能量信息通常不提供可以關(guān)于自動化系統(tǒng)作為整體來使用能量信息的背景。相反，能量信息關(guān)于具體的資源被個別地考慮并且可以用于了解在工業(yè)自動化系統(tǒng)中具體的點處消耗的能量；然而，該信息在理解如何可以在工業(yè)自動化系統(tǒng)內(nèi)更有效地使用能量方面是無用的。通過利用所獲取的能量信息來調(diào)節(jié)組織模型，本公開系統(tǒng)和技術(shù)可以提供使工業(yè)自動化系統(tǒng)中的不同的過程、區(qū)域和資源能夠更有效地使用工業(yè)自動化系統(tǒng)范圍的能量的工業(yè)自動化系統(tǒng)范圍的集成架構(gòu)。
[0025]通過介紹的方式，圖1描繪了用于工業(yè)自動化系統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)10的框圖。盡管參照工業(yè)自動化系統(tǒng)描述了本公開內(nèi)容，然而，需要注意的是，本文中描述的系統(tǒng)和技術(shù)可以用于任何類型的自動化系統(tǒng)。能量管理系統(tǒng)10可以包括可以用于執(zhí)行本文中描述的各種技術(shù)的能量數(shù)據(jù)控制器12。這樣，能量數(shù)據(jù)控制器12可以包括處理器14、存儲器16、輸入/輸出(I/O)部件18、通信部件20等。需要注意的是，能量數(shù)據(jù)控制器12可以是自動化控制器、個人計算機、可編程邏輯控制器、能量控制器、工作站、基于云的系統(tǒng)或任何計算設備。
[0026]處理器14可以是能夠執(zhí)行計算機可執(zhí)行代碼的任何類型的計算機處理器或微處理器。在某些實施例中，處理器14可以包括多個內(nèi)核，使得每個內(nèi)核可以用于執(zhí)行不同的任務。下文中將參照圖15更詳細地描述關(guān)于具有多個內(nèi)核的處理器14的實施例的另外的細節(jié)。存儲器16可以是能夠用作存儲處理器可執(zhí)行的代碼的介質(zhì)的任何合適的制造的物品。這些制造的物品可以表示可以存儲由處理器14使用以執(zhí)行本公開技術(shù)的處理器可執(zhí)行代碼的計算機可讀介質(zhì)(即，任何適當?shù)男问降拇鎯ζ骰虼鎯ρb置)。I/O部件18可以包括可以使能量數(shù)據(jù)控制器12能夠連接至各種類型的計算機介質(zhì)的一個或多個端口。通信部件20可以是可以便于工業(yè)自動化系統(tǒng)內(nèi)的各種資源或控制器之間進行通信的無線或有線通信部件。
[0027]再次參照能量數(shù)據(jù)控制器12，在某些實施例中，能量數(shù)據(jù)控制器12可以接收能量數(shù)據(jù)22、能量結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)24、組織模型數(shù)據(jù)26和資源曲線(profile)數(shù)據(jù)28。能量數(shù)據(jù)22可以包括由工業(yè)自動化系統(tǒng)內(nèi)的各種資源獲取的能量信息。例如，能量數(shù)據(jù)22可以包括從資源如電動機驅(qū)動、變頻驅(qū)動、軟起動器、起動器、電力儀表、電動機、電容器組、空氣壓縮機、冰箱單元、渦輪機、發(fā)電機、儲能裝置、光伏電池、機器人、電抗器等獲取的電壓和電源使用信息。在一個實施例中，能量數(shù)據(jù)22可以包括從設置在工業(yè)自動化系統(tǒng)內(nèi)的通用工業(yè)協(xié)議(CIP)能量對象獲取的能量信息。這樣，可以將由工業(yè)自動化系統(tǒng)中的各種資源獲取的能量數(shù)據(jù)22傳送或提供給能量數(shù)據(jù)控制器12。
[0028]除了能量數(shù)據(jù)22以外，能量數(shù)據(jù)控制器12可以接收能量結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)24如單線圖、能量示意圖等。即，能量結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)24可以包括電源如何被分配給工業(yè)自動化系統(tǒng)中的各種資源的細節(jié)。例如，圖2以電源分配示意圖40的形式描繪了能量結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的示例。參照圖2，能量分配示意圖40可以包括主電源42、多個變壓器44、多個電動機46、多個電容器組48和多個功率計50。通常，電源分配示意圖40示出來自主電源42的電源如何分配給工業(yè)自動化系統(tǒng)中的每個資源。然而，盡管電源分配示意圖40可以提供關(guān)于在工業(yè)自動化系統(tǒng)內(nèi)如何消耗能量的一些細節(jié)，但是電源分配示意圖40還是不提供與如何組織工業(yè)自動化系統(tǒng)相關(guān)的消耗能量的背景。換句話說，電源分配示意圖40不提供關(guān)于哪個資源在使用具體的過程以及工業(yè)自動化系統(tǒng)內(nèi)的區(qū)域的信息。
[0029]牢記這一點，能量數(shù)據(jù)控制器12還可以接收可以表示如何組織工業(yè)自動化系統(tǒng)的組織模型數(shù)據(jù)26。即，組織模型數(shù)據(jù)26可以提供表示在關(guān)于工業(yè)自動化系統(tǒng)的功能視圖中的自動化系統(tǒng)的分級結(jié)構(gòu)。這樣，組織模型數(shù)據(jù)26可以提供關(guān)于工業(yè)自動化系統(tǒng)的不同區(qū)域(例如，單元、線、站點、或企業(yè)/批次、連續(xù)過程、或離散制造過程/基礎設施、制造支持系統(tǒng)、子組件/批處理系統(tǒng)或核心制造系統(tǒng))的資源的邏輯分組。例如，在廣義上，圖3描繪了可以示出可以如何組織工業(yè)自動化系統(tǒng)的一個實施例的組織模型數(shù)據(jù)26的一個示例。因此，圖3的組織模型數(shù)據(jù)26可以包括可以包含整個工業(yè)自動化系統(tǒng)的工廠60。工廠60可以被分為例如可以包括使用不同類型的資源的不同的生產(chǎn)過程的多個工作區(qū)域62。在一種示例中，一個工作區(qū)域可以包括子組件生產(chǎn)過程而另一工作區(qū)域可以包括核心生產(chǎn)過程。
[0030]可以將工作區(qū)域62細分為更小的單位——工作單元64，工作單元64可以再被細分為工作單位68。使用上述示例，可以將子組件生產(chǎn)過程工作區(qū)域細分為可以表示具體的個人的組、工作班次等的工作單元64。然后還可以將這些工作單元64細分為可以包括可以由相應的工作單元64使用的單個資源(例如，電動機、驅(qū)動、壓縮機)的工作單位68。在某些實施例中，工廠60、工作區(qū)域62、工作單元64、和工作單位68可以以通信方式耦合至制造支持系統(tǒng)，制造支持系統(tǒng)可以接收和監(jiān)測從工廠60、工作區(qū)域62、工作單元64、和工作單位68中的資源、控制器等接收的各種數(shù)據(jù)。除了列出可以如何細分工業(yè)自動化系統(tǒng)以外，組織模型26還可以詳述工作區(qū)域62、工作單元64、和工作單位66中的每個可以如何彼此相互作用。即，例如每個工作區(qū)域62可以與制造過程的具體過程相關(guān)。因此，組織模型26可以詳述在某個工作區(qū)域62中執(zhí)行的哪個過程可以依賴于在其他工作區(qū)域62中完成的其他過程。
[0031]組織模型26還可以包括涉及能量結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)24中的每個資源可以如何與工業(yè)自動化系統(tǒng)的每個區(qū)域或子區(qū)域相關(guān)的信息。此外，組織模型26可以包括對于在工業(yè)自動化系統(tǒng)中使用的每個資源的能量曲線。能量資源曲線可以包括關(guān)于相應的資源的任何能量相關(guān)的信息。例如，能量資源曲線可以表示在滿負荷運行時資源所消耗的能量的量，在啟動期間、停止期間、空閑時間期間所消耗的能量的量等。能量資源曲線還包括涉及啟動資源可能需要多少時間、關(guān)閉資源可能需要多少時間、在光幕已經(jīng)破壞之后資源可以完全起作用之前可能需要多少時間等的信息?？梢詫⒛芰抠Y源曲線嵌入資源本身使得資源可以提供其相應的能量資源曲線作為其相應的能量數(shù)據(jù)22的一部分。
[0032]在一種實施例中，能量資源曲線可以表示測量的單位或參數(shù)(例如，瓦特、焦耳)，其中資源可以提供能量信息。因此組織模型數(shù)據(jù)26可以包括關(guān)于每個資源如何相對于其能量操作的背景。此外，因為組織模型數(shù)據(jù)26可以表示對于工業(yè)自動化系統(tǒng)中的每個資源的測量的單位或參數(shù)(例如，瓦特、焦耳)，所以組織模型26可以用來將對于工業(yè)自動化系統(tǒng)中的每個資源的能量測量標準化為公共單位。
[0033]再次參照圖1，如果組織模型數(shù)據(jù)26不包括對于具體的資源的能量資源曲線，能量數(shù)據(jù)控制器12可以經(jīng)由資源曲線數(shù)據(jù)28來接收相應的資源曲線。因此，資源曲線數(shù)據(jù)28可以被存儲在數(shù)據(jù)庫等中，并且可以包括對于可以由工業(yè)自動化系統(tǒng)采用的多個資源的能量資源曲線。在某些實施例中，能量數(shù)據(jù)控制器12可以查詢數(shù)據(jù)庫以找到基于能量數(shù)據(jù)22的對于具體的資源的資源曲線數(shù)據(jù)28、來自能量結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)26的信息、來自組織模型數(shù)據(jù)26的信息等。
[0034]在任意情況下，一旦能量數(shù)據(jù)控制器12接收到能量數(shù)據(jù)22、能量結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)24、組織模型26和資源曲線數(shù)據(jù)28中的一部分或全部，能量數(shù)據(jù)控制器12就可以關(guān)于組織模型對能量數(shù)據(jù)22進行編錄或分類。例如，能量數(shù)據(jù)控制器12可以表征能量數(shù)據(jù)22可以如何與組織模型26相關(guān)。圖4示出了通過電源分配示意圖40中描繪的資源中的一些資源獲取的能量數(shù)據(jù)22可以如何與在圖3中描繪的示例組織模型26相關(guān)的一個示例。因此，假設能量數(shù)據(jù)22包括涉及電動機45 (M1、M2、M3和M4)的能量信息、涉及電容器組48 (I和2)的能量信息，則能量數(shù)據(jù)控制器12可以使用所接收的組織模型26來表征或表示涉及電動機Ml和M2的能量數(shù)據(jù)22對應于工作區(qū)域1、涉及電動機M3和電容器組I的能量信息22對應于工作區(qū)域2、以及電動機M4和電容器組2對應于工作區(qū)域3。
[0035]除了表示在各種工作區(qū)域62中可以使用哪個資源，組織模型26還可以表示每個工作區(qū)域62可以如何彼此相關(guān)。例如，工作區(qū)域I可以對應于對于一種類型的制造的物品的制造過程中的預生產(chǎn)過程。在工作區(qū)域I中對制造的物品進行預處理之后，可以將物品傳送至將物品子組裝到一起的工作區(qū)域2。然后可以將物品傳送至可以包括制造過程的核心過程的工作區(qū)域3。
[0036]通過利用組織數(shù)據(jù)26來調(diào)節(jié)能量數(shù)據(jù)22，能量數(shù)據(jù)控制器12可以確定其中每個工作區(qū)域62中的資源可以進行操作的有效方式。例如，如果工作區(qū)域3中的資源正在以超過其滿生產(chǎn)能力額定值進行操作，而工作區(qū)域I和工作區(qū)域2中的資源各自正在以50%的生產(chǎn)能力進行操作，能量數(shù)據(jù)控制器12可以確定能量瓶頸可能出現(xiàn)在工作區(qū)域3中。因此，能量數(shù)據(jù)控制器12可以按比例降低工作區(qū)域I和工作區(qū)域2中的資源的能耗使得工作區(qū)域3中的資源以其指定的生產(chǎn)能力進行操作。這樣，能量數(shù)據(jù)控制器12不需要對工作區(qū)域I和工作區(qū)域2中的資源無效率地進行操作，而是可以節(jié)約在工作區(qū)域I和工作區(qū)域2中消耗的能量使得工作區(qū)域3中的資源不會過載。
[0037]此外，通過利用組織數(shù)據(jù)26來調(diào)節(jié)能量數(shù)據(jù)22，能量數(shù)據(jù)控制器可以將所接收的能量數(shù)據(jù)22分類為物理能量數(shù)據(jù)30或邏輯能量數(shù)據(jù)32 (即，結(jié)構(gòu)化能量數(shù)據(jù))。物理能量數(shù)據(jù)30可以包括可以直接從資源接收并且可以表示由該具體的資源物理上消耗的能量的量的能量數(shù)據(jù)。因此，物理能量數(shù)據(jù)20可以對應于經(jīng)由直接連接至資源的功率計50接收的能量數(shù)據(jù)、嵌入在資源內(nèi)的CIP能量對象等。通過將能量分類為物理能量數(shù)據(jù)30，能量數(shù)據(jù)控制器12可以使得操作者能夠知道已經(jīng)使用資源進行了多少小時的操作，資源可能已經(jīng)消耗多少能量等。因此，該信息可以幫助維護人員基于其實際使用數(shù)據(jù)而不是隨機的調(diào)度表/日歷檢查來了解應該如何維護每個資源。
[0038]能量數(shù)據(jù)控制器12可以通過基于組織模型26合計能量數(shù)據(jù)22來生成邏輯能量數(shù)據(jù)32。即，能量數(shù)據(jù)控制器12可以合計關(guān)于組織模型26的每個區(qū)域的能量數(shù)據(jù)22。以這種方式，邏輯能量數(shù)據(jù)32可以描繪在制造過程中的每個階段或者在工業(yè)自動化系統(tǒng)的每個區(qū)域中消耗的能量。然后邏輯能量數(shù)據(jù)32可以用于分析在工業(yè)自動化系統(tǒng)內(nèi)以及在工業(yè)自動化系統(tǒng)內(nèi)執(zhí)行的過程之間是如何消耗能量的。
[0039]在某些實施例中，能量數(shù)據(jù)控制器12可以對于不能向能量數(shù)據(jù)控制器12提供能量數(shù)據(jù)的資源計算能量數(shù)據(jù)22。例如，某個資源可能沒有裝備可以用于確定資源正在消耗的能量的量的能量檢測技術(shù)。替選地，資源可能不包括可以使其能夠?qū)⑵淠芰繑?shù)據(jù)22傳送至能量數(shù)據(jù)控制器12的通信技術(shù)。在這種情況下，能量數(shù)據(jù)控制器12可以對于不能向能量數(shù)據(jù)控制器12提供能量信息的資源使用從工業(yè)自動化系統(tǒng)中已知的資源接收的能量數(shù)據(jù)22并且將該能量數(shù)據(jù)22與能量結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)24和組織模型26交叉參考來生成虛擬能量數(shù)據(jù)34 (S卩，結(jié)構(gòu)化能量數(shù)據(jù))。在一個實施例中，能量數(shù)據(jù)控制器12可以使用能量結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)24來確定資源相對于可能已經(jīng)發(fā)送了能量數(shù)據(jù)22的其他資源的相對位置。另外，能量數(shù)據(jù)控制器12可以使用組織模型數(shù)據(jù)26來確定對于相應的資源的能量曲線。使用相應的資源的相對位置，對于相應的資源的能量曲線以及與圍繞相應的資源的資源相關(guān)聯(lián)的能量數(shù)據(jù)22，能量數(shù)據(jù)控制器12可以預測相應的資源正在消耗的能量(S卩，虛擬能量數(shù)據(jù))。
[0040]在一個實施例中，能量數(shù)據(jù)控制器12可以基于從可以表示工業(yè)自動化系統(tǒng)的第二部分的能量的資源接收的能量數(shù)據(jù)22和可以表示工業(yè)自動化系統(tǒng)的第一部分和第二部分二者的能量的能量數(shù)據(jù)22來確定工業(yè)自動化系統(tǒng)的第一部分的虛擬能量數(shù)據(jù)34。例如，參照圖3，能量數(shù)據(jù)控制器12可以基于從功率計50接收的可以表示可以是工業(yè)自動化系統(tǒng)的第二部分的一部分的工作區(qū)域2和工作區(qū)域3的能量的能量數(shù)據(jù)22，以及從功率計50接收的表示所有三個工作區(qū)域的能量的能量數(shù)據(jù)22來確定涉及可以是工業(yè)自動化系統(tǒng)的第一部分的一部分的工作區(qū)域I的能量數(shù)據(jù)22。即，能量數(shù)據(jù)控制器12可以合計表示工作區(qū)域2和工作區(qū)域3的能量的能量數(shù)據(jù)22并且從表示所有三個工作區(qū)域(1、2和3)的能量的能量數(shù)據(jù)中減去所得到的合計結(jié)果來確定表示工作區(qū)域I的虛擬能量34。
[0041]牢記上述內(nèi)容，能量數(shù)據(jù)控制器12可以使用能量數(shù)據(jù)22、能量結(jié)構(gòu)24、組織模型26、資源曲線數(shù)據(jù)28、物理能量數(shù)據(jù)30、邏輯能量數(shù)據(jù)32、虛擬能量數(shù)據(jù)34等來生成可以表征在工業(yè)自動化系統(tǒng)中可以如何消耗能量的各種類型的能量報告。例如，圖5至圖7描繪了可以由能量數(shù)據(jù)控制器12采用以生成與工業(yè)自動化系統(tǒng)有關(guān)的各種類型的能量報告的不同的方法的某些實施例。
[0042]現(xiàn)在參照圖5，能量數(shù)據(jù)控制器12可以基于如使用方法70使用組織模型數(shù)據(jù)26確定的分類來生成能量報告。雖然方法70的下文的描述被描述為以具體的順序來執(zhí)行，需要注意的是，方法70不限于所描繪的順序，而是可以以一些其他的順序來執(zhí)行。
[0043]在塊72處，能量數(shù)據(jù)控制器12可以從可以出現(xiàn)在工業(yè)自動化系統(tǒng)中的資源接收能量數(shù)據(jù)22。在塊74處，能量數(shù)據(jù)控制器12可以接收涉及工業(yè)自動化系統(tǒng)的組織模型數(shù)據(jù)26。在某些實施例中，能量數(shù)據(jù)控制器12還可以接收能量結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)24和資源曲線數(shù)據(jù)28來補充可以由能量數(shù)據(jù)控制器12生成的能量報告。
[0044]在任何情況下，在塊76，能量數(shù)據(jù)控制器12可以關(guān)于組織模型數(shù)據(jù)26對能量數(shù)據(jù)22進行分類。因此，能量數(shù)據(jù)控制器12可以基于可以安置能量數(shù)據(jù)22的組織模型26中的具體區(qū)域來對能量數(shù)據(jù)22進行分類。在某些實施例中，能量數(shù)據(jù)控制器12還可以基于如上所述的與如由組織模型數(shù)據(jù)26提供的每個資源有關(guān)的信息來將能量數(shù)據(jù)22分類為物理能量數(shù)據(jù)30、邏輯能量數(shù)據(jù)32、或虛擬能量數(shù)據(jù)34。
[0045]在塊78處，能量數(shù)據(jù)控制器12可以基于在塊76中如何對能量數(shù)據(jù)進行分類來生成能量報告。即，能量數(shù)據(jù)控制器12可以生成可以區(qū)分物理能量數(shù)據(jù)30、邏輯能量數(shù)據(jù)32和虛擬能量數(shù)據(jù)34的能量報告。此外，如由組織模型數(shù)據(jù)26所表示的，能量報告可以根據(jù)工業(yè)自動化系統(tǒng)中的具體的工作區(qū)域/單元/單位來合計能量數(shù)據(jù)22。在一個實施例中，可以在能量儀表板等中描繪所生成的報告，該能量儀表板可以實時地顯示工業(yè)自動化系統(tǒng)中的各種工作區(qū)域、工作單元和工作單位的能量屬性。
[0046]通過提供基于關(guān)于組織模型數(shù)據(jù)26的分類的能量報告，能量數(shù)據(jù)控制器12可以較好地說明各個工作區(qū)域/單元/單位如何消耗能量以及各個工作區(qū)域/單元/單位所消耗的能量可以如何與工業(yè)自動化系統(tǒng)中的其他工作區(qū)域/單元/單位有關(guān)。此外，能量報告可以基于工業(yè)自動化系統(tǒng)中的每個區(qū)域關(guān)于生產(chǎn)如何消耗能量來幫助工業(yè)自動化系統(tǒng)人員更有效地分配資源。
[0047]在某些實施例中，組織模型數(shù)據(jù)26可以不包括組織模型數(shù)據(jù)26中設置的每個資源或提供能量數(shù)據(jù)22的每個資源的能量曲線。在這種情況下，能量數(shù)據(jù)控制器12可以將可以為缺失能量曲線的資源的列表提供給操作者或可能與工業(yè)自動化系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的其他控制器。例如，圖6示出了可以用于生成在組織模型數(shù)據(jù)26中不能提供能量曲線的資源的列表的方法90。
[0048]在塊92和塊94，能量數(shù)據(jù)控制器12可以分別接收如以上關(guān)于圖5的塊72和塊74所描述的能量數(shù)據(jù)22和組織模型數(shù)據(jù)26。在塊96，能量數(shù)據(jù)控制器12可以確定將能量數(shù)據(jù)22提供給能量數(shù)據(jù)控制器12的每個資源在組織模型數(shù)據(jù)26中是否具有相應的資源能源曲線。如果將能量數(shù)據(jù)22提供給能量數(shù)據(jù)控制器12的資源在組織模型數(shù)據(jù)26中具有相應的資源能量曲線，則能量數(shù)據(jù)控制器12可以進行至塊98和塊100。也就是說，如以上關(guān)于圖5的塊76所描述的，能量數(shù)據(jù)控制器12可以關(guān)于組織模型數(shù)據(jù)26對能量數(shù)據(jù)22進行分類。以同樣的方式，在塊98中對能量數(shù)據(jù)22進行如以上關(guān)于圖5的塊78所描述的分類之后，能量數(shù)據(jù)控制器12可以進行至塊100。
[0049]再次參考塊96，如果將能量數(shù)據(jù)22提供給能量數(shù)據(jù)控制器12的資源在組織模型數(shù)據(jù)26中不具有相應的資源能量曲線，則能量數(shù)據(jù)控制器12可以進行至塊102。在塊102，能量數(shù)據(jù)控制器12可以生成缺失資源能量曲線的列表。在一個實施例中，能量數(shù)據(jù)控制器12可以接著進行至塊98和塊100以對具有關(guān)于組織模型數(shù)據(jù)26的相應資源能量曲線的能量數(shù)據(jù)12進行分類并且基于該分類生成能量報告。此處，能量報告可以包括表明能量數(shù)據(jù)控制器12所接收到的全部能量數(shù)據(jù)22可能還沒有并入到能量報告中的免責聲明或備注。替選地，能量數(shù)據(jù)控制器12可以僅使用已知能量數(shù)據(jù)來生成能量報告。因此，當具有調(diào)節(jié)區(qū)域的資源的所有能量數(shù)據(jù)22不是都已知時，報告可以包括組織模型數(shù)據(jù)26中某些調(diào)節(jié)區(qū)域的能量數(shù)據(jù)。
[0050]在某些實施例中，與生成缺失資源能量曲線的列表不同，能量數(shù)據(jù)控制器12可以從數(shù)據(jù)庫、存儲器16等中取得缺失能量曲線。例如，圖7描繪了類似于圖6中描繪的方法90的方法110。因此，圖7中的塊112至塊120與圖6中的塊92至塊100相對應。然而，如果在圖7的塊116，將能量數(shù)據(jù)22提供給能量數(shù)據(jù)控制器12的資源在組織模型數(shù)據(jù)26中不具有相應的資源能量曲線，則能量數(shù)據(jù)控制器12可以進行至塊122并且取得缺失資源能量曲線。也就是說，能量數(shù)據(jù)控制器12可以接收表明與接收到的能量數(shù)據(jù)22相對應的資源的類型的信息。使用該信息，能量數(shù)據(jù)控制器12可以查詢數(shù)據(jù)庫、存儲器、或其他數(shù)字存儲單元以找出與缺失資源能量曲線相對應的資源能量曲線。
[0051]在一個實施例中，資源能量曲線可以嵌入相應的資源中，并且能量數(shù)據(jù)控制器12可以向資源查詢其能量資源曲線。在另一個實施例中，能量數(shù)據(jù)控制器12可以請求或接收可以包括資源的資源能量曲線的更新。
[0052]在取得缺失資源能量曲線之后，能量數(shù)據(jù)控制器12可以進行至塊118并且基于在塊112接收到的關(guān)于組織模型數(shù)據(jù)26的能量數(shù)據(jù)22而生成能量報告。此處，能量數(shù)據(jù)控制器12可以關(guān)于在塊122取得的資源能量曲線數(shù)據(jù)28對能量數(shù)據(jù)22進行解析。因此，能量數(shù)據(jù)控制器12可以關(guān)于組織模型數(shù)據(jù)26對合適環(huán)境中的所有能量數(shù)據(jù)22進行解析。替選地，當能量數(shù)據(jù)控制器12沒有接收到合適的資源能量曲線時，能量數(shù)據(jù)控制器12可以基于與工業(yè)自動化系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)區(qū)域有關(guān)的合計或已知數(shù)據(jù)來生成能量報告。
[0053]除了生成如上所述的能量報告外，能量數(shù)據(jù)控制器12還可以用于基于參考組織模型數(shù)據(jù)26的能量數(shù)據(jù)22來控制各種資源的操作。因此，能量數(shù)據(jù)控制器12可以提供對于工業(yè)自動化系統(tǒng)的能量管理的閉環(huán)控制。也就是說，能量數(shù)據(jù)控制器12可以監(jiān)測工業(yè)自動化系統(tǒng)的能耗和需求，并且基于該需求來調(diào)整或控制工業(yè)自動化系統(tǒng)中各種資源的操作。
[0054]記住這一點，圖8示出了合計系統(tǒng)130，其使用能量推理引擎132來計算物理能量數(shù)據(jù)30、邏輯能量數(shù)據(jù)32、以及虛擬能量數(shù)據(jù)34的置信值。因此，能量數(shù)據(jù)控制器12可以基于與解析的能量數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的置信值來確定如何控制工業(yè)自動化系統(tǒng)中的各種資源。一般來說，推理引擎132可以接收組織模型數(shù)據(jù)26、計量的能量資源數(shù)據(jù)134、推出的能量資源數(shù)據(jù)136、未計量的能量資源數(shù)據(jù)138、生產(chǎn)或操作調(diào)度145等。計量的能量資源數(shù)據(jù)134可以包括可以由與資源相關(guān)聯(lián)的CIP能量目標等來計量的能量數(shù)據(jù)。計量的能量資源數(shù)據(jù)134還可以從各種類型的計量器如功率計、流量計等獲取。除了可以計量或測量的能量數(shù)據(jù)以外，計量的能量資源數(shù)據(jù)134還可以包括與計量或測量的數(shù)據(jù)的確定精度(例如，±5%)有關(guān)的置信值。
[0055]推出的能量資源數(shù)據(jù)136還可以由CIP能量目標來提供，CIP能量目標可以基于從其他CIP能量目標等接收到的能量數(shù)據(jù)來計算或推出的能量資源數(shù)據(jù)136。因此，推出的能量資源數(shù)據(jù)136可以包括資源如驅(qū)動、過載泵、風扇、混頻器、工作單元等的能量數(shù)據(jù)。也就是說，推出的能量資源數(shù)據(jù)136可以包括對于不具有測量其能量特性的能力的資源所計算的能量數(shù)據(jù)。相反，如組織模型數(shù)據(jù)26等所表明的，可以基于相應資源的資源能量曲線、能量結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)24、以及可以表示與可以用于推出能量數(shù)據(jù)的相應資源有關(guān)的某些電特性(例如，電壓輸入、電流輸出)的數(shù)據(jù)來計算推出的能量資源數(shù)據(jù)136。例如，當驅(qū)動位于輸出500V的變壓器與傳導300安培電流的電機之間時，推出的能量資源數(shù)據(jù)136可以推出與不能將能量數(shù)據(jù)提供給能量推理引擎132的驅(qū)動相對應的能量數(shù)據(jù)。
[0056]在一個實施例中，如果驅(qū)動位于輸出500瓦特功率的變壓器與消耗300瓦特功率的電機之間，并且相應資源的資源能量曲線28表明資源在運行時消耗了 100瓦特至300瓦特的功率，則推出的能量資源數(shù)據(jù)136可以表示驅(qū)動消耗了 200瓦特的功率(虛擬能量)。在任何情況下，推出的能量資源數(shù)據(jù)136可以與可以基于與用于生成推出的能量資源數(shù)據(jù)136的信息有關(guān)的置信值確定的置信值相關(guān)聯(lián)。
[0057]未計量的能量資源數(shù)據(jù)138可以包括從工業(yè)自動化系統(tǒng)中可能不具有任何計量能力的各種資源如電機啟動器、繼電器、照明設備等所接收到的其他能量數(shù)據(jù)。然而，這些資源可以具有固定的額定能源消耗特性，其可以被列在其相應的資源能量曲線數(shù)據(jù)28中。因此，未計量的能量資源數(shù)據(jù)138可以包括指定資源的類型(例如，產(chǎn)品名稱、版本、序列號)和其使用信息的信息。使用信息可以涉及裝置已經(jīng)運行了多少個小時等。以這種方式，合計器144可以基于指定資源的類型的信息來識別與提供未計量的能量資源數(shù)據(jù)138的資源相對應的資源能量曲線數(shù)據(jù)28。接著可以根據(jù)資源能量曲線數(shù)據(jù)28來確定固定的額定能量數(shù)據(jù)(fixed rate energy data) 142,并且使用固定額定的能量數(shù)據(jù)142和由未計量的能量資源數(shù)據(jù)138所指定的使用信息來確定未計量的資源所消耗的能量。與上述計量的能量資源數(shù)據(jù)134和推出的能量資源數(shù)據(jù)136相同，也可以將固定的額定能量數(shù)據(jù)142與可以表示固定的額定能量數(shù)據(jù)的期望精度的置信值相關(guān)聯(lián)。
[0058]在一個實施例中，合計器144可以確定如上所述的固定的額定能量數(shù)據(jù)。此外，合計器144可以接收組織模型數(shù)據(jù)26、計量的能量資源數(shù)據(jù)134、推出的能量資源數(shù)據(jù)136、固定的額定數(shù)據(jù)142、以及生產(chǎn)或操作調(diào)度145。合計器144接著可以使用這些輸入來確定計量的能量資源數(shù)據(jù)134、推出的能量資源數(shù)據(jù)136、固定的額定能量數(shù)據(jù)142等的更新的置信值。使用接收到的與計量的能量資源數(shù)據(jù)134、推出的能量資源數(shù)據(jù)136、固定的額定能量數(shù)據(jù)142有關(guān)的置信值連同組織模型數(shù)據(jù)26和操作調(diào)度145，合計器144可以根據(jù)組織模型數(shù)據(jù)26通過檢查與第一組資源相關(guān)聯(lián)的第一類型數(shù)據(jù)關(guān)于與可能與第一組資源有關(guān)的第二組資源相關(guān)聯(lián)的第二類型數(shù)據(jù)來更新計量的能量資源數(shù)據(jù)134、推出的能量資源數(shù)據(jù)136、固定的額定能量數(shù)據(jù)142的置信值。
