專利名稱：為選擇運行時間設(shè)備而使用基于屬性的綁定和可配置規(guī)則的自動化系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及工業(yè)控制系統(tǒng)，且特別是涉及使工業(yè)自動設(shè)備能夠在運行時間基于屬性聲明和可配置規(guī)則(用于相對于這類聲明自動確定可用設(shè)備)被自動選擇的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)控制器是專用計算機，它用于控制工業(yè)過程，制造設(shè)備，以及其它工廠自動化，諸如數(shù)據(jù)收集或者網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)。控制器常常與其它計算機系統(tǒng)合作工作，以形成一個環(huán)境，大部分現(xiàn)代和自動化制造操作通過這個環(huán)境發(fā)生。這些操作包括從諸如煉鋼制造之類的材料的前端處理，制造到諸如汽車制造之類的包括組裝經(jīng)預(yù)處理的材料的更復(fù)雜的制造過程制造。諸如在汽車的例子中，復(fù)雜的組裝可以通過高技術(shù)的機器人協(xié)助工業(yè)控制過程來制造。
在包括諸如食品、飲料和醫(yī)藥品之類的日用品的基本制造在內(nèi)的許多自動化過程中，制造復(fù)雜的狀態(tài)邏輯常常由系統(tǒng)工程師來設(shè)計，或者在有些情況下由自動化設(shè)備制造者來提供。這個邏輯常常用普通的PLC梯形圖邏輯或者順序功能圖表所支持的更高級的語言來編程。順序邏輯可以用于多個任務(wù)，諸如材料移動和輸送操作，包裝操作，或者作為裝配過程本身的一部分，其中組裝的各種階段從一個一個地順序進行直到最后一道工續(xù)。如可以認(rèn)識到的，為實現(xiàn)可以包括成百上千個機器、計算機和程序邏輯的自動化制造過程，需要很多規(guī)劃和設(shè)計，以促進相應(yīng)順序的正確操作。
在某些用于自動制造過程的批系統(tǒng)中，當(dāng)前的成批制造可以將制造單元聚合成單元類(Unit Class)，其中單元類定義了所有是單元類的成員的單元的全局共用功能。這允許、相對單元類或多個單元類構(gòu)造“基于類”的方法方法。當(dāng)構(gòu)造基于方法的類時，方法作者通常被限制于只能引用單元類的所有實例共同的功能。這通常產(chǎn)生基于類的能夠針對單元類的所有實例運行的方法?？梢杂苫陬惖姆椒鐔卧惖乃谐蓡T引用的“共同功能”是方法階段(Recipe Phase)和單元標(biāo)簽類(Unit Tag Class)。然而，在各個反應(yīng)器的性質(zhì)(屬性)中的變化足夠大，使得對于類的所有實例為共同的性質(zhì)(屬性)集合是有限的。方法階段可以用作單元操作順序功能圖(SFC)內(nèi)的“步驟”，例如。單元標(biāo)簽類可以由基于類的單元程序和單元操作SFC內(nèi)的轉(zhuǎn)換上的轉(zhuǎn)換表達式引用。
然而，相對于許多應(yīng)用，單元類所有實例共同的功能組可如此之小以致于沒有用處。例如，一個車間可能具有大量它看作是反應(yīng)器的相似單元。因而，跨反應(yīng)器類所有實例支持的方法階段和單元標(biāo)簽類的集合可如此之小，以致于允許創(chuàng)建基于有用類的方法結(jié)構(gòu)。然而，在不擴展到整個反應(yīng)器集合的一些反應(yīng)器之間有可能存在有意義的通用性。例如，某個反應(yīng)器子集可包含攪拌器。某個其它反應(yīng)器子集可包含溫度傳感器。因而，在有些情況下，單元類通用性的當(dāng)前概念只認(rèn)可全局通用性，其中用戶失去了能夠構(gòu)建基于類的利用通用性子集的方法的好處。而且，存在單元的屬性，諸如結(jié)構(gòu)的材料，或者使其可接受、不可接受、希望或者不希望與某些方法一起使用的溫度。

發(fā)明內(nèi)容
下面提供本發(fā)明的簡化概要，以便提供對本發(fā)明一些方面的基本理解。這個概要不是本發(fā)明的詳盡概觀。其目的既不是要標(biāo)識本發(fā)明的關(guān)鍵性或重要元素，也不是要描繪本發(fā)明的范圍。其唯一目的是以簡化的形式提供本發(fā)明的一些概念作為稍后提供的更詳細(xì)的說明的序言。
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)和方法，使工業(yè)自動控制設(shè)備能夠在運行時間基于屬性聲明被自動地選擇，屬性聲明定義可以用于提高自動化工業(yè)環(huán)境的制造力和效率的性質(zhì)或特征。在一個方面，提供允許用戶構(gòu)建引用單元類成員內(nèi)存在的功能子集的方法的組件。其它組件隨后使用戶能夠基于單元的“屬性”限制單元類成員集合，在該集合上基于類的方法可以運行。這可以包括接收和處理綁定要求或規(guī)則，它們描述如何將屬性應(yīng)用于所希望的工業(yè)處理過程，諸如基于為給定的設(shè)備類定義的屬性選擇制造設(shè)備。而且，其它組件允許用戶指定算法或程序用于確定在單元類的不止一個成員滿足限制要求時要由方法使用的最“偏好”的單元。
