CN101201598B - 工业控制系统以及在工业控制系统中促进模块检索的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种工业控制系统以及在工业控制系统中促进模块检索的方法。该工业控制系统包括：一个或更多个模块，其将修改一个或更多个资源的状态的逻辑与所述一个或更多个资源相关联，并为该模块的外部组件提供通用接口；分类组件，其根据与所述一个或更多个模块相关的属性中的至少一个属性来分类所述一个或更多个模块；以及检索引擎，其根据所述属性中的至少一个属性来检索所述一个或更多个模块，并定位具有所述至少一个属性的模块中相关的分组或子集，其中，所述模块用于定义、接口以及执行一个或更多个工业控制系统组件的功能，所述资源是在所述工业控制系统中执行活动的组件或元素，所述逻辑是能够修改资源的状态的程序代码。

Description

工业控制系统以及在工业控制系统中促进模块检索的方法

技术领域

本主题发明通常涉及工业控制系统，更特别地涉及揭示控制系统元件之间的组件功能的模块结构，其中分类和检索组件使得能够有效地跟踪，管理以及设计和模块结构相关的应用。 

背景技术

工业控制器过去在工厂网络上操作，其中多个控制器和相关的I/O模块进行通讯。这些较低级的控制元件经常和从控制器合计数据并帮助管理企业的日常活动的更高级的计算系统或服务器进行通讯。然而由于系统已经变得更加复杂，组件之间的通讯和功能协作已经成为挑战。例如，当使用者从一个或多个卖主那购买多个产品时，在这些产品之间经常存在有限的互用性和一致性。于是软件和控制工程师必须了解他们的独特的产品以及这些组件如何相互作用。有限的产品和组件一致性意味着技术工程师在一个产品里所学到的没有必要延续到其他的实施中。通常，控制和应用系统使用不同的接口，这使得映射困难；同时，懂得硬件和软件环境的合格的人员供应不足并且要求高工资。 

时常地，产品集成(特别是产品和自动系统)太为复杂并且难以管理。处理和控制工程师不考虑其他的系统组件的话，不能编码和配置一个解决方案之中的他门的各自的组件。此外，系统启动规格通常没有为用户/集成器充足地提供清楚的以及可测量的信息。在一个例子中，一个用户为控制和软件系统组件都定义了线性产品系统。考虑到由于连接系统的复杂性以及对于系统如何执行的不确定性而造成的长期的倾斜上升以及集成，开发(定制)以及集成费用相当大。这具有重大的影响，超过了控制系统的费用，因为在控制系统集成期间线性试运行和倾斜上升被延时。一个更可预测的处理以及不那么复杂的系统集成能力将减少这些花费。 

当前控制解决方案的另一个问题是，比起手边的产品解决方案来，用户目前更为关注实施和胶合逻辑。底层的技术细节已经成为了一个主要的烦恼，来 自多个环境的工程师不关注处理信息(应用级别考虑)和变化的值，通常他们宁愿更为关注“怎样做”而不是“是什么”。例如，用户可以决定自动操作他们的设备的一个手动部件。这种设计可以从高级别开始，但是很快成为一系列的关于非功能性需求例如DCOM，TCP，传输率等等的讨论。虽然这些非功能性需求是重要的，但是对于功能性需求的设计才是对于设计者或者终端用户的真实价值所在。因此，用户应该更为关注为价值提供直接提高的功能性需求(设备控制，产品流控制等等)，而不是处理多余的技术问题。 

在另一种情况中，系统设计不能足够地使上层负荷(存储覆盖区，CPU周期等等)以及应用耦合之间达到平衡。例如，根据系统能力，处理负载应该更好地分布在系统中。因此，如果系统的一个部分被关闭，那么可选择的处理能力应该在适当位置以允许生产继续下去。例如，用户最初设计以及安装适合他们的即时需求的控制系统。增加的改变接着被提供给控制器并且经常有一些新的接口功能被添加到这样的控制器的人机接口(HMI)中。然而目前的解决方案没有为这些各自的变化提供平滑的以及简单的传输。许多卖主的产品里的多个技术使系统的配置和管理变得复杂。当第三方系统被包括进来时这也被加重。这样的复杂性阻碍了系统提供更高级别的信息的能力并且减少了它容易地配置这样的系统的能力。 

发明内容

为了对这里描述的一些方面提供基本的理解，以下示出了简单的概要。这个概要并不是全面的综述，也不打算确定出关键的/决定性的要素或是叙述这里描述的不同方面的范围。它唯一的目的就是以简化的形式表述一些观念，以作为将在以后描述的更详细的说明的开头。 

提供了检索和分类的方法，使得能够以自动的和有效的方式来管理控制系统的逻辑模块。逻辑模块促进了访问控制系统或者企业的功能性的广泛范围，同时隐藏了与这样的功能性接口的复杂的细节。在一个方面，模块提供了与一个或多个资源的逻辑联系，其中逻辑控制资源的状态，并且资源定义系统的组件或状态。模块能根据与各自的模块相关的多个属性被分类。这也包括根据类型将模块分类的能力，其中该属性或类型能被用来促进模块检索，其帮助开发者去定位模块中相关的分组或子集。 

模块子集能够接着被用在多种应用中，例如从检索到的子集中构造其他的应用，从子集监视一个企业的不同方面，以及实际执行促进给定库的管理或是模块收集的任意检索操作。能被用于分类的模块类型的一些例子包括包含资源定义和配置的配置模块，促进资源控制的控制模块以及促进资源协调的协调模块。属性能包括资源中心类型，活动类型，主机应用类型，工业域类型，模块属性，消息类型，配置类型，接口类似性等等。 

根据本发明的一个实施例，一种工业控制系统包括：一个或更多个模块，其将修改一个或更多个资源的状态的逻辑与所述一个或更多个资源相关联，并为该模块的外部组件提供通用接口；分类组件，其根据与所述一个或更多个模块相关的属性中的至少一个属性来分类所述一个或更多个模块；以及检索引擎，其根据所述属性中的至少一个属性来检索所述一个或更多个模块，并定位具有所述至少一个属性的模块中相关的分组或子集，其中，所述模块用于定义、接口以及执行一个或更多个工业控制系统组件的功能，所述资源是在所述工业控制系统中执行活动的组件或元素，所述逻辑是能够修改资源的状态的程序代码。 

附图说明

根据本发明的另一个实施例，一种在工业控制系统中促进模块检索的方法包括：根据与一个或更多个模块相关的属性中的至少一个属性来分类所述一个或更多个模块，其中所述一个或更多个模块将修改一个或更多个资源的状态的逻辑与所述一个或更多个资源相关联，并为该模块的外部组件提供通用接口；以及根据所述属性中的至少一个属性在多个模块上执行检索以确定具有所述至少一个属性的模块中相关的分组或子集，其中，所述模块用于定义、接口以及执行一个或更多个工业控制系统组件的功能，所述资源是在所述工业控制系统中执行活动的组件或元素，所述逻辑是能够修改资源的状态的程序代码。 

为了完成前述的和相关的目标，一些解释性的方面和下面的说明及附图一起在这里被描述。这些方面以不同的可实践的方式来表示，所有的方面在这里都被覆盖了。当和附图一起考虑时，其他的优点和新颖的特征在下面详细的说明中可以变得明晰。 

图1是说明工业自动系统的分类和检索组件的模块示意方框图。 

图2是说明模块属性的图。 

图3是说明示例性的模块组显示的图。 

图4-6是说明支持模块分类和检索的通讯功能性的图。 

图7是说明对于模块分类和检索的处理的流程图。 

图8是说明示例性的资源控制模块的图。 

具体实施方式

图9是说明资源模块的图。 

图10-13说明了能被用于工业自动系统的模块的通用数据模型。 

提供了方法和系统以促进和工业控制系统的相互作用，并减少了接口需求以及系统不同组件集成的细微差别。在一个方面，提供了工业自动系统的检索组件。当提供普通接口给该模块的外部组件时，该检索组件包括一个或多个模块，该模块使用资源和逻辑以示出模块的功能性。分类组件分配属性给模块以促进模块的检索。系统可以包括检索引擎，其使用该属性以确定模块的子集，其中属性可以包括主资源中心类型，活动类型，主机应用类型，工业域类型或其他类型。模块能够经由服务，接口，操作或示出功能性的相应的元数据，关键词或其他检索标准来被检索。 

注意到如在这篇申请中所使用的术语，例如“组件”，“资源”，“模块”，“模型”等等，用来指计算机相关的实体，要么是硬件，硬件和软件的组合，软件，要么是提供给自动系统用于工业控制的执行中的软件。例如，组件可以是，但是不限于，在处理器上运行的进程，处理器，对象，执行的，执行线程，程序或计算机。通过解释，在服务器上运行的应用程序和该服务器都是组件。一个或多个组件可以进驻在进程和/或执行的线程里面，并且组件可以位于一个计算机上和/或分布于两个或多个计算机，工业控制器，和/或与之通讯的模块上。 

最初参照图1，系统100说明了和工业自动系统的分类和检索组件(CAS)112进行相互作用的模块组件110(此处指一个模块)。模块110被用于定义，接口，以及执行一个或多个在下面将以更多细节描述的工业控制系统组件120的功能。如图所示，模块110能从控制组件120经由网络114被访问。如图示出的，模块110和CAS组件112一起操作以促进模块的分类或归类，并且它们通过网络114检索模块。模块110经由标准接口方法例如经由图形用户接口(GUI)能和用户进行接口和/或还能被配置为和多个其他模块110，CAS112，和/或控制组件120进行交互。 

一般来说，模块110和逻辑130以及一个或多个资源140相关。逻辑130包括能够修改资源140的状态的程序代码，例如，梯形码，功能图，脚本，JAVA，C代码等等。资源140是那些在系统里执行活动的组件或元素，包括在系统里执行任务的设备和人员。资源140的其他类型的例子包括设备，材料，人员，部门和存储。人员和设备(机器)能在系统中执行活动。能够执行任务的资源能被作为活动资源进行分类(例如，CNC机器，注模机器)，其中其它的设备资源被认为是被动的资源(例如，传感器，材料)。一般来说，模块110从内部接口，消息，以及逻辑定义到资源时隐藏了用户，然而给外部系统或组件120之间提供了标准或通用接口。 

在一个方面，CAS112提供的检索和分类使得能以一种自动和有效的方式来管理模块110。模块110能根据多个属性被分类，该多个属性和分别的模块相关，并且将参照图2在下面以更多的细节进行描述。这也包括根据类型将模块110分类的能力(例子参见图8和9)，其中属性或者类型能被用于通过帮助开发者来定位模块的相关组或子集的CAS112促进模块检索。注意到模块检索实际上能被包括检索引擎或计算机检索程序的任意类型的检索工具所实施。这样 的检索程序能被提供给模块110的库或被用于扫描模块的组件120。当CAS112执行模块110的检索时，模块子集从检索被确定，并且其能被用于多个应用中，例如从检索到的子集中构造其他的应用，从子集监视企业的不同方面，以及实际上执行促进给定的库或模块收集的管理的任意检索操作。 

为了促进检索，至少定义了三种类型的模块110。这些模块包括提供管理定义和对包括人员，部门，设备，存储等等的资源进行配置的配置模块。另一种类型的模块110包括对一个或多个资源提供控制的控制模块。另一个类型的模块110包括扩展资源控制模块以使得在模块之间的资源的协同成为可能的协调模块。资源协调模块比起资源控制模块能表示更多的复杂活动，其在下面将参照图8和9以更多的细节进行描述。 

在另一个方面，模块能够使用目录和子目录通过CAS112被分类。这个特征减少了沿着资源边界明确分类模块的需求，并且展开了分类以允许模块属性和行为的更宽广的集合。例如，一个活动可以被认为是一个目录名，其中入口性质被认为是子目录。模块物理结构的更多细节能够由通用数据模型分类定义所提供，其将参照图10-13以更多的细节进行描述。在一个特定的例子里，模块可以和定义特定的属性和行为以产生这样的事件的事件产生器模块分类相关。 

如能被意识到的，模块110能够被CAS112分类成允许更容易的或更复杂的可变通模块管理的不同的目录或子目录。一些例子包括通过如下方式分类模块：通过包括设备，材料，部门，人员，存储等等的主资源中心；通过包括任务次序，循迹和追踪，设备控制，质量，实施，路线处理，调制处理，数据上滚等等的活动；通过包括处理设计者，商店操作员，RSBatch，RSView，RSLogix以及其他应用的主机应用；通过包括离散的，批处理的，编目的，连续的等等的工业域。这些分类是在例如作者，调配信息(什么地点，什么时间以及由谁使用)，和模块相关的相应的典型产物，模块文件等等的其他属性之外的。 

如能被意识到的，模块110能和一些目录/子目录相关，使得应用能以合适的上下文将模块表示给用户或其他的应用组件。例如，这将能示出在检索中获得的模块的相同颜色编码的可视的示范。模块分类允许应用和平台(例如，库管理器)来以组的形式排列和表示模块，并且可视地区分不同类型的模块。这使得应用，进程，用户在配置和执行期间重复地检索和过滤模块。这也允许用户重复地进行检索以改进选择(示出模块的特定类型或作者)并且扩展选择(设 计者做出的其他对象，配置这个模块给顾客X等等)。 

在进行前，注意到组件120能包括不同的计算机或网络组件，例如是能够通过网络114进行相互作用的服务器，客户端，可编程的逻辑控制器(PCLs)，通讯模块，移动计算机，无线组件，控制组件等等。类似的，这里所用的术语PLC能包括可以被多个组件，系统，和/或网络114共享的功能。例如，一个或多个PLC能通过网络114和不同的网络设备通讯和协同操作。这能包括实际上任意类型的控制，通讯模块，计算机，I/O设备，传感器，人机接口(HMI)，并经过包括控制，自动，和/或公共网络的网络114进行通讯。PLC也能和例如包括有逻辑，数字，编程/智能的I/O模块的输入/输出模块，其他可编程的控制器，通讯模块，传感器，输出设备等等的其他不同设备进行通讯和对其进行控制。 

网络114能包括公共网，例如互联网，企业内部互联网以及例如包括设备网和控制网的控制和信息协议(CIP)网的自动网络。其他的网络包括以太网，DH/DH+，远程I/O，Fieldbus，Modbus，Profibus，无线网，串行协议等等。此外，网络设备能包括不同的可能性(硬件和/或软件组件)。这些包括组件，例如具有虚拟本地区域网(VLAN)能力的开关，LANs，WANs，代理服务器，网关，路由器，防火墙，虚拟私有网(VPN)设备，服务器，客户端，计算机，配置工具，监视工具和/或其他设备。 

现在参照图2，说明了模块属性200。在图2中描述的属性200包括通用的(或示例性的)表示，其可以是来自于模块的模块。一般来说，标准属性集可以被确定为对所有的模块是公共的。类似的，对于下面描述的其他类型的模块，其他的标准属性可以被定义。在模块上可用的属性210的一个例子包括例如214的错误和状态属性。活动资源模块(例如设备和人员)能够支持例如可用/不可用的其他属性210。 

下面示出的属性将表示从模块到对象的关联，其可以在通用数据模型(参见图8-11)内部或在别处(例如CAD文件)。在220，能提供标准公共接口。这些接口220公布了动词224，其在外部系统上可用，并且是备有证明文件的活动，该活动隐藏了用于实施接口的下层代码的复杂性。接口220能被认为是至少两个通用的使用模式。例如，接口220能被用作访问点，该访问点能被用于实时连接诊断，安全性等等。 

公共动词224在模块内开始一个行为。该活动被描述为接口220的客户端。 实施被认为是私有的并且不呈现给客户端-例如，打开，停止，中止，关掉等等。数据值属性210向信息提供公共访问，该信息在模块操作期间被模块使用，并且能够由请求值和/或内部值(或等同物)来提供。传送请求值到内部值以及相反过程的逻辑的相关性被称作是获取和设置逻辑的值。注意到在一个控制器里，如果没有集合程序来传送请求值给内部值，那么内部值能在下一个提供只读能力的扫描中覆盖请求值。 

一般而言，属性210能在至少两个分类中被考虑。状态对于产生系统具有特定的意义，并且能具有可以采用界定范围或列举表述的值的特定集。状态能够表示被例如打开率，模式，服务(进，出)等等的模块封装的主资源的当前状态。在模块的操作期间被模块使用的信息包括对例如转换映射，名字，说明，有效期限，个人联系信息这样的接口220提供的数据进行的访问。一些属性210对于资源模块(例如，资源定义文件的扫描复印件)的所有实例都是公共的，其中其他的属性210对于每一个模块实例(例如，状态，打开率)是特定的。 

在230，内部资源接口包括从模块内的逻辑240到在250的被管理的资源的接口，其中该逻辑包括代码和/或配置，该配置处理命令和/或更新状态和数据属性。在一些情况下，这可以是例如I/O接口的硬件，或者在其他情况下，它从属于具有直接接口的资源控制模块。一些例子包括I/O映射，材料管理逻辑程序等等。这些接口230在模块内部，使得模块公共接口220和属性210成为其他系统组件的边界。包括不同资源但是支持相同公共属性/接口的模块能够交换而不影响到其他组件的接口。一般而言，I/O映射和系统消息接口在配置绑定处理期间是暴露的。当被绑定时，运行时间系统的外部接口220从而可以认为这些接口是内部的。 

在260，警告和事件消息能被提供，其包括在模块执行期间，作为外部系统可见的运行时间消息的消息。这包括通过设计者明确编码的警告和事件以及被提升为外部系统可见的系统消息。在270，一个或多个典型产物包括证明资源的操作和结构的信息，例如，配线图，保证书，工资册，零件供应信息等等。可视化的部分包括相关的图，其将资源状态和属性示出给和资源相互作用的应用。例如：面板，图标，状态覆盖图，编辑对话框，帮助文件。在280，系统消息允许模块听取和公开数据模型消息给外部组件。返回的消息典型地被用于管理模块(配置，初始化，传播属性等等)，以及公开模块活动消息(资源状态， 数据模型消息等等)。 

图3示出了组模块显示300的一个例子，其能从上面所述的分类和检索方面产生。如上面所述的，分类和检索方面使得不同的应用成为可能。在一个例子中，用户想配置组显示300以浏览具有一个或多个共同方面的一些模块。这里所述的分类和检索方案能被用于在模块子集中寻找公共的元素以及使得例如检视显示300的其他应用成为可能。在这种情况下，那些先前描述过的检索机制能被用来产生组显示，或者例如在设计时间经由人机接口(HMI)认证工具，或者在运行时间通过HMI翻译引擎。一些检索/创建查询的例子包括： 

示出支持包括在Reactor_1里的设备控制接口的所有的模块；或者示出支持包括在Reactor_1里的材料处理接口的所有的模块；或者示出支持在警报里的Area_4的设备控制接口的所有的模块。如能被意识到的，多个这样的查询能被产生。如果在设计时间里使用，对于模块支持的接口的这些检索或者在组织层或库中的模块的位置能够被用作用户的跳跃开始以创建如300所示的定制组显示。如果这些查询被内置以在运行时间显示和执行，那么这提供了一个动态的机制来创建不运行时的组显示。当查询包括动态的状态值例如“示出支持在警报里的Area_4的设备控制接口的所有的模块”时，这特别有效。然而，由于这些查询返回不同数量的数据(也就是说，结果可以是一个模块或者成百个模块)，HMI认证工具能被用于支持不同的设计和结构选项，使得用户管理数据的动态性质。 

过滤选项也能被提供来限制检索返回的给定的模块子集。除了构造显示，能通过查询模块的子集来形成新的应用，接着为了将来的参考来链接这样的模块。例如，具有事件或警告能力的模块能被组合以通过组织或通过部分组织显示事件和警告的状态。在其他情况下，后来的控制系统设计能够从收集模块开始，该模块被查询并且从给定的系统检索得到。 

图4-6是说明能被用于如上所述的分类和检索处理的消息结构的一个例子。一般而言，至少有两个级别的消息下部构造。参照图4，示出了一个下部构造400的例子，其中应用级组件在410被示出，系统级组件在420被示出。应用级组件410提供程序的“驱动器”，“消息API”以及用户接口给消息下部结构用于软件和自动控制模块。这些组件410能以工具包平台的形式被提供，使应用具有消息能力。系统级组件420提供消息下部结构以在模块之间传输信息和数 据，并且作为自动平台的一部分运行。系统级组件420通过公开系统级别接口被配置。这些接口被应用级别组件所执行，其依次提供应用级API和组件给例如工程师和管理员的用户。 

该应用级组件410能假定系统级组件420是活跃的，并且实现功能以保证系统是运作的。例如，系统配置和消息模式的变化，以及服务和消息级别的相互作用能在调配给运行时间系统之前被测试，并且如果调配功能是有问题的，那么就滚回。变化能以不同的方式调配给系统。当模块被调配时，服务和相关的操作能针对主机环境被解决。消息参数能在模块或系统的开发生命周期中的任意时间被配置。 

在系统测试期间，通过测试团队模块开发者可以分配能够扩展的，最优化的或者无效的消息属性(发布比率，端口等等)。类似的这些值可以通过管理者或诊断人再次更新。消息下部结构400提供一致的接口给软件制造和处理控制的工程师和管理员。这些操作环境中的不同被应用级驱动器，API以及和在这些环境中的用户角色相匹配的其他组件所管理。 

参照图5，示出了消息总线500的一个例子。该消息总线500被一个可能的下部结构配置所覆盖以实施系统的逻辑视图。在这个模型500里，应用通过消息驱动器和期望的信息协议与系统进行通信。第三方系统能够通过适配器模块或消息引擎中的协议被连接。多跳消息和复杂的消息处理被和消息总线500进行通信的消息引擎所管理。 

参照图6，示出了分层通信模型600。交互操作被包括模式，服务和操作的分层通讯模型600所提供。消息组件提供模型，该模型允许模块开发者用访问外部可视组件的需求来注释模块，该外部可视组件提供客户端视图并且允许客户端组件610进行浏览。该模块识别它在接口中的公共行为(命令，事件，数据，警告……)，其中这些行为被映射到操作，该操作使得描述客户端连接需求的额外的信息被添加。 

服务在端口(例如，CIP，活性数据，JMS，网络服务……)上公布了这些操作。客户端610在平台目录服务中通过浏览这些联系可以发现功能性。这些联系允许在自动平台上进行检索，例如：这个接口配置到哪里？哪一个端口是可用的模块接口？什么访问角色需要连接到服务器？620，在连接到这个模块期间，什么消息被交换？运行这个服务需要什么控制器底盘或PC服务功能？如能 被意识到的，根据模块类型和/或期望的属性，能够为检索产生多个类似的查询。 

图7示出了用于模块分类和检索的处理700。然而，为了简化说明的目的，方法被示出和描述为一系列的行为，能了解和认识到，该方法并不限制行为的顺序，因此一些行为可以以不同的顺序发生和/或与其它行为并发，正如这里示出的及描述的。例如，本领域技术人员将了解和认识到方法可以替代地由一系列相互关联的状态或事件所表述，例如在一个状态图里。此外，不是所有被描述的行为都需要来实施这里所描述的方法。 

进行到图7的710，模块根据一个或多个属性和/或模块类型被分类。如前面所述的，模块类型的一些例子包括包含资源配置和定义的配置模块，促进资源控制的控制模块，以及促进资源协调的协调模块。属性可以包括资源中心类型，活动类型，主机应用类型，工业域类型，模块属性，消息类型，配置类型，接口类似性，消息处理能力，警告或事件接口等等。在720，如果需要的话，分类库能被创建。这包括模块和/或模块模版的不同版本，其能通过属性或类型信息被随后检索。 

如上所述的，检索也能在定义的库之外被提供，例如进行控制器或不同模块数据的其他组件的在线检索。在730，为了检索获取跟查询相关的模块，一个或多个查询被提交给检索工具。在740，在查询被提交以后，模块子集能够被检索获取，其具有一些和手边的一个或多个查询相关的公共的属性或类型。在750，能从检索得到的模块中形成一个或多个应用。这些能包括用户接口，监视应用，状态应用，控制应用等等，其能从检索获得的模块子集中形成。 

转到图8，示出了示例性的资源控制模块800。一般而言，资源控制模块800提供对于一个或多个资源的简单控制。该资源控制模块(RCM)800表述了管理资源状态或数据的逻辑，并且可以包含其他的资源控制模块以完成它各自的功能。该RCM800通过行为和属性提供公共接口。在一些情况下，行为可以是简单的比特值或者请求值，其与模块的内部值接口，在其他情况中，更复杂的逻辑能被提供。RCM800能包括其他的资源控制模块并且能提出被表述为部分资源控制接口的命令。RCM800的示例形式包括： 

在810，设备控制模块(通用名＝“控制模块”)CM。设备的基本调整控制的最简单的形式。封装设备和它的例如对于值，驱动等等的控制。在820，材料控制模块(MCM)能被提供。材料资源实例的管理能在材料子块上执行，该 材料资源实例由包括位置，质量状态，可用性，命令顺序，逻辑的子块所表述，材料事件的产生例如消耗的，产生的和移动的事件，子块集合，有效期限等等。 

在830，提供了人员控制模块(PCM)。这包括对于例如活动的，空闲的，中断状态的个人的直接管理或者通过移动进度表进行管理。这也包括和人相关的数据，例如移动时间模式。可以被PCM830管理的其他的属性例如是在工厂内人的位置(GPS)，质量鉴定，或当前的分配。在840，部门控制模块(SCM)包括对于简单的部门任务的操作，例如管道路径，AGV路径，设备状态机，机器序列等等。SCM840典型的在一个部门上执行行为，例如在当前步骤之后执行下一步。在850，存储控制模块(STGCM)包括简单的存储逻辑的操作，例如缓冲器容量和对于各自的存储单元或需求而进出队列的顺序。 

在进行前，注意到其他类型的模块比所示的模块是更为可能的。例如，配置模块可以包括管理定义以及对资源-人员，部门，设备，存储等等的配置。另一种类型的模块包括嵌套的模块，其中一个模块引用其他的模块。这些模块可以是父模块的子模块或者从一个模块到另一个模块被共享。资源模块可以包括资源控制模块，然而资源控制模块不应该包括资源模块。模块能够包括关注于其他资源类型的模块，例如一个设备模块可以包括设备模块和材料模块。 

图9说明了工业控制系统的示例性的资源模块900。在910，设备模块提供了协调设备模块和设备控制模块的功能，以独立于特定的材料，例如In-feed，AGV控制器，转换器等等，来执行面向任务的处理。在920，材料模块提供了协调材料模块和材料控制模块的功能，以执行例如材料预定，供应，材料大余额计算，材料管理的帐单，工作状态管理等等的以材料为中心的任务。在930，人员模块提供了协调人员模块和人员控制模块的功能，以执行例如电子签名收集，安全认证，证明认证，手工控制相互作用等等以人员为中心的任务。 

在940，部门模块提供了协调部门模块和部门控制模块的功能，并且执行部门所表示的一系列任务。部门定义资源需求以及能表示大多数产品和处理活动的分类。该模块提供对更多复杂的任务的访问，该任务需要特定的序列跟随其后，例如处理分析技术(PAT)集成，电子签名收集，缺陷，处理偏差以及错误恢复处理。部门模块940也可以构造一个跟随的序列，其能作为人工的，自动的或者半自动的序列(例如，路线，调制执行)。 

在950，存储模块提供对于存储相关的活动，对请求者的存储分配，盘存 计算的建模等等的协调。这也包括跟管理存储和盘存信息的更高级的系统相互作用。 

图10-13示出了上述的通用数据模型的方面。现在转向图10，说明了分级表示，其能和可编程逻辑控制器所采用的方案一起使用，促进了分级结构化数据模型的使用。在这幅图里说明的分级和设备分级相关，其能和处理分级集成到一起以产生工厂(其包括在用于和工业控制器连接的方案里)的健壮的表述。第一等级1000说明了在给定完全不同的处理的工厂里的设备表述。例如，根据批处理的等级能够包括对于企业，场所，区域，处理单元，单元，设备模块和控制模块的表述。 

相反的是，对于在一个持续的处理里的设备的分级表述能够包括对于企业，场所，区域，生产单元，持续单元，设备模块和控制模块的表述。在更多的细节里，一个企业能够表述一个公司的全体，一个场所能够表示一个特定的工厂，一个区域能够表示一个工厂的一部分，一个处理单元能够包括用于完成一个处理的设备，一个单元能够和处理单元内的机械单元相关，一个设备模块能够包括处理单元部分的逻辑表述，以及控制模块能够包括基本元件，例如马达，阀门等等。此外，设备模块能包括设备模块并且控制模块能包括控制模块。因此，如能从图里所认识到的，能够采用四个不同的分级表述来表示在批处理，连续处理，不连续的处理以及盘存里的设备。 

第二等级1002能被用来表示每一个先前提到的分级表述。该等级1002能够包括对于企业，场所，区域，工作中心，工作单元，设备模块和控制模块的表述。因此，充分表述等级1000的通用表述能够产生。为了术语的一致性，数据对象能和表示它们和哪一种类型的处理相关的元数据相关。因此，数据对象能被提供给操作者，以一种和在这样的处理里通常所使用的相一致的形式。例如，批处理操作者比起连续处理操作者(如等级1000所表示的)来能使用不同的术语。 

元数据能够根据这样的数据的所知的，传统的使用，被用来使得显示这样的数据。因此，根据等级1002的方案的实施对于操作者来说是无缝的。此外，在另一个例子里，只有一部分这样的表述能被使用在控制器所采用的方案里。例如，这对于家用设备模块和控制器里的控制模块是被期望的。在另一个例子里，这对于将表示工作中心的数据对象和工作单元包括在控制器(但不是设备 模块或控制模块)里是被期望的。要求的主题意味着包括所有这样在控制器里使用等级1002(或类似等级)的偏差。 

参照图11，说明了能被用来表示程序和设备的标准等级。特别的，等级1100表示能在批处理里存在的程序。例如，程序能和高级程序相关，例如制造药物。单元程序能更加特殊，例如通过特定的单元增加特定的化学药品到混合物。单元操作能更为特殊，并且阶段也能更为特殊(和低级机器的操作相关)。例如，阶段能涉及例如停止，开始，暂停马达，打开和关闭阀门等等的不同的状态，该不同的状态能和低级设备存在相关。级别1102和设备的表述相关，该设备的表述可以处于例如在与等级1100相邻显示的批处理之中。 

转向图12，等级1200表示示例性的等级1100和1102(图11)的一个可能的集成。单元(例如在图10里所描述的工作单元)能和设备程序，设备单元程序，设备操作以及设备状态相关。因此，程序，操作和状态能和特定的工作单元相关。设备模块能和一个或多个设备状态相关，并且能位于等级结构里的控制模块之上。简要地参照图13，说明了能被用于和设备控制器连接的等级1300。等级实际上类似于在设备单元的单元部分里所描述过的。如上所述，在图10-13里说明的等级能依据一个标准，例如ISA88，ISA95或其他标准。任何合适的表示都能被用来建模一个工厂的全体，不管用何种方法，这是被预期的。此外，在这些图里所示出的表示能直接实施到控制器里。例如，根据图10-13里所述的等级的任意部分，数据对象能和能够创建这样的对象的状态机一起在控制器里存在。 

注意到上述模块能在不同类型的计算设备和资源上被处理，其中一些这样的设备能和工业控制组件以及与独立的或网络化的计算设备相关的其他设备相关。因此，提供例如包括处理单元，系统存储器和系统总线的计算机来执行上述的模块或相关的数据。这些系统总线连接包括但是不限于系统存储器的系统组件到可以是任意可用的处理器的处理单元。双微处理器和其他的多处理器结构也能作为处理单元被采用。 

系统总线可以是一些类型的总线结构中的任意一种，该一些类型的总线包括存储总线或存储控制器，外设总线或外部总线，和/或使用任意可用总线结构的本地总线，该可用的总线结构包括但是不限于11位总线，工业标准结构(ISA)，微信道结构(MSA)，扩展ISA(EISA)，智能驱动电子(IDE)，VESA 本地总线(VLB)，外围组件互联(PCI)，通用序列总线(USB)，图形加速端口(AGP)，个人计算机存储卡国际协会总线(PCMCIA)以及小型计算机系统接口(SCSI)。 

系统存储器包括易失性存储器和非易失性存储器。基本的输入/输出系统(BIOS)，包含在计算机内部的元件之间传输信息的基本例行程序，例如在启动期间，被存储在非易失性存储器里。通过说明的方式，而不是限制，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)，可编程ROM(PROM)，电可编程ROM(EPROM)，电可擦除ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器包括随机存取存储器(RAM)，其作为外部高速缓冲存储器。通过说明而不是限制，RAM可以用于许多形式，例如同步RAM(SRAM)，动态RAM(DRAM)，同步DRAM(SDRAM)，双倍数据速率SDRAM(DDRSDRAM)，增强SDRAM(ESDRAM)，同步链路DRAM(SLDRAM)，以及直接随机存取存储器总线RAM(DRRAM)。计算设备也能包括可移除/不可移除，易失性/非易失性的计算机存储媒介。 

可认识到的是软件组件能被提供作为用户和在合适的操作环境里描述的基本计算机资源之间的媒介。这样的软件包括能在磁盘存储器上存储，控制和定位计算机系统资源的操作系统。系统应用受益于操作系统的资源管理，通过程序模块以及存储在系统存储器或磁盘存储器上的程序数据。可以认识到的是本发明可以在不同的操作系统，操作系统的组合或者共享的控制系统上实施。 

计算机能够在逻辑连接到一个或多个远程计算机上的网络环境中操作，例如远程计算机。该远程计算机可以是个人计算机，服务器，路由器，网络PC，工作站，基于应用的微处理器，同等设备或是其他通用的网络节点等等，以及典型地包括许多或是所有所述的和计算机相关的元件。远程计算机能通过网络接口被逻辑地连接并且接着通过通讯连接被物理地连接。网络接口包括通讯网络，例如局域网(LAN)和广域网(WAN)。LAN技术包括光纤分布数据接口(FDDI)，铜分布数据接口(CDDI)，以太网/IEEE 1102.3，令牌网/IEEE 1102.5等等。WAN技术包括但是不限于，点到点链接，像集成服务数据网(ISDN)和在其上变化的电路交换网，包交换网络，以及数字用户线(DSL)和无线网络。 

采用认证协议的上述系统能包括一个或多个客户端。客户端能是硬件和/或软件(例如，线程，进程，计算/控制设备)。系统也能包括一个或多个服务器。 服务器也能是硬件和/或软件(例如，线程，进程，计算/控制设备)。举例来说，服务器能收容线程通过采用认证协议来执行转换。一个可能的在客户端和服务器之间的通讯可以是数据包的形式，适合于在两个或多个机算机进程之间传输。上述的部分包括不同的示例性方面。为了描述这些方面，当然不可能描述组件或是方法的每一个想得到的组合，但是本领域普通技术人员能够意识到许多进一步的组合和改变是可能的。因此，这里描述的方面包括了落在附加权利要求的精神和范围内的所有这样的改变，修改和变化。此外，就用在详细说明或权利要求里的术语“包括”来说，这样的术语被包括在和术语“由……组成”类似的方式里，当“由……组成”在权利要求里作为过渡词被解释时。 

Claims (8)

1.一种工业控制系统，包括：

一个或更多个模块，其将修改一个或更多个资源的状态的逻辑与所述一个或更多个资源相关联，并为该模块的外部组件提供通用接口；

分类组件，其根据与所述一个或更多个模块相关的属性中的至少一个属性来分类所述一个或更多个模块；以及

检索引擎，其根据所述属性中的至少一个属性来检索所述一个或更多个模块，并定位具有所述至少一个属性的模块中相关的分组或子集，

其中，所述模块用于定义、接口以及执行一个或更多个工业控制系统组件的功能，所述资源是在所述工业控制系统中执行活动的组件或元素，所述逻辑是能够修改资源的状态的程序代码。

2.根据权利要求1的系统，其特征在于，所述属性包括至少一个主资源中心类型，一个活动类型，一个主机应用类型以及一个工业域类型。

3.根据权利要求1的系统，其特征在于，进一步包括待检索的模块库。

4.根据权利要求1的系统，其特征在于，进一步包括从检索得到的模块子集中形成随后应用的组件。

5.根据权利要求4的系统，其特征在于，所述应用包括用户接口，监视应用，控制应用，质量应用以及管理应用。

6.根据权利要求1的系统，其特征在于，进一步包括从操作系统组件执行模块的在线检索或者从模块库执行离线检索的检索引擎。

7.根据权利要求1的系统，其特征在于，分类组件和包括配置模块、控制模块、和协调模块的至少三个模块类型相关。

8.一种在工业控制系统中促进模块检索的方法，包括：

根据与一个或更多个模块相关的属性中的至少一个属性来分类所述一个或更多个模块，其中所述一个或更多个模块将修改一个或更多个资源的状态的逻辑与所述一个或更多个资源相关联，并为该模块的外部组件提供通用接口；以及

根据所述属性中的至少一个属性在多个模块上执行检索以确定具有所述至少一个属性的模块中相关的分组或子集，

其中，所述模块用于定义、接口以及执行一个或更多个工业控制系统组件的功能，所述资源是在所述工业控制系统中执行活动的组件或元素，所述逻辑是能够修改资源的状态的程序代码。

Images