通过嵌入式历史记录设备获取触发事件数据的制作方法

专利名称：通过嵌入式历史记录设备获取触发事件数据的制作方法
技术领域：
本发明的主题主要涉及与工业控制器连接的历史(historian)记录部 件，尤其涉及基于形成工业生产过程的功能模块不同阶段(stage)的执行， 通过嵌入式历史记录部件的数据采集。
背景技术：
制造业尤其需要全球多个地点(site)的实时数据的采集、分析和优 选。为纪录这些数据， 一种常见的解决办法包括提供本地记录模块，该模 块经常占据如PC —历史记录的控制器底板中的一个插槽。用于记录数据的 一种特定和常见的解决办法包括提供本地记录模块，该模块经常占据如用 于控制器底板的工业计算机PC —历史记录的控制器底板中的一个插槽，并使用过渡层以向控制器提供直接界面。这包括提供高速、时间数列、数据 存储和带有本地和远程控制处理器的信息检索的平台。PC-历史记录设备直接通过底板与控制器通信并能通过网络接口远程通信。PC-历史记录设备允 许将来自控制器的数据存档至提供附加存储能力的存档计算机。典型地，这种控制器为用于控制工业生产过程，制造设备和其它如数 据采集或网络系统的工厂自动控制的特殊用途计算机。在工业控制系统的 中心，是如程序逻辑控制器(PLC)或PC机控制器的逻辑处理器。例如可 编程逻辑控制器，由系统设计者通过用户设计逻辑程序或用户程序编程以 操作生产过程。用户程序存储在存储器中并通常由PLC顺序执行，尽管例 如指令跳过，循环和中断程序同样很常见。同用户程序结合在一起的是多 个存储元件或变量存储单元，它们提供编辑器给PLC操作和程序。PLC的不 同典型地依靠它们能够处理的输入/输出(I/O)数目，存储器数量，指令 的数目和类型，以及PLC中央处理单元(CPU)的速度。通过写入存储在控制器的存储器中的一个或多个控制软件程序和/或 通过改变控制器的硬件配置以匹配控制任务或策略，工业控制器可被定制 为特定程序。采用控制器配置系统或工具可生成该控制程序，便于该程序 的目标控制策略到控制器可执行程序的转换。例如，配置工具可提供通常 所称的功能模块的控制功能的图示。用户通过在用户接口工作表面放置功 能模块模拟控制策略，并通过图形用户接口用通常的线进行图形连接结合 这些功能模块。 一旦用户已因此定义该目标控制策略，配置系统编译或检 验该图示以产生控制程序，其将随后被下载至控制系统中的一个或多个控 制模块。由功能模块表示的控制功能在已检验的控制程序中根据执行命令 被实施，该执行命令在配置工具中的编译或检验过程中判定。现有的控制器配置工具允许用户指定功能模块的执行顺序。例如，用 户可以通过控制配置系统用户接口指定每个功能模块的指令编号。己编译 控制程序随后将按照指定的执行顺序执行各功能模块基础的功能。控制器和与之连接的I/O模块能够典型地产生涉及工业生产过程的大 量数据。例如，传感器、驱动器、制动器等的控制器输出状态。进一步地， 能够从控制器输出调度数据，该调度工序如何通过工厂进行、是否接受附 加的工序等。此外，导致报警的事件和其它相关的数据可由控制器生成并 输出。典型地，这种方法假设用户已经知道应采集哪种类型的数据，以处 理工厂生产过程中可能引发的一系列问题。尽管如此，用户未必知道什么 数据对于处理将来的故障査找是重要的。发明内容为了提供对此处描述的一些方面的基本理解，接下来介绍简要概述。 该概述既不是广泛的概括，也不是有意判定关键/决定性因素或描绘此处描 述的不同方面的范围。其唯一目的就在于以简要形式介绍一些概念，作为 下文介绍的更详细描述的序幕。本发明主题提供通过嵌入式历史记录装置自动获取数据/事件的系统 和方法，该历史记录装置可操作的连接至数据获取单元，该数据获取单元进一步包括分析部件(判定定义控制算法的功能模块)，触发部件(基于该 分析为功能模块启动数据获取)。因此，可提供在控制系统程序执行/数据 采集中改进的数据流，其使基于功能模块不同阶段执行的数据采集和其需 要成为可能。通常，这些嵌入式历史记录设备(不同于常规PC历史记录设 备)不使用过渡层而提供至控制器的直接接口，因此同常规PC历史记录设 备相比，提供基本上更高的数据交换率。在相关方面，数据采集基于分析部件的判定，能够通过触发部件在涉 及功能模块的行为开始时自动启动。同样地，在功能模块结束时自动停止 数据采集。因此，可自动采集不同生产阶段的相关数据。在相关方法学中，在功能模块中自动功能模块执行序列和数据采集能 考虑反馈循环，其能够影响数据釆集(例如，数据采集的频率、间隔尺寸 等)。这些反馈循环能够通过功能模块图表中反馈循环标记的存在被探测， 例如反馈循环中与功能模块输入端连接的本地反馈线。此外，通过为功能 模块图表中的每个功能模块指定执行编号，能够完成功能模块图表执行顺 序的生成。例如，功能模块图表包括第一功能模块的输入和第二功能模块 的输出之间的连接，如果执行命令编号已经指定为第二功能模块，该方法 可以判定第一功能模块的输入数据是可用的。功能模块的数据获取可基于 该先后顺序被触发。为完成前述和相关目标，此处结合下面的描述和附图描述某些原理方 面。这些方面表示能够实施的不同方式，此处有意覆盖其所有方面。当结 合附图时，接下来的详细描述中其它优点和新颖特征将变得显而易见。


图1是根据主题创新的一方面的为控制算法判定功能模块活动的系统 模块示意框图，有利于通过嵌入式历史记录设备的数据采集。图2示出了根据本发明主题的一方面的与嵌入式历史记录设备连接的 数据获取单元的模块框图。图3示出了能够接受用户输入关于涉及功能模块的数据采集类型的系统。图4示出了根据主题创新的一方面的嵌入式历史记录设备的功能模块 分析和事件驱动数据釆集的示例性方法。图5示出了根据主题创新的一方面的通过嵌入式历史记录设备进行功能模块分析和事件触发数据采集的特定方法。图6示出了根据主题创新的一方面的通过嵌入式历史记录设备采用数 据单元获取以便于数据获取的示例性工业自动化网络。图7示出了根据主题创新的一方面的工业设置部分的数据获取单元。图8示出了根据主题创新的一方面的可使用数据获取单元的示例性多层和分布式嵌入式历史记录系统，图9示出了根据主题创新的一方面的可作为部分数据获取单元部分执行的示例性计算环境。图IO示出了根据主题创新的一方面的可使用数据获取单元的带有底板和相连的模块的工业设置。 具体实施例现在将结合附图描述主题创新的不同方面，其中相同的序号始终表示 相同或相应的元件。然而，应当理解，附图和涉及其的详细描述并不意于 将所要求的主题限制为公开的特定形式。更确切地，目的在于覆盖落入本 发明要求保护主题内容的精神和范围内的全部修改、等价物和替代物。图1示出了能利于通过嵌入式历史记录设备119自动获取涉及工业生 产过程的数据/事件的工业系统100组成部分，。通常，该嵌入式历史记录 设备119 (不同于常规PC历史记录设备)提供与控制器的直接接口而不使 用过渡层，因此同常规PC历史记录设备相比，提供基本上更高的数据交换 速率。系统100使用数据获取单元150,该单元进一步包括判定工业生产过 程112的功能模块121， 122， 123 (l至n， n为自然数)的分析部件110。 这些功能模块121， 122， 123的每个执行序列依靠各自输入数据的有效性。 例如，可用输入数据的判定可包括与功能模块图表中每个功能模块的输入 相关的数据源的判定，判定输入数据源是否是输入参考值(例如从受控进程或机器中获取的数据)，判定输入源是否是反馈回路的一部分等。因此通过分析部件110 —次性评估功能模块121， 122和123_例如， 这些评估可包括定位取决于输入参考值(例如，数据有效性)的输入源。 已判定的功能模块121， 122, 123随后被指定下一有效执行指令编号作为 执行序列生成的一部分，其中进程112能够持续直至指令编号指定给每个 功能模块121， 122和123。分析部件110进一步提供一个或多个功能模块121， 122和123的循环 评估。例如，基于预定标准(例如输入功能模块的数据有效性)选择功能 模块。因此，分析部件能够通过执行序列识别功能模块121， 122和123， 该执行序列基于数据有效性(例如不考虑首先估价哪个功能模块)。数据获取单元150进一步包括触发部件115，其启动涉及工业自动系统 123中功能模块的执行的数据获取。数据获取能够响应触发事件131， 132 和133 (l至m， m为整数)而出现一例如事件接收消息以执行特定功能 模块，为功能模块定位数据输入，为功能模块执行预定命令等。在相关方 面，数据采集在涉及功能模块的活动开始时，基于分析部件110的判定， 通过触发部件115自动启动。