[发明专利]用于将工业过程装备的描述转换成数据信息模型的网关和方法

说明书

现代工业过程需要在自动化金字塔中如何结构化数据流方面的灵活性。数据应当可在金字塔的每一级处直接访问，而不仅仅是向上和向下的流动。本文中的实施例总体地涉及用于促进过程装备在支持开放工业标准的工业环境内的集成的网关。所提出的实施例支持将其特性、能力和/或要求由用于工业过程装备的描述语言（诸如EDDL）表达的现场设备集成到使能实现直接数据访问的当代通信环境中，其中通信环境在语义丰富且基于图形的数据信息模型（诸如由OPC UA提供）的基础上操作。

技术领域

本实施例涉及用于将工业过程装备的描述转换成数据信息模型的网关。更具体地，本实施例涉及将工业过程装备的描述转换成用于自动化目的的语义丰富且基于图形的数据信息模型。

背景技术

过去的工业自动化系统组件传统上已经通过专用网络使用各种用于访问和数据交换的不同协议而互连。

当前和未来的自动化系统和现场设备的发展已经将相当大的注意力放在通用工业标准上，所述通用工业标准旨在标准化对过程数据的访问，以便减少用于设备工程设计、配置、管理、操作和版本控制的努力，以及使能实现基于过程数据的集成和处理的应用。

开放平台通信统一架构或OPC UA为现场设备的集成提供了一种架构。OPC UA是OPC基金会的一个工业标准协议，其以（特别是在过程自动化中）交换工业数据为目的用于独立于制造商的通信。

然而，今天的许多现场设备是通过替代方法、诸如命名为电子设备描述语言或EDDL的描述语言来描述的。因此，在本领域中存在如下需要：即促进由描述语言根据不同的描述方案数据描述的过程装备在由开放工业标准（诸如OPC UA）描述的过程装备的工业环境内的集成。

发明内容

本文中的实施例总体地涉及一种用于促进过程装备在支持开放工业标准（诸如OPC UA）的工业环境内的集成的网关。

在一个实施例中，公开了一种用于将工业过程装备的描述转换成用于自动化目的的语义丰富且基于图形的数据信息模型的网关。所述网关包括解析模块，所述解析模块用于通过现场通信协议解析工业过程装备描述中的信息实体，并用于将解析的信息实体转换成声明式逻辑事实并在演绎数据库内断言声明式逻辑事实。所述网关进一步包括使用映射知识库的知识引擎，用于将映射规则应用于所述声明式逻辑事实，由此所述声明式逻辑事实被演绎地映射到基于图形的数据信息模型上。最终，所述网关包括接口模块，用于访问基于图形的数据对象模型。

尽管对于声明式逻辑事实存在许多替代的形式化，例如基于W3C OWL的形式化，但是对于在资源受限的设备上部署，Datalog的使用被认为是优势。

附图说明

从下面结合附图考虑的对优选实施例的描述中，本实施例的目的以及另外的优势将变得更加清楚和容易领会，其中：

图1示出了工业自动化领域中制造控制的层级分层架构；

图2示出了用于在自动化控制系统内交换数据的功能单元的框图；

图3示出了根据实施例的网关的基本功能单元的框图；

图4示出了应用于声明式逻辑事实的声明式逻辑规则的图形表示；

图5示出了用于在基于图形的数据信息模型中对通用变量进行建模的模型结构；

图6示出了用于在基于图形的数据信息模型中对工业过程装备的描述进行建模的节点结构；

图7示出了在自动化控制系统内用于交换数据的其他功能单元间的根据实施例的网关的框图；和；

图8示出了图示根据实施例的用于将工业过程装备的描述转换成语义丰富且基于图形的数据信息模型的操作流程图的示图。

具体实施方式

工业过程是复杂的，因为它们涉及范围从机械、电子、通信到计算机科学的不同领域的技术。此外，不同的系统在工业过程中扮演范围从现场设备、控制设备、制造执行系统到企业管理系统的不同角色。