用于工业系统的操作和设计的系统和方法技术方案

本公开涉及用于工业系统的操作和设计的系统和方法。在工业系统中配置分布式控制包括建立表示工业系统的过程控制安装的资产模型，并根据分布式控制编程标准创建分布式控制资产的资产库。资产模型包括根据物理模型标准的级别定义并表示工业系统的物理设备的建模资产。分布式控制资产每个具有一个或多个预定义的内置构面。资产库中的分布式控制资产之一被映射到每个建模资产，以配置工业系统的过程控制安装并生成用于提供工业系统的分布式控制的基于资产的控制应用。其它方面涉及通过使用机器学习或资产配置器工具基于信息模型自动创建控制应用。创建控制应用。创建控制应用。

【技术实现步骤摘要】
用于工业系统的操作和设计的系统和方法


[0001]本公开的各方面一般而言涉及工业过程自动化和控制系统。更特别地，本公开的各方面涉及用于执行工业工厂调试、设计、可视化、模拟、诊断和操作的系统和方法。

技术介绍

[0002]对分布式控制拓扑的需求已导致开发了一种编程语言标准，诸如IEC 61499，专门用于分布式(基于事件的)工业应用。一般而言，IEC 61499定义了一种通用体系架构，该体系架构实现了以应用为中心的设计，其中为整个系统创建了一个或多个由互连功能块的网络定义的应用，然后将其分发到可用设备。在设备模型内描述了系统内的所有设备，并且系统模型反映了系统的拓扑。在映射模型内描述了应用的分布。因此，系统的应用是可分发的，但维持在一起。以这种方式，可以在多个自动化控制器上映射并执行一个项目中包含的应用。
[0003]在IEC 61499体系架构模型中，可分发应用是通过与设计带有集成电路的电路板相同的方式将可重用功能块类型的实例与适当的事件和数据连接互连而建立的。然后，使用符合IEC 61499的软件工具，可以将这些功能块通过网络分发到符合IEC 61499的物理设备(控制器)，从而从可重复使用的符合IEC 61499的组件库中配置分布式控制和自动化系统。

技术实现思路

[0004]简而言之，本公开的各方面允许基于IEC 61499标准对具有内置构面(facet)的资产进行定义和建模。用户可轻松使用此类构面来映射到物理设备或控制语言或叙述(例如，HMI、控制、警报&事件、扫描和/或事件驱动模式、模拟等)。此外，基于信息模型的灵活的应用设计和自动创建解决方案允许改进分布式智能，并以针对工业应用的设计和自动创建实现零工程投入为目标。本公开的各方面还允许通过使用机器学习或资产配置器工具来自动创建控制应用。
[0005]在一方面，一种在工业系统中配置分布式控制的方法包括：建立表示工业系统的过程控制安装的资产模型以及根据分布式控制编程标准创建分布式控制资产的资产库。根据该方法，资产模型包括根据物理模型标准的级别定义的多个建模资产和表示工业系统的物理设备的建模资产。每个分布式控制资产都有一个或多个预定义的内置构面。该方法还包括将资产库中的分布式控制资产中的一个映射到每个建模资产，以配置工业系统的过程控制安装，并生成至少一个基于资产的控制应用，该应用在由过程控制安装的一个或多个控制器执行时，提供对工业系统的分布式控制。
[0006]在另一方面，一种系统包括处理器和耦合到该处理器的存储存储器。该存储存储器存储处理器可执行指令，该处理器可执行指令在由处理器执行时配置处理器以建立表示工业系统的过程控制安装的资产模型，并根据分布式控制编程标准来创建分布式控制资产的资产库。资产模型包括根据物理模型标准的级别定义并表示工业系统的物理设备的多个
建模资产。每个分布式控制资产都有一个或多个预定义的内置构面。处理器可执行指令还配置处理器，以将资产库中的分布式控制资产之一映射到每个建模资产，以配置工业系统的过程控制安装并生成至少一个基于资产的控制应用，该控制应用在由过程控制安装的一个或多个控制器执行时，提供对工业系统的分布式控制。
[0007]在又一方面，一种建立用于配置分布式控制系统的资产控制模型的方法包括创建资产控制模型库，该资产控制模型库被配置为存储多个分布式控制资产，并根据分布式控制编程标准来定义分布式控制资产。分布式控制资产表示工业系统的过程控制安装，并从根据物理模型标准的级别定义的一个或多个物理资产和一个或多个控制资产映射。该方法还包括向每个分布式控制资产提供一个或多个预定义的内置构面、用具有一个或多个预定义的内置构面的分布式控制资产来填充资产控制模型库，以及生成至少一个基于资产的控制应用，该控制应用在由过程控制安装的一个或多个控制器执行时，提供对工业系统的分布式控制。
[0008]其它特征将在下文中部分清晰和部分被指出。
附图说明
[0009]图1是图示根据实施例的过程控制系统的框图。
[0010]图2是根据实施例的用于建立过程控制系统的资产的示例过程的流程图。
[0011]图3是图示根据实施例的识别过程控制系统的物理资产的基于资产的控制模型层次结构的框图。
[0012]图4是图示根据实施例的识别过程控制系统的控制资产的基于资产的控制模型层次结构的框图。
[0013]图5是图示根据实施例的具有与之相关联的定义的构面的资产的框图。
[0014]图6是根据实施例的为可变频率驱动器设计的资产模型的示例。
[0015]图7是根据实施例的由三个压力变送器组成的装备资产模型的示例。
[0016]图8是图示根据实施例的物理资产和控制资产之间的关系的示例屏幕截图。
[0017]图9是图示根据实施例的资产库分类文件夹结构的示例屏幕截图。
[0018]图10是根据实施例的为炉膛通风(furnace draft)控制应用建立的资产库的示例的框图。
[0019]图11是图示图2的示例过程的其它方面的流程图。
[0020]图12是图示根据实施例的资产自动化类型对象的示例屏幕截图。
[0021]图13是图示根据实施例的资产配置器工具的用户界面的示例屏幕截图。
[0022]图14是根据实施例的用于生成控制应用的示例过程的流程图。
[0023]图15和图16是分别图示根据实施例的自动创建的资产的用户界面和资产的实例的示例屏幕截图。
[0024]图17是根据实施例的与资产相关联的自动创建人机界面的示例屏幕截图。
[0025]图18是图示图14的示例过程的其它方面的流程图。
[0026]在所有附图中，相应的附图标记指示相应的部分。
具体实施方式
[0027]现在参考附图，本公开的各方面允许对资产进行定义和建模，并生成用于工业系统的此类资产模型的库。资产库包含建立资产所需的编程元素(例如，基本块和复合块)。在实施例中，根据诸如IEC 61499的分布式控制编程标准来定义这些编程元素。这些模型指示物理资产和控制资产之间的关系(例如，不同的物理模型级别)，其允许将资产库映射到物理设备以及控制语言或叙述。另外，本公开的各方面利用信息模型来建立和设计控制应用，以在工业系统中自动执行或自动创建分布式控制。例如，可以使用配置器工具或机器学习基于信息模型和资产库自动创建资产自动化类型(AAT)功能块网络。
[0028]此外，本公开的各方面提供了使用资产模型库来设计和模拟工业系统的操作的能力，该能力允许评估模拟的操作以识别对所提出的系统设计的潜在改进。本公开的各方面还允许基于用户反馈和机器学习来修改和完善模型。
[0029]图1显示了示例性过程控制系统100的基本结构。在实施例中，过程102通信地连接到控制器104和传感器106。该过程具有输入108和110，其包括该过程创建输出112所必需的输入。在实施例中，输入108包括用于为过程102提供动力的能量，并且输入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在工业系统中配置分布式控制的方法，所述方法包括：建立表示工业系统的过程控制安装的资产模型，所述资产模型包括根据物理模型标准的级别定义的多个建模资产，所述建模资产表示工业系统的物理设备；根据分布式控制编程标准创建分布式控制资产的资产库，所述分布式控制资产每个具有一个或多个预定义的内置构面；将所述资产库中的分布式控制资产之一映射到所述建模资产中的每个建模资产，以配置工业系统的过程控制安装；以及自动生成至少一个基于资产的控制应用，所述基于资产的控制应用在由过程控制安装的一个或多个控制器执行时，提供对工业系统的分布式控制。2.如权利要求1所述的方法，还包括接收表示工业系统的过程控制安装的输入，并且其中所述资产模型是响应于接收到的输入而建立的。3.如权利要求2所述的方法，其中建立所述资产模型包括以下各项中的至少一个：执行一种或多种机器学习算法，以从接收到的输入中提取信息，并通过资产本体服务基于所提取的信息从资产数据库中检索与过程控制安装相关联的建模资产；执行配置工具，以基于接收到的输入来定义与过程控制安装相关联的建模资产；以及基于配置软件对象执行配置工具以定义与过程控制安装相关联的建模资产，所述配置软件对象包括基于接收到的输入的一个或多个可配置构面。4.如权利要求3所述的方法，还包括以下各项中的至少一个：响应于基于资产的控制应用的执行，基于过程控制安装的性能来训练机器学习算法；以及响应于基于资产的控制应用的执行，基于过程控制安装的性能来修改配置工具。5.如权利要求1所述的方法，其中映射所述建模资产包括应用映射规则集智能并根据所述智能从资产库中检索分布式控制资产。6.如权利要求1所述的方法，其中所述建模资产包括一个或多个物理资产和一个或多个控制资产，并且其中所述资产模型指示所述物理资产与所述控制资产之间的关系。7.如权利要求1所述的方法，还包括：从用户界面接收资产库中选择的分布式控制资产的用户选择，所述用户选择指示所提出的工业系统设计中选择的分布式控制资产的特定数量、布置和配置；基于预定的一组条件和所述一个或多个基于资产的控制应用，对所提出的工业系统设计的操作进行模拟；以及评估模拟操作，以识别对所提出的工业系统设计的潜在改进。8.如权利要求7所述的方法，还包括用一个或多个基于资产的控制应用自动填充应用库，其中所述应用库包括所选择的分布式控制资产之间的依赖性。9.一种系统，包括：处理器；与所述处理器耦合的存储存储器，所述存储存储器存储处理器可执行指令，所述处理器可执行指令在由所述处理器执行时将所述处理器配置为：建立表示工业系统的过程控制安装的资产模型，所述资产模型包括根据物理模型标准的级别定义的多个建模资产，所述建模资产表示工业系统的物理设备；
根据分布式控制编程标准创建分布式控制资产的资产库，所述分布式控制资产每个具有一个或多个预定义的内置构面；将所述资产库中的分布式控制资产之一映射到所述建模资产中的每个建模资产，以配置工业系统的过程控制安装；以及自动生成至少一个基于资产的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：施耐德电子系统美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：