在工业自动化系统内提供功能的方法以及自动化系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于在工业自动化系统内提供功能的方法。其中，通过至少一个控制单元(10)的网络应用(11)使得自动化系统的功能可供使用，该网络应用在客户端侧在控制程序运行期间经由作为网络客户端(21)的单页网络应用在客户端侧的用户端口(22)上进行提供。功能由网络应用(11)的表示至少一个控制单元(10)和可由其提供的数据的标准化的数据模型(13)所提供。经由网络应用的通用的数据端口(12)来访问标准化的数据模型(13)。

Functional methods and automation systems in industrial automation systems

The invention relates to a method for providing functions in an industrial automation system. The function of the automation system is made available by the network application (11) of at least one control unit (10), which is provided on the user port (22) of the client side by a single page network application as the network client (21) during the operation of the control program on the client side. Functions are provided by a standardized data model (13) representing at least one control unit (10) and data provided by the network application (11). The standardized data model (13) is accessed via a common data port (12) for network applications.

【技术实现步骤摘要】
在工业自动化系统内提供功能的方法以及自动化系统
本专利技术涉及一种用于在工业自动化系统内提供功能的方法。本专利技术此外还涉及一种计算机程序产品。此外，本专利技术还涉及一种工业自动化系统。
技术介绍
工业自动化系统用于监控、控制和调节工业过程，尤其是在制造、过程及楼宇自动化领域，并且实现了控制装置、传感器、机床以及工业设备的运作，它们的运作要尽可能自主地进行，并且不依赖于人为干预。由于信息技术对包含多个联网的控制及计算机单元的自动化系统越来越重要，用于可靠地提供分布在自动化系统上的功能的方法对于提供监控、控制和调节功能来说赢得了越来越重要的地位。在工业自动化系统中可以使用许多的控制单元，也被称为PLC(可编程逻辑控制器)。通常，每个控制单元提供一个可以用来访问相应的控制单元的端口。经由这个端口可以询问到许多不同的信息，例如控制单元的当前状态、控制单元的配置数据、系统及用户变量、诊断信息(像是追踪记录文件、警报、日志等等)或者控制单元的当前配置的备份。经由端口不仅能够部分地浏览数据，而且还能够访问数据并且修改数据。为此，在控制单元上安装有网络应用，其能够经由http或者https实现访问。为此例如可以在控制单元中将单个的网页存放在存储器中，这些网页能够连接到上述数据和/或控制单元的状态。在运行期间，这些信息在控制单元侧分别在调用相应的网页时被删除并且集成到这个网页中。之后网页被传输给网络客户端。因此，对于网络客户端这方的每一次询问，生成一个包含被询问的数据的网页。这种做法的问题在于，网络应用具有极高的复杂性。此外，必须为每种不同的控制单元类型设计相应数量的、含有集成在其中的数据的网页。此外不利的是，这些网页上的数据的更新需要重新加载所涉及到的网页。这可以选择自动地在调用网页时完成，例如在通过浏览多个网页时，为此要通过使用者准确地触发新的加载。可选择地，可以以固定的间隔(例如每五分钟)完成一次更新。结果就是由此产生对网页应用的较高的计算负荷。从使用者的角度来看，得到了较差的反应时间。有一种网页应用被称为单页应用(英语：Single-Page-Application,SPA)，其由一个单独的HTML文件构成，并且其内容被动态地重新加载。在单页应用中，使用者不再需要在各个网页之间变换。作为替代，在客户端侧的终端设备中与网页应用的互动引起后台中的通信，这种通信动态地重新加载单网页的其他部分。在此，数据也可以通过不同的专有端口重新加载。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种用于在工业自动化系统中更加灵活地提供功能的方法，以及提供该方法的合适的工业实现方案。按照根据本专利技术的方法，通过控制单元的网页应用使得自动化系统的功能可供使用，在客户端侧在控制程序流程期间通过作为网络客户端的单页应用在客户端侧的用户端口提供该功能。这些功能由网络应用的表示至少一个控制单元和可由其提供的数据的标准化的数据模型提供。经由网页应用的通用数据端口来访问标准化的数据模型。方法实现了到静态资源和通用数据端口的严格分离。由此只需要为控制单元的不同变体提供一个网络客户端。如果在控制单元的特定变体中不提供特定的功能，那么这些功能就不在网络客户端中被提供用于可视化和选择。由此得到另一个优点，即，使得网络客户端的研发和网络应用的研发可以被严格地分离。由此能够关于最优的数据集成来优化网络应用。由此得到更少的测试耗费，因为各个网络客户端只需要相对于通用的数据端口和标准化的数据模型实现，对于特定控制单元类型的所有控制单元，通用的数据端口可以都是一样的。作为使用具体的控制单元的代替，例如可以使用模拟器。在网络应用侧，只需要测试这些端口和对通用的数据模型的访问。测试因此可以独立于用户端口地进行。由此还得到以下可能性，即，能够相互独立地提供或更新网络应用和网络客户端。此外还能够实现用户端口在不同的网络应用中的更加简单的集成。在网络客户端的初始化加载以后，在网络应用中出现相比现有技术更小的负荷，因为还仅输出数据结构。尤其是不需要将数据集成到网络应用上的网页中。应用本身仅仅通过加载静态资源来实现。通过将构成网络客户端的静态资源储存到网络服务器上的方法，可以更加简单地实现用户专用的应用。根据一种有利的构造方案，数据模型具有一种分级结构化的构造，带有相互之间处于预设关系之中的节点。特别有利的是，数据模型具有树状结构化的构造。由此能够特别简单地实现标准化的数据模型，并且经由通用数据端口来访问这个数据模型。根据另一种有利的构造方案，在每次询问任意的控制单元时，都可以在数据模型中在分级机构的同一个位置上找到有关控制单元的特定信息或者由它可提供的数据。通用的数据端口允许访问分级的、优选树状结构化的数据模型。在此，可以通过分级进行巡览，从而能够识别(部分)元素的存在或缺少。此外，标准化的数据模型表示控制单元的状态和数据。特定的有关控制单元的信息和由它提供的数据在此总是可以在同一个位置上或在同一路径上找到。这让巡览更加轻松，并且与所使用的控制单元的类型无关。数据模型根据有利的构造方案包括静态的数据和/或动态的数据。静态的数据例如是表示控制单元特征的数据，例如固件信息等等。动态的数据包括状态数据、追踪记录文件、警报(一般而言：诊断数据)、用户数据或者过程数据(测量数据)。有利地，从网络客户端开始经由数据端口访问数据模型的结构，从而从模型中提取出多个不同控制单元的所有功能的超集的子集，并且提供给客户端侧的用户端口。换句话说，由此实现了在数据结构内部的浏览。通过这种浏览或巡览能够确定(部分)元素的存在或缺失。在巡览的过程或浏览过程期间，可以生成或者移除数据结构的元素。可选择地或者附加地，可以读取或者写入数据结构的元素。此外还可以实现一种订阅机制，其允许通过改变数据模型的特定元素发出通知。此外，不仅允许在数据模型中进行巡览，而且还允许其他的对控制单元的能力进行可读取的自我说明的方法。在上下文中有利的是，单页应用仅仅将那些包含在子集中的数据提供给客户端侧的用户端口。由此确保了，控制单元仅仅显示那些基于其能力能够处理的数据。不可处理的信息或者不被显示或者例如变灰(greyout)。此外有利的是，单页网络应用作为静态资源由网页应用或者另一个应用或者网络客户端的中央计算机加载或运行。可以使用移动应用或者客户端应用作为单页网络应用的替选，当网络客户端在一个移动设备上、像例如平板计算机等等运行时，这些代替单页网络应用被使用。此外还可以有利的是，在操作及观察站中进行对单页网络应用的执行。此外还提出一种计算机程序产品，其能够直接地被加载到电子计算机的内部存储器中、尤其是控制单元的计算单元中，并且其包含软件代码部段，当产品在计算机上运行时，就利用这些软件代码部段执行根据在此描述的方法的各个步骤。根据本专利技术的工业自动化系统包括至少一个控制单元和一个操作及观察站。至少一个控制单元包括至少一个网络服务器，用于提供作为网络应用的自动化功能，其中，网络应用包括标准化的数据模型和通用的数据端口，数据模型表示至少一个控制单元以及可由其提供的数据，数据端口允许通过标准化的数据模型来访问可由控制单元提供的数据。操作及观察站包括一个当控制程序在客户端侧的用户端口上运行期间在客户端侧运行单页网络应用的网络客户端，其中，网络客户端包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在工业自动化系统内提供功能的方法，其中通过至少一个控制单元(10)的网络应用(11)使得所述自动化系统的功能可供使用，在客户端侧在控制程序运行期间经由作为网络客户端(21)的单页网络应用在客户端侧的用户端口(22)提供所述功能；所述功能由网络应用(11)的标准化的数据模型(13)提供，其中，所述数据模型代表至少一个所述控制单元(10)以及可由所述控制单元提供的数据；经由所述网络应用的通用的数据端口(12)来访问标准化的所述数据模型(13)。

【技术特征摘要】
2017.08.02 EP 17184444.21.一种用于在工业自动化系统内提供功能的方法，其中通过至少一个控制单元(10)的网络应用(11)使得所述自动化系统的功能可供使用，在客户端侧在控制程序运行期间经由作为网络客户端(21)的单页网络应用在客户端侧的用户端口(22)提供所述功能；所述功能由网络应用(11)的标准化的数据模型(13)提供，其中，所述数据模型代表至少一个所述控制单元(10)以及可由所述控制单元提供的数据；经由所述网络应用的通用的数据端口(12)来访问标准化的所述数据模型(13)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述数据模型(13)具有分级结构化的构造，所述构造包含相互之间处于预设关系的节点。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述数据模型(13)具有树状结构化的构造。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，在每次询问任意的控制单元(10)时，都能够在所述数据模型(13)中在分级结构的同一个位置上找到有关所述控制单元(10)的特定信息或者可由所述控制单元提供的数据。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述数据模型(13)包括静态的数据和/或动态的数据。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，从所述网络客户端(21)出发经由所述数据端口(12)来访问所述数据模型(13)的结构，从而从所述数据模型(13)中提取出多个不同的控制单元(10)的所有功能的超集的子集...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗兰·埃克尔，哈拉尔德·赫贝思，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE