用于生成和处理用于分布式控制系统的组件的应用的方法以及用于实施所述方法的工程系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于生成和处理用于物理组件(Cl、...、Cn)——例如控制系统(CA)的可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicControl(PLC))、人机接口(HumanMachineInterface(HMI))和/或控制监视与数据采集单元(SupervisoryControlandDataAquisition(SCADA)：监督控制与数据采集系统)——的组件应用(CAl、...、CAn)的方法以及工程系统，其中，产生所述组件(Cl、...、Cn)的组件功能(CFl、...、CFn)的实例(ICFl、...、ICFn)，由所述实例生成所述组件应用(CAl、...、CAn)，其中，将所生成的组件应用(CAl、...、CAn)加载到所述物理组件(Cl、...、Cn)中。为了简化所述生成而规定，将所述实例(ICFl、...、ICFn)作为所述组件功能(Fl、...、Fn)的代表(RCl、...、RCn)在基于云的环境中分布式地实施，其中，在所述基于云的环境(CBE)中基于数据来在所述代表(RC1、RC2、RC3、...、RCn)之一中生成所述组件应用(CA1、CA2、CA3、...、CAn)中的每一个，所述数据通过所述代表(RC1、RC2、RC3、...、RCn)之间的交互以及所述代表(RC1、RC2、RC3)与所属的物理组件(Cl、C2、C3、...、Cn)之间的交互来交换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生成和处理用于物理组件的组件应用的方法以及工程系统
本专利技术涉及一种用于生成和处理用于分布式控制系统的物理组件的应用的方法以及工程系统。
技术介绍
通常，应用（例如包括控制逻辑和配置数据的控制应用）的生成集中地在工作站（例如个人计算机）上进行。这当在多个工作站上分布式地实施对应用（例如控制应用）的规划和设计时也适用。然后，最终的应用由中央工作站来生成。由于投射待交换的数据量、其关系（例如处理交叉参考）以及所需的用于数据的通信路径的数量以及整个系统配置和逻辑在所属的物理控制系统组件（例如PLC（ProgrammableLogicControl：可编程逻辑控制器）、HMI（HumanMachineInterface：人机接口）和SCADA（SupervisoryControlandDataAcquisition：监督控制和数据采集））上的分配的必要性，一旦中央工作站受干扰或可受限地访问，则公知的方法或者系统仅仅具有低的效率、可伸缩性和容错性。例如在EP2360542A1中对这种方法进行了描述，其涉及一种用于借助工程系统来投射可在操作与观察设备上呈现的过程图像的方法。在此，该过程图像包括多个图像对象，所述多个图像对象代表待控制的技术过程的组件并且借助工程系统的投射软件由实例来产生，所述实例借助投射软件分别通过类型的实例化来构成。通过合适的措施，能够实现图像对象到组件的明确分配。然而，所述方法在中央工程系统上执行。
技术实现思路
从此出发，本专利技术所基于的任务是，如此改进一开始所述类型的方法和系统，使得生成与处理用于分布式控制系统的组件的应用的效率被改善。根据本专利技术，所述任务通过如下所述的方案解决。根据本专利技术用于生成和处理用于物理组件的组件应用的方法，所述方法包括以下步骤：借助用于待使用的组件功能的所定义的参考和参数集、以及其通信、逻辑和变量，从在库中所存储的组件模型和/或功能模型提供以对象类型形式的组件功能；选择对于总应用特定的组件功能；其特征在于，客户特定的或基于许可的以服务级别协议形式的功能范围定义有所配属的功能范围参数，在验证所定义的服务级别协议之后由所选择的组件功能产生实例，并且对参数进行传送，所述参数包括对于生成所述组件应用重要的功能范围参数，借助资源管理件将生成总应用所需要的实例作为所述组件功能的代表分配到基于云的环境的资源上，并且在其中实施所述实例，以便执行，在所述基于云的环境中在所述代表之一中生成所述组件应用包括在该代表中产生参数数据、配置数据和/或应用逻辑，在考虑所述代表的实例化的参数集与参考的情况下，所述数据通过所述代表之间的交互以及所述代表与所配属的物理组件之间的交互来交换，并且将所生成的组件应用加载到所述物理组件中。根据一种优选的方法途径规定，这些代表之间的交互以及这些代表与所属的物理组件之间的交互通过服务级别协议（SLA）来控制。因此，存在以下可能性：所述代表之间的交互以及所述代表与所属的物理组件之间的交互能够通过所述服务级别协议来激活或去活。代表中所述组件应用的生成也能够通过所述服务级别协议来激活或去活。此外，本专利技术的特征在于，组件应用的生成在所属的代表内通过服务级别协议来检验或能够通过服务级别协议来检验。此外，通过所述服务级别协议开辟了以下可能性：对涉及所述物理组件的组件应用的生成或所生成数据到所述物理组件上的传输进行检验。