[发明专利]跨装置的通用数据访问

说明书

一种用于向工业生产环境中的其他装置提供对本地存储的过程映像数据的访问的系统，包括多个控制器装置和过程映像主干。每个相应的控制器装置包括以下内容：包括过程映像区域的易失性计算机可读存储介质；非易失性计算机可读存储介质；控制程序，被配置为向生产单元提供操作指令；输入/输出部件，被配置为在每个扫描周期期间或在一个或多个事件发生时以与生产单元相关联的过程映像数据项来更新过程映像区域；以及历史数据记录部件，被配置为将过程映像区域的过程映像数据项在本地存储为非易失性计算机可读存储介质中的时间序列数据。过程映像主干为多个控制器提供对每个可编程逻辑装置的过程映像数据项的统一访问。

技术领域

本公开主要涉及使用过程映像主干提供在多个自动化装置上对过程映像数据的通用访问。各种系统和方法可以被应用于工业自动化应用，以及使用控制器的各种其他应用。

背景技术

控制器为专用计算机控制系统，其被配置为执行连续采集关于输入装置状态的数据以控制输出装置的状态的软件。控制器的示例包括可编程逻辑控制器、运动控制器、CNC、智能I/O和驱动控制器。控制器通常包括三个主要部件：处理器(可包括易失性存储器)、包括应用程序的易失性存储器以及用于连接到自动化系统中的其他装置的一个或多个输入/输出(I/O)端口。现代控制器拥有自己的过程映像和数据历史记录。此外，这些系统通常具有专有数据访问接口，以便于自动化系统之间的跨层(垂直)数据访问。

对于数据管理和数据分析任务，以及允许机器协作解决一项任务的控制任务，重要的是纵向和横向访问所有自动化系统获得数据。然而，传统的自动化系统遵循金字塔结构，其要求将所有原始数据(数百万个采样点)从控制器传送到上层(例如，SCADA或MES级别)的历史记录。将数据推入较高级别会降低数据的分辨率和简便性，进而限制从控制器行为中提取情报的分析的有效性并增加干预控制优化的控制过程中的延迟。在传统系统中，控制器基于对过程数据和控制器逻辑的特权访问来支持深度数据分析的能力未得到充分利用。后者是由于静态控制器逻辑/配置，其当前不支持控制逻辑的动态自适应变化或后调试阶段变化，并且在需要时也不支持对其他控制器的数据和语境的感知。

另外，通常需要不同的数据适配器来从连接到自动化系统的每个装置中提取信息。没有相对透明的机制可以跨自动化装置和层提供数据访问，以进行数据管理和数据分析任务。此外，一些自动化系统甚至不提供这种访问，并且需要解析输出文件以提取相关数据。

发明内容

本发明的实施方式通过提供与使用过程映像主干的跨自动化装置的通用数据访问相关的方法、系统和装置来解决和克服一个或多个上述缺点和缺陷。过程映像主干统一来自不同装置或不同运行时的数据访问，并用作不同运行时之间的去耦交互的媒介。本文描述的技术特别适合于但不限于各种工业自动化应用。

根据一些实施方式，一种用于向工业生产环境中的其他装置提供对本地存储的过程映像数据的访问的系统包括多个控制器装置和过程映像主干。每个相应的控制器装置包括以下内容：包括过程映像区域的易失性计算机可读存储介质；非易失性计算机可读存储介质；控制程序，被配置为向生产单元提供操作指令；输入/输出部件，其被配置为在每个扫描周期期间或在一个或多个事件发生时以与生产单元相关联的过程映像数据项来更新过程映像区域；以及历史数据记录部件，其被配置为将过程映像区域的过程映像数据项在本地存储为非易失性计算机可读存储介质中的时间序列数据。过程映像主干为多个控制器提供对每个可编程逻辑装置的过程映像数据项的统一访问。在一些实施方式中，控制器的控制程序还被配置为(i)使用过程映像主干从第二控制器检索一个或多个过程映像数据项，以及(ii)使用检索到的一个或多个过程映像数据项来生成生产单元的操作指令。