在通用、智能系统中使用智能节点用于监测工业过程技术方案

本发明专利技术涉及一种用于使用进化的同功能智能节点集合来监测工业过程的系统，用于分布式网格网络，每个节点包括Linux或Linux兼容的计算机硬件架构和软件栈。每个节点从由网格中另一个节点托管的程序接收执行语句，并且通过在每个节点的计算机硬件架构上的执行，所述程序负责：与其他节点或中央平台的双向通信(大数据管理)；传感器或可编程自动机的控制，用于监测过程或执行器，从后者获取和日志数据、格式化数据和分散化计算，所述中央平台允许数据湖的获取、管理和存储，并且包括用于与分布式网格网络的同步或异步通信的装置。

Using Intelligent Nodes in Universal and Intelligent Systems to Monitor Industrial Processes

The invention relates to a system for monitoring industrial processes using an evolutionary set of identical functional intelligent nodes for distributed grid networks, each node including a Linux or Linux compatible computer hardware architecture and software stack. Each node receives execution statements from a program hosted by another node in the grid and executes them on the computer hardware architecture of each node. The program is responsible for bidirectional communication (large data management) with other nodes or central platforms, and control of sensors or programmable automata for monitoring processes or executors, obtaining and formatting log data from the latter. Data and decentralized computing, the central platform allows data Lake acquisition, management and storage, and includes devices for synchronous or asynchronous communication with distributed grid networks.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在通用、智能系统中使用智能节点用于监测工业过程
本专利技术涉及一种用于使用智能节点监测工业过程的通用、智能系统。
技术介绍
工业生产线通常包括涉及各种参与者或各种实体的多个步骤。每个参与者都产生数据，而这些数据通常都是在本地管理的。例如，在水处理过程和来自处理的资源的定价(valorization)的情况下，废水处理工厂使用所考虑站点的本地的实践和运行经验在本地控制工业过程(监测、控制)。在数据级别，站点(工厂)独立发展，特别是在区域(领土)或全球(网络和国家资源)级别没有接口。然而，汇集各种信息来源(本地、区域和全球资源)是必要的，因为它们将以减少生态足迹和运营成本的目的确保比较、交换和估价数据的可能性。这种方法的好处集中在工业过程的全球优化上，可能既环境又经济。数据/信息通常被批存储(贮存(siloed))，很难有针对业务管理的即用型使用/应用的案例的“目录”。出于同样的原因，很难具有按需可用的开发环境，完全适应正在开发的应用(Hadoop、Spark、DataScience等)，并且成为可能的是，重新使用已经开发的应用的部分，以仅聚焦新应用的开发。最后，部署成本通常是“隐藏成本”，这可能在组织的数字战略中变得非常重要，该数字战略被限制以在各种环境(云、内部基础设施、容器等)中部署更多应用。这些部署虽然经常和重复，但很难自动化。本专利技术提供了单个硬件和软件平台，能够解决这三个问题，以确保企业的大数据应用的产业化。用于在工业过程的各种实体之间建立接口的一种解决方案将是使用标准客户端/服务器架构，其利用安装虚拟专用网络(VPN)。然而，设置VPN会导致过多的延迟和成本，因为部署可能涉及众多站点和不同的实体。申请TW201445929(A)教导了智能网格网络中节点的使用。然而，鉴于缺乏可能的可升级性，监测工业过程的范围是不可想象的。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过提供一种用于监测适应于更广泛的数据生态系统的工业过程的系统来克服现有技术的一些缺点，使得可以考虑区域和全球级别的多站点维度和数据接口。