用于在软件定义自动化系统中分配工作负载的方法技术方案

软件定义自动化系统的实施例提供了用于设计、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。公开了一种用于在SDA系统中布置工作负载的方法，该方法包括确定预定设备功能的任务，评估设备功能的每个任务的工业运行参数；并根据工业运行参数对任务进行排序。该方法通过基于工业运行参数在自动化设备上分配任务而继续。

A Method for Distributing Workload in Software Definition Automation System

Implementation examples of software definition automation systems provide a reference architecture for designing, managing and maintaining highly available, scalable and flexible automation systems. A method for assigning workload in SDA system is disclosed. The method includes determining the tasks of predetermined device functions, evaluating the industrial operation parameters of each task of device functions, and sorting the tasks according to the industrial operation parameters. This method continues by assigning tasks to automated devices based on industrial operation parameters.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在软件定义自动化系统中分配工作负载的方法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17A是根据第一实施例，示出的自动化系统中可以配置自动化功能的框图。图17B是根据第二实施例，示出的自动化系统中可以配置自动化功能的另一示例性框图。图17C是根据第三实施例，示出的自动化系统中可以配置自动化功能的另一示例性框图。图18是根据第一实施例，示出的方法逻辑流程图。图19是根据第二实施例，示出的方法逻辑流程图。图20是更详细地描绘了图18及图19所示的方法中的一部分的逻辑流程图。图21是更详细地描绘了图18及图19所示的方法中的一部分的逻辑流程图。图22是更详细地描绘了图18及图19所示的方法中的一部分的逻辑流程图。图23是更详细地描绘了图18及图19所示的方法中的一部分的逻辑流程图。图24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SDA系统中安排工作负载的方法。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、从控制器的底板到智能连接设备115等设备的连接。这种通过以太网实现的连接性极大地提高了自动化设备和数据的可访问性，并有助于在正确的时间向正确的实体提供正确的信息。在一些实施例中，SDA系统的通信骨干110可以使用诸如软件定义网络(SDN)，时间敏感网络(TSN)等一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在软件定义自动化(SDA)系统中分配工作负载的方法，包括：提供一个SDA系统，包括一个系统控制器节点和多个计算节点，其中所述多个计算节点经由第一通信网络通信地耦合到所述系统控制器节点；其中所述系统控制器节点管理所述多个计算节点以及经由所述第一通信网络从所述多个计算节点至少一个计算节点上的控制系统或其一部分的虚拟化，所述虚拟化控制系统包括连接到虚拟网络的至少一个虚拟化控制系统元件，所述虚拟系统连接到第二通信网络；其中所述至少一个虚拟化控制系统元件经由连接到所述虚拟网络的所述第二通信网络来控制至少一个物理控制系统元件；和其中所述SDA系统被配置用于执行包括分配给所述至少一个自动化设备的预定设备功能的自动化功能；确定预定设备功能的任务；评估设备功能的每个任务的工业操作参数；按工业运行参数对任务进行排序；基于工业操作参数在至少两个自动化设备上分配任务。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.13 US 62/240,742;2015.10.13 US 62/241,028;1.一种用于在软件定义自动化(SDA)系统中分配工作负载的方法，包括：提供一个SDA系统，包括一个系统控制器节点和多个计算节点，其中所述多个计算节点经由第一通信网络通信地耦合到所述系统控制器节点；其中所述系统控制器节点管理所述多个计算节点以及经由所述第一通信网络从所述多个计算节点至少一个计算节点上的控制系统或其一部分的虚拟化，所述虚拟化控制系统包括连接到虚拟网络的至少一个虚拟化控制系统元件，所述虚拟系统连接到第二通信网络；其中所述至少一个虚拟化控制系统元件经由连接到所述虚拟网络的所述第二通信网络来控制至少一个物理控制系统元件；和其中所述SDA系统被配置用于执行包括分配给所述至少一个自动化设备的预定设备功能的自动化功能；确定预定设备功能的任务；评估设备功能的每个任务的工业操作参数；按工业运行参数对任务进行排序；基于工业操作参数在至少两个自动化设备上分配任务。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述SDA系统还包括计算节点；和其中通过所述至少两个自动化装置分配任务包括：基于所述工业操作参数将至少一个任务重新部署到所述至少一个自动化设备；和/基于工业操作参数将至少一个任务卸载到计算节点之一。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述工业操作参数包括：过程临界水平；和/或时间敏感水平；和/或执行成本；和/或接近临界水平；和/或性价比。4.根据权利要求3所述的方法，其中评估所述工业操作参数包括对于每个任务：确定过程临界水平；和/或确...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·肖韦，P·威廉，M·哈里曼，ALD克林，
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