[發明專利]用于人機界面裝置的可擴展架構

有效

• 申請號: 201310042474.8
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103246243A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 阿南德庫馬爾·沙拉普拉杜迪·邦狄高達;蘇內什·普思庸南
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

技術領域

本發明總體涉及人機界面（HMI）設備。更具體地，本發明涉及用于HMI裝置的可擴展架構（scalable?architechture）。

背景技術

工業自動化系統是以利用可編程邏輯控制器等特定數據處理系統來設計、實現并監控控制系統為基礎的。可編程邏輯控制器是常用于基于可編程邏輯控制器上部署的編程邏輯使來自傳感器的輸入流與至驅動器的輸出流同步的專用計算設備。

為了減少這些可編程邏輯控制器上的負載，工業自動化系統具有另外的特定設備，為操作人員提供界面。這些設備被稱為控制監控設備或人機界面（HMI）裝置或者說設備。

術語HMI裝置是一種通用術語，涵蓋與這組設備相關聯的所有部件，這些部件可以是靜態部件或移動部件。一個實例是操作面板。

HMI裝置在工業自動化系統中用來顯示并控制與工業設備相關的處理數據，并因此充當操作人員的重要輔助設備。這一功能通常被稱為監控與數據采集（SCADA）。為了這個目的，HMI裝置通常具有特定硬件（例如，觸摸屏），且專門屏蔽了環境影響。特定軟件也在其中進行操作。這具有多種功能，加強了用戶使用方便性、品質及操作員操作的安全性。因此，HMI裝置可以用于顯現、控制、配置并生成與工業設備相關的交互流程圖。一方面，允許選擇性顯示工業設備的響應，通常以測量值和消息的形式顯示。另一方面，對控制操作及數據輸入進行定制預定義允許將工業設備切換到所需狀態。

由于各方面的原因，比如增加商業需求并提高不斷變化的安全、保障和監管要求，通常需要對老式的自動化基礎設施進行升級以便匹配提高的性能要求。特別是，HMI裝置需要這樣的升級，以便設備的性能可以與擴大經營規模日益增長的需求保持同步。然而，丟棄老式硬件并用新硬件替換需要大量的資金投入，但并不總能提供合理的投資回報，并因此起到明顯的震懾作用。結果，盡管對較強的功能提出強烈要求，但通常都不給工業自動化系統升級。

發明內容

有鑒于此，需要一種采用費用低廉的方式便于HMI裝置的硬件功能升級的系統及方法。

因此，本發明的目的在于提供一種用于HMI裝置的可擴展架構，以便可以采用費用低廉的方式增強HMI裝置的硬件功能。

本發明的目的分別通過根據權利要求1、8及13所述的人機界面裝置、自動化系統及方法來實現。從屬權利要求中提出了本發明的其他實施例。

根據本發明的前述目的，提供了一種具有可擴展架構的人機界面裝置、基于所述人機界面裝置的自動化系統以及操作所述自動化系統的方法。

根據本發明的第一方面，提供了一種適用于自動化系統并配置為與另一個人機界面裝置互連的人機界面裝置。自動化系統包括多個所述人機界面裝置。每個所述人機界面裝置包括：一個或多個硬件資源，以及用于在所述人機界面裝置內的一個或多個硬件資源之間提供通信信道的系統總線。人機界面裝置進一步包括互連電路。互連電路包括：至少一個互連端口，以及用于在互連端口和系統總線之間提供通信信道的裝置。每個互連端口適用于使所述人機界面裝置與另一個人機界面裝置互連以便形成裝置群。因此，本發明的人機界面裝置配置為與一個或多個其他人機界面裝置互連以便形成裝置群。所述裝置群中的各種硬件資源以協調方式進行控制以便采用費用低廉的方式實現增強的硬件功能。

根據本發明的一個實施例，用于提供通信信道的裝置包括互連總線以及互連橋。互連總線對應于所述人機界面裝置在一個或多個互連端口之間提供通信信道。互連橋在所述人機界面裝置內的互連總線和系統總線之間提供通信信道。因此，根據這一技術特征，在形成所述裝置群的各個人機界面裝置的各個系統總線之間設置專用通信信道，從而在硬件中實現所需的通信。這一技術特征便于實現快速的設備間通信。

根據本發明的另一個實施例，互連電路配置為傳送多路復用地址/數據信號、控制信號及中斷信號中的至少一個。根據這一技術特征，互連電路配置為傳送設備間通信所需的各種期望信號。

根據本發明的另一個實施例，人機界面裝置包括發現模塊。發現模塊配置為檢索（retrieving）與所述裝置群中的一個或多個其他人機界面裝置內的一個或多個硬件資源相關的信息。根據這一技術特征，所述裝置群中的每個人機界面裝置獲取與形成所述裝置群的每個其他人機界面裝置相關的信息，促進了仲裁過程以便配置一個或多個人機界面裝置在主模式（master?mode）下并配置剩余的人機界面裝置在從模式（slave?mode）下。