同样，数据采集在功能模块结束时自动停止。 相应地，不同执行阶段的相关数据可自动被采集，即使用户(例如单元操 作者，设备工程师)未必知道对于处理将来故障检修什么数据是重要的。图2示出了工业系统200进一步包括考虑到多个功能块中反馈回路和 其它循环数据从属特征的反馈部件225。反馈部件225也可通过与数据获取 系统200连接的嵌入式历史记录设备207，提供关于数据采集可行性和/或 效率的系统200的用户反馈。相应地，要采集的数据类型可为进程执行的 每个阶段动态更新，并在生成功能模块执行序列中进一步提供数据相关性 的判定评估。例如，自动功能模块执行序列和数据釆集在功能模块反馈回 路中考虑，其能够影响数据采集(例如，数据采集频率，粒度等)。此外， 在功能模块图表中通过反馈回路标记的存在探测反馈回路，例如反馈回路 中与功能模块输入端连接的己定位反馈线。图3示出了能够接受用户关于涉及功能模块308数据采集类型的用户输入的系统390。该数据采集通过功能模块308与定义过程执行的控制器配 置系统300连接。该控制器配置系统可在计算机系统302中的软件、硬件 和/或它们的组合中执行。用户304通过接口 306 (例如图形用户接口)对 功能模块308有影响，以生成或修改功能模块图表308 (例如，或者其图形 表示)。此外数据获取单元314自动影响功能模块308，用户同样可以定位 和相互连接想要的功能模块310，以生成想要的控制策略图示在控制系统中 执行。控制器配置系统300进一步包含用于根据功能模块图表308生成已编 译或已检验的控制程序332的编译器或检验器部件330。控制程序332随后 通过计算机系统302中的网络350和网络接口 352下载至控制器340,342， 其中这些控制程序332在控制器或分别控制受控进程或机器360、 362操作 的控制器340、 342中执行。此外，控制器配置系统300同样包括执行序列生成器370，其可操作以 便判定图表308中模块的输入数据的有效性，根据该输入数据的有效性生 成相关的执行序列。该执行序列生成通过作为编译器330的一部分或者从 其分离的生成器完成。相应地，执行序列生成器370和控制器配置系统300 根据数据有效性提供自动功能模块执行序列生成，由此可在控制系统程序 执行/数据采集中提供改进的数据流，其基于功能模块不同阶段的执行和其 需要进一步使数据采集可行。图4示出了根据主题创新一方面的功能模块分析和事件驱动数据采集 的方法400。然而在此描述和图解的示例性方法作为表示多个事件和/或行 为的一系列模块，本发明并不受限于这些模块的示例性序列。例如，根据 本发明， 一些行为或事件可以除此处例示的顺序外不同的顺序出现和/或与 其它的行为或事件并行。另外，本发明中并非所有例示的模块、事件或行 为需要执行该方法。此外，应当理解根据本发明的示例性方法和其它方法 可结合此处例示和描述的方法执行，也与其它未例示和描述的系统和装置 结合。最初，在410为工厂能力确定工业生产过程。下一步，在420如上 文详细描述的通过分析部件，定义与该工业生产过程结合和/或形成该工业过程的不同功能模块。随后在430多个触发事件根据相应的功能模块的执 行被定义，为了指示其执行和其相关的数据采集。例如，功能模块图表包 括第一模块输入和第二模块的输出之间的连接，触发事件可基于执行序列 的执行。随后日期采集和为这些数据提供的反馈一起开始(例如，为随后 的故障査找的这些数据采集的效率)，其中采集的数据类型可在440执行进 程的每个阶段动态更新。图5示出了根据本主题创新另一方面的功能模块分析和事件触发数据 采集的相关方法500。最初和在510需要数据采集的工业生产过程(例如用 于将来故障查找)在工厂中开始。接下来和在520，与这些工业生产过程相 关的控制功能(例如功能模块)被执行，工业生产过程部分。在530做出 与该控制功能相关的事件是否被触发的判定一通过如上文详细描述的触发 部件。如果这样，在540方法进入数据采集，接着在550完成功能模块的 执行。否则，如果没有事件被触发，方法500返回至520执行另一个工业 生产过程的控制功能。图6示出了使用分析部件609(分析控制部件630控制算法的功能模块)和触发部件607 (为这些功能模块起动数据获取)的数据获取单元617的框 图。