软件定义自动化系统的集中化管理技术方案

公开了用于提供软件定义自动化(“SDA”)系统的集中管理的系统和方法的实施例。SDA系统通过监控计算节点的活动而由一系列控制器节点和逻辑上集中但物理上分离的计算节点集合所组成。根据一些实施例，系统的一个或多个组件监视系统的执行、网络和安全环境以检测第一环境中的事件。响应于检测到的事件，修复第一环境中的至少一个组件，并且修复第一环境将会创建触发器以引起第二和第三环境中的任意一个的至少一个组件的修复。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】软件定义自动化系统的集中化管理相关申请的交叉引用本申请要求以下临时专利申请的优先权并受益：(1)2015年10月13日提交的标题为“软件定义的自动化”、申请号为62/241,028的美国临时申请，(2)2015年10月13日提交的标题为“用于连接工业物联网中的物体的体系结构”、申请号为62/240,742的美国临时申请，(3)2016年6月10日提交的标题为“软件定义的自动化”、申请号为62/348,770的美国临时申请，(4)2016年6月24日提交的标题为“软件定义的自动化架构”、申请号为62/354,683的美国临时申请，(5)2016年6月26日提交的标题为“软件定义的自动化架构”、申请号为62/354,799的美国临时申请和(6)2016年10月11日提交的标题为“软件定义的自动化系统和架构”、申请号为62/406,932的美国临时申请。前述专利申请的全部内容明确地通过引用并入本文。
技术介绍
自动化是使用自动控制装置和各种技术来使监控、操作和控制过程和安装自动化，而无需显着的人为干预来实现优于手动控制的表现。用于监视、控制过程和安装(例如，在工厂，建筑物等中)的已知自动化系统通常包括各种自动化设备，诸如控制器(例如可编程逻辑控制器(PLC)，可编程自动化控制器(PAC))，输入/输出设备(I/O设备)，现场设备(例如传感器和致动器)，个人计算机(PC)，人机界面(HMI)等。控制器执行用户定义的程序来控制自动化过程。通常，在控制系统中，控制器从现场设备(如传感器和测量设备)读取输入数据，并使用输入数据根据用户定义的程序生成控制输出。附图说明图1是根据一些实施例，示出的软件定义的自动化(“SDA”)技术的各方面的框图。图2A是示出在一些行业中实施的传统自动化系统架构的示例的框图。图2B是根据一些实施例，示出的简化且灵活的自动化系统架构示例的框图。图3是根据一些实施例，示出的企业的更平坦和灵活的操作技术体系结构的示例的框图。图4是根据一些实施例，示出的一个SDA系统的简化架构的框图。图5是根据一些实施例，示出的SDA的功能架构的框图。图6A是根据一些实施例，示出的SDA系统的子系统的框图。图6B是根据一些实施例，示出的每个SDA子系统的控制范围的框图。图7A是根据一些实施例，示出的在传统自动化系统中解决方案软件和自动化设备之间进行交互，以及在SDA环境中系统软件和自动化设备之间进行交互的框图。图7B是根据一些实施例，示出的SDA系统的系统软件的示例组件的框图。图7C-7F是根据一些实施例，示出的系统软件的示例用户界面的截图。图8A是根据第一实施例，示出的示例雾服务器组件的框图。图8B是根据第二实施例，示出的示例雾服务器组件的框图。图9A是根据一些实施例，示出的雾服务器控制器的示例组件的框图。图9B是根据一些实施例，示出的托管虚拟机的计算节点的示例组件的框图。图9C是根据第一实施例，示出的容纳容器的计算节点的示例组件的框图。图9D是根据第二实施例，示出的容纳容器的计算节点的示例组件的框图。图9E是示出托管裸机映像的计算节点的示例组件的框图。图10A是根据一些实施例，示出的SDA系统的组件视图的示例的框图。图10B是根据一些实施例，示出的SDA系统的控制视图和系统视图的示例的框图。图11是根据一些实施例，示出的在计算节点上提供功能单元的SDA子系统的编排的示例的框图。图12是根据一些实施例，示出的创建自动化系统的示例方法的逻辑流程图。图13A是根据一些实施例，图示的经由系统软件将功能单元添加到自动化系统的示例方法的逻辑流程图。图13B根据一些实施例，描绘了传送机系统的拓扑图的示例。图14是根据一些实施例，示出的在SDA系统中供应功能单元的示例方法的逻辑流程图。图15是根据一些实施例，示出的配置SDA系统中的功能单元的示例方法的逻辑流程图。图16A是根据一些实施例，图示的经由软件定义自动化系统的示例方法的逻辑流程图。图16B是根据一些实施例，示出的调试或供应SDA系统中的功能单元的示例方法的逻辑流程图。图17是根据一些实施例，示出的SDA系统的雾服务器控制器的主机管理组件的示例组件的框图。图18A是根据一些实施例，示出的可以被检测到的SDA系统的虚拟和/或物理环境中的事件的一些示例类别的框图。图18B是根据一些实施例，示出的SDA系统中的一些示例性事件处理程序的框图。图19是根据一些实施例，图示的来自SDA系统的对网络安全事件的协调响应的示例的框图。图20是根据一些实施例，图示的对来自SDA系统的计算节点故障事件的协调响应的示例的框图。图21A是根据一些实施例，示出的选择用于部署虚拟化实例/组件的计算资源的示例方法的逻辑流程图。图21B是根据一些实施例，示出的选择用于部署访客的计算资源的示例方法的逻辑流程图。图22是根据第一实施例，图示的管理SDA系统的示例方法的逻辑流程图。图23是根据一些实施例，图示的检测和处理故障事件的示例方法的逻辑流程图。图24是根据第二实施例，图示的管理自动化系统的示例方法的逻辑流程图。图25示出了以计算机系统的示例形式的机器的图形表示，在该计算机系统中可以执行用于使机器执行这里讨论的任何一个或多个方法的一组指令。详细说明1.概述本公开描述了提供用于设计，管理和维护高度可用，可扩展且灵活的自动化系统的参考架构的软件定义自动化(下文中称为“SDA”)技术和系统(以下称为“SDA系统”)。本公开还描述了用于提供包括计算资源，网络资源和安全资源的SDA系统的集中管理的系统和方法。在一些实施例中，SDA技术使控制系统和相关软件能够在雾平台或私有云内运行。在传统的制造设施，炼油厂，潜艇，车辆，隧道，行李处理系统，能源管理系统，楼宇管理系统，洪水控制系统，电网控制系统等中可以找到各种不同复杂程度的控制系统。通过将整个控制系统或其至少一部分移动到雾平台或私有云，以及向控制系统元件提供软件接口，SDA技术允许在自动化工程的整个生命周期中进行的工程任务，例如设计，编程，配置，安装，运行，维护，升级和关闭将以更简单，更高效和更具成本效益的方式进行。如图1所示，SDA系统100的体系结构包括三个方面：(1)智能分布式系统105，(2)通信骨干110和(3)智能连接设备115。智能分布式系统105采用基于软件的方法在整个生命周期内管理企业自动化系统的各个方面。这种基于软件的方法意味着SDA系统易于设置、调整和适应任何不断变化的要求以适应不断变化的业务环境。在智能分布式系统中，自动化服务器可以托管应用程序，数据库等，并且具有高度的弹性。在一些实施例中，系统通过使访客(例如，控制/自动化应用)在逻辑上被定义并分布和重新分配以在一个或多个主机(例如，虚拟机，容器，裸机)、服务器、物理自动化控制器、嵌入式系统等上运行而展现分布式智能。该分发可以由于各种原因而被启动，例如为了优化性能，升级硬件等。例如，具有大量计算需求的应用可以被部署在能够提供必要的计算资源的计算资源上以使得其被执行。同样，具有关键时序约束的应用程序可以部署在与其控制的现场设备非常接近的计算资源上，以减少通过网络时的延迟和/或其他延迟的影响，并提高系统的性能。