[0059]例如，參照圖4，合計器144可以從電機Ml接收第一推出的能量資源數(shù)據(jù)136。第一推出的能量資源數(shù)據(jù)136可以包括與第一推出的能量資源數(shù)據(jù)136中的能量數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的第一置信值。合計器144接著可以從電機M2接收第二推出的能量資源數(shù)據(jù)136。第二推出的能量資源數(shù)據(jù)136還可以包括與第二推出的能量資源數(shù)據(jù)136中的能量數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的第二置信值。合計器144接著可以根據(jù)組織模型數(shù)據(jù)26確定第一推出的能量資源數(shù)據(jù)136和第二推出的能量資源數(shù)據(jù)136可以如何與邏輯分組(例如，工作區(qū)域、線等)相關(guān)聯(lián)。此處，合計器144可以根據(jù)組織模型數(shù)據(jù)26確定第一推出的能量資源數(shù)據(jù)136和第二推出的能量資源數(shù)據(jù)136可以兩者都與一個具體邏輯分組相關(guān)聯(lián)。合計器144接著可以通過對第一推出的能量資源數(shù)據(jù)136和第二推出的能量資源數(shù)據(jù)136中的能量數(shù)據(jù)進行合計來確定與識別的邏輯分組相關(guān)聯(lián)的能量數(shù)據(jù)。此外，合計器144還可以基于與第一推出的能量資源數(shù)據(jù)136和第二推出的能量資源數(shù)據(jù)136相關(guān)聯(lián)的置信值來確定合計數(shù)據(jù)(S卩，與識別的邏輯分組相關(guān)聯(lián)的能量數(shù)據(jù))的置信值。因此，合計器144可以確定可以使用各種統(tǒng)計技術(shù)等來確定合計數(shù)據(jù)的置信值。
[0060]記住該示例，合計器144使用可以與相同邏輯分組的能量相關(guān)聯(lián)的附加能量數(shù)據(jù)(例如，計量的能量數(shù)據(jù))來更新合計數(shù)據(jù)的置信值。例如，再次參照圖4，如果功率計可用于測量與工作區(qū)域I有關(guān)的能量，則合計器可以使用來自功率計的計量的能量資源數(shù)據(jù)134來更新合計數(shù)據(jù)的置信值。也就是說，合計器144可以相比于計量的能量資源數(shù)據(jù)134和其相應的置信值來驗證或檢查與邏輯分組相關(guān)聯(lián)的推出的能量資源數(shù)據(jù)136和其相應的置信值。因此，合計器144可以更新推出的能量資源數(shù)據(jù)136的置信值。
[0061]仍然記住該示例，合計器144可以確定與虛擬能量數(shù)據(jù)34相關(guān)聯(lián)的置信值。也就是說，合計器144可以根據(jù)合計器144可能與其沒有任何有關(guān)的能量數(shù)據(jù)的組織模型數(shù)據(jù)26來確定與邏輯分組相關(guān)聯(lián)的置信值。例如，如果合計器接收與工作區(qū)域I和工作區(qū)域2相關(guān)聯(lián)的所有能量的計量的能量資源數(shù)據(jù)134和其相應置信值，則合計器144可以使用與工作區(qū)域I相關(guān)聯(lián)的推出的能量資源數(shù)據(jù)136來驗證與工作區(qū)域2相關(guān)聯(lián)的虛擬能量資源數(shù)據(jù)138。因此，合計器144可以從可以測量與工作區(qū)域I和工作區(qū)域2相關(guān)聯(lián)的能量的功率計等接收計量的能量資源數(shù)據(jù)134，根據(jù)組織模型數(shù)據(jù)26，工作區(qū)域I和工作區(qū)域2可以都是工業(yè)自動化系統(tǒng)中的較高級別(即，調(diào)節(jié)的)邏輯分組的一部分。在一個實施例中，合計器144可以確定與工作區(qū)域2相關(guān)聯(lián)的虛擬能量資源數(shù)據(jù)138，因為與工作區(qū)域2有關(guān)的能量數(shù)據(jù)對于合計器144可能還是未知的。然而，根據(jù)與工作區(qū)域I和工作區(qū)域2相關(guān)聯(lián)的所有能量的計量的能量資源數(shù)據(jù)134和其相應置信值以及與工作區(qū)域I相關(guān)聯(lián)的能量的推出的能量資源數(shù)據(jù)136和其相應置信值來一起使用第二邏輯分組的部分，合計器144可以驗證與工作區(qū)域2相關(guān)聯(lián)的虛擬能量資源數(shù)據(jù)138。此外，合計器144可以基于與工作區(qū)域I相關(guān)聯(lián)的推出的能量資源數(shù)據(jù)136和與工作區(qū)域I和工作區(qū)域2相關(guān)聯(lián)的計量的能量資源數(shù)據(jù)134的置信值來更新與工作區(qū)域2的虛擬能量資源數(shù)據(jù)138相關(guān)聯(lián)的原始置信值。
[0062]在一個實施例中，合計器144還可以使用與和計量的能量資源數(shù)據(jù)134、推出的能量資源數(shù)據(jù)136、固定的額定能量資源數(shù)據(jù)142等相關(guān)聯(lián)的資源有關(guān)的操作狀態(tài)信息來更新與計量的能量資源數(shù)據(jù)134、推出的能量資源數(shù)據(jù)136、固定的額定能量資源數(shù)據(jù)142等相關(guān)聯(lián)的置信值。操作狀態(tài)信息可以包括詳述資源的當前操作狀態(tài)(例如，滿負荷操作、關(guān)閉)或資源的歷史操作狀態(tài)(例如，資源隨時間的調(diào)度使用)的信息。在某些實施例中，操作狀態(tài)信息可以通過生產(chǎn)或操作調(diào)度145來接收。
[0063]再次參考圖4，合計器144可以接收與電機Ml有關(guān)的計量的能量資源數(shù)據(jù)134。然后，合計器144可以根據(jù)生產(chǎn)或操作調(diào)度145使用Ml的操作狀態(tài)歷史來驗證由計量的能量資源數(shù)據(jù)134提供的能量數(shù)據(jù)。作為驗證結(jié)果，合計器144還可以更新與涉及電機Ml的計量的能量資源數(shù)據(jù)134相關(guān)聯(lián)的置信值。在一個實施例中，合計器144可以使用操作狀態(tài)結(jié)合相應的資源曲線數(shù)據(jù)28，資源曲線數(shù)據(jù)28可由組織模型數(shù)據(jù)26來提供或如上述來取得。
[0064]在又一實施例中，合計器144可以基于與已知能量數(shù)據(jù)的邏輯分組相關(guān)聯(lián)的能量數(shù)據(jù)和虛擬能量資源數(shù)據(jù)138來驗證虛擬能量資源數(shù)據(jù)138和其相應置信值。例如，再次參考圖4，合計器144可以接收與電機Ml相關(guān)聯(lián)的推出的能量資源數(shù)據(jù)136和其相應的置信值，并且可以確定與電機M2相關(guān)聯(lián)的虛擬能量資源數(shù)據(jù)138和其相應的置信值。合計器144還可以接收與根據(jù)組織模型數(shù)據(jù)26所限定的工作區(qū)域I相關(guān)聯(lián)的計量的能量資源數(shù)據(jù)134和其相應的置信值。使用組織模型數(shù)據(jù)26，合計器144可以確定電機Ml和電機M2兩者都存在于工作區(qū)域I中。此外，使用作為從生產(chǎn)或操作調(diào)度145接收到的電機Ml和電機M2的操作狀態(tài)連同電機Ml和電機M2的資源曲線數(shù)據(jù)28，合計器144可以驗證電機M2的虛擬能量資源數(shù)據(jù)138的精度，從而更新與虛擬能量資源數(shù)據(jù)138相關(guān)聯(lián)的置信值。
[0065]雖然已經(jīng)具體參照特定類型的數(shù)據(jù)(即，計量的、推出的、或虛擬的)得到了上述示例，但是，應指出的是，合計器144可以用于使用上述相同處理來更新任意類型的能量數(shù)據(jù)的置信值。此外，在更新任意類型的數(shù)據(jù)的置信值之后，能量數(shù)據(jù)控制器12可以基于更新的置信值作出關(guān)于工業(yè)自動化系統(tǒng)或工業(yè)自動化系統(tǒng)中的任何資源的操作決定。例如，能量數(shù)據(jù)控制器12可以向某些資源發(fā)送用于當某一置信值在某一閾值之上或之下時執(zhí)行動作的命令。
[0066]此外，合計器144可以基于與計量的能量資源數(shù)據(jù)134、推出的能量資源數(shù)據(jù)136、固定的額定能量數(shù)據(jù)142相對應的能量數(shù)據(jù)來確定關(guān)于組織模型數(shù)據(jù)26工業(yè)自動化系統(tǒng)中的各個可調(diào)節(jié)部分的物理能量數(shù)據(jù)30、邏輯能量數(shù)據(jù)32、或虛擬能量數(shù)據(jù)34(例如，物理和邏輯能耗146)。合計器144還可以確定系統(tǒng)性能計算148，其可以用于確定工業(yè)自動化系統(tǒng)可以如何執(zhí)行。具體地，系統(tǒng)性能計算148可以表明工業(yè)自動化系統(tǒng)中的每個工作區(qū)域62等可以如何實時操作。系統(tǒng)性能計算148可以詳述關(guān)于組織模型數(shù)據(jù)26資源可以如何關(guān)于其能量數(shù)據(jù)或其所屬的組的能量數(shù)據(jù)來執(zhí)行。
[0067]除了組織接收到的能量數(shù)據(jù)外，推理引擎132還可以輸出計量的數(shù)據(jù)、推出的數(shù)據(jù)、固定的額定數(shù)據(jù)、以及虛擬數(shù)據(jù)(即，負荷曲線)作為本地化報告150，本地化報告150可以用于控制工業(yè)自動化系統(tǒng)中的資源。推理引擎132還可以將與工業(yè)自動化系統(tǒng)的各個區(qū)域或者工業(yè)自動化系統(tǒng)整體有關(guān)的信息提供給可調(diào)節(jié)報告部件152，可調(diào)節(jié)報告部件152可以使用提供的信息以提供較大度量的報告等。此外，推理引擎132可以將其全部結(jié)果(例如，物理和邏輯能耗146、系統(tǒng)性能計算148)輸出至數(shù)據(jù)庫(例如，歷史154)，使得與工業(yè)自動化系統(tǒng)的歷史有關(guān)的數(shù)據(jù)被存儲。
[0068]記住上述內(nèi)容，資源需求控制系統(tǒng)可以使用組織模型數(shù)據(jù)26和由推理引擎132確定的負荷曲線來基于與工業(yè)自動化系統(tǒng)中所使用的資源相關(guān)的需求數(shù)據(jù)而控制工業(yè)自動化系統(tǒng)中的資源的操作。例如，圖9示出了可以基于關(guān)于資源的能量需求使用能量狀態(tài)引擎162來協(xié)調(diào)工業(yè)自動化系統(tǒng)中的資源的使用的資源需求控制系統(tǒng)160。因此，在一個實施例中，能量數(shù)據(jù)控制器12可以使用資源需求控制系統(tǒng)160來基于各種能量需求規(guī)定而控制工業(yè)自動化系統(tǒng)中的各種資源。
