路徑關(guān)聯(lián)裝置和高級過程控制組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用用于高度可靠的時間臨界控制的連接的消息傳送的工業(yè)控制系統(tǒng)，并且具體地涉及當(dāng)添加高級過程控制(“APC”)組件或高級過程控制組件需要適應(yīng)硬件更改時使得能夠動態(tài)形成高級過程控制組件與現(xiàn)有工業(yè)控制器之間的連接的方法、系統(tǒng)及
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)控制器是用于控制工廠自動化等的專用計算機(jī)。在存儲程序的指導(dǎo)下，工業(yè)控制器的處理器檢查反映受控過程的狀態(tài)的一系列輸入并且改變影響該受控過程的控制的輸出?？梢砸砸幌盗袌?zhí)行周期連續(xù)地執(zhí)行、周期性地執(zhí)行或者基于事件執(zhí)行所存儲的控制程序。
[0003]由工業(yè)控制器從受控過程接收的輸入和由工業(yè)控制器發(fā)送至受控過程的輸出通常通過用作控制器與受控過程之間的電氣接口的一個或更多個輸入/輸出(I/o)模塊。將輸入和輸出作為控制級數(shù)據(jù)記錄在處理器存儲器中的I/o數(shù)據(jù)表格中?？梢酝ㄟ^專用電路系統(tǒng)從受控過程異步讀取輸入值。輸出值被通過處理器直接寫入I/o數(shù)據(jù)表格，然后通過專用通信電路系統(tǒng)被傳達(dá)至受控過程。
[0004]與較傳統(tǒng)的計算機(jī)系統(tǒng)相比，工業(yè)控制系統(tǒng)通常提供用于抵抗環(huán)境污染的更堅固的結(jié)構(gòu)。另外，工業(yè)控制系統(tǒng)通常提供模塊化體系結(jié)構(gòu)、模塊化體系結(jié)構(gòu)提供更大的靈活性以及硬件配置(以匹配各種不同的控制應(yīng)用程序)、通常包括多個程序的分布式處理。在這方面，可以在連接至任意數(shù)量的I/o模塊(通常硬化并且容錯的硬件)的多個可編程控制器之間裝配工業(yè)控制系統(tǒng)，增加有高級過程控制組件，高級過程控制組件分布在可編程控制器中或具有較高水平的計算能力但不必硬化或容錯的監(jiān)視計算機(jī)系統(tǒng)中。
[0005]可以通過使用確?？刂茢?shù)據(jù)的可預(yù)測的、及時的和可靠的通信的各種特殊協(xié)議借助于高速“控制網(wǎng)絡(luò)”將工業(yè)控制系統(tǒng)的各種組件連接在一起。通常，控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議會采用其中將緩沖空間和網(wǎng)絡(luò)的帶寬預(yù)先分配給到特定硬件器件的專用“連接”的“連接的消息傳送”，以防止可能在標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如僅以太網(wǎng)中發(fā)生的丟失、不可預(yù)測延遲的數(shù)據(jù)傳輸或者方向錯誤的數(shù)據(jù)傳輸。連接的消息傳送的示例包括通用工業(yè)協(xié)議(“CIP”)連接的消息傳送，包括如在2006年獲得版權(quán)的出版號PUB00123R0，“The Common IndustrialProtocol (CIPTM) and the Family of CIP Networks (通用工業(yè)協(xié)議(CIPTM)以及 CIP 網(wǎng)絡(luò)族)”中所描述的，在此通過引用將其全部內(nèi)容合并在本文中。
[0006]因為建立連接必需特定的路由信息(通常包括與軟件組件相關(guān)聯(lián)的主機(jī)硬件的識別)并且直到調(diào)試(commiss1n)的最后階段該路由信息才是完全可利用的，所以連接的消息傳送的要求可能對工業(yè)控制系統(tǒng)的快速調(diào)試產(chǎn)生明顯的阻礙。因此，工業(yè)控制系統(tǒng)的部分操作或測試被延遲。因此，連接的消息傳送對于通常要求訪問多個不同的控制器中的控制級數(shù)據(jù)并且當(dāng)在底層控制網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行硬件變化時要求底層連接數(shù)據(jù)中的多個變化的高級過程控制出現(xiàn)了特定問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了如下“路徑關(guān)聯(lián)(path affinity)”引擎:其可以在后臺工作以使用“標(biāo)簽名稱”發(fā)現(xiàn)將工業(yè)控制組件連接到控制級數(shù)據(jù)所需的路由信息?？梢酝ㄟ^路徑關(guān)聯(lián)引擎動態(tài)地建立連接，因此簡化了調(diào)試過程并且使得能夠根據(jù)需要進(jìn)行連接。因此，可以允許在運(yùn)行時發(fā)現(xiàn)標(biāo)簽位置，并且可以極大地簡化實現(xiàn)工業(yè)控制環(huán)境中的硬件變化。
[0008]高級過程控制組件開發(fā)工具可以用來對支持控制級應(yīng)用程序的高級行為進(jìn)行編程。高級過程控制組件可以由多個程序和相互依賴的算法構(gòu)成。每個程序和算法可以包括對在控制器中發(fā)現(xiàn)的控制級數(shù)據(jù)的特定塊進(jìn)行訪問?？梢詫?shù)據(jù)分布在多個控制器中?？梢酝ㄟ^控制器中的名字作為標(biāo)簽名稱來引用數(shù)據(jù)。
[0009]路徑關(guān)聯(lián)引擎可以將標(biāo)簽位置與路由進(jìn)行匹配。在一種實施方式中，可以下載APC組件并且在與實現(xiàn)CIP的控制器的網(wǎng)絡(luò)連接的計算主機(jī)中執(zhí)行APC組件。每個高級過程控制組件能夠擁有采集高級過程控制組件標(biāo)簽名稱連接請求的路徑關(guān)聯(lián)引擎。當(dāng)激活高級過程控制組件時，可以動態(tài)確定連接高級過程控制組件與包括標(biāo)簽的控制器的路徑。
[0010]在一種實施方式中，當(dāng)將新的標(biāo)簽注冊在路徑關(guān)聯(lián)裝置中時，路徑關(guān)聯(lián)目錄可以擴(kuò)充路徑信息。例如，在初始化階段，本地目錄或高速緩沖存儲器可以是空的。然后，第一標(biāo)簽可能到達(dá)，路徑關(guān)聯(lián)裝置根據(jù)第一標(biāo)簽對目標(biāo)控制器/組件進(jìn)行搜索以建立連接。然后，路徑關(guān)聯(lián)裝置可以嘗試將目標(biāo)控制器/組件連接與本地存儲的或高速緩沖存儲的組相關(guān)聯(lián)，該組包括其他或者也許所有連接至目標(biāo)控制器/組件的標(biāo)簽。然后，路徑關(guān)聯(lián)裝置可以向連接組添加新的路徑關(guān)聯(lián)以保持將該標(biāo)簽與其他注冊的標(biāo)簽一起打包在相同組中，用于與目標(biāo)控制器/組件進(jìn)行通信。標(biāo)簽關(guān)聯(lián)可以每連接組被分開并且保存在本地目錄或高速緩沖存儲器中。這些組可以是非易失性目錄或高速緩沖，并且在反復(fù)開電源時可以被重新建立。
[0011]另外，在一種實施方式中，路徑關(guān)聯(lián)裝置可以相對于控制器的操作系統(tǒng)承擔(dān)通信任務(wù)。因此，路徑關(guān)聯(lián)裝置的操作可以發(fā)生在后臺，實質(zhì)上對于用戶不可見，并且控制器/組件可以提供接口以提取動態(tài)形成的連接組。
[0012]根據(jù)一種實施方式，提供了用于便于分布式控制組件之間的連接的消息傳送的路徑關(guān)聯(lián)裝置。該裝置可以包括電子計算機(jī)，該電子計算機(jī)執(zhí)行存儲在非暫態(tài)存儲器中的程序以:(a)在連接存儲與標(biāo)簽名稱相關(guān)聯(lián)的控制級數(shù)據(jù)的工業(yè)控制組件的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信，以提供鏈接到保存與標(biāo)簽名稱相關(guān)聯(lián)的控制級數(shù)據(jù)的工業(yè)控制組件的路由數(shù)據(jù)的標(biāo)簽名稱的目錄；(b)接收來自第一工業(yè)控制組件的提供控制級數(shù)據(jù)的標(biāo)簽名稱的請求；(C)使用鏈接到來自目錄的標(biāo)簽名稱的路由數(shù)據(jù)斷開路徑關(guān)聯(lián)裝置與第二工業(yè)控制組件之間的連接，并且給第一工業(yè)控制組件提供到該連接的指針；以及(d)在步驟(C)之后，從第一工業(yè)控制組件接收指針，以使用連接在第一工業(yè)控制組件與第二工業(yè)控制組件之間交換與標(biāo)簽名稱相關(guān)聯(lián)的控制級數(shù)據(jù)。
[0013]在步驟(d)，斷開第一工業(yè)控制組件與路徑關(guān)聯(lián)裝置之間的第二連接，其中，通過路徑關(guān)聯(lián)裝置的中間媒介使用該連接和第二連接發(fā)生控制級數(shù)據(jù)的交換。
[0014]因此，本發(fā)明的至少一種實施方式的特征是路徑關(guān)聯(lián)裝置保持在通信鏈中并且利用多個連接的消息傳送。
[0015]路徑關(guān)聯(lián)裝置還可以包括以下步驟:使用路由數(shù)據(jù)識別能夠由第二工業(yè)控制組件訪問的控制級數(shù)據(jù)的其他標(biāo)簽名稱；以及在步驟(d)使用連接以在第二工業(yè)控制組件與路徑關(guān)聯(lián)裝置之間交換與其他標(biāo)簽名稱相關(guān)聯(lián)的控制級數(shù)據(jù)。
[0016]因此，本發(fā)明的至少一種實施方式的特征是有效地合并連接中的數(shù)據(jù)。
[0017]在步驟(b)，可以執(zhí)行程序以識別與標(biāo)簽名稱相關(guān)聯(lián)的預(yù)先存在的連接并且根據(jù)該連接刪除標(biāo)簽名稱。
[0018]因此，本發(fā)明的至少一種實施方式的特征是更新移動的連接。
[0019]路由數(shù)據(jù)可以唯一識別第二工業(yè)控制器硬件。
[0020]因此，至少一種實施方式的特征是對于硬件而言路由數(shù)據(jù)唯一。
[0021]控制級數(shù)據(jù)可以給第二工業(yè)控制器外部的受控過程提供表示由與第二工業(yè)控制器相關(guān)聯(lián)的I/o模塊傳達(dá)的至少一個輸入或輸出的狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
[0022]因此，至少一種實施