[發明專利]跨裝置的通用數據訪問

有效

• 申請號: 201780091067.2
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN110678848B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 托馬斯·格呂內瓦爾德;喬治·洛;弗洛里安·埃爾施;哈特穆特·路德維格;王凌云
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: G06F9/52
• 分類號: G06F9/52
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 陳方鳴

一種用于向工業生產環境中的其他裝置提供對本地存儲的過程映像數據的訪問的系統，包括多個控制器裝置和過程映像主干。每個相應的控制器裝置包括以下內容：包括過程映像區域的易失性計算機可讀存儲介質；非易失性計算機可讀存儲介質；控制程序，被配置為向生產單元提供操作指令；輸入/輸出部件，被配置為在每個掃描周期期間或在一個或多個事件發生時以與生產單元相關聯的過程映像數據項來更新過程映像區域；以及歷史數據記錄部件，被配置為將過程映像區域的過程映像數據項在本地存儲為非易失性計算機可讀存儲介質中的時間序列數據。過程映像主干為多個控制器提供對每個可編程邏輯裝置的過程映像數據項的統一訪問。

技術領域

本公開主要涉及使用過程映像主干提供在多個自動化裝置上對過程映像數據的通用訪問。各種系統和方法可以被應用于工業自動化應用，以及使用控制器的各種其他應用。

背景技術

控制器為專用計算機控制系統，其被配置為執行連續采集關于輸入裝置狀態的數據以控制輸出裝置的狀態的軟件。控制器的示例包括可編程邏輯控制器、運動控制器、CNC、智能I/O和驅動控制器。控制器通常包括三個主要部件：處理器(可包括易失性存儲器)、包括應用程序的易失性存儲器以及用于連接到自動化系統中的其他裝置的一個或多個輸入/輸出(I/O)端口。現代控制器擁有自己的過程映像和數據歷史記錄。此外，這些系統通常具有專有數據訪問接口，以便于自動化系統之間的跨層(垂直)數據訪問。

對于數據管理和數據分析任務，以及允許機器協作解決一項任務的控制任務，重要的是縱向和橫向訪問所有自動化系統獲得數據。然而，傳統的自動化系統遵循金字塔結構，其要求將所有原始數據(數百萬個采樣點)從控制器傳送到上層(例如，SCADA或MES級別)的歷史記錄。將數據推入較高級別會降低數據的分辨率和簡便性，進而限制從控制器行為中提取情報的分析的有效性并增加干預控制優化的控制過程中的延遲。在傳統系統中，控制器基于對過程數據和控制器邏輯的特權訪問來支持深度數據分析的能力未得到充分利用。后者是由于靜態控制器邏輯/配置，其當前不支持控制邏輯的動態自適應變化或后調試階段變化，并且在需要時也不支持對其他控制器的數據和語境的感知。

另外，通常需要不同的數據適配器來從連接到自動化系統的每個裝置中提取信息。沒有相對透明的機制可以跨自動化裝置和層提供數據訪問，以進行數據管理和數據分析任務。此外，一些自動化系統甚至不提供這種訪問，并且需要解析輸出文件以提取相關數據。

發明內容

本發明的實施方式通過提供與使用過程映像主干的跨自動化裝置的通用數據訪問相關的方法、系統和裝置來解決和克服一個或多個上述缺點和缺陷。過程映像主干統一來自不同裝置或不同運行時的數據訪問，并用作不同運行時之間的去耦交互的媒介。本文描述的技術特別適合于但不限于各種工業自動化應用。

根據一些實施方式，一種用于向工業生產環境中的其他裝置提供對本地存儲的過程映像數據的訪問的系統包括多個控制器裝置和過程映像主干。每個相應的控制器裝置包括以下內容：包括過程映像區域的易失性計算機可讀存儲介質；非易失性計算機可讀存儲介質；控制程序，被配置為向生產單元提供操作指令；輸入/輸出部件，其被配置為在每個掃描周期期間或在一個或多個事件發生時以與生產單元相關聯的過程映像數據項來更新過程映像區域；以及歷史數據記錄部件，其被配置為將過程映像區域的過程映像數據項在本地存儲為非易失性計算機可讀存儲介質中的時間序列數據。過程映像主干為多個控制器提供對每個可編程邏輯裝置的過程映像數據項的統一訪問。在一些實施方式中，控制器的控制程序還被配置為(i)使用過程映像主干從第二控制器檢索一個或多個過程映像數據項，以及(ii)使用檢索到的一個或多個過程映像數據項來生成生產單元的操作指令。