该目的通过一种用于监测工业过程的系统来实现，该系统使用可升级的同功能智能节点的集合，用于分布式网格网络(8)，每个节点包括计算机硬件架构和软件栈，所述系统还包括过程监测传感器或过程监测可编程控制器或用于数据采集的执行器，来自后者的数据经由网格网络被注入数据湖中，大规模数据管理(大数据管理)的中央平台允许管理和存储该湖，所述系统用于监测工业过程的特征在于每个节点从由网格的另一节点托管的程序接收执行顺序，所述程序与以下内容相关联：每个节点的通信模块，特定于该节点的标识符以及用于通过在每个节点的硬件架构上的执行来实现的邻域标识符，功能集合，该功能集合包括软件栈的以下功能中的至少一个：·以时间序列的形式，通过组合两种数据扩散模式，由智能节点收集或计算的数据扩散：“系统型”数据扩散模式，其中数据以给定的分辨率或标准被扩散，并且被扩散到网格中给定的深度(例如邻域的3或4级别)；以及“机会型”扩散模式，其中与初始数据请求相关的另一节点的至少一个邻近节点自主地将通过其中的信息或数据记录在其存储器中，以便当与初始请求的类似请求被重复时，重播所述数据或信息；·除了来自传感器或执行器或过程的可编程控制器的信息之外，还存储指示相关节点是对象的亲本(parent)(被称为“父节点”)的字段或属性；·通过发送要修改的节点的标识符将所述平台连接到网格的任何节点，即使用户被连接到不是他们期望修改的对象的父节点的节点，所述节点也被远程地以及动态地修改。根据另一个特征，该功能集合包括数据日志和格式化分散化计算。根据另一个特征，数据湖包括与由智能节点形成的分布式网格网络同步或异步通信的装置，用于允许将数据注入湖中。根据另一个特征，管理数据湖的平台由三个部分或“层”组成，每个部分或“层”包括至少一个计算机硬件架构，以及至少一个软件层，每个计算机硬件架构上的每个软件层的执行在平台的每个部分或层中实现用于管理问题的功能，所解决的问题一方面是从一个平台层到另一个平台层的不同，另一方面，与需要与企业中的大数据交互的不同人员相关联：业务用户、开发人员和管理员/DevOps(开发人员和业务用户之间的调节者)。根据另一个特征，平台在数据湖中生成网络的构造和状态以及连接到网络的过程的表示，并在每次改变时更新所述表示。根据另一个特征，用于测量的数据湖和过程控制由用于存储和处理或日志来自工业过程的数据的一组工具组成。根据另一个特征，该功能集合包括在中央平台的计算机硬件架构上实现的功能，用于创建和管理适用于用于控制所述过程的工业过程的对象。根据另一个特征，每个对象属于至少一个类，该类是对代表工业过程的一个或更多个对象的特征的描述，每个对象是从该类中被创建的并且形成所讨论的类的实例、由智能节点或平台中包含的方法所处理的对象的特征以及状态，与给定时刻存储的信息对应的对象的状态，如其属性集合的值所描述的，还称为字段或属性。根据另一个特征，对象是定义变量和/或服务的业务或技术数据的表示，变量和/或服务包括：·技术服务，其由用于与工业设备通信的协议服务层组成；·“主要”变量，其是存储由技术服务收集的数据的变量；·计算服务，其用于计算指示符，并基于主要变量的值实现逻辑；·次要变量，其用于存储来自计算服务的值的结果。因此，它们是从主要变量(通过计算)导出的变量；·杂项服务，其称为“一般”服务(例如存档、打印、拍照或录像、特定算法)，其用于补充由业务或媒体服务的控制和数据采集系统(SCADA)。根据另一个特征，每个智能节点包括中间件，该中间件允许通过临界质量和邻域效应在分布式网格中部署多个节点，包括通过在硬件架构上执行的算法优化要部署的智能节点的数量和它们经由邻域互连的数量，用于实现特定服务的服务质量所需的可用性、部署的稳健性和服务的连续性。根据另一个特征，每个节点包括用于存储和管理至少一个对象的装置，用于维护对象的当前状态，并使用其自身所连接的节点的邻域的存储列表，来向每个邻近节点通知对象的状态的可能改变。根据另一个特征，该功能集合包括在每个节点的计算机硬件架构上实现的功能，用于通知其邻域中的每个节点，使得邻近节点通知沿着取决于网格的拓扑或特定架构的方向定向的路径的其他节点，定义网络节点之间的链接，或者如果必要的话，沿着面向中央平台定向的路径，因此每个节点通知网络和网格的其余部分，以及因此每个节点存储对象、其当前状态以及对象被分配到的父节点。根据另一个特征，节点具有给定的有限存储容量，每个节点用于将信息或数据直接转移到数据湖或邻近节点，信息或数据不被保留在它们的高速缓存存储器中。根据另一个特征，每个节点具有至少一个用于访问其“对象字典”的图像的接口，该接口允许定义新节点或为节点定义新对象，如果对字典所做的修改不与管理器被访问的节点有关，则针对该修改的请求在网格中扩散并且从一个节点传输到另一个节点直到相关的父节点，然后对象的父节点继续执行该请求，然后执行的结果反过来在网格的其余部分中被扩散，接收该结果的每个节点更新其自己的“对象字典”图像。根据另一个特征，在不对对象的状态进行修改的情况下处理对象，不使用另一个对象的状态或影响该对象，每个对象具有对工业过程的任何使用或任何实体可能的访问本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监测工业过程的系统，所述系统使用可升级的同功能智能节点(1)的集合，用于分布式网格网络(8)，每个节点(1)包括计算机硬件架构和软件栈，所述系统还包括用于监测过程的过程监测传感器(7)或过程监测可编程控制器(7)或用于数据采集的执行器，来自后者的数据经由所述网格网络(8)被注入数据湖(9)中，大规模数据管理的中央平台(10)允许管理和存储所述湖(9)，所述系统用于监测工业过程，其特征在于每个节点从由所述网格的另一节点托管的程序接收执行顺序，所述程序与以下内容相关联：每个节点的通信模块，特定于所述节点(1)的标识符，以及用于通过在每个节点(1)的所述硬件架构上的执行来实现的邻域标识符，功能集合，所述功能集合包括所述软件栈的以下功能中的至少一个：·以时间序列的形式，通过组合两种数据扩散模式，由所述智能节点(1)收集或计算的数据的扩散：“系统型”数据扩散模式，其中所述数据以给定的分辨率或标准被扩散，并且扩散到在网格中给定的深度，例如邻域的3或4级别；以及“机会型”扩散模式，其中与初始数据请求相关的另一节点的至少一个邻近节点自主地将通过其中的所述信息或所述数据记录在其存储器中，以便当与所述初始请求类似的请求被重复时，重播所述数据或信息；·除了来自所述传感器或执行器或所述过程(7a、7b)的可编程控制器的信息之外，还存储指示相关所述节点(1)是所述对象的亲本的字段或属性，该亲本被称为“父节点”；·通过发送要修改的所述节点(1)的所述标识符，将所述平台(10)连接到所述网格(8)的任何节点(1)，即使用户(13、14、15)被连接到不是他们期望修改的所述对象的所述父节点(1)的节点(1)，所述节点(1)也被远程地以及动态地修改。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.01 FR 16517271.一种用于监测工业过程的系统，所述系统使用可升级的同功能智能节点(1)的集合，用于分布式网格网络(8)，每个节点(1)包括计算机硬件架构和软件栈，所述系统还包括用于监测过程的过程监测传感器(7)或过程监测可编程控制器(7)或用于数据采集的执行器，来自后者的数据经由所述网格网络(8)被注入数据湖(9)中，大规模数据管理的中央平台(10)允许管理和存储所述湖(9)，所述系统用于监测工业过程，其特征在于每个节点从由所述网格的另一节点托管的程序接收执行顺序，所述程序与以下内容相关联：每个节点的通信模块，特定于所述节点(1)的标识符，以及用于通过在每个节点(1)的所述硬件架构上的执行来实现的邻域标识符，功能集合，所述功能集合包括所述软件栈的以下功能中的至少一个：·以时间序列的形式，通过组合两种数据扩散模式，由所述智能节点(1)收集或计算的数据的扩散：“系统型”数据扩散模式，其中所述数据以给定的分辨率或标准被扩散，并且扩散到在网格中给定的深度，例如邻域的3或4级别；以及“机会型”扩散模式，其中与初始数据请求相关的另一节点的至少一个邻近节点自主地将通过其中的所述信息或所述数据记录在其存储器中，以便当与所述初始请求类似的请求被重复时，重播所述数据或信息；·除了来自所述传感器或执行器或所述过程(7a、7b)的可编程控制器的信息之外，还存储指示相关所述节点(1)是所述对象的亲本的字段或属性，该亲本被称为“父节点”；·通过发送要修改的所述节点(1)的所述标识符，将所述平台(10)连接到所述网格(8)的任何节点(1)，即使用户(13、14、15)被连接到不是他们期望修改的所述对象的所述父节点(1)的节点(1)，所述节点(1)也被远程地以及动态地修改。2.根据权利要求1所述的用于监测的系统，其特征在于，所述功能集合包括数据日志和格式化分散化计算。3.根据权利要求1所述的用于监测的系统，其特征在于，所述数据湖(9)包括与由智能节点(1)形成的所述分布式网格网络(8)同步(92b)或异步(92a)通信的装置，用于允许将数据注入所述湖(9)中。4.根据权利要求1所述的用于监测的系统，其特征在于，管理所述数据湖(9)的所述平台(10)是由三个部分或“层”(10a、10b、10c)组成，每个部分或“层”包括至少一个计算机硬件架构，以及至少一个软件层，每个计算机硬件架构上的每个所述软件层的执行在平台(10)的每个部分或层(10a、10b、10c)中实现用于管理问题的功能，所解决的所述问题一方面是从一个平台层到另一个平台层的不同，以及另一方面，与需要与企业中的所述大数据交互的不同人员相关联：业务用户(13)、开发人员(14)和管理员/DevOps即开发人员和业务用户之间的调节者(15)。5.根据权利要求1所述的用于监测的系统，其特征在于，所述平台(10)在所述数据湖(9)中生成所述网络(8)的构造和状态以及连接到所述网络(8)的过程的表示，并且在每次改变时更新所述表示。6.根据权利要求1所述的用于监测的系统，其特征在于，用于测量的所述数据湖(9)和过程控制由用于存储和处理或记录来自所述工业过程的数据的一组工具(91、92a、92b、93、94)组成。7.根据权利要求1所述的用于监测的系统，其特征在于，所述功能集合包括在所述中央平台(10)的计算机硬件架构上实现的所述功能，用于创建和管理适用于用于控制所述过程的工业过程的对象。8.根据权利要求5所述的用于监测的系统，其特征在于，每个对象属于至少一个类，该类是对代表工业过程的一个或更多个对象的所述特征的描述，每个对象是从该类中创建的并且形成所讨论的所述类的实例、由所述智能节点(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·布宗，L·德布罗克斯，C·艾纳德，C·沃辛，V·迪米特里，
申请(专利权)人：源讯网源公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR