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      用于多個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的工業(yè)自動化數(shù)據(jù)的集成的代理服務(wù)器的制作方法

      文檔序號:6280270閱讀:151來源:國知局
      專利名稱:用于多個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的工業(yè)自動化數(shù)據(jù)的集成的代理服務(wù)器的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及工業(yè)控制系統(tǒng),尤其涉及允許在更新工業(yè)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型時(shí)使用傳統(tǒng)設(shè)備。
      背景由于計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步,與僅數(shù)年前基本上類似的企業(yè)相比,如今的企業(yè)能夠更高效地運(yùn)作。例如,內(nèi)部連網(wǎng)允許公司雇員通過電子郵件即時(shí)通信,迅速將數(shù)據(jù)文件傳送給不同的雇員,操縱數(shù)據(jù)文件,共享項(xiàng)目相關(guān)數(shù)據(jù)以減少工作產(chǎn)品的重復(fù)等。此外,技術(shù)的進(jìn)步使得工廠作業(yè)變?yōu)椴糠只蛲耆詣踊@?,從前需要工人親自靠近重型機(jī)器及其它各種危險(xiǎn)環(huán)境的操作如今可在距之安全距離處完成。
      此外,通過利用高度精確的機(jī)器,與人類動作相關(guān)聯(lián)的缺陷就可被最小化。許多這些工廠設(shè)備將與制造有關(guān)的數(shù)據(jù)提供給可由工場上的系統(tǒng)/過程/項(xiàng)目經(jīng)理訪問的數(shù)據(jù)庫。例如,傳感器和相關(guān)聯(lián)的軟件可檢測在給定規(guī)定量的時(shí)間的情況下特定機(jī)器完成操作的實(shí)例數(shù)。由此,工廠自動化系統(tǒng)可檢查所收集的數(shù)據(jù),并自動化和/或半自動化地調(diào)度設(shè)備的維護(hù)、設(shè)備的替換、以及與加工自動化有關(guān)的其它各種過程。
      盡管已就工業(yè)過程的自動化作出了各種進(jìn)步,但是控制器的使用和設(shè)計(jì)很大程度上沒有改變。具體而言,已經(jīng)設(shè)計(jì)出高效地承擔(dān)實(shí)時(shí)控制的工業(yè)控制器。例如,常規(guī)工業(yè)控制器從傳感器接收數(shù)據(jù),并且基于所接收的數(shù)據(jù),控制致動器、驅(qū)動器等。這些控制器通過與源和/或目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的符號和/或地址來識別數(shù)據(jù)的源和/或目標(biāo)。具體而言,工業(yè)控制器包括計(jì)算機(jī)端口和/或適配器,以及通信上耦合到這些端口/適配器的傳感器、致動器、驅(qū)動器等。由此,在接收到數(shù)據(jù)時(shí),控制器可識別設(shè)備身份,并進(jìn)一步向合適的設(shè)備遞送控制數(shù)據(jù)。
      如可從上文看出,與常規(guī)工業(yè)控制器相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)是以平面名字空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來創(chuàng)建、遞送和/或存儲的。換言之,通過檢查所接收的和/或由控制器輸出的數(shù)據(jù)所能發(fā)現(xiàn)的僅僅是致動器或傳感器的身份及其狀態(tài)。這種工業(yè)控制器架構(gòu)對于特定設(shè)備的實(shí)時(shí)控制能高效地操作——但是,當(dāng)想要由更高級系統(tǒng)使用來自工業(yè)控制器的數(shù)據(jù)時(shí)就可能會產(chǎn)生問題。例如,如果想要由調(diào)度應(yīng)用程序使用來自控制器的數(shù)據(jù),則熟悉該控制器的人必須確定什么數(shù)據(jù)合乎需要,將數(shù)據(jù)分類,以所需格式將數(shù)據(jù)打包,然后將這些數(shù)據(jù)映射到調(diào)度應(yīng)用程序。這引入了另一層軟件,由此帶來了在工業(yè)自動化環(huán)境中產(chǎn)生混亂的隱患。如果數(shù)個(gè)應(yīng)用程序想要使用相似的數(shù)據(jù),則會加重該問題。在操作中,各種控制器輸出數(shù)據(jù),以平面名字空間結(jié)構(gòu)將其打包,并將其提供給網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)使用這些數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序?qū)⑦@些數(shù)據(jù)復(fù)制到內(nèi)部存儲器中,將數(shù)據(jù)分類,對數(shù)據(jù)進(jìn)行組織,并以所需的格式將數(shù)據(jù)打包。由此,多個(gè)位置中存在相似數(shù)據(jù)的多個(gè)副本,數(shù)據(jù)的每個(gè)副本在這多個(gè)位置處可被不同地組織和打包。
      此外,更新控制器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與另一串實(shí)現(xiàn)問題相關(guān)聯(lián)。例如,一些傳統(tǒng)控制器或其它設(shè)備可能沒有與足以支持更新后的應(yīng)用程序的存儲器和/或處理能力相關(guān)聯(lián),并且要公司替換企業(yè)內(nèi)的每一個(gè)控制器成本效益不高。因此,工業(yè)自動化環(huán)境內(nèi)不僅將存在數(shù)據(jù)的多個(gè)副本,而且網(wǎng)絡(luò)上也會存在結(jié)構(gòu)不同的數(shù)據(jù)的多個(gè)副本。應(yīng)用程序可能需要不同的映射模塊來實(shí)現(xiàn)與第一和第二架構(gòu)相關(guān)聯(lián)的控制器之間的映射。由此,簡單地更新控制器的架構(gòu)不能緩解工業(yè)自動化環(huán)境中的與工業(yè)控制器相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)有缺陷。
      概述以下給出要求保護(hù)的主題的簡述以提供對本文中所描述的一些方面的基本理解。此簡述不是詳盡的概述,也不旨在標(biāo)識要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵性/決定性要素或是界定其范圍。其唯一目的在于以簡化形式給出一些概念,以作為稍后給出的更為詳細(xì)的描述的導(dǎo)言。
      本文中描述一種代理服務(wù)器,其中該代理服務(wù)器允許在整個(gè)工業(yè)自動化環(huán)境(無論是否存在傳統(tǒng)設(shè)備和/或第三方設(shè)備)中使用通用的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型。該代理服務(wù)器包括可橋接不同通信網(wǎng)絡(luò)、并將與平面名字空間相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)換為分層結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)分組的硬件和軟件。該代理服務(wù)器可包括用于定義數(shù)據(jù)分組并將其配置為通用的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型的軟件,并且還可包括用于從傳統(tǒng)控制器/設(shè)備以及第三方控制器/設(shè)備收集數(shù)據(jù)分組的硬件。例如,前述軟件可包括允許用戶將硬件所收集的數(shù)據(jù)元素映射到符合分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的編輯器。例如,用戶可定義與某些操作的完成有關(guān)的一組事件。換言之,可通過使用預(yù)定義規(guī)則,從數(shù)據(jù)及其邏輯組合構(gòu)造這些事件。
      由編輯器定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可包括數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)元素,并且還可包括消息或信息事件。例如,“站10處的銑削操作完成,測得直徑為0.001英寸”可以是一個(gè)信息事件。該編輯器還可允許用戶配置用于將結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)或事件從代理服務(wù)器傳送到在另一計(jì)算平臺或服務(wù)器上運(yùn)行的軟件應(yīng)用程序的方法。數(shù)據(jù)傳輸可以是諸如MQ消息通信、web服務(wù)、XML等數(shù)種已知傳輸機(jī)制之一??偠灾?,該軟件允許將所收集的數(shù)據(jù)映射到有意義的信息,并配置信息到在各種計(jì)算平臺上運(yùn)行的其它控制器或軟件應(yīng)用程序的傳送。
      該代理服務(wù)器還可包括到可編程控制器所駐留的網(wǎng)絡(luò)的通信接口、以及到使用已知接口協(xié)議從此類控制器收集和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的服務(wù)器(諸如OPC服務(wù)器)的接口。由此,OPC服務(wù)器可駐留在代理服務(wù)器外部或是可被嵌入在代理服務(wù)器內(nèi)。此外,該代理服務(wù)器在單個(gè)時(shí)間實(shí)例上可連接到一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)。由此,該代理服務(wù)器可起到不同通信網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)橋的作用,并還可自動將數(shù)據(jù)從第一格式轉(zhuǎn)換為分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)格式。此外,該代理服務(wù)器可管理數(shù)個(gè)設(shè)備上的統(tǒng)一安全性。例如,一些設(shè)備不支持安全功能,而其它設(shè)備需要被單獨(dú)編程??蓪⒃摯矸?wù)器用作安全代理,而不是讓設(shè)備繼續(xù)脫離安全功能和/或冗繁地一次更新一個(gè)設(shè)備。
      為實(shí)現(xiàn)上述及有關(guān)目的,在本文中結(jié)合以下描述和附圖來說明本發(fā)明的某些示例性方面。但是,這些方面僅指示可利用本發(fā)明原理的各種方式中的若干種,并且本發(fā)明旨在包括所有這些方面及其等效技術(shù)方案。結(jié)合附圖考慮,本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和新穎特征將可從本發(fā)明的以下詳細(xì)描述中明確。
      附圖簡述

      圖1是便于在整個(gè)工業(yè)環(huán)境中提供分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型的系統(tǒng)的高級系統(tǒng)框圖。
      圖2是示出輸出分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的代理服務(wù)器的系統(tǒng)框圖。
      圖3示出支持來自多個(gè)可編程邏輯控制器的數(shù)據(jù)到根據(jù)分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型格式化的數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)。
      圖4示出支持各種安全和通信特征的代理服務(wù)器。
      圖5示出通過使用分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型來支持?jǐn)?shù)據(jù)聚合和工作流執(zhí)行的代理服務(wù)器。
      圖6示出分布式代理服務(wù)器。
      圖7是示出向圖形用戶界面提供根據(jù)分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型格式化的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。
      圖8是將常規(guī)的可編程邏輯控制器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為根據(jù)分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型格式化的數(shù)據(jù)的方法的典型流程圖。
      圖9是使用模板來重新格式化數(shù)據(jù)的方法的典型流程圖。
      圖10是通過使用代理服務(wù)器來橋接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的方法的典型流程圖。
      圖11是通過代理服務(wù)器來編輯/配置可編程邏輯控制器的方法的典型流程圖。
      圖12是分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型可基于的示例性結(jié)構(gòu)的可視化表示。
      圖13是可在其上實(shí)現(xiàn)本文中所描述的各種特征的示例操作系統(tǒng)。
      圖14是其中本文中所描述的各種特征可交互的示例性計(jì)算環(huán)境。
      詳細(xì)描述現(xiàn)在參考附圖來描述要求保護(hù)的主題,所有附圖中使用相同的附圖標(biāo)號來表示相似的要素。
      在以下描述中,出于解釋的目的闡述了許多具體細(xì)節(jié)以提供對要求保護(hù)的主題的全面理解。但是,顯然無需這些具體細(xì)節(jié)也可實(shí)施該主題。在其它實(shí)例中,以框圖形式示出公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備以便于描述本發(fā)明。
      如此申請中所使用的,術(shù)語“組件”和“系統(tǒng)”等旨在表示計(jì)算機(jī)相關(guān)實(shí)體,無論是硬件、硬件與軟件的組合、還是執(zhí)行中的軟件。例如,組件可以是,但不限于,在處理器上運(yùn)行的進(jìn)程、處理器、對象、實(shí)例、可執(zhí)行碼、執(zhí)行線程、程序、和/或計(jì)算機(jī)。作為示例,在一計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用程序與該計(jì)算機(jī)兩者都可以是組件。一個(gè)或多個(gè)組件可駐留在進(jìn)程和/或執(zhí)行線程內(nèi),并且組件可局限在一臺計(jì)算機(jī)上和/或分布在兩臺或多臺計(jì)算機(jī)之間。
      此外,要求保護(hù)的主題可被實(shí)現(xiàn)為方法、裝置、或制品,它們使用標(biāo)準(zhǔn)的編程和/或工程技術(shù)來生產(chǎn)用于控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)所公開主題的軟件、固件、硬件或其任意組合。如本文中所使用的術(shù)語“制品”旨在包括可從任何計(jì)算機(jī)可讀設(shè)備、載波或介質(zhì)訪問的計(jì)算機(jī)程序。例如,計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包括,但不限于,磁存儲設(shè)備(例如,硬盤、軟盤、磁帶……)、光盤(例如,壓縮盤(CD)、數(shù)字多功能盤(DVD)……)、智能卡、以及閃存設(shè)備(例如,記憶卡、記憶棒、鍵驅(qū)動器……)。此外,應(yīng)當(dāng)理解,可利用載波來攜帶計(jì)算機(jī)可讀電子數(shù)據(jù),諸如在發(fā)送和接收電子郵件中或是在訪問諸如因特網(wǎng)或局域網(wǎng)(LAN)等網(wǎng)絡(luò)時(shí)使用的那些。當(dāng)然,本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認(rèn)識到,對此配置可進(jìn)行許多修改,而不會偏離要求保護(hù)的主題的范圍或精神實(shí)質(zhì)。此外,本文中使用術(shù)語“示例性”來表示起到示例、實(shí)例或示意作用。本文中描述為“示例性”的任何方面或設(shè)計(jì)不一定要被解釋為優(yōu)于或勝過其它方面或設(shè)計(jì)。
      現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖,圖1示出便于在整個(gè)工業(yè)自動化系統(tǒng)中提供統(tǒng)一的分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型(無論該工業(yè)自動化系統(tǒng)中是否存在不能支持該數(shù)據(jù)模型的傳統(tǒng)設(shè)備)的系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括代理服務(wù)器102,它被用來將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)(例如,不是根據(jù)分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型格式化的數(shù)據(jù))映射到根據(jù)分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型格式化的數(shù)據(jù)。具體而言,可編程邏輯控制器(PLC)、數(shù)字控制器、機(jī)器人控制器、智能設(shè)備以及其它工廠設(shè)備(本文中統(tǒng)稱為控制器)所使用的常規(guī)數(shù)據(jù)模型與平面名字空間相關(guān)聯(lián),這意味著PLC(以及其它工廠控制器和智能設(shè)備)的編程和配置是以“自底向上”的方式進(jìn)行的。換言之,首先配置PLC的接頭(PLC的輸入和輸出),然后以更高級系統(tǒng)等來配置PLC。但是,據(jù)信與常規(guī)上與PLC相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)模型相比,分層結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)模型提供更大的可用性,因?yàn)榉謱咏Y(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)模型是直觀的。例如,分層結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)模型可提供系統(tǒng)的高級企業(yè)視圖,并且用戶在觀察與工廠相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)以及編程PLC及與工廠相關(guān)聯(lián)的其它設(shè)備中可遍歷分層結(jié)構(gòu)的各個(gè)部分。在一個(gè)特定示例中,可依照ISA S88、ISA S95工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和/或其組合來建立分層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型。但是,應(yīng)當(dāng)理解,在分層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型的創(chuàng)建/描述中可使用分層配置工廠的任何方式。
      與分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型相關(guān)聯(lián)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是越過系統(tǒng)/過程邊界執(zhí)行跟蹤和追蹤的能力。更具體而言,通過使用分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型,可將工廠數(shù)據(jù)與材料數(shù)據(jù)相關(guān)。由此,通過使用分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型(它可將工廠數(shù)據(jù)與其它數(shù)據(jù)相關(guān)),就能很容易地發(fā)現(xiàn)哪些材料與特定分批作業(yè)相關(guān)聯(lián)以及工業(yè)自動化環(huán)境中可能十分有用的其它信息。作為對比,常規(guī)上工人需要手動進(jìn)行此類關(guān)聯(lián),從而增加了出錯(cuò)概率。
      但是,如今的控制器(PLC、數(shù)字控制器、機(jī)器人控制器、智能設(shè)備等)可能不支持這一數(shù)據(jù)模型,并且要同時(shí)替換不支持前述分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型的傳統(tǒng)/第三方設(shè)備會帶來財(cái)政負(fù)擔(dān)。但是,在整個(gè)企業(yè)中維護(hù)一致的數(shù)據(jù)模型、由此來提高系統(tǒng)互操作性和數(shù)據(jù)格式的一致性以便于檢查/編程是合乎需要的。代理服務(wù)器102便于實(shí)現(xiàn)此一致性。更具體而言,代理服務(wù)器102包括接口組件104,它便于從不是根據(jù)分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型配置和/或不能支持分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型的PLC106接收數(shù)據(jù)。盡管此附圖與稍后所描述的附圖描述的是PLC,但是應(yīng)當(dāng)理解,其它工廠控制器,諸如機(jī)器人控制器和數(shù)字控制器、以及在工場中使用的智能設(shè)備,都可輸出以平面方式結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。為詮釋所附權(quán)利要求書,這些工廠設(shè)備可被統(tǒng)稱為“控制器”。例如,PLC106可以是傳統(tǒng)設(shè)備和/或與不支持分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型的廠商相關(guān)聯(lián)的設(shè)備,而接口組件104可以是便于從PLC106接收數(shù)據(jù)的任何合適的硬件、軟件或其組合。
      代理服務(wù)器102還包括映射組件108,它將根據(jù)PLC106的屬性/能力格式化的數(shù)據(jù)變換/轉(zhuǎn)換為根據(jù)前述分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型格式化的數(shù)據(jù)。例如,代理服務(wù)器102可包括數(shù)據(jù)存儲110和/或與其相關(guān)聯(lián),數(shù)據(jù)存儲110包括一個(gè)或多個(gè)模板,其中這些模板便于在PLC106所支持的數(shù)據(jù)模型與分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型(可以是例如在ISA S95、ISA S88和/或其組合之上建立的)之間進(jìn)行映射。由此,映射組件108可識別從PLC106接收的數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu),然后定位并使用允許PLC106的數(shù)據(jù)模型到分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型的變換/轉(zhuǎn)換的相應(yīng)模板。
      此外,PLC106的編程可通過代理服務(wù)器102來進(jìn)行。例如,信息技術(shù)(IT)工人可根據(jù)分層數(shù)據(jù)模型而不是根據(jù)與這一PLC106相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)模型來對PLC編程。由此,PLC106可以用自頂向下的方式來編程。換言之,當(dāng)打開編輯器時(shí),可向IT工人呈現(xiàn)企業(yè)的高級視圖,并可“向下鉆取”以對所需的傳感器編程或輸出所選PLC上的行為。作為一個(gè)具體示例,IT工人可打開編輯器,并向其呈現(xiàn)企業(yè)的視圖。此后,工人可選擇所需的工廠、所需的單元、所需的生產(chǎn)線、以及所需的設(shè)備和/或PLC,并按需對所選的PLC編程,而無論所選的PLC是否能夠理解該分層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型。類似地,為檢索數(shù)據(jù),工人僅需遍歷數(shù)據(jù)模型分層結(jié)構(gòu)并請求所需的數(shù)據(jù),隨后所需的數(shù)據(jù)根據(jù)分層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型被返回給用戶。一般而言是代理服務(wù)器102,具體而言是映射組件108提供上述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。
      代理服務(wù)器102允許為數(shù)據(jù)的檢查者/編程者提供一致的數(shù)據(jù)表示,而無論是否存在與工場上的諸設(shè)備相關(guān)聯(lián)的不同數(shù)據(jù)格式。例如,第一生產(chǎn)線可包括來自第一供應(yīng)商的PLC,而第二生產(chǎn)線可包括來自第二供應(yīng)商的PLC,并且這些PLC可被配置成以不同的數(shù)據(jù)模型來操作。據(jù)此,為檢查來自每個(gè)PLC的數(shù)據(jù),IT工人需要熟悉每種不同的數(shù)據(jù)類型。如果有數(shù)個(gè)不同的系統(tǒng),則工人必須博知各種數(shù)據(jù)格式。代理服務(wù)器102便于提供一種一致的數(shù)據(jù)模型,而無論P(yáng)LC106的廠商和/或能力如何。
      現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2,圖中示出了將工業(yè)設(shè)置內(nèi)的各種格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為通用的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)格式的系統(tǒng)200。系統(tǒng)200包括代理服務(wù)器202,它從PLC204接收數(shù)據(jù),其中PLC204是第三方或傳統(tǒng)設(shè)備(例如,PLC204不支持通用的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型)。但是,應(yīng)當(dāng)理解,盡管PLC204被描述為數(shù)據(jù)源,但是也可使用其它合適的設(shè)備(諸如其它工廠控制器或智能設(shè)備)來創(chuàng)建/輸出數(shù)據(jù)。特別地,可將接口組件206與代理服務(wù)器202相關(guān)聯(lián),接口組件206可以是端口、電纜連接或任何其它合適的硬件/軟件,它便于從PLC204接收數(shù)據(jù)。所接收的數(shù)據(jù)隨后可被遞送給映射組件208,它在接收到此類數(shù)據(jù)后即識別與PLC204相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)格式,并根據(jù)識別出的數(shù)據(jù)格式檢索模板210。模板210可以是主動變換數(shù)據(jù)的程序模塊、表內(nèi)直接映射到所需數(shù)據(jù)類型的字段和/或其組合。
      接口組件206隨后可通過預(yù)定義的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議向規(guī)定網(wǎng)絡(luò)212輸出數(shù)據(jù)。例如,代理服務(wù)器202可包括便于橋接不同網(wǎng)絡(luò)的組件(未示出)。更具體地,來自PLC204的數(shù)據(jù)可通過與該P(yáng)LC204相關(guān)聯(lián)的專用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來中繼。代理服務(wù)器202可轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)以使其與預(yù)定義的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(例如,通用工業(yè)協(xié)議(CIP))相符。經(jīng)此轉(zhuǎn)換后,數(shù)據(jù)可被重新格式化以使其與分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型相符,并且分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)212可被放到網(wǎng)絡(luò)214上。此類數(shù)據(jù)隨后可由該網(wǎng)絡(luò)上的其它設(shè)備訪問。由此,通過使用代理服務(wù)器202,就可實(shí)現(xiàn)工業(yè)環(huán)境中的傳統(tǒng)/第三方設(shè)備之間的互操作性和通信。
      現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3,圖中示出了便于在工業(yè)自動化環(huán)境中統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的系統(tǒng)300。系統(tǒng)300包括代理服務(wù)器302,它通信上耦合到多個(gè)PLC304-308或其它合適的工廠設(shè)備。例如,PLC304-308每一個(gè)都可與不同的廠商相關(guān)聯(lián),因而對具有不同格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。此外,PLC304-308每一個(gè)都可通過不同網(wǎng)絡(luò)耦合到代理服務(wù)器302。更具體地,PLC304可通過Hart來發(fā)送和接收數(shù)據(jù),PLC306可通過ProfiBus來發(fā)送和接收數(shù)據(jù),并且PLC308可通過FieldBus來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。由此,可以看出,代理服務(wù)器302可接收以極為不同的方式格式化的數(shù)據(jù)。
      代理服務(wù)器302包括接口組件310,它被配置成通過多個(gè)網(wǎng)絡(luò)從PLC304-308的每一個(gè)接收數(shù)據(jù)。例如,接口組件310可以是多個(gè)端口以及與這些端口相關(guān)聯(lián)的軟件。接口組件310可與擔(dān)當(dāng)網(wǎng)橋的橋接組件312相關(guān)聯(lián)。由此,由不同網(wǎng)絡(luò)承載的數(shù)據(jù)可被操縱以使其與通用網(wǎng)絡(luò)(例如,CIP)相符。據(jù)此,橋接組件312可識別與從PLC304-308接收的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,并執(zhí)行轉(zhuǎn)換這些數(shù)據(jù)以使其與預(yù)定義的協(xié)議相符的操作。經(jīng)此轉(zhuǎn)換后,可使用映射組件314來轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)以使其與分層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型(而不是與平面名字空間相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)模型)相符。映射組件314然后可通過符合預(yù)定義協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)318將經(jīng)分層結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)316提供給該數(shù)據(jù)的請求者。由此,通過代理服務(wù)器302,與由不同廠商提供的不同設(shè)備有關(guān)的數(shù)據(jù)在整個(gè)企業(yè)上將以一致的方式可用。
      現(xiàn)在參考圖4,圖中示出了便于在整個(gè)工業(yè)企業(yè)上提供一致地格式化的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)400。系統(tǒng)400包括代理服務(wù)器402,它將來自多個(gè)PLC404-408或其它工廠設(shè)備(例如,控制器)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為通用數(shù)據(jù)格式。代理服務(wù)器402可以是任何合適的硬件設(shè)備,并可包括實(shí)現(xiàn)該轉(zhuǎn)換的任何合適的軟件。例如,代理服務(wù)器402可以是服務(wù)器、臺式PC、膝上型PC、PLC、交換機(jī)、路由器、網(wǎng)關(guān)、上述各項(xiàng)的復(fù)合、上述各項(xiàng)的組合等等。代理服務(wù)器402包括接口組件410,它便于從多個(gè)PLC404-408接收數(shù)據(jù)。如上所述,每個(gè)PLC可接收、操作和發(fā)送不同格式的數(shù)據(jù),其中數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送可在不同的連網(wǎng)協(xié)議上進(jìn)行。接口組件410可被設(shè)計(jì)成允許接收經(jīng)不同格式化的數(shù)據(jù)。
      經(jīng)不同格式化的數(shù)據(jù)然后可由映射組件412接收,它發(fā)現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)的格式,并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為與分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型對應(yīng)的數(shù)據(jù)。由此,可通過網(wǎng)絡(luò)416提供經(jīng)分層結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)414,其中該網(wǎng)絡(luò)與預(yù)定義的協(xié)議相關(guān)聯(lián)。由此,可向工業(yè)自動化系統(tǒng)的用戶提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù),而無論設(shè)備類型/廠商為何。代理服務(wù)器402還包括安全組件418,它向PLC404-408的每一個(gè)提供統(tǒng)一的安全性。許多現(xiàn)今的PLC不支持安全功能,而那些支持安全功能的PLC是專用的,并且必須直接在PLC處編程。由此,不同的PLC可能與不同的安全性相關(guān)聯(lián)。但是,代理服務(wù)器402處的安全組件418允許在PLC404-408上統(tǒng)一應(yīng)用安全功能。例如,安全組件418可便于向想要檢查/修改與PLC404-408相關(guān)的數(shù)據(jù)的用戶請求用戶名、口令、PIN、生物統(tǒng)計(jì)標(biāo)記等。此外,安全組件418可向不同用戶和不同部分的數(shù)據(jù)提供不同的訪問級別。例如,用戶對PLC404內(nèi)的第一部分?jǐn)?shù)據(jù)可有只讀訪問,對PLC404內(nèi)的第二部分?jǐn)?shù)據(jù)可有讀-寫訪問,對PLC404內(nèi)的第三部分?jǐn)?shù)據(jù)沒有訪問,對PLC406內(nèi)的所有數(shù)據(jù)有讀-寫訪問等。這些不同的安全級別可由安全組件418實(shí)施。此外,可利用安全組件418來周期性地確認(rèn)與PLC404-408相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。在一個(gè)示例中,PLC404-408可生成日志文件,并內(nèi)部地存儲這些文件和/或?qū)⑦@些文件存儲在通信上耦合到代理服務(wù)器402的外部數(shù)據(jù)庫處。安全組件418可訪問這些日志文件以確保PLC404-408尚未遭受篡改。在又一個(gè)示例中,可為代理服務(wù)器402處的PLC404-408實(shí)施安全功能。
      安全組件418還可與過濾組件420協(xié)同操作,過濾組件420可基于用戶身份、用戶位置或任何其它合適的參數(shù)來過濾數(shù)據(jù)。例如,代理服務(wù)器402可被耦合到目錄結(jié)構(gòu)(未示出),并且操作人員可用經(jīng)由代理服務(wù)器402通過目錄來請求數(shù)據(jù)。過濾組件420可過濾檢索到的數(shù)據(jù),從而只有與該操作人員的身份/當(dāng)前任務(wù)有關(guān)的數(shù)據(jù)才被返回給該操作人員。代理服務(wù)器402還可包括編輯組件422,它允許操作人員/用戶編輯/配置/編程PLC404-408。例如,如上所述,用戶可經(jīng)由分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型來遍歷工廠的分層結(jié)構(gòu),直至到達(dá)該分層結(jié)構(gòu)中的期望位置。此后,用戶/操作人員可編輯/配置/編程PLC。由此,代理服務(wù)器402便于通過通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(而不是PLC404-408的每一個(gè)的不同結(jié)構(gòu))來編輯/配置/編程PLC404-408的每一個(gè)。此外,編輯組件422允許PLC404-408的離線編輯/配置/編程。例如,博知數(shù)據(jù)模型分層結(jié)構(gòu)的人可離線地對PLC404-408進(jìn)行修改,然后將修改插入代理服務(wù)器402(它可將修改映射到PLC404-408所要求的數(shù)據(jù)格式)中。
      代理服務(wù)器402還可包括通信組件424,它可接收和使用web服務(wù)器426。由此可在代理服務(wù)器402內(nèi)實(shí)現(xiàn)web服務(wù)。web服務(wù)是被設(shè)計(jì)成支持通過網(wǎng)絡(luò)的可互操作的機(jī)器到機(jī)器的交互,并具有以機(jī)器可處理格式(例如,WSDL)描述的接口的軟件系統(tǒng)。其它系統(tǒng)使用SOAP消息以由其描述規(guī)定的方式來與web服務(wù)交互。用各種編程語言編寫、并在各種平臺上運(yùn)行的軟件應(yīng)用程序可使用web服務(wù),以類似于單機(jī)上的進(jìn)程間通信的方式通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)。
      現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5,圖中示出了便于為工業(yè)自動化設(shè)置中的各種設(shè)備提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的系統(tǒng)500。系統(tǒng)500包括代理服務(wù)器502,它通信上耦合到多個(gè)PLC504-508(或其它工廠設(shè)備),每個(gè)PLC504-508由不同的制造商制造和/或與不足以支持分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型的處理/存儲器相關(guān)聯(lián)。代理服務(wù)器502包括接口組件510,它被設(shè)計(jì)成便于從PLC504-508接收數(shù)據(jù),其中數(shù)據(jù)可通過多個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)來傳輸。代理服務(wù)器502還包括映射組件512,它通信上耦合到接口組件510,其中映射組件512將根據(jù)與每個(gè)PLC504-508相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)模型格式化的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為與分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型相符的數(shù)據(jù)。例如,分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型至少可部分地基于ISAS95、ISA S88和/或其組合。在轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)后,映射組件512可向網(wǎng)絡(luò)516提供分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)514。
      代理服務(wù)器502還包括聚合組件518,它允許聚合來自不同設(shè)備/位置的數(shù)據(jù),并將其提供給用戶。在一個(gè)特定示例中,PLC504-508中的每一個(gè)可與一特定產(chǎn)品的生產(chǎn)相關(guān)聯(lián),但存在于不同的生產(chǎn)線上。用戶可請求與該產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù),并且聚合組件518可使接口組件510從與該產(chǎn)品相關(guān)的PLC504-508接收數(shù)據(jù)。聚合組件518隨后可聚合這些數(shù)據(jù),由此來向用戶提供與所關(guān)注產(chǎn)品有關(guān)的穩(wěn)健的數(shù)據(jù)集合。此外,代理服務(wù)器502可被定位在企業(yè)級處,由此來允許不同工廠之間的數(shù)據(jù)的聚合。例如,汽車制造商可能在數(shù)個(gè)不同城市中有工廠,其中兩個(gè)或多個(gè)工廠在制造基本相似的汽車。通過代理服務(wù)器502和聚合組件518,就可在企業(yè)級聚合數(shù)據(jù),并將其提供給請求者。這一特征可向企業(yè)提供在沒有大量自定義映射的情況下迅速比較在不同工廠的兩條不同生產(chǎn)線、兩個(gè)不同單元等的輸出和效率的能力。取而代之的是,映射組件512將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為通用數(shù)據(jù)格式(分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型),由此允許此類數(shù)據(jù)的高效聚合。
      代理服務(wù)器502還可包括工作流組件520,它允許通過代理服務(wù)器502來便于接收和執(zhí)行工作流。工作流是工作過程的操作方面,它定義任務(wù)如何被結(jié)構(gòu)化,由哪個(gè)設(shè)備執(zhí)行任務(wù),任務(wù)的相對次序,如何使諸任務(wù)同步,信息如何流動以支持諸任務(wù),如何跟蹤任務(wù)等。由此,示例性工作流可以是在時(shí)間t1處通過PLC504處理第一任務(wù),在時(shí)間t2處通過PLC506處理第二任務(wù),在PLC504和508處同時(shí)處理第三和第四任務(wù)等等。工作流組件502允許通過代理服務(wù)器502來編程和執(zhí)行工作流(例如,可通過代理服務(wù)器502來編程PLC和/或代理服務(wù)器502可向PLC504-508遞送命令,其中這些命令通過映射組件512被映射到PLC504-508)。在一個(gè)特定示例中,工作流組件520可執(zhí)行業(yè)務(wù)過程執(zhí)行語言(BPEL)來便于執(zhí)行工作流。
      現(xiàn)在參見圖6,圖中示出了說明代理服務(wù)器的一種示例性實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)600。系統(tǒng)600包括代理服務(wù)器602,它由多個(gè)工業(yè)自動化設(shè)備604-608構(gòu)成。換言之,代理服務(wù)器602的特征(在本文中描述)可通過使用工業(yè)自動化設(shè)備604-608以分布式的方式來實(shí)現(xiàn)。工業(yè)自動化設(shè)備604-608可以是PLC、交換機(jī)、路由器、網(wǎng)關(guān)、其它工廠控制器、智能設(shè)備、任何其它合適的工業(yè)自動化設(shè)備、或此類設(shè)備的任意組合。代理服務(wù)器602從多個(gè)PLC610-614接收數(shù)據(jù),這多個(gè)PLC610-614可通過各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與代理服務(wù)器602通信。由此,工業(yè)自動化設(shè)備604-608隨后可單獨(dú)和/或共同執(zhí)行以上就代理服務(wù)器602所描述的特征。特別地,諸工業(yè)自動化設(shè)備604(共同擔(dān)當(dāng)代理服務(wù)器602)可從PLC610-614接收(各種不同格式的)數(shù)據(jù),并且通過模板和其它合適的技術(shù),將這些數(shù)據(jù)映射到通用格式(基于分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型)。由此,代理服務(wù)器602可向網(wǎng)絡(luò)618提供分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)616。
      現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖7,圖中示出了在工業(yè)自動化環(huán)境中使用的示例性系統(tǒng)700。系統(tǒng)700包括多個(gè)工業(yè)設(shè)備702-706,它們通過不同網(wǎng)絡(luò)710-714與代理服務(wù)器708通信,而不同網(wǎng)絡(luò)710-714通過不同的協(xié)議通信。更具體地,第一工業(yè)設(shè)備702可通過第一網(wǎng)絡(luò)710與代理服務(wù)器708通信,第二工業(yè)設(shè)備704可通過第二網(wǎng)絡(luò)712與代理服務(wù)器708通信,而第N工業(yè)設(shè)備706可通過第N網(wǎng)絡(luò)714與代理服務(wù)器708通信。代理服務(wù)器708可通過不同網(wǎng)絡(luò)710-714接收不同數(shù)據(jù)類型,橋接諸網(wǎng)絡(luò)以使數(shù)據(jù)依照預(yù)定義的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來格式化,然后將這些數(shù)據(jù)類型映射到通用的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)類型。更具體地,代理服務(wù)器708根據(jù)分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型來映射數(shù)據(jù)。
      代理服務(wù)器708然后可將經(jīng)分層結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)遞送給圖形用戶界面716,后者可用通用數(shù)據(jù)格式718向用戶顯示數(shù)據(jù)。如上所述,通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)718可根據(jù)ISAS95、ISA S88和/或其組合來結(jié)構(gòu)化。在操作中,用戶可訪問圖形用戶界面716來檢查來自工業(yè)設(shè)備702-706的數(shù)據(jù)和/或?qū)I(yè)設(shè)備702-706進(jìn)行編程。用戶可遍歷根據(jù)通用數(shù)據(jù)格式718結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù),直至到達(dá)期望的設(shè)備。用戶隨后可通過由代理服務(wù)器708進(jìn)行的映射來實(shí)時(shí)接收所請求的與設(shè)備有關(guān)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可被存儲在設(shè)備本身上,存儲在代理服務(wù)器708處,和/或存儲在目錄中(未示出)。類似地,用戶可用通用數(shù)據(jù)格式718來對所需的設(shè)備編程,然后代理服務(wù)器708可將此類編程映射到所需設(shè)備的本機(jī)格式。由此,在整個(gè)企業(yè)中可提供通用的結(jié)構(gòu)化表示。
      參見圖8-11,圖中示出了根據(jù)要求保護(hù)的主題的各個(gè)方面的方法。盡管出于解釋簡單的目的,這些方法被表示和描述為一系列動作,但是應(yīng)當(dāng)理解并認(rèn)識到,要求保護(hù)的主題并不為動作的次序所限定,因?yàn)橐恍﹦幼骺砂床煌涡虬l(fā)生和/或與本文中所表示和描述的其它動作同時(shí)發(fā)生。例如,本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解并認(rèn)識到,方法可被替換表示為一系列互相關(guān)的狀態(tài)或事件,諸如狀態(tài)圖中那樣。此外,不是所有示出的動作都是實(shí)現(xiàn)根據(jù)要求保護(hù)的主題的方法所必需的。此外,還應(yīng)認(rèn)識到以下以及此說明書全文中所公開的方法能夠被存儲在制品上,以便于將這些方法傳輸和傳送到計(jì)算機(jī)。如本文中所使用的術(shù)語“制品”旨在包括可從任何計(jì)算機(jī)可讀設(shè)備、載波或介質(zhì)訪問的計(jì)算機(jī)程序。
      轉(zhuǎn)到圖8,圖中示出了用于在整個(gè)企業(yè)中提供統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型的方法800。該方法在802處開始,并且在804處從可編程邏輯控制器、其它工廠控制器、智能設(shè)備等接收數(shù)據(jù)。例如,可編程邏輯控制器可能不能夠支持分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型。特別地,可編程邏輯控制器可由一廠商制造,該廠商將可編程邏輯控制器與專用數(shù)據(jù)模型相關(guān)聯(lián)。此外,可編程邏輯控制器可被設(shè)計(jì)成通過諸如Hart、ProfiBus、Modbus、ASIbus、Foundation FieldBus等特定協(xié)議來通信。
      在806處,確定所接收的數(shù)據(jù)的格式。更具體地,來自可編程邏輯控制器的數(shù)據(jù)將根據(jù)特定協(xié)議來格式化。由此,可確定協(xié)議,并根據(jù)預(yù)定義的協(xié)議來重新格式化數(shù)據(jù)。此后,可確定設(shè)備數(shù)據(jù)的格式。在808處,從可編程邏輯控制器接收的數(shù)據(jù)根據(jù)分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型被重新格式化。例如,數(shù)據(jù)模型可至少部分地基于ISA S95、ISA S88和/或其組合。因此,可在整個(gè)企業(yè)中提供通用的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型。該方法在810處完成。
      現(xiàn)在參考圖9,圖中示出了用于將來自工業(yè)自動化設(shè)備的數(shù)據(jù)映射到結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型的方法900。方法900在902處開始,并且在904處,從傳統(tǒng)的工業(yè)自動化設(shè)備(諸如傳統(tǒng)PLC)接收數(shù)據(jù)。在906處,基于所接收的數(shù)據(jù)來識別傳統(tǒng)設(shè)備。例如,特定設(shè)備以特定格式輸出數(shù)據(jù),并且通過檢查輸出數(shù)據(jù)就可確定設(shè)備類型。在908處,訪問與該傳統(tǒng)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的模板,并且在910處,使用該模板將所接收的(第一數(shù)據(jù)格式的)數(shù)據(jù)映射到根據(jù)分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型格式化的數(shù)據(jù)。方法900在912處完成。
      現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖10,圖中示出了用于將數(shù)據(jù)從第一格式映射到與分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型相關(guān)聯(lián)的格式的方法1000。方法1000在1002處開始,并且在1004處,通過工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)(與協(xié)議相關(guān)聯(lián))從PLC或其它合適的設(shè)備接收數(shù)據(jù)。在1006處,提供代理服務(wù)器,其中代理服務(wù)器擔(dān)當(dāng)工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)和與設(shè)定的協(xié)議相關(guān)聯(lián)的預(yù)定義網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)橋。例如,代理服務(wù)器可轉(zhuǎn)換與Foundation FieldBus相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù),從而就CIP對該數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化。在1008處,將所接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為根據(jù)分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型格式化的數(shù)據(jù),并且方法1000在1010處完成。
      現(xiàn)在參考圖11,圖中示出了編輯/配置/編程傳統(tǒng)和/或第三方PLC的方法1100,其中該P(yáng)LC不支持分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型。該方法在1102處開始,并且在1104處,提供用于編輯/配置PLC的編輯器。在1106處,接收與特定PLC相關(guān)的編程數(shù)據(jù),其中該編程數(shù)據(jù)根據(jù)分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型(例如,基于ISA S95和/或ISA S88)來格式化。如本文中所使用的,術(shù)語“編程數(shù)據(jù)”也旨在覆蓋用于編輯的指令以及用于配置PLC的指令。在1108處,編程數(shù)據(jù)被中繼到代理服務(wù)器,且在1110處,數(shù)據(jù)被映射到PLC所支持的數(shù)據(jù)格式。此外,代理服務(wù)器可變更編程數(shù)據(jù)的格式,從而該編程數(shù)據(jù)可通過承載數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)被遞送給PLC。在1112處,根據(jù)編程數(shù)據(jù)來編輯/配置PLC。由此,在整個(gè)企業(yè)中可使用通用數(shù)據(jù)表示來接收/檢查數(shù)據(jù)和編輯/配置工業(yè)自動化設(shè)備。方法1100在1114處結(jié)束。
      現(xiàn)在參考圖12,圖中示出了可結(jié)合本文中所描述的分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型使用的示例性分層結(jié)構(gòu)1200。例如,該數(shù)據(jù)模型可便于嵌套結(jié)構(gòu),由此減輕與使用平面名字空間的數(shù)據(jù)模型相關(guān)聯(lián)的缺陷。結(jié)構(gòu)1200包括企業(yè)級1202,在此特定企業(yè)可在根據(jù)分層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)內(nèi)表示。在企業(yè)級1202之下的可以是場所級1024,從而企業(yè)內(nèi)的特定工廠(場所)可在數(shù)據(jù)分組內(nèi)表示。在場所級1204之下可存在區(qū)域級1206,它指定工廠內(nèi)與數(shù)據(jù)有關(guān)的區(qū)域。生產(chǎn)線級1208可在區(qū)域級1206之下,其中生產(chǎn)線級1208指示與特定數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)線。在生產(chǎn)線級1208之下可存在工作單元級1210,由此來指示與數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的工作單元。使用嵌套的分層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型,PLC可更加明白與之相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。此外,分層結(jié)構(gòu)1200可由此分層結(jié)構(gòu)的所有者來定制。例如,在分層結(jié)構(gòu)1200內(nèi)可定義粒度更細(xì)的對象/等級。
      參考圖13,用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各個(gè)方面的示例性環(huán)境1310包括計(jì)算機(jī)1312。計(jì)算機(jī)1312包括處理單元1314、系統(tǒng)存儲器1316和系統(tǒng)總線1318。系統(tǒng)總線1318將包括但不限于系統(tǒng)存儲器1316的系統(tǒng)組件耦合到處理單元1314。
      系統(tǒng)總線1318可以是各種總線結(jié)構(gòu)中的任何一種,包括存儲器總線或存儲器控制器、外圍總線或外部總線、和/或使用各種可用總線體系結(jié)構(gòu)中的任何一種的局部總線,這些可用的總線體系結(jié)構(gòu)包括但不限于,8位總線、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)(ISA)、微通道體系結(jié)構(gòu)(MSA)、擴(kuò)展ISA(EISA)、智能驅(qū)動器電子設(shè)備(IDE)、VESA局部總線(VLB)、外圍部件互連(PCI)、通用串行總線(USB)、高級圖形端口(AGP)、個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲卡國際協(xié)會總線(PCMCIA)和小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)。
      系統(tǒng)存儲器1316包括易失性存儲器1312和非易失性存儲器1322。包含用于在諸如啟動時(shí)在計(jì)算機(jī)1312內(nèi)諸元件之間傳送信息的基本例程的基本輸入/輸出系統(tǒng)(BIOS)存儲在非易失性存儲器1322中。作為示例而非限制,非易失性存儲器1322可包括只讀存儲器(ROM)、可編程ROM(PROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可擦除ROM(EEPROM)或閃存。易失性存儲器1320包括擔(dān)當(dāng)外部高速緩存存儲器的隨機(jī)存取存儲器(RAM)。作為示例而非限制,RAM有多種形式可用,諸如同步RAM(SRAM)、動態(tài)RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、雙數(shù)據(jù)率SDRAM(DDR SDRAM)、增強(qiáng)型SDRAM(ESDRAM)、同步鏈路DRAM(SLDRAM)和直接Rambus RAM(DRRAM)。
      計(jì)算機(jī)1312還包括可移動/不可移動、易失性/非易失性計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)。圖13示出例如盤存儲1324。盤存儲1324包括但不限于,諸如磁盤驅(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、閃存卡或記憶棒等設(shè)備。此外,盤存儲1324可單獨(dú)包括存儲介質(zhì)或與其它存儲介質(zhì)相組合,包括但不限于諸如壓縮盤ROM設(shè)備(CD-ROM)、CD可記錄驅(qū)動器(CD-R驅(qū)動器)、CD可重寫驅(qū)動器(CD-RW驅(qū)動器)或數(shù)字多功能盤ROM驅(qū)動器(DVD-ROM)。為便于盤存儲設(shè)備1324到系統(tǒng)總線1318的連接,通常使用諸如接口1326等可移動或不可移動接口。
      應(yīng)認(rèn)識到,圖13描述了擔(dān)當(dāng)用戶與在合適的操作環(huán)境1310中描述的基本計(jì)算機(jī)資源之間的中介的軟件。此類軟件包括操作系統(tǒng)1328。可存儲在盤存儲1324上的操作系統(tǒng)1328起到控制和分配計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1312的資源的作用。系統(tǒng)應(yīng)用程序1330通過存儲在系統(tǒng)存儲器1316中或是盤存儲1324上的程序模塊1332和程序數(shù)據(jù)1334利用操作系統(tǒng)1328對資源的管理。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到,本發(fā)明可用各種操作系統(tǒng)或其組合來實(shí)現(xiàn)。
      用戶通過輸入設(shè)備1336將命令或信息輸入到計(jì)算機(jī)1312中。輸入設(shè)備1336包括但不限于,諸如鼠標(biāo)等定位設(shè)備、跟蹤球、筆、觸摸墊、鍵盤、話筒、游戲桿、游戲墊、圓盤式衛(wèi)星天線、掃描儀、TV調(diào)諧器卡、數(shù)字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等。這些及其它輸入設(shè)備經(jīng)接口端口1338通過系統(tǒng)總線1318連接到處理單元1314。接口端口1338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1340使用一些與輸入設(shè)備1336相同類型的端口。由此,例如,可使用USB端口來向計(jì)算機(jī)1312提供輸入,并從計(jì)算機(jī)1312向輸出設(shè)備1340輸出信息。提供輸出適配器1342以示意在輸出設(shè)備1340當(dāng)中有一些需要特殊適配器的輸出設(shè)備1340,如監(jiān)視器、揚(yáng)聲器和打印機(jī)。輸出適配器1342包括,僅作為示例而非限制,提供輸出設(shè)備1340與系統(tǒng)總線1318之間的連接裝置的顯卡和聲卡。應(yīng)當(dāng)注意,諸如遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)1344等其它設(shè)備和/或設(shè)備的系統(tǒng)既提供輸入也提供輸出能力。
      計(jì)算機(jī)1312可使用到諸如遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)1344等一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的邏輯連接在連網(wǎng)環(huán)境中操作。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)1344可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、路由器、網(wǎng)絡(luò)PC、工作站、基于微機(jī)的設(shè)備、對等設(shè)備或其它常見的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)等,并且通常包括以上相對于計(jì)算機(jī)1312所描述的許多或所有元件。為簡略起見,僅隨遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)1344示出記憶存儲設(shè)備1346。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)1344通過網(wǎng)絡(luò)接口1348邏輯地連接到計(jì)算機(jī)1312,然后經(jīng)由通信連接1350物理地連接。網(wǎng)絡(luò)接口1348包括諸如局域網(wǎng)(LAN)和廣域網(wǎng)(WAN)等通信網(wǎng)絡(luò)。LAN技術(shù)包括光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)、銅纜分布式數(shù)據(jù)接口(CDDI)、以太網(wǎng)/IEEE802.3、令牌環(huán)/IEEE802.5等。WAN技術(shù)包括但不限于,點(diǎn)對點(diǎn)鏈路、如綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)(ISDN)及其各種變形等電路交換網(wǎng)絡(luò)、分組交換網(wǎng)絡(luò)、以及數(shù)字用戶線(DSL)。
      通信連接1350是指用來將網(wǎng)絡(luò)接口1348連接到總線1318的硬件/軟件。盡管為說明清楚起見將通信連接1350示于計(jì)算機(jī)1312的內(nèi)部,但是它也可外置于計(jì)算機(jī)1312。僅為示例目的,連接到網(wǎng)絡(luò)接口1348所需的硬件/軟件包括內(nèi)部和外部技術(shù),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)器等調(diào)制解調(diào)器、ISDN適配器以及以太網(wǎng)卡。
      圖14是本發(fā)明和與之交互的示例性計(jì)算環(huán)境1400的示意框圖。系統(tǒng)1400包括一個(gè)或多個(gè)客戶機(jī)1410??蛻魴C(jī)1410可以是硬件和/或軟件(例如,線程、進(jìn)程、計(jì)算設(shè)備)。系統(tǒng)1400還包括一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器1430。服務(wù)器1430也可以是硬件和/或軟件(例如,線程、進(jìn)程、計(jì)算設(shè)備)。服務(wù)器1430可容納例如通過使用本發(fā)明來執(zhí)行變換的線程??蛻魴C(jī)1410與服務(wù)器1430之間一種可能的通信可以是適用于在兩個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)進(jìn)程之間發(fā)送的數(shù)據(jù)分組的形式。系統(tǒng)1400包括通信框架1450,它可用來幫助客戶機(jī)1410與服務(wù)器1430之間的通信??蛻魴C(jī)1410操作上連接到一個(gè)或多個(gè)客戶機(jī)數(shù)據(jù)存儲1460,它(們)用于將信息存儲到客戶機(jī)1410本地。類似地,服務(wù)器1430操作上連接到一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器存儲1440,它(們)用于將信息存儲到服務(wù)器1430本地。
      以上所描述的內(nèi)容包括本發(fā)明的示例。當(dāng)然,為描述本發(fā)明的目的而描述每一種可構(gòu)想的組件或方法組合是不可能的,但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可認(rèn)識到,本發(fā)明的其它組合和變換是可能的。據(jù)此,本發(fā)明旨在包括落在所附權(quán)利要求的精神實(shí)質(zhì)與范圍之內(nèi)的所有這些替換、修改和變更。此外,就詳細(xì)描述或所附權(quán)利要求書中使用術(shù)語“包括”的程度而言,該術(shù)語旨在與權(quán)利要求中將術(shù)語“包含”用作過渡詞時(shí)所解釋的那樣為包括性的。
      權(quán)利要求
      1.一種代理服務(wù)器,包括接口組件,用于從控制器接收數(shù)據(jù);以及通信上耦合到所述接口組件的映射組件,用于將所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為根據(jù)分層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。
      2.如權(quán)利要求1所述的代理服務(wù)器,其特征在于,所述分層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型至少部分地基于ISA S95和ISA S88的組合。
      3.如權(quán)利要求1所述的代理服務(wù)器,其特征在于,還包括過濾組件,用于至少部分地基于用戶身份和用戶位置中的一個(gè)或多個(gè)來選擇性地過濾數(shù)據(jù)。
      4.如權(quán)利要求1所述的代理服務(wù)器,其特征在于,還包括通信組件,用于將根據(jù)所述分層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型格式化的數(shù)據(jù)映射到web服務(wù)。
      5.如權(quán)利要求1所述的代理服務(wù)器,其特征在于,還包括工作流組件,用于執(zhí)行工作流。
      6.一種便于工業(yè)自動化環(huán)境中的數(shù)據(jù)的配置的系統(tǒng),包括控制器;以及硬件設(shè)備,用于從所述控制器接收數(shù)據(jù),并將所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為根據(jù)分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型格式化的數(shù)據(jù)。
      7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其特征在于,所述硬件設(shè)備從多個(gè)控制器接收數(shù)據(jù)。
      8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其特征在于,所述硬件設(shè)備是可編程邏輯控制器、數(shù)字控制器、機(jī)器人控制器、智能設(shè)備、服務(wù)器、臺式計(jì)算機(jī)、交換機(jī)、路由器和網(wǎng)關(guān)中的一個(gè)或多個(gè)。
      9.一種在工業(yè)環(huán)境中提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的方法,包括提供代理服務(wù)器;在所述代理服務(wù)器處從控制器接收數(shù)據(jù),所述控制器不支持分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型;分析所接收的數(shù)據(jù)以確定所述數(shù)據(jù)的格式;以及根據(jù)所述分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型重新格式化所述數(shù)據(jù)。
      10.一種代理服務(wù)器,包括用于在工業(yè)自動化環(huán)境中接收數(shù)據(jù)的裝置;以及用于轉(zhuǎn)換所述數(shù)據(jù)以使其符合分層結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型的裝置。
      全文摘要
      一種代理服務(wù)器,包括接口組件,用于從可編程邏輯控制器、其它工廠控制器、或是工場上的智能設(shè)備接收數(shù)據(jù)。通信上耦合到該接口組件的映射組件將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為根據(jù)分層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。該代理服務(wù)器還可用于轉(zhuǎn)換來自通過工業(yè)自動化通信網(wǎng)絡(luò)連接的多個(gè)工業(yè)自動化設(shè)備和控制器的數(shù)據(jù),以及向這些設(shè)備提供統(tǒng)一的安全特征。
      文檔編號G05B19/02GK1937559SQ200610139588
      公開日2007年3月28日 申請日期2006年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月20日
      發(fā)明者S·昌德 申請人:洛克威爾軟件股份有限公司
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