通信骨干网110提供贯穿自动化架构的从控制层到现场总线、从控制器的底板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管理自动化系统的方法，包括：监控包括第一计算节点和在第一计算节点上运行的访客的自动化系统的物理和虚拟组件；接收与第一计算节点相关联的自动化系统相关事件的指示；通过以下方式响应自动化系统相关事件：从所述多个计算节点中选择第二计算节点以接管在所述第一计算节点上运行的所述访客的执行；配置所述第二计算节点以在所述第二计算节点上执行所述访客；根据与所述访客相关联的安全策略来配置所述第二计算节点中的所述访客的安全性；和配置自动化系统的网络以完成从第一计算节点到第二计算节点的控制传输。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.13 US 62/241,028;2015.10.13 US 62/240,742;1.一种管理自动化系统的方法，包括：监控包括第一计算节点和在第一计算节点上运行的访客的自动化系统的物理和虚拟组件；接收与第一计算节点相关联的自动化系统相关事件的指示；通过以下方式响应自动化系统相关事件：从所述多个计算节点中选择第二计算节点以接管在所述第一计算节点上运行的所述访客的执行；配置所述第二计算节点以在所述第二计算节点上执行所述访客；根据与所述访客相关联的安全策略来配置所述第二计算节点中的所述访客的安全性；和配置自动化系统的网络以完成从第一计算节点到第二计算节点的控制传输。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述事件响应于来自所述自动化系统外部的系统的信号而被触发。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述访客在所述第一计算节点上的第一主机上运行，并且所述访客在所述第二计算节点上的相同主机或新主机上运行。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一计算节点是工业自动化设备，并且其中所述第二计算节点是运行作为主机的虚拟机，容器或裸机的机器。5.根据权利要求1所述的方法，其中接管所述访客的执行是通过无扰动切换。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第二计算节点作为所述第一计算节点的克隆来促进所述无扰动切换。7.根据权利要求1所述的方法，其中配置所述第二计算节点以执行所述访客包括从存储节点检索与所述访客相关的逻辑和状态数据，并利用所述逻辑和状态数据来配置所述第二计算节点以执行所述访客而无需重启。8.根据权利要求5所述的方法，其中在检测与所述第二计算节点相关联的事件之前，所述网络环境被配置为传播来自所述第一计算节点和所述第二计算节点两者的输入并且仅从所述第一计算节点的输出。9.根据权利要求1所述的方法，其中配置所述自动化系统的所述网络以完成从所述第一计算节点到所述第二计算节点的控制传输包括配置至少一个物理或虚拟网络交换机以允许与来自第二个计算节点的进程或机器的控制相关联的入站和出站业务。10.根据权利要求9所述的方法，其中配置所述自动化系统的所述网络环境以完成从所述第一计算节点到所述第二计算节点的控制传输进一步包括配置至少一个物理或虚拟网络交换机以阻止与来自第一个计算节点的进程或机器的控制相关联的出站业务。11.根据权利要求1所述的方法，其中与被监视的所述第一计算节点相关联的所述事件包括计算节点故障事件，维护事件，处理事件或升级事件。12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括为所述自动化系统的所述访客配置安全性包括向所述第二计算节点分发至少一个安全策略以用于实施。13.根据权利要求1所述的方法，其中响应所述事件是通过用户批准。14.根据权利要求1所述的方法，其中对所述事件的响应没有用户干预。15.一种管理自动化系统的方法，包括：监控自动化系统的执行，网络...

【专利技术属性】
技术研发人员：A肖韦，P威廉，M哈里曼，E阿尔法诺，A梅梅达吉克，ALD克林，D多格特，V瓦拉拉，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR