DE102014103353A1

DE102014103353A1 - Collecting and Providing Data to a Big Data Machine in a Process Control System

Info

Publication number: DE102014103353A1
Application number: DE102014103353.1A
Authority: DE
Inventors: Mark J. Nixon; Terrence Lynn Blevins; Daniel Dean Christensen; Paul R. Muston; Ken J. Beoughter
Original assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Current assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2014-09-18
Also published as: CN104049575A; CN104049575B

Abstract

Ein Gerät, das Big-Data in einer Prozessanlage unterstützt, beinhaltet eine Schnittstelle zu einem Kommunikationsnetzwerk, einen Cache, der konfiguriert ist, um vom Gerät beobachtete Daten zu speichern, und einen Prozessor mit mehreren Verarbeitungselementen, um die Daten zur Historisierung in einem unitären, logischen, zentralisierten Datenspeicherbereich zwischen zu speichern und zu übertragen (z. B. zu streamen). Der Datenspeicherbereich speichert mehrere Typen von Prozesssteuerungs- oder Prozessanlagendaten unter Verwendung eines einheitlichen Formats. Das Gerät versieht die zwischengespeicherten Daten mit einem Zeitstempel und in einigen Fällen können alle Daten, die vom Gerät generiert oder erstellt oder an ihm empfangen werden, zwischengespeichert und/oder gestreamt werden. Das Gerät kann ein Feldgerät, eine Steuerung, ein Eingabe-/Ausgabegerät, ein Netzwerkmanagementgerät, ein Benutzerschnittstellengerät oder ein Vergangenheitsdatenspeichergerät sein und das Gerät kann ein Knoten eines Netzwerks sein, das Big-Data in der Prozessanlage unterstützt. Mehrere Geräte im Netzwerk können mehrschichtiges oder mehrlagiges Zwischenspeichern von Daten unterstützen.A device that supports big data in a process plant includes an interface to a communication network, a cache that is configured to store data observed by the device, and a processor with multiple processing elements to store the data for historization in a unitary, to store and transfer (e.g. stream) a logical, centralized data storage area. The data storage area stores multiple types of process control or process plant data using a uniform format. The device timestamps the cached data and in some cases any data generated, created, or received by the device may be cached and / or streamed. The device can be a field device, a controller, an input / output device, a network management device, a user interface device or a historical data storage device, and the device can be a node of a network that supports big data in the process plant. Several devices in the network can support multilayer or multilayer caching of data.

Description

TECHNISCHES GEBIET TECHNICAL AREA

Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Prozessanlagen und Prozesssteuerungssysteme und insbesondere Vorrichtungen, die Big-Data in Prozessanlagen und Prozesssteuerungssystemen unterstützen. The present disclosure relates generally to process plants and process control systems, and more particularly to devices that support big data in process plants and process control systems.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK GENERAL PRIOR ART

Verteilte Prozesssteuerungssysteme, wie sie in Chemie-, Erdöl- oder anderen Prozessanlagen verwendet werden, beinhalten typischerweise eine oder mehrere Prozesssteuerung(en), die über analoge, digitale oder kombinierte analoge/digitale Busse oder über eine kabellose Kommunikationsverbindung oder ein Netzwerk mit einem oder mehreren Feldgerät(en) in Kommunikationsverbindung steht/stehen. Die Feldgeräte, bei denen es sich zum Beispiel um Ventile, Ventilsteller, Schalter und Sender (z. B. Temperatur-, Druck-, Füllstand- und Durchflussratensensoren) handeln kann, befinden sich in der Prozessumgebung und führen allgemein physische Steuerungsfunktionen oder Prozesssteuerungsfunktionen aus, wie das Öffnen oder Schließen von Ventilen, das Messen von Prozessparametern usw., um einen oder mehrere Prozess(e) zu steuern, der/die in der Prozessanlage oder dem Prozesssystem ausgeführt wird/werden. Intelligente Feldgeräte, wie die Feldgeräte, die dem allseits bekannten Feldbusprotokoll entsprechen, können außerdem Steuerungsberechnungen, Alarmfunktionen und andere Steuerungsfunktionen ausführen, die typischerweise in der Steuerung implementiert sind. Die Prozesssteuerungen, die sich typischerweise auch in der Anlagenumgebung befinden, empfangen Signale, die von den Feldgeräten durchgeführte Prozessmessungen und/oder andere die Feldgeräte betreffende Informationen anzeigen, und führen eine Steuerungsanwendung aus, die zum Beispiel verschiedene Steuerungsmodule ausführt, die Prozesssteuerungsentscheidungen treffen, basierend auf den empfangenen Informationen Steuerungssignale erzeugen und mit den in den Feldgeräten ausgeführten Steuerungsmodulen oder Blöcken, wie HART^®, WirelessHART^® und FOUNDATION^® Feldbus-Feldgeräten, koordinieren. Die Steuerungsmodule in der Steuerung senden die Steuerungssignal über Kommunikationsleitungen oder -verbindungen an die Feldgeräte, um dadurch den Betrieb wenigstens eines Teils der Prozessanlage oder des Prozesssystems zu steuern. Distributed process control systems, such as used in chemical, petroleum or other process plants, typically include one or more process control (s) via analog, digital or combined analog / digital buses or over a wireless communication link or network with one or more Field device (s) are in communication connection / stand. The field devices, which may be, for example, valves, valve actuators, switches, and transmitters (eg, temperature, pressure, level, and flow rate sensors) are in the process environment and generally perform physical control functions or process control functions. such as opening or closing valves, measuring process parameters, etc., to control one or more processes being performed in the process plant or process system. Intelligent field devices, such as field devices that conform to the well-known fieldbus protocol, may also perform control calculations, alarms, and other control functions that are typically implemented in the controller. The process controllers, which are typically also in the plant environment, receive signals indicative of process measurements made by the field devices and / or other information concerning the field devices, and execute a control application that executes, for example, various control modules that make process control decisions based on generate the received information and control signals to coordinate with the executed in the field devices, control modules or blocks as HART ^®, ^® WirelessHART and FOUNDATION ^® fieldbus field devices. The control modules in the controller send the control signals to the field devices via communication lines or connections to thereby control the operation of at least a portion of the process plant or process system.

Informationen von den Feldgeräten und der Steuerung werden üblicherweise über eine Datenautobahn an ein oder mehrere Hardware-Gerät(e) bereitgestellt, wie Bedienerarbeitsstationen, PCs oder Rechnergeräte, Vergangenheitsdatenspeicher, Berichtserzeuger, zentralisierte Datenbanken oder andere zentralisierte Rechnergeräte, die typischerweise in Kontrollräumen oder an anderen Standorten entfernt von der raueren Anlagenumgebung angeordnet sind. Jedes dieser Hardware-Geräte ist typischerweise über die Prozessanlage oder über einen Abschnitt der Prozessanlage zentralisiert. Diese Hardware-Geräte führen Anwendungen aus, die es zum Beispiel einem Bediener ermöglichen können, Funktionen hinsichtlich der Steuerung eines Prozesses und/oder des Betriebs der Prozessanlage auszuführen, wie das Verändern von Einstellungen der Prozesssteuerungsroutine, das Modifizieren des Betriebs der Steuerungsmodule in den Steuerungen oder Feldgeräten, das Ansehen des aktuellen Zustands des Prozesses, das Ansehen von durch Feldgeräte und Steuerungen erzeugten Alarmen, das Simulieren des Betriebs des Prozesses zur Schulung von Personal oder das Testen der Prozesssteuerungssoftware, das Führen und Aktualisieren der Konfigurationsdatenbank usw. Die Datenautobahn, die von den Hardware-Geräten, Steuerungen und Feldgeräten verwendet wird, kann einen verkabelten Kommunikationspfad, einen kabellosen Kommunikationspfad oder eine Kombination von verkabelten und kabellosen Kommunikationspfaden beinhalten. Information from the field devices and the controller are typically provided via a data highway to one or more hardware devices, such as operator workstations, personal computers or computing devices, historical data stores, report generators, centralized databases, or other centralized computing devices, typically in control rooms or other locations are located away from the harsher plant environment. Each of these hardware devices is typically centralized through the process plant or over a portion of the process plant. These hardware devices execute applications that may, for example, enable an operator to perform functions related to the control of a process and / or the operation of the process plant, such as changing settings of the process control routine, modifying the operation of the control modules in the controllers, or Field devices, viewing the current state of the process, viewing alarms generated by field devices and controllers, simulating the operation of the process of training personnel or testing the process control software, maintaining and updating the configuration database, etc. The information highway used by the Hardware devices, controllers and field devices may include a wired communication path, a wireless communication path or a combination of wired and wireless communication paths.

Als ein Beispiel beinhaltet das von Emerson Process Management vertriebene Steuerungssystem DeltaV^TM mehrere Anwendungen, die in verschiedenen an mehreren Stellen in einer Prozessanlage befindlichen Geräten gespeichert und ausgeführt werden. Eine Konfigurationsanwendung, die sich in einer oder mehreren Arbeitsstationen oder Rechnergeräten befindet, ermöglicht es Benutzern, Prozesssteuerungsmodule zu erzeugen oder zu verändern und diese Prozesssteuerungsmodule über eine Datenautobahn auf zweckbestimmte, verteilte Steuerungen herunterzuladen. Typischerweise bestehen diese Steuerungsmodule aus kommunikativ miteinander verbundenen Funktionsblöcken, bei denen es sich um Objekte in einem objektorientierten Programmierungsprotokoll handelt, die basierend auf Eingaben Funktionen im Steuerungsschema ausführen und Ausgaben an andere Funktionsblöcke im Steuerungsschema bereitstellen. Die Konfigurationsanwendung kann es einem Konfigurationsentwickler außerdem ermöglichen, Bedienerschnittstellen zu erzeugen oder zu verändern, die von einer Ansichtsanwendung verwendet werden, um Daten an einen Bediener anzuzeigen, und es dem Bediener ermöglichen, Einstellungen, wie Sollwerte, in den Prozesssteuerungsroutinen zu verändern. Jede zweckbestimmte Steuerung und, in manchen Fällen, ein oder mehrere Feldgerät(e) speichert/speichern eine entsprechende Steuerungsanwendung, die ihr zugeordnete und auf sie heruntergeladene Steuerungsmodule ausführt, um tatsächliche Prozesssteuerungsfunktionalität zu implementieren, und führt/führen diese aus. Die Ansichtsanwendungen, die auf einer oder mehreren Bedienerarbeitsstationen (oder auf einem oder mehreren der entfernten Rechnergeräte, die mit den Bedienerarbeitsstationen und der Datenautobahn in Kommunikationsverbindung stehen) ausgeführt werden können, empfangen über die Datenautobahn Daten von der Steuerungsanwendung und zeigen diese Daten an Prozesssteuerungssystemdesigner, Bediener oder Benutzer an, die die Benutzerschnittstellen verwenden, und können eine beliebige Anzahl an verschiedenen Ansichten, wie eine Bedieneransicht, eine Ingenieuransicht, eine Technikeransicht usw. bereitstellen. Eine Vergangenheitsdatenspeicheranwendung ist typischerweise in einem Vergangenheitsdatenspeichergerät, das einige oder alle der über die Datenautobahn bereitgestellten Daten sammelt und speichert, gespeichert und wird von diesem ausgeführt, während eine Konfigurationsdatenbankanwendung in einem weiteren anderen Computer, der an die Datenautobahn angeschlossen ist, ausgeführt werden kann, um die aktuelle Prozesssteuerungsroutinenkonfiguration und damit verknüpfte Daten zu speichern. Alternativ kann sich die Konfigurationsdatenbank in derselben Arbeitsstation befinden wie die Konfigurationsanwendung. As an example, the DeltaV ^™ control system sold by Emerson Process Management includes multiple applications that are stored and executed in various devices located in multiple locations within a process plant. A configuration application located in one or more workstations or computing devices allows users to create or modify process control modules and to download these process control modules to dedicated, distributed controllers via a data highway. Typically, these control modules consist of communicatively linked functional blocks, which are objects in an object-oriented programming protocol, that execute functions in the control scheme based on inputs and provide outputs to other functional blocks in the control scheme. The configuration application may also enable a configuration developer to create or modify operator interfaces used by a viewing application to display data to an operator and allow the operator to change settings, such as set points, in the process control routines. Each dedicated controller and, in some cases, one or more field devices store / store a corresponding control application executing and associated with their associated control modules to implement actual process control functionality. The view applications running on or multiple operator workstations (or on one or more of the remote computing devices that are in communication with the operator workstations and the data highway) receive data from the control application via the data highway and display that data to process control system designers, operators, or users who control the user interfaces and can provide any number of different views such as operator view, engineering view, technician view and so on. A historical data storage application is typically stored in, and executed by, a historical data storage device that collects and stores some or all of the data provided over the data highway, while a configuration database application can be executed in another other computer connected to the information superhighway to store the current process control routine configuration and associated data. Alternatively, the configuration database may reside in the same workstation as the configuration application.

Die Architektur derzeitig bekannter Prozesssteuerungsanlagen und Prozesssteuerungssysteme wird stark durch begrenzten Steuerungs- und Gerätespeicher, Kommunikationsbandbreite und Steuerungs- und Geräteprozessorleistung beeinflusst. Zum Beispiel wird die Verwendung von dynamischen und statischen, nicht flüchtigen Speichern in der Steuerung in derzeit bekannten Prozesssteuerungssystemarchitekturen üblicherweise minimiert oder wenigstens bedächtig gehandhabt. Aus diesem Grund muss ein Benutzer während der Systemkonfiguration (z. B. a priori) typischerweise auswählen, welche Daten in der Steuerung archiviert oder gespeichert werden sollen, mit welcher Frequenz sie gespeichert werden und ob Kompression verwendet wird oder nicht, und die Steuerung ist entsprechend mit diesem begrenzten Satz an Datenregeln konfiguriert. Infolgedessen werden Daten, die bei Fehlerbehebung und Prozessanalyse nützlich sein könnten, oft nicht archiviert und falls sie gesammelt werden, können die nützlichen Informationen aufgrund von Datenkompression verloren gegangen sein. The architecture of currently known process control systems and process control systems is heavily influenced by limited control and device memory, communication bandwidth and control and device processor performance. For example, the use of dynamic and static nonvolatile memories in the controller in currently known process control system architectures is usually minimized or at least thoughtfully handled. For this reason, during system configuration (eg, a priori), a user typically needs to select what data to archive or store in the controller, what frequency they are stored in, whether or not compression is being used, and control is appropriate configured with this limited set of data rules. As a result, data that might be useful in troubleshooting and process analysis is often not archived, and if it is collected, the useful information may be lost due to data compression.

Um die Steuerungsspeichernutzung in derzeit bekannten Prozesssteuerungssystemen zu minimieren, werden ausgewählte Daten, die archiviert oder gespeichert werden sollen (wie durch die Konfiguration der Steuerung angegeben), zusätzlich zur Speicherung in einem entsprechenden Vergangenheitsdatenspeicher oder Datensilo an das Arbeitsstations- oder Rechnergerät berichtet. Die aktuellen Techniken, die verwendet werden, um die Daten zu berichten, nutzen Kommunikationsressourcen nur schlecht und verursachen eine übermäßige Steuerungsbelastung. Aufgrund von großen Zeitverzögerungen in der Kommunikation und dem Abtasten am Vergangenheitsdatenspeicher oder Silo sind Datensammlung und Zeitstempelung mit dem eigentlichen Prozess zudem oft nicht im Gleichklang. To minimize controller memory usage in currently known process control systems, selected data to be archived or stored (as indicated by the controller's configuration) is reported to the workstation or computing device in addition to being stored in a corresponding historical data store or data silo. The current techniques used to report the data use communication resources poorly and cause excessive control burden. Also, due to large time delays in communication and past memory or silo sampling, data collection and time stamping with the actual process is often not consistent.

Auf ähnliche Art und Weise bleiben Batch-Rezepte und Momentaufnahmen von Steuerungskonfiguration in Batch-Prozesssteuerungssystemen typischerweise in einem zentralisierten, administrativen Rechnergerät oder Standort (z. B. einem Datensilo oder Vergangenheitsdatenspeicher) gespeichert, um die Steuerungsspeichernutzung zu minimieren, und werden nur an eine Steuerung übertragen, wenn sie benötigt werden. Eine derartige Strategie führt zu erheblichen Stoßbelastungen in der Steuerung und den Kommunikationen zwischen der Arbeitsstation oder dem zentralisierten, administrativen Rechnergerät und der Steuerung. Similarly, batch recipes and snapshots of control configuration in batch process control systems typically remain stored in a centralized administrative computing device or location (eg, a data silo or historical data store) to minimize control store usage, and are only passed to a controller Transfer if needed. Such a strategy results in significant impact in the control and communications between the workstation or the centralized administrative computing device and the controller.

Ferner spielen die Fähigkeits- und Leistungseinschränkungen von relationalen Datenbanken derzeit bekannter Prozesssteuerungssysteme kombiniert mit den bisherigen hohen Kosten für Plattenspeicherung eine große Rolle bei der Strukturierung von Daten in unabhängige Einheiten oder Silos, um die Ziele spezifischer Anwendungen zu erfüllen. Im DeltaV^TM-System wird zum Beispiel die Archivierung von Prozessmodellen, kontinuierlichen Vergangenheitsdaten und Batch- und Ereignisdaten in drei verschiedenen Anwendungsdatenbanken oder Datensilos gespeichert. Jeder Silo weist eine andere Schnittstelle auf, um auf die darin gespeicherten Daten zuzugreifen. Further, the capability and performance limitations of relational databases of currently known process control systems, combined with the hitherto high cost of disk storage, plays a major role in structuring data into independent units or silos to meet the goals of specific applications. The DeltaV ^TM system stores, for example, the archiving of process models, continuous historical data, and batch and event data in three different application databases or data silos. Each silo has a different interface to access the data stored therein.

Das derartige Strukturieren der Daten erzeugt eine Barriere in der Art und Weise, wie auf historisierte Daten zugegriffen wird und wie sie verwendet werden. Zum Beispiel kann die Hauptursache für Schwankungen in der Produktqualität mit Daten in mehr als einem dieser Datensilos verknüpft sein. Aufgrund der verschiedenen Dateistrukturen der Silos ist es jedoch nicht möglich, Tools bereitzustellen, die es ermöglichen, schnell und leicht zur Analyse auf diese Daten zuzugreifen. Ferner müssen Prüfungs- oder Synchronisierungsfunktionen ausgeführt werden, um sicherzustellen, dass Daten über verschiedene Silos konsistent sind. Such structuring of the data creates a barrier in the way historical data is accessed and used. For example, the main cause of product quality variability may be associated with data in more than one of these data silos. However, due to the different file structures of the silos, it is not possible to provide tools that allow this data to be accessed quickly and easily for analysis. In addition, audit or synchronization functions must be performed to ensure that data across different silos is consistent.

Die Einschränkungen der derzeit bekannten, oben beschriebenen Prozessanlagen und Prozesssteuerungssystemen können sich unerwünscht im Betrieb und der Optimierung von Prozessanlagen oder Prozesssteuerungssystemen manifestieren, zum Beispiel während des Betriebs der Anlage, der Fehlerbehebung und/oder der prädiktiven Modellerstellung. Zum Beispiel erfordern derartige Einschränkungen mühsame und langwierige Arbeitsabläufe, die ausgeführt werden müssen, um Daten für die Fehlerbehebung und das Erzeugen von aktualisierten Modellen zu erhalten. Zusätzlich können die erfassten Daten aufgrund von Datenkompression, unzureichender Bandbreite oder verschobenen Zeitstempeln ungenau sein. The limitations of the currently known process plants and process control systems described above may undesirably manifest in the operation and optimization of process plants or process control systems, for example, during plant operation, debugging, and / or predictive modeling. For example, such limitations require tedious and lengthy procedures that must be performed to obtain data for debugging and generating updated models. In addition, you can the collected data may be inaccurate due to data compression, insufficient bandwidth, or delayed timestamps.

„Big-Data“ bezieht sich allgemein auf eine Sammlung von einem Datensatz oder mehreren Datensätzen, der/die so groß oder komplex ist/sind, dass traditionelle Datenbankmanagement-Tools und/oder Datenverarbeitungsanwendungen (z. B. relationale Datenbanken und Desktop-Statistikpakete) nicht in der Lage sind, die Datensätze in einem annehmbaren Zeitraum zu verwalten. Typischerweise sind Anwendungen, die Big-Data verwenden, auf Transaktionen und Endbenutzer ausgerichtet oder konzentriert. Zum Beispiel können Internetsuchmaschinen, soziale Medienanwendungen, Marketing-Anwendungen und Handelsanwendungen Big-Data verwenden und manipulieren. Big-Data kann von einer verteilten Datenbank unterstützt werden, was eine vollständige Ausnutzung der parallelen Verarbeitungsfähigkeiten von modernen Mehrprozess-, Mehrkernservern ermöglicht. "Big data" generally refers to a collection of one or more data sets that is / are so large or complex that traditional database management tools and / or data processing applications (eg, relational databases and desktop statistics packages) unable to manage the records within a reasonable time. Typically, applications that use big data are targeted or focused on transactions and end users. For example, Internet search engines, social media applications, marketing applications, and trading applications can use and manipulate big data. Big data can be supported by a distributed database, allowing full exploitation of the parallel processing capabilities of modern multi-threaded, multi-core servers.

KURZDARSTELLUNG SUMMARY

Ein Gerät, das Big-Data in einem Prozesssteuerungssystem oder einer Prozesssteuerungsanlage unterstützt, ist konfiguriert, um alle (oder fast alle) der Daten zu sammeln, die von dem Gerät beobachtet werden (z. B. Daten, die direkt vom Gerät generiert, erzeugt oder direkt an ihm empfangen werden). Als solches kann das Gerät einen Prozessor beinhalten, der mehrere Verarbeitungselemente (z. B. einen Mehrkernprozessor) und/oder einen High-Density-Speicher oder -Cache aufweist. In einer Ausführungsform können die gesammelten Daten im Cache des Geräts gespeichert werden. Das Gerät ist ferner konfiguriert, um zu veranlassen, dass die gesammelten Daten zur Historisierung oder Langzeitspeicherung als Big-Data zum Beispiel durch Streaming der Daten an einen unitären, logischen Datenspeicherbereich übertragen werden. Der unitäre, logische Datenspeicherbereich ist konfiguriert, um unter Verwendung eines einheitlichen Formats mehrere Typen an Daten zu speichern, die vom Prozesssteuerungssystem generiert oder erzeugt werden oder sich auf das Prozesssteuerungssystem, die Prozessanlage oder einen oder mehrere Prozess(e), der/die von der Prozessanlage gesteuert wird/werden, beziehen. Zum Beispiel kann der unitäre, logische Datenspeicherbereich Konfigurationsdaten, kontinuierliche Daten, Ereignisdaten, berechnete Daten, Anlagendaten, Daten, die eine Benutzerhandlung anzeigen, Netzwerkmanagementdaten und Daten, die von oder an Systeme(n) extern vom Prozesssteuerungssystem oder der Prozesssteuerungsanlage bereitgestellt werden, speichern. In einer Ausführungsform sammelt der Prozessor des Geräts alle (oder fast alle) Daten, die vom Gerät beobachtet werden, und streamt die gesammelten Daten unter Verwendung eines Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerks zwecks Speicherung im unitären, logischen Datenspeicherbereich. Das Gerät kann ein Knoten des Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerks sein. A device that supports big data in a process control system or process control equipment is configured to collect all (or almost all) of the data that is being monitored by the device (eg, generating data generated directly from the device or be received directly at it). As such, the device may include a processor having multiple processing elements (eg, a multi-core processor) and / or a high-density memory or cache. In one embodiment, the collected data may be stored in the cache of the device. The device is further configured to cause the collected data to be transferred to a unitary, logical data storage area for historicization or long-term storage as big data, for example, by streaming the data. The unitary logical data storage area is configured to store, using a uniform format, multiple types of data generated or generated by the process control system, or to the process control system, process plant, or process (s) owned by the process control system Process plant is / are controlled, refer. For example, the unitary logical data storage area may store configuration data, continuous data, event data, computed data, asset data, data indicative of a user action, network management data, and data provided to or from systems external to the process control system or process control equipment. In one embodiment, the processor of the device collects all (or almost all) data observed by the device and streams the collected data using a process control system big data network for storage in the unitary, logical data storage area. The device may be a node of the process control system big data network.

Das Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk stellt eine Infrastruktur zum Unterstützen von groß angelegter Datengewinnung und Datenanalyse von Prozessdaten und anderen Typen von vom Gerät gesammelten Daten, die Big-Data in Prozesssteuerungsumgebungen unterstützen, bereit. In einer Ausführungsform beinhaltet das Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerk oder -System eine Vielzahl von Knoten, um alle (oder fast alle) Daten, die von Geräten, die im Prozesssteuerungssystem oder der Prozesssteuerungsanlage enthalten und mit ihm/ihr verknüpft sind, generiert, erzeugt und/oder beobachtet werden, zu sammeln und zu speichern. Die in der vorliegenden Anwendung beschriebenen Geräte können Knoten eines derartigen Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerks sein. Ein anderer Knoten des Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerks kann eine Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung sein. Die Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung kann den unitären, logischen Datenspeicherbereich beinhalten, an den das Gerät die Übertragung von gesammelten Daten zwecks Speicherung oder Historisierung veranlasst. The process control system big data network provides an infrastructure to support large-scale data collection and analysis of process data and other types of device-collected data that supports big-data in process control environments. In one embodiment, the process control big data network or system includes a plurality of nodes to generate all (or almost all) data from devices included in and associated with the process control system or process control equipment, generated and / or observed, collected and stored. The devices described in the present application may be nodes of such a process control system big data network. Another node of the process control big data network may be a process control system big data device. The process control system big data device may include the unitary logical data storage area to which the device causes the transfer of collected data for storage or historization.

Im Gegensatz zu Prozesssteuerungssystemen im Stand der Technik muss die Identität von an den Geräten oder Knoten des Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerks gesammelten Daten nicht a priori definiert oder in die Geräte oder Knoten konfiguriert werden. Ferner muss die Rate, mit der Daten, wie dynamische Mess- und Steuerungsdaten und/oder verschiedene andere Typen an dynamischen und/oder statischen Daten, gesammelt und von den Geräten oder Knoten übertragen werden, ebenfalls nicht a priori konfiguriert, ausgewählt oder definiert werden. Stattdessen kann ein Gerät, das Prozesssteuerungs-Big-Data unterstützt, Daten, die von dem Gerät generiert, erzeugt, an ihm empfangen oder anderweitig von ihm beobachtet werden, automatisch mit der Rate, mit der die Daten generiert, erzeugt, empfangen oder beobachtet werden, sammeln oder erfassen und kann veranlassen, dass die gesammelten Daten in hoher Wiedergabetreue (z. B. ohne Verwendung von verlustreicher Datenkompression oder beliebigen anderen Techniken, die einen Verlust von Originalinformationen verursachen können) zur Speicherung an die Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung geleitet werden (und optional an andere Knoten oder Geräte geleitet werden). Unlike prior art process control systems, the identity of data collected at the devices or nodes of the process control system big data network need not be a priori defined or configured into the devices or nodes. Further, the rate at which data such as dynamic measurement and control data and / or various other types of dynamic and / or static data are collected and transmitted by the devices or nodes also need not be a priori configured, selected or defined. Instead, a device that supports process control big data, generates, receives, or otherwise receives data generated by the device, automatically at the rate at which the data is generated, generated, received, or monitored , collect, or capture, and may cause the collected data to be passed to the process control system big data device in high fidelity (eg, without the use of lossy data compression or any other techniques that may cause loss of original information) for storage (and optionally to other nodes or devices).

In einer Ausführungsform ist ein Gerät, das Big-Data in einem Prozesssteuerungssystem oder einer Prozessanlage unterstützt, ein Prozesssteuerungsgerät, das konfiguriert ist, um einen Prozess in der Prozessanlage zu steuern. Das Prozesssteuerungsgerät kann zum Beispiel ein Feldgerät, das konfiguriert ist, um eine physische Funktion auszuführen, um den Prozess zu steuern; eine Steuerung, die konfiguriert ist, um eine Eingabe zu empfangen und basierend auf der Eingabe und einer Steuerungsroutine eine Ausgabe zu erzeugen, um den Prozess zu steuern; oder ein Eingabe-/Ausgabe-(I/O)-Gerät, das zwischen der Steuerung und einem oder mehreren Feldgerät(en) angeordnet ist und mit ihnen in Kommunikationsverbindung steht, sein. Das Prozesssteuerungsgerät kann einen Prozessor beinhalten, der mehrere Verarbeitungselemente und/oder einen Cache, der konfiguriert ist, um gesammelte Daten zu speichern, aufweist. Typischerweise entsprechen die gesammelten Daten der Prozessanlage oder dem in der Prozessanlage gesteuerten Prozess und beinhalten Daten, die direkt vom Prozesssteuerungsgerät generiert, vom Prozesssteuerungsgerät erzeugt und/oder Daten, die direkt vom Prozesssteuerungsgerät empfangen werden. Das Prozesssteuerungsgerät beinhaltet außerdem eine Schnittstelle zu einem Kommunikationsnetzwerk, über die die gesammelten Daten zur Speicherung in dem unitären, logischen Datenspeicherbereich übertragen werden. In einigen Ausführungsformen kann ein bestimmtes Verarbeitungselement des Prozessors des Geräts ausschließlich dazu dienen, die gesammelten Daten zwischen zu speichern und zu veranlassen, dass sie zur Historisierung an einen unitären, logischen Datenspeicherbereich übertragen werden. In one embodiment, a device that supports big data in a process control system or process plant is a process control device that is configured to perform a process in to control the process plant. The process control device may, for example, be a field device configured to perform a physical function to control the process; a controller configured to receive an input and to generate an output based on the input and a control routine to control the process; or an input / output (I / O) device located between and in communication with the controller and one or more field devices. The process control device may include a processor having a plurality of processing elements and / or a cache configured to store collected data. Typically, the collected data corresponds to the process plant or process controlled in the process plant and includes data generated directly by the process control device, generated by the process control device, and / or data received directly from the process control device. The process control device also includes an interface to a communications network through which the collected data is transferred for storage in the unitary, logical data storage area. In some embodiments, a particular processing element of the processor of the device may serve only to temporarily store the collected data and cause it to be transferred to a unitary, logical data storage area for historization.

Ein Verfahren der Übermittlung von Daten (z. B. Big-Data) in einem Prozesssteuerungssystem oder einer Prozessanlage verwendet ein Gerät, das mit einem Kommunikationsnetzwerk der Prozessanlage in Kommunikationsverbindung steht. Das Verfahren kann das Sammeln von Daten am Gerät, das Speichern der gesammelten Daten in einem Cache des Geräts und das Veranlassen, dass wenigstens ein Teil der gesammelten Daten zur Speicherung in einem unitären, logischen Datenspeicherbereich übertragen wird, beinhalten. Der unitäre, logische Datenspeicherbereich ist konfiguriert, um unter Verwendung eines einheitlichen Formats mehrere Typen an Daten aus einem Satz an Datentypen, die zum Beispiel der Prozessanlage oder dem von der Prozessanlage gesteuerten Prozess entsprechen, zu speichern, und der Satz an Datentypen kann kontinuierliche Daten, Ereignisdaten, Messdaten, Batch-Daten, berechnete Daten, Konfigurationsdaten und andere Datentypen beinhalten. Typischerweise entsprechen die am Gerät gesammelten Daten der Prozessanlage oder einem von der Prozessanlagen gesteuerten Prozess und beinhalten Daten, die direkt vom Gerät generiert werden, Daten, die vom Gerät erzeugt werden und/oder Daten, die direkt am Gerät empfangen werden. Ein Typ des Geräts ist eins von einem Satz an Gerätetypen, der ein Feldgerät und eine Steuerung beinhaltet. In einigen Ausführungsformen kann der Satz an Gerätetypen andere Gerätetypen beinhalten, wie Benutzerschnittstellengeräte, Netzwerkmanagementgeräte, Vergangenheitsdatenspeichergeräte und/oder andere Gerätetypen. In einer Ausführungsform werden alle vom Gerät beobachteten Daten gesammelt und es wird veranlasst, dass sie an dem unitären, logischen Datenspeicherbereich gespeichert werden. A method of communicating data (eg, big data) in a process control system or process plant uses a device in communication with a communication network of the process plant. The method may include collecting data at the device, storing the collected data in a cache of the device, and causing at least a portion of the collected data to be transferred for storage in a unitary, logical data storage area. The unitary logical data storage area is configured to store, using a uniform format, multiple types of data from a set of data types corresponding to, for example, the process plant or process controlled by the process plant, and the set of data types may be continuous data, Include event data, measurement data, batch data, calculated data, configuration data and other data types. Typically, the data collected on the device corresponds to the process plant or process controlled by the process equipment, and includes data generated directly by the device, data generated by the device, and / or data received directly at the device. One type of device is one of a set of device types that includes a field device and a controller. In some embodiments, the set of device types may include other device types, such as user interface devices, network management devices, historical data storage devices, and / or other device types. In one embodiment, all data observed by the device is collected and caused to be stored at the unitary, logical data storage area.

In einer Ausführungsform sind Geräte, die Big-Data in einer Prozesssteuerungsanlage oder einem Prozesssteuerungssystem unterstützen, Knoten eines Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerks, das der Prozesssteuerungsanlage oder dem Prozesssteuerungssystem entspricht. Die Vielzahl von Geräten oder Knoten kann Prozesssteuerungsgeräte, Netzwerkmanagementgeräte, Benutzerschnittstellengeräte, Gateway-Geräte, Vergangenheitsdatenspeichergeräte und/oder andere Gerätetypen beinhalten. Jeder Knoten oder jedes Gerät kann konfiguriert sein, um jeweilige erste Daten zu sammeln, die das Gerät direkt generiert oder direkt empfängt und kann die gesammelten Daten zeitweise in einem Cache speichern. Jeder Knoten oder jedes Gerät kann veranlassen, dass wenigstens ein Teil der gesammelten Daten über das Kommunikationsnetzwerk zur Speicherung in einem unitären, logischen Datenspeicherbereich übertragen wird. Außerdem ist wenigstens ein Knoten oder ein Gerät ferner konfiguriert, um zweite Daten zu empfangen, die direkt von einem anderen Knoten der Vielzahl von Knoten generiert, erzeugt oder an ihm empfangen wurden, und um zu veranlassen, dass die zweiten Daten zur Speicherung in dem unitären, logischen Datenspeicherbereich weitergeleitet werden. Das Kommunikationsnetzwerk ist konfiguriert, um Daten zu liefern, die in dem unitären, logischen Datenspeicherbereich gespeichert werden sollen, und der unitäre, logische Datenspeicherbereich ist konfiguriert, um mehrere Typen an Daten aus einem Satz an Datentypen, die der Prozessanlage oder einem von der Prozessanlage gesteuerten Prozess entsprechen, in einem einheitlichen Format zu speichern. Der Satz an Datentypen kann zum Beispiel kontinuierliche Daten, Ereignisdaten, Messdaten, Batch-Daten, berechnete Daten und Konfigurationsdaten beinhalten. In one embodiment, devices that support big data in a process control system or process control system are nodes of a process control system big data network that corresponds to the process control system or process control system. The plurality of devices or nodes may include process control devices, network management devices, user interface devices, gateway devices, historical data storage devices, and / or other device types. Each node or device may be configured to collect respective first data that the device directly generates or directly receives, and may temporarily store the collected data in a cache. Each node or device may cause at least a portion of the collected data to be transmitted over the communication network for storage in a unitary, logical data storage area. In addition, at least one node or device is further configured to receive second data generated, generated or received directly from another node of the plurality of nodes, and to cause the second data to be stored in the unitary one , logical data storage area are forwarded. The communication network is configured to provide data to be stored in the unitary logical data storage area, and the unitary logical data storage area is configured to store multiple types of data from a set of data types, the process plant, or a process plant-controlled one Process to save in a consistent format. The set of data types may include, for example, continuous data, event data, measurement data, batch data, calculated data, and configuration data.

Durch die Verwendung derartiger Geräte und Techniken zur Unterstützung von Big-Data in einem Prozesssteuerungssystem oder einer Prozesssteuerungsanlage ist ein Prozesssteuerungssystem-Big-Data-System in der Lage, komplizierte Daten und Trendanalysen für jeden beliebigen Abschnitt der gespeicherten oder historisierten Daten bereitzustellen. Zum Beispiel kann das Prozesssteuerungs-Big-Data-System automatische Datenanalyse über Prozessdaten (die in Prozesssteuerungssystemen im Stand der Technik in verschiedenen Datenbanksilos enthalten sind) bereitstellen, ohne dass jegliche a priori-Konfiguration erforderlich ist und ohne dass jegliche Translation oder Umwandlung erforderlich ist. Basierend auf den Analysen kann das Prozesssteuerungssystem-Big-Data-System automatisch tief schürfende Wissensgewinnung bereitstellen und kann Veränderungen vom oder zusätzliche Einheiten für das Prozesssteuerungssystem vorschlagen. Zusätzlich oder alternativ kann das Prozesssteuerungssystem-Big-Data-System basierend auf der Wissensgewinnung Handlungen (z. B. präskriptiv, prädiktiv oder beides) ausführen. Das Prozesssteuerungssystem-Big-Data-System ermöglicht Benutzern außerdem manuelle Wissensgewinnung und unterstützt sie sowohl dabei als auch bei der Planung, der Konfiguration, dem Betrieb, der Verwaltung und der Optimierung der Prozessanlage und der damit verknüpften Ressourcen. By using such devices and techniques to support big data in a process control system or system, a process control system big data system is able to provide sophisticated data and trend analysis for any portion of the stored or historicized data. For example, the process control big data system may provide automatic data analysis on process data (contained in prior art process control systems in various database silos) without requiring any a priori configuration and without any Translation or conversion is required. Based on the analyzes, the process control system big data system can automatically provide deep knowledge acquisition and can suggest changes from or additional units to the process control system. Additionally or alternatively, the process control system big data system may perform acts (eg, prescriptive, predictive, or both) based on knowledge mining. The process control system big data system also allows users to manually acquire knowledge and assist with the planning, configuration, operation, management, and optimization of the process plant and associated resources.

