[发明专利]核验待新集成的自动化系统的过程模块的兼容性

说明书

检查待集成到自动化系统中的新过程模块的兼容性。概言之，本发明涉及一种计算机实施的方法，用于检查待集成的新过程模块与用于控制自动化单元的过程模块的模块化网络中的至少一个另外的过程模块集成的兼容性。计算机实施方法包括以下方法步骤：‑获取待集成的新过程模块的第一过程模块描述；‑检索至少一个另外的过程模块的第二过程模块描述；以及‑通过对获取的第一过程模块描述和检索的第二过程模块描述执行功能性比较功能来核验兼容性。

技术领域

本发明涉及检查待新集成的过程模块和至少一个另外的过程模块之间的兼容性。过程模块可以设计成要在过程模块的模块化网络中互连和/或已经在过程模块的模块化网络中互连并且用于控制和/或操作自动化系统或自动化单元。

背景技术

自动化单元例如用于工业自动化、过程自动化和/或制造自动化，诸如制药工业、食品工业或饮料工业(灌装厂等)。例如，在自动化单元中，流体、尤其是过程流体的流动可以通过阀装置来控制。为此，模块化自动化单元可以由多个过程模块构成。因此，自动化单元的工厂部分可以设有用于特定过程步骤的一个或多个定义的功能。由于专业化程度的提高和自动化单元必须执行的特殊任务，单个过程模块的范围和自动化单元的整体范围都在不断增加。模块化允许更快地实施新功能或更快地更换故障的过程模块。然而，这可能导致将各个过程模块集成到自动化单元中变得更加复杂和广泛，特别是如果各个过程模块由不同的生产商提供或者各个过程模块的功能不同。此外，过程模块可能具有不同的硬件接口和通信协议来提供它们的功能，这可能使统一集成变得困难。过程模块的不同功能和特性使得难以在过程模块的模块化网络中无错误地实施过程模块。由于自动化单元的模块化结构，生产商可以为自动化单元的特定过程步骤提供具有定义功能的特定设备部件(过程模块)。

由于每个过程模块除其他外，都具有制造商特定的逻辑、编程和操作等，因此可能会出现问题。除了传输协议之外，过程模块生成的警报和消息以及所有控制参数的可视化也必须正确集成到过程控制级别，例如在控制系统或MES(MES：制造执行系统)中。MES是指靠近过程运行的多层制造管理系统的一个级别。MES系统提高了过程自动化水平，并能够对生产进行实时管理、指导、控制和/或监控。设备管理层/MES之下是过程管理层(SCADA)，再之下是现场层。因此，各个过程模块的信息技术集成并非易事。

为了将新的过程模块集成到自动化单元(例如设备、工厂或混合设备)中现有的或将要形成的过程模块网络中，也为了过程模块彼此之间的通信以及过程模块与自动化单元的通信，例如，使用了同时制定的通信标准OPC-UA(开放平台通信统一架构)。这种独立于制造商的标准化通信协议用于跨机器交换数据。OPC-UA架构是一种面向服务的架构(SOA)，其结构包括若干层。

通信技术由另一个标准，即模块类型包(MTP)补充，用于在过程工业的模块化生产环境中将过程模块控制集成到自动化单元中的数字描述。使用MTP标准，可以从功能上描述过程模块的属性，特别是以制造商和技术中立的方式。MTP标准使得可以以标准化方式传输自动化单元操作的所有必要信息，例如模块属性、状态描述、接口以及操作者界面的现象学描述，特别是操作者屏幕元素。

MTP基于自动化标记语言(AML)。AML可以理解为一种创建文件的语言。因此，AML是一种用于数据交换的格式，尤其是基于XML的格式。因此，形式化和/或机器可读形式的电子文件代表过程模块的功能描述或者是过程模块的功能描述并且从过程模块自动化的工程数据生成。它使任何“会说”MTP的更高级别的自动化系统能够正确控制特定模块-例如，离心机、制粒机或均质机。

迄今为止，现有技术中已知的基于具有过程模块的MTP描述文件的实现的自动化单元的潜在弱点是无法追踪是否也根据标准创建了MTP描述文件，从而满足其要求。已知的现有技术方法提供通过其MTP描述文件将新的过程模块集成到自动化单元中。如果MTP描述文件(过程模块描述)偏离MTP标准，则在调试新集成的过程模块后可能导致整个自动化单元出错。此外，偏离MTP标准的MTP描述文件会使新过程模块的调试变得更加困难。在这两种情况下，由于待集成的MTP描述文件中的错误会影响整个自动化单元，因此在使用待集成的过程模块本身以及整个自动化单元时都会发生停机。