工业系统中端点的基于事件的行为的分析技术方案

提供了用于分析工业系统中网络的端点的基于事件的行为的机制。方法由控制节点执行。该方法包括从端点收集(S102)如由端点在时间窗口内创建的带有时间戳的事件日志条目。每个相应的带有时间戳的事件日志条目都与由端点中的一个端点执行的相应的事件有关。该方法包括通过将带有时间戳的事件日志条目相互比较来标识(S106)相关事件元组，从而提供事件与其中执行每个相关事件元组的事件的那些端点之间的映射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】工业系统中端点的基于事件的行为的分析
本文中所提出的实施例涉及一种用于分析工业系统中网络的端点的基于事件的行为的方法、控制节点、计算机程序以及计算机程序产品。
技术介绍
时间敏感网络(TSN)是一种旨在使得以太网能够具有实时能力的新兴标准。TSN支持不同业务类别/优先级在同一网络上共存，同时确保确定性端到端行为。不同业务类别和优先级的映射通过向不同优先级的队列/类别分配所谓的VLAN标签(其中VLAN是虚拟局域网的缩写)(参见IEEE802.1Q(通常被称为Dot1q))和MAC地址(其中MAC是媒体访问控制的缩写)来完成。根据示例，IEEE802.1Q在源MAC地址与原始帧的EtherType字段之间添加32位字段。该32位字段包括标签协议标识符(TPID)、标签控制信息(TCI)、优先级代码点(PCP)、丢弃适当性指示符(DEI)以及VLAN标识符(VID)。仅举几个示例，TSN使得能够支持同步、硬实时和软、音频和视频、以及尽力业务。比如，使用IEEE802.1Qbv时间感知整形器(TAS)机制整形的TSN流确实提供了一种机制，用于两个或更多个端点以最大时延和较低抖动定期共享一定数量的数据。TSN网络中可能有成百上千个这样的TSN流。TSN流可以使用不同的整形机制(例如根据IEEE802.1Qbv、IEEE802.1Qav、IEEE802.1Qcr、IEEE802.1Qch等)，并且在同一网络中彼此并与尽力业务同时并存。如由网络化系统中的端点(例如，基于TSN)创建的事件可以用于确保可靠和确定性的通信。来自Percepio所谓的Tracealyzer是现有机制的示例，该机制通过分析带有时间戳的日志来揭示事件在非网络化嵌入式系统中确实发生的内容/时间。然而，Tracealyzer通常可能为侵入式，并且仅可适用于嵌入式系统本身，并不能适用于网络化嵌入式系统。因此，Tracealyzer不可适用于通过网络通信的端点。因此，需要用于在时间上跟踪网络中的事件的改进机制。
技术实现思路
本文中的实施例的目标是使得能够有效跟踪工业系统中的事件。根据第一方面，提出了一种方法，用于分析工业系统中网络的端点的基于事件的行为。该方法由控制节点执行。该方法包括从端点收集如由端点在时间窗口内创建的带有时间戳的事件日志条目。每个相应的带有时间戳的事件日志条目都与由端点中的一个端点执行的相应的事件有关。该方法包括通过将带有时间戳的事件日志条目相互比较来标识相关事件元组，从而提供事件与其中执行每个相关事件元组的事件的那些端点之间的映射。根据第二方面，提出了一种控制节点，用于分析工业系统中网络的端点的基于事件的行为。该控制节点包括处理电路系统。该处理电路系统被配置为使得控制节点从端点收集如由端点在时间窗口内创建的带有时间戳的事件日志条目。每个相应的带有时间戳的事件日志条目都与由端点中的一个端点执行的相应的事件有关。该控制节点包括处理电路系统。该处理电路系统被配置为使得控制节点通过将带有时间戳的事件日志条目相互比较来标识相关事件元组，从而提供事件与其中执行每个相关事件元组的事件的那些端点之间的映射。根据第三方面，提出了一种计算机程序，用于分析工业系统中网络的端点的基于事件的行为，该计算机程序包括计算机程序代码，当该计算机程序代码在控制节点上运行时，使得控制节点执行根据第一方面的方法。根据第四方面，提出了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括根据第三方面的计算机程序以及其上存储有计算机程序的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质可以是非暂态计算机可读存储介质。根据第五方面，提出了一种工业系统，用于分析工业系统中网络的端点的基于事件的行为。该工业系统包括根据第二方面的控制节点。该工业系统还包括端点中的至少一个端点。该端点中的至少一个端点被配置为创建带有时间戳的事件日志条目中的至少一个带有时间戳的事件日志条目。该端点中的至少一个端点还被配置为将带有时间戳的事件日志条目中的至少一个带有时间戳的事件日志条目提供给控制节点。有利地，这提供了对工业系统中的事件的有效跟踪。因此，可以比较并分析网络化工业系统的不同端点中事件的定时。有利地，这使得能够检测非最佳网络和端点行为，并且更快且更容易对该非最佳网络和端点行为进行校正。有利地，这使得能够减少工程工作，并且能够对网络化控制系统进行更快速且更有效的网络管理，直至可选的自主端点和交换机重新配置动作。根据以下详细公开内容、所附从属权利要求以及附图，所公开的实施例的其他目标、特征和优点将变得显而易见。通常，除非本文中另有明确定义，否则权利要求中使用的所有术语应根据其在
