【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于验证限定工业自动化系统的模块的模块规范的系统和方法。
技术介绍
1、模块化工厂是在工程阶段通过组成可能由不同供应商创建的预先设计的模块集合，根据这些模块限定工厂拓扑，并且生成过程编排层(pol)的控制代码来设计的。设计和集成工具可以在工程阶段期间被用于导入模块规范，例如以模块类型包(mtp)的形式，并且将其集成到设计中。在没有提供足够的故障细节的情况下，mtp的集成往往可能会失败，这需要工程师花时间调试和修复mtp的错误。因此，pol工程期间涉及的工程工作量可能会因mtp的问题而增加。而且，如果mtp来自第三方供应商，则集成可能会无限期停滞，直到供应商修复问题。附加地，如果允许语义不正确的mtp与其他组件集成，则整个自动化系统可能在现场验收测试(sat)期间发生故障。
技术实现思路
1、在将模块规范集成到工业自动化系统中之前验证模块规范将是有利的。为了更好地解决这些问题中的一个或多个问题，在本专利技术的第一方面中，提供了一种用于验证限定工业自动化系统的至少一个组件的组件规范的计算机实现的方法，其中组件规范以面向对象的数据格式布置。该方法包括：获得指定一个或多个不变量的不变量规范，该一个或多个不变量必须被满足以使组件被认为适合与工业自动化系统结合使用；以及使用在不变量规范中指定的不变量来验证(即，核查)组件规范。
2、可选特征由所附从属权利要求限定。
3、不变量中的至少一个不变量可以与组件规范的语义正确性相关，其中验证组件规范包括使用所述
4、附加地或备选地，不变量中的至少一个不变量可以与组件规范的结构正确性相关，并且其中验证组件规范包括使用所述至少一个不变量来验证组件规范的结构正确性。例如，结构正确性可以参照caex规范和/或参照该规范的元模型来验证。
5、附加地或备选地，组件规范可以包括与工业自动化系统的至少一个组件相关的至少一个值。验证组件规范可以包括使用不变量规范中指定的不变量来验证至少一个值。附加地或备选地，验证至少一个值可以包括参照外部代理来确定至少一个值的有效性。该至少一个值可以包括设备分类标识符，其中验证组件规范包括验证该至少一个设备分类标识符。验证至少一个设备分类标识符可以包括参照外部代理来确定设备分类标识符的有效性。设备分类标识符可以包括eclass id，并且外部代理可以包括eclass门户。
6、附加地或备选地，变型中的至少一个变型参照表示相关标准规范的模型或元模型来限定，并且其中验证组件规范包括参照模型或元模型来执行验证。
7、不变量可以是以下中的任何一个或多个：类层次结构；实例属性；参考id；值一致性约束；连接元件的兼容性；结构约束。
8、不变量可以用任何适当的方式表达。在一个示例中，不变量中的至少一个不变量使用一个或多个基于一阶逻辑的约束来表达。
9、验证可以以任何适当的方式执行。在一个示例中，至少一个所述不变量包括断言，并且其中验证组件规范包括确定是否违反了断言。附加地或备选地，至少一个所述不变量包括正则表达式，并且其中验证组件规范包括使用正则表达式来检测组件规范中想要的或不想要的模式。附加地或备选地，至少一个所述不变量包括公式，并且其中验证组件规范包括使用求解器来确定公式是否被组件规范满足。附加地或备选地，验证组件规范可以包括使用图形变换算法将组件规范建模为代表图形，并且参照从模型储存库获得的理想化模型图形来验证代表图形。附加地或备选地，该方法还可以包括获得与组件规范中的元件的兼容性相关的数据，其中验证组件规范包括使用所获得的数据来确定组件规范中的元件的兼容性。在这种情况下，该方法还可以包括使用聚类算法来获得与组件规范中的元件的兼容性相关的数据。附加地或备选地，该方法还可以包括编译不变量规范以生成用于验证的至少一个可执行规则，其中验证组件规范包括执行至少一个可执行规则。在这种情况下，至少一个可执行规则可以对所述不变量的否定进行建模，并且其中验证组件规范包括响应于所述至少一个可执行规则的触发而检测违反。
10、该方法还可以包括响应于在验证组件规范时检测到验证错误，推荐一个或多个补救动作以补救验证错误。在一个示例中，补救动作包括至少一个通用的校正建议。附加地或备选地，补救动作可以包括至少一个上下文特定的校正建议。该方法还可以包括将推荐的补救动作中的至少一个推荐的补救动作发送到用户，并且接收与至少一个推荐的补救动作相关的用户反馈。该方法还可以包括使用接收的反馈来针对相同的验证错误确定补救动作的后续推荐。该方法还可以包括使用强化学习方法来改进后续推荐。
11、通过“组件规范”表示限定工业自动化系统的至少一个组件(特别是模块)的任何文件或数据集。因此，组件规范可以包括模块规范，该模块规范特别限定了自动化系统的模块和其他组件之间的接口。在一个示例中，模块规范是模块类型包(mtp)。然而，要理解的是，本文描述的方法和系统不被限于此，并且它们可以被应用于以任何面向对象的数据格式布置的组件规范。组件规范可以遵循例如caex格式。
12、通过“不变量”表示可以使用规范语言描述的设计规则或设计约束(ocl)。规范语言可以是本文描述的自限定规范语言。
13、通过经历严格的验证，导入的mtp在集成和后续测试期间不太可能导致故障。不变量规范提供了一个限定的方案，mtp可以根据该方案进行验证，而可用标准当前没有提供该方案。具体地，不变量可以被用于加强mtp的语义正确性及其结构正确性，这一能力不是由当前的设计和集成工具提供的，也不是由mtp所符合的caex标准(iec 62424)提供的，该caex标准主要是结构性的。
14、因此，根据本公开的验证系统和方法在早期工程阶段期间提供了更有效的错误检测，这反过来减少了集成和测试工作量，同时在模块化工厂设计中提供了更快的周转时间，提高了模块的可重用性互操作性标准化。也可以提高开发者的生产力。
15、通过将2658规范以及caex规范与不变量验证引擎解耦，规范中的任何改变都不会影响不变量验证引擎。通过这种方式，提供了可修改性。不变量验证引擎可以适用于通过简单地用更新的规范的模型替换或更新引擎当前使用的模型(例如通过改变模型文件)来与更新的规范(例如2658规范)一起工作。
16、通过将2658规范以及caex规范与不变量验证引擎解耦，可以用任何其他面向对象的规范来替换2658规范，诸如opc-ua信息模型规范(https://opcfoundation.org/)。在这种非限制性场景中，不变量验证引擎可以通过适当地改变不变量来验证opc-ua组件描述的语义正确性。通过这种方式，提供了可扩展性：本文描述的验证系统和方法可扩展到任何给定的标准规范及其(数据/信息)模型。本文描述的验证系统和方法可以被扩展到automationml之外。
17、将不变量验证本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种计算机实现的方法，用于验证限定工业自动化系统的至少一个组件的组件规范(102)，其中所述组件规范以面向对象的数据格式布置，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中语义正确性参照IEC 63280规范的模型来验证。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述不变量中的至少一个不变量与所述组件规范(102)的结构正确性相关，并且其中验证(414)所述组件规范包括使用所述至少一个不变量来验证(416)所述组件规范的结构正确性。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组件规范包括与所述工业自动化系统的所述至少一个组件相关的至少一个值，其中验证(414)所述组件规范包括参照外部代理验证(418)所述至少一个值。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述不变量中的至少一个不变量参照表示相关标准规范的模型(204)或元模型(206)来限定，并且其中验证(414)所述组件规范(102)包括参照所述模型或所述元模型来执行所述验证。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述不变量中的至少一个不变量
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：编译所述不变量规范(104)以生成用于验证的至少一个可执行规则(210)，其中验证(414)所述组件规范(102)包括执行所述至少一个可执行规则。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：获得与所述组件规范(102)中的元件的兼容性相关的数据(214)，其中验证(414)所述组件规范包括使用所获得的数据来确定所述组件规范中的元件的兼容性，所述方法还包括使用聚类算法来获得与所述组件规范中的元件的兼容性相关的所述数据。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：响应于在验证(414)所述组件规范(102)时检测到验证错误，而推荐(424)一个或多个补救动作(106)以补救所述验证错误。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：将推荐的补救动作(106)中的至少一个推荐的补救动作发送到用户，并且接收与所述至少一个推荐的补救动作相关的用户反馈(110)。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：使用所接收的反馈(110)来针对所述相同的验证错误确定补救动作(106)的后续推荐。
12.根据权利要求10或11所述的方法，还包括：使用强化学习方法来改进后续推荐。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：将工业自动化系统配置为使用由所验证的组件规范限定的所述组件来操作。
14.一种验证系统(100)，被配置为执行根据权利要求1至13中任一项所述的方法。
15.一种计算机可读介质(804，808)，包括指令，所述指令在由计算设备(800)执行时，使得所述计算设备能够执行根据权利要求1至13中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种计算机实现的方法，用于验证限定工业自动化系统的至少一个组件的组件规范(102)，其中所述组件规范以面向对象的数据格式布置，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中语义正确性参照iec 63280规范的模型来验证。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述不变量中的至少一个不变量与所述组件规范(102)的结构正确性相关，并且其中验证(414)所述组件规范包括使用所述至少一个不变量来验证(416)所述组件规范的结构正确性。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组件规范包括与所述工业自动化系统的所述至少一个组件相关的至少一个值，其中验证(414)所述组件规范包括参照外部代理验证(418)所述至少一个值。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述不变量中的至少一个不变量参照表示相关标准规范的模型(204)或元模型(206)来限定，并且其中验证(414)所述组件规范(102)包括参照所述模型或所述元模型来执行所述验证。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述不变量中的至少一个不变量使用一个或多个基于一阶逻辑的约束来表达。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：编译所述不变量规范(104)以生成用于验证的至少一个可执行规则(210)，其中验证(414)所述组件规范(102)包括执行所述至少一个可执行规则。
8.根据前...
【专利技术属性】
技术研发人员：桑托纳·萨尔卡，马里奥·霍尼克，卡塔琳纳·斯塔克，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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