实现分布式控制系统中算法块间异类数据流的系统与方法技术方案

本发明专利技术提供了可在控制系统中第一和第二个算法块之间实现异构数据流的一个系统和一个方法，以及使用了这一系统和这一方法的一个分布式、实时过程控制系统。在一个实施例中，该系统包括：（１）一个被动连接，其与一个含有第二个算法块的一个控制模块相关联，用于提供从第一个算法块向第二个算法块的数据传输，而不需要在第二个算法块中分配连接器资源；以及（２）一个主动连接，其与第二个算法块相关联，用于从第一个算法块向第二个算法块的数据传输，并在第二个算法块中使用了专用的连接器资源，因而控制系统具有既可通过被动连接也可通过和主动连接向第二个算法块提供数据的能力。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

System and method for implementing heterogeneous data streams between algorithm blocks in a distributed control system

The present invention provides a control system in the realization of a system of heterogeneous data stream and a method between the first and second block algorithm, a distributed, real-time process control system and use this system and this method. In one embodiment, the system includes: (1) a passive connection, and a control module containing a second algorithm block associated to provide from the first to the second algorithm block data transmission algorithm, and does not need to allocate resources in the second connector block algorithm (2); and an active connection, and the second algorithm block associated, for from the first to the second algorithm block data transmission algorithm block, and the resources used in the special connector second algorithm, thus the control system can not only can provide data to second block algorithm and active passive connection through connection.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的
一般情况下，本专利技术致力于计算与处理系统，更具体地说，主要致力于那些在一个分布式控制系统中的算法块的参数之间提供异构数据流连接的计算与处理系统以及提供实现这一连接的方法。本专利技术的技术背景自动化的工厂控制系统包括一系列可用以控制和监视工厂(例如在一家制造工厂)中各种过程的完善的算法或一系列可由软件定义的过程控制例程。可以对这一控制系统加以修改，以满足整个工厂或工厂中某些特殊部位的广泛的过程需求。传统上，控制系统包括一系列模块，每一模块都具有其自己的处理器或固件，并由传输总线将它们连接在一起，以产生一个分布式的过程控制系统。这一系统的分布特性使其具有良好的处理性能，并能够实现对系统的逐步扩展，以满足工厂设备不断增长和不断改造的需求。自动化工厂管理的一个基本目标是提供一个能够把工厂范围的全部过程综合在一起的过程控制方案，以提高工厂的整体运行效率。一般情况下，过程控制系统可提供一种创建定制化过程策略的方法，例如可由软件定义的过程控制例程。在面向对象的程序设计环境中，一个完整的控制策略可以根据规模较小的叫做＂块＂、＂参数＂以及＂连接＂的部件加以建造。一个块是一个用于封装基本控制计算的数据和算法的软件结构；参数定义了可与块内的各数据部分相连的接口；连接将允许数据在块的参数之间流动。一个连接的基本功能是，提供不同块的参数之间的数据流。然而，由于依赖于一个块算法的设计，仅提供简单的连续性和简单的数据流是远远不够的。不同的块算法可能要求不同的连接功能元件。例如，尽管一般情况下块算法拥有关于所传送数据的类型的隐含的信息，但某些算法可能要求提供比这些隐含的信息更多的信息，有些算法可能还需要由连接服务提供的显式的数据类型信息。另外，某些块算法可能需实现内置的安全处理，这不仅要求关于所传送数据的值信息，而且还要求获知连接的连续性是否得以很好维持的信息。在某些情况下，区别不同的可能造成连接丢失的故障类型的状态信息也将是必须的。那些不需要显式存取状态或数据类型的块算法可能仍需要在连接性丢失时，获知所提交数据的属性。这样的块需要一个可使用的＂故障保护＂值，这一故障保护值对不同的数据类型可能不尽相同。有的块算法可能要求参数，这些参数仅在少数过程控制策略或那些偶然需要连接的块中加以连接，但它们不需要显式存取数据的类型或状态。另外，某些块可能不能为每一个有时需要连接的参数分配专用的资源。全套块算法必须向用户提供一个可对参数加以连接的配置模型，那些面向实施例的算法将需要这一模型。