路径关联装置和高级过程控制组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使用用于高度可靠的时间临界控制的连接的消息传送的工业控制系统，并且具体地涉及当添加高级过程控制(“APC”)组件或高级过程控制组件需要适应硬件更改时使得能够动态形成高级过程控制组件与现有工业控制器之间的连接的方法、系统及
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【背景技术】
[0002]工业控制器是用于控制工厂自动化等的专用计算机。在存储程序的指导下，工业控制器的处理器检查反映受控过程的状态的一系列输入并且改变影响该受控过程的控制的输出。可以以一系列执行周期连续地执行、周期性地执行或者基于事件执行所存储的控制程序。
[0003]由工业控制器从受控过程接收的输入和由工业控制器发送至受控过程的输出通常通过用作控制器与受控过程之间的电气接口的一个或更多个输入/输出(I/o)模块。将输入和输出作为控制级数据记录在处理器存储器中的I/o数据表格中。可以通过专用电路系统从受控过程异步读取输入值。输出值被通过处理器直接写入I/o数据表格，然后通过专用通信电路系统被传达至受控过程。
[0004]与较传统的计算机系统相比，工业控制系统通常提供用于抵抗环境污染的更坚固的结构。另外，工业控制系统通常提供模块化体系结构、模块化体系结构提供更大的灵活性以及硬件配置(以匹配各种不同的控制应用程序)、通常包括多个程序的分布式处理。在这方面，可以在连接至任意数量的I/o模块(通常硬化并且容错的硬件)的多个可编程控制器之间装配工业控制系统，增加有高级过程控制组件，高级过程控制组件分布在可编程控制器中或具有较高水平的计算能力但不必硬化或容错的监视计算机系统中。
[0005]可以通过使用确保控制数据的可预测的、及时的和可靠的通信的各种特殊协议借助于高速“控制网络”将工业控制系统的各种组件连接在一起。通常，控制网络协议会采用其中将缓冲空间和网络的带宽预先分配给到特定硬件器件的专用“连接”的“连接的消息传送”，以防止可能在标准网络协议如仅以太网中发生的丢失、不可预测延迟的数据传输或者方向错误的数据传输。连接的消息传送的示例包括通用工业协议(“CIP”)连接的消息传送，包括如在2006年获得版权的出版号PUB00123R0，“The Common IndustrialProtocol (CIPTM) and the Family of CIP Networks (通用工业协议(CIPTM)以及 CIP 网络族)”中所描述的，在此通过引用将其全部内容合并在本文中。
[0006]因为建立连接必需特定的路由信息(通常包括与软件组件相关联的主机硬件的识别)并且直到调试(commiss1n)的最后阶段该路由信息才是完全可利用的，所以连接的消息传送的要求可能对工业控制系统的快速调试产生明显的阻碍。因此，工业控制系统的部分操作或测试被延迟。因此，连接的消息传送对于通常要求访问多个不同的控制器中的控制级数据并且当在底层控制网络中进行硬件变化时要求底层连接数据中的多个变化的高级过程控制出现了特定问题。
【发明内容】
[0007]本发明提供了如下“路径关联(path affinity)”引擎:其可以在后台工作以使用“标签名称”发现将工业控制组件连接到控制级数据所需的路由信息。可以通过路径关联引擎动态地建立连接，因此简化了调试过程并且使得能够根据需要进行连接。因此，可以允许在运行时发现标签位置，并且可以极大地简化实现工业控制环境中的硬件变化。
[0008]高级过程控制组件开发工具可以用来对支持控制级应用程序的高级行为进行编程。高级过程控制组件可以由多个程序和相互依赖的算法构成。每个程序和算法可以包括对在控制器中发现的控制级数据的特定块进行访问。可以将数据分布在多个控制器中。可以通过控制器中的名字作为标签名称来引用数据。
[0009]路径关联引擎可以将标签位置与路由进行匹配。在一种实施方式中，可以下载APC组件并且在与实现CIP的控制器的网络连接的计算主机中执行APC组件。每个高级过程控制组件能够拥有采集高级过程控制组件标签名称连接请求的路径关联引擎。当激活高级过程控制组件时，可以动态确定连接高级过程控制组件与包括标签的控制器的路径。
[0010]在一种实施方式中，当将新的标签注册在路径关联装置中时，路径关联目录可以扩充路径信息。例如，在初始化阶段，本地目录或高速缓冲存储器可以是空的。然后，第一标签可能到达，路径关联装置根据第一标签对目标控制器/组件进行搜索以建立连接。然后，路径关联装置可以尝试将目标控制器/组件连接与本地存储的或高速缓冲存储的组相关联，该组包括其他或者也许所有连接至目标控制器/组件的标签。然后，路径关联装置可以向连接组添加新的路径关联以保持将该标签与其他注册的标签一起打包在相同组中，用于与目标控制器/组件进行通信。标签关联可以每连接组被分开并且保存在本地目录或高速缓冲存储器中。这些组可以是非易失性目录或高速缓冲，并且在反复开电源时可以被重新建立。
[0011]另外，在一种实施方式中，路径关联装置可以相对于控制器的操作系统承担通信任务。因此，路径关联装置的操作可以发生在后台，实质上对于用户不可见，并且控制器/组件可以提供接口以提取动态形成的连接组。
[0012]根据一种实施方式，提供了用于便于分布式控制组件之间的连接的消息传送的路径关联装置。该装置可以包括电子计算机，该电子计算机执行存储在非暂态存储器中的程序以:(a)在连接存储与标签名称相关联的控制级数据的工业控制组件的网络上进行通信，以提供链接到保存与标签名称相关联的控制级数据的工业控制组件的路由数据的标签名称的目录；(b)接收来自第一工业控制组件的提供控制级数据的标签名称的请求；(C)使用链接到来自目录的标签名称的路由数据断开路径关联装置与第二工业控制组件之间的连接，并且给第一工业控制组件提供到该连接的指针；以及(d)在步骤(C)之后，从第一工业控制组件接收指针，以使用连接在第一工业控制组件与第二工业控制组件之间交换与标签名称相关联的控制级数据。
[0013]在步骤(d)，断开第一工业控制组件与路径关联装置之间的第二连接，其中，通过路径关联装置的中间媒介使用该连接和第二连接发生控制级数据的交换。
[0014]因此，本发明的至少一种实施方式的特征是路径关联装置保持在通信链中并且利用多个连接的消息传送。
[0015]路径关联装置还可以包括以下步骤:使用路由数据识别能够由第二工业控制组件访问的控制级数据的其他标签名称；以及在步骤(d)使用连接以在第二工业控制组件与路径关联装置之间交换与其他标签名称相关联的控制级数据。
[0016]因此，本发明的至少一种实施方式的特征是有效地合并连接中的数据。
[0017]在步骤(b)，可以执行程序以识别与标签名称相关联的预先存在的连接并且根据该连接删除标签名称。
[0018]因此，本发明的至少一种实施方式的特征是更新移动的连接。
[0019]路由数据可以唯一识别第二工业控制器硬件。
[0020]因此，至少一种实施方式的特征是对于硬件而言路由数据唯一。
[0021]控制级数据可以给第二工业控制器外部的受控过程提供表示由与第二工业控制器相关联的I/o模块传达的至少一个输入或输出的状态的数据。
[0022]因此，至少一种实施