中的普通含义来解释。除非另有明确说明，否则对“一/一个/该元件、装置、部件、方法、模块、步骤等”的所有引用应被公开解释为是指元件、装置、部件、方法、模块、步骤等的至少一个实例。除非明确说明，否则本文中所公开的任何方法的步骤不必按所公开的准确顺序执行。附图说明现在，参考附图通过示例对本专利技术概念进行描述，其中：图1和图2是图示了根据实施例的工业系统的示意图；图3是图示了根据实施例的端点、交换机和控制节点的示意图；图4是根据实施例的方法的流程图；图5是图示了根据实施例的控制节点的功能单元的示意图；图6是图示了根据实施例的控制节点的功能模块的示意图；以及图7示出了根据实施例的包括计算机可读存储介质的计算机程序产品的一个示例。具体实施方式现在，下文参考附图对本专利技术概念进行更全面的描述，在附图中示出了本专利技术概念的某些实施例。然而，本专利技术概念可以以许多不同形式体现，并且不应被解释为局限于本文中所阐述的实施例；相反，这些实施例通过示例提供，使得本公开将是彻底和完整的，并且将本专利技术概念的范围完全传达给本领域技术人员。在整篇说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。虚线所图示的任何步骤或功能都应该被视为可选的。图1是图示了其中可以应用本文中所提出的实施例的工业系统100a的示意图。工业系统100a包括企业资源管理部分101、生产规划和跟踪部分102(其可以包括工厂信息管理系统(PIMS)、协同生产管理(CPM)系统等)、控制和操作部分103(其可以包括分布式控制系统(DCS)、监督控制和数据采集(SCADA)系统等)、仪器化和智能电子设备(IED)部分104(其可以包括测量仪器、传感器、执行器、本地和远程输入/输出接口、机器、工具、机器人等)、服务中心104、云计算环境106以及网关107。部分101至104中的一个或多个部分包括端点。下文将给出端点的示例。如参考图2所进一步公开的，通常部分101至104(特别是端点)被配置为通过网络彼此通信(以及与服务中心105通信)。控制节点200在网关107和/或云计算环境106中提供。图2是图示了其中可以应用本文中所提出的实施例的工业系统100b的示意图。图2可以被视为提供图1的工业系统100a的另一透视图。在图2中，图1的工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分析工业系统(100a、100b)中网络(110)的端点(120a至120N)的基于事件的行为的方法，所述方法由控制节点(200)执行，所述方法包括：/n从所述端点(120a至120N)收集(S102)如由所述端点(120a至120N)在时间窗口内创建的带有时间戳的事件日志条目，其中每个相应的带有时间戳的事件日志条目都与由所述端点(120a至120N)中的一个端点执行的相应的事件有关；以及/n通过将所述带有时间戳的事件日志条目相互比较来标识(S106)相关事件元组，从而提供所述事件与其中执行每个相关事件元组的所述事件的那些端点(120a至120N)之间的映射。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于分析工业系统(100a、100b)中网络(110)的端点(120a至120N)的基于事件的行为的方法，所述方法由控制节点(200)执行，所述方法包括：
从所述端点(120a至120N)收集(S102)如由所述端点(120a至120N)在时间窗口内创建的带有时间戳的事件日志条目，其中每个相应的带有时间戳的事件日志条目都与由所述端点(120a至120N)中的一个端点执行的相应的事件有关；以及
通过将所述带有时间戳的事件日志条目相互比较来标识(S106)相关事件元组，从而提供所述事件与其中执行每个相关事件元组的所述事件的那些端点(120a至120N)之间的映射。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述网络(110)中的分组通过交换机(130a至130M)路由，其中每个交换机(130a至130M)针对其在所述分组上执行的每个事件，创建相应的带有时间戳的事件日志条目，所述方法还包括：
收集(S104)如由所述交换机(130a至130M)在所述时间窗口内创建的带有时间戳的事件日志条目，
其中所述标识还基于从所述交换机(130a至130M)收集的所述带有时间戳的事件日志条目。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述标识还包括将如由所述带有时间戳的事件日志条目定义的观察的网络行为与配置的网络行为进行比较。


4.根据权利要求3所述的方法，还包括：
如果所述观察的网络行为偏离所述配置的网络行为，则发出(S108)通知。


5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
确定(S120)针对其中所述观察的网络行为偏离所述配置的网络行为的任何端点(120a至120N)或交换机(130a至130M)的重新配置；以及
向所述任何端点(120a至120N)或交换机(130a至130M)提供(S112)经确定的重新配置。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述事件中的每个事件与以下各项中的任一项有关：创建分组、修改分组、基于分组的内容来执行动作、发送分组、接收分组。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述事件中的至少一些事件与通过所述网络(110)从所述端点(120a至120N)中的一个端点发送到所述端点(120a至120N)中的另一端点的分组有关。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述时间窗口是滑动时间窗口。


9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述端点(120a至120N)相对于彼此时间同步。


10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述端点(120a至120N)是网络化嵌入式系统的一部分。


11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述端点(120a至120N)是工业厂房装备件。


12.一种控制节点(200)，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：约根·盖德，伊瓦·汉森，约翰·阿克贝格，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH