用于基于设备的工程的数据同步系统技术方案

在过去的几十年里，半导体、自动化和控制系统的快速发展导致可编程逻辑控制器(PLC)在各种各样的环境中的采用。同步系统协调本地和远程节点之间工程对象模型的存储、检索和激活。同步系统促进本地和远程设计以及对PLC的开发访问，还有PLC的持续正确操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于基于设备的工程的数据同步系统
本公开涉及工业环境中的可编程逻辑控制器。尤其是，本公开涉及在多个节点上的可编程逻辑控制器的工程数据的同步。
技术介绍
在过去的几十年里，半导体、自动化和控制系统的快速发展导致可编程逻辑控制器(PLC)和其它设备在各种各样的工业自动化环境中的采用。单个和互连的PLC被部署在非常广泛的工业控制系统中，并且进行各种各样的任务。改进同步含有PLC程序、配置和其它数据的工程数据将增强远程和本地设计以及PLC的开发访问，还有自动化环境继续正确运行的能力。附图说明图1示出带有数据同步服务器的示例工业自动化环境。图2示出以同步方式保存工程数据的逻辑的示例。图3示出使用同步来保存工程数据的逻辑的第二示例。图4和图5示出以同步方式加载工程数据的逻辑的示例。图6和图7示出用于激活自动化控制设备上的工程数据的逻辑的示例。图8示出编译逻辑的示例。图9示出数据同步服务器的示例实现方式。具体实施方式在过去的几十年里，半导体制造、自动化和控制系统的快速发展导致可编程逻辑控制器(PLC)和其它自动化控制设备在各种各样的工业自动化环境中的广泛采用。在许多情况下，自动化控制设备被设计用于在具有挑战性工业环境中的高可靠性，并且具有非常长的使用寿命。自动化环境的改进最近包括让自动化控制设备本身存储工程系统功能和工程数据，例如，如标题为《用于可编程逻辑控制器(PLC)的基于设备的工程的方法和系统(MethodandSystemforDevice-BasedEngineeringforProgrammableLogicControllers(PLCs))》的WIPO申请WO2018/169778中所描述的。重要的技术问题对工业环境中的自动化控制设备提出挑战。例如，技术问题包括以一致并且容易获得的方式存储和检索工程数据，使得在将访问工程数据的本地和远程节点上同步工程数据。另外的技术挑战是提供对自动化控制设备和工程数据的本地和远程访问，使得可靠地提供对自动化控制设备的本地和远程设计、开发和验证访问，同时提供工程数据的一致同步视图，而不管位置如何。下面描述的系统和技术解决这些和其它技术问题。系统和技术以同步方式处理存储和检索工程数据，以及自动化控制设备的工程数据的激活。在一个实现方式中，系统和技术采用包括同步服务器、工程功能服务器和通信服务器的分布式架构。同步服务器管理在多个自动化控制设备节点、边缘节点和云节点上存储工程数据的工程对象模型(EOM)。同步服务器确保任何节点处的EOM改变都反映到其它节点上。工程功能服务器对EOM中的工程数据实现和执行设备工程功能，例如加载、编辑和编译工程数据，以及激活、测试和调试自动化控制设备。通信服务器通过网络向本地和远程节点展示工程功能服务器中的设备工程功能，例如，通过超文本传输协议(HTTP)或HTTP安全(HTTPS)通道。图1示出示例工业自动化环境100。在此示例中，自动化环境100包括装配线102和沿装配线定位的多个制造设备，例如设备104、106、108和110。自动化环境100还包括传感器，例如从环境100提供反馈的传感器118、120、122、124、126和128。制造设备104-110可为任何类型的受控机器或系统，仅包括几个示例：机器人、混合器、焊接机、皮带、输送机、升降机、注射器、车床、铣床、夹具、刨床等。传感器118-128可为任何类型的反馈设备，仅包括几个示例：照相机、麦克风、电流传感器、电压传感器、旋转传感器、振动传感器、rpm传感器、压力传感器、触摸传感器、接近传感器、热电偶、音量传感器、倾斜传感器、温度传感器等。在图1中，PLC130、132、134和136控制和监控设备104-110。PLC130-136为一种自动化控制设备的示例。任何特定自动化环境可具有任何数量和类型的自动化控制设备，其监控和控制自动化环境100中的制造设备和传感器。如WIPO申请WO2018/169778中所描述，任何自动化控制设备可存储工程系统功能和工程数据，包括存储在本地节点数据存储器182中的本地节点工程对象模型(EOM)180。图1还示出PLC130-136通过网络138与一个或多个边缘节点140通信。在这个意义上，PLC130-136为通过网络与边缘节点140通信的自动化控制设备节点。进而，边缘节点140通过网络142与一个或多个云节点144通信，云节点通常远离本地自动化环境100。工程客户端146与边缘节点140通信，以访问由边缘节点140展示的设备工程功能。类似地，工程客户端148与云节点144通信，以访问由云节点144展示的设备工程功能。边缘节点140和云节点144中的任一个都可实现用于工业自动化环境的工程数据同步系统。图1示出一个示例工程数据同步系统150。在此示例中，数据同步系统150包括存储工程对象模型(EOM)154的边缘节点数据存储器152。EOM154可存储工业自动化环境100中任何自动化控制设备的工程数据。工程数据同步系统150还包括与数据存储器152通信的同步服务器156。同步服务器156被配置成响应于工程数据的改变而同步EOM154中的工程数据，这些改变在本地发生，例如在边缘节点、设备节点中发生，或者在远程发生，例如在云节点中发生。同步服务器156确保一个节点中的工程数据改变反映到所有节点。工程数据同步系统150还包括与同步服务器156通信的工程功能服务器158。工程功能服务器158被配置成对存储在EOM154中的工程数据实现适用于自动化控制设备的设备工程功能。此类设备工程功能的示例包括加载、编辑、编译、激活和调试自动化控制设备的数据和指令。另外，通信服务器160(例如，网页服务器)与工程功能服务器158通信。通信服务器160实现工程功能接口，该工程功能接口被配置成例如经由网页服务接口通过网络向任何授权的客户端展示设备工程功能。工程客户端146为授权客户端的示例，并且可请求设备工程功能的执行。可实现多种专有或工业标准通信接口162中的任一个，以支持数据同步系统150、授权客户端146、云节点144、边缘节点140和自动化控制设备之间通过网络138和142的通信。同步服务器156对授权客户端146隐藏自动化控制设备的连接性，并且为EOM工程数据请求和服务提供一致的接口。在图1所示的分层架构方法中，数据同步系统150被连接到自动化控制设备，并且负责在自动化控制设备和云节点上复制EOM中的任何改变。为此，同步服务器可实现和实施数据库系统的版本控制技术。来自云节点的任何工程数据改变都流经同步服务器156，该同步服务器提供单点EOM管理，以在连接的节点上实施工程数据一致性。同步服务器156基于它已经接收到的EOM请求来决定何时从自动化控制设备发送或提取数据，如下面关于图2至图8所示的逻辑的几个示例用例所解释的。在图2中，就实现数据同步系统150本身而言，用工程数据创建和维护EOM154(202)。同步服务器156被提供用于响应于工程数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于工业自动化环境的工程数据同步系统，所述工程数据同步系统包括：/n存储工程对象模型(EOM)的数据存储器，所述工程对象模型包括用于所述工业自动化环境中的自动化控制设备的工程数据；/n与所述数据存储器通信的同步服务器，所述同步服务器被配置成响应于所述工程数据的改变来同步所述EOM中的所述工程数据；/n与所述同步服务器通信的工程功能服务器，所述工程功能服务器被配置成在所述工程数据上实现所述自动化控制设备的设备工程功能；和/n与所述工程功能服务器通信的通信服务器，所述通信服务器实现工程功能接口，所述工程功能接口被配置成通过网络向请求执行所述设备工程功能的授权客户端展示所述自动化控制设备的所述设备工程功能。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于工业自动化环境的工程数据同步系统，所述工程数据同步系统包括：
存储工程对象模型(EOM)的数据存储器，所述工程对象模型包括用于所述工业自动化环境中的自动化控制设备的工程数据；
与所述数据存储器通信的同步服务器，所述同步服务器被配置成响应于所述工程数据的改变来同步所述EOM中的所述工程数据；
与所述同步服务器通信的工程功能服务器，所述工程功能服务器被配置成在所述工程数据上实现所述自动化控制设备的设备工程功能；和
与所述工程功能服务器通信的通信服务器，所述通信服务器实现工程功能接口，所述工程功能接口被配置成通过网络向请求执行所述设备工程功能的授权客户端展示所述自动化控制设备的所述设备工程功能。


2.根据权利要求1所述的系统，还包括：通信接口，所述通信接口被配置成用于所述同步服务器、单独云节点和所述自动化控制设备之间的通信。


3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述同步服务器被配置成通过将更新的工程数据的更新通知经由所述通信接口发送到所述单独云节点来同步所述EOM中的所述工程数据。


4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述同步服务器被配置成通过从所述单独云节点经由所述通信接口接收更新的工程数据的更新通知并且响应地用所述更新的工程数据来更新所述EOM，从而同步所述EOM中的所述工程数据。


5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述同步服务器还被配置成经由所述通信接口将更新的工程数据发送到所述自动化控制设备。


6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述同步服务器被配置成通过以下方式对来自请求节点的所述工程数据执行工程数据加载操作：
向所述自动化控制设备查询本地存储的工程数据当存储在所述自动化控制设备中时的设备版本信息；
将所述设备版本信息与所述EOM中的所述工程数据的同步服务器版本信息进行比较；以及
当所述设备版本信息与所述服务器版本信息匹配时，将所述工程数据从所述EOM返回到所述请求节点。


7.根据权利要求2所述的系统，其中，所述同步服务器被配置成通过以下方式对来自请求节点的所述工程数据执行工程数据加载操作：
向所述自动化控制设备查询所述工程数据当本地存储在所述自动化控制设备中时的设备版本信息；
将所述设备版本信息与所述工程数据的同步服务器版本信息进行比较；以及
当所述设备版本信息与所述服务器版本信息不匹配时：
从所述自动化控制设备检索更新的工程数据；
用所述更新的工程数据来更新所述EOM中的所述工程数据；以及
将所述更新的工程数据返回到所述请求节点。


8.根据权利要求2所述的系统，其中，所述同步服务器被配置成通过以下方式执行所述自动化控制设备的工程激活操作：
更新所述EOM中的所述工程数据；
将所述工程数据从所述EOM发送到所述自动化控制设备；以及
更新所述EOM中的所述工程数据的工程时间戳。


9.根据权利要求2所述的系统，其中，所述工程功能服务器被配置成通过以下方式执行编译操作：
从所述EOM检索所述工程数据；
编译所述工程数据以获得更新的自动化控制设备配置；以及
向所述同步服务器发送对所述更新的自动化控制设备配置的激活请求。


10.一种用于在工业自动化环境中的工程数据同步的方法，所述方法包括：
在数据存储器中存储工程对象模型(EOM)，所述工程对象模型包括用于所述工业自动化环境中的自动化控制设备的工程数据；
使用与所述数据存储器通信的同步服务器，响应于所述工程数据的改变来同步所述EOM中的所述工程数据；
使用与所述同步服务器通信的工程功能服务器，在所述工程数据上实现所述自动化控制设备的设...

【专利技术属性】
技术研发人员：里兹万·马吉德，乔治·明策尔，古斯塔沃·阿尔图罗·基罗斯·阿拉亚，刘凯，斯温·艾尔佩尔特，符昀华，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE