[發明專利]用于將工業過程裝備的描述轉換成數據信息模型的網關和方法

在審

• 申請號: 201980086722.4
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN113196192A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: D·阿尼奇克;A·霍夫曼
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉書航;周學斌

現代工業過程需要在自動化金字塔中如何結構化數據流方面的靈活性。數據應當可在金字塔的每一級處直接訪問，而不僅僅是向上和向下的流動。本文中的實施例總體地涉及用于促進過程裝備在支持開放工業標準的工業環境內的集成的網關。所提出的實施例支持將其特性、能力和/或要求由用于工業過程裝備的描述語言（諸如EDDL）表達的現場設備集成到使能實現直接數據訪問的當代通信環境中，其中通信環境在語義豐富且基于圖形的數據信息模型（諸如由OPC UA提供）的基礎上操作。

技術領域

本實施例涉及用于將工業過程裝備的描述轉換成數據信息模型的網關。更具體地，本實施例涉及將工業過程裝備的描述轉換成用于自動化目的的語義豐富且基于圖形的數據信息模型。

背景技術

過去的工業自動化系統組件傳統上已經通過專用網絡使用各種用于訪問和數據交換的不同協議而互連。

當前和未來的自動化系統和現場設備的發展已經將相當大的注意力放在通用工業標準上，所述通用工業標準旨在標準化對過程數據的訪問，以便減少用于設備工程設計、配置、管理、操作和版本控制的努力，以及使能實現基于過程數據的集成和處理的應用。

開放平臺通信統一架構或OPC UA為現場設備的集成提供了一種架構。OPC UA是OPC基金會的一個工業標準協議，其以（特別是在過程自動化中）交換工業數據為目的用于獨立于制造商的通信。

然而，今天的許多現場設備是通過替代方法、諸如命名為電子設備描述語言或EDDL的描述語言來描述的。因此，在本領域中存在如下需要：即促進由描述語言根據不同的描述方案數據描述的過程裝備在由開放工業標準（諸如OPC UA）描述的過程裝備的工業環境內的集成。

發明內容

本文中的實施例總體地涉及一種用于促進過程裝備在支持開放工業標準（諸如OPC UA）的工業環境內的集成的網關。

在一個實施例中，公開了一種用于將工業過程裝備的描述轉換成用于自動化目的的語義豐富且基于圖形的數據信息模型的網關。所述網關包括解析模塊，所述解析模塊用于通過現場通信協議解析工業過程裝備描述中的信息實體，并用于將解析的信息實體轉換成聲明式邏輯事實并在演繹數據庫內斷言聲明式邏輯事實。所述網關進一步包括使用映射知識庫的知識引擎，用于將映射規則應用于所述聲明式邏輯事實，由此所述聲明式邏輯事實被演繹地映射到基于圖形的數據信息模型上。最終，所述網關包括接口模塊，用于訪問基于圖形的數據對象模型。

盡管對于聲明式邏輯事實存在許多替代的形式化，例如基于W3C OWL的形式化，但是對于在資源受限的設備上部署，Datalog的使用被認為是優勢。

附圖說明

從下面結合附圖考慮的對優選實施例的描述中，本實施例的目的以及另外的優勢將變得更加清楚和容易領會，其中：

圖1示出了工業自動化領域中制造控制的層級分層架構；

圖2示出了用于在自動化控制系統內交換數據的功能單元的框圖；

圖3示出了根據實施例的網關的基本功能單元的框圖；

圖4示出了應用于聲明式邏輯事實的聲明式邏輯規則的圖形表示；

圖5示出了用于在基于圖形的數據信息模型中對通用變量進行建模的模型結構；

圖6示出了用于在基于圖形的數據信息模型中對工業過程裝備的描述進行建模的節點結構；

圖7示出了在自動化控制系統內用于交換數據的其他功能單元間的根據實施例的網關的框圖；和；

圖8示出了圖示根據實施例的用于將工業過程裝備的描述轉換成語義豐富且基于圖形的數據信息模型的操作流程圖的示圖。

具體實施方式

工業過程是復雜的，因為它們涉及范圍從機械、電子、通信到計算機科學的不同領域的技術。此外，不同的系統在工業過程中扮演范圍從現場設備、控制設備、制造執行系統到企業管理系統的不同角色。