[发明专利]用于嵌入式控制器的分布式数据管理系统

说明书

用于管理工业生产环境中的数据的系统，包括存储在多个嵌入式控制器设备上的分布式数据库系统。每个相应的嵌入式控制器设备包括：分布式数据库实例和数据库管理应用程序。分布式数据库实例被配置用于存储由相应的嵌入式控制器设备从工业生产环境中收集的数据。数据库管理应用程序被配置用于助于在多个嵌入式控制器设备上进行分布式查询和事务处理。

技术领域

本公开涉及一种用于嵌入式控制器的分布式数据管理系统。各种系统和方法可应用于工业自动化应用以及使用嵌入式控制器的各种其它应用。

背景技术

传统的工业计算环境以多层体系结构来组织，其中，数据由控制层处的设备(诸如可编程逻辑控制器)收集。然后，该数据通过一个或多个较高层向上传递，用于在管理层进行分析和存储。该体系结构所需的数据传输是重要的，因为对应于可能数百万个采样点的数据必须在层之间传输。因此，连接这些层的网络的带宽为中间可以分析和存储多少数据提供了瓶颈。此外，数据在层之间的传输降低了数据的可视性和准备度，这反过来限制了提取有关嵌入式控制器的行为的洞察的有效性。而且，传统的系统没有利用控制器上下文来获得关于由嵌入式设备执行的活动以及操作环境的更深入的分析洞察。在没有此类洞察的情况下，系统的决策制定是效率低下的。

控制层设备的最新进展通过在设备内提供增强的存储和处理能力已解决了系统的一些效率低下。然而，在传统的系统中通常未充分利用这些能力，传统的系统强制控制层设备适应以上所讨论的多层体系结构的范例。例如，每个控制层设备具有对过程数据(例如，行为)和控制器逻辑的特许访问。然而，由于底层网络的带宽限制，仅有限量的该信息可传递到较高层。而且，传统的体系结构强制控制层设备的所有决策制定都集中在较高层，这是因为每个控制层设备都不知道由其对等体生成的过程或数据。

在更大的规模下，当今的系统可产生大量数据，这些数据只能通过并行计算策略来处理，分布式分析是并行计算策略的关键组成部分。在当今的系统中，由于分布式数据管理没有作为工业自动化设置的一部分，因此较低级别的分布式分析是不可能的。

发明内容

本发明的实施方式通过提供与由控制层设备(诸如嵌入式控制器)提供的分布式数据库管理系统相关的方法、系统和装置，来解决和克服上述缺点和不足中的一个或多个。本文所描述的技术特别适用于但不限于各种工业自动化应用。

根据一些实施方式，用于管理工业生产环境中的数据的系统包括存储在多个嵌入式控制器设备上的分布式数据库系统。每个相应的嵌入式控制器设备包括分布式数据库实例和数据库管理应用程序，所述分布式数据库实例存储由相应的嵌入式控制器设备从工业生产环境中收集的数据，所述数据库管理应用程序被配置用于助于在多个嵌入式控制器设备上进行分布式查询和事务处理。在一个实施方式中，每个相应的嵌入式控制器设备进一步包括编程逻辑组件和数据监控模块。编程逻辑组件被配置用于收集由工业生产环境中的一个或多个传感器生成的传感器数据，并且基于传感器数据生成过程数据。数据监控模块被配置用于从编程逻辑组件连续读取传感器数据和过程数据，并且将传感器数据和过程数据插入到与相应的嵌入式控制器设备相关联的分布式数据库实例中。在一些实施方式中，系统还可以包括存储服务器，该存储服务器被配置用于提供先前存储在嵌入式控制器设备中的任一个上的数据的长期存储。

通过关于在不同实施方式中使用的嵌入式控制器的模块和组件的另外的特征，可以增强、改进或以其它方式修改上述系统。例如，在一个实施方式中，多个嵌入式控制器设备中的每一个具有相同的数据监控模块。在另一个实施方式中，每个嵌入式控制器设备包括接口组件，该接口组件被配置用于向数据监控模块提供对由相应的嵌入式控制器设备使用的编程逻辑组件的访问。在一个实施方式中，每个嵌入式控制器设备包括通信模块，该通信模块被配置用于助于在嵌入式控制器设备与每个另外的嵌入式控制器设备之间的网络通信。