优选地，所述代表之间的交互包括对参数的定义和比较、对控制策略的设计以及对控制逻辑的可视化。本专利技术的另一种优选实施方式的特征在于，对所生成组件应用的利用通过关于功能范围和数据访问对用户权限进行的分派来控制。在考虑所述服务级别协议的情况下，借助以所述控制监视与数据采集单元形式的物理组件能够将所生成的组件应用分配到所述控制系统的另外组件上。优选地，组件应用的生成包括以下步骤：-在所述代表之间查询/检验用于生成组件应用的服务级别协议，-所述代表之间基于Web服务的交互，-在所述代表中生成组件应用，其中，所述生成由相应代表的内部服务级别协议单元来检验，-所述组件应用到所配属物理组件上的分配，其中，必要时事先由所述服务级别协议单元实施检验。综上所述，本专利技术的特征在于以下特征：-将应用的生成分配到基于云的环境的不同组件上，-在基于云的环境上进行分布式生成，-物理组件的基于云的基础设施托管的代表（例如软件部件），由所述代表来代表所生成的控制系统的所属物理组件（例如PLC、HMI、SCADA），-特定应用(例如控制应用、HMI应用、SCADA应用)的分布式生成通过所述代表的交互来执行，-特定应用或者子应用的分布式生成与特定服务级别协议（SLA）关联，-特定应用的每一次生成通过预给定的服务级别协议来控制，例如激活或去活，-特定应用的每一次生成在托管的基于云的环境内通过服务级别协议来检验，以及-涉及物理组件（例如PLC）的每一次特定的生成或所生成的数据到这些物理组件上的传输通过服务级别协议来检验。相对于现有技术实现了更高的效率、可伸缩性和可用性，尤其减小了用于生成或更新配置数据和/或应用数据以及用于将这些数据分配到系统的所属物理组件上的时间。这通过将用于PLC、HMI、SCADA的应用的以前集中式的生成切换到分布式的代表中的方式来实现，所述分布式的代表通过基于云的环境交互。通过借助服务级别协议对所述代表彼此之间的通信和/或所述代表与所述物理组件之间的通信进行控制，来在计划与设计阶段、调试阶段和/或执行阶段期间提供服务级别协议管理能力。由于基于云的基础设施而实现了系统的已改善可伸缩性。一种改进方案的特征在于，在使用用于待使用的组件功能的所定义的参考和参数集、其通信、逻辑和变量的情况下，从在库中所存储的组件模型和/或功能模型为所定义的用户产生对象类型形式的组件功能。识别对于总应用特定的组件功能，并且在验证所基于的功能范围之后从所选择的组件功能产生所述实例。此外，对必要的参数（其包括对于所述组件应用的生成重要的功能范围参数）进行传送。优选地，借助资源管理将所述实例分配到所述基于云的环境的组件上，并且在较低级别的资源(例如用于执行相应实例的服务器)上实施所述实例。特别优选地，所述组件应用在代表的实例内由对象代表来生成，其中，通信参数生成单元设置用于生成通信参数、应用逻辑生成单元设置用于生成应用逻辑和/或配置信息生成单元设置用于生成配置信息。所述通信参数优选代表变量、波特率或存储空间。应用逻辑可以表示功能模块、输入变量、存储空间和/或输出变量，并且所述配置信息表示用于背景的颜色或菜单语言。优选地规定，在所述代表的实例的服务级别应用单元中定义和检验用于生成所述组件应用的服务级别协议。在此，所述服务级别协议单元控制所述对象代表在所述代表内的交互以及与其他代表的交互和/或所生成的组件应用的分配。此外，所述方法的特征在于，通过接口通过用于资源的统一标识符（uniformresourceidentifier：统一资源标识符）进行通信，所述统一标识符由字符序列组成，所述字符序列用于对抽象资源或物理资源进行寻址/识别。此外，本专利技术涉及一种用于生成和处理用于物理组件的组件应用的工程系统，所述工程系统包括用于生成所述组件的组件功能的实例的部件，其中，所述组件应用通过所述实例来生成，并且其中，所述工程系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生成和处理用于物理组件(Cl、...、Cn)的组件应用(CAl、...、CAn)的方法，所述物理组件(Cl、...、Cn)例如是控制系统(CA)的可编程逻辑控制器(Programmable Logic Control (PLC))、人机接口(Human Machine Interface (HMI))和/或控制监视与数据采集单元(Supervisory Control and Data Aquisition (SCADA)：监督控制与数据采集系统)，其中，产生组件(Cl、...、Cn)的组件功能(CFl、...、CFn)的实例(ICFl、...、ICFn)，其中，由所述实例生成组件应用(CAl、...、Can)，并且其中，将所生成的组件应用(CAl、...、CAn)加载到所述物理组件(Cl、...、Cn)中，其特征在于，将所述实例(ICFl、...、ICFn)作为所述组件功能(Fl、...、Fn)的代表(RCl、...、RCn)在基于云的环境中分布式地实施，其中，在所述基于云的环境(CBE)中在所述代表(RC1、RC2、RC3、...、RCn)之一中基于数据生成所述组件应用(CA1、CA2、CA3、...、CAn)中的每一个组件应用，所述数据通过所述代表(RC1、RC2、RC3、...