[0069]能量狀態(tài)引擎162可以使用操作需求管理部件164、需求控制引擎166和資源調(diào)度部件168來基于關(guān)于資源的相應能量需求而控制工業(yè)自動化系統(tǒng)中的資源。這些部件可以用來協(xié)調(diào)可以以通信方式耦合至工業(yè)自動化系統(tǒng)中的資源170的資源的操作。資源170可以包括可以在包括各種負載、機器等的工業(yè)自動化系統(tǒng)中使用的任何類型的資源。此外，能量狀態(tài)引擎162可以控制資源170可以關(guān)于處于機器到機器關(guān)系的其他資源170、在同一工作單元的其他資源170、設備中其他資源170等進行操作的方式。也就是說，能量狀態(tài)引擎162可以通過以單獨機器為基礎、以機器到機器為基礎、以工作單元為基礎、以設備為基礎等控制資源來協(xié)調(diào)資源170的操作以管理能耗和產(chǎn)能以及資源需求。
[0070]在某些實施例中，能量狀態(tài)引擎162可以接收如組織模型和負荷曲線172、系統(tǒng)狀態(tài)174和策略引擎176的輸入。組織模型和負荷曲線172可以包括組織模型數(shù)據(jù)26和由上面所描述的推理引擎132確定的負荷曲線。系統(tǒng)狀態(tài)174可以包括與工業(yè)自動化系統(tǒng)的狀態(tài)相關(guān)的信息，其可以表示工業(yè)自動化系統(tǒng)的操作能力，工業(yè)自動化的部分是否不完全起作用或完全工作等。策略引擎176可以表示用于管理工業(yè)自動化系統(tǒng)的操作的能量策略。例如，策略引擎176可以提供表示工業(yè)自動化系統(tǒng)應該在滿負荷、節(jié)能模式、僅操作關(guān)鍵處理等情況下進行操作的規(guī)范。
[0071]能量狀態(tài)引擎162可以使用組織模型和負荷曲線172、系統(tǒng)狀態(tài)174、策略引擎176的輸入以及提供至操作需求管理部件164、需求控制引擎166和資源調(diào)度部件168的輸入以關(guān)于由資源170消耗的能量來管理資源170的使用。現(xiàn)在參照操作需求管理部件164，操作需求管理部件164可以分析操作和非操作事件178并且將與這些事件相關(guān)的信息提供給資源調(diào)度部件168。操作和非操作事件178可以包括可以操作和不可以操作工業(yè)自動化系統(tǒng)中的資源時的事件。例如，操作和非操作事件178可以包括由于操作資源的人員的調(diào)度中斷(例如，午餐)、個人換班、生產(chǎn)線變化等導致的沒有操作相應資源的時間。在一個實施例中，可以根據(jù)主調(diào)度等預定義操作和非操作事件178。可替選地，操作者可以輸入新的操作和非操作事件178使得操作需求管理部件164可以將新的操作和非操作事件178與現(xiàn)有的操作和非操作事件178結(jié)合。
[0072]在任何情況下，操作需求管理部件164可以將操作和非操作事件178提供給資源調(diào)度部件168使得資源調(diào)度部件168可以將操作和非操作事件178和與操作和非操作事件178相關(guān)的每個資源的調(diào)度相結(jié)合。資源調(diào)度部件168可以包括將如何使用工業(yè)自動化系統(tǒng)中的每個資源的詳細調(diào)度。例如，資源調(diào)度部件168可以包括用于聯(lián)鎖各種資源、卸載(shed)各種資源的使用等的預定義調(diào)度。
[0073]此外，資源調(diào)度部件168可以基于新接收的信息或數(shù)據(jù)(例如，操作和非操作事件178)動態(tài)地調(diào)整在服務中如何安排資源的調(diào)度。例如，資源調(diào)度部件168可以基于負荷曲線(即，從推理引擎132所接收的)、資源的學習/自適應能量模式識別、資源的預測能量模型、新發(fā)現(xiàn)的資源等來動態(tài)地聯(lián)鎖資源或卸載資源。因此，資源調(diào)度部件168可以通過修改當前的資源使用來動態(tài)地調(diào)整在服務中可以如何放置資源的調(diào)度以滿足由策略引擎176等定義的能量策略。
[0074]資源調(diào)度部件168還可以合并基于規(guī)則的調(diào)度，該基于規(guī)則的調(diào)度表示什么時候可以在服務中安排最高能耗資源、什么時候可以使得非必要資源離線等。此外，資源調(diào)度部件168還可以包括可以定義可以如何執(zhí)行工業(yè)自動化系統(tǒng)中的處理的系統(tǒng)例程。例如，系統(tǒng)例程可以表示工作區(qū)域62如何關(guān)于生產(chǎn)過程彼此相關(guān)。因此，調(diào)度部件168可以執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)制使得可以在不同時間執(zhí)行生產(chǎn)過程的不同部分以適應各種能量需求、策略等。
[0075]系統(tǒng)例程還可以包括可以使得資源調(diào)度部件168能夠在資源間交換能量的能量交換協(xié)議。也就是說，資源調(diào)度部件168可以使用工業(yè)自動化系統(tǒng)中的生產(chǎn)過程作為存儲能量或消耗較少能量的裝置。也就是說，資源調(diào)度部件168可以改變生產(chǎn)調(diào)度并且調(diào)整資源170的調(diào)度使用以在已經(jīng)識別了生產(chǎn)或能量瓶頸時節(jié)省能量。通過這種方式，資源調(diào)度部件168可以使用作為存儲能量的電池的正在進行中(WIP)過程作為電池。因此，資源調(diào)度部件168可以使得工業(yè)自動化系統(tǒng)能夠在不犧牲生產(chǎn)效率的情況下高效地操作更多的倉tfi。
[0076]在一個實施例中，資源調(diào)度部件168可以基于組織模型和負荷曲線172識別能量模式。也就是說，資源調(diào)度部件168可以分析隨著時間的推移的每個資源的負荷曲線，并且利用組織模型數(shù)據(jù)26調(diào)節(jié)負荷曲線以識別能量使用模式或?qū)I(yè)自動化系統(tǒng)的不同工作區(qū)域62、工作單元64和工作單位66內(nèi)的工業(yè)自動化系統(tǒng)的能量進行建模。在識別資源170的能量模式后，資源調(diào)度部件168可以動態(tài)地調(diào)整可以如何在服務中安排資源的調(diào)度，使得資源170的能量模式可以滿足由策略引擎176等指定的能量模式。
[0077]除了指定資源170的能量模式之外或代替指定資源170的能量模式，策略引擎176可以指定工業(yè)自動化系統(tǒng)的資源170的能量需求調(diào)度。資源170的能量需求調(diào)度可以包括指定隨著時間的推移的資源170所需要的能量的量的調(diào)度。因此，能量狀態(tài)引擎162可以控制資源170的使用以滿足由策略引擎176指定的能量需求調(diào)度。
[0078]為了關(guān)于能量需求管理和控制資源170的操作，需求控制引擎166可以將各種類型的能量需求信息提供到資源調(diào)度部件168，使得資源調(diào)度部件168可以基于該能量需求信息來調(diào)度資源170的使用。一般地，能量需求信息可以提供應該在各種能量需求場景下操作工業(yè)自動化系統(tǒng)中的資源170的指導方針。例如，需求控制引擎166可以包括可以詳述隨著時間的推移的每個資源170的能量需求的調(diào)度的能量需求管理計劃。
[0079]需求控制引擎166還可以包括可以在資源170的能量需求超過某個閾值時提供對卸載能耗的規(guī)定的能量需求響應計劃。以相同的方式，能量需求響應計劃還可以提供在資源170的能量需求低于某個閾值時將再生能耗返回至公共設施的規(guī)定。
[0080]需求控制引擎166還可以包括可以基于動態(tài)能量定價提供用于操作資源170的指導方針的動態(tài)能量價格管理計劃。例如，在某一天、月或年的某些時段的能量使用可以具有相對于其他時段較高的公共設施成本。因此，動態(tài)能量價格管理計劃可以指定應該如何根據(jù)動態(tài)能量價格來調(diào)度資源170使得工業(yè)自動化系統(tǒng)高效地滿足其生產(chǎn)目標同時最小化能量成本。
[0081]在確定需求管理計劃、需求響應計劃、動態(tài)價格管理計劃時，需求控制引擎166可以使用某些輸入，如能量事件180、系統(tǒng)事件182、能量變量184和行業(yè)規(guī)則186。能量事件180可以包括與能量需求(如由公共設施所表示的較大的能量需求等)相關(guān)的信息。也就是說，公共設施可以提供表示公共設施可以在一天的某些時段(例如，預期溫度極高的時段)經(jīng)歷較大的能量需求的信息。因此，需求控制引擎166可以確定在公共設施可能經(jīng)歷較大的能量需求的時段期間如何減少資源170的能量需求。在一個實施例中，需求控制引擎166可以將能量需求信息或資源使用決定提供給資源調(diào)度部件168，并且資源調(diào)度部件168可以基于能量需求信息或資源使用決定修改資源170的使用。
[0082]系統(tǒng)事件182可以包括與在工業(yè)自動化系統(tǒng)中的生產(chǎn)過程期間的可能需要比預期更多的能量的事件有關(guān)的信息。例如，可以增加工業(yè)自動化系統(tǒng)中的生產(chǎn)以滿足各種生產(chǎn)目標等。在這種情況下，需求控制引擎166可以向資源調(diào)度部件168指定由于系統(tǒng)事件182中提供的信息導致資源170的能量需求將增大到超過預期水平。然后，資源調(diào)度部件168可以進而修改資源172的調(diào)度使用以滿足由需求控制引擎184提供的能量需求細節(jié)。
[0083]可以修改資源170的能量需求調(diào)度的另一輸入可以包括能量變量184。能量變量184可以包括與對來自公共設施的能量使用的動態(tài)價格調(diào)度、對來自公共設施的一定量能量的使用的限制等相關(guān)的信息。在此，需求控制引擎166可以基于動態(tài)價格調(diào)度確定如何最小化資源170的能耗。然后，資源調(diào)度部件168可以修改資源172的調(diào)度使用以滿足由需求控制引擎166所提供的能量需求細節(jié)。
[0084]需求控制引擎166可以使用的又一輸入可以包括行業(yè)規(guī)則186。行業(yè)規(guī)則186可以詳述需求控制引擎166可以如何處理各種能量需求場景。因此，行業(yè)規(guī)則186可以包括由工業(yè)自動化系統(tǒng)的操作者指定的任意類型的能量需求。例如，行業(yè)規(guī)則186可以包括提供工業(yè)自動化系統(tǒng)在指定量的時間內(nèi)的平均總能耗值。因此，需求控制引擎可以確定資源170的能量需求如何與平均總能量值相關(guān)并且可以向資源調(diào)度部件168指定增加或減少資源170的能量以滿足平均總能量值。
[0085]如上面所提到的，需求控制引擎166可以與資源調(diào)度部件168通信以控制資源170的能量。因此，在某些實施例中，資源調(diào)度部件168可以以通信方式耦合至資源170，使得資源170的能量或使用可以由資源調(diào)度部件168直接控制。一般地，然而，程序188可以控制資源170的操作。
[0086]程序188可以是可以提供用戶接口等以操作一個或多個資源170的程序。在某些實施例中，一個程序188可以與每種類型的資源170 (例如，驅(qū)動器、電動機)相關(guān)聯(lián)。在其他實施例中，一個程序188可以與多種類型的資源接口，因此可以用來控制各種類型的資源。因此，工業(yè)自動化系統(tǒng)的操作者可以使用程序188對資源170的操作進行編程或控制。
[0087]然而，在資源需求控制系統(tǒng)160中，程序188可以與能量狀態(tài)系統(tǒng)162接口。更加具體地，程序188內(nèi)的各種部件可以與操作需求管理部件164、需求控制引擎166和資源調(diào)度部件168接口。
[0088]記住上述內(nèi)容，程序188可以包括程序狀態(tài)部件190、程序子例程部件192、程序配置的負荷曲線部件194和程序需求控制(DC)例程部件196。程序狀態(tài)部件190可以表示程序的狀態(tài)(如程序是否是激活的、運行的等)。在一個實施例中，程序狀態(tài)部件190可以表示一個或更多個資源170的當前狀態(tài)或程序190內(nèi)的每個部件的當前狀態(tài)。因此，能量狀態(tài)引擎162可以知道每個資源170或程序188的當前操作。
[0089]程序子例程部件192可以包括可以被定義成在資源170可以調(diào)度中斷(例如，午餐)、輪班結(jié)束、生產(chǎn)線改變結(jié)束等時進行支持的計算機可執(zhí)行指令或子例程。因此，在一個實施例中，操作需求管理部件164可以直接地與程序子例程部件190接口以并入操作/非操作事件數(shù)據(jù)178。然后，程序子例程部件192可以基于由操作需求管理部件164所提供的信息執(zhí)行資源170的調(diào)度控制的變化。
[0090]程序配置的負荷曲線部件194可以表示可以如何配置每個負荷或資源170。也就是說，程序配置的負荷曲線部件194可以表示哪個資源194可以被認為對于工業(yè)自動化系統(tǒng)中正執(zhí)行的某些生產(chǎn)過程來說是關(guān)鍵的或非關(guān)鍵的。此外，程序配置的負荷曲線部件194還可以表示哪些資源170包括安全聯(lián)鎖，與某些用戶定義限制以及可特定于具體資源170的類似類型信息相關(guān)聯(lián)。因此，可以將程序配置的負荷曲線部件194中包括的信息提供給資源調(diào)度部件168，使得資源調(diào)度部件168可以知道每個資源170的各種操作特性。然后，資源調(diào)度部件168可以根據(jù)由程序配置的負荷曲線194提供的信息而協(xié)調(diào)資源170的操作。
[0091]程序需求控制例程部件196可以包括基于各種能量需求特性來控制資源170的操作的計算機可執(zhí)行指令。例如，程序需求控制例程部件196可以提供基于由需求控制引擎166提供的能量需求參數(shù)來操作資源170的過程。程序需求控制例程部件196可以使用各種技術(shù)來控制資源170的能量需求。在一個示例中，程序需求控制例程部件196可以實現(xiàn)可以根據(jù)指定的模式或者使得降低工業(yè)自動化系統(tǒng)的總能量需求而使得在每個工作區(qū)域62、工作單元64或工作單位66中的資源170調(diào)制它們的能量的程序調(diào)制。
[0092]程序需求控制例程部件196還可以使用能量交換技術(shù)來調(diào)節(jié)資源170的能量需求。能量交換技術(shù)可以涉及在資源170、工作區(qū)域62、工作單元64、工作單位66等之間傳送所存儲的能量，使得工業(yè)自動化系統(tǒng)的總能量需求降低，與指定的模式匹配等。能量交換技術(shù)還可以改變可以執(zhí)行生產(chǎn)過程的方式以針對不同時間段降低工業(yè)自動化系統(tǒng)的總能量需求。在某些實施例中，能量交換技術(shù)可以涉及基于在相應的資源能量曲線數(shù)據(jù)28中存儲的信息確定每個資源170可以如何更加高效地進行操作。因此，然后，程序需求控制例程部件196可以直接地配置相應的資源170以通過確保資源170按照相應的資源能量曲線數(shù)據(jù)28所表示的信息進行操作而更加高效地進行操作。
[0093]程序需求控制例程部件196可以控制資源170的需求的其他方法可以包括將命令發(fā)送給某些資源170以針對工業(yè)自動化系統(tǒng)生成能量或者釋放在各種電池、電容器組等中的所存儲的能量。程序需求控制例程部件196還可以錯開負荷使得多個負載或機器可以在不同的時間操作以減少工業(yè)自動化系統(tǒng)的總能量需求。程序需求控制例程部件196還可以向具有再生負荷的資源170發(fā)送用于將再生能量重定向回到工業(yè)自動化系統(tǒng)、公共設施(例如，電網(wǎng))等的命令。
[0094]記住上述內(nèi)容，圖10至圖14描繪了在基于從組織模型數(shù)據(jù)22、能量狀態(tài)引擎162等收集的信息管理工業(yè)自動化系統(tǒng)的資源170的能量特性時可以采用的各種方法的流程圖?，F(xiàn)在參照圖10，圖10描述了用于基于由能量推理引擎132、能量狀態(tài)引擎162或經(jīng)由組織模型數(shù)據(jù)26確定的能量信息來將工業(yè)自動化系統(tǒng)中的資源170置于降低功耗模式的方法220的流程圖。在某些實施例中，方法220可以由能量數(shù)據(jù)控制器12執(zhí)行，能量數(shù)據(jù)控制器12可以以通信方式耦合到資源170。
[0095]在塊222處，能量數(shù)據(jù)控制器12可以接收與工業(yè)自動化系統(tǒng)有關(guān)的結(jié)構(gòu)化能量數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)化能量數(shù)據(jù)可以描繪關(guān)于如上所述的組織模型數(shù)據(jù)26的能量數(shù)據(jù)22。因此，結(jié)構(gòu)化能量數(shù)據(jù)可以包括被組織為物理能量數(shù)據(jù)30、邏輯能量數(shù)據(jù)32和虛擬能量數(shù)據(jù)34的能量數(shù)據(jù)22。
[0096]在塊224處，利用與工業(yè)自動化系統(tǒng)有關(guān)的結(jié)構(gòu)化能量數(shù)據(jù)，能量數(shù)據(jù)控制器12可以確定工業(yè)自動化系統(tǒng)中的每個工作區(qū)域62、工作單元64、工作單位62等當前正消耗的能量的量。能量數(shù)據(jù)控制器12還可以確定每個資源170消耗的能量的量。
[0097]在塊226處，能量數(shù)據(jù)控制器26可以識別可能空閑的任意資源170或者任意工作區(qū)域62、工作單元64、工作單位62等。即，能量數(shù)據(jù)控制器12可以根據(jù)結(jié)構(gòu)化能量數(shù)據(jù)來分析正在消耗的能量的當前量以確定工業(yè)自動化系統(tǒng)中的哪些部分或資源當前沒有處于服務中或沒有使用。
[0098]在塊228處，能量數(shù)據(jù)控制器12可以向單個空閑資源或工業(yè)自動化系統(tǒng)的被識別為空閑的部分中的資源發(fā)送用于進入操作的降低能量模式的命令。因此，空閑資源可以通過不必保持全部資源開啟而不會浪費能量。相反，降低能量模式可以使得空閑資源能夠在使非關(guān)鍵操作的使用最小化的同時保持關(guān)鍵操作的運行。在一個實施例中，降低能量模式可以涉及將資源170置于離線而使得資源170不消耗能量。然而，這種情況可能限制于可以在不需要長啟動或預熱過程的情況下快速恢復在線的資源。
[0099]在某些實施例中，在塊224處，能量數(shù)據(jù)控制器12可以關(guān)于時間確定工業(yè)自動化系統(tǒng)中的每個部分和工業(yè)自動化系統(tǒng)中的每個資源170可以如何消耗能量。在塊226處，能量數(shù)據(jù)控制器12可以識別在工業(yè)自動化系統(tǒng)的部分或資源170在一段時間內(nèi)可能是空閑的情況下的能量使用的模式或時間段。在此，在塊228處，能量數(shù)據(jù)控制器12可以向資源調(diào)度部件168發(fā)送用于在相似時間段或基于能量使用的模式而修改工業(yè)自動化系統(tǒng)的識別區(qū)域中的資源的操作的命令。即，資源調(diào)度部件168可以調(diào)整被識別的資源的調(diào)度使用使得所識別的資源在工業(yè)化自動系統(tǒng)的部分或資源被期望空閑的時間段內(nèi)進入降低能量模式。
[0100]圖11描繪了用于基于由能量推理引擎132、能量狀態(tài)引擎162或組織模型數(shù)據(jù)26確定的峰值能量時間和能量信息而協(xié)調(diào)工業(yè)自動化系統(tǒng)中的資源170的使用的方法240的流程圖。與圖10的方法220類似，在某些實施例中，方法240可以由能量數(shù)據(jù)控制器12來執(zhí)行，能量數(shù)據(jù)控制器12可以以通信方式耦合到資源170。
[0101]在塊242和塊244處，如以上關(guān)于圖10的塊222和塊224所描述的，能量數(shù)據(jù)控制器12可以接收結(jié)構(gòu)化能量數(shù)據(jù)并且可以隨時間確定用于每個資源170和工業(yè)自動化系統(tǒng)的部分的能量。在塊246處，能量數(shù)據(jù)控制器12可以識別工業(yè)自動化系統(tǒng)可以具有其最高能量需求的時間段(即，峰值需求時間)。
[0102]在塊248處，能量數(shù)據(jù)控制器12可以相對于組織模型數(shù)據(jù)26來協(xié)調(diào)資源170的操作使得可以降低工業(yè)自動化系統(tǒng)的峰值能量需求。因此，能量數(shù)據(jù)控制器12可以如上所述使用需求控制引擎166和/或資源調(diào)度部件168來協(xié)調(diào)資源170的操作使得資源170使用較少能量。例如，能量數(shù)據(jù)控制器12可以使用資源170使其錯開負荷?？商孢x地或另外地，能量數(shù)據(jù)控制器12可以向能夠產(chǎn)生能量的資源170 (例如，發(fā)電機)發(fā)送產(chǎn)生用于工業(yè)自動化系統(tǒng)的能量的命令，使得最終結(jié)果為工業(yè)自動化系統(tǒng)的總能量使用降低。
