CN101326471A - 业务过程执行引擎 - Google Patents

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CN101326471A CNA2006800448755A CN200680044875A CN101326471A CN 101326471 A CN101326471 A CN 101326471A CN A2006800448755 A CNA2006800448755 A CN A2006800448755A CN 200680044875 A CN200680044875 A CN 200680044875A CN 101326471 A CN101326471 A CN 101326471A
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Abstract

所要求的主题提供了一种控制器，它协助在一个工业自动化环境系统中实施一个工作流。一个接口部件可协助与该可编程逻辑控制器的一个工作流相关联的数据的接收。与该接口部件通信联接的一个控制器结合了一个执行引擎，它可执行该工作流并允许在应用程序之间的一种无缝的数据流，以提供至少一种服务。

Description

业务过程执行引擎
技术领域
[0001]本主题发明涉及工业控制系统并且，更具体地说，涉及在对一个工业控制系统数据模型进行升级时允许使用遗留装置。
背景技术
[0002]由于在计算技术的进步，与仅仅在几年前的十分相似的业务相比如今的业务能够更有效地运作。例如，内部网络使得一个公司的员工能够通过电子邮件立即进行沟通，快速地将数据文件传输给不同的员工，处理数据文件，共享与一个项目相关的数据以减少工作成果中的重复，等等。而且，技术上的进步已经使得工厂的应用部分地或者完全地自动化。例如，曾经要求工人靠近重型机械和其他不同的危险环境的一些操作现在可以在距其一个安全的距离中完成。
[0003]另外，通过使用高精度机器已经将与人类活动相关的一些缺陷最小化。很多这些工厂装置向数据库提供与制造相关的数据，这些数据库可由在工厂现场的系统/进程/项目管理器来访问。例如，传感器和相关的软件可以检测很多情况，在这些情况中一个具体的机器已经在一个规定的时间段内完成了给定的操作。进一步，来自于传感器的数据可以传送给与系统报警相关联的一个处理单元。因此，一个工厂自动化系统可以检查收集到的数据并且自动化地和/或者半自动化地安排设备的维护、设备的替换、以及其他与自动操作一个处理相关的不同程序。
[0004]尽管在使工业过程自动化的方面已经取得多方面的进步，但控制器的利用和设计在很大成度上无变化。在详细地说，工业控制器已经被设计为用于高效地承担实时控制。例如，常规的工业控制器从传感器接收数据，并且基于所接收的数据，控制致动器、驱动器、或者类似的器件。这些控制器通过与来源和/或者目的地相关的一个符号和/或者地址来识别数据的来源和/或者目的地。更具体地说，工业控制器包括通信端口和/或者适配器，并且传感器件、制动器、驱动器等类似的器件是与这样的端口/适配器通信连接。因此，当接收到数据时一个控制器可以识别装置的身份并进一步对一个适合的装置发送控制数据。
[0005]如以上可见，与常规工业控制器相关的数据是利用一种扁平的命名空间数据结构来创建、传输和/或者存储的。换言之，通过检查由一个控制器接收和/输出的数据能够识别的所有内容就是一个致动器或者传感器的身份以及它的一个状态。这种工业控制器结构对一个具体装置的实时控制进行有效地操作，然而，当一个高级别的系统希望使用来自于工业控制器的数据时就可能产生问题。例如，如果一个调度应用程序希望使用来自控制器的数据，熟悉该控制器的个人(群体)必须确定需要哪些数据、对数据分类、以一种希望的格式将数据打包，并随后将此类数据映射到该调度应用程序上。这就引入了另一个层级的软件，并因此在一个工业自动化环境中提供了发生混乱的机会。如果几个应用程序希望使用相似的数据，问题就变得复杂了。在操作中，不同的控制器输出数据，以一个扁平的命名空间结构将数据打包，并将它提供给一个网络。每个使用该数据的应用程序将此类数据复制到内部存储器上，对该数据分类，组织该数据，并以一种希望的格式将该数据打包。因此，相似数据的多个备份存在于多个位置中，在这些位置上该数据的每个备份可能是以不同的方式来组织和打包。
[0006]此外，更新控制器的数据结构与另一个系列的应用问题相关联。例如，一些遗留控制器或者其他装置可能与支持一个更新的应用程序的充足的内存和/或处理能力不相关，并且对于一个公司而言在一个企业内替换每一个控制器也不具有成本效益。因而，不仅多重数据备份存在于一个工业自动化环境中，而且完全不同结构的数据的多重备份将存在于一个网络上。应用程序也许需要不同的映射模块以便能够在与第一和第二结构相关的控制器之间进行映射。因此，简单地更新控制器的结构并不能缓解与工业自动化环境中与工业控制器相关的现有的不足。
概述
[0007]以下给出了所要求主题的一个简化概述，以便提供对在此说明一些方面的基本理解。本概述不是一个全面的综述，而且也无意确认关键/重要的因素或界定所要求主题的范围。它的唯一目的是以一个简化形式提出一些概念作为以下给出的更详细说明的一个导言。
[0008]本主题创新涉及协助在一个工业自动化环境中实现一个工作流的系统和/或方法。一个控制器可以结合一个执行引擎，其中该执行引擎可以直接在此控制器上执行使该控制器和至少一个应用程序之间能够进行无缝数据流通。在此控制器内的执行引擎可以对在其中的工作流编程。换言之，该执行引擎允许调整和管理这些应用程序的流动顺序。另外，该控制器能与一个层级结构的数据模型相关联。在一个共同的层级结构的数据模型的帮助下，结合了执行引擎的控制器可以利用软件应用程序合成来自一个工业自动化环境(例如，一个企业、一个场区、一个生产线、一个区域、一台机器、等等)的数据，并且影响事务处理和/或服务。例如，这些事务处理和/或服务可以是(但非限定于)写入详细的过程条件、将与一批产品相关联的质量数据写入一个数据库、登录与一个过程关联的计算误差、在一个具体过程中跟踪机械故障、等等。
[0009]根据所要求主题的一个方面，该控制器可包括一个映射部件，该映射部件根据层级结构的数据模型将经由接口接收到的数据转换为一种格式。换言之，该映射部件将数据(例如，程序、工作流等)格式化为与控制器相兼容的一个共用的数据模型相一致。在另一个具体实例中，该共用数据模型和/或者层级数据模型可以按照ISA_S88，ISAS95，和/或者它们的一个组合来建立模型。
[0010]根据所要求主题的另一个方面，该控制器可包括协助执行工作流的一个以太网部件。在一个实例中，该以太网部件可以利用一个单独的计算机，该计算机执行业务处理工作流引擎和/或者任何其他软件程序以实现业务处理。根据在此说明的创新的另一个方面，该控制器进一步包括一个桥接部件，该桥接部件在工业自动化环境内协助联网。换言之，该桥接部件可以作为一个桥接。因此，可以处理由不同网络所携带的数据以便它符合一个共同的网络。在所要求主题的其他方面中，所提供的方法协助在一个工业自动化环境中实施一个工作流。
[0011]为实现以上以及相关的目的，在此结合以下的说明和附图描述了本发明的某些示意性方面。然而，这些方面对可以应用本发明的原理的几个不同方式是指示性的，并且本主题发明旨在包括所有这些方面以及它们的等效物。当结合附图考虑时，从以下详细的说明中本发明的其他优点和新颖特征可以变得很清楚。
附图简要说明
[0012]图1展示了协助在一个工业自动化环境中实施一个工作流的一个示例性系统的框图。
[0013]图2展示了一个示例性系统的框图，该系统协助执行一个控制器上的业务过程工作流以使数据能够在多个软件应用程序之间流动以提供多种服务。
[0014]图3展示了一个示例性系统的框图，该系统协助将一个工作流映射到一个层级结构的数据模型上并在一个工业自动化环境中实施这类工作流。
[0015]图4展示了一个示例性系统的框图，该系统协助在一个工业自动化环境中的控制器上执行业务过程工作流以提供一种服务。
[0016]图5示出一个示例性系统的框图，该系统协助在一个工业自动化环境中实施一个工作流。
[0017]图6示出一个示例性数据结构的框图，该结构代表一个工业自动化系统的层级结构的。
[0018]图7示出一个示例性系统的框图，该系统协助在工业自动化环境中的控制器上执行一个业务过程工作流以提供一种服务。
[0019]图8展示了一种示例性方法，该方法用于在工业自动化环境中的控制器上执行一个业务过程工作流以提供一种服务。
[0020]图9展示了一种示例性方法，该方法协助在控制器上执行一个业务过程工作流以使数据能够在不同软件应用程序之间流动以提供多种服务。
[0021]图10展示了一个示例性连网环境，其中可以使用所要求主题的多个新颖的方面。
[0022]图11展示了可以根据所要求主题使用的一个示例性运行环境。
详细说明
[0023]现在参见附图说明所要求的主题，其中使用同样的参考数字始终表示同样的元件。在以下说明中，为了说明的目的，阐明了许多特定的细节以便提供对所要求主题的一种完全的理解。然而，可能明显的是这些事物可以无需这些特定的细节而实施。在其他情况下，以框图的形式示出众所周知的结构和装置以便有利于描述本发明。
[0024]如在在本申请中所使用，术语“部件”和“系统”以及类似术语旨在表示与计算机相关的实体、或者是硬件、硬件和软件的组合、软件、或者执行中的软件。例如，一个部件可以是但不限于在一个处理器上运行的一个过程、一个处理器、一个目标、一种情况、一个可执行的代码、一个执行线程、一个程序和/或一台计算机。作为展示，在计算机上运行的一个应用程序和计算机均可以是一个部件。一个或多个部件可以处于一个过程和/或执行的线程之内并且一个部件可以局限在一台计算机上和/或分布在两台或多台计算机之间。
[0025]此外，所要求的主题可以作为一个方法、装置或者制造品来实施，使用标准的编程和/或工程技术来生产软件、固件、硬件、或者它们的任意组合用以控制一台计算机来实施所披露的主题。如在此使用的术语“制造品”旨在包括从任何计算机可读的装置、载体或者媒介可存取的计算机程序。例如，计算机可读的媒介可以包括但不限于磁存储装置(例如，硬盘、软盘、磁条…)、各种光盘(例如，CD盘、DVD盘…)、智能卡、以及闪存装置(例如，卡、条、匙驱动器…)。此外，应该认识到一个载波可以被用来携带计算机可读的电子数据，例如在传输和进行接收电子邮件中或者在访问一个网络，例如互联网或者一个局域网(LAN)中使用的那些载波。当然，本领域的技术人员将会认识到可以对此配置做许多修改而无需背离所要求主题的范围和精神。而且，在此使用的“示例性”一词是指作为一个实例、情况、或者说明。在此作为“示例性”描述的任何方面或者设计均非必须解释为超过其他的多个方面或者多个设计的优选的或者有利的。
[0026]现在转向附图，图1展示了协助在一个工业自动化环境中实施一个工作流的一个系统100。一个控制器102可以结合一个执行引擎104，该执行引擎可以执行通过一个接口部件106(以下讨论的)接收的数据。所接收的数据可以涉及一个程序、一个遗留程序、一个工作流、一个业务工作流，等等，例如但并非限定于业务过程执行语言(BPEL)、一种编程语言、任何适当的工作流语言，等等。该执行引擎104可以直接在控制器102上执行，以使数据能够在该控制器102上运行的不同的软件应用程序之间流动。借助一个层级结构的数据模型，结合了执行引擎104的控制器102可以使用软件应用程序合成来自一个工业自动化环境(例如一个工场、一个工厂、一个制造设施，等等)的数据，并且影响事务处理和/或服务。例如，这些事务处理和/或服务可以是但并非限定于写入详细的过程条件、将与一批产品相关联的质量数据写入一个数据库、登录与一个过程关联的计算误差、在一个具体过程中跟踪机械故障、等等。
[0027]应当认识到，该控制器可以包括多个软件部件和多个硬件部件，它们具有可以与一个工业生产装置/过程自动化相关联地使用多个输入和/或输出。另外，应该理解，执行引擎104可以被结合到多个控制器中，并且为了在整个主题创新中简短的缘故，描述一个单个控制器但所要求的主题并不局限于此。而且，控制器102可以与一个工业自动化环境(例如一个工场、工厂、制造设施，等等)的实体位置层级相关联。一个工业自动化环境的实体位置层级可以至少是部分地基于该层级结构的数据模型。在一个具体的实例中，该层级数据模块可以按照ISA S88、ISAS95和/或它们的一个组合来建立模型。然而应理解，对一个工厂进行层级配置的任何方式均可与建立模型关联使用。
[0028]例如，控制器102可以涉及使用了一个命名规则的层级结构的数据模型，其中对于一个变量、一个标签(例如，包括实体的和虚拟的一个PLC的一个输入和/或输出)和/或自动化装置的命名规则可以与一个工业自动化环境的一个实体的层级相关。例如，该工业自动化环境的实体层级可以表示一个工厂级别、一个单元级别、一个子单元级别、每个子单元中的输入和输出以及类似情况。在一个实例中，该工业自动化环境的实体层级可以是企业、工场、场区、单元、机器、自动化装置。例如，在与一个芯片工厂的封装相关联的Smithville工场中单元A中控制器5上的一个第一照相眼(photo eye)可以被标记为“芯片厂/封装/Smithville工场/单元A/控制器5/照相眼1”。通过使用这样一个命名规则、标签、名称和或参考号不必是唯一的，编程可以是更加通用的，重复使用的，代码以及从代码中导出的信息可以是更有描述性的。
[0029]此外，系统100可以包括任何适当的和/或必要的接口部件106(在此称为“接口106”)，该接口部件提供不同的适配器、接头、通道、通信路径等，以将控制器102和整合的执行引擎104整合到几乎任何操作和/或数据库系统中。接口106可以接收数据，其中所接收的数据可以涉及一个程序、一个遗留程序、一个工作流、一个业务工作流等，例如但不限于业务过程执行语言(BPEL)、一个编程语言、任何适合的工作流语言等。通过接口106的这类数据接收允许执行电动机104直接地执行控制器102上的这类工作流，以使数据能够在控制器102上运行的不同的软件应用程序之间流动。另外，接口部件106可以提供不同的适配器、连头、通道、通信路径等，它们提供了与控制器102和/或执行引擎104的交互作用。
[0030]图2展示了协助控制器上的一个业务过程工作流能够使数据在多个软件应用之间流动从而提供多种服务的一个系统200。一个控制器202可以结合一个业务执行引擎204，该业务执行引擎能够使数据在多种应用206之间无缝流动。可以有任何数目的应用206，如APP1至APPN，其中N是大于或者等于1的一个整数。例如，一个应用可以将来自一个工业自动化环境(例如一个工场、工厂、制造设施，等等)的数据进行合成。而且，业务执行引擎204的结合清除了在这类应用程序206之间进行一个业务过程工作流的不同接口的需求。应当认识到并且理解，控制器202和业务执行引擎204可以基本上类似于图1中的控制器102和执行引擎104。此外，业务执行引擎204并不限于执行与业务过程和/或应用程序相关联的工作流，并且通过这类引擎可以执行任何适当的应用程序和/或过程。
[0031]在一个实例中，可以有任何数目的应用程序，其中每个应用程序执行一定的操作(例如，跟踪一部件、跟踪一个修理、追踪、谱系、工作订单，等)。每个应用程序可以执行和产生取决于一个不同应用程序和/或由其使用的一个输出。例如，如果有三个应用程序，应用程序一可以执行和产生由应用程序二使用的一个输出，其中应用程序二可以执行和产生到应用程序三的一个输出，其中应用程序三可以执行和产生到应用程序一的一个输出，等等，等等。这个流被称作一个业务工作流。控制器202结合了业务执行引擎204，该业务引擎对这类工作流编程。换言之，业务执行引擎204允许对这类应用程序206的流动顺序进行调整和/或管理。
[0032]另外，业务执行引擎204可以实施这类业务工作流以影响事务处理和/或服务。可以存在多个服务，如服务1至服务T，其中T是大于或者等于1的整数。这些服务可以是但不限于写入详细的过程条件，将与一批产器相关联的质量数据写入一个数据库、记录与一个过程相关联的计算误差，跟踪一个特别过程中的机械故障，等等。应当认识到，这些服务和/或事务处理可以是与该工业自动化环境相关联的任何适当的服务和/或事务处理，并且以上列表并不限定本主题创新。
[0033]图3展示了一个系统300，它协助将一个工作流映射到一个层级结构的数据模型，从而在一个工业自动化环境中实施这类工作流。一个控制器302可以整合一个业务执行引擎304，以允许与该工业自动化环境相关联的任何适当的工作流的无缝执行。控制器302可以包括多个软件和硬件部件，它们具有可以与一个工业生产装置/过程自动化相关联地使用的输入和/或输出。另外，控制器302可以涉及使用一个命名规则的一个层级结构的数据模型，其中用于包括实体的和虚拟的一个变量、一个标签(例如一个PLC的输入和/或输出)、和/或自动化装置的命名规则可以与该工业自动化环境的一个实体层级相关。
[0034]业务执行引擎304可以在控制器302上直接执行，从而能够使数据在运行于控制器302上的不同的软件应用程序之间无缝流动。借助一个共用层级结构的数据模型(前面讨论的)，控制器302与结合的业务引擎304可以利用应用程序合成来自工业自动化环境(例如，一个工场、一个工厂、一个制造设施，等)的数据，并影响事务处理和/或服务。可以有多个多种服务，如服务1至服务T，其中T是大于或等于1的一个整数。例如，事务处理和/或服务可以是但不限于写入详细的过程条件、将与一批产品相关联的质量数据写入一个数据库、记录与一个过程相关联的计算误差、跟踪一个特殊的过程中的机械故障，等。应当认识到，控制器302和业务执行引擎304可以基本上类似于以前图中描述的控制器和引擎。
[0035]根据层级结构的数据模型，控制器302可以包括一个映射部件306，该映射部件将通过该接口接收的数据转换到一种格式中。换言之，映射部件306将数据(例如，程序、工作流、业务过程执行语言(BPEL))格式化为与一个共用的数据模型一致，该模型可与控制器302相兼容。在一个具体例子中，共用数据模型和/或层级的数据模型可以依照ISA_S88、ISAS95和/或它们的一种组合来建立模型。然而，应该理解，层级地设置一个工厂的任何方式均可与建立模型相关联地进行使用。通过使用映射部件306，与遗留装置相关联的遗留数据可以与控制器302和业务执行引擎304相关联地实施以便无缝地执行业务工作流。
[0036]例如，业务执行引擎304可以在一个系统中实施，该系统包括遗留装置、控制器以及类似的装置，它们使用与层级结构的数据模型不相关的计算机指令以及基于工业自动化环境中的实体位置上的命名规则。这样，映射部件306可以解释和/或翻译这类遗留指令从而这些指令可以与层级结构的数据模型相兼容。在另一个实例中，映射部件306可以提供反向的翻译，其中涉及层级结构的数据模型的指令可以翻译为任何适当的遗留指令。尽管被描述为结合入控制器302，应当认识到映射部件306可以是一个单独的部件、被结合在控制器302之中、被结合业务执行引擎304之中、和/或它们的任何组合。
[0037]例如，接口106可以接收数据，其中这类数据可以涉及一个遗留装置。该映射部件306可以将数据转换为与控制器306并且与层级结构的数据模型相兼容的一种格式。通过转换这类数据，该映射部件306允许控制器302以及与层级结构数据模型相兼容的其他控制器(未示出)使用这类与遗留装置相关联的数据。应当认识到，该映射部件306可以将接口106接收的任何适当的数据进行转换和/或格式化为与共用数据模型和/或与随其一同格式化的控制器相兼容的层级结构的数据模型一致的数据。
[0038]图4展示了一个系统400，它协助在一个工业自动化环境中的控制器上执行业务过程工作流以提供一种服务。控制器402可以结合一个业务执行引擎404，它可以执行通过接口部件106(以前讨论的)接收的数据。所接收的数据可以涉及一个程序、一个遗留程序、工作流、一个业务工作流，等，例如，但不限于业务过程执行语言(BPEL)、一种编程语言、任何适当的工作流语言，等等。业务执行引擎404可以在控制器402上直接执行，以使数据能够在控制器402上运行的不同软件应用程序以及在控制器402外部运行的不同应用程序之间无缝流动。借助一个层级结构的数据模型，结合了业务执行引擎404的控制器402可以利用这些软件应用程序合成来自工业自动化环境(例如，一个工场、一个工厂、一个制造设施，等)的数据并影响事务处理和/或服务。应当认识到，控制器402与业务执行引擎404可以基本上类似于以上图中描述的控制器和引擎。
[0039]系统400可以使用数据存储器406，该数据存储器可以存储多种应用程序、与一个特定的功能性相关联的多个模块以及与工业自动化环境相关联的其他工作流。例如，可以通过互联网、以太网、和/或任何其他适合通信的数据通信技术来访问数据存储器406。例如，数据存储器406可以是：易失性内存或者非易失性内存、或者可以包括易失性和非易失性内存二者。通过展示但非限定的方式，非易失性内存可以包括只读存储器(ROM)、可编程的ROM(PROM)、电可编程的ROM(EPROM)、电可擦ROM(EEPROM)、或者闪存器。易失内存可以包括作为外部缓冲存储器的随机存取内存(RAM)。通过展示但非限定的方式，RAM是在许多形式下可获得的，例如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、Synchlink DRAM(SLDRAM)、以及直接Rambus RAM(DRRAM)、直接Rambus动态DRAM(DRDRAM)，以及Rambus动态RAM(RDRAM)。本主题系统和方法的数据存储器406旨在包括而并非限定于这些以及任何其他适当类型的内存。另外，应当认识到，数据存储406可以是一台服务器、数据库、一个硬驱动器以及类似装置。而且，应当认识到，虽然数据存储406是作为一个单独的部件描述的，可以将它结合到控制器402中、业务执行引擎404中、和/或它们的任何组合中。
[0040]图5展示了一个系统500，它协助在一个工业自动化环境中实现一个工作流。一个控制器502可以整合一个业务执行引擎504以允许与该工业自动化环境相关联的任何适当的工作流的无缝执行。业务执行引擎504可以直接在控制器502上执行以使数据在控制器502上运行的不同的软件应用程序之间无缝流动。借助于一个层级结构的数据模型，结合了业务执行引擎504的控制器502可以使用软件应用程序合成来自一个工业自动化环境(例如，一个工场、一个工厂、一个生产设施，等)的数据并影响事务处理和/或服务。应当认识到，控制器502和业务执行引擎504可以基本上类似于此前图中描述的控制器和引擎。
[0041]控制器502可以进一步包括协助执行工作流的一个以太网部件506。在一个实例中，以太网部件506可以使用一台单独的计算机，该计算机执行业务过程工作流引擎和/或任何其他软件程序以实施业务过程。如以上讨论的，该业务过程可以是但不限定于一种材料的跟踪、一个谱系的跟踪，等。该以太网部件506还可以协助在其他部件、控制器、数据存储器和/或与工业自动化环境相关联的任何适当的系统之间的数据通信。
[0042]控制器502可以进一步包括一个桥接部件508，它协助在工业自动化环境中进行联网。换言之，该桥接部件508可以作为一个网络桥梁。这样，由不同网络携带的数据可以进行操作以便它符合一个共用网。因此，该桥接部件508可以识别一个网络协议，该网络协议与涉及控制器502的接收的指令相关联，并且执行多个转换这类数据的操作，以使它符合一个预先定义的协议。在这类转换时，可以使用一种映射将数据转换，以使它符合层级结构的数据模型(而不是与扁平的名称空间相关联的数据模型)。此后，该映射可以通过一个网络将层级结构的数据提供给这类数据的一个请求者，其中该网络符合预先定义的协议。例如，该第一网络协议可以是Profibus、Hart、Modbus、ASI-总线，以及基金会现场总线中的至少一个，而该第二网络协议可以是一种通用工业协议(CIP)。
[0043]图6展示了一个数据结构600，它代表工业自动化系统的一个层级结构。例如，该数据结构可以协助多个嵌套的结构，从而减轻与使用扁平命名空间的数据模型相关联的缺陷。结构600包括一个企业层级602，此处在根据一个层级的数据模型的数据结构中可以表现一个具体的企业。在企业级层级602之下可以是一个场区层级，这样企业中的一个具体的工厂(场区)可以表现在一个数据包中。在场区层级604之下可以存在一个区域层级606，它将限定工厂中涉及该数据的一个区域。区域层级606之下可以有一个生产线层级608，其中该生产线层级608表示与该数据相关的一条生产线。在生产线层级608之下可以存在一个工作单元层级610，从而表明与该数据相关联的一个工作单元。利用一个嵌套的、层级的数据模型、PLCs和/或控制器可以更了解多与其相关联的数据。此外，层级600可以由这类层级结构的所有人进行用户化。例如，可以将更多的粒状目标/层级定义在该层级结构600中。
[0044]图7展示了一个系统700，该系统使用智能以协助在工业自动化环境中在控制器上执行一个业务过程工作流，用以提供一种服务。系统700可以包括一个控制器702、一个业务执行引擎704、以及一个接口106，它们全部可以是基本上类似于前面附图中描述的相应的部件、控制器和接口。系统700进一步包括一个智能部件706。该智能部件706可以由控制器702和/或业务执行引擎704使用，以便在一个工业自动化环境中执行一个过程工作流。例如，该智能的部件706可以推断基于控制器类型的工作流、涉及工作流的版本、追踪、谱系、服务的验证，等。
[0045]应当理解该智能部件706从通过事件以及/或者数据而获取的一组观察资料，可以提供用于推论或者可以推测系统、环境、以及/或者用户的状态。例如，可以采用推论来识别一个特殊情况或者动作，或者可以生成关于状态上的一个概率分布。该推论是概率性的，即，它是基于数据和事件的考虑对所关注的状态上的概率分布的计算。推论也可以是指一些技术，这些技术用于从一组事件和/数据中构成更高级别的事件。这样的推论从一组已观察的事件和/或者存储的事件数据中产生出构建的新事件或者动作，无论事件是否在紧密的时间接近性上相关联，并且无论事件和数据是否来自于一个或者几个事件和数据源。与各所要求的主题相关联的不同分类(明确的地和/或者不明确地训练的)方案和/或者系统(例如，支持向量机、神经网络、专家系统、贝叶斯信念网络、模糊逻辑、数据融合引擎…)可以与执行自动的和/或者推断的动作相关联地来应用。
[0046]一个分类器是一个函数，该函数可以将一个输入属性向量，x＝(x1，x2，x3，x4，xn)，映射为该输入属于一个类别的置信度，即，f(x)＝confidence(class)。这样的分类可以采用一个基于概率和/或者统计的分析(例如，因式分解成分析效用和代价)以预测或者推断用户希望自动被执行的一个动作。一个支持向量机(SVM)是可以采用的一个分类器的例子。SVM通过在可能的输入空间中找到一个超曲面来运算，其中超曲面尽力从非出发事件中将触发标准分离开。从直观上，这使得分类在测试接近的数据时正确，但是对于训练数据不一致。其他直接的和非直接的模型分类方法包括，例如，朴素贝叶斯、贝叶斯网络、决策树、神经网络、模糊逻辑模型、以及概率分类模型，可以采用这些提供了不同的独立模型的模型。这里所使用的分类也包括可用于开发优先权模型的统计回归分析。
[0047]一个表述部件能够提供不同的用户接口以协助在用户和任何该控制器702和/或该业务执行引擎704连接的部件之间互动。如所描述，该表述部件708是可以与该控制器702和/或该业务执行引擎704一同使用的一个分离的实体。然而，应该理解的是该表述部件708和/或相似观看部件可以结合入该控制器702中，结合至该业务执行引擎704和/或一个独立的单元中。该表述部件708能够提供一种或多种图形用户接口(GUIs)，命令行接口，以及类似物。例如一个GUI可以使之向用户提供一个区域或装置来装载、输入、读取数据等，并且可以包括一个区域用来呈现此类结果。这些区域可以包括已知的文本和/或图像区域，这些区域包括对话框、静态控制、下拉菜单、弹出式菜单，作为编辑控制、组合框、单选按钮、复选框、按钮、图形框。此外，可以使用进行导航或工具栏按钮的辅助呈现的实用程序例如垂直和/或水平滚动条来确定一个区域是否可见。例如，用户可以和一个或多个连接到控制器702和/或业务执行引擎进行相互作用。
[0048]用户还可以与所要选择区域进行互动以及通过不同装置例如像鼠标、滚动球、小键盘、键盘、笔和/或语音激活来提供信息。典型地，一个机构诸如键盘上的一个按钮或回车键可随后用于录入信息以启动查询。然而，还应理解的是所要求的主题不是如此受限制的。例如，仅仅使复选框醒目即可启动信息传输。在另一个实施例中，可以使用一个命令行接口。例如，该命令行接口可以通过提供一个正文信息以向用户提示信息(例如，通过显示器上的一条文本信息和音响)。然后该用户可以提供合适的信息诸如对应于接口提示所提供选项输入字母数字或对在提示中所提出问题的回答。应该理解的是，该命令行接口可以与一个GUI和/或API一同使用。另外，该命令行接口可以与硬件(例如视频卡)和/或具有有限图形支持的显示器(例如黑白，以及EGA)和/或低带宽沟通渠道结合使用。
[0049]参见图8-9，展示了与所要求主题的各方面一致的多种方法。然而为了简化说明，这些方法表示为一系列行动，应理解并认识到所要求的主题不限于这些行动的次序，因为有些行为可以按不同次序发生和/或与在此示出和描述的其他行为一同发生。例如，本领域技术人员会理解并认识到一种方法可以替代地表示为一系列相互关联的状态或事件，例如在一个状态图中。另外，不是要求所有示出的行为都用来实施与所要求的主题一致的方法。另外，应进一步认识到下文以及整个说明书所披露的方法可以储存于一个制造品上以便将这些方法运送和转移至计算机中。此处所用的术语制造品旨在包括可从任何计算机可读的装置，载体或媒介读取的计算机程序。
[0050]具体转至图8，展示了一个方法800在一个工业自动化环境中在一个控制器上执行业务过程工作流以提供一个服务。在参考号802，可以实施利用了一个命名规则的一个层级结构数据模型。该命名规则可以代表一个装置和/或变量，其中此装置和/或变量的表述包括在该工业自动化环境中的实体位置。应理解该装置可以是但不限于一个辊、一个站、一个焊机、一个扫描器、一个皮带运输机、一个泵、一个压机、一个风扇等，或其他在自动化系统中使用的装置。此外，该装置可以由一个控制器控制。应该理解该装置可以包括具有输入和/或输出的软件部件和硬件部件，对这些输入和/或输出可与一个工业生产装置/方法的自动化相关联地加以利用。
[0051]例如，工业自动化环境(图6)的实体层级可以表示为一个工厂级别、一个单元级别、一个子单元级别、每个子单元之内的输入和输出，以及类似的级别。因此，命名规则包括在标签、装置和/或者逻辑变量的参考号和/或者名称之内的实体层级。例如，在与一个芯片工厂的封装相关的Smithwille工场的单元A中控制器5上的一个第一照相眼(photo eye)可被称为“芯片厂/封装/Smithville工场/单元/控制器5/照相眼1”。
[0052]在参考号804，一个控制器可以结合一个执行引擎。该控制器可以包括具有输入和/或者输出的多个软件部件和硬件部件，这些输入和/或者输出可以与一个工业制造装置/过程的自动化相关联地使用。该控制器可以与一个工业自动化环境的实体位置层级(例如，一个工场、工厂、制造设施、等)相关联。一个工业自动化环境的实体位置层级可以至少部分地基于层级结构数据模型。在一个特定的实例中，该层级数据模型可以采用ISA_S88，ISAS95，和/或者它们的一个结合来建立模型。然而，应当理解，层级地配置一个工厂的任何方式均可与建立模型相关联地使用。
[0053]在参考号804，在控制器中结合的执行引擎可以使数据在与控制器关联的应用程序之间无缝流动，允许在工业自动化环境之内合成数据。该执行引擎可以直接在控制器上执行以使得多个软件应用程序之间的数据流能够在此类控制器上运行。与控制器相关的软件应用程序可以合成来自工业自动化环境(例如，一个车间、工厂、制造设施、等)的数据并影响事务处理和/或者服务。例如，事务处理和/或者服务可以是但并不限于写入详细的处理环境、将与一批产品相关的质量数据写入一个数据库中、登录与一个处理相关的计算误差、跟踪一个特定过程中的机械故障等。
[0054]图9展示了一个方法900，该方法协助在一个控制器上执行一个业务处理工作流以使得数据能够在多个软件应用程序之间流动以提供多个服务。在参考号902，一个层级结构数据模型可以利用一个命名规则来实施。该命名规则可以代表一个装置和/或者变量，其中这样的装置和/或者变量的表述包括在工业自动化环境内的实体位置。例如，工业自动化环境的实体层级可以表示一个工厂级别、一个单元级别、一个子单元级别、每个子单元之内的输入和输出，和类似的级别。在参考号904，一个控制器结合了一个执行引擎，其中该控制器与该层级结构数据模型相关(以上所论述的)。
[0055]在参考号906，所接收的遗留数据根据与控制器相兼容的层级结构数据模型可以转换为一种格式。这些可格式化的数据可以是但并不限于程序、工作流、业务过程执行语言(BPEL)等。在一个具体的实例中，共用数据模型和/或者层级数据模型可以按照ISA_S88，ISAS95，和/或者它们的一个结合来建立模型。然而，应当理解的是，层级地配置一个工厂的任何方式均可以与建立模型相关联地使用。与遗留装置相关的遗留数据可以与控制器和执行引擎相关联地实施以便无缝地执行业务工作流。参见参考号908，可以利用一个数据存储来提供工作流以便在工业自动化环境中合成数据。该数据存储可以协助存储应用程序、与一个特定功能相关的模块以及其他与工业自动化环境相关的工作流。例如，可以经由互联网、以太网、和/或者任何其他适合的数据通信技术来访问数据存储406。
[0056]继续在参考号910，在控制器中结合的执行引擎可以使数据在与控制器相关的应用程序之间无缝流动并允许在工业自动化环境中的数据合成。该执行引擎可以直接地在控制器上执行以使数据在此类控制器上运行的多重软件应用之间流动。这些与控制器相关的软件应用程序可以合成来自工业自动化环境(例如，一个工场、工厂、制造设施、等)数据并且影响事务处理和/或者服务。例如，这些事务处理和/或者服务可以是但并不限于写入详细的处理条件、将与一批产品相关的质量数据写入一个数据库中、登录与一个处理相关的计算误差、跟踪一个特定过程中的机械故障等。
[0057]为了对实施所要求主题的各个方面提供的额外的背景，图10-11和以下讨论旨在提供一个适当的计算环境的一个简要的、总体上的描述，其中可以实现本主题创新的各个方面。尽管在一个计算机程序的计算机可执行指令的总背景中以上已经描述了运行于一个本地计算机和/或者远程计算机上的所要求的主题，但本领域的熟练技术人员应该认识到该主题创新还可以与其他程序模块相结合来实施。总之，程序模块包括例程、程序、部件、数据结构等，它们执行特定的任务和/或者实施特定的抽象数据类型。
[0058]而且，本领域的熟练技术人员应该认识到可以利用其他计算机系统配置来实施本发明方法，包括单处理器或者多处理器计算机系统、小型计算机、大型计算机、以及个人电脑、手持式计算装置、基于微处理器和或者可编程的消费者电子产品，以及类似的装置，这些装置中的每一个都可以与一个或者更多相关装置运行联通。所要求主题的展示出的各个方面也可以在分布式计算环境中实施，在这些环境中通过一个通信网络链接的远程处理装置来执行某些任务。然而，本主题创新的某些(若不是所有方面的话)可以在单机上实施。在一个分布式计算环境中，程序模块可以位于本地和/或者远程记忆存储装置中。
[0059]图10是一个采样计算环境1000的示意性结构图，利用该环境所要求的主题可以进行互动。该系统1000包括一个或者多个客户机1010。客户机1010可以是硬件和/或者软件(例如，线程、进程、计算装置)。该系统1000还包括一个或者多个服务器1020。服务器1020可以是硬件和/或者软件(例如，线程、进程、计算装置)。例如，服务器1020可以通过使用本主题创新来容纳线程以执行转换。
[0060]在一个客户机1010和一个服务器1020之间的一个可能的通信可以采用一种数据包的形式，它被适配为在两个或者更多计算机处理之间进行传输。系统1000包括一个通信主机1040，它可以用于协助客户机1010和服务器1020之间的通信。一个或多个客户机1010可运作地连接到一个或者多个客户数据存储1050上，该客户数据存储可以用于存储客户机1010本地的信息。类似地，一个或多个服务器1020可运作地连接到一个或者多个服务器数据存储1030上，该服务数据存储可以用于存储服务器1020本地的信息。
[0061]参见图11，在此用于实施所要求主题的不同方面一个示例性环境1100包括一台计算机1112。该计算机1112包括一个处理单元1114、一个系统内存1116、以及一个系统总线1118。系统总线1118连接多个系统部件，包括但不限于到处理单元1114的系统内存1116。处理单元1114可以是不同的可供使用的微处理器中的任何一种。双微处理器和其他多处理器结构也可以作为处理单元1114使用。
[0062]系统总线1118可以是几中类型总线结构中的任何一种，包括内存总线或内存控制器、一个外围总线或者外部总线、和/或一个局部总线，它们使用任何种类的可供使用的总线结构，包括但不限于11位总线、工业标准结构(ISA)、微通道结构(MSA)、扩展的ISA(EISA)、智能驱动器电子产品(IDE)、VESA局部总线(VLB)、外围部件互联(PCI)、通用串行总线(USB)、高级图形端口(AGP)、个人计算机内存卡国际协会总线(PCMCIA)、Firewire(IEEE 1394)、以及小型计算机系统接口(SCSI)。
[0063]系统内存1116包括易失内存1120和非易失内存1122。包括在计算机1112内的元件之间的传送信息的基本例程(例如在启动过程中)的基本输入/输出系统(BIOS)被存储在非易失内存1122中。通过展示的方式(而非限定性的)，非易失性内存1122可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦ROM(EEPROM)、或者闪存器。易失内存1120包括作为外部缓冲存储器的随机存取内存(RAM)。通过展示但非限定的方式，RAM是可以在许多形式下获得，例如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、Synchlink DRAM(SLDRAM)、Rambus直接RAM(RDRAM)、直接Rambus动态RAM(DRDRAM)、以及Rambus动态RAM(RDRAM)。
[0064]计算机1112还包括可移动的/不可移动的、易失性的/非易失性的计算机存储器媒介。例如图11展示了磁盘存储1124。磁盘存储1124包括但不限于像磁盘驱动器、软磁盘驱动器、磁带驱动器、Jaz驱动器、Zip驱动器、LS-100驱动器、闪存卡、或内存棒的装置。另外，磁盘存储器1124可以包括单独的存储器媒介或者与其他存储器媒介组合，其他存储器媒介组合包括但不限于光盘驱动器，例如CD-ROM驱动器、CD可记录驱动器、CD可重写驱动器或者一个DVD-ROM驱动器。为方便这些盘式存储器装置1124与系统总线1118的连接，典型地使用一个可移动的或不可移动的接口，例如接口1126。
[0065]应当认识到图11描述了在适当的操作环境1100中所描述的使用者与基本计算机资源之间作为一个中间体的软件。这类软件包括一个操作系统1128。可以被存储在盘式存储器1124上的操作系统1128的作用是控制和分配计算机系统1112的资源。系统应用程序1130得益于由操作系统1128通过存储在系统内存1116中的或者在盘式存储器1124上的程序模块1132和程序数据1134进行的资源管理。应当认识到可以用不同的操作系统或操作系统的组合来实施所要求的主题。
[0066]一名使用者通过一个或多个输入装置1136将命令或信息输入到计算机1112中。输入装置1136包括但不限于一个点击装置例如鼠标、跟踪球、触针、接触垫、键盘、麦克风、操纵杆、游戏垫、卫星碟形天线、扫描仪、电视调谐器卡、数字相机、数字摄相机、网络相机、以及类似装置。这些和其他输入装置通过一个或多个接口端口1138经系统总线1118连接到处理单元1114。该接口部件1138包括，例如，一个串行端口、一个并行端口、一个游戏端口、以及一个通用串行总线(USB)。一个或多个输出装置1140使用与输入装置1136相同类型的某些端口。这样，例如，可以使用一个USB端口以给计算机1112提供输入并且将来自计算机1112的信息输出到一个输出装置1140。提供了输出适配器1142以展示除其他需要特殊适配器的输出装置1140之外存在一些输出装置1140，如显示器、扬声器以及打印机。通过展示并且非限定的方式，输出适配器1142包括在输出装置1140与系统总线1118之间提供连接手段的视频卡和声卡。应该指出，其他装置和/或装置的系统均提供输入和输出能力，例如一台或多台远程计算机1144。
[0067]计算机1112可以使用到一个或多个远程计算机的逻辑连接在一个网络的环境中运行，例如一个或多个远程计算机1144。该远程计算机1144可以是一台个人计算机、一个服务器、一个路由器、一个网络PC、一个工作站、一个基于微处理器的设备、一个同等装置(peer device)或其他普通网络节点以及类似装置，并且典型地包括许多或全部相对于计算机1112所描述的部件。为了简短的目的，仅有一个内存存储器装置1146与一个或多个远程计算机1144一同展示。一个或多个远程计算机1144通过一个网络接口1148与计算机1112逻辑连接并且然后通过通信连接1150进行实体连接。网络接口1148包括有线和/或无线的多个通信网络，例如局域网络(LAN)以及广域网络(WAN)。LAN技术包括光纤分布式数据接口(FDDI)、铜分布式数据接口(CDDI)、以太网、Token Ring以及类似接口。WAN技术包括但不限于点对点链接、线路交换网络，如合成服务数字网(ISDN)以及其上的变体、数据包交换网络、以及数字用户线路(DSL)。
[0068]一个或多个通信连接1150是指用于将网络接口1148连接到总线1118的硬件/软件。尽管为了清楚地说明通信连接1150是显示为在计算机1112之内，它也可在计算机1112外部。用于连接网络接口1148所必需的硬件/软件包括(仅为了示例性目的)内部和外部技术，如调制解调器，包括正规电话级调制解调器、缆线调制解调器以及DSL调制解调器，ISDN适配器，以及以太网卡。
[0069]以上已经说明的内容包括了本主题创新的多个实例。当然，为了说明所要求主题的目的不可能描述多个部件或方法的每一种可想象的组合，但是本领域共用的技术人员能够认识到本主题创新的许多进一步的组合和排列是可能的。因此，所要求的主题是旨在包含落入所附权利要求的精神和范围之内的所有此类变换、修改和变体。
[0070]具体地并且关于由上述部件、装置、电路、系统以及类似部分所执行的不同功能，说明这些部件所使用的术语(包括所提及的装置(means))旨在对应于(除非另外指明)执行所述部件的明确说明的功能的任何部件(例如一种功能性等效物)，即使并非在结构上等效于所披露的结构，该部件执行所要求主题在此展示的示例性方面中的功能。在此方面，还应认识到本创新包括一个系统以及用于执行所要求主题的不同方法的行动和/或事件的、具有计算机可执行指令的一种计算机可读媒体。
[0071]此外，尽管本主题创新的一个具体特征也许仅针对几种实施方式中的一种予以披露，此类特征有可能与其他实施方式的一个或多个其他特征相结合，这可能是人们所希望的并且对于任何给定或具体应用是有利的。此外，就术语“包含”和“包含着”以及它们的变体在详细的说明或者权利要求中使用的范围而言，这些术语旨在以与“包括”一词类似的方式而具有包容性。

Claims (26)

1.一种可编程逻辑控制器，包括：
一个接口部件，该部件协助接收与该可编程逻辑控制器的一个工作流相关联的数据；以及
一个执行引擎，该引擎执行该工作流。
2.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器，其中该工作流是一种业务过程执行语言并启动一个服务和一个事务处理中的至少一个。
3.如权利要求2所述的可编程逻辑控制器，其中该服务是以下项目中的至少一个：提供一个详细的过程条件；向一个数据库提供与一批产品相关联的质量数据；登录与一个过程相关联的一个计算错误；以及跟踪一个具体过程中的一次机械故障。
4.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器，其中该可编程逻辑控制器涉及一种层级结构的数据模型。
5.如权利要求4所述的可编程逻辑控制器，其中该层级结构的数据模型至少部分地是基于ISA S95。
6.如权利要求4所述的可编程逻辑控制器，其中该层级结构的数据模型至少部分地是基于ISA_S88。
7.如权利要求4所述的可编程逻辑控制器，其中该层级结构的数据模型至少部分地是基于ISA S95和ISA_S88的一个组合。
8.如权利要求4所述的可编程逻辑控制器，其中该层级结构的数据模型代表在一个工业自动化环境之内的实体层级位置，该实体层级位置包括至少一个标签和一个装置。
9.如权利要求8所述的可编程逻辑控制器，其中该实体层级位置至少表示一个工厂级别的一部分、一个单元级别、一个子单元级别、一个子单元之内的一个输入、以及一个子单元之内的一个输出。
10.如权利要求8所述的可编程逻辑控制器，其中该标签是涉及该可编程逻辑控制器的一个虚拟输入、一个实体输入、一个虚拟输出、以及一个实体输出中的至少一个。
11.如权利要求8所述的可编程逻辑控制器，其中该装置是一个辊、一个站、一个焊机、一个扫描器、一个皮带运输机、一个泵、一个压机、一个风扇、以及一个照相眼(photo eye)中的至少一个。
12.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器，其中该执行引擎是多个软件应用程序之间能够进行数据流动以合成数据并影响一个服务和一个事务处理中的至少一个。
13.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器，进一步包括一个映射部件，该映射部件将遗留数据放入一个格式中进行解释，该格式与涉及一个层级结构数据模型的控制器兼容。
14.如权利要求13所述的可编程逻辑控制器，其中该映射部件将该层级结构数据模型的数据放入一个遗留格式中进行解释，该格式与至少一个遗留装置兼容。
15.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器，进一步包括一个桥接部件，该桥接部件提供一个第一网络协议用于携带来自该可编程逻辑控制器的数据并配置该数据以便在一个第二网络协议上传输。
16.如权利要求15所述的可编程逻辑控制器，其中该桥接部件桥接多个通信网络。
17.如权利要求15所述的可编程逻辑控制器，其中该第一网络协议是现场总线，Profibus，Hart，Modbus，ASI-总线，以及基金会现场总线中的一个。
18.如权利要求17所述的可编程逻辑控制器，其中该第二网络协议是通用工业协议(CIP)。
19.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器，进一步包括一个以太网部件，该以太网部件执行一个过程工作流引擎和一个业务过程中的至少一个。
20.协助实施一个工作流的一种方法，包括：
实施一种层级结构的数据模型；
将一个执行引擎结合入一个控制器；并且
在多个应用程序的多个关系之间使无缝的数据流能够到达该控制器以合成数据。
21.如权利要求20所述的方法，其中该层级结构的数据模型代表在具有至少一个装置、一个标签、和一个变量的一个工业自动化环境内的实体层级位置。
22.如权利要求20所述的方法，其中该实体层级位置至少表示一个工厂级别的一部分、一个单元级别、一个子单元级别、一个子单元之内的一个输入、以及一个子单元之内的一个输出。
23.如权利要求20所述的方法，进一步包括：
将遗留数据转换为与该层级结构的数据模型一致的一种格式；并且
利用一个数据存储来提供一个工作流以合成数据。
24.如权利要求20所述的方法，其中该层级结构的数据模型至少部分地是基于ISA S95和ISA_S88中的一个或多个。
25.如权利要求20所述的方法，进一步包括提供在至少两个不同的网络之间的一个桥接以及在不同的数据之间的一种映射当中的至少一个。
26.在工业自动化环境中使用的一种可编程逻辑控制器，包括：
用于协助接收与该可编程逻辑控制器的一个工作流相关联的数据的装置；以及
用于将执行该工作流的一个执行引擎结合入该可编程逻辑控制器的装置。
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