使用opc ua自動生成過程圖形的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于通過使用OPC?UA規(guī)范生成待顯示圖形對象的集合的方法和設備。該方法包括通過使用OPC?UA節(jié)點指示待顯示的圖形對象，所述圖形對象表示所監(jiān)視過程的物理組件。此外，該方法包括通過使用OPC?UA引用來指示在顯示時所指示圖形對象應當如何被互連到另一所指示圖形對象。接下來，將相應的OPC?UA節(jié)點與對應的預定圖形對象關聯(lián)，從所述關聯(lián)生成圖形對象的集合并且依據(jù)所指示的互連對該集合的個體圖形對象進行互連。最后，顯示所生成的圖形對象的集合。
【專利說明】使用OPC UA自動生成過程圖形
【技術領域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及一種通過使用OPC UA規(guī)范生成待顯示圖形對象的集合的方法和設備。
【背景技術】
[0002]OPC統(tǒng)一架構(OPC UA)是一種獨立于平臺的協(xié)議，其規(guī)定了如何在不同系統(tǒng)、軟件應用和硬件設備之間交換數(shù)據(jù)。OPC UA使得能夠在軟件應用之間進行數(shù)據(jù)交換而獨立于應用的提供商、所支持的操作系統(tǒng)和所使用的編程語言。
[0003]在當今的過程工業(yè)中，過程圖形通常使用圖形構建器被構建，例如ABB系統(tǒng)SOOxA包括圖形構建器，并且該特定領域中的大多數(shù)系統(tǒng)亦是如此。這些圖形構建器促進了過程圖形的構建，因為它們輔助用戶以使用預定的圖形構建模塊構建實際對象的圖形表示形式。圖形構建器還輔助用戶將圖形對象連接到經(jīng)常經(jīng)由OPC所提供的過程的實時數(shù)據(jù)。圖形對象并不需要是動態(tài)的；其可以是靜態(tài)的以用作有待在其它圖形中使用的通用構建模塊。所生成的圖形對象還可以包含用于過程控制、導航和無效數(shù)據(jù)指示的內(nèi)置功能。例如如果數(shù)據(jù)超出所指定的上限或者下限，圖形對象還可以視覺化。
[0004]常規(guī)圖形構建器所存在的問題在于，需要開發(fā)人員的大量編程工作以便創(chuàng)建圖形對象，尤其是在嘗試針對某個工業(yè)過程限定完整的圖形對象環(huán)境時。進一步地，當以不同產(chǎn)業(yè)為目標時，針對特定工業(yè)過程所創(chuàng)建的圖形對象的集合不能必然地在不同工業(yè)過程中被重復使用，這存在著需要大量工程的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的總體目的是解決或者至少緩解以上所描述的本領域中的問題。
[0006]在本發(fā)明的第一方面，該目標由一種通過使用OPC UA規(guī)范生成待顯示圖形對象的集合的方法而實現(xiàn)。該方法包括通過使用OPCUA節(jié)點指示待顯示圖形對象，所述圖形對象表示所監(jiān)視過程的物理組件。此外，該方法包括通過使用OPC UA引用來指示在顯示時所指示的圖形對象應當如何被互連到另一個所指示的圖形對象。接下來，將相應的OPC UA節(jié)點與對應的預定圖形對象關聯(lián)，從所述關聯(lián)生成圖形對象的集合并且依據(jù)所指示的互連對該集合中的個體圖形對象進行互連。最后，顯示所生成的圖形對象的集合。
[0007]在本發(fā)明的第二方面，該目標由一種通過使用OPC UA規(guī)范生成待顯示圖形對象的集合的設備而實現(xiàn)。該設備被布置為接收源代碼，該源代碼通過使用OPC UA節(jié)點指示待顯示的圖形對象。該圖形對象表示所監(jiān)視過程的物理組件。該源代碼通過使用OPC UA引用進一步地指示在顯示時所指示的圖形對象應當如何被互連到另一所指示圖形對象。該設備進一步被布置為將相應的OPC UA節(jié)點與對應的預定圖形對象關聯(lián)，從所述關聯(lián)生成圖形對象的集合，依據(jù)所指示的互連對該集合中的個體圖形對象進行互連，并且提供所生成的圖形對象集合用于顯示。
[0008]因此，OPC UA的能力被用來從所建立且預定的OPC UA術語的組合而生成圖形對象。因此減小了對現(xiàn)有技術的圖形構建器的需求。
[0009]OPC UA呈現(xiàn)了面向?qū)ο蟮膮f(xié)議來表示控制器數(shù)據(jù)。OPC UA的基本建模概念是節(jié)點和引用。每個節(jié)點利用例如id、名稱、描述、數(shù)值的屬性進行描述。為了自動生成要在屏幕上進行顯示的圖形對象，要瀏覽和理解OPC UA協(xié)議的實施。
[0010]下文將對附加的特征和優(yōu)點進行公開。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]現(xiàn)將參考附圖通過非限制性示例對本發(fā)明的實施例及其優(yōu)點進行描述，其中:
[0012]圖1圖示了本發(fā)明實施例中所要監(jiān)視的工業(yè)過程，和
[0013]圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的創(chuàng)建圖1所描繪的工業(yè)過程的圖形對象的過程?！揪唧w實施方式】
[0014]圖1圖示了依據(jù)本發(fā)明實施例的所要監(jiān)視的工業(yè)過程100。該工業(yè)過程以管道101向閥門102輸送例如汽油的液體的形式進行例示。如果有任何汽油應當經(jīng)由管道101被送至儲油罐103，該閥門確定汽油的量。在該特定示例中，儲油罐中的汽油水平為10個單位。汽油從儲油罐被供應到電機104。應當注意的是，該示例主要是示例性的并且在實際情形中，所要監(jiān)視的工業(yè)過程通常相當復雜。
[0015]現(xiàn)在，為了能夠通過使用OPC UA對工業(yè)過程100進行監(jiān)視，將該過程的組件連接到相應的OPC服務器105、106、107以便從組件102、103、104收集OPC數(shù)據(jù)。在組件允許外部控制的情況下，用來控制該組件的OPC數(shù)據(jù)可以被發(fā)送到相應的OPC服務器。例如，OPS服務器105可以收集與汽油通過閥門102的流動相關的數(shù)據(jù)，但是也可以允許通過使用用于控制的OPC數(shù)據(jù)而對通過閥門的流動進行控制以使得儲油罐103中的汽油水平能夠得以調(diào)整。在該特定示例中，儲油罐103是相對被動的過程組件，其并不提供任何適當控制，但是其向OPC服務器106送出有關汽油水平的數(shù)據(jù)。最后，OPC服務器107從電機104收集有關電機速度的數(shù)據(jù)。進一步地，電機速度能夠由OPC服務器107在供應適當OPC數(shù)據(jù)時進行調(diào)整。
[0016]OPC服務器通常被連接到總線108以便將所測量的過程數(shù)據(jù)傳到操作員工作站109并且從操作員工作站109接收過程控制數(shù)據(jù)。
[0017]為了使操作員能夠在其工作站109對工業(yè)過程進行監(jiān)視，必須要提供工業(yè)過程的圖形表示。該圖形表示通?？瓷先ヅc圖1中所描繪的工業(yè)過程非常相似。
[0018]在OPC UA中，已經(jīng)建立了其中能夠利用對象、屬性、結(jié)構等對物理對象進行定義的術語。OPC UA服務器使得諸如工作站109的其客戶端能夠看到的信息集合被稱作地址空間(AddressSpace)。OPC UA地址空間將其內(nèi)容表示為通過引用(References)進行連接的節(jié)點(Nodes)的集合。這是本領域公知的術語并且將不再進一步進行詳細的解釋。地址空間中的節(jié)點被用來表示實際對象，例如圖1中的管道101、閥門102、儲油罐103和電機104。
[0019]在本發(fā)明的實施例中，通過利用OPC UA中使用面向?qū)ο髤f(xié)議來表示OPC服務器數(shù)據(jù)的特征來獲得工業(yè)過程的圖形表示。OPC UA中的基本建模概念是以上所提到的節(jié)點和引用。每個節(jié)點利用例如id、名稱、描述、數(shù)值等的屬性進行描述。為了自動生成要在屏幕上進行顯示的圖形對象，對OPC UA協(xié)議的實施方式進行瀏覽和解釋。[0020]因此，節(jié)點類型可以與圖形表示相關。在示例性實施例中，一個節(jié)點例如可以表示圖1的閥門102，而另一個節(jié)點可以表示儲油罐103，以及再另外的節(jié)點可以表示電機104。
