事件和数据的活动报告制造技术

本发明专利技术涉及一种事件和数据的活动报告。本公开内容涉及一种工业控制系统和用于监测工业控制系统中的电子装置的方法。电子装置可以例如经由EtherNet/IP作为网络装置连接。装置可以被配置成在检测到诸如误差或偏差这样的列举条件的情况下提供“未连接”消息通知(或“活动报告”)。未连接消息可以是在没有预先建立通信信道绑定的情况下在两个或更多个应用(其可以是相同或不同的装置)之间所发送的消息。未连接消息可以包括用于将消息路由至主计算机的路由路径信息、用于关联应用的应用路径信息以及与电子装置的状态和列举条件中的至少一个有关的数据有效负荷信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业控制系统领域，更具体地，涉及用于提供关于工业控制系统中的装置的事件和数据通知以及监测的系统及方法。
技术介绍
工业控制器是用于控制例如工厂环境中的工业过程或机器的专用计算机系统。通常，工业控制器执行下述存储的控制程序：其读取来自与受控过程或机器关联的、用于感测过程或机器的条件的多种传感器的输入，以及基于这些输入和存储的控制程序来计算用于对控制过程或机器的致动器进行控制的一组输出。工业控制器在许多方面与常规的计算机不同。物理地，工业控制器被构造成比常规计算机对撞击和损害实质上更具鲁棒性以及更好地抵抗外部污染物和极端环境条件。处理器和操作系统是针对实时控制而被优化的，并且用设计语言被编程以允许快速地开发针对一组不断改变的机器控制应用或一组过程控制应用而定制的控制程序。通常，工业控制器具有高度模块化的架构，其例如允许要被用于将控制器连接至待控制的过程或机器的不同数量和类型的输入与输出模块。通过使用适合高可靠性和可用实时通信的专用“控制网络”来便利该模块化。这样的控制网络(例如，EtherNet/IP、DeviceNet以及ControlNet)与通过预调度网络通信容量和/或提供高可用性的无缝冗余通信性能来保证最大通信延迟的标准通信网络不同。作为其增强模块化的一部分，工业控制器可以采用专用于诸如检测输入AC或DC信号或控制输出AC或DC信号这样的特定类型的电信号和功能的I/O模块或装置。这些I/O模块或装置中的每个可以具有下述连接器系统：使其能够与其他选择的I/O模块或装置一起以不同的组合而被安装在壳体或机架中，以匹配特定应用的要求。多个或单独的I/O模块或装置可以位于受控过程或机器附近的方便的控制点处，以经由控制网络与中央工业控制器进行通信。控制网络可以采用“连接的消息传送”，在“连接的消息传送”中，网络的带宽和缓冲空间被预先分配给专用的“连接”以检测丢失的或不可预见的延迟数据控制消息传送，或保证如在公共以太网使用中的客户端/服务器事务完整性。连接的消息传送的示例在通用工业协议(CIP)中体现，通用工业协议是针对由开放设备网供应商协会(ODVA)支持的工业自动化应用的无关于介质的工业协议。在开放设备网供应商协会有限公司的版权为2006的“The Common Industrial Protocol(CIP)and the Family of CIP Networks”中描述了CIP，该文献的全部内容通过引用并入到本文中。CIP包含用于对制造自动化应用进行采集的全套消息和服务以及其他信息，其中自动化应用包括控制、安全、同步、运动、配置。CIP的应用扩展包括：CIP安全，其提供节点之间的通信，该节点例如是安全I/O块、安全联锁开关、安全光幕与安全应用中的安全PLC直至根据IEC61508标准的安全完整度(SIL)3；CIP运动，其使得在相同网络上的现场装置和运动驱动器能够整合从而消除对于单独的运动优化网络的需要；以及CIP同步，其是基于最新的IEEE-1588标准——针对网络化测控系统的精确的时钟同步协议——的CIP的时间同步扩展，该标准提供了增加的控制协调以对要求事件记录、分布式运动控制和其他分布式应用进行排序。CIP使工业系统中的装置之间的兼容性最大化，并且实现CIP的典型的控制网络包括其规范是公开的并且其协议被许多制造商和供应商广泛使用的EtherNet/IP、DeviceNet、ControlNet以及类似的网络。工业控制系统中的装置可以例如在工业过程或机器中或在通信中或在装置自身中感测各种各样的列举条件，例如误差或偏差，其中该装置包括与工业过程或机器(例如传感器、致动器以及过程仪表)交互的装置。因此，为了维持系统的健康，理解何时发生这些列举条件是重要的。然而，监测由装置记录的误差和偏差会有一些问题。例如，如通过周定性地发起与装置的CIP事务的工业控制器来不断地轮询这样的装置，需要针对每个装置从有限的CIP连接池中分配，以及可能需要附加的通信带宽(例如工业控制器与装置之间的“持久连接(keep-alive)业务”)以维持与每个装置的CIP连接。此外，不断地轮询这样的装置导致不需要的事务，以及如果发生错误，则增加了报告错误的等待时间。此外，利用可能具有有限功率或者可能受到计算性能、存储量、通信速率或其他因素限制的特定装置，即使对装置的连续轮询是可完成的，也可能特别地难以完成。因此，期望提供一种消除前述缺点中的一个或更多个的、能够关于误差和偏差对设备进行监测的工业控制系统。
技术实现思路