一个用于构造过程控制方案的系统，应允许块算法之间以某种方便的方式共享数据，而且不应仅仅为了建立一个连接就要求使用附加的块。因此，这一技术所需的是一个功能更为强大、且更为灵活的数据存取形式，这一形式应可以在一个分布式控制系统中实现算法块的参数之间的异构的数据流连接。专利技术总结为了克服以上所讨论的事前技术中的缺陷，向控制系统中的参数传输提供一个更灵活的提供数据流的方式，是本专利技术的主要目的所在。为了实现上述的主要目标，本专利技术提供了可在控制系统中第一和第二个算法块之间实现异构数据流的一个系统和一个方法，以及使用了这一系统和这一方法的一个分布式、实时过程控制系统。在一个实施例中，该系统包括(1)一个被动连接。一个被动连接与一个含有第二个算法块的一个控制模块相关联，用于从第一个算法块向第二个算法块提供数据传输，而不需要在第二个算法块中分配连接器资源或明显动作；以及(2)一个主动连接。一个主动连接与第二个算法块相关联，用于从第一个算法块向第二个算法块的数据传输，并在第二个算法块中使用了专用的连接器资源和处理动作，因而控制系统具有既可通过被动连接也可通过主动连接向第二个算法块提供数据的能力。当在此处所使用时，一个＂连接＂意味着任何可由软件加以定义的例程、或例程，以及相关的数据，用以以单个的或以组合的形式提供此处所描述的功能；一个＂主动连接＂通过两个所连块之一的主动服务和引用存储在该块之中的参照数据，提供了算法块之间的数据连接；一个＂被动连接＂提供了两个算法块之间的数据连接，而不需要任何一个所连块上的显式的动作，也不需使用存储在任何一个块中的参照数据。被动连接是通过一个控制模块的数据和服务加以实现的，控制模块包括一或两个由被动连接加以连接的算法块。因此本专利技术介绍了建立多个(即＂异构的＂)连接类型的一个更宽的概念，以反映这样一个事实不同的算法块通常要求不同级别的参数存取。取代提供单一的、不灵活的连接类型来处理所有参数传输的做法，本专利技术提供了两种功能更为强大的连接方式--主动连接和被动连接。其中，允许仅当需要时和资源较为充分时才对主动连接加以建立，并允许当主动连接不需要时对被动连接加以建立。主动连接和被动连接都可由单一的一个算法块加以使用，从而控制系统可同时针对处理过程和资源的利用率加以优化。在本专利技术的一个实施例中，由一个被动连接所传输的数据不包括该数据的类型，而一个算法块可能拥有关于所传输数据的类型的隐式的信息。不显式地传输数据类型可减少专门用于算法块之间数据传输的系统资源的数量。相类似，在一个实施例中，由被动连接所传输的数据不包括该被动连接的状态(例如可用性)。然而，在一个相近的实施例中，当第一和第二个算法块之间的被动连接丢失(即不可用)时，控制模块向第二个算法块提供了一个故障保护值。那些熟悉这一技术的人将深知在控制系统中传输故障保护值的重要性。本专利技术甚至还允许故障保护值与被动连接间的传输。在一个实施例中，由主动连接所传输的数据包括该数据的类型。在一个相近的实施例中，由一个主动连接所传输的数据包括该主动连接的状态。向算法块提供传输数据类型或一个连接的状态的能力，需要分配额外的系统资源，然而在使用这种算法块的控制过程的设计中提供了更大的灵活性。在一个实施例中，包含第二个算法块的控制模块还包括第一个算法块，一个控制系统可能使用多个拥有相关算法块的控制模块。本专利技术考虑到从一个算法块向第二个算法块的数据传输，使用了一个被动连接或主动连接，而不管第一个算法块是否与第二个算法块包含在相同的控制模块中。在本专利技术的一个实施例中，控制系统是一个分布式的、实时的过程控制系统。然而，那些熟悉这一技术的人可以理解本专利技术在各种类型控制系统中的其它形式的应用。以上相当粗略地勾画出了本专利技术的特性与技术上的优点，以致于那些熟悉这一技术的人可以更好地理解以下对本专利技术的详细的描述。更多的特性和优点(构成了本专利技术权力要求的主体)将描述如下。那些熟悉这一技术的人将会对本专利技术理解，因为他们可以很容易地把本专利技术所透露的概念和实施例作为改进和设计其它结构的基础，实现与本专利技术相同的目标。那些熟悉这一技术的人还将会体会到，就本专利技术的最主要的形式而言，这些等价的结构将不会背离本专利技术的基本宗旨。对附图的简要描述为了更好地理解本专利技术以及本专利技术的优点，以下将结合附图对本专利技术加以描述。图中同一部件具有相同的标号，其中附图说明图1描述的是一个适于使用本专利技术的示例性的分布式、实时过程控制系统的功能图。图2描述的是一个示例性数字处理系统的高层方框图。这一系统能够用于执行体现了本专利技术基本原理的可由软件定义的过程控制例程。图3是对使用了本专利技术的基本原理的一个示例性的控制策略应用的图示说明。图4是对图3中所示的示例性控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个可在某一控制系统中的第一和第二算法块之间实现异构数据流的系统，包括： 一个被动连接，它与一个含有上述的第二个算法块的一个控制模块相关联，可提供从上述的第一个算法块到上述的第二个算法块的数据传输，而无需在上述的第二个算法块中分配连接器资源；以及 一个主动连接，它与上述的第二个算法块相关联，可提供从上述的第一个算法块到上述的第二个算法块的数据传输，并在第二个算法块中使用了专用的连接器资源，因而上述的控制系统能够通过上述的被动和主动连接两种连接方式向上述的第二个算法块提供数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰思罗F斯坦曼，理查德P希默，M吴拉姆坎吉，叶海亚C谢哈德赫，约翰J罗萨比安，
申请(专利权)人：霍尼韦尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]