用于管理和优化现场设备和自动化设备之间的连接的系统、设备和方法技术方案

描述了一种用于管理工业设施（100）中的连接的系统（107）、设备（101）和方法（300）。在一个方面中，系统（107）包括一个或多个现场设备（102 A

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于管理和优化现场设备和自动化设备之间的连接的系统、设备和方法
[0001]本专利技术涉及一种用于管理工业设施中现场设备和自动化设备之间的连接的系统、设备和方法。
[0002]诸如发电厂或精炼厂的工业设施包括多个现场设备或组件。常规的接线盒用于管理来自工业设施中这样的现场设备和组件的终端信号。来自现场设备的这样的信息可以基于一个或多个要求被加时间戳和分类，所述一个或多个要求诸如是监视、控制、存档、通信和计算工业设施中的各种参数、工业设施的维护、工业设施中的一个或多个设备和组件之间的通信以及提供对这样的设备和组件的远程访问。目前，这样的分类可能无法执行，并且来自现场设备和组件的信息可能被路由到特定的目标系统。此外，现场设备可以仅连接到特定的输入输出（IO）模块。类似地，可以使用不同通信协议进行通信的其他设备可能需要支持这样的通信协议的不同IO模块。
[0003]在当前的工业自动化技术中，来自现场设备和自动化设备的信息在分布式IO模块处被收集和处理，并由工业控制器配置。因此，控制器管理来自部署在工业设施中的各种设备的所有输入，以用于工业设施的高效管理。输入还可以包括与工业设施的监视、存档和远程访问/控制相关联的参数。工业设施的实际过程控制可能不需要这样的输入。然而，这样的输入由控制器配置，从而影响控制器的性能和工厂的生产率。
[0004]US 2015127876 A1公开了将现场设备通信耦合到过程控制系统中的控制器的装置和方法。然而，该文献没有公开用于高效管理一个或多个现场设备和一个或多个自动化设备之间的连接的装置。
[0005]替代解决方案可以包括使用放置在现场设备和其他组件附近的无源接线盒。然而，这样的无源接线盒的管理需要更高的努力和技能，并且可能容易出错。
[0006]鉴于以上所述，在工业设施中需要一种改进且智能的系统，其能够管理一个或多个现场设备和工业设施中的其他组件之间的连接。还需要提供一种支持现场设备和自动化设备的设备，而不管这样的现场设备和自动化设备支持的通信协议如何。
[0007]因此，本专利技术的目的是提供一种用于管理工业设施中的一个或多个现场设备和一个或多个自动化设备之间的连接的系统、设备和方法，该系统、设备和方法不需要知道这样的设备的通信协议，是高效的，并且标识工业设施中的故障状况。
[0008]本专利技术的目的通过如权利要求1中要求保护的自动化系统、如权利要求10中要求保护的方法、如权利要求18中要求保护的可自配置设备、如权利要求16中要求保护的计算机程序产品以及如权利要求17中要求保护的管理工业设施中现场设备和自动化设备之间的连接的计算机可读介质来解决。
[0009]在下文中，根据本专利技术的解决方案相对于要求保护的系统、要求保护的设备以及相对于要求保护的方法进行描述。本文的特征、优点或替代实施例可以被分配给其他要求保护的对象，并且反之亦然。换句话说，系统和设备的权利要求可以利用在该方法的上下文中描述或要求保护的特征来改进。在这样的情况下，该方法的功能特征由系统的目标单元体现。
[0010]本专利技术通过包括一个或多个现场设备和一个或多个自动化设备的自动化系统来实现该目的。一个或多个现场设备可以部署在工业设施中，并且被配置为捕获与工业设施的功能相关联的一个或多个参数。现场设备可以包括例如致动器、传感器、气动设备、变送器、开关等。工业设施还可以包括一个或多个自动化设备，诸如可编程逻辑控制器、人机接口（HMI）设备、存档设备、通信系统等。自动化系统进一步包括可自配置设备，其适于基于一个或多个现场设备和一个或多个自动化设备的类型进行动态配置。在实施例中，可自配置设备可以能够基于连接到这样的可自配置设备的现场设备和/或自动化设备的类型动态地执行自配置。可自配置设备的这样的配置使得可自配置设备能够管理一个或多个现场设备和一个或多个自动化设备之间的连接。在实施例中，可自配置设备可以是多功能现场终端单元。有利的是，可自配置设备使能实现一个或多个现场设备和一个或多个自动化设备之间的连接，而不需要多个输入/输出（IO）模块。因此，消除了采用不同通信协议的设备对不同兼容IO模块的依赖。
[0011]根据实施例，可自配置设备包括至少一个第一端口。该至少一个第一端口可以被配置为连接到一个或多个现场设备。可自配置设备进一步包括至少一个第二端口，其可以被配置为连接到一个或多个自动化设备。所述至少一个第一端口和所述至少一个第二端口可以是例如被配置为使能实现一个或多个组件之间的数据交换的IO模块。可自配置设备进一步包括处理单元和存储器。有利地，可自配置设备被配置为高效地管理一个或多个现场设备和一个或多个自动化设备之间的连接。
[0012]根据另一实施例，可自配置设备的存储器包括自配置模块。自配置模块可以被配置为标识安装在工业设施中的一个或多个现场设备。自配置模块进一步被配置为标识安装在工业设施中的一个或多个自动化设备。一个或多个现场设备和自动化设备的这样的标识可以基于来自一个或多个现场设备和一个或多个自动化系统的一个或多个信号来执行。自配置模块进一步被配置为在一个或多个现场设备和一个或多个自动设备之间建立连接。在实施例中，工业设施可以包括多于一个的可自配置设备。可以在这样的一个或多个可自配置设备之间建立通信信道，从而使能实现设备间通信。
[0013]根据本专利技术的又一实施例，在建立一个或多个现场设备和一个或多个自动化设备之间的连接时，自配置模块被配置为确定与工业设施相关联的网络配置。网络配置使能标识工业设施中的一个或多个信号源。这样的信号源可以是例如现场设备。网络配置还使能标识工业设施中的一个或多个目标设备。目标设备可以是旨在从现场设备接收信号的一个或多个设备。这样的一个或多个目标设备可以是工业设施中的自动化设备，例如，PLC、人机接口（HMI）、一个或多个控制器、一个或多个存档服务器等。工业自动化中网络配置的确定还使能标识所述一个或多个现场设备和所述一个或多个自动化设备的操作状况。自配置模块进一步被配置为标识与所述一个或多个现场设备相关联的至少一个属性。所述至少一个属性可以是例如与现场设备的类型、现场设备的描述、现场设备技术（FDT）配置相关联的数据。与所述一个或多个现场设备相关联的所述至少一个属性的标识使能导出源自所述一个或多个现场设备的（一个或多个）信号的类型。自配置模块进一步被配置为标识与所述一个或多个自动化设备相关联的至少一个属性。与所述一个或多个自动化设备相关联的至少一个属性的标识使能标识源自所述一个或多个现场设备的信号的目的地/目标设备。这样的至少一个属性可以是例如与自动化设备相关联的功能，诸如监视和/或控制工业设施的一
部分。自配置模块进一步被配置为基于与所述一个或多个现场设备相关联的至少一个属性和与所述一个或多个自动化设备相关联的至少一个属性来确定所述一个或多个现场设备和所述一个或多个自动化设备之间的关联。例如，这样的关联可以通过执行信号源和旨在针对该信号的目的地/目标设备之间的映射来确定。有利地，可以实现所述一个或多个现场设备和所述一个或多个自动化设备之间的高效连接。
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种自动化系统（107），包括：一个或多个现场设备（102A
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N）；一个或多个自动化设备（103）；并且其特征在于：可自配置设备（101）被配置为基于所述一个或多个现场设备（102A
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N）和所述一个或多个自动化设备（103）的类型来动态配置，使得可自配置设备（101）管理所述一个或多个现场设备（102A
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N）和所述一个或多个自动化设备（103）之间的连接，并且其中可自配置设备（101）包括校准模块（112），其中校准模块（112）被配置为：获得自动化系统（107）的基线状态空间表示，其中基线状态空间表示包括与自动化系统（107）的最佳运作相对应的自动化系统（107）的至少一个输入变量、至少一个输出变量和至少一个状态变量的集合的模型；确定自动化系统（107）的实时状态空间表示，其中实时状态空间表示包括与自动化系统（107）的实时运作相对应的至少一个输入变量、至少一个输出变量和至少一个状态变量的集合的模型；将基线状态空间表示与实时状态空间表示进行比较，以标识偏差；和如果标识出偏差，则基于实时状态空间表示修改基线状态空间表示。2.根据权利要求1所述的自动化系统（107），其中，所述可自配置设备（101）包括：至少一个第一端口，被配置为连接一个或多个现场设备（102A
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N）；至少一个第二端口，被配置为连接一个或多个自动化设备（103）；处理单元（201）；和耦合到处理单元（201）的存储器（202）。3.根据权利要求1和2所述的自动化系统（107），其中可自配置设备（101）的存储器（202）包括自配置模块（110），其中自配置模块（110）被配置为：标识安装在工业设施（100）中的一个或多个现场设备（102A
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N）；标识安装在工业设施（100）中的一个或多个自动化设备（103）；和在工业设施（100）中的一个或多个现场设备（102A
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N）和一个或多个自动化设备（103）之间建立连接。4.根据权利要求3所述的自动化系统（107），其中，所述自配置模块（110）被配置为：确定与所述工业设施（100）相关联的网络配置；标识与一个或多个现场设备（102A
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N）可关联的至少一个属性；标识与一个或多个自动化设备（103）可关联的至少一个属性；和基于与所述一个或多个现场设备（102A
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N）可关联的至少一个属性、与所述一个或多个自动化设备（103）可关联的属性以及与工业设施（100）相关联的网络配置，确定所述一个或多个现场设备（102A
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N）和所述一个或多个自动化设备（103）之间的关联。5.根据权利要求4所述的自动化系统（107），其中，自配置模块（110）被配置为：从服务器（105）接收基于所标识的一个或多个现场设备（102A
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N）和一个或多个自动化设备（103）的配置设置的集合，其中配置设置包括用于配置可自配置设备（101）的一个或多个参数；和使用配置设置来配置可自配置设备（101），使得可自配置设备（101）在所述一个或多个
现场设备（102A
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N）与所述一个或多个自动化设备（103）之间动态...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：