用于分布式工业系统的信息管理、状态监视和实时控制的自动化平台技术方案

本发明专利技术提供了一种用于形成自动化系统的通用系统结构，所述的通用系统结构包括多个软件代理，所述的多个软件代理选择性地适用于实现用于一个由其形成的分布式工业系统的一个自动化系统中的信息管理、状态监视和实时控制的集成的特定功能。本发明专利技术还提供了一种自动化系统，它包括适于以一种协作的方式实现用于信息管理、状态监视和实时控制的特定功能的多个软件代理。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

An automated platform for information management, state monitoring, and real-time control in distributed industrial systems

The present invention provides a universal system for structure formation of automation system, the general system structure comprises a plurality of software agents, wherein a plurality of software agents selectively applied to achieve specific functions for an integrated automation system is a distributed system formed by the industry in information management, status monitoring and real-time control. The invention also provides an automated system comprising a plurality of software agents suitable for implementing a specific function for information management, status monitoring, and real-time control in a cooperative manner.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业自动化系统，尤其涉及一种用于利用互联网、计算机网络和软件代理技术进行分布式工业系统的集成信息管理、状态监视和实时控制的系统。
技术介绍
大多数工业自动化系统是基于SCADA方法的，其中一个中央服务器监视和控制许多个设备。但是，这些系统提供的灵活性有限，并且通常未与其他系统良好集成。用于控制一个工业工厂的一种常规自动化系统是由连接到所述工厂的传感器、数据采集设备、接口机架、致动器、传输模拟量的电缆和电线、基于微处理器的控制器和一个用于操作者介入的平台。被要求实时在线操作的所述控制器通常通过长度相对较短的电缆、电线或光纤连接到工厂装备，这些电缆、电线和光纤是在考虑到信号失真、噪声干扰和电缆可靠性的情况下设计的。因此，多个控制器被分布地安装在工厂中的一个有限的距离内，如果有大量承担不同时间比例内的种种任务的工厂，则控制器一般未能互相协作。对于一个复杂的工业工厂，例如一个电力系统变电站、化学工厂或钢铁制造厂，将各件装备、数据采集设备、接口机架、致动器和控制器连接到中央平台是困难的，并且在实践中要在一个分级结构中将这些项目水平和垂直地构成网络是极复杂的。该网络将会非常复杂，因为巨大量的电缆和电线被用于多种用途。统称为IED(智能电子设备)的变电站内的各种项目，例如控制系统、保护系统、供电质量监视器、状态监视装备等，将会被构成网络连接到一起。在一个大型变电站中可能有50个具有不同复杂度的IED，而在England和Wales有250个变电站。因此，开发和利用这样一个复杂和持续变化的网络的任务一点也不简单。由于大多数工业系统的复杂性，常规自动化系统只能承担简单的任务，它不能同时提供所要求的信息管理、状态监视和实时控制功能，也不能提供系统设备之间的智能协作。
技术实现思路
根据本专利技术的一个第一方面内容，提供了一种用于形成自动化系统的通用系统结构，所述的通用系统包括多个软件代理，所述的多个软件代理选择性地适用于实现用于一个由其形成的分布式工业系统的一个自动化系统中的信息管理、状态监视和实时控制的集成的特定功能。根据本专利技术的一个第二方面内容，提供了用于一个分布式工业系统的一个自动化系统，包括多个软件代理，所述的多个软件代理适用于以一种协作的方式实现用于信息管理、状态监视和实时控制的特定功能。有利地，这些代理，有时是所述系统中的所有代理，能够被代理平台和本地目录所控制和管理。一个代理可被编程以察觉其环境中的变化并对这些变化作出反应。它能以一种自主和面向目标的方式行动，以使得一个代理的动作不仅是由来自环境的输入引起的，还是由代理的目标或愿望所引起的。这一点与一个标准计算机程序形成了对比，其中标准计算机程序的动作只由用户的直接操作(例如点击图标)或来自其他程序的命令决定。因此基于代理的结构与标准结构相比可能灵活得多。多种不同类型的代理可以被使用，包括由多代理技术和移动代理所支持的信息检索代理、数据库代理、设备代理和工厂代理/控制代理。移动代理可用作用户代理和信息提供代理之间的一种附加的通信机制(“信息提供代理”是指任何提供信息的代理，例如工厂代理和数据库代理)。一个移动代理可被编程以将它自己从一个地方传输到另一个地方并且继续其执行。这意味着移动代理能够直接在一个目标位置上运动它们自己的小程序。通过使用移动代理，恢复的信息可以直接适应用户类型，仅仅以最适合用户类型的格式显示有关信息。因此通常会使用不同类型的移动代理。这些移动代理可以具有活动的能力。多代理技术的使用可以大大增强与WAN和不同LAN中分别实现的各种任务相关设计的分布式数据库的发展。有利地，本专利技术的结构利用了标准的、当前可用的技术，包括代理平台的FIPA标准。所有当前公开可用的FIPA平台都是基于Java的。控制代理和用户接口代理旨在驻留于设备上并且执行实时任务。在这种情况下，由于其存储器和处理器要求，Java不是实现这些代理的首选选择。用户接口代理必须与现存的HMI和用户接口包集成。对于这个任务来说，Active X控件通常是一个合适的选择。系统最好具有一个开放的标准的结构，以及清楚定义的协议和接口，适于允许多种软件和硬件的集成。最好至少某些系统元件能够被动态地重新配置。系统最好包括综合HMI和一个web浏览器，并且提供实时的操作者操作。系统最好允许移动服务器的连接。系统最好适于嵌入信息管理、状态监视和实时控制灵活性的用户应用程序。有利地，利用不同的代理模型以及工厂操作和控制问题的嵌入智能方法，系统被安排为拥有添加智能行为的潜力。有利地，系统适于为分布在LAN和WAN上的各种设备提供信息管理、状态监视和实时控制功能的集成。系统最好适于能够处理大型分布式工业系统的信息管理、状态监视和实时控制所要求的不同时间比例中的不同类型的任务。有利地，系统具有被应用于小型和大型工业系统的潜力。有利地，系统适于使能够将商业实时应用程序平台，例如Lookout、Automation X和RTAP，用作HMI。根据本专利技术的系统可由许多本地和小型元件以更大的灵活性构建成。从而，与常规的自动化系统形成对比地，根据本专利技术的一个系统(通常被我们称为一个e-Automation系统)可以以一个开放的IP网络结构提供分布式信息管理、智能监视和实时控制的集成功能，以实现广域网(WAN)、局域网(LAN)和无线LAN内的各种任务。RGE系统将能够提供极大的网格度(gridability)和通信能力，以便利用网络和多代理技术，以及嵌入在系统网络和软件结构中的智能解决诸如发电厂、电力设备、铁路、制造和化学工厂以及医疗保健等多种不同的分布式工业系统的任务实现和信息管理。根据本专利技术的一个系统可以被设计为实现不同任务，例如数据采集、数据传输、数据库更新、知识库更新、信息管理、信息检索、网络计算、动态显示、实时控制和操作者介入等。这些任务可能具有不同的性质，并且在WAN和LAN上以不同的时间比例被实施。这些任务的实现要求对不同协议的支持，这些协议可能是用不同的软件语言和标准来开发的，例如C、Java、XML、TCP/IP、CORBA、RDF、SQL、Active X等。协议开发工作是根据IEC、FIPA和IEEE标准进行的。可由根据本专利技术的系统获得的更多优点包括a)系统可以由许多小元件构建成-提供了更大的灵活性；b)能够动态重新配置的系统-元件可以在系统运行时被添加和删除；c)系统是分布式的-信息和控制是本地的而不是中央的；d)元件间的松散耦合-增添了鲁棒性；e)可以是开放系统-标准的、清楚定义的协议和接口允许了多种软件和硬件的集成；以及f)可以用不同代理模型添加智能行为。从而本专利技术引入了一个e-Automation(电子自动化)的概念，它定义了一种集成了最新的网络和代理技术的用于多种不同的分布式工业系统的信息管理状态监视和实时控制的新一代的自动化系统。它提供了一种为大型分布式工业自动化系统的设计和开发内嵌的带有软件智能和系统协作开放的结构。在一个第一级别上，引入各种代理以便向工业系统的信息管理、状态监视和实时控制提供一种集成方法。在一个第二级别上，特别为各种分布式工业自动化系统的发展设计了系统的一种开放结构。在一个第三级别上，采用了一种代理平台和一个本地目录系统以便在线实时控制和管理多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个用于形成自动化系统的通用系统结构，所述的通用系统结构包括多个软件代理，所述的多个软件代理选择性地适用于为一个由其形成的分布式工业系统实现一个自动化系统中的信息管理、状态监视和实时控制的集成的特定功能。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴青华音译，戴维P布塞，孙普音译，
申请(专利权)人：利物浦大学，
类型：发明
国别省市：GB[英国]