用于提供控制和自动化服务的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于由专业服务提供方、在通信网络上向多种种类自动化需要提供控制和专家服务的系统及其方法。该布置允许在一个或多个用户之间共享自动化控制系统组件。也描述了配置和使用控制和自动化服务的方法。从工厂用户的观点，用于控制和自动化服务的该系统具有更大的灵活性且更简单。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于由专业服务提供方在通信网络上向多种种类自动化需要提供控制和专家服务的系统及其方法。
技术介绍
加工工业通过使用分布式控制系统(DCS)，满足了其工厂控制和自动化需要。可将DCS形象化为部署成用于使用现场装置进行过程控制的一组分布式可编程控制器，所述现场装置用于感测和致动(actuate)，以实现控制操作。DCS系统利用服务器和工作站， 以支持操作和管理。DCS系统通常部署成用于中等规模到大规模加工工业的工厂自动化。经常地，对于小规模工业或制造厂自动化需要，基于可编程逻辑控制器(PLC)的系统是优选的。基于处理对过程控制的大和复杂控制需求的能力，PLC和DCS系统可能将有区别。另一类系统是监督控制和数据获取(SCADA)，其部署成用于非常大且分布式的工厂系统(plant system)。SCADA的功能主要是监测独立活动并通过行使监督或编程的控制功能来协调它们。SCADA系统集中于它的、用于监测过程参数和部署控制策略的功能，其对在工厂本地、用以接收用于控制功能的设定点或启动条件的控制器/开关具有大的依赖性。要注意，SCADA系统依赖于本地控制器或装置来执行控制功能。图1示出了现有技术分布式控制系统100。可将DCS系统100形象化为具有多层的网络。最上层是工厂企业网络，也称之为工厂网络110，其托管(host)瘦客户端(thin client) 112和远程客户端114，远程客户端114在因特网116上、通过(由路由器和防火墙 118构建的)适当安全措施与该系统通信，以访问关于加工工厂的信息。下一层是客户端/ 服务器网络120，其具有桥接到在控制网络130中连接的分布式第一控制器135的至少一个服务器132。多个额外的服务器126也可连接到该网络120，用于对信息和资产管理的专业服务。通过连接到该网络120的、用于操作员122和工程师124的工作站来执行工厂的配置、监测和控制操作。DCS系统100还提供与第一控制器135在一起的冗余控制器137，用于关键功能(critical function) 0冗余设置具有在控制器之一失效期间将控制功能从一个控制器主动接管到其它控制器的能力。第一控制器135或者直接地，或者通过未在附图中示出的输入和输出(IO)装置，连接到多个在现场总线网络140中的现场装置145。现场装置145是诸如传感器、传送器和致动器(未在附图中示出)的基础装置。设计带有多个网络层的架构，以有效处理来自控制系统的命令信息和过程信息。 包含现场装置的层被看作具有过程(粗)数据信息的基础层，而对于其上的每层，信息可能得到抽象。PLC系统将在基础层操作，而SCADA系统将在更高层(高于客户端/服务器网络层或工厂企业网络层)操作。高端DCS系统具有容易地与PLC或SCADA系统集成的能力，并且也迎合多种加工工业的自动化需要。以多种级别集成多种功能性、协议和工具，以无缝配置和连接到企业所需的众多装置和功能性。一些示例是先进控制和优化解决方案、包括维护活动的生产的计划和调度、存货管理、购买和财务管理等。近几十年来，通过“一种系统用于所有装置、工业和功能性”概念开发的多种增强和集成已增加了系统和操作的复杂度。系统的复杂度迫使工厂职员集中在他们的主要目标 (执行他们的生产)以外。需要计算机实用技能和高度熟练的操作员和工程师，以配置和维护复杂的自动化系统。该复杂度也限制了控制系统产品到自动化市场的所有部分的完全利用和渗透。因此，存在以下需要具有能对于工厂职员简化控制和自动化的系统，并且同时保持先进DCS的所有丰富特征。还重要的是以最节省成本的方式来提供简单性和丰富特征， 以使得工厂职员能够以具有最小资金和操作成本的生产而领先。该方面对于小规模和中等规模的加工工业尤其重要。专利技术目的本专利技术的首要目的是提供对于工厂用户具有较大灵活性且更简单的、用于控制和自动化功能的系统。本专利技术的另一个目的是提供控制系统，其使得用户能够在用于自动化系统的资金投入和与配置、扩充、维护、训练相关联的操作开销得以减少的情况下运行他的操作。本专利技术的又一个目的是提供由专业服务提供方托管的、用于控制和自动化功能的系统。本专利技术的再一个目的是提供将控制和自动化服务输送到用户的方法。本专利技术的再一个目的是提供扩展到在片区(township)中的需要的、用于控制和自动化的系统。
技术实现思路
因此，本专利技术涉及，通过技术和服务解决方案的组合，其具有能够将强大且特征丰富的自动化控制系统定位用于多种自动化和控制需要并从而增加对自动化控制系统的利用率的意图，该强大且特征丰富的自动化控制系统例如是分布式控制系统(DCS)、可编程逻辑控制器(PLC)、监督控制和数据获取(SCADA)。在本专利技术的第一方面中，将用于控制和自动化的系统描述为包括(a)至少一个中央组件，以向一个或多个用户提供服务；(b) 一个或多个专用通信链路，用于连接一个或多个用户和所述中央组件；以及(c) 一个或多个接口，以使得服务能够到一个或多个用户；其中，中央组件包括一个或多个诸如控制器、服务器、人机交互(HMI)站的装置， 以及其中，一个或多个接口包括诸如通信、安全性和管理组件的组件，用于配置、提供、接收、监测和维护控制和自动化服务。在本专利技术的一个实施例中，用于控制和自动化的系统部署成使得能够为一个或多个用户使用诸如分布式控制系统(DCS)、可编程逻辑控制器(PLC)、监督控制和数据获取 (SCADA)的自动化控制系统，用于控制和自动化的系统包括a)服务提供方，以通过用于用户的一个或多个接口和中央组件来促进控制和自动化服务；b)具有支持组件的用户，以对一个或多个控制和自动化服务有益；其中，支持组件包括一个或多个诸如现场装置、控制器、服务器和客户端站的装置。在本专利技术的另一个实施例中，用于提供控制和自动化服务的系统用于诸如控制服务、自动化服务、监测服务、备份或保护和安全服务或其它类似服务的服务。在又一个实施例中，提供控制和自动化服务的系统的一个或多个接口是和服务提供方在一起的中央组件的组成部分，或者是和用户在一起的支持组件的组成部分，或者是中央组件和支持组件两者的组成部分。在又一个实施例中，通过一个或多个用户之一提供控制和自动化服务，并且中央组件和一个或多个用户在一起。在再一个实施例中，使用包括虚拟化的基于软件、固件或硬件的解决方案，来提供中央组件中的一个或多个装置或者中央组件的一个或多个功能或者中央组件的装置和功能的组合，以迎合用户的多种需要，并且使用包括虚拟化的基于软件、固件或硬件的解决方案，来提供支持组件中的一个或多个装置或者支持组件的功能或者支持组件的装置和功能的组合，以接收来自服务提供方的多种服务。在再一个实施例中，由一个或多个通信网络服务提供方来提供通信链路，并且这些一个或多个通信网络服务提供方合作，以确保通信服务的质量，以及借助包含蜂窝网络的无线通信网络或有线通信网络或者通过有线通信网络和无线通信网络的组合来供应通信链路。在再一个实施例中，用于提供控制和自动化服务的系统具有为一个用户进行供应的至少两个中央组件，以及其中，中央组件由一个或多个服务提供方供应，并且这些一个或多个服务提供方合作，以确保控制和自动化服务的质量。在再一个实施例中，用于提供控制和自动化服务的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于提供控制和自动化服务的系统，包括：（ａ）至少一个中央组件，以向一个或多个用户提供服务；（ｂ）一个或多个专用通信链路，用于连接所述一个或多个用户和所述中央组件；以及（ｃ）一个或多个接口，以使得所述服务能够到一个或多个用户；其中，所述中央组件包括一个或多个诸如控制器、服务器、人机交互（ＨＭＩ）站的装置，以及其中，所述一个或多个接口包括诸如通信、安全性和管理组件的组件，用于配置、提供、接收、监测和维护所述控制和自动化服务。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：S·K·松达拉姆，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：CH