[0103]在任何情況下，通過降低工業(yè)自動化系統(tǒng)的部分或工業(yè)自動化系統(tǒng)中的資源170的峰值能量需求，能量數(shù)據(jù)控制器12可以使工業(yè)自動化系統(tǒng)能夠更高效地操作。此外，通過降低工業(yè)自動化系統(tǒng)的峰值能量需求，能量數(shù)據(jù)控制器12可以降低可能施加于提供能量的公共設施或消耗能量的資源170上的壓力。因此，工業(yè)自動化系統(tǒng)可以是可持續(xù)性更強的，并且由于太多能量被消耗的情形而導致的工業(yè)自動化系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生故障的風險可以被避免。
[0104]圖12描繪了用于基于由能量推理引擎132、能量狀態(tài)引擎162或組織模型數(shù)據(jù)26確定的能量信息和公共設施需求調(diào)度來協(xié)調(diào)工業(yè)自動化系統(tǒng)中的資源170的使用的方法260的流程圖。與圖10的方法220相似，在某些實施例中，方法260可以由能量數(shù)據(jù)控制器12執(zhí)行，能量數(shù)據(jù)控制器12可以以通信方式耦合到資源170。
[0105]在塊262處，如以上關(guān)于圖10的塊222所描述的，能量數(shù)據(jù)控制器12可以接收對于每個資源170和工業(yè)自動化系統(tǒng)的每個部分的結(jié)構(gòu)化能量數(shù)據(jù)。在塊264處，能量數(shù)據(jù)控制器12可以從公共設施、能量提供者等接收公共設施需求數(shù)據(jù)。公共設施能量需求數(shù)據(jù)可以包括與公共設施可能經(jīng)歷峰值需求的時間段、在不同時間段的能耗速率等有關(guān)的信息。在一個實施例中，公共設施能量需求數(shù)據(jù)可以包括在某些時間段降低能耗的請求、在某些時間段將能量提供回到電網(wǎng)的請求等。
[0106]在塊266處，能量數(shù)據(jù)控制器12可以基于公共設施能量需求數(shù)據(jù)發(fā)送用于修改資源170的操作的命令。即，能量數(shù)據(jù)控制器12可以與需求控制引擎166、資源調(diào)度部件168等接口以基于公共設施的峰值需求的時間段而降低工業(yè)自動化系統(tǒng)的部分或整個工業(yè)自動化系統(tǒng)的能耗。
[0107]能量數(shù)據(jù)控制器12還可以基于公共設施能量需求數(shù)據(jù)所提供的能耗的定價或費率調(diào)度而修改資源170的調(diào)度使用，以使得工業(yè)自動化系統(tǒng)的部分或全部消耗的能量是最經(jīng)濟的。例如，能量數(shù)據(jù)控制器12可以轉(zhuǎn)移工業(yè)自動化系統(tǒng)的一些核心處理以在非高峰(即，低費率)時間段內(nèi)執(zhí)行，使得工業(yè)自動化系統(tǒng)可以關(guān)于其消耗的能量降低其成本。
[0108]在一個實施例中，能量數(shù)據(jù)控制器12可以根據(jù)在公共設施能量需求數(shù)據(jù)中指示的請求而向資源170發(fā)送命令(經(jīng)由需求控制引擎166、資源調(diào)度部件168等)以將能量饋送或提供回到電網(wǎng)。因此，能量數(shù)據(jù)控制器12可以指示能夠產(chǎn)生能量的資源170產(chǎn)生能量并且將能量引導到公共設施電網(wǎng)。類似地，能量數(shù)據(jù)控制器12可以指示具有再生能量特性的資源170將再生能量引導到公共設施電網(wǎng)。
[0109]圖13示出了用于基于由能量推理引擎132、能量狀態(tài)引擎162或組織模型數(shù)據(jù)26確定的能量信息來向工業(yè)自動化系統(tǒng)中的操作者通知在什么時候部件的能量使用落在期望范圍外部的方法270的流程圖。與圖10的方法220相似，在某些實施例中，方法270可以由能量數(shù)據(jù)控制器12來執(zhí)行，能量數(shù)據(jù)控制器12可以以通信方式耦合到資源170。
[0110]在塊272處，如以上關(guān)于圖10的塊222所描述的，能量數(shù)據(jù)控制器12可以接收針對每個資源170和工業(yè)自動化系統(tǒng)的每個部分的結(jié)構(gòu)化能量數(shù)據(jù)。在塊274處，能量數(shù)據(jù)控制器12可以隨時間基于結(jié)構(gòu)化能量數(shù)據(jù)而確定對于工業(yè)自動化系統(tǒng)的每個部分、整個工業(yè)自動化系統(tǒng)、每個資源170等的能量值的期望范圍。即，能量數(shù)據(jù)控制器12可以監(jiān)測并且記錄在某一段時間段內(nèi)工業(yè)自動化系統(tǒng)的每個部分、整個工業(yè)自動化系統(tǒng)、每個資源170等的能量模式。然后，能量數(shù)據(jù)控制器12可以基于所記錄的能量值來確定在一段時間內(nèi)各時間區(qū)段的期望的能量值的范圍。在一個實施例中，期望的能量值的范圍可以包括針對工業(yè)自動化系統(tǒng)的各個部分、整個工業(yè)自動化系統(tǒng)、每個資源170等歸于有效能量值或正常能量值的能量數(shù)據(jù)。即，可以從作為期望能量值的范圍的部分的考慮中去除可歸于不利或異常情況(例如，故障)的記錄能量數(shù)據(jù)。
[0111]在塊276處，能量數(shù)據(jù)控制器12可以實時從資源170接收能量數(shù)據(jù)22。因此，能量數(shù)據(jù)控制器12可以從耦合到資源170的功率計50、直接從資源170 (例如，CIP能量對象)等接收能量數(shù)字。在某些實施例中，能量數(shù)據(jù)控制器12可以基于結(jié)構(gòu)化能量數(shù)據(jù)確定與工業(yè)自動化系統(tǒng)的部分、整個工業(yè)自動化系統(tǒng)、資源170等的當前狀態(tài)對應的物理能量數(shù)據(jù)32、邏輯能量數(shù)據(jù)34和虛擬能量數(shù)據(jù)36。
[0112]在塊278處，能量數(shù)據(jù)控制器12可以確定在塊276處接收的實時能量數(shù)據(jù)是否落在期望的能量值的范圍內(nèi)。因此，能量數(shù)據(jù)控制器12可以確定實時能量的各種度量(例如，工作區(qū)域、工作單元、工作單位、資源)是否落在期望能量值的相應度量范圍內(nèi)。如果實時能量數(shù)據(jù)沒有落在期望能量值的范圍內(nèi)，則能量數(shù)據(jù)控制器12可以進行到塊280并且向監(jiān)管控制器、工業(yè)自動化系統(tǒng)的操作者等發(fā)送通知。以這樣的方式，操作者可以基于工業(yè)自動化系統(tǒng)正在消耗的能量而知道工業(yè)自動化系統(tǒng)中可能發(fā)生的任意問題或潛在問題。
[0113]然而，如果在塊278處實時能量數(shù)據(jù)確實落在期望的能量值的范圍內(nèi)，則能量數(shù)據(jù)控制器12可以返回到塊276并且繼續(xù)實時接收能量數(shù)據(jù)22。因此，方法270可以連續(xù)地運行使得連續(xù)地監(jiān)測工業(yè)自動化系統(tǒng)的能量特性。
[0114]圖14描繪了用于基于由能量推理引擎132、能量狀態(tài)引擎162或組織模型數(shù)據(jù)26確定的能量信息和公共設施需求調(diào)度來修改工業(yè)自動化系統(tǒng)中的資源170的調(diào)度使用的方法290的流程圖。與圖10的方法220類似，在某些實施例中，方法290可以由能量數(shù)據(jù)控制器12來執(zhí)行，能量數(shù)據(jù)控制器12可以以通信方式耦合到資源170。
[0115]在塊292處，如以上關(guān)于圖10的塊222所描述的，能量數(shù)據(jù)控制器12可以接收對于每個資源170和工業(yè)自動化系統(tǒng)的每個部分的結(jié)構(gòu)化能量數(shù)據(jù)。在塊294處，能量數(shù)據(jù)控制器12可以接收資源調(diào)度，該資源調(diào)度可以指示關(guān)于組織模型數(shù)據(jù)26如何調(diào)度資源170以進行使用。
[0116]然后，在塊296處，能量數(shù)據(jù)控制器12可以基于結(jié)構(gòu)化能量數(shù)據(jù)和資源調(diào)度確定工業(yè)自動化驅(qū)動器的部分、整個工業(yè)自動化驅(qū)動器、資源170等的能量。即，能量數(shù)據(jù)控制器12可以根據(jù)資源調(diào)度計算或預測在操作每個資源170的情況下每個資源170可能消耗或產(chǎn)生的能量的量，并且可以呈現(xiàn)出如結(jié)構(gòu)化能量數(shù)據(jù)所指定的能量特性。
[0117]在塊298處，能量數(shù)據(jù)控制器12可以修改資源170的調(diào)度使用(即，資源調(diào)度)使得能耗不超過某個能耗目標。能耗目標可以關(guān)于工業(yè)自動化系統(tǒng)以可調(diào)節(jié)項指定資源170可以消耗的能量的量。例如，能耗目標可以提供工業(yè)自動化系統(tǒng)、工廠60等中的多個工作區(qū)域62的能耗值。
[0118]在修改資源170的調(diào)度使用時，如上所述，能量數(shù)據(jù)控制器12可以調(diào)整資源170的使用。在某些實施例中，能量數(shù)據(jù)控制器12可以關(guān)于工業(yè)自動化系統(tǒng)正消耗的能量而調(diào)整資源調(diào)度，使得可以在更高效地進行操作的同時保持工業(yè)自動化系統(tǒng)的生產(chǎn)力的水平。在修改資源調(diào)度之后，能量數(shù)據(jù)控制器12可以預測資源170的能耗是否在能量設定點以下。如果不在能量設定點以下，能量數(shù)據(jù)控制器12可以反復調(diào)整資源調(diào)度并且基于調(diào)整后的資源調(diào)度而預測資源170的能耗直到資源170的能耗在能量目標以下為止。
[0119]圖15是可以在能量管理系統(tǒng)10中使用的多核處理器300的框圖。如圖15所示，能量數(shù)據(jù)控制器12的處理器14可以包括多個獨立的中央處理單元(CPU)或核。在一個實施例中，如圖15所示，處理器14可以包括四個核；然而，應該注意，處理器14可以包括任意數(shù)量的核。通過使用處理器14中的多個核，用于不同功能的計算操作可以由不同核來執(zhí)行。因此，處理器14可以并行執(zhí)行不同功能，由此更快速地執(zhí)行每個功能。
[0120]在一個實施例中，處理器14可以包括能量數(shù)據(jù)核302、能量控制核304、保障核306和安全核308。能量數(shù)據(jù)核302可以執(zhí)行能量數(shù)據(jù)解讀，如以上關(guān)于圖1至圖7所描述的，利用組織模型26來調(diào)節(jié)能量數(shù)據(jù)22。因此，能量數(shù)據(jù)核302可以實時連續(xù)計算物理能量數(shù)據(jù)30、邏輯能量數(shù)據(jù)32和虛擬能量數(shù)據(jù)34 (即，結(jié)構(gòu)化能量數(shù)據(jù))。
[0121]在一個實施例中，如以上關(guān)于圖8至圖14所描述的，能量控制核304可以基于結(jié)構(gòu)化能量數(shù)據(jù)等執(zhí)行用于資源170的控制相關(guān)功能。即，推理引擎132和能量狀態(tài)引擎162的處理和功能可以在能量控制核304內(nèi)被連續(xù)執(zhí)行。因此，能量數(shù)據(jù)控制器12可以基于能量數(shù)據(jù)核302確定的實時能量數(shù)據(jù)而使用能量控制核304實時控制資源170。此外，由于能量數(shù)據(jù)核302和能量控制核304的處理可以并行執(zhí)行，因此能量數(shù)據(jù)控制器12可以更快響應并且基于與控制資源170、工業(yè)自動化系統(tǒng)內(nèi)的部分的資源170或整個工業(yè)自動化系統(tǒng)中的資源170相關(guān)的實時能量數(shù)據(jù)而控制這些資源的操作。
[0122]除了能量數(shù)據(jù)核302和能量控制核304之外，處理器14可以使用保障核306和安全核308以監(jiān)測并且控制工業(yè)自動化系統(tǒng)的保障和安全。例如，保障核306可以監(jiān)測從裝置接收的意在防止工業(yè)自動化系統(tǒng)未經(jīng)授權(quán)被使用的各種保障信號。
[0123]類似地，安全核308可以監(jiān)測工業(yè)自動化系統(tǒng)中的安全裝置并且在工業(yè)自動化系統(tǒng)中的操作者的安全受到威脅時向某些人員發(fā)送通知。例如，安全核308可以監(jiān)測從被設計成確保人不會進入特定區(qū)域的光幕接收的數(shù)據(jù)。然而，如果安全核308從光幕接收到表示光幕可能已被破壞的信號，安全核308可以向位于光幕內(nèi)的資源170發(fā)送斷電的命令。安全核308還可以向適當?shù)囊环桨l(fā)送指示光幕被破壞的通知。在一個實施例中，安全核308可以使用來自能量數(shù)據(jù)核的結(jié)構(gòu)化能量數(shù)據(jù)來確定可能位于光幕之內(nèi)的資源170并且可以向為這些資源170提供能量的裝置發(fā)送斷電的命令，由此通過使資源170與其電源隔離來有效地使資源170斷電。
[0124]雖然本文中僅示出并且描述了本發(fā)明的某些特征，但是本領域技術(shù)人員可以進行大量修改和變化。因此，應該理解，所附權(quán)利要求意在覆蓋落在本發(fā)明的真正精神內(nèi)的所有這樣的修改和變化。
【權(quán)利要求】
1.一種系統(tǒng)，包括: 處理器，所述處理器被配置成: 接收與自動化系統(tǒng)中的一個或多個資源相關(guān)聯(lián)的能量數(shù)據(jù)； 接收與所述自動化系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的組織模型數(shù)據(jù)；以及 基于所述能量數(shù)據(jù)與所述組織模型數(shù)據(jù)之間的關(guān)系來生成一個或多個能量報告。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述能量數(shù)據(jù)是從所述資源接收的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述資源包括一個或多個功率計、一個或多個驅(qū)動、一個或多個電機、一個或多個電容器組、一個或多個空氣壓縮機、一個或多個冰箱單元、一個或多個渦輪、一個或多個發(fā)電機、一個或多個能量存儲裝置、一個或多個光伏電池、一個或多個機器人、一個或多個反應器、或者以上的任意組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述組織模型數(shù)據(jù)包括用功能視圖表示的所述自動化系統(tǒng)的分級結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述組織模型數(shù)據(jù)包括所述資源關(guān)于所述自動化系統(tǒng)的一個或多個功能的邏輯分組。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述組織模型數(shù)據(jù)包括一個工作區(qū)域、一個或多個工作單元、一個或 多個工作單位、或者以上的任意組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述組織模型數(shù)據(jù)包括一個或多個單元、一個或多個線、一個或多個站點、一個或多個企業(yè)、或者以上的任意組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述組織模型數(shù)據(jù)包括一個或多個批次、一個或多個連續(xù)過程、一個或多個離散制造過程、或者以上的任意組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述組織模型數(shù)據(jù)包括基礎設施、一個或多個制造支持系統(tǒng)、一個或多個子組件/批處理系統(tǒng)、一個或多個核心制造系統(tǒng)、或者以上的任意組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述組織模型數(shù)據(jù)包括與所述資源相對應的一個或多個能量曲線，其中，所述能量曲線限定所述資源的能耗特性或者所述資源的產(chǎn)能特性。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述能量報告包括物理能量數(shù)據(jù)、邏輯能量數(shù)據(jù)、虛擬能量數(shù)據(jù)、或者以上的任意組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述物理能量數(shù)據(jù)包括計量的能量數(shù)據(jù)、推出的能量數(shù)據(jù)、固定的能量數(shù)據(jù)、或者以上的任意組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述物理能量數(shù)據(jù)包括從所述資源獲取的能量相關(guān)的信息。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述邏輯能量數(shù)據(jù)包括關(guān)于所述組織模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的所述物理能量數(shù)據(jù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述虛擬能量數(shù)據(jù)包括與所述自動化系統(tǒng)中的一個或多個區(qū)域相關(guān)聯(lián)的能量信息，在所述自動化系統(tǒng)中，所述能量信息是未知的。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置成通過以下操作來確定所述虛擬能量數(shù)據(jù): 接收與所述自動化系統(tǒng)中的區(qū)域相關(guān)聯(lián)的所述能量數(shù)據(jù)的第一子集；對與所述區(qū)域的第一子區(qū)域相關(guān)聯(lián)的所述能量數(shù)據(jù)的第二子集進行合計；以及基于所述能量數(shù)據(jù)的所述第一子集和所述能量數(shù)據(jù)的合計的第二子集來確定所述虛擬能量數(shù)據(jù)，其中，所述虛擬能量數(shù)據(jù)是所述區(qū)域的第二子區(qū)域的部分，其中，所述區(qū)域包括僅所述第一子區(qū)域和所述第二子區(qū)域，并且其中，所述區(qū)域、所述第一子區(qū)域和所述第二子區(qū)域被限定在所述組織模型數(shù)據(jù)中。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述能量報告包括所述組織模型數(shù)據(jù)內(nèi)的一個或多個組與所述資源之間的一個或多個關(guān)聯(lián)。
18.—種系統(tǒng),包括: 處理器，所述處理器被配置成: 接收與自動化系統(tǒng)中的一個或多個資源相關(guān)聯(lián)的能量數(shù)據(jù)； 接收與所述自動化系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的組織模型數(shù)據(jù)，其中，所述組織模型數(shù)據(jù)包括所述資源中的至少一個資源的資源能量曲線； 生成不具有所述組織模型數(shù)據(jù)中的資源能量曲線的缺失資源的列表；以及基于所述能量數(shù)據(jù)的子集與所述組織模型數(shù)據(jù)之間的關(guān)系來生成一個或多個能量報告，其中，所述能量數(shù)據(jù)的所述子集與所述資源中的所述至少一個資源相對應。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述組織模型數(shù)據(jù)包括與所述自動化系統(tǒng)的一個或多個功能相對 應的一個或多個邏輯分組與所述一個或多個資源之間的關(guān)聯(lián)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置成通過將所述能量數(shù)據(jù)的所述子集分類為物理能量數(shù)據(jù)、邏輯能量數(shù)據(jù)或虛擬能量數(shù)據(jù)來生成所述能量報告。
21.—種系統(tǒng),包括: 處理器，所述處理器被配置成: 接收與自動化系統(tǒng)中的一個或多個資源相關(guān)聯(lián)的能量數(shù)據(jù)； 接收與所述自動化系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的組織模型數(shù)據(jù)，其中，所述組織模型數(shù)據(jù)包括所述資源中的至少一個資源的資源能量曲線； 取得不在所述組織模型數(shù)據(jù)中的一個或多個缺失資源能量曲線；以及基于所述能量數(shù)據(jù)、所取得的缺失資源能量曲線以及所述組織模型數(shù)據(jù)之間的關(guān)系來生成一個或多個能量報告。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置成通過從數(shù)據(jù)庫下載所述缺失資源能量曲線來取得所述缺失資源能量曲線。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置成通過向相應的資源查詢所述缺失資源能量曲線來取得所述缺失資源能量曲線，其中，所述缺失資源能量曲線被嵌入所述相應的資源中。
【文檔編號】G05B19/418GK104049595SQ201410099085
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】菲利普·J·考夫曼 申請人:洛克威爾自動控制技術(shù)股份有限公司