数据获取单元617通过多个分布的嵌入式历史记录部件610获取数据。 例如，数据获取单元617在涉及功能模块活动开始时自动启动数据采集(例 如由分析部件609判定功能模块，由触发部件607启动数据采集)。同样， 功能模块结束时数据采集自动停止，因此不同生产阶段的相关数据为将来 故障査找能够通过分布的嵌入式历史记录部件610，自动地被采集和存储。 控制算法的功能模块可以是运行带有/或在控制部件611、 612、 613 (1 至j， j为整数)上的应用程序的一部分，能够用作工业网络系统600的管 理控制中心。相应地，提供分布的嵌入式历史记录结构，其中历史数据类 型基于触发事件被采集，这些触发事件由触发部件607设定(例如，与功 能模块的分析一致)一以便采集数据能够寻址其后在工业生产过程中出现 的问题。网络系统614可与工业自动系统600结合。网络系统614进一步包括附加主机(未示出)，可以为个人计算机、服务器或其它类型计算机。这些 主机通常能够运行或执行一个或多个应用程序级(或用户级)程序，也启 动I/0请求(例如，1/0读取或写入)。此外，网络系统进一步包括一个或 多个输入/输出单元(I/O单元)，其中这些I/O单元包括一个或多个与其连接的1/0控制器，每个1/0可为几种1/0设备类型的任意一种，例如存储 设备(例如，硬件驱动，磁盘驱动)或其它1/0设备。主机和1/0单元和 它们连接的I/O控制器和设备可被组成组例如族，每个族包括一个或多个 主机和典型地一个或多个I/O单元(每个I/O单元包括一个或多个I/O控 制器)。主机和1/0单元通过连接一个或多个族的一组结点(例如连接一组 宿主机和I/O单元)的路由器、开关和通信链路(例如电线、连接器、电缆等)的集合互连，电线、连接器、电缆。应注意在本申请中使用的术语例如"部件"、"分级结构"、"模型" 等用于引证涉及计算机的实体，或者硬件，硬件和软件的结合，软件，或 应用到工业控制自动化系统的执行软件。例如，部件可以是，在处理器上 运行的进程、处理器、客体、可执行线程、程序和计算机，但并不限于此。 通过举例的方式，服务器上运行的程序和服务器都可以是部件。 一个或多 个部件停留在进程和/或执行线程中，部件可被定位在计算机上和/或分布 在两台或多台计算机之间，工业控制器，禾卩/或与它们的模块通信。图7示出了使用配置嵌入式历史记录部件733的数据获取765单元的 示例性工业自动网络。该数据获取单元765判定定义控制算法的功能模块， 并进一步基于这些分析为功能模块启动数据获取。工业设置700包括数据 库710，人机接口 (HMI) 720和可编程逻辑控制器(PLC) 730，和目录接 口 740。数据获取单元765进一步结合人工智能(AI)部件750以便促进功 能模块的判定，和触发事件的启动。例如，与控制算法结合的分析功能模块和/或数据获取启动之间的连 接，主题发明使用不同的人工智能方案。明确地或模糊地学习从嵌入式历 史记录设备中的数据是否应被下载的过程，通过自动分级系统和进程被促 进。分级可使用随机的和/或基于统计的分析(例如把分析效用和费用计算在内)以便预测或推断用户想要自动执行的行为。例如，使用支持向量机 器(SVM)分级器。可使用其它分级方法包括贝叶斯网络、决策树、提供不 同独立形式的随机分级模型。此次使用的分级同样包括用于开发优先权模 型的统计回归。如将从主题说明中理解的一样，主题发明使用明确训练的(例如通过 普通训练数据)分级器，和模糊训练的(例如通过观察用户行为、接收外 在信息)的分级器，以便分级器用于根据回答返回问题的特定规则自动判定，例如，关于详细理解的SVM' s，通过分级构造器和特征选择模型中的 学习或训练阶段配置SVM' s。分级器是与输入分布向量匹配的函数， x"xl,x2，x3，x4，xn)， 输入属于一等级的可信度一即， f (x)=confidence(class)。如图7所示，人工智能(AI)部件750可被使 用以促进推断和/或判定何时、何地、如何启动从多个嵌入式历史记录中至 中央工厂历史记录的下载。AI部件750使用任意合适的基于AI的不同方 案，如在上文中与促进本主题发明不同方面相关的描述。此外，使用目录接口 740以从合适的位置例如数据源760、服务器770 和/或代理服务器780中提供数据。因此，目录接口 740指向基于请求者(例 如数据库710、 HMI720、 PLC530等)的任务和需求(需要)的数据源。数 据库710可以为不同类型的任意数字例如相关的、网络、平面文件或分级 系统。典型地，该数据库可在与不同企业资源计划(ERP)软件连接使用， 该ERP软件可服务公司中涉及过程的不同交易的任意数字。例如，ERP软件 可涉及人力资源、预算、预测、购买等。在这点上，特定ERP需要与其某 一预期分布相关的数据。因此，根据本发明的一个方面，目录接口 740从 服务器770提供数据至数据库710，该服务器770提供带有数据库710分布 预期的数据。此外，HMI720使用目录接口 740以指向系统700中定位的数据。使用 HMI720以图示过程、系统、工厂等的不同方面，以便提供系统的简单化的 和/或用户友好视界。因此，指向系统的不同数据可用预期的色彩方案、动 画、平面的图形(例如位图、jpegs，基于图形的向量、剪贴画等)形式显示。为易于显示这些数据，HMI720可要求数据具有特定的与数据相关的可 视分布。例如，HMI720为具有相关可视分布的特定数据査询目录接口 740。 目录接口 740可判定代理服务器780包含带有要求的可视分布的分布数据 点。例如，分布数据点可具有特定图形，该图形或者被参考或者同数据一 块被发送，以便该图形出现在HMI环境中而不是与数据值一起。如较早解释的一样，PLC730可为模型的任意数字，例如Allen Bradley PLC5, SCL-500,MicoLogix等。PLC730通常被定义为提供进程和/或系统的 高速、低级控制使用的特殊设备。使用阶梯逻辑或一些结构化语言形式编 程该PLC730。典型地，PLC730可使用直接从数据源(例如，数据源760) 中的数据，该数据源可以是传感器、解码器、测量传感器、开关、数值等。 数据源760可提供数据至PLC中的寄存器，如果需要该数据可被存储在PLC 中。此外，数据被更新(例如，基于时钟周期)和/或输出至其它设备以进 一步处理。图8示出了根据本主题发明一方面可使用数据获取系统的示例性多层 和分布式历史纪录系统800。该示例性系统800示出了三个分层历史记录等 级，其中示出了可称为企业层810的最高数据采集层。该层聚集从较低等 级层例如从工厂层820和微机或嵌入层830采集的数据。如图，层810和 820包括档案的或永久存储能力。在系统800中，可从层820的两个工厂中 和从层830的多个历史记录部件中采集数据。应当理解该安排实际上是示 例性的，其它安排同样在本主题创新的领域中。典型地，系统800可被看作为跨越机器、工厂和企业的分布式历史记 录设备。在等级830，历史记录设备在滑轨级采集数据并耦合至上述公共工 厂数据结构。如果希望，这可包括在单一的档案文件中的采集过程&离散数 据、报警信号&事件。其它方面可包括从本地底盘中控制器自动发现数据和 上下文，该底盘包括从本地缓冲器中存储/运送数据的能力。数据可无需查 询被采集，并具有低通信带宽。工厂级820从微机或底盘嵌入式历史记录 设备和/或其它数据源(例如实时数据源)中聚集数据。这包括当有效存储、重新得到和管理大量数据时，存储工厂级的查询、分析、报告。该级别同样包括从位于等级830处的微机历史记录设备中自动发现数据和上下文。 系统800的其它部件包括分析部件、逻辑单元、与报告元件相互作用的部 件、可嵌入扫描部件、配置复制、存储、存档、数据压縮、摘要/过滤、安 全和可测量部件。图9示出了执行数据获取单元不同方面的示例性环境910，包括作为配 置部件部分的计算机912。计算机912包括处理单元914、系统存储器916 和系统总线918。系统总线918连接包括系统存储器916至处理单元914 的系统部件，但并不限于此。处理单元914可为任一不同有效处理器。双 重微处理器和其它多处理器结构可同样作为处理单元914被使用。系统总线918可为几种总线结构类型的任意一种，这些总线结构包括 存储器总线或存储器控制器、外围总线或外部总线、和/或本地总线，其使 用任意不同可用总线结构包括9位总线，工业标准结构(ISA)，微型信道 结构(MSA)，扩展ISA(EISA)，智能驱动电子学(IDE)， VESA本地总线(VLB)， 外围部件互联(PCI)，总体串行总线(USB)，先进图表端口 (AGP)，个人 计算机存储卡国际联合总线(PCMCIA),小型计算机系统接口 (SCSI)，但 并不限于此。系统存储器916包括易失存储器920和非易失存储器922。基本输入/ 输出系统(BIOS)包含基本程序以传输计算机912中元件之间的信息，例 如在启动期间，被存储在非易失存储器922中。通过图表的方式，并不限 于此，非易失存储器922可包括只读存储器(ROM),可编程ROM (PR0M)， 电可编程ROM (EPR0M)，电可擦除ROM (EPR0M)，或闪存。易失存储器920 包括作为外部高速缓存存储器的随机存取存储器(RAM)。通过图表的方式， 并不限于此，可以多种形式获得RAM，例如同步RAM(SRAM)，动态R嵐DRAM)， 同步DRAM (SDRAM)，双倍数据速率SDRAM (DDR SDRAM)，增强SDRAM (ESDRAM)， 同步连接DR認(SLDRAM)，直接存储器总线RAM(DRR認)。计算机912同样包括可移动/不可移动，易失/非易失计算机存储媒质。 图9示出了，例如磁盘存储924。磁盘存储924包括，但是并不限于此，设备例如磁盘驱动、软盘驱动、磁带驱动、Jaz驱动、Zip驱动、LS-60驱动， 闪存卡，或存傳棒。此外，磁盘存储924包括独立存储媒质或与其它存储 媒质结合，包括，光盘驱动例如光驱(CD-RAM)，可记录CD驱动(CD-R Drive), 可重写CD驱动(CD-RW Drive)或数字通用盘ROM驱动(DVD-ROM),并不 限于此。为了方便磁盘存储设备924至系统总线918的连接，可移动或不 可移动接口被典型地使用，例如接口 926。应当理解图9描述了作为用户和在适合操作环境910中描述的基本计 算机源之间媒介的软件。该软件包括操作系统928。操作系统928可被存储 在磁盘存储器924上，用作控制和分配计算机系统912源。系统应用930 利用由操作系统928通过存储在系统存储器916或磁盘存储器924上的程 序模型932和程序数据934源的管理。应当理解此次描述的不同部件可在 不同的操作系统或操作系统的结合中执行。用户通过输入设备936输入命令或信息至计算机912。输入设备936 包括，但是并不限于此，指示设备例如鼠标、控制球、光标、触板、键盘、 麦克风、操纵杆、游戏板、圆盘式卫星电视天线、扫描仪、电视调谐卡、 数码相机、数码录象机、网络相机等。这些和其它输入设备通过系统总线 918经接口部分938连接至处理单元914。接口端口 938包括，例如，串行 端口、并行端口、游戏端口和整体串行总线(USB)。输出设备940使用一 些相同类型的端口作为输入设备936。因此，例如，USB端口用于提供输入 至计算机912，和从计算机912输出信息至输出设备940。在其它需要特殊 适配器的输出设备940中，提供输出适配器942以举例说明有一些输出设 备940例如监视器、扬声器、打印机。输出适配器942包括提供输出设备 940和系统总线918之间连接方式的显卡和声卡，通过举例的方式并不限于 此，。应当指出其它设备和/或设备系统同时提供输入和输出能力，例如远 程计算机944。计算机912可在使用逻辑连接至一个或多个远程计算机的网络化环境 中操作，例如远程计算机944。远程计算机944可以是个人计算机、服务器、 路由器、网络PC、工作站、基于设备的微处理器、对等设备或其它常见网络节点等，典型地包括描述的涉及计算机912的许多或全部部件。为了简短，只对存储设备946与远程计算机944举例说明。远程计算机944通过 网络接口 948逻辑连接至计算机912，随后通过通信连接器950物理连接。 网络接口 948包围通信网络例如局域网(LAN)和广域网(WAN)。 LAN技术 包括光纤分布数据接口 (FDDI)，铜分布数据接口 (CDDI)，以太网 /IEEE802. 3，标识环/IEEE802. 5等。WAN技术包括，点对点链接、电路切 换网络如综合业务服务网(ISDN)和其变更，包交换网络、数字用户路(DSL)， 并不限于此。通信连接器950指的是用来连接网络接口 948至总线918的硬件/软件。 而为了计算机912内部例示清楚，示出了通信连接器950，其同样可在计算 机912的外围。对于连接至网络接口 948的必要的硬件/软件包括，内部和 外部技术例如，调制解调器包括常规电话等级调制解调器、电缆调制解调 器和DSL调制解调器、ISDN适配器、以太网卡，仅出于示例的目的。如此处所用的术语"部件"，"系统"等用来指与计算机相关的实体， 硬件、硬件和软件的联合、软件、或执行软件中的一个。例如，部件可以 是，在处理器上运行的进程、处理器、客体、可执行线程、程序和/或计算 机，但是并不限于此。通过举例的方式，计算机上运行的程序和计算机都 可以是部件。 一个或多个部件存在于进程和/或线程中，部件位于计算机上 和/或分布在两个或多个计算机之间。此处使用的词"示例性"意味着用作 示例，举例或例证。此处作为"示例性"描述的任意方面或设计并不必被解释为优选的或优于其它方面或设计。图IO同样示出了根据本主题创新不同方面的使用数据获取单元的示例 性环境。通过各自的电连接器1030方式每个功能模块1014连接在底板1016 上，该电连接器1030允许模型1014从底板1016拆除，以便于其能被替代 或修理而无需干扰其它模块1014。底板1016向模型1014提供电源和与其 它模块1014通信的路线。与其它模块1014的本地通信通过底板1016以底 板接口 1032的方式完成，该底板接口 1032通过连接器1030电连接至底板 1016。底板接口 1032监视底板1016上的消息，基于作为消息一部分和指示消息目的地的消息地址以识别用于特定模型1014的消息。在模块1014 中由底板接口 1032接收的消息被传达给内部总线1034。内部总线1034连接底板1032与存储器1036、微处理器1028、前板电 路1038、 I/O接口电路1039和通信网络接口电路1041。微处理器1028可 为通用目的的微处理器，为包括在存储器1036中的指令的顺序执行以及从 存储器1036读取和写数据至存储器1036和其它与内部总线1034联合的设 备，提供该微处理器。微处理器1028包括提供微处理器1028定时但同样 与改进精度的外部时钟1043通信的内部时钟电路(未示出)。时钟1043可 为石英受控振荡器或其它包括无线连接至外部时间标准的时间标准。时钟 1043的精度可被作为质量因素记录在存储器1036中。平板电路1038包括 例如本领域公知的状态指示灯，和可手动操作的开关，例如用于在关闭状 态锁定模块1014。存储器1036包含控制程序或由微处理器1028执行的程序，如那些程 序的执行必须的变量和数据一样，以便提供控制功能。对于I/O模型，存 储器1036同样包括保持通过I/O模型1020接收的并传输至工业控制器 1010的输入和输出当前状态的1/0表。模型1014适合于通过硬件配置技术 和/或软件编程技术执行创新的不同方法。上述的内容包括不同示例性方面。即，当然，不可能为了描述这些方 面描述每一种可能的部件结合或方法，但是本领域技术人员可认识到可能 有很多进一步的结合和排列。尤其关于由上述部件(组件、设备、电路、 系统等)执行的不同功能，除非另外指出，用于描述这些部件的术语(包 括参考"装置")与执行所述部件的特定功能的任意部件(例如机能相当 的)对应，尽管结构上并不与执行此处所述的创新的示例性方面的功能的 公开结构相当。在这点上，同样将认识到本创新包括具有如计算机可读介 质一样的系统，该可读介质具有为执行本创新不同方法的行为和/或事件的 计算机可执行指令。此外，本文中术语"包括"用于说明书或权利要求书 中，当在权利要求中用作过渡词时，该术语和术语"包含"相似的方式解 释为"包含"。
权利要求
1、一种工业自动化系统，包含数据获取单元，包括用于判定定义控制算法的功能模块的分析部件，嵌入式历史记录设备，可操作连接至数据获取单元，用于根据功能模块不同阶段的执行来采集数据。
2、 根据权利要求1所述的工业自动化系统，其特征在于，进一步包 含为功能模块启动数据获取的触发部件。
3、 根据权利要求1所述的工业自动化系统，其特征在于，进一步包 含功能模块中的反馈回路，用于通过嵌入式历史记录设备影响数据采集。
4、 根据权利要求3所述的工业自动化系统，其特征在于，进一步包含反馈部件，用于提供数据采集的可行性。
5、 根据权利要求3所述的工业自动化系统，其特征在于，进一步包 含控制器配置系统，用于通过功能模块定义进程的执行。