、RCn)之间的交互以及所述代表(RC1、RC2、RC3、...、RCn)与所配属的物理组件(Cl、C2、C3、...、Cn)之间的交互来交换。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.19 DE 102011053757.01.一种用于生成和处理用于物理组件(Cl、...、C3)的组件应用(CAl、...、CA3)的方法，所述方法包括以下步骤：借助用于待使用的组件功能(CFl、...、CFn)的所定义的参考和参数集、以及其通信、逻辑和变量，从在库(BIB)中所存储的组件模型(CMl、...、CMn)和/或功能模型(FMl、...、FMn)提供以对象类型形式的组件功能(CFl、...、CFn)；选择对于总应用特定的组件功能(CFl、...、CFn)；其特征在于，客户特定的或基于许可的以服务级别协议(SLAl、...、SLAn)形式的功能范围定义有所配属的功能范围参数(PSLA1、...、PSLAn)，在验证所定义的服务级别协议(SLAl、...、SLAn)之后由所选择的特定的组件功能(CFl、...、CFn)产生实例(ICFl、...、ICFn)，并且对参数(P1、...、Pn)进行传送，所述参数包括对于生成所述组件应用重要的功能范围参数(PSLA1、...、PSLAn)，借助资源管理件将生成所述总应用所需要的实例(ICFl、...、ICFn)作为所选择的特定的组件功能(CFl、...、CFn)的代表(RCl、...、RCn)分配到基于云的环境的资源(CUl、...、CUn)上，并且在其中实施所述实例以便执行，在所述基于云的环境中在所述代表(RCl、...、RCn)之一中生成一个相应的组件应用(CAl、...、CA3)，生成所述相应的组件应用包括在该代表中产生参数数据、配置数据和/或应用逻辑，在考虑所述代表的实例化的参数集与参考的情况下，所述参数数据和配置数据通过所述代表(RC1、...、RCn)之间的交互以及所述代表(RC1、...、RCn)与所配属的物理组件(Cl、...、C3)之间的交互被交换，并且将所生成的组件应用(CAl、...、CA3)加载到所述物理组件(Cl、...、C3)中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理组件(Cl、...、C3)是控制系统（CS）的可编程逻辑控制器、人机接口和/或控制监视与数据采集单元。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述代表(RC1、...、RCn)之间的交互以及所述代表(RC1、...、RCn)与所属的物理组件(Cl、...、C3)之间的交互通过服务级别协议(SLA1、...、SLAn)来控制。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述代表(RC1、...、RCn)之间的交互以及所述代表与所属的物理组件(Cl、...、C3)之间的交互通过所述服务级别协议(SLA1、...、SLAn)来激活或去活。5.根据以上权利要求1-4中一项所述的方法，其特征在于，所述代表(RCl、...、RCn)中所述组件应用的生成通过所述服务级别协议(SLA1、...、SLAn)来激活或去活。6.根据以上权利要求1-4中一项所述的方法，其特征在于，通过所述服务级别协议(SLA1、...、SLAn)来检验在所述代表(RCl、...、RCn)中是否生成了所述组件应用(CA1、...、CA3)。7.根据以上权利要求1-4中一项所述的方法，其特征在于，涉及所述物理组件(Cl、...、C3)的组件应用(CA1、...、CA3)的生成或所生成的数据到所述物理组件(Cl、...、C3)上的传输通过所述服务级别协议(SLA1、...、SLAn)来检验。8.根据以上权利要求1-4中一项所述的方法，其特征在于，所述代表(RCl、...、RCn)之间的交互包括对参数的定义和比较、对控制策略的设计以及对控制逻辑的可视化。9.根据以上权利要求1-4中一项所述的方法，其特征在于，对所生成的组件应用(CA1、...、CA3)的利用通过关于功能范围和数据访问对用户权限进行分派来控制。10.根据以上权利要求1-4中一项所述的方法，其特征在于，将代表(RC1、...、RCn)以软件模块形式托管在所述基于云的环境的至少一个硬件组件(CU1、...、CUn)上。11.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在考虑所述服务级别协议(SLA1、...、SLAn)的情况下，借助以控制监视与数据采集单元形式的物理组件(C1、...、C3)将所生成的组件应用(CA1、...、CA3)分配到所述控制系统的另外组件(Cl、...、C3)上。12.根据以上...

【专利技术属性】
技术研发人员：R诺伊贝特，KH温策尔，
申请(专利权)人：施奈德电气自动控制有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE