可擴(kuò)展的能量管理架構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可擴(kuò)展的能量管理架構(gòu)。一種能量管理系統(tǒng)可以包括：多個工業(yè)自動化設(shè)備，以及該多個工業(yè)自動化設(shè)備中的一個工業(yè)自動化設(shè)備內(nèi)嵌入的第一能量代理。第一能量代理可以監(jiān)視對應(yīng)于工業(yè)自動化設(shè)備的一個或更多個能量特性。另外，第一能量代理可以至少部分地基于所述能量特性和能量目標(biāo)來調(diào)節(jié)工業(yè)自動化設(shè)備的一個或更多個操作。
【專利說明】可擴(kuò)展的能量管理架構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開內(nèi)容總體上涉及工業(yè)自動化控制系統(tǒng)領(lǐng)域。本公開內(nèi)容的實(shí)施方式更具體地涉及可以提供用于工業(yè)自動化系統(tǒng)內(nèi)的各種部件的能量管理操作的可擴(kuò)展能量管理架構(gòu)。
[0002]通常使用自動化控制和監(jiān)視系統(tǒng)來管理和操作工業(yè)自動化系統(tǒng)。尤其是在工業(yè)自動化設(shè)置中，存在大范圍的用于自動化控制和監(jiān)視系統(tǒng)的應(yīng)用。這種應(yīng)用可以包括為大范圍的致動器例如閥、電機(jī)等供電，以及經(jīng)由傳感器收集數(shù)據(jù)。通常的自動化控制和監(jiān)視系統(tǒng)可以包括一個或更多個部件，例如可編程終端、自動化控制器、輸入/輸出(I/o)模塊和/或人機(jī)界面(HMI)終端。
[0003]一般來說，由工業(yè)自動化系統(tǒng)中的各種設(shè)備產(chǎn)生并且使用的能量是由能量管理系統(tǒng)來管理的。用于工業(yè)自動化系統(tǒng)的傳統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)通常是添加到自動化控制和監(jiān)視系統(tǒng)的現(xiàn)有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上的單獨(dú)系統(tǒng)。因此，通常將現(xiàn)有的能量管理系統(tǒng)與現(xiàn)有的自動化控制和監(jiān)視系統(tǒng)并行地使用。因此，能量管理系統(tǒng)與現(xiàn)有的自動化控制和監(jiān)視系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)有很多重復(fù)。
[0004]雖然這些傳統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)可以提供針對工業(yè)自動化系統(tǒng)的一些能量管理操作，但是當(dāng)在工業(yè)自動化系統(tǒng)中添加更多的設(shè)備時，這些傳統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)不能夠提供有效的方式來擴(kuò)展能量管理系統(tǒng)或架構(gòu)。相應(yīng)地，需要對工業(yè)自動化系統(tǒng)的能量進(jìn)行管理的改進(jìn)的系統(tǒng)和方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個實(shí)施方式中，本公開內(nèi)容涉及能量管理系統(tǒng)，該能量管理系統(tǒng)可以包括多個工業(yè)自動化設(shè)備，以及多個工業(yè)自動化設(shè)備中的一個工業(yè)自動化設(shè)備內(nèi)嵌入的第一能量代理。該第一能量代理可以監(jiān)視與工業(yè)自動化設(shè)備對應(yīng)的一個或更多個能量特性。并且，該第一能量代理可以至少部分地基于能量特性和能量目標(biāo)來調(diào)節(jié)工業(yè)自動化設(shè)備的一個或更多個操作。
[0006]在另一實(shí)施方式中，本公開內(nèi)容涉及能量代理，該能量代理可以包括數(shù)據(jù)代理，該數(shù)據(jù)代理被配置成獲取與工業(yè)自動化系統(tǒng)中的至少一個設(shè)備對應(yīng)的原始能量數(shù)據(jù)。能量代理還可以包括:監(jiān)視代理，該監(jiān)視代理被配置成對與至少一個設(shè)備對應(yīng)的能量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；通信代理，該通信代理被配置成與工業(yè)自動化系統(tǒng)中的一個或更多個設(shè)備內(nèi)所嵌入的一個或更多個能量代理進(jìn)行通信；控制代理，該控制代理被配置成至少部分地基于與至少一個設(shè)備或工業(yè)自動化系統(tǒng)對應(yīng)的一個或更多個能量目標(biāo)，來控制至少一個設(shè)備的一個或更多個操作；以及可視化代理，所述可視化代理被配置成生成與原始能量數(shù)據(jù)或由監(jiān)視代理分析的能量數(shù)據(jù)對應(yīng)的一個或更多個可視化。
[0007]在又一實(shí)施方式中，本公開內(nèi)容涉及一種方法，該方法可以包括使用處理器來接收有關(guān)第一能量代理已經(jīng)耦接至通信網(wǎng)絡(luò)的指示，該通信網(wǎng)絡(luò)耦接至工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中的多個設(shè)備。第一能量代理可以被嵌入工業(yè)自動化系統(tǒng)中的第一設(shè)備中，并且可以被配置成至少部分地基于能量目標(biāo)來調(diào)節(jié)第一設(shè)備的一個或更多個操作。該方法還可以包括與第一能量代理交換與多個設(shè)備對應(yīng)的多個能量簡檔，以及至少部分地基于能量目標(biāo)、交換的多個能量簡檔以及第一設(shè)備的能量簡檔來調(diào)節(jié)多個設(shè)備的一個或更多個操作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]參照附圖閱讀如下詳細(xì)描述將更好地理解本發(fā)明的這些以及其他特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)，在這些附圖中，類似的附圖標(biāo)記表示類似的部分，在附圖中:
[0009]圖1是根據(jù)實(shí)施方式的用于工業(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)實(shí)施方式在圖1的能量管理系統(tǒng)內(nèi)使用的能量代理(energy agent)的框圖；
[0011]圖3是根據(jù)實(shí)施方式用于與圖1的能量管理系統(tǒng)內(nèi)的能量代理進(jìn)行協(xié)商的方法的流程圖；
[0012]圖4是根據(jù)實(shí)施方式，使用圖1的能量管理系統(tǒng)內(nèi)的能量代理來實(shí)現(xiàn)能量目標(biāo)的方法的流程圖；
[0013]圖5是根據(jù)實(shí)施方式在圖1的能量管理系統(tǒng)的能量代理內(nèi)的各種代理的框圖；以及
[0014]圖6是根據(jù)實(shí)施方式將圖1的能量管理系統(tǒng)進(jìn)行縮放的方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]本公開內(nèi)容總體上涉及提供用于工業(yè)自動化系統(tǒng)的可擴(kuò)展的能量管理系統(tǒng)。在某些實(shí)施方式中，可擴(kuò)展的能量管理系統(tǒng)可以使用能量代理來組成可擴(kuò)展的管理系統(tǒng)。與作為單獨(dú)設(shè)備被耦接至微處理器或控制器相比，能量代理可以是在工業(yè)自動化系統(tǒng)中嵌入設(shè)備的微處理器或控制器內(nèi)的應(yīng)用。在一個實(shí)施方式中，能量代理可以具有各種能力和屬性，該各種能力和屬性能夠?qū)εc其相應(yīng)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的能量進(jìn)行監(jiān)視和控制。而且，能量代理可以能夠知道其相對于可擴(kuò)展的能量管理系統(tǒng)的位置，以使得其能夠自知其周圍的能量環(huán)境。例如，能量代理可以針對其相應(yīng)的設(shè)備從其相應(yīng)設(shè)備的能量特性的角度來提供監(jiān)視操作、數(shù)據(jù)記錄操作、控制操作、可視化操作等。在任何情況下，可擴(kuò)展的能量管理系統(tǒng)可以定義針對每個能量代理的定義和標(biāo)識的標(biāo)準(zhǔn)，以及針對每個能量代理之間的相互作用的標(biāo)準(zhǔn)。也就是說，可擴(kuò)展的能量管理系統(tǒng)可以提供用于使能量代理相互通信并且相互作用以實(shí)現(xiàn)與能量相關(guān)的目標(biāo)的架構(gòu)。作為結(jié)果，當(dāng)新的設(shè)備被添加到可擴(kuò)展的能量管理系統(tǒng)時，可擴(kuò)展的能量管理系統(tǒng)內(nèi)的現(xiàn)有能量代理可以自動地識別新的設(shè)備，與新的設(shè)備交換信息，并且基于新設(shè)備的添加而修改其操作。
[0016]現(xiàn)在參考圖1，圖1描繪了可以被用于采用本文中描述的各種技術(shù)的能量管理系統(tǒng)10的框圖。能量管理系統(tǒng)10可以提供以下架構(gòu)或基礎(chǔ)結(jié)構(gòu):其中可以對與工業(yè)自動化系統(tǒng)內(nèi)的各種設(shè)備相關(guān)聯(lián)的能量進(jìn)行跟蹤、分析、管理等。架構(gòu)可以建立在開放式標(biāo)準(zhǔn)上，并且可以包括擴(kuò)展，以創(chuàng)建架構(gòu)內(nèi)的設(shè)備的層次結(jié)構(gòu)(hierarchy)，使得整個層次結(jié)構(gòu)的能量可以被視為單個實(shí)體。因此，在一個實(shí)施方式中，可以使用可以嵌入工業(yè)自動化系統(tǒng)設(shè)備的處理器內(nèi)的能量代理12來對與工業(yè)自動化系統(tǒng)中的設(shè)備相關(guān)聯(lián)的各種能量特性進(jìn)行跟蹤、分析和管理。在某些實(shí)施方式中，每個能量代理12可以被嵌入輸入/輸出控制器、監(jiān)管控制器、機(jī)器控制器、線路控制器等內(nèi)。
[0017]能量代理12可以包括知曉自身能量的軟件協(xié)議或模塊，因此該軟件協(xié)議或模塊可以了解其對應(yīng)的設(shè)備的能力，也就是說，每個能量代理12可以具有通過控制其相應(yīng)設(shè)備的操作來增加電力、減少電力、將電力送回至電網(wǎng)(例如，再生設(shè)備)或者使能量更有效率的能力。在一個實(shí)施方式中，每個能量代理12可以接收并且解析關(guān)于其相應(yīng)設(shè)備的工廠規(guī)范，以了解相應(yīng)設(shè)備的能力。然而，除了使用相應(yīng)設(shè)備的工廠規(guī)范之外，能量代理12還可以使用各種傳感器以及從其他能量代理12接收的其他信息來確定相應(yīng)的設(shè)備是否能夠滿足所有的工廠規(guī)范。例如，200瓦特的電源隨著時間可能損失部分提供200瓦特電力的能力，而是可能只能夠提供190瓦特的電力。與該電源相關(guān)聯(lián)的能量代理12可以意識到其相應(yīng)的設(shè)備的這一限制，并且將該限制傳遞給各種其他能量代理12，使得其設(shè)備在依靠相應(yīng)設(shè)備的能力的任何數(shù)據(jù)處理中被準(zhǔn)確地表示并且考慮到。
[0018]鑒于此，可以將能量代理12用于自主地用其設(shè)備來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)驅(qū)動動作或規(guī)劃。也就是說，每個能量代理12可以獨(dú)立地作用以針對其中嵌入該能量代理12的相應(yīng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)各種動作。因此，能量代理12可以監(jiān)視其相應(yīng)設(shè)備的能量特性、與其他能量代理12進(jìn)行通信以確定其相應(yīng)設(shè)備的能量特性，并且基于其相應(yīng)設(shè)備的能量特性以及其他周圍設(shè)備的能量特性來控制其相應(yīng)設(shè)備的操作。例如，每個能量代理12可以追蹤與其中嵌入了能量代理12的設(shè)備對應(yīng)的能量特性，將這些能量特性傳遞給其他能量代理12，基于這些能量特性來預(yù)測工業(yè)自動化系統(tǒng)中的每個設(shè)備的能量使用，修改每個設(shè)備的操作以滿足能量目標(biāo)等。舉例來說，能量特性可以包括電力消耗、效率、溫度等。
[0019]在一個實(shí)施方式中，一旦能量代理12被嵌入其設(shè)備內(nèi)，能量代理12可以從該設(shè)備的存儲器檢索能量數(shù)據(jù)。為了從設(shè)備檢索能量數(shù)據(jù)，能量代理12可以對設(shè)備的存儲器部件(例如，硬件)進(jìn)行全面搜索，并且識別類似于能量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。也就是說，能量代理12可以在設(shè)備中搜索其中嵌入了能量相關(guān)信息的歷史數(shù)據(jù)。能量代理12還可以掃描設(shè)備的硬件部件，例如硬件部件，來確定可以被耦接至設(shè)備的傳感器的類型以及硬件部件能夠接收的數(shù)據(jù)的類型。在任何情況下，一旦能量代理12識別并且解析與其設(shè)備相關(guān)聯(lián)的能量數(shù)據(jù)，能量代理12可以使用能量數(shù)據(jù)來進(jìn)行各種操作。下面參照圖2，提供關(guān)于能量代理12的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。
[0020]返回參考圖1，能量代理12可以使用由能量管理系統(tǒng)10提供的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)來交換信息并且相互通信，以使得可以對與每個工業(yè)自動化系統(tǒng)設(shè)備相關(guān)的能量進(jìn)行處理和分析。例如，設(shè)備內(nèi)的能量代理12，例如工業(yè)自動化驅(qū)動、電機(jī)啟動器、接觸器、可編程控制器、開關(guān)裝置、能量計(jì)、機(jī)器人、機(jī)器人控制器、人機(jī)界面(HMI)等可以經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)14相互通信。
[0021]通過示例的方式，圖1描繪了能量管理系統(tǒng)10，該能量管理系統(tǒng)10包括可以經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)14相互通信的電子設(shè)備16、主控制器18、電機(jī)驅(qū)動20和電機(jī)驅(qū)動22、電力監(jiān)視器24、數(shù)據(jù)橋(data bridge)26、網(wǎng)絡(luò)28以及電網(wǎng)30。在一個實(shí)施方式中，電子設(shè)備16可以包括用于與能量管理系統(tǒng)10上的各種設(shè)備進(jìn)行交互的任何類型的設(shè)備。例如，電子設(shè)備16可以包括個人計(jì)算機(jī)(PC)、平板電腦、移動設(shè)備等。
[0022]主控制器18可以控制工業(yè)自動化系統(tǒng)中的每個設(shè)備的操作。因此，主控制器18可以包括通信部件、處理器、存儲器、存儲裝置等。通信部件可以是便于主控制器18與工業(yè)自動化系統(tǒng)中的每個設(shè)備之間進(jìn)行通信的無線或者有線通信部件。處理器可以是能夠執(zhí)行計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼的任何類型的計(jì)算機(jī)處理器或微處理器。存儲器和存儲裝置可以是能夠被用作為介質(zhì)以存儲可執(zhí)行代碼的任何合適的制造品。這些制造品可以表示存儲由處理器使用以執(zhí)行當(dāng)前公開所技術(shù)的處理器可執(zhí)行代碼的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(即，任何合適形式的存儲器或存儲裝置)。
[0023]在一個實(shí)施方式中，主控制器18可以被定位于能量管理系統(tǒng)10的層次結(jié)構(gòu)的頂部。因此，嵌入主控制器18內(nèi)的能量代理12可以向以下每個能量代理12傳播或發(fā)送能量目標(biāo)和命令:該每個能量代理12可以與能量管理系統(tǒng)10的層次結(jié)構(gòu)中的較低級別或者下游的設(shè)備相對應(yīng)。而且，因?yàn)橹骺刂破?8可以被定位于能量管理系統(tǒng)10的層次結(jié)構(gòu)的頂部，所以嵌入主控制器18內(nèi)的能量代理12可以傳播以下每個能量代理12的能量數(shù)據(jù):該每個能量代理12可以與能量管理系統(tǒng)10的層次結(jié)構(gòu)中的較低級別或者下游的設(shè)備相對應(yīng)。
[0024]電機(jī)驅(qū)動20和電機(jī)驅(qū)動22可以被耦接至負(fù)載，例如電機(jī)，并且可以向負(fù)載提供可控電源。電力監(jiān)視器24可以是耦接到與電機(jī)驅(qū)動20和電機(jī)驅(qū)動22相同的電力分支上的設(shè)備，并且可以被配置成提供與電力屬性或測量有關(guān)的信息，該電力屬性或測量對應(yīng)于工業(yè)自動化系統(tǒng)中的電氣點(diǎn)。數(shù)據(jù)橋26可以是能夠在網(wǎng)絡(luò)28、電網(wǎng)30或任何其他類型的設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)的接口。網(wǎng)絡(luò)28可以包括計(jì)算設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，例如互聯(lián)網(wǎng)或基于云的系統(tǒng)。
[0025]在某些實(shí)施方式中，網(wǎng)絡(luò)28可以提供針對能量管理系統(tǒng)10的能量目標(biāo)或目的。電網(wǎng)30可以包括可被耦接至工業(yè)自動化系統(tǒng)的電網(wǎng)。在某些實(shí)施方式中，能量代理12可以與電網(wǎng)30進(jìn)行交互以確定其能量輸出、能力等。而且，能量代理12可以向其相應(yīng)的設(shè)備發(fā)送命令，以將能量輸至電網(wǎng)。
[0026]鑒于上述內(nèi)容，在某些實(shí)施方式中，電子設(shè)備16、主控制器18、電機(jī)驅(qū)動20和電機(jī)驅(qū)動22、電力監(jiān)視器24、數(shù)據(jù)橋26以及網(wǎng)絡(luò)28每個可以包括嵌入于其中的相應(yīng)的能量代理12。也就是說，能量代理12可以被嵌入到可經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)14向其他能量代理12通信的微處理器或控制器內(nèi)。然而，應(yīng)該注意的是，在某些實(shí)施方式中，可以不將能量代理12嵌入如圖1所示的每個設(shè)備中。替代地，可以將能量代理12嵌入圖1中示出的設(shè)備的任意組合中。
[0027]如上所述，能量管理系統(tǒng)10中的每個設(shè)備可以使用通信網(wǎng)絡(luò)14來交換信息并且彼此相互通信。通信網(wǎng)絡(luò)14可以包括任何類型的有線或者無線通信網(wǎng)絡(luò)，例如局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)或者互聯(lián)網(wǎng)。在一個實(shí)施方式中，可以在現(xiàn)有的控制系統(tǒng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)能量管理系統(tǒng)10，以避免為能量管理系統(tǒng)10建造額外的或重復(fù)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。也就是說，能量管理系統(tǒng)10可以使用通信網(wǎng)絡(luò)14來執(zhí)行其操作，該通信網(wǎng)絡(luò)14可以與為控制系統(tǒng)提供的通信網(wǎng)絡(luò)相同。作為結(jié)果，能量管理系統(tǒng)10可以變得更易擴(kuò)展，因?yàn)橄颥F(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)添加嵌入了能量代理12的設(shè)備可以使新添加的能量代理12能夠與連接到先前存在的通信網(wǎng)絡(luò)的所有設(shè)備迅速地進(jìn)行通信和交互。
[0028]而且，能量管理系統(tǒng)10中的能量代理12可以提供用于工業(yè)自動化系統(tǒng)的能量信息底板(backplane)，使得能夠虛擬地將新設(shè)備“插入”能量信息底板。也就是說，嵌入新設(shè)備內(nèi)的能量代理12可以為其他能量代理12提供信息，例如實(shí)際使用的能量、設(shè)備規(guī)范、實(shí)際的能量成本和預(yù)測的能量成本等。
[0029]在這種方式下，能量代理12可以提供可直接應(yīng)用于動態(tài)管理對應(yīng)的工業(yè)自動化系統(tǒng)的能量的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、代理協(xié)議以及建模工具。例如，因?yàn)槟芰看?2可以自知其能量利用，因此能量代理12可以調(diào)用各種協(xié)議來減少每個代理的相應(yīng)設(shè)備的能量使用或者更好地管理每個代理的相應(yīng)設(shè)備的能量使用。因此，能量代理12可以有機(jī)會與其他能量代理進(jìn)行協(xié)商，并且動態(tài)地重新配置能量代理12的操作，以在滿足安全性和可靠性的其他機(jī)會約束和要求的同時，使工業(yè)自動化系統(tǒng)的能量利用最優(yōu)化。
[0030]圖2示出關(guān)于能量代理12的更多細(xì)節(jié)。例如，能量代理12可以包括可用于監(jiān)視、控制并呈現(xiàn)與工業(yè)自動化系統(tǒng)內(nèi)的各種設(shè)備相關(guān)的能量或電力數(shù)據(jù)的子代理或各種協(xié)議、軟件模塊。
[0031]在任何情況下，子代理可以包括數(shù)據(jù)代理32、監(jiān)視代理34、通信代理36、控制代理38、可視化代理40等，以執(zhí)行各種操作。應(yīng)當(dāng)指出的是，在某些實(shí)施方式中，能量代理12可以包括這些所列出的子代理的任何子集。例如，在某些實(shí)施方式中，能量代理12可以包括所列出子代理中的至少一個子代理。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，能量代理12還可以包括所描述的子代理的任何組合，并且不限于包括所提供的子代理中的至少兩個子代理。例如，在任何給定的能量代理12中可以使用這些子代理中的任何三個或四個子代理。
[0032]在某些實(shí)施方式中，數(shù)字代理32可以檢索與設(shè)備相關(guān)聯(lián)的原始能量數(shù)據(jù)(rawenergy data)。原始能量數(shù)據(jù)可以包括存儲在存儲器中的能量數(shù)據(jù)、從傳感器獲取的能量數(shù)據(jù)等。在此情況下，數(shù)據(jù)代理32可以檢索原始能量數(shù)據(jù)，但可以不基于所檢索的原始能量數(shù)據(jù)來解析、處理或執(zhí)行任何動作。替代地，數(shù)據(jù)代理32可以使得用戶或者其他代理能夠接收或解析與其中嵌入有數(shù)據(jù)代理的設(shè)備有關(guān)的原始能量數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施方式中，能量代理12可以包括多個數(shù)據(jù)代理32，使得每個數(shù)據(jù)代理32可以檢索與設(shè)備相關(guān)聯(lián)的不同原始能量數(shù)據(jù)。
[0033]另一方面，監(jiān)視代理34可以基于所檢索的數(shù)據(jù)來詢問、解析或者得出一些結(jié)論。也就是說，監(jiān)視代理34可以監(jiān)視或分析其對應(yīng)設(shè)備的能量數(shù)據(jù)，并得出關(guān)于能量數(shù)據(jù)的一些結(jié)論。例如，監(jiān)視代理34可以分析由其對應(yīng)設(shè)備消耗的能量的量，并且可以在能量的量超過一些限制的情況下向主控制器18發(fā)送警報(bào)信號。此外，在此情況下，監(jiān)視代理34可以得出其對應(yīng)設(shè)備為低能效的結(jié)論，并且可以將這樣的設(shè)備向通信網(wǎng)絡(luò)14內(nèi)的其他能量代理12指明。除了監(jiān)視與其自己的設(shè)備相關(guān)聯(lián)的能量數(shù)據(jù)，監(jiān)視代理34還可以監(jiān)視或分析與其中嵌入有能量代理12的其他設(shè)備相關(guān)聯(lián)的能量數(shù)據(jù)。也就是說，監(jiān)視代理34可以監(jiān)視可經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)14訪問的工業(yè)自動化系統(tǒng)內(nèi)的其他設(shè)備所獲取的數(shù)據(jù)。
[0034]在一個實(shí)施方式中，監(jiān)視代理34還可以生成或可視化用于工業(yè)自動化系統(tǒng)中的可能未設(shè)置有能量代理12的其他設(shè)備的能量數(shù)據(jù)。例如，如果驅(qū)動器22未包含能量代理12，則嵌入能量管理系統(tǒng)10中的另一設(shè)備內(nèi)的監(jiān)視代理34可以生成用于驅(qū)動器22的能量數(shù)據(jù)的虛擬模型仿真。因此，監(jiān)視代理34可以從鄰近的設(shè)備，例如驅(qū)動器20和電力監(jiān)視器24，接收能量數(shù)據(jù)，并且基于所接收的能量數(shù)據(jù)、工業(yè)自動化系統(tǒng)的電力拓?fù)浠蚪Y(jié)構(gòu)等來計(jì)算或預(yù)測用于驅(qū)動器22的能量數(shù)據(jù)。
[0035]鑒于前述內(nèi)容，監(jiān)視代理34，或者能量代理12內(nèi)的任何其他代理可以使用通信代理36與耦接至通信網(wǎng)絡(luò)14的任何設(shè)備通信。通信代理36可以使得一旦能量代理12連接至通信網(wǎng)絡(luò)14，能量代理12能夠集成到通信網(wǎng)絡(luò)14中。一旦連接，通信代理36可以包括協(xié)議轉(zhuǎn)換，該協(xié)議轉(zhuǎn)換可以使通信代理36能夠與其他能量代理12、它們相應(yīng)的設(shè)備等進(jìn)行交互。
[0036]通常，通信代理36可以在網(wǎng)絡(luò)連通建立時自動地將能量代理12集成到通信網(wǎng)絡(luò)
14。同樣地，通信代理36可以與連接至通信網(wǎng)絡(luò)14的其他能量代理交換簡檔(profile)，使得用于新連接的能量代理12的能量數(shù)據(jù)被登記并且可用于被其他能量代理12處理。每個設(shè)備或能量代理12的簡檔可以基于設(shè)備的能力來定義。基于這些能力，能量代理12可以確定它們?nèi)绾闻c能量管理系統(tǒng)10中的其他能量代理12進(jìn)行交互。
[0037]另外地，通過使用通信代理36，耦接至通信網(wǎng)絡(luò)14的能量代理12可以自由地彼此通信以及與網(wǎng)絡(luò)28通信。在一個實(shí)施方式中，通信代理36可以自由地詢問作為網(wǎng)絡(luò)28的一部分的基于云的系統(tǒng)。通信代理36還可以用于與主控制器18交互，以針對作為工業(yè)自動化系統(tǒng)的一部分的每種類型的設(shè)備確定適當(dāng)?shù)哪芰渴褂煤啓n或目標(biāo)。另外，主控器18或者(例如網(wǎng)絡(luò)28的)基于云的系統(tǒng)可以:提供用于設(shè)備的可替選操作以減少能量的選項(xiàng)；提供對能量驅(qū)動狀態(tài)評估數(shù)據(jù)庫和算法的訪問；以及提供對以下數(shù)據(jù)庫的訪問:該數(shù)據(jù)庫用于提供類似環(huán)境中的其他類似設(shè)備的能量使用簡檔。此外，網(wǎng)絡(luò)28可以用于向工業(yè)自動化系統(tǒng)中的每個設(shè)備或者工業(yè)自動化系統(tǒng)整體提供操作目標(biāo)、質(zhì)量目標(biāo)、可靠性目標(biāo)、能量使用目標(biāo)等。
[0038]在識別所有相關(guān)能量數(shù)據(jù)并且建立與通信網(wǎng)絡(luò)14上的其他能量代理12的通信之后，控制代理38可以改變或控制嵌入有對應(yīng)能量代理12的設(shè)備的性能。也就是說，控制代理38可以改變設(shè)備的操作以變得能效更高，以實(shí)現(xiàn)與其他能量代理12的協(xié)作能量目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)最小或最優(yōu)能量使用模式等。此外，控制代理38可以基于變化的能量成本、變化的處理?xiàng)l件、變化的機(jī)器操作環(huán)境(例如啟動過程、高速操作、低優(yōu)先級能量操作)等動態(tài)地改變其設(shè)備的操作。
[0039]在某些實(shí)施方式中，控制代理38可以采用以高能效方式實(shí)現(xiàn)目標(biāo)生產(chǎn)目的的替選控制策略(例如，設(shè)備操作)和/或推薦的替選拓?fù)?。例如，替選控制策略可以包括比例-積分-微分(proportional-1ntegrative-derivative)等。替選控制策略還可以包括存儲用于之后處理的材料。這可以基于避免啟動大型電機(jī)(例如粉碎機(jī))，以基于從電力監(jiān)視器傳送需求區(qū)間開始和結(jié)束時間，來避免設(shè)施需求費(fèi)用增加。若干大型受控負(fù)載可以協(xié)商它們中的哪個子集可以在當(dāng)前需求區(qū)間中進(jìn)行操作，以實(shí)現(xiàn)最大產(chǎn)量或者避免高代價的操作，如特定機(jī)器的原位清洗(clean-1n-place)。另一控制策略可以包括降低操作速度。對于相同產(chǎn)量，這可能花費(fèi)較多的總能量，但降低了高峰需求。又一策略可以包括提高速度，以在即將發(fā)生停電之前完成制造。這在機(jī)器的磨損方面可能是高代價的，但它可以避免不期望的被迫的設(shè)施關(guān)機(jī)。
[0040]控制代理38可以在解析從其他能量代理12接收的能量數(shù)據(jù)之后確定這些替選控制策略和/或替選拓?fù)洹Ｒ虼?，控制代?8可以自動地確定替選控制策略和/或替代拓?fù)?，而不打擾自動化系統(tǒng)的用戶。
[0041]另外地,控制代理38可以本地地或者遠(yuǎn)程地從用戶接收命令,該命令可以表示用于其相應(yīng)設(shè)備的操作模式(例如省電模式、高產(chǎn)量模式)。在一個實(shí)施方式中，控制代理38可以基于與能量成本、能量使用目標(biāo)、操作環(huán)境(例如，低優(yōu)先級動作以最小化能量使用)等有關(guān)的信息，在設(shè)備的操作模式之間改變。
[0042]通常，能量管理系統(tǒng)10中的控制代理38或能量代理12可以在作為對等網(wǎng)絡(luò)的通信網(wǎng)絡(luò)14中操作。因此，每個控制代理38可以操作其相應(yīng)的設(shè)備，并且與其他控制代理38共享與其設(shè)備有關(guān)的信息。在某些實(shí)施方式中，控制代理38中的所有控制代理可以通過協(xié)作地收集信息并且協(xié)作地確定要由能量管理系統(tǒng)10中的每個設(shè)備執(zhí)行的動作，來一起工作以實(shí)現(xiàn)能量目標(biāo)。在一起確定用于每個設(shè)備的適當(dāng)動作之后，每個控制代理38向其相應(yīng)設(shè)備發(fā)送命令，以便以與所確定的動作一致的方式進(jìn)行操作。例如，控制代理38可以與其他控制代理38 (例如能量代理12)協(xié)商，以協(xié)作并實(shí)現(xiàn)如圖3的方法50中所描述的各種能量目標(biāo)。
[0043]在一個實(shí)施方式中，能量代理12可以基于從操作者接收的輸入調(diào)用、安裝或激活某些子代理。例如，能量代理12可以接收表示耦接至能量代理12的設(shè)備的本質(zhì)、在相應(yīng)設(shè)備的拓?fù)渲械奈恢玫鹊母鞣N輸入。在接收到這些信息之后，能量代理12可以激活子代理(例如，數(shù)據(jù)代理32、監(jiān)視代理34、通信代理36、控制代理38、可視化代理40)的集合，來執(zhí)行各種操作以實(shí)現(xiàn)其能量目標(biāo)。以相同方式，能量代理12可以基于由能量代理12做出的與以下有關(guān)的確定來調(diào)用、安裝或激活某些子代理:能量管理系統(tǒng)10的拓?fù)?、能量代?2相對于能量管理系統(tǒng)10的位置、以及與能量代理12相關(guān)聯(lián)的設(shè)備的類型等。也就是說，能量代理12可以接收關(guān)于與其相應(yīng)設(shè)備有關(guān)的能量特性的信息，并且確定能量管理系統(tǒng)10的拓?fù)?、能量代?2相對于能量管理系統(tǒng)10的位置、以及與能量代理12相關(guān)聯(lián)的設(shè)備的類型等。然后能量代理12可以基于這些確定來安裝或激活子代理的集合。
[0044]以此方式，每個能量代理12可以被操作者配置或編程為具有子代理(例如，數(shù)據(jù)代理32、監(jiān)視代理34、通信代理36、控制代理38、可視化代理40)的一些集合，或者每個能量代理12可以基于與能量代理12在能量管理系統(tǒng)10內(nèi)(即相對于各種其他能量代理12、設(shè)備等)的位置、能量管理系統(tǒng)10的拓?fù)?、與能量代理12相關(guān)聯(lián)的設(shè)備的類型、和連接至能量代理12的設(shè)備的類型等有關(guān)的各種特性，來確定它應(yīng)該包含那些子代理。在此情況下，一旦能量代理12確定其適當(dāng)?shù)淖哟?，其可以?jīng)由網(wǎng)絡(luò)28下載或檢索子代理。替選地，每個能量代理12可以包括各個不同類型的子代理，并且能量代理12可以基于其確定來激活存儲在其中的子代理。
[0045]現(xiàn)在參照圖3，在某些實(shí)施方式中，控制代理38可以采用方法50以通過與其他控制代理38協(xié)商來實(shí)現(xiàn)一個或更多個能量目標(biāo)。盡管方法50的以下描述被描述為由控制代理38執(zhí)行，但應(yīng)當(dāng)指出的是，能量代理12內(nèi)的任何子代理都可以執(zhí)行方法50的過程。
[0046]在方框52中，控制代理38可以接收與能量管理系統(tǒng)10中的設(shè)備相對應(yīng)的一個或更多個能量目標(biāo)。在一個實(shí)施方式中，能量目標(biāo)可以包括可在一段時間內(nèi)由工業(yè)自動化系統(tǒng)中的所有設(shè)備使用的能量或電力的量、可由工業(yè)自動化系統(tǒng)中的每個單個設(shè)備使用的能量或電力的量、用于整個工業(yè)自動化系統(tǒng)的能效等級、和用于工業(yè)自動化系統(tǒng)中的每個設(shè)備的能效等級等。
[0047]在方框54中，控制代理38可以與其他控制代理38協(xié)商以實(shí)現(xiàn)能量目標(biāo)。同樣地，控制代理38可以協(xié)調(diào)它們對于其相應(yīng)設(shè)備的動作以實(shí)現(xiàn)能量目標(biāo)。下面將參照圖4來描述關(guān)于控制代理38如何彼此協(xié)調(diào)或協(xié)商它們的動作的另外的細(xì)節(jié)。在任何情況下，在控制代理38與其他控制代理38協(xié)商關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)其能量目標(biāo)之后，在方框56中，控制代理38可以將在方框54中確定的協(xié)商的動作實(shí)現(xiàn)到其相應(yīng)設(shè)備中。
[0048]鑒于前述內(nèi)容，圖4示出了可以采用多個控制代理38來實(shí)現(xiàn)一個或更多個能量目標(biāo)的方法60的流程。因此，在方框62中，能量管理系統(tǒng)10中的每個控制代理38可以從用戶、網(wǎng)絡(luò)28或主控制器18等接收能量目標(biāo)。通過示例的方式，能量目標(biāo)可以包括用于工業(yè)自動化系統(tǒng)中的每個設(shè)備的能效規(guī)定、用于整個工業(yè)自動化系統(tǒng)的整體能效規(guī)定、和用于工業(yè)自動化系統(tǒng)的能量限制等。
[0049]在方框64中，每個控制代理38可以確定用于其相應(yīng)設(shè)備和能量管理系統(tǒng)10中的任何其他設(shè)備的的動作，該動作可以與滿足能量目標(biāo)相對應(yīng)。作為結(jié)果，每個控制代理38可以開發(fā)單獨(dú)的能量規(guī)劃，該單獨(dú)的能量規(guī)劃指定工業(yè)自動化系統(tǒng)中的每個設(shè)備以及其相應(yīng)設(shè)備可以如何操作以滿足能量目標(biāo)。
[0050]在方框66中，每個控制代理38可以與其他控制代理38共享其單獨(dú)能量規(guī)劃。同樣地，每個控制代理38可以經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)14將其單獨(dú)能量規(guī)劃發(fā)送給其他控制代理38。在一個實(shí)施方式中，每個控制代理38可以將其相應(yīng)的單獨(dú)規(guī)劃發(fā)送給一個控制代理38(例如，嵌入主控制器18內(nèi)的控制代理38)，使得該一個控制代理38可以執(zhí)行方法50中剩余的步驟。然而，應(yīng)當(dāng)指出的是，在其他實(shí)施方式中，每個控制代理38仍然可以執(zhí)行方法50中的剩余步驟。
[0051]在方框68中，每個控制代理38可以識別哪個相應(yīng)的規(guī)劃最接近滿足在方框52中所接收的能量目標(biāo)。在一個實(shí)施方式中，能量目標(biāo)的不同部分可以被不同地加權(quán)或優(yōu)先化。因此，每個控制代理38可以基于與多么接近地實(shí)現(xiàn)能量目標(biāo)的每個不同部分有關(guān)的加權(quán)分值來識別哪個相應(yīng)規(guī)劃最接近滿足在方框52中所接收的能量目標(biāo)。
[0052]在方框70中，每個控制代理38可以執(zhí)行在方框68中所識別的規(guī)劃。因此，每個控制代理38可以向其相應(yīng)設(shè)備發(fā)送一個或更多個命令，以改變其操作(或者在一些情況下維持其操作)，使得能夠執(zhí)行在方框68中所識別的規(guī)劃。在一個實(shí)施方式中，可以將與在方框68中所識別的規(guī)劃相對應(yīng)的控制代理38指定為用于能量管理系統(tǒng)10中的每個控制代理38的主控制器。
[0053]返回參考圖2，能量代理12還可以包括可視化代理40，其可以使能量代理12所接收的能量數(shù)據(jù)可視化或生成能量代理12所接收的能量數(shù)據(jù)的可視化。在一個實(shí)施方式中，可視化代理40可以與數(shù)據(jù)代理32和/或監(jiān)視代理34交互，并且在用戶界面或屏幕上生成用于描述由這些代理所檢索的能量數(shù)據(jù)的可視化。例如，可視化代理40可以從監(jiān)視代理34接收能量數(shù)據(jù)，并且確定什么類型的圖形表示可以有效地將包含在能量數(shù)據(jù)中的信息與用戶關(guān)聯(lián)。
[0054]在某些實(shí)施方式中，可視化代理40可以顯示可在能量代理12之間發(fā)布的能量管理消息?？梢暬?0可以使用能量管理消息來發(fā)現(xiàn)、查詢和管理在能量管理消息內(nèi)所描述的設(shè)備。在一些情況下，當(dāng)在工業(yè)自動化系統(tǒng)中識別或發(fā)現(xiàn)新設(shè)備時，可視化代理40可以具有符號參考，以標(biāo)識新發(fā)現(xiàn)的設(shè)備?？梢暬?0還可以生成警報(bào)和事件日志，其可以表示可能在工業(yè)自動化系統(tǒng)中的各種設(shè)備內(nèi)出現(xiàn)的各種警報(bào)或事件狀況，并且可視化代理40可以包括對與警報(bào)或事件相對應(yīng)的設(shè)備的鏈接。
[0055]通過示例，圖5示出了能量代理12的不同子代理被分配給整個能量管理系統(tǒng)10中的不同設(shè)備的實(shí)施方式。例如，電子設(shè)備16中的能量代理12可以僅包括用于向電子設(shè)備16的用戶顯示一些圖形表示的可視化代理40。在一個實(shí)施方式中，可視化代理40能夠了解如何與可以經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)14耦接到可視化代理40的各種監(jiān)視代理34進(jìn)行交互。因此，一旦可視化代理40的實(shí)例被實(shí)施在電子設(shè)備16上，可視化代理40可以詢問能量管理系統(tǒng)10并且在能量管理系統(tǒng)10的架構(gòu)內(nèi)定位每個監(jiān)控代理34?；诳梢暬?0的能力，可視化代理40可以接收由每個監(jiān)視代理34獲取的能量數(shù)據(jù)，并且顯示能量數(shù)據(jù)的一些圖形表示。在某些實(shí)施方式中，電子設(shè)備16的可視化代理40可以以對于電子設(shè)備16的用戶最有用的方式來顯示能量數(shù)據(jù)。例如，鑒于其鄰近驅(qū)動器，電子設(shè)備16的可視化代理40可以顯示驅(qū)動器20正在使用的能量的圖形表示。
[0056]如電子設(shè)備16的可視化代理40 —樣，主控制器18的控制代理38可以與其它能量代理12或能量管理系統(tǒng)10中的能量代理12內(nèi)的子代理進(jìn)行交互。如上所述，控制代理38可以改變嵌入有相應(yīng)能量代理12的設(shè)備的性能。鑒于此，控制代理38可以基于從能量管理系統(tǒng)10中的各個能量代理12接收到的信息來改變驅(qū)動器20和驅(qū)動器22的操作。例如，主控制器18的控制代理38 (圖5)可以從能量管理系統(tǒng)10中的每個數(shù)據(jù)代理32和監(jiān)視代理34接收能量數(shù)據(jù)信息。使用所獲取的信息，控制代理38可以改變能量管理系統(tǒng)10中的各種設(shè)備的操作，以實(shí)現(xiàn)各種能量目標(biāo)或目的。例如，如果控制代理38確定與驅(qū)動器22相比，驅(qū)動器20正在傳導(dǎo)不等量的電力，則控制代理38可以向驅(qū)動器20和驅(qū)動器22發(fā)送命令以改變它們的操作，以使得每個驅(qū)動器傳導(dǎo)基本上相等量的電力，或者使得能量管理系統(tǒng)10的能量目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。
[0057]在一個實(shí)施方式中，網(wǎng)絡(luò)28中的監(jiān)視代理34可以監(jiān)視由能量管理系統(tǒng)10中的其他監(jiān)視代理34獲取的數(shù)據(jù)。因此，由網(wǎng)絡(luò)28 (例如云)中的監(jiān)視代理34所獲取的數(shù)據(jù)可以用于確定對于整體工業(yè)自動化系統(tǒng)的合適動作。例如，網(wǎng)絡(luò)28中的監(jiān)視代理34可以確定能量管理系統(tǒng)10中的每個設(shè)備正在使用的全體電力的量。監(jiān)視代理34還可以與電網(wǎng)30進(jìn)行交互，以確定從電網(wǎng)30正在汲取的電力量和從電網(wǎng)30可獲得的電力的最大量。使用由網(wǎng)絡(luò)28中的監(jiān)視代理34提供的信息，能量管理系統(tǒng)10的操作者可以基于所有可用信息來做出決定。例如，用戶可以將能量管理系統(tǒng)10中的設(shè)備正在消耗的電力的總量與從電網(wǎng)30正在汲取的電力量和從電網(wǎng)30可獲得的電力的最大量進(jìn)行比較，以確定能量管理系統(tǒng)10中的設(shè)備是否可以以更快速度、更高效率等進(jìn)行操作。然后，用戶可以基于對從監(jiān)視代理34可獲得的數(shù)據(jù)的分析來調(diào)節(jié)能量管理系統(tǒng)10中的各種設(shè)備的操作。
[0058]在任何情況下，通過實(shí)時或幾乎實(shí)時地提供監(jiān)視、跟蹤、分析工業(yè)自動化系統(tǒng)內(nèi)的能量數(shù)據(jù)的能力，工業(yè)自動化系統(tǒng)的用戶能夠提供一種更有效的手段來操作工業(yè)自動化系統(tǒng)中的每個設(shè)備。例如，在傳統(tǒng)的工業(yè)自動化系統(tǒng)中，由于對于工業(yè)自動化系統(tǒng)的用戶來說節(jié)能通常不是主要關(guān)注的，所以一般在不考慮能量約束或能量效率的情況下操作工業(yè)自動化系統(tǒng)。然而，通過以幾乎瞬時時間(例如，每秒、每隔幾秒、或以類似的頻率更新)提供與工業(yè)自動化系統(tǒng)中的各種設(shè)備相關(guān)聯(lián)的能量數(shù)據(jù)，用戶可以更有可能讀取和解析能量數(shù)據(jù)。此外，用戶可以基于能量數(shù)據(jù)來做出能量感知決定(energy conscious decisions)。例如，工業(yè)自動化系統(tǒng)的用戶可以分析工業(yè)自動化系統(tǒng)中的每個設(shè)備的能量使用，以確定關(guān)鍵區(qū)域來進(jìn)行優(yōu)化。用戶然后可以添加另外的計(jì)量、優(yōu)化算法、能量管理或優(yōu)化設(shè)備等，以實(shí)現(xiàn)各種節(jié)能。作為結(jié)果，工業(yè)自動化系統(tǒng)的用戶可以專注于實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量產(chǎn)品和處理的高能效生產(chǎn)。
[0059]此外，由于新的能量代理12可以集成到現(xiàn)有控制網(wǎng)絡(luò)，所以能量信息可以無縫地集成到可擴(kuò)展架構(gòu)(即，能量管理系統(tǒng)10)中。即，通過使得能量代理12能夠集成來自現(xiàn)有功能域和設(shè)備的信息，能量管理系統(tǒng)10可以使得能夠以優(yōu)化一段時間內(nèi)的能量使用或在生產(chǎn)運(yùn)行期間的能量使用的方式將新設(shè)備自動集成到工業(yè)自動化系統(tǒng)中。此外，能量管理系統(tǒng)10的可擴(kuò)展特性還可以使得各種控制操作、診斷操作、預(yù)報(bào)操作、處理操作等能夠更迅速地實(shí)現(xiàn)。
[0060]鑒于此，圖6示出了用于縮放能量管理系統(tǒng)10的方法80的流程圖。具體地，方法80描述了將新的能量代理12添加到能量管理系統(tǒng)10的現(xiàn)有架構(gòu)如何擴(kuò)展能量管理系統(tǒng)
10。在一個實(shí)施方式中，在現(xiàn)有能量管理系統(tǒng)10上的每個能量代理12可以與添加到現(xiàn)有能量管理系統(tǒng)10的新能量代理12 —起執(zhí)行方法80的處理。
[0061 ] 因此，在方框82處，每個能量代理12可以接收以下指示:新能量代理12已被添加或集成到現(xiàn)有的能量管理系統(tǒng)10中。在某些實(shí)施方案中，新能量代理12可以被集成到工業(yè)自動化系統(tǒng)的現(xiàn)有控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中。例如，當(dāng)新的工業(yè)自動化設(shè)備被集成到工業(yè)自動化系統(tǒng)中時，嵌入新的工業(yè)自動化設(shè)備內(nèi)的能量代理12也可以變成被集成到對應(yīng)于該工業(yè)自動化系統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)10中。
[0062]在方框84處，新的能量代理12可以與已經(jīng)存在于能量管理系統(tǒng)10上的其他能量代理12交換信息。在一個實(shí)施方式中，如果新的能量代理12是能量管理系統(tǒng)10中的僅有的能量代理，則新的能量代理12可以為工業(yè)自動化系統(tǒng)中的設(shè)備模擬能量數(shù)據(jù)。也就是說，新的能量代理12可以詢問控制系統(tǒng)，并確定設(shè)備的類型和設(shè)備在工業(yè)自動化系統(tǒng)中的位置。然后，基于關(guān)于其相應(yīng)設(shè)備的能量信息、關(guān)于工業(yè)自動化系統(tǒng)的架構(gòu)或拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的信息、關(guān)于與新能量代理12鄰近的一些設(shè)備相對應(yīng)的能量數(shù)據(jù)的信息等，新能量代理12可以為不向新的能量代理12提供能量數(shù)據(jù)的設(shè)備模擬所期望的能量數(shù)據(jù)。
[0063]在方框86處，新的能量代理12或每個能量代理12可以基于從新的能量代理12接收到的新能量數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)其相應(yīng)設(shè)備的操作。在一個實(shí)施方式中，每個能量代理12可以操作以執(zhí)行一些能量目標(biāo)。因此，一旦接收到來自新的能量代理12的能量數(shù)據(jù)，每個能量代理12可以更好地了解可以如何改變其相應(yīng)設(shè)備的功能以實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。每個能量代理12可以基于其對于其相應(yīng)設(shè)備的了解和其對于能量目標(biāo)的影響來調(diào)節(jié)其相應(yīng)設(shè)備的操作，以更好地實(shí)現(xiàn)能量目標(biāo)。
[0064]雖然本文中僅已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的某些特征，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將可以進(jìn)行許多修改和變化。因此，要理解的是，所附權(quán)利要求旨在覆蓋落在本發(fā)明的真實(shí)精神內(nèi)的所有這些修改和變化。
【權(quán)利要求】
1.一種能量管理系統(tǒng)，包括: 多個工業(yè)自動化設(shè)備； 所述多個工業(yè)自動化設(shè)備中的一個工業(yè)自動化設(shè)備內(nèi)嵌入的第一能量代理，其中所述第一能量代理被配置成: 監(jiān)視對應(yīng)于所述工業(yè)自動化設(shè)備的一個或更多個能量特性；以及至少部分地基于所述能量特性和能量目標(biāo)來調(diào)節(jié)所述工業(yè)自動化設(shè)備的一個或更多個操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量管理系統(tǒng)，其中，所述第一能量代理被配置成: 接收對應(yīng)于所述工業(yè)自動化設(shè)備的工廠規(guī)范；以及 至少部分地基于所述工廠規(guī)范來調(diào)節(jié)所述工業(yè)自動化設(shè)備的所述操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能量管理系統(tǒng)，其中，所述第一能量代理被配置成: 確定所述工業(yè)自動化設(shè)備是否能夠滿足所述工廠規(guī)范；以及 至少部分地基于所述工業(yè)自動化設(shè)備是否能夠滿足所述工廠規(guī)范來調(diào)節(jié)所述工業(yè)自動化設(shè)備的所述操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量管理系統(tǒng)，包括: 所述多個工業(yè)自動化設(shè)備的子集內(nèi)嵌入的多個能量代理，其中，所述第一能量代理被配置成: 與所述多個能量代理中的每個能量代理交換能量數(shù)據(jù)；以及 至少部分地基于所述能量數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)所述工業(yè)自動化設(shè)備的所述操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的能量管理系統(tǒng)，其中，通過通信網(wǎng)絡(luò)來交換所述能量數(shù)據(jù)，并且其中所述通信網(wǎng)絡(luò)與用于所述多個工業(yè)自動化設(shè)備的控制網(wǎng)絡(luò)相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的能量管理系統(tǒng)，其中，所述通信網(wǎng)絡(luò)包括工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)，其中所述工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)包括EtherNet/丨P?、DeviceNet⑧、ControlNet?、Profinet ?、S/B EtherNet/IP、或它們的任意組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的能量管理系統(tǒng)，其中，所述能量數(shù)據(jù)包括:所述工業(yè)自動化設(shè)備所使用的能量的量、對應(yīng)于所述工業(yè)自動化設(shè)備的規(guī)范、與所述工業(yè)自動化設(shè)備相關(guān)聯(lián)的實(shí)際能量成本、與所述工業(yè)自動化設(shè)備相關(guān)聯(lián)的預(yù)測能量成本、或它們的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量管理系統(tǒng)，包括:被配置成向所述第一能量代理提供所述能量目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的能量管理系統(tǒng)，其中，所述網(wǎng)絡(luò)是基于云的系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量管理系統(tǒng)，包括: 所述多個工業(yè)自動化設(shè)備的子集內(nèi)嵌入的多個能量代理，其中，所述多個能量代理在所述第一能量代理的下游，并且其中所述第一能量代理被配置成: 匯集從所述多個能量代理中的每個能量代理獲取的能量數(shù)據(jù)；以及 至少部分地基于所述匯集來調(diào)節(jié)所述工業(yè)自動化設(shè)備的所述操作。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量管理系統(tǒng)，包括:所述多個工業(yè)自動化設(shè)備的子集內(nèi)嵌入的多個能量代理，其中所述多個能量代理和所述第一能量代理是能量管理層次結(jié)構(gòu)的一部分，其中所述第一能量代理在所述能量管理層次結(jié)構(gòu)的頂部，并且其中所述第一能量代理被配置成向所述多個能量代理中的每個能量代理發(fā)送能量目標(biāo)和命令。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量管理系統(tǒng)，包括:第二工業(yè)自動化設(shè)備中嵌入的第二能量代理，其中所述第二能量代理不能監(jiān)視對應(yīng)于所述第二工業(yè)自動化設(shè)備的一個或更多個能量特性，并且其中所述第二能量代理被配置成從所述第一能量代理接收對應(yīng)于所述第二工業(yè)自動化設(shè)備的所述一個或更多個能量特性。
13.一種能量代理，包括: 通信代理，所述通信代理被配置成與工業(yè)自動化系統(tǒng)中的一個或更多個設(shè)備內(nèi)所嵌入的一個或更多個能量代理進(jìn)行通信；以及 以下代理中的至少一個: 數(shù)據(jù)代理，所述數(shù)據(jù)代理被配置成獲取與所述工業(yè)自動化系統(tǒng)中的至少一個設(shè)備相對應(yīng)的原始能量數(shù)據(jù)； 監(jiān)視代理，所述監(jiān)視代理被配置成分析對應(yīng)于所述至少一個設(shè)備的能量數(shù)據(jù)； 控制代理，所述控制代理被配置成至少部分地基于對應(yīng)于所述至少一個設(shè)備或所述工業(yè)自動化系統(tǒng)的一個或更多個能量目標(biāo)，來控制所述至少一個設(shè)備的一個或更多個操作；以及 可視化代理，所述可視化代理被配置成產(chǎn)生與所述原始能量數(shù)據(jù)或由所述監(jiān)視代理分析的能量數(shù)據(jù)相對 應(yīng)的一個或更多個可視化。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的能量代理，其中，所述監(jiān)視代理被配置成通過以下步驟來分析所述能量數(shù)據(jù): 確定所述能量數(shù)據(jù)是否超過預(yù)定限制；以及 當(dāng)所述能量數(shù)據(jù)超過所述預(yù)定限制時，向被配置成控制所述工業(yè)自動化系統(tǒng)的控制器發(fā)送警報(bào)信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的能量代理，其中，所述監(jiān)視代理被配置成:通過經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)從所述工業(yè)自動化系統(tǒng)中的一個或更多個設(shè)備內(nèi)嵌入的一個或更多個能量代理接收對應(yīng)于所述一個或更多個設(shè)備的能量數(shù)據(jù)，來分析對應(yīng)于所述一個或更多個設(shè)備的能量數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的能量代理，其中，所述監(jiān)視代理被配置成:至少部分地基于對應(yīng)于所述至少一個設(shè)備的所述能量數(shù)據(jù)和對應(yīng)于所述工業(yè)自動化系統(tǒng)中的一個或更多個設(shè)備內(nèi)的一個或更多個設(shè)備的能量數(shù)據(jù)，來模擬對應(yīng)于所述工業(yè)自動化系統(tǒng)中的第一設(shè)備的能量數(shù)據(jù)，其中，所述第一設(shè)備不是所述一個或更多個設(shè)備的一部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的能量代理，其中，所述通信代理被配置成:一旦所述能量代理利用通信網(wǎng)絡(luò)建立網(wǎng)絡(luò)連通，則自動地將所述能量代理集成到所述通信網(wǎng)絡(luò)中。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的能量代理，其中，所述通信代理被配置成:通過與所述工業(yè)自動化系統(tǒng)中的一個或更多個設(shè)備內(nèi)所嵌入的一個或更多個能量代理交換對應(yīng)于所述能量代理的簡檔，來自動地將所述能量代理集成到通信網(wǎng)絡(luò)中，其中所述一個或更多個能量代理耦接到所述通信網(wǎng)絡(luò)。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的能量代理，其中，所述控制代理被配置成: 接收所述一個或更多個能量目標(biāo)； 與所述工業(yè)自動化系統(tǒng)中的一個或更多個設(shè)備內(nèi)所嵌入的一個或更多個能量代理協(xié)調(diào)所述一個或更多個操作；以及 使用所述至少一個設(shè)備和所述一個或更多個能量代理來實(shí)施所協(xié)調(diào)的操作。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的能量代理，其中，所述控制代理被配置成: 至少部分地基于所述一個或更多個操作和所述一個或更多個能量目標(biāo)來確定能量規(guī)劃； 從所述工業(yè)自動化系統(tǒng)中的一個或更多個設(shè)備內(nèi)所嵌入的一個或更多個能量代理接收一個或更多個能量規(guī)劃，其中每個能量規(guī)劃包括針對所述工業(yè)自動化系統(tǒng)中的每個設(shè)備、被實(shí)施以實(shí)現(xiàn)所述一個或更多個能量目標(biāo)的一個或更多個動作； 識別所述一個或更多個能量規(guī)劃中的基本上滿足所述一個或更多個能量目標(biāo)的一個能量規(guī)劃；以及 實(shí)施所述一個或更多個能量規(guī)劃中的所識別的一個能量規(guī)劃。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的能量代理，其中，所述可視化代理被配置成:生成用于在所述至少一個設(shè)備上顯示的一個或更多個可視化，其中所述一個或更多個可視化描繪原始能量數(shù)據(jù)、分析的能量數(shù)據(jù)、一個或更多個警報(bào)狀態(tài)、或它們的組合。
22.—種方法, 包括: 使用處理器來接收有關(guān)第一能量代理已經(jīng)耦接到通信網(wǎng)絡(luò)的指示，所述通信網(wǎng)絡(luò)耦接到工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中的多個設(shè)備，其中所述第一能量代理被嵌入所述工業(yè)自動化系統(tǒng)中的第一設(shè)備中，并且被配置成至少部分地基于能量目標(biāo)來調(diào)節(jié)所述第一設(shè)備的一個或更多個操作； 與所述第一能量代理交換對應(yīng)于所述多個設(shè)備的多個能量簡檔；以及 至少部分地基于所述能量目標(biāo)、交換的多個能量簡檔、以及所述第一設(shè)備的能量簡檔來調(diào)節(jié)所述多個設(shè)備的一個或更多個操作。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，包括:針對所述多個設(shè)備中的至少一個設(shè)備模擬至少一個能量簡檔，其中所述多個設(shè)備中的所述至少一個設(shè)備不交換能量簡檔。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，至少部分地基于所述多個能量簡檔的子集來模擬所述至少一個能量簡檔，其中所述子集對應(yīng)于在所述多個設(shè)備中的所述至少一個設(shè)備鄰近的所述多個設(shè)備的子集。
【文檔編號】G05B19/418GK104049590SQ201410098219
【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】邁克爾·R·凱勒, 大衛(wèi)·A·維斯科, 菲利普·J·考夫曼, 大衛(wèi)·D·布蘭特 申請人:洛克威爾自動控制技術(shù)股份有限公司