Wissensgewinnung und Big-Data-Techniken innerhalb einer Prozesssteuerungsanlage oder -umgebung unterscheiden sich grundlegend von traditionellen Big-Data-Techniken. Typischerweise sind traditionelle Big-Data-Anwendungen ganz und gar transaktional, endbenutzerbezogen und weisen keine strikten Zeitanforderungen oder Abhängigkeiten auf. Zum Beispiel sammelt ein Internet-Einzelhändler Daten, die sich auf gesuchte Produkte, gekaufte Produkte und Kundenprofile beziehen, und verwendet diese gesammelten Daten, um Werbung und Kaufvorschläge für individuelle Kunden anzupassen, während sie durch die Website des Einzelhändlers navigieren. Wenn eine bestimmte Einzelhandelstransaktion (z. B. ein bestimmter Datenpunkt) versehentlich aus der Big-Data-Analyse des Einzelhändlers weggelassen wird, ist die Auswirkung dieser Auslassung vernachlässigbar, insbesondere wenn die Anzahl der analysierten Datenpunkte sehr groß ist. Im schlimmsten Fall kann eine Werbung oder ein Kaufvorschlag nicht so genau auf einen bestimmten Kunden zugeschnitten werden, wie es der Fall hätte sein könnte, wenn der weggelassene Datenpunkt in der Big-Data-Analyse des Einzelhändlers enthalten gewesen wäre. Knowledge acquisition and big data techniques within a process control plant or environment are fundamentally different from traditional big data techniques. Typically, traditional big data applications are completely transactional, end user-related, and have no strict time requirements or dependencies. For example, an Internet retailer collects data related to searched products, purchased products, and customer profiles, and uses this collected data to tailor advertisements and purchase proposals to individual customers as they navigate through the retailer's Web site. If a particular retail transaction (eg, a particular data point) is inadvertently omitted from the retailer's big data analysis, the impact of that omission is negligible, especially if the number of analyzed data points is very large. In the worst case, an advertisement or purchase proposal may not be tailored to a specific customer as accurately as it might have been if the omitted data point had been included in the retailer's big data analysis.

In Prozessanlagen und Prozesssteuerungsumgebungen sind die Dimensionen von Zeit und das Vorhandensein oder Auslassen bestimmter Datenpunkte jedoch kritisch. Wenn zum Beispiel ein bestimmter Datenwert nicht innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls an eine Empfängerkomponente der Prozessanlage geleitet wird, kann ein Prozess unkontrolliert werden, was zu einem Feuer, einer Explosion, dem Verlust von Ausrüstung und/oder dem Verlust von Menschenleben führen kann. Ferner können mehrere und/oder komplexe zeitbasierte Beziehungen zwischen verschiedenen Komponenten, Einheiten und/oder Prozessen, die in der Prozessanlage arbeiten und/oder extern von der Prozessanlage sind, die Betriebseffizienz, Produktqualität und/oder Anlagensicherheit beeinflussen. Die von den hierin beschriebenen Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Techniken bereitgestellte Wissensgewinnung kann ermöglichen, dass derartige zeitbasierte Beziehungen entdeckt und verwendet werden können, wodurch eine effizientere und sicherere Prozessanlage ermöglicht wird, die ein Produkt mit einer höheren Qualität produzieren kann. In process plants and process control environments, however, the dimensions of time and the presence or omission of particular data points are critical. For example, if a particular data value is not routed to a receiver component of the process plant within a certain time interval, a process may become uncontrolled, which may result in a fire, explosion, equipment loss, and / or loss of life. Further, multiple and / or complex time-based relationships between various components, units, and / or processes operating in the process plant and / or external to the process plant may affect operational efficiency, product quality, and / or plant safety. The knowledge mining provided by the process control system big data techniques described herein may enable such time-based relationships to be discovered and used, thereby enabling a more efficient and secure process plant capable of producing a higher quality product.

Durch einen Prozessor mit mehreren Verarbeitungselementen und erweiterten Speicher in Geräten, können die Geräte oder Knoten, die Big-Data in einer Prozesssteuerungsanlage oder einem Prozesssteuerungssystem unterstützen, ferner viele der mit derzeit bekannten Geräten verknüpften Leistungseinschränkungen überwinden, wie Speicher- und Prozessorfähigkeiten. Dadurch können die Geräte oder Knoten in der Lage sein, automatisch alle Typen von Daten, einschließlich Daten, die für Fehlerbehebung und Prozessanalyse nützlich sein können, zu erfassen, zu speichern und zu archivieren. Außerdem können die Geräte oder Knoten im Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk oder -System in der Lage sein, Kommunikationsressourcen effizient zu nutzen, um übermäßige Kommunikationsbelastung und/oder Zeitverzögerungen in der Kommunikation und Abtastung an Vergangenheitsdatenspeichern oder Silos (z. B. Belastung von Steuerungen, Übertragen von Batch-Rezepten usw.) zu verringern. Als solches können alle Datensammlungen, Zeitstempelungen und Übertragungen im Gleichtakt mit dem tatsächlichen Prozess ausgeführt werden. By having a processor with multiple processing elements and extended memory in devices, the devices or nodes that support big data in a process control system or process control system can also overcome many of the performance limitations associated with currently known devices, such as memory and processor capabilities. This allows the devices or nodes to be able to automatically capture, store, and archive all types of data, including data that may be useful for troubleshooting and process analysis. In addition, the devices or nodes in the process control system big data network or system may be able to efficiently utilize communication resources to avoid excessive communication load and / or time delays in communication and sampling at historical data stores or silos (e.g. Controls, transfer of batch recipes, etc.). As such, all data collections, timestamps, and transfers can be performed in unison with the actual process.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Es zeigen: Show it:

1 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Big-Data-Netzwerks für eine Prozessanlage oder ein Prozesssteuerungssystem, die/das Geräte beinhaltet, die Big-Data unterstützen; 1 10 is a block diagram of an example big data network for a process plant or process control system that includes devices that support big data;

2 ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Anordnung von Provider-Geräten oder Knoten darstellt, die in dem Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk aus 1 enthalten sind; 2 a block diagram illustrating an exemplary arrangement of provider devices or nodes operating in the process control system big data network 1 are included;

3 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Geräts, das konfiguriert ist, um Big-Data in Prozesssteuerungssystemen oder -anlagen zu unterstützen; 3 10 is a block diagram of an example device configured to support big data in process control systems or systems;

4 ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Verwendung von Geräten, die Prozesssteuerungs-Big-Data für mehrlagiges oder mehrschichtiges Zwischenspeichern und Übertragen von Daten zur Historisierung unterstützen, darstellt; 4 10 is a block diagram illustrating an exemplary use of devices supporting process control big data for multilayer or multilayer caching and transferring data for historization;

5 ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Verwendung von Geräten, die Prozesssteuerungs-Big-Data für mehrlagiges oder mehrschichtiges Zwischenspeichern und Übertragen von Daten zur Historisierung unterstützen, darstellt; und 5 10 is a block diagram illustrating an exemplary use of devices supporting process control big data for multilayer or multilayer caching and transferring data for historization; and

6 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens für die Verwendung von Geräten, die Big-Data in einem Prozesssteuerungssystem oder einer Prozessanlage unterstützen. 6 a flow chart of an example method for using devices that support big data in a process control system or a process plant.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DETAILED DESCRIPTION

1 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Big-Data-Netzwerks 100 für eine Prozessanlage oder ein Prozesssteuerungssystem 10, die/das Geräte beinhaltet, die Big-Data in der Prozessanlage oder dem Prozesssystem 10 unterstützen. Das beispielhafte Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk 100 beinhaltet ein(e) Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Gerät oder -Vorrichtung 102, einen Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk-Backbone 105 und eine Vielzahl von Knoten oder Geräten 108, die Big-Data unterstützen und mit dem Backbone 105 in Kommunikationsverbindung stehen. Prozessbezogene Daten, anlagenbezogene Daten und andere Datentypen können an der Vielzahl von Geräten 108 gesammelt und zwischengespeichert werden und die Daten können zur Langzeitspeicherung (z. B. „Historisierung“) und Verarbeitung über den Netzwerk-Backbone 105 an das/die Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Gerät- oder -Vorrichtung 102 geleitet werden. In einer Ausführungsform können wenigstens einige der Daten zwischen Geräten oder Knoten des Netzwerks 100 geleitet werden, z. B. um einen Prozess in Echtzeit zu steuern. In einigen Konfigurationen sind wenigstens einige der Geräte oder Knoten 108 des Netzwerks 100 entfernt von der Prozessanlage oder dem Prozesssystem 10 angeordnet. In einer Ausführungsform ist die Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung 102 entfernt von der physischen Prozessanlage 10 angeordnet. 1 FIG. 10 is a block diagram of an example big data network. FIG 100 for a process plant or a process control system 10 that contains equipment, big data in the process plant or process system 10 support. The exemplary process control system big data network 100 includes a process control system big data device or device 102 , a process control system big data network backbone 105 and a variety of nodes or devices 108 that support big data and the backbone 105 in communication. Process-related data, asset-related data, and other types of data can be used on a variety of devices 108 collected and cached, and the data can be used for long-term storage (eg, "historicization") and processing over the network backbone 105 to the process control system big data device or device 102 be directed. In one embodiment, at least some of the data may be between devices or nodes of the network 100 be directed, for. For example, to control a process in real time. In some configurations, at least some of the devices or nodes 108 of the network 100 away from the process plant or the process system 10 arranged. In one embodiment, the process control system is big data device 102 away from the physical process plant 10 arranged.

Jeder beliebige Typ von sich auf das Prozesssteuerungssystem 10 beziehenden Daten kann an den Geräten 108 gesammelt und als Big-Data an der Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung 102 gespeichert werden. In einer Ausführungsform können Prozessdaten gesammelt und gespeichert werden. Zum Beispiel können Echtzeit-Prozessdaten, wie kontinuierliche Daten, Batch-, Mess- und Ereignisdaten, die erzeugt werden, während ein Prozess in der Prozessanlage 10 gesteuert wird, (und die in einigen Fällen eine Auswirkung einer Echtzeit-Ausführung des Prozesses anzeigen) gesammelt und gespeichert werden. Prozessdefinitions-, Anordnungs- oder Einrichtungsdaten, wie Konfigurationsdaten und/oder Batch-Rezeptdaten können gesammelt und gespeichert werden. Daten, die der Konfiguration, Ausführung und Ergebnissen von Prozessdiagnostik entsprechen, können gesammelt und gespeichert werden. Auch andere Typen von Prozessdaten können gesammelt und gespeichert werden. Any type of yourself on the process control system 10 related data can be attached to the devices 108 collected and as big data on the process control system big data device 102 get saved. In one embodiment, process data may be collected and stored. For example, real-time process data, such as continuous data, batch, measurement, and event data, can be generated during a process in the process plant 10 (and, in some cases, indicate an impact of real-time execution of the process) are collected and stored. Process definition, ordering or setup data such as configuration data and / or batch recipe data can be collected and stored. Data corresponding to the configuration, execution and results of process diagnostics can be collected and stored. Other types of process data can also be collected and stored.

Ferner können Datenautobahnverkehrs- und Netzwerkmanagementdaten, die sich auf den Backbone 105 und verschiedene andere Kommunikationsnetzwerke der Prozessanlage 10 beziehen, an den Geräten 108 gesammelt und an der Vorrichtung 102 gespeichert werden. Benutzerbezogene Daten, wie Daten, die sich auf Benutzerverkehr, Login-Versuche, Abfragen und Anweisungen beziehen, können gesammelt und gespeichert werden. Textdaten (z. B. Protokolle, Betriebsprozeduren, Handbücher usw.), Geodaten (z. B. standortbasierte Daten) und Multimedia-Daten (z. B. Videoüberwachung, Videoclips usw.) können gesammelt und gespeichert werden. Furthermore, highway information and network management data that relates to the backbone 105 and various other communication networks of the process plant 10 refer to the devices 108 collected and attached to the device 102 get saved. User-related data, such as data related to user traffic, login attempts, queries, and instructions, can be collected and stored. Text data (eg, protocols, operating procedures, manuals, etc.), geospatial data (eg, location-based data), and multimedia data (eg, video surveillance, video clips, etc.) can be collected and stored.

In einigen Szenarios können Daten, die sich auf die Prozessanlage 10 (z. B. physische Ausrüstung, die in der Prozessanlage 10 enthalten ist, wie Maschinen und Geräte) beziehen, jedoch unter Umständen nicht von Anwendungen generiert werden, die direkt einen Prozess konfigurieren, steuern oder diagnostizieren, an den Geräten 108 gesammelt und an der Vorrichtung 102 gespeichert werden. In einer Ausführungsform werden Daten, die von Geräten und/oder Ausrüstung erzeugt werden, gesammelt und gespeichert. Zum Beispiel werden Vibrationsdaten und Kondensatableiterdaten gesammelt und gespeichert. Anlagensicherheitsdaten können gesammelt und gespeichert werden. Andere Beispiele derartiger Anlagendaten beinhalten Daten, die einen Wert eines Parameters anzeigen, der der Anlagensicherheit entspricht (z. B. Korrosionsdaten, Gaserkennungsdaten usw.), oder Daten, die ein Ereignis anzeigen, das der Anlagensicherheit entspricht, beinhalten. Daten, die der Gesundheit von Maschinen, Anlagenausrüstung und/oder Geräten entsprechen, können gesammelt und gespeichert werden, z. B. Daten, die von den Geräten und/oder Maschinen, die zu Diagnose- und Prognosezwecken verwendet werden, erzeugt werden. Zum Beispiel werden Ausrüstungsdaten (z. B. Pumpengesundheitsdaten, die basierend auf Vibrationsdaten und anderen Daten bestimmt werden) gesammelt und gespeichert. Daten, die der Konfiguration, Ausführung und den Ergebnissen von Ausrüstungs-, Maschinen- und/oder Gerätediagnostik entsprechen, können gesammelt und gespeichert werden. Ferner können erzeugte oder berechnete Daten gesammelt und gespeichert werden, die für Diagnosen und Prognosen nützlich sind. In some scenarios, data may be related to the process plant 10 (For example, physical equipment used in the process plant 10 but may not be generated by applications that directly configure, control, or diagnose a process on the devices 108 collected and attached to the device 102 get saved. In one embodiment, data generated by equipment and / or equipment is collected and stored. For example, vibration data and steam trap data are collected and stored. Plant safety data can be collected and stored. Other examples of such plant data include data indicating a value of a parameter that corresponds to plant safety (eg, corrosion data, gas detection data, etc.) or data indicating an event that corresponds to plant safety. Data corresponding to the health of machinery, equipment and / or equipment may be collected and stored, e.g. B. Data generated by the devices and / or machines used for diagnostic and forecasting purposes. For example, equipment data (eg, pump health data that is determined based on vibration data and other data) is collected and stored. Data corresponding to the configuration, execution and results of equipment, machine and / or equipment diagnostics can be collected and stored. Furthermore, generated or calculated data may be collected and stored that are useful for diagnostics and prognoses.

In einigen Ausführungsformen können Daten, die von Einheiten extern von der Prozessanlage 10 erzeugt oder übertragen werden, an den Geräten 108 gesammelt und an der Vorrichtung 102 gespeichert werden, wie Daten, die Kosten von Rohmaterialien, erwartete Ankunftszeiten von Teilen oder Ausrüstung, Wetterdaten und andere externe Daten betreffen. In einer Ausführungsform werden alle Daten, die von allen Geräten oder Knoten 108, die kommunikativ mit dem Netzwerk-Backbone 105 verbunden sind, generiert, erzeugt oder an ihnen empfangen oder anderweitig von ihnen beobachtet werden, gesammelt und es wird veranlasst, dass sie als Big-Data an der Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung 102 gespeichert werden. In einigen Situationen werden wenigstens einige der gesammelten Daten vor der Übertragung der gesammelten Daten an die Big-Data-Vorrichtung 102 komprimiert. In some embodiments, data may be from units external to the process plant 10 generated or transmitted to the devices 108 collected and attached to the device 102 data such as the cost of raw materials, expected arrival times of parts or equipment, weather data and other external data. In one embodiment, all data is from all devices or nodes 108 communicating with the network backbone 105 are connected, generated, generated or received at them or otherwise observed by them, and it causes them to be referred to as Big Data on the process control system big data device 102 get saved. In some situations, at least some of the collected data will be transferred to the big data device before transferring the collected data 102 compressed.

Verschiedene Typen von Daten können gesammelt werden und es kann veranlasst werden, dass sie als Big-Data an der Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung 102 gespeichert werden. Zum Beispiel werden dynamische Mess- und Steuerungsdaten in einigen Ausführungsformen automatisch von den Geräten 108 zum Sammeln an der Vorrichtung 102 kommuniziert. Beispiele von dynamischen Mess- und Steuerungsdaten können datenspezifische Veränderungen in einem Prozessbetrieb, datenspezifische Veränderungen in Betriebsparametern, wie Sollwerten, Berichten von Prozess- und Hardware-Alarmen und Ereignissen, wie Download- oder Kommunikationsfehlern usw. beinhalten. In jedem Fall werden in diesen Ausführungsformen alle Typen von Mess- und Steuerungsdaten in den Geräten 108 erfasst und automatisch zur Speicherung als Big-Data an die Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung 102 kommuniziert. Zudem können statische Daten, wie Steuerungskonfigurationen, Batch-Rezepte, Alarme und Ereignisse automatisch standardmäßig kommuniziert werden, wenn eine Veränderung erkannt wird oder wenn eine Steuerung oder andere Einheit erstmals zum Big-Data-Netzwerk 100 hinzugefügt wird. Different types of data can be collected and made to act as big data on the process control system big data device 102 get saved. For example, in some embodiments, dynamic measurement and control data is automatically extracted from the devices 108 for collecting at the device 102 communicated. Examples of dynamic measurement and control data may include data-specific changes in a process operation, data-specific changes in operating parameters such as setpoints, reports of process and hardware alarms, and events such as download or communication errors, and so on. In any case, in these embodiments, all types of measurement and control data will be in the devices 108 and automatically for storage as big data to the process control system big data device 102 communicated. In addition, static data, such as controller configurations, batch recipes, alarms, and events, can be automatically communicated by default when a change is detected, or when a controller or other device joins the big data network for the first time 100 will be added.

Ferner werden in einigen Szenarien wenigstens einige statische Metadaten, die dynamische Steuerungs- und Messdaten beschreiben oder identifizieren, an die Big-Data-Vorrichtung 102 gesendet, wenn eine Veränderung in den Metadaten erkannt wird. Wenn zum Beispiel eine Veränderung in der Steuerungskonfiguration vorgenommen wird, die sich auf Mess- und Steuerungsdaten in Modulen oder Einheiten auswirkt, die von der Steuerung gesendet werden müssen, dann wird von der Steuerung automatisch eine Aktualisierung der zugehörigen Metadaten an die Big-Data-Vorrichtung 102 gesendet. In einigen Situationen werden Parameter, die mit den Spezialmodulen, die für das Puffern von Daten von externen Systemen oder Quellen (z. B. Wettervorhersagen, öffentliche Ereignisse, Unternehmensentscheidungen usw.) verwendet werden, verknüpft sind, standardmäßig automatisch an die Big-Data-Vorrichtung 102 kommuniziert. Zusätzlich oder alternativ können Überwachungsdaten und/oder andere Typen von Beobachtungsdaten automatisch an die Big-Data-Vorrichtung 102 kommuniziert werden. Further, in some scenarios, at least some static metadata describing or identifying dynamic control and measurement data is passed to the big data device 102 sent when a change in the metadata is detected. For example, if there is a change in the controller configuration that affects measurement and control data in modules or units that need to be sent by the controller, the controller automatically updates the associated metadata to the big data device 102 Posted. In some situations, parameters associated with the special modules used to buffer data from external systems or sources (such as weather forecasts, public events, business decisions, etc.) are, by default, automatically linked to the big data contraption 102 communicated. Additionally or alternatively, monitoring data and / or other types of observation data may be automatically sent to the big data device 102 be communicated.

Ferner werden in einigen Ausführungsformen hinzugefügte Parameter, die von Endbenutzern erzeugt werden, automatisch zur Speicherung als Big-Data an die Big-Data-Vorrichtung 102 kommuniziert. Zum Beispiel kann ein Endbenutzer eine besondere Berechnung in einem Modul erzeugen oder einen Parameter zu einer Einheit hinzufügen, der gesammelt werden muss, oder der Endbenutzer kann einen Standardsteuerungsdiagnoseparameter sammeln wollen, der nicht standardmäßig kommuniziert wird. Parameter, die der Endbenutzer optional als in der Big-Data-Vorrichtung 102 zu sammelnd konfiguriert, können auf dieselbe Art und Weise kommuniziert werden wie die Standardparameter. Further, in some embodiments, added parameters generated by end users are automatically stored as big data to the big data device 102 communicated. For example, an end user may create a particular calculation in a module or add a parameter to a device that needs to be collected, or the end user may want to collect a standard control diagnostic parameter that is not communicated by default. Parameters that the end user optionally considers as in the big data device 102 configured to be collected, can be communicated in the same way as the default parameters.

Das Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk 100 kann ein Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Studio 109 beinhalten, das konfiguriert ist, um zur Konfiguration und Datenexploration eine Hauptschnittstelle in das Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk 100 bereitzustellen, z. B. eine Benutzerschnittstelle oder eine Schnittstelle, die von anderen Anwendungen verwendet wird. Das Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Studio 109 kann über den Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk-Backbone 105 mit der Big-Data-Vorrichtung 102 verbunden sein oder kann direkt mit der Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung 102 verbunden sein. The process control system big data network 100 can be a process control system big data studio 109 which is configured to provide a main interface to the process control system big data network for configuration and data exploration 100 to provide, for. A user interface or an interface used by other applications. The process control system big data studio 109 can through the process control system big data network backbone 105 with the Big Data device 102 be connected or can communicate directly with the process control system big data device 102 be connected.

Die Vielzahl von Geräten oder Knoten 108 des Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerks 100 kann mehrere verschiedene Gruppen an Geräten oder Knoten 110–115 beinhalten, die Big-Data in Prozesssteuerungssystemen oder -anlagen unterstützen. Eine erste Gruppe an Geräten oder Knoten 110, die hierin als „Provider-Knoten 110“ oder „Provider-Geräte 110“ bezeichnet wird, kann ein(en) oder mehrere Knoten oder Gerät(e) beinhalten, die Prozesssteuerungsdaten generieren, leiten und/oder empfangen, damit Prozesse in Echtzeit in der Prozessanlagenumgebung 10 gesteuert werden können. Beispiele von Provider-Geräten oder -Knoten 110 beinhalten Geräte, deren Hauptfunktion darin besteht, Prozesssteuerungsdaten zu generieren und/oder sie zu verarbeiten, um einen Prozess zu steuern, z. B. verkabelte und kabellose Feldgeräte, Steuerungen oder Eingabe/Ausgabe (I/O-Geräte). Andere Beispiele von Provider-Geräten 110 beinhalten Geräte, deren Hauptfunktion darin besteht, Zugang zu oder Routen durch ein oder mehrere Kommunikationsnetzwerk(e) des Prozesssteuerungssystems (von denen das Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerk 100 eins ist) bereitzustellen, z. B. Zugangspunkte, Router, Schnittstellen zu verkabelten Steuerungsbussen, Gateways zu kabellosen Kommunikationsnetzwerken, Gateways zu externen Netzwerken oder Systemen und andere derartige Routing- und Netzwerkgeräte. Weitere andere Beispiele von Provider-Geräten 110 beinhalten Geräte, deren Hauptfunktion darin besteht, Prozessdaten und andere zugehörige Daten, die im Prozesssteuerungssystem 10 angesammelt werden, zeitweise zu speichern und zu veranlassen, dass zeitweise gespeicherte Daten zur Historisierung an der Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung 102, z. B. Vergangenheitsdatenspeichergeräten oder Vergangenheitsdatenspeicherknoten, übertragen werden. The variety of devices or nodes 108 of the process control big data network 100 can have several different groups of devices or nodes 110 - 115 that support big data in process control systems or facilities. A first group of devices or nodes 110 referred to herein as the "provider node 110 "Or" provider devices 110 May include one or more nodes or devices that generate, route, and / or receive process control data for real-time processes in the process plant environment 10 can be controlled. Examples of provider devices or nodes 110 include devices whose primary function is to generate and / or process process control data to control a process, e.g. Wired and wireless field devices, controllers or input / output (I / O devices). Other examples of provider devices 110 include devices whose main function is to provide access to or routes through one or more communication network (s) of the process control system (of which the process control big data network 100 one is), e.g. As access points, routers, interfaces to wired control