通過在基于類的方法內(nèi)定義這樣的屬性，以及將各種綁定和偏好項準(zhǔn)則應(yīng)用于屬性，可以增強各種工業(yè)處理過程。例如，諸如溫度之類的屬性可用用于控制一個處理過程的相關(guān)聯(lián)角色來定義，鑒于所選擇的屬性。在本例中，可以執(zhí)行給定方法的多個反應(yīng)器可用，由此定義一個規(guī)則用以從可用反應(yīng)器子集中選擇“最熱的反應(yīng)器”。如此，通過選擇最熱的單元，可以實現(xiàn)能量節(jié)省，因為使用屬性“溫度”來使用一個已經(jīng)被加熱的單元來用于制造，而減少了隨機地從類中選擇任何可用的且可能是較低溫度的單元所產(chǎn)生的浪費。如可以認(rèn)識到的，可定義多個這樣的屬性。例如，這些可包括壓力事項、維護事件、服務(wù)事件、諸如線化反應(yīng)器的使用之類的化學(xué)性質(zhì)限制、限制較簡單的方法在多功能設(shè)備上運行、通過順序制造單元減輕清潔操作等等。
下面的說明和附圖詳細(xì)地闡述本發(fā)明的某些說明性方面。然而，這些方面只表示了使用本發(fā)明原理的少量不同方法，而本發(fā)明旨在包括所有這樣的方面和它們的等價方案。通過在結(jié)合附圖考慮下面本發(fā)明的詳細(xì)說明時，本發(fā)明的其它優(yōu)點和新穎性將變得顯而易見。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一個方面例示屬性處理和綁定系統(tǒng)的示意方框圖。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個方面的設(shè)備編輯器增強。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明一個方面的方法編輯器增強。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個方面的批服務(wù)器增強。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明一個方面的示例性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明一個方面的用于輸入綁定要求的用戶界面。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明一個方面的用于輸入綁定偏好的用戶界面的圖。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明一個方面的用于輸入階段參數(shù)的示例界面。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明一個方面的使用應(yīng)用。
具體實施例本發(fā)明涉及促進工業(yè)控制器環(huán)境中的自動化制造過程的系統(tǒng)和方法。在一個方面，提供用于自動化工業(yè)處理的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括一個處理器，它確定基于類的方法的多個屬性，以便促進各種自動化工業(yè)控制操作。規(guī)則組件解決處理器如何將這些屬性應(yīng)用于自動化工業(yè)控制操作。規(guī)則組件可以包括一個綁定組件，這個組件還包括綁定要求組件和綁定偏好項組件，它們用于處理這些屬性。通過使用相應(yīng)的屬性和規(guī)則，本發(fā)明可以更有效地利用條件，在僅選擇設(shè)備的可用部分用于操作之外，還有可能選擇設(shè)備的更合適部分來執(zhí)行希望的制造任務(wù)。
注意，如在本申請中使用的，諸如“組件”、“模型”、“對象”、“類”等術(shù)語目的是指應(yīng)用于用于工業(yè)控制的自動控制系統(tǒng)的計算機有關(guān)的實體，是硬件、軟硬件的組合、軟件或者執(zhí)行中的軟件。例如，組件可以是但不限于處理器上運行的過程、處理器、對象、可執(zhí)行對象、執(zhí)行的線程、程序和計算機。作為例示，在服務(wù)器上運行的應(yīng)用和服務(wù)器可以是組件。一或多個組件可駐留在一個過程和/或執(zhí)行的線程內(nèi)，并且組件可位于一個計算機上和/或分布在兩或多個計算機、工業(yè)控制器和/或在它們之間通信的模塊之間(例如，通過計算機之間的數(shù)據(jù)包和信號)。
先參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，系統(tǒng)100例示屬性處理和綁定。系統(tǒng)100包括控制器108(或者多個控制器，處理器，服務(wù)器等)，它(或它們)處理可以指定為方法、批或程序一部分的一或多個屬性120。屬性120描述應(yīng)用于在124處類成員的功能子集。例如，這些屬性120可指諸如壓力或溫度之類的參數(shù)，這些參數(shù)隨后可以由控制器108用于選擇作為類成員124的可用設(shè)備或組件。在一個例子中，方法化學(xué)性質(zhì)可以被聲明為屬性120，通過它可以聲明控制如何應(yīng)用該屬性的一或多個規(guī)則130。繼續(xù)這個例子，規(guī)則130可指定只從較大的容器集合中使用玻璃線化容器，鑒于相關(guān)聯(lián)過程所要求的化學(xué)性質(zhì)。
在另一個例子中，規(guī)則130可在進行批操作時從可用的反應(yīng)器集合中選擇最熱的反應(yīng)器。這些規(guī)則130可以作為綁定要求140(例如布爾表達式)來提供，其中這類規(guī)則是作為設(shè)備或者方法編輯器的一部分輸入的，例如。另一個組件包括綁定偏好項150，以解決綁定要求之間的沖突--如果存在的話。例如，如果規(guī)則130是要選擇最熱的反應(yīng)器，而兩個反應(yīng)器被測量為最熱并且具有相同的溫度，則綁定偏好項150可以使用(例如，選擇離維護事件最遠的最熱反應(yīng)器)。屬性120和規(guī)則130由控制器108使用，以解決類的哪些成員或子集124要在160處執(zhí)行。而且，控制器108可以包括一或多個批服務(wù)器和/或其它通過網(wǎng)絡(luò)連接耦合的控制組件(例如，I/O模塊，通信模塊)，以影響控制器108內(nèi)的操作。這類控制組件可以包括控制器，計算機，批服務(wù)器或處理器，其它模塊等等。要認(rèn)識到，“包含“綁定要求”和“綁定偏好項”的屬性”和“規(guī)則”的概念可以用于選擇在諸如在此所述的“單元(Units)”和“設(shè)備模塊(EquipmentModules)”之類的示例對象以外的任何類型的對象的目的。