专利技术人已经认识到，工业控制系统中的电子装置可以经由诸如EtherNet/IP这样的网络来连接。该装置可以被配置成在该装置检测到诸如误差或偏差这样的列举条件时提供“未连接的”消息通知(或“活动报告”)。未连接消息可以是在两个或更多个应用(其可以是相同或不同的装置)之间所发送的消息，而无须预先建立通信信道绑定。未连接消息可以包括：用于将消息路由至主计算机的路由路径信息、用于关联应用的应用路径信息以及与电子装置的状态和列举条件中的至少一个有关的数据有效负荷信息。因此，未连接消息可以从装置被发送至主机而无需应用层通用工业协议(CIP)连接或传输层传输控制协议(TCP)连接，这两种连接都会消耗大量的资源。除了与装置的误差或偏差和/或状态有关的数据，活动报告还可以在数据有效负荷信息中包括误差或偏差的通知。这样的数据可以以固定的格式来提供，包括：事件ID、事件分类、事件严重程度和/或时间戳。事件ID可以利用现有技术中已知的面向对象的方法来构造。例如，CIP装置的事件ID可以包括CIP类ID、实例ID以及事件代码。装置可以主动地向系统中的主机(例如工作站、工业控制器、HMI、便携式装置等)报告关于误差或偏差的事件，并且活动报告可以利用应用路径信息而跟随列举的应用路径。主计算机可以订阅或取消订阅以利用应用路径从装置接收活动报告，以及可以在系统中维护记录装置和从装置接收的活动报告的数据结构。在一个方面中，应用路径可以用作将来自装置的活动报告与客户端的订阅进行关联的途径。在另一个方面中，多个事件可以聚集到一个活动报告中，并且这一个报告可以被多路广播至多个客户端。本专利技术的一个方面可以提供未连接活动报告通信，其中，可以在工业自动化应用(其可以包括CIP应用)中以可靠的传递特征(例如重试和排队)来传递按照基于用户数据报协议(UDP)的、按需定制的消息。报告功能(例如订阅、取消订阅以及通知功能)可以被建模为CIP对象的公共服务。报告内容可以包括事件(其可以被预先构建在电子装置的应用中)或状态数据(例如包括CIP对象的属性)，事件可以由事件ID(例如包括类ID、实例ID以及事件代码)来标识，而状态数据可以由数据路径(例如包括类ID、实例ID以及属性ID)来标识。主计算机可以基于兴趣订阅和/或取消订阅报告内容。应用路径可以用作识别通知以及将通知与原始订阅请求关联的途径。应用路径是包含在未连接消息中的路径信息，其可以由主计算机使用以与电子装置进行关联。在事件报告的情况下，应用路径可以包括：警报管理器类ID、实例ID以及事件ID；以及在装置状态报告的情况下，应用路径可以变成以对象类ID、实例ID以及属性ID的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业控制系统，包括：主计算机，其包括执行第一应用的处理器；和电子装置，其包括执行第二应用的处理器，所述电子装置通过控制网络与所述主计算机进行通信，所述电子装置还与工业过程或机器进行通信，所述电子装置还执行存储在非暂态介质中的程序，所述程序能够操作成：(a)通过所述第二应用来检测列举条件，以及(b)响应于所述列举条件，将未连接消息通过所述控制网络传送至所述主计算机的所述第一应用，其中，未连接消息是在没有在应用之间预先建立通信信道绑定的情况下所传送的消息。

【技术特征摘要】
2015.06.22 US 14/746,0871.一种工业控制系统，包括：主计算机，其包括执行第一应用的处理器；和电子装置，其包括执行第二应用的处理器，所述电子装置通过控制网络与所述主计算机进行通信，所述电子装置还与工业过程或机器进行通信，所述电子装置还执行存储在非暂态介质中的程序，所述程序能够操作成：(a)通过所述第二应用来检测列举条件，以及(b)响应于所述列举条件，将未连接消息通过所述控制网络传送至所述主计算机的所述第一应用，其中，未连接消息是在没有在应用之间预先建立通信信道绑定的情况下所传送的消息。2.根据权利要求1所述的工业控制系统，其中，所述消息包括用于将所述消息路由至所述主计算机的路由路径信息、与所述电子装置的所述第二应用有关的应用路径信息以及与所述电子装置的状态和所述列举条件中的至少一个有关的数据有效负荷信息。3.根据权利要求2所述的工业控制系统，其中，所述主计算机能够操作成将所述应用路径信息关联于所述电子装置。4.根据权利要求1所述的工业控制系统，其中，所述电子装置能够操作成在接收到来自所述主计算机的订阅请求之后将所述消息传送至所述主计算机。5.根据权利要求4所述的工业控制系统，其中，所述主计算机是第一订阅者，所述工业控制系统还包括第二订阅者，其中，所述电子装置能够操作成将所述消息作为多播消息传送至所述第一订阅者和所述第二订阅者。6.根据权利要求4所述的工业控制系统，其中，所述电子装置能够操作成在接收到来自所述主计算机的取消订阅请求之后停止向所述主计算机传送消息。7.根据权利要求1所述的工业控制系统，其中，所述未连接消息是通用工业协议(CIP)显式消息，并且所述第一应用和所述第二应用是第一通用工业协议应用对象和第二通用工业协议应用对象。8.根据权利要求1所述的工业控制系统，其中，所述主计算机包括能够操作成显示所述列举条件的人机接口(HMI)以及用于记录所述列举条件的数据库。9.根据权利要求1所述的工业控制系统，其中，所述主计算机是可编程逻辑控制器(PLC)。10.根据权利要求1所述的工业控制系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐达银，大卫·布兰特，于轶，小克利福德·J·怀特黑德，张国林，
申请(专利权)人：洛克威尔自动控制技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US