6、 根据权利要求5所述的工业自动化系统，其特征在于，进一步包 含图形用户接口，接受经由用户输入端对功能模块做的修改。
7、 根据权利要求5所述的工业自动化系统，其特征在于，控制器配 置系统进一步包含生成已编译的控制程序的编译器部件。
8、 根据权利要求5所述的工业自动化系统，其特征在于，控制器配 置系统进一步包含为功能模块定义数据的有效性的执行序列生成器。
9、 根据权利要求1所述的工业自动化系统，其特征在于，进一步包 含带有节点的组织层数据模型，所述节点表示与工业自动化系统连接的单 元。
10、 根据权利要求1所述的工业自动化系统，其特征在于，进一步包 含有利于功能模块的分析的人工智能部件。
11、 根据权利要求1所述的工业自动化系统，其特征在于，进一步包 含人机接口 (HMI)，用于以图形显示工业自动化系统视图。
12、 根据权利要求1所述的工业自动化系统，其特征在于，嵌入式历史记录部件与控制器、底盘中的模块、服务器、传感器、半成品部件中的 至少一个连接。
13、 一种在工厂中经由嵌入式历史记录设备获取数据的方法，包含 定义形成工业生产过程的功能模块；和根据功能模块的执行来经由嵌入式历史记录设备采集数据。
14、 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包含定义表示 功能模块的执行的触发事件。
15、 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包含基于触发 事件的启动来通过嵌入式历史记录设备采集数据。
16、 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包含执行所述功能模块。
17、 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包含在涉及功 能模块的行为开始时启动数据采集。
18、 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包含使用已采 集的数据迸行将来的故障查找。
19、 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包含使用目录 以跟踪数据源。
20、 一种计算机执行系统，包含如下计算机可执行部件 分析部件，判定功能模块以定义控制算法，和 触发部件，为功能模块启动数据获取。
21、 根据权利要求20所述的计算机执行系统，其特征在于，进一步包 含根据触发事件来采集数据的嵌入式历史记录部件。
22、 根据权利要求20所述的计算机执行系统，其特征在于，进一步包 含为嵌入式历史记录设备服务的数据库。
23、 根据权利要求20所述的计算机执行系统，其特征在于，控制算法 的功能模块是控制部件上运行的应用程序的一部分。
24、 根据权利要求20所述的计算机执行系统，其特征在于，进一步包 含反馈环部件，通过嵌入式历史记录部件来影响数据采集。
25、根据权利要求20所述的计算机执行系统，其特征在于，进一步包含反馈回路部件，通过嵌入式历史记录部件来影响数据采集。
26.
27、 一种工业控制系统，包含采集装置，用于采集与工业生产过程相关的数据；和 用于定义形成工业生产过程的功能模块的装置。
28、 根据权利要求27所述的工业控制器系统，其特征在于，进一步 包含用于触发数据采集的装置。
29、 根据权利要求27所述的工业控制器系统，其特征在于，进一步包含通过用户修改功能模块的装置。
30、 根据权利要求27所述的工业控制器系统，其特征在于，进一步包含用节点表示与工厂相关的单元的装置。
全文摘要
通过数据获取单元自动获取涉及工业生产过程的数据/事件的系统和方法。该数据获取单元包括分析部件(判定定义控制算法的功能模块)，和触发部件(基于该分析为功能模块启动数据获取)。
文档编号G05B19/04GK101241354SQ200710306680
公开日2008年8月13日 申请日期2007年11月12日 优先权日2006年11月10日
发明者J·J·拜尔, J·T·坎普贝尔, R·J·赫伯斯特, R·J·麦克格雷夫, T·J·加斯帕 申请人:洛克威尔自动控制技术股份有限公司