如將在下面更詳細(xì)地描述的，若干組件諸如標(biāo)簽類、設(shè)備編輯器、方法編輯器和批處理器或服務(wù)器組件可以修改以提供根據(jù)本發(fā)明的基于屬性的綁定和設(shè)備選擇。設(shè)備編輯器通常與區(qū)域模型交互，區(qū)域模型定義保持存貨的容器與具有與該容器的物理關(guān)聯(lián)的設(shè)備模塊之間的設(shè)備關(guān)聯(lián)，批服務(wù)器可以是網(wǎng)絡(luò)化計算機，它在與控制系統(tǒng)交互的同時執(zhí)行方法，以制造各種與方法相關(guān)聯(lián)的日用品。
通常，上述考慮可以包括提供組件用以允許用戶構(gòu)建引用在單元類成員124內(nèi)存在的功能子集，提供組件用以基于單元的“屬性”120允許用戶限制單元類成員集合(在其上基于類的方法可以運行)，以及提供組件用以允許用戶指定一種算法，在單元類的不止一個成員滿足限制要求時確定要由方法使用的最“偏好”的單元。在繼續(xù)之前，可應(yīng)用下列定義屬性屬性代替先前已經(jīng)被稱為標(biāo)簽類的內(nèi)容。屬性可以與單元類和方法階段相關(guān)聯(lián)。屬性標(biāo)簽可以針對多個單元和設(shè)備階段來構(gòu)建，并且可以用于訪問設(shè)備的特定部分的屬性值。
屬性標(biāo)簽屬性標(biāo)簽是標(biāo)簽概念的精髓。屬性標(biāo)簽可以針對一個單元或設(shè)備階段來構(gòu)建。每個屬性標(biāo)簽可以與一個屬性(原來的標(biāo)簽類)相關(guān)聯(lián)。屬性標(biāo)簽可以是用于檢索與該屬性標(biāo)簽相關(guān)聯(lián)的設(shè)備部分的屬性值的組件。
綁定要求應(yīng)用于方法內(nèi)單元要求的屬性。當(dāng)試圖在方法執(zhí)行期間綁定單元要求時，在該單元要求上定義的整個綁定要求集合是針對每個可能的綁定候選求值的。不能滿足在該單元要求上定義的每個綁定要求的單元被去除作為該單元要求的可能綁定候選。
綁定偏好項應(yīng)用于方法內(nèi)單元要求的屬性。綁定偏好項屬性可以用于將該單元要求的合法綁定候選排序成偏好的使用順序。
布爾表達式布爾表達式是求出的值或者是TRUE(真)或者是FALSE(假)值的表達式。布爾表達式的一個例子是“溫度＜20.3”。
定制屬性定制屬性是由客戶定義的屬性，作為它們的區(qū)域模型的一部分。
定制單元屬性定制單元屬性是可以指派給單元類的定制屬性，并且針對單元為該屬性構(gòu)建單元屬性標(biāo)簽。
動態(tài)標(biāo)簽動態(tài)標(biāo)簽是配置為訪問外部數(shù)據(jù)服務(wù)器中數(shù)據(jù)的標(biāo)簽。假定外部數(shù)據(jù)表示動態(tài)改變的值。
設(shè)備階段屬性單元屬性是可以與方法階段相關(guān)聯(lián)的屬性，并且可以針對設(shè)備階段為該屬性構(gòu)建設(shè)備階段屬性標(biāo)簽。用設(shè)備階段屬性代替標(biāo)簽類的功能，而將它們精煉成專用于設(shè)備階段。
全局綁定要求在設(shè)備編輯器內(nèi)定義的綁定要求。全局綁定要求自動應(yīng)用于方法內(nèi)的每個單元要求，方法是由使用區(qū)域模型的方法編輯器或批服務(wù)器加載的，在區(qū)域模型中定義了全局綁定要求。這節(jié)省方法編輯器必須手工將綁定要求添加到每個方法中的每個單元要求的工作。
全局單元屬性全局單元屬性是已經(jīng)配置為自動地應(yīng)用于在區(qū)域模型內(nèi)定義的所有單元類的定制單元屬性。這節(jié)省了區(qū)域模型作者必須手工將定制單元屬性指派給每個單元類的工作。
最大化表達式最大化表達式是求出或者整數(shù)或者實數(shù)值的表達式。它被用作綁定偏好項的形式。表達式求出較高值的合法綁定目標(biāo)可以被認(rèn)為是比表達式求出較低值的那些更“偏好”的綁定目標(biāo)。
最小化表達式最小化表達式是求出或者整數(shù)或者實數(shù)值的表達式。它被用作綁定偏好項的形式。表達式求出較低值的合法綁定目標(biāo)可以被認(rèn)為是比表達式求出較高值的那些更“偏好”的綁定目標(biāo)。
方法階段包含方法階段包含是一個對象，它或者是綁定要求，或者是綁定偏好項。當(dāng)被用作綁定要求時，對象是支持指定方法階段的單元的“需求(demand)”。當(dāng)被用作綁定偏好項時，對象是支持指定方法階段的單元的“請求(request)”。
方法階段排除方法階段排除是一個對象，它或者是綁定要求，或者是綁定偏好項。當(dāng)被用作綁定要求時，對象是缺少支持指定方法階段的單元的“需求”。當(dāng)被用作綁定偏好項時，對象是缺少支持指定方法階段的單元的“請求”。
標(biāo)準(zhǔn)屬性標(biāo)準(zhǔn)屬性是由批軟件定義的屬性并且用于內(nèi)部批軟件功能。
