用于将自动化控制系统对接到外部系统的系统和方法_3

文档序号:9756794阅读:来源:国知局
户的数据存储库。用户可包括人类实体以及软件和硬件实体或者备选地包括软件和硬件实体。OPC UA客户端70可以是适合用于通过使用OPC通信协议与OPC UA服务器54进行通信的客户端系统。另外或备选地,图形用户接口(GUI)也通信地对接到web服务和工厂信息系统50。因此,GUI 72可用于提供例如web接口的直接接口到web服务和工厂信息系统50中。
[0026]通过使用SOA架构,本文中描述的技术可使得I级控制器38能够通过使用通信接口系统40与多种系统进行通信。例如,现场工程个人计算机48和DCS 46可使用OPC通信协议来通过通信接口系统40通信地对接到I级控制器38。例如,现场工程师个人计算机48可用于通过通信接口系统40重新配置I级控制器38和/或对I级控制器38重新编程。因此,包括但不限于某些控制器性质的配置信息可从现场工程师个人计算机48经通信接口系统40传送到I级控制器38,并且新的或更新的编程指令可被类似地传送。同样地,DCS 46可使用通信接口系统40传送和/或接收与I级控制器38有关的信息。此类信息可包括在系统10的分布式控制中有用的信息以及在例如将I级控制器38与其它系统同步中有用的信息。
[0027]为了提供到现场工程个人计算机48和/SDCS46的通信接口,通信接口系统40可包括OPC UA客户端74、0PC DA服务器76和/SOPC DA客户端78。对于由DCS 46拥有的变量,OC DA客户端78可通信地耦合到OPC DA服务器80。对于其它变量(包括与I级控制器38相关联的变量),0PC DA服务器76可通信地耦合到也包括在DCS 46中的OPC DA客户端82。通过将OPC DA服务器80用于DCS拥有的变量(var) 81,并且将OPC DA客户端82用于系统40拥有的其它变量83,本文中描述的技术可实现更有效的通信。例如,可在服务器76和服务器80处设置适合的发布和订阅机制,以便发布和订阅特定的DCS变量和其它变量。因此,多个数据路径(与DCS变量关联的数据路径以及与其它变量关联的数据路径)可用于与通信接口系统40和I级控制器38进行通信。
[0028]还描绘了通信地耦合到通信接口系统40的人机接口(HMI)和站点计算装置86。册184可包括适合用于在视觉上与通信接口系统40交互的图形用户接口,例如,通过使用多个视觉计算装置86,视觉计算装置86可包括站点历史数据存储库88,站点历史数据存储库88在从通信接口系统40中包括的历史数据库90收集多种数据中有用。在一个实施例中,站点历史数据库88可用作在记录来自通信接口系统40的包括与I级控制器38有关的信息(例如在I级控制器38与通信接口系统40之间的EGD通信的日志)的多种信息中有用的记录数据库。通过使用本文中描述的技术,I级控制器38可发出某些服务调用,例如下面相对于图3更详细描述的服务调用,并且处理由这些服务调用产生的数据。安全性系统91也可与操作系统(OS)安全性系统93对接以提供例如安全验证、授权、安全性记录(帐户管理)安全通信(例如,安全套接字层、虚拟私人网络)、安全证书的管理等。
[0029]图3是描绘具有块执行过程102、过程间通信(IPC)系统104和服务过程106、108与110的块件引擎100的实施例的信息流图。服务过程106、108、110可实现为计算过程或实例,并且可包括一个或更多个执行线程。在另一实施例中,过程106、108、110中的一个或多个可各自替换为执行的单个线程(例如,计算线程)。块件引擎100可经例如在存储器41中存储的并且由处理器39执行的计算机可执行指令实现。在描绘的实施例中,块件引擎100可执行功能块代码,例如遵守用于功能块程序的国际电子技术委员会(IEC) 61131-3标准的功能块。更具体地,可通过使用块执行过程102提供功能块程序(例如,块件)的执行。如上面提及的,块件引擎100可提供服从PRM I级控制器准则的代码执行,由此实现块件的基本上确定性执行。另外或备选地,引擎100可包括适合用于执行顺序功能图(SFC)程序、指令列表程序等的执行引擎。
[0030]如所描绘的,块执行过程102可通信地耦合到IPC系统104,IPC系统104可使用共享存储器来在块执行过程102与过程106、108与110之间进行通信。例如,“产生的交换” E⑶数据结构112、“消耗的交换” E⑶数据结构114或其组合可用于在块执行引擎102与过程106、108、110之间进行通信。E⑶协议可使得生产者(例如,服务器过程,诸如过程102和/或106、108、110 )能够以计划的周期速率将其存储器的一部分共享给所有消耗者(例如,客户端过程,诸如过程106、108、110和/或102)。协议可在以太网上使用UDP来交换数据。由以太网接口局于中间的内部参考存储器的快照称为交换。交换不要求回复并且通过三个主要标识符的独特组合识别,如生产者ID(例如,生产者的IP地址)、交换ID(例如,客户端的IP地址)和适配器名称(例如,以太网接口标识符)。
[0031]块件引擎100实现使用熟悉的功能框图环境创建控制代码,并且同时提供高实时决定论。在本文中描述的技术之前,由控制器提供的现有块件功能性的约束包括在访问作为来自I/O包(例如,附连到总线并且通信地耦合到控制器38的硬件I/O卡)或通过网络协议(例如,Modbus)的I/O传递的数据中的限制。本文中描述的技术提供延长控制器38运行时间以便经外部系统42和/或50输出的web服务用数据结构进行通信。
[0032]从块件引擎100的角度,可将由外部系统42、50实现的web服务116、118、120、122分组成两个类。第一类可包括通用或简单服务116、118。这些服务116、118在语义上和句法上是简明的,例如,可获取是原语类型的固定数量的输入并且返回固定数量的原语类型(例如,整数、字符串、浮点、矩阵等)的简单独立方法。不关于服务是否有状态做出假设。
[0033]不满足简单服务的定义的定制或复杂服务包括服务120、122。这些服务120、122例如可能返回可不容易转换成在块件引擎100中存在的原语数据类型的数据的阵列或其它复杂结构(例如,类、结构(struct))。在简单与复杂服务之间的这个区别的暗示是可存在某些服务,这些服务能够通过具有对用于服务(例如,服务116、118、120、122)的WSDUweb服务描述语言)文件的接入而在配置时发现,并且能够由在例如可由某些pcode记录(例如,固件)配置的块件引擎100中的通用本地I/O过程(例如,过程106、108、110)处理。此暗示的意思是,一些web服务(例如,120、122)可各自对于定制web服务使用定制过程(例如,过程108、110),以及在配置服务时用于要由HMI 53使用的服务的定制定义。也就是说,通用服务可全部使用过程106,而定制服务可各自使用定制过程,例如过程108和110。
[0034]通过输入和输出变量的集合,可直接向块件显露服务116、118的功能和/或方法。复杂服务120、122的方法可需要标准化为块件(例如,功能块)被设计使用的数据类型。预期到过程106、108、110的输入能够包括在下载的pcode文件中可作为常量存在的字符串数据类型。预期如果需要,则用于复杂服务120、122的本地I/O过程108、110能够在服务于来自块件的单个“调用”时进行对服务的多个服务调用。通过提供在实现控制器38(例如,PRM I级控制器)与外部系统42、50对接中有用的技术,本文中描述的技术可实现更灵活和可扩展的控制系统。
[0035]图4是示出过程130的实施例的流程图,过程130适合用于实现控制器38与包括可使用web服务的系统的基于SOA的系统进行通信。过程130可
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