[0021]圖形對象的集合在圖形“庫”中被創(chuàng)建和存儲。為了創(chuàng)建圖1中所例示的工業(yè)過程的圖形表示，將必須要使用四個節(jié)點(“管道”、“閥門”、“儲油罐”和“電機”)，并且必須要創(chuàng)建對應的圖形對象。一旦完成了這樣的工作，任何操作員都可以輕易使用所建立的OPCUA術語來制作其自己的任何工業(yè)過程的圖形表示。進一步地，可以將所創(chuàng)建的圖形對象重復使用并且分發(fā)給其它操作員。
[0022]例如，操作員(或任何希望創(chuàng)建過程圖形的其它人員)可以在腳本中輸入節(jié)點類型，并且因此指示其想要將哪個圖形對象包括在圖形表示之中。
[0023]此后，操作員可以指示不同節(jié)點應當如何進行互連。為了這個目的，可以使用已經(jīng)建立的OPC UA的引用概念。同樣，這可以以適當方式在腳本中被輸入來指示以上節(jié)點類型所指示的圖形對象應當如何被互連到其它所指示的節(jié)點類型。
[0024]隨后，對該腳本進行計算機解釋以使得該腳本中每個所指示的OPC UA節(jié)點與存儲在庫中的相應的一個所創(chuàng)建的圖形對象關聯(lián)。因此，每個所指示的節(jié)點與對應的圖形節(jié)點關聯(lián)。該解釋通常通過對該腳本的源代碼進行編譯來體現(xiàn)。此外，在計算機解釋中，生成表示所監(jiān)視工業(yè)過程的物理組件的圖形對象的集合。為了這個目的，利用OPC UA節(jié)點與圖形對象的關聯(lián)，并且所指示的引用將確定每個圖形對象應當如何被連接到另一個所指示的圖形對象。因此，在該示例中，閥門102可以被限定為針對儲油罐103的輸入元件，而電機104則可以被限定為輸出元件。最后，顯示所生成的圖形對象的集合。
[0025]圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的創(chuàng)建圖1中所描繪的工業(yè)過程的圖形對象的過程。圖1中的工作站109通過計算機屏幕110和計算機113來實現(xiàn)，操作員在對圖1中的工業(yè)過程100進行監(jiān)控時通常位于該計算機屏幕110處。如之前已經(jīng)描述的，操作員通過鍵盤(未示出)在腳本111中輸入適當OPC UA術語以限定要被圖形圖示的過程。在本發(fā)明的實施例中，這是通過使用OPC UA節(jié)點和引用的概念來完成的。
[0026]隨后，操作員按下“編譯”按鈕，其中在步驟112對腳本中所輸入的文本或源代碼進行編譯(即計算機解釋)以使得該腳本中每個所指示的OPC UA節(jié)點與存儲在庫中的所創(chuàng)建的圖形對象的一個關聯(lián)。因此，每個所指示節(jié)點與對應的圖形對象關聯(lián)。此后，當計算機113已經(jīng)完成編譯時，生成并顯示表示所監(jiān)視工業(yè)過程的物理組件的圖形對象的集合114。
[0027]在本發(fā)明另外的實施例中，采用OPC UA所支持的屬性(Attributes)的概念。例如，參考圖1，對應于儲油罐103的節(jié)點可以提供讀取類型的屬性以使得儲油罐的實際水平能夠在OPC服務器106被讀取并且在工作站109所生成的工業(yè)過程100的圖形表示上呈現(xiàn)給操作員。
[0028]在另外的實施例中，可能向節(jié)點指定以寫入類型的屬性。參考圖1，所期望的是對經(jīng)過閥門102的流動進行控制以獲得儲油罐103中所期望的汽油水平。這可以通過向閥門提供以寫入類型的屬性以使得適當?shù)目刂菩盘柦?jīng)由OPC服務器105被傳輸?shù)介y門102而將儲油罐水平設置在所期望水平來完成。
[0029]本領域技術人員意識到，本發(fā)明絕非被局限于以上所描述的示例。與之相反，可能在所附權利要求的范圍內(nèi)進行許多修改和變化。
【權利要求】
1.一種通過使用OPC UA規(guī)范生成待顯示圖形對象的集合(114)的方法，所述方法包括: 通過使用OPC UA節(jié)點指示待顯示圖形對象，所述圖形對象表示所監(jiān)視過程(100)的物理組件(101-104)； 通過使用OPC UA引用來指示在顯示時所指示的圖形對象應當如何被互連到另一所指示的圖形對象； 將相應的OPC UA節(jié)點與對應的預定圖形對象關聯(lián)； 從所述關聯(lián)生成所述圖形對象的集合并且依據(jù)所指示的互連對所述集合中的個體圖形對象進行互連；以及 顯示所生成的圖形對象的集合。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，進一步包括: 通過使用OPC UA屬性向所述所指示的圖形對象的至少一個指定數(shù)據(jù)數(shù)值。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述所指定的數(shù)據(jù)數(shù)值是寫入類型，所述寫入類型指示所述所指定的數(shù)據(jù)數(shù)值要被發(fā)送到與所述至少一個所指示的圖形對象對應的物理組件以便控制由所述OPC UA屬性所規(guī)定的物理組件的屬性。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述所指定的數(shù)據(jù)數(shù)值是讀取類型，所述讀取類型指示所述所指定的數(shù)據(jù)數(shù)值要從所述物理組件被讀取，所述所指定的數(shù)據(jù)數(shù)值對應由所述OPC UA屬性所規(guī)定的屬性。
5.根據(jù)之前任一項權利要求所述的方法，其中所述相應的OPCUA節(jié)點與對應的預定圖形對象的關聯(lián)和從所述關聯(lián)生成所述圖形對象的集合并且依據(jù)所指示的互連對所述集合中的個體圖形對象進行互連是通過以下操作來進行的: 對指示所述待顯示圖形對象以及在顯示時所述所指示的圖形對象應當如何彼此互連的源代碼進行編譯。
6.一種用于通過使用OPC UA規(guī)范生成待顯示圖形對象的集合(114)的設備(109)，所述設備被布置為: 接收源代碼，所述源代碼通過使用OPC UA節(jié)點指示待顯示圖形對象，所述圖形對象表示所監(jiān)視過程(100)的物理組件(101-104)，并且所述源代碼進一步通過使用OPC UA引用來指示在顯示時所指示的圖形對象應當如何被互連到另一所指示的圖形對象 將相應的OPC UA節(jié)點與對應的預定圖形對象關聯(lián)， 從所述關聯(lián)生成所述圖形對象的集合，依據(jù)所指示的互連對所述集合中的所述個體圖形對象進行互連，并且提供所生成的圖形對象集合用于顯示。
7.根據(jù)權利要求6所述的設備(109)，進一步被布置為: 通過使用OPC UA屬性向至少一個所述所指示的圖形對象指定數(shù)據(jù)數(shù)值。
8.根據(jù)權利要求7所述的設備(109)，其中所述所指定的數(shù)據(jù)數(shù)值是寫入類型，所述寫入類型指示所述所指定的數(shù)據(jù)數(shù)值要被發(fā)送到與所述至少一個所指示的圖形對象對應的物理組件以便對由所述OPC UA屬性所規(guī)定的物理組件的屬性進行控制。
9.根據(jù)權利要求7所述的設備(109)，其中所述所指定的數(shù)據(jù)數(shù)值是讀取類型，所述讀取類型指示所述所指定的數(shù)據(jù)數(shù)值要從所述物理組件被讀取，所述所指定的數(shù)據(jù)數(shù)值對應于由所述OPC UA屬性所規(guī)定的屬性。
10.根據(jù)權利要求6-9中任一項所述的設備(109)，進一步被布置為通過以下操作來將進行所述相應的OPC UA節(jié)點與對應的預定圖形對象的關聯(lián)并且從所述關聯(lián)生成所述圖形對象的集合，以及依據(jù)所指示的互連對所述集合中的個體圖形對象進行互連: 對指示所述待顯示圖形對象以及在顯示時所指示的圖形對象應當如何彼此互連的源代碼進行編譯。
11.根據(jù)權利要求6-10中任一項所述的設備(109)，進一步包括: 存儲器(114)，被布置為存儲要與所指示的相應OPC UA節(jié)點關聯(lián)的所述圖形對象。
12.根據(jù)權利要求6-11中任一項所述的設備(109)，進一步包括: 顯示設備(110)，被布置為顯示所生成的圖形對象的集合。
13.根據(jù)權利要求6-12中任一項所述的設備(109)，進一步包括: 能夠在其中輸入所述源代碼的文本編輯設備(112)。
【文檔編號】G06F9/44GK103502900SQ201180070662
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2011年5月30日 優(yōu)先權日:2011年5月30日
【發(fā)明者】S·蒂姆斯喬, M·奧勞森, A·漢博格 申請人:Abb研究有限公司