標(biāo)準(zhǔn)單元屬性標(biāo)準(zhǔn)單元屬性是應(yīng)用于單元類的標(biāo)準(zhǔn)屬性，并且針對單元為該屬性構(gòu)建單元屬性標(biāo)簽。
靜態(tài)標(biāo)簽靜態(tài)標(biāo)簽是配置為代表在設(shè)備編輯器內(nèi)定義的常數(shù)不變值的標(biāo)簽。
單元屬性單元屬性是可以與單元類相關(guān)聯(lián)的屬性，并且可以針對單元為該屬性構(gòu)建單元屬性標(biāo)簽。單元屬性代替由單元標(biāo)簽類提供的功能。
單元屬性包含單元屬性排除是一個對象，它或者是綁定要求，或者是綁定偏好項。當(dāng)被用作綁定要求時，對象是提供支持指定單元屬性的屬性標(biāo)簽的單元的“需求”。當(dāng)被用作綁定偏好項時，對象是提供支持指定單元屬性的屬性標(biāo)簽的單元的“請求”。
單元屬性排除單元屬性包含是一個對象，它或者是綁定要求，或者是綁定偏好項。當(dāng)被用作綁定要求時，對象是缺少支持指定單元屬性的屬性標(biāo)簽的單元的“需求”。當(dāng)被用作綁定偏好項時，對象是缺少支持指定單元屬性的屬性標(biāo)簽的單元的“請求”。
單元屬性標(biāo)簽單元屬性標(biāo)簽是表示特定單元的單元屬性值的標(biāo)簽。單元屬性標(biāo)簽代替由單元標(biāo)簽提供的功能。
圖2-4例示設(shè)備編輯器、方法編輯器和批服務(wù)器增強，用于根據(jù)本發(fā)明提供屬性綁定?，F(xiàn)在參考圖2，根據(jù)本發(fā)明一個方面例示設(shè)備編輯器增強。在200，標(biāo)簽類可以被定義為屬性，并且被分成單元屬性和設(shè)備階段屬性。在210，可以將單元屬性組織成標(biāo)準(zhǔn)和定制屬性。標(biāo)準(zhǔn)屬性是由產(chǎn)品軟件內(nèi)的功能使用的那些屬性。定制屬性是由客戶為它們自己使用而定義的。標(biāo)準(zhǔn)單元屬性的例子包括CAPACITY(容量)等等。定制單元屬性的例子包括MATERIALS OF CONSTRUCTION(結(jié)構(gòu)的材料)、CIP STATUS(CIP狀態(tài))、LEVEL(水平)等等。
在230，可以將設(shè)備階段屬性分成標(biāo)準(zhǔn)和定制屬性。標(biāo)準(zhǔn)屬性是由產(chǎn)品軟件內(nèi)的功能使用的，而定制屬性將由客戶為他們自己使用而定義。在240，標(biāo)簽可以被定義為屬性標(biāo)簽，并且被分成單元屬性標(biāo)簽和設(shè)備階段屬性標(biāo)簽。當(dāng)定義屬性標(biāo)簽時，用戶可以將標(biāo)簽配置為動態(tài)標(biāo)簽(外部數(shù)據(jù)源)或靜態(tài)標(biāo)簽(常數(shù)值)。
靜態(tài)屬性標(biāo)簽用于表示設(shè)備的不變特性。MATERIALS OF CONSTRUCTION(結(jié)構(gòu)的材料)是典型地用靜態(tài)單元屬性標(biāo)簽表示的單元屬性的例子。動態(tài)屬性標(biāo)簽用于表示設(shè)備的變化特性。TEMPERATURE(溫度)是典型地用動態(tài)單元屬性標(biāo)簽表示的單元屬性的例子。
還可以增強設(shè)備編輯器以允許構(gòu)建全局綁定要求。全局綁定要求可以被約束為一個布爾表達式類型。表示全局綁定要求的布爾表達式能夠引用全局單元屬性。布爾表達式對象還能夠引用位于方法首部數(shù)據(jù)內(nèi)的關(guān)鍵字值，諸如BATCH_SIZE(批大小)。在運行時間，布爾表達式求出FALSE(假)的單元被認(rèn)為不是合法綁定目標(biāo)。
圖3根據(jù)本發(fā)明一個方面例示方法編輯器增強?？梢栽鰪姺椒ň庉嬈?未示出)以允許構(gòu)建與基于類的單元要求相關(guān)聯(lián)的綁定要求。綁定要求可以是在300處五個類型對象之一。表示綁定要求的布爾表達式能夠引用指派給與單元要求相關(guān)聯(lián)的單元類的單元屬性。布爾表達式對象還能夠引用位于方法首部數(shù)據(jù)內(nèi)的關(guān)鍵字值，諸如BATCH_SIZE(批大小)。在運行時間，布爾表達式求出FALSE(假)的單元被認(rèn)為不是合法綁定目標(biāo)。
方法階段包含綁定要求命令命令將單元要求綁定到對指定方法階段提供支持的單元。當(dāng)創(chuàng)建這個類型的綁定要求時，方法作者現(xiàn)在能夠使用針對單元要求構(gòu)建的方法中指定的方法階段。方法階段排除綁定要求命令將單元要求綁定到不支持指定方法階段的單元。這個類型的綁定要求主要被用于防止方法使用具有不需要的能力的單元。
一個單元屬性包含綁定要求命令將單元要求綁定到支持指定單元屬性的單元。當(dāng)創(chuàng)建這種類型的綁定要求時，方法作者現(xiàn)在能夠引用來自與單元要求相關(guān)聯(lián)的單元操作和單元程序內(nèi)部的轉(zhuǎn)換的指定單元屬性。單元屬性排除綁定要求命令將單元要求綁定到不支持指定單元屬性的單元。這個類型的綁定要求主要用于防止方法使用具有不需要的裝置的單元。
注意，當(dāng)較低層方法程序被插入到較高層方法程序內(nèi)部時，綁定要求可使用“冒泡(bubble-up)”算法。例如，如果一個單元操作方法具有要求STAINLESS STEEL(不銹鋼)的MATERIALS OF CONSTRUCTION(結(jié)構(gòu)的材料)值的綁定要求，則這個綁定要求應(yīng)該“冒泡”到單元程序?qū)?，如果這個單元操作被插入到一個單元程序方法中。如果在較高層的綁定要求與被插入到這個較高層方法的結(jié)構(gòu)中的較低層方法中的綁定要求沖突時，可以提供某種形式的沖突解決。
還可以增強方法編輯器以允許構(gòu)建與基于類的單元要求相關(guān)聯(lián)的綁定偏好項。綁定偏好項可以是在310處的七個類型對象之一。表示綁定偏好項的布爾表達式能夠引用指派給與單元要求相關(guān)聯(lián)的單元類的單元屬性。布爾表達式對象還能夠引用位于方法首部數(shù)據(jù)內(nèi)的關(guān)鍵字值，諸如BATCH_SIZE(批大小)。在運行時間，布爾表達式求出TRUE(真)的單元被認(rèn)為是偏好綁定候選，與布爾表達式求出FALSE(假)的那些單元相比。
表示綁定偏好項的最大化表達式是求出整數(shù)或?qū)崝?shù)值的表達式。最大化表達式能夠引用指派給與單元要求相關(guān)聯(lián)的單元類的單元屬性。最大化表達式還能夠引用位于方法首部數(shù)據(jù)內(nèi)的關(guān)鍵字值，諸如BATCH_SIZE(批大小)。在運行時間，最大化表達式求出較高值的單元可以被認(rèn)為是偏好的綁定候選，與最大化表達式求出較低值的那些單元相比。
表示綁定偏好項的最小化表達式是求出整數(shù)或?qū)崝?shù)值的表達式。最小化表達式能夠引用被指派給與單元要求相關(guān)聯(lián)的單元屬性。最小化表達式還能夠引用位于方法首部數(shù)據(jù)內(nèi)的關(guān)鍵字值，諸如BATCH_SIZE(批大小)。在運行時間，最小化表達式求出較低值的單元被認(rèn)為是偏好的綁定候選，與最小化表達式求出較高值的那些單元相比。
方法階段包含綁定偏好項指定一個方法階段。對指定的方法階段提供支持的單元被認(rèn)為是偏好的綁定候選，與不提供支持的單元相比。方法階段排除綁定偏好項指定一個方法階段。對指定的方法階段不提供支持的單元被認(rèn)為是偏好的綁定候選，與提供支持的相比。這個類型的綁定偏好項主要用于使方法避免在具有不需要的能力的單元上運行。
單元屬性包含綁定偏好項指定一個單元屬性。對指定的單元屬性提供支持的單元被認(rèn)為是偏好的綁定候選，與不提供支持的相比。單元屬性排除綁定偏好項指定一個單元屬性。對指定的單元屬性不提供支持的單元被認(rèn)為是偏好的綁定候選，與提供支持的相比。這個類型的綁定偏好項主要用于使方法避免在具有不必要的裝置的單元上運行。如果在較高方法層的綁定偏好項與在較低層方法中的綁定偏好項沖突，則可以提供某種形式的沖突解決方案。
現(xiàn)在參考圖4，根據(jù)本發(fā)明一個方面例示批服務(wù)器增強400。在410，考慮綁定要求的應(yīng)用。當(dāng)批服務(wù)器試圖綁定一個單元要求時，它可以首先使用流程算法修整合法綁定目標(biāo)候選列表。如果在執(zhí)行這些算法之后至少一個合法綁定目標(biāo)留下，則將針對所有綁定目標(biāo)對綁定要求求值。任何不滿足所有綁定要求的綁定目標(biāo)將從合法綁定目標(biāo)列表中去除。如果在修整合法綁定目標(biāo)之后沒有合法綁定目標(biāo)留下，則將采取適當(dāng)?shù)腻e誤處理措施。
在420，考慮了綁定偏好項的應(yīng)用。如果在修整合法候選集合之后不止一個綁定候選保留，則可以將剩余的集合分類成“偏好”的次序。綁定偏好項可以用于這個目的。將同樣地使用任何一個被定義為第一分類的綁定偏好項，同樣地使用任何一個被定義為第二分類的綁定偏好項，依此類推。
在430，考慮屬性和屬性標(biāo)簽數(shù)據(jù)的揭示。批服務(wù)器可以通過新的數(shù)據(jù)項向外部客戶揭示屬性和屬性標(biāo)簽數(shù)據(jù)?？梢詣?chuàng)建下面的數(shù)據(jù)項集合·揭示區(qū)域模型中所定義的定制單元屬性集合的單個數(shù)據(jù)項·數(shù)據(jù)項集合(每單元類1個)，用于揭示指派給單元類的單元屬性·數(shù)據(jù)項集合(每單元1個)，用于揭示單元的單元屬性標(biāo)簽值·單個數(shù)據(jù)項，用于揭示區(qū)域模型中定義的設(shè)備階段屬性集合·數(shù)據(jù)項集合(每方法階段1個)，用于揭示指派給方法階段的設(shè)備階段屬性·數(shù)據(jù)項集合(每設(shè)備階段1個)，用于揭示設(shè)備階段的設(shè)備階段屬性標(biāo)簽值在440，考慮綁定要求和綁定偏好項的揭示?？梢栽鰪娕?wù)器以揭示包含在實例化的方法內(nèi)的單元要求上的綁定要求和綁定偏好項?？梢允褂孟旅娴臄?shù)據(jù)項集合作為一個例子
·每批程序一個數(shù)據(jù)項，用于揭示在內(nèi)定義的單元要求集合·每單元程序一個數(shù)據(jù)項，用于揭示在內(nèi)定義的單元要求·每單元操作一個數(shù)據(jù)項，用于揭示在內(nèi)定義的單元要求·每單元要求一個數(shù)據(jù)項，用于揭示它的綁定要求集合·每單元要求一個數(shù)據(jù)項，揭示它的有順序的綁定偏好項集合現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5，根據(jù)本發(fā)明一個方面例示示例性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)500。在510，可以提供定制單元屬性。
通常用戶在設(shè)備編輯器中定義定制單元屬性。當(dāng)構(gòu)建單元類時，用戶將選擇哪些單元屬性應(yīng)用于特定的單元類。對于每個單元屬性，可以配置下面的信息

在520，提供包括靜態(tài)和動態(tài)標(biāo)簽的單元屬性標(biāo)簽。
當(dāng)配置單元時，設(shè)備編輯器可以為每個全局單元屬性創(chuàng)建一個單元屬性標(biāo)簽，并且為與單元的單元類相關(guān)聯(lián)的每個單元屬性創(chuàng)建一個標(biāo)簽。每個屬性標(biāo)簽可以配置為或者是動態(tài)或者是靜態(tài)標(biāo)簽。當(dāng)配置靜態(tài)單元屬性標(biāo)簽時，可以將靜態(tài)值初始化成在單元屬性的缺省值中指定的缺省。用戶可以改變設(shè)備編輯器內(nèi)的靜態(tài)單元屬性標(biāo)簽值。單元屬性標(biāo)簽的“靜態(tài)(static)”性質(zhì)指它在批服務(wù)器中不改變的值。靜態(tài)單元屬性標(biāo)簽的數(shù)據(jù)類型是由單元屬性配置數(shù)據(jù)的類型和枚舉集合字段控制的。動態(tài)單元屬性標(biāo)簽使批服務(wù)器能夠為特定單元的屬性的運行時間值而訪問外部數(shù)據(jù)源。
在530，設(shè)備編輯器允許區(qū)域模型作者構(gòu)建全局綁定要求列表。這些全局綁定要求是布爾表達式類型的，并且應(yīng)用于方法內(nèi)的單元要求。方法編輯器將允許方法作者在每個單元要求上構(gòu)建一個綁定要求列表，如果想要的話。每個綁定要求可以是圖3的300處五個類型對象之一。在540，方法編輯器允許方法作者在每個單元要求對象上構(gòu)建有順序的綁定偏好項列表，如果想要的話。每個綁定偏好項可以是圖3的310處七個類型對象之一。
現(xiàn)在參考圖6，根據(jù)本發(fā)明一個方面例示用于輸入綁定要求的用戶界面600。這個界面600允許用戶指定單元要求的綁定要求。每個綁定要求是在表中作為一行顯示的；在表下面的按鈕允許用戶添加和去除要求。表中“Type(類型)”列600允許使用指定要求的類型。五個示例“類型”是1.布爾表達式該要求是可以引用單元要求的單元類的單元屬性以及特定方法首部數(shù)據(jù)諸如BATCH_SIZE(批大小)的布爾表達式的布爾表達式。
2.方法階段包含該要求是用于在單元內(nèi)支持指定方法階段的。添加這個要求將使得有可能在針對這個要求構(gòu)建的基于類的方法內(nèi)使用這個方法階段，即使這個方法階段不是跨類的所有實例全局支持的。
3.方法階段排除該要求是用于選擇不支持指定的方法階段的單元的。這是防止方法使用具有不需要的能力的單元的方法。
單元屬性包含該要求是用于在單元內(nèi)支持指定的單元屬性的。添加這個要求將使得有可能在單元操作和單元程序方法層上構(gòu)建的轉(zhuǎn)換表達式中使用單元屬性。
5.單元屬性排除該要求是用于不具有支持指定單元屬性的單元屬性標(biāo)簽的單元的。這可用于防止方法在具有不需要的裝置的單元上運行。
“Edit Expression(編輯表達式)”按鈕620引起一個表達式編輯器，它協(xié)助用戶構(gòu)建“表達式”類型綁定要求的布爾表達式。如果當(dāng)前選擇的綁定要求不是一個表達式，則“Edit Expression(編輯表達式)”按鈕可以被禁止。在區(qū)域模型內(nèi)定義的全局綁定要求應(yīng)該顯示為表中被禁止的行。這將允許方法作者能夠觀看可以影響綁定選擇過程的全局綁定要求。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖7，根據(jù)本發(fā)明一個方面例示用于輸入綁定偏好項的用戶界面700。這個頁面700允許用戶指定單元要求的綁定偏好項。每個綁定偏好項顯示為表中的一行；在表下面的按鈕允許用戶添加和去除綁定偏好項，以及提升/降級綁定偏好項的分類次序。表中的“Type(類型)”列710允許用戶指定綁定偏好項的類型。七個示例“類型”的綁定偏好項是1.布爾表達式該要求是可以引用單元要求的單元類的單元屬性以及特定的方法首部數(shù)據(jù)諸如BATCH_SIZE(批大小)的布爾表達式。綁定偏好項表達式求出TRUE(真)的單元實例被認(rèn)為是“更希望”的綁定目標(biāo)，與表達式求出FALSE(假)的那些相比。
2.最小化表達式該綁定偏好項是求出整數(shù)或?qū)崝?shù)值的表達式。在其上的綁定偏好項表達式求出較低值的單元實例被認(rèn)為是“更希望”的綁定目標(biāo)，與表達式求出較出高值的那些相比。
3.最小化表達式該綁定偏好項是求出整數(shù)或?qū)崝?shù)值的表達式。在其上綁定偏好項表達式求出較高低的單元實例被認(rèn)為是“更希望”的綁定目標(biāo)，與表達式求出較低值的那些相比。
4.方法階段包含該綁定偏好項是用于支持指定方法階段的單元。
5.方法階段排除該綁定偏好項是用于不支持指定方法階段的單元。這是用于試圖避免具有不需要的能力的單元。
6.單元屬性包含該綁定偏好項是用于具有支持指定單元屬性的單元屬性標(biāo)簽的單元的。
7.單元屬性排除綁定偏好項是用于沒有支持指定單元屬性的單元屬性標(biāo)簽的單元的。這用于試圖避免具有不需要的裝置(instrumentation)的單元。
圖8根據(jù)本發(fā)明一個方面例示用于批處理功能的過程800。然而，為了簡化說明，將方法示為和描述為一系列行為，要理解和認(rèn)識到，本發(fā)明不限于行為的順序，因為根據(jù)本發(fā)明，有些行為根據(jù)在此所示和描述的內(nèi)容可以不同的順序和/或與其它行為同時發(fā)生。例如，那些本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員將理解和認(rèn)識到，方法可供替換地能表示為一系列相關(guān)的狀態(tài)或事件，諸如在狀態(tài)圖中。而且，根據(jù)本發(fā)明，可能需要沒有例示的行為來實現(xiàn)一個方法。
通常，在將單元要求對象綁定到單元時，批服務(wù)器使用由設(shè)備編輯器產(chǎn)生的單元屬性數(shù)據(jù)和由設(shè)備編輯器與方法編輯器產(chǎn)生的綁定要求與綁定偏好項。當(dāng)批服務(wù)器綁定一個單元要求時，它可以執(zhí)行下列過程在810，通過檢查流程和材料跟蹤要求修整合法綁定候選集合。這使用批服務(wù)器內(nèi)已經(jīng)現(xiàn)有的算法。在820，如果在810之后不止一個合法綁定目標(biāo)留下，則通過檢查單元要求的全局綁定要求和綁定要求來修整合法綁定目標(biāo)。去除任何不滿足所有綁定要求的單元。在830，如果在820之后不止一個合法綁定目標(biāo)留下，則通過使用單元要求的綁定偏好項來排序和子排序合法綁定目標(biāo)集合。如果在執(zhí)行綁定過程800的810和820之后沒有合法綁定目標(biāo)留下，則批服務(wù)器可以執(zhí)行適當(dāng)?shù)腻e誤處理。
當(dāng)合法綁定目標(biāo)集合已經(jīng)被修整和排序時，批服務(wù)器現(xiàn)在具有可以以下面的方式使用的合法綁定目標(biāo)的優(yōu)先化列表，取決于正在執(zhí)行的綁定的形式在840，第一可用綁定如果在集合中不止一個合法綁定目標(biāo)當(dāng)前可用，則將使用“最偏好”的單元。在850，可選地應(yīng)用操作者提示如果向操作者顯示一個綁定提示，則可以以分類次序(“最偏好”的綁定目標(biāo)在第一，而“最末偏好”的綁定目標(biāo)在最后)列出合法綁定目標(biāo)單元。
圖9根據(jù)本發(fā)明一個方面，例示示例使用應(yīng)用900。在910，可以使用屬性和規(guī)則提供可以與一或多個單元相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)中止?fàn)顟B(tài)。業(yè)務(wù)中止的單元將不是基于類的方法的合法綁定候選。在920，處理化學(xué)性質(zhì)事項。在這種情況下，可限制一組方法只使用玻璃線化反應(yīng)器，例如。在930，可以處理溫度事項，其中可以編程定制單元屬性以強制方法綁定到最熱的反應(yīng)器，來促進能量節(jié)省。在940，可以限制方法只綁定到支持所要求的攪拌階段的反應(yīng)器。在950，可以編程一個限制，其中防止不需要攪拌的方法占用具有攪拌器的反應(yīng)器，如果有可能的話。在960，可以限制某些方法在一個設(shè)備子集上運行，如果安全考慮存在的話。例如，某些化學(xué)制品不能攪拌并且應(yīng)該防止在具有攪拌器的反應(yīng)器中處理。在970，某些反應(yīng)器可以被包括或者被排除作為綁定候選，取決于相關(guān)聯(lián)的傳感器諸如溫度傳感器是否存在。在980，用戶可選擇允許應(yīng)用外部算法，以促進綁定候選的確定，其中這些算法可以訪問屬性對象，如果有必要的話。
上面已經(jīng)描述的內(nèi)容是本發(fā)明的較佳方面。當(dāng)然，沒有可能為了描述本發(fā)明而描述組件或方法的每個可能組合，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，本發(fā)明的許多組合和改變是可能的。因此，本發(fā)明旨在包括所有這樣的落在所附權(quán)利要求書內(nèi)的改變、修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于自動化工業(yè)處理的系統(tǒng)，其特征在于，包括處理器，它確定基于類的方法的一或多個屬性，以促進自動化工業(yè)控制操作；以及規(guī)則組件，用以解決處理器如何將屬性應(yīng)用于工業(yè)控制操作。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述規(guī)則組件還包括綁定組件。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述綁定組件包括綁定要求組件和綁定偏好項組件。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述屬性描述應(yīng)用于類成員的功能子集。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)備編輯器和方法編輯器促進對基于屬性的綁定和設(shè)備選擇的編程。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用以限制單元類成員集合的組件，在所述單元類上可以運行基于類的方法，或者指定用于在單元類的不止一個成員滿足一或多個限制要求時確定要由方法使用的最偏好的單元的組件。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述屬性還包括單元屬性和設(shè)備階段屬性至少之一。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述單元屬性還包括標(biāo)準(zhǔn)單元屬性和定制單元屬性至少之一。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述屬性與單元屬性標(biāo)簽和設(shè)備階段屬性標(biāo)簽至少之一相關(guān)聯(lián)。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述單元屬性標(biāo)簽和設(shè)備階段屬性標(biāo)簽與靜態(tài)或動態(tài)特性相關(guān)聯(lián)。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括全局標(biāo)簽或全局綁定要求。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括綁定要求，所述綁定要求包括布爾表達式、方法階段包含、方法階段排除、單元屬性包含或者單元屬性排除。
13.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括綁定偏好項，所述綁定偏好項包括布爾表達式、最大化表達式、最小化表達式、方法階段包含、方法階段排除、單元屬性包含或單元屬性排除。
14.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于輸入一或多個綁定要求的用戶界面。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括類型列以指定類型要求。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)備編輯器，所述設(shè)備編輯器協(xié)助用戶構(gòu)建“表達式”類型綁定要求的表達式。
17.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于輸入一或多個綁定偏好項的用戶界面。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶界面允許用戶升級或降級綁定偏好項的分類次序。
19.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述屬性應(yīng)用于業(yè)務(wù)中止?fàn)顟B(tài)、補里容器狀態(tài)、加熱容器狀態(tài)、攪拌器狀態(tài)、安全要求狀態(tài)、傳感器狀態(tài)和外部算法狀態(tài)中至少之一。
20.一種用于進行自動化批處理的方法，其特征在于，包括定義類成員的一或多個屬性；應(yīng)用一或多個用于選擇類成員的規(guī)則；以及根據(jù)規(guī)則和屬性綁定到可用設(shè)備子集。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，還包括處理偏好規(guī)則以解決一或多個規(guī)則之間的爭議。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，還包括確定在修整操作之后是否不止一個合法綁定目標(biāo)留下，隨后修整合法綁定目標(biāo)集合。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，還包括確定是否不止存在一個合法綁定目標(biāo)并且通過使用單元要求的綁定偏好項分類合法綁定目標(biāo)集合。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，還包括如果在集合中不止一個合法綁定目標(biāo)當(dāng)前可用則應(yīng)用第一可用綁定，隨后使用最偏好的單元。
25.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，還包括自動向操作者提示綁定目標(biāo)集合。
26.一種用于進行自動化批處理的系統(tǒng)，包括用于處理設(shè)備類成員的一或多個屬性的裝置；用于聲明控制設(shè)備類成員的一或多個規(guī)則的裝置；用于解決規(guī)則之間邏輯不一致的裝置；以及用于根據(jù)規(guī)則和屬性綁定到與設(shè)備類相關(guān)聯(lián)的可用設(shè)備子集的裝置。
27.一種計算機可讀媒體，其特征在于，具有存儲在其上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于控制工業(yè)批處理，包括至少一個與設(shè)備類成員有關(guān)的屬性字段；至少一個適合于將屬性應(yīng)用于設(shè)備類的規(guī)則字段；以及至少一個偏好項字段用以解決規(guī)則之間的分歧。
28.如權(quán)利要求27的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一個字段，它描述屬性名稱、類型、枚舉集合、工程單元、缺省值、說明、標(biāo)識和全局標(biāo)志至少之一。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)和方法，促進工業(yè)控制器環(huán)境中自動化制造過程，其中在一個方面提供用于自動化工業(yè)處理的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括一個處理器，它確定基于類的方法的多個屬性，以便促進各種自動化工業(yè)控制操作。規(guī)則組件解決處理器如何將屬性應(yīng)用于自動化工業(yè)控制操作。規(guī)則組件可以包括綁定組件，綁定組件還可包括綁定要求組件和綁定偏好項組件，它們用于處理屬性。
文檔編號G05B15/02GK1766765SQ20051011340
公開日2006年5月3日 申請日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
發(fā)明者小R·C·克蘭 申請人:洛克威爾自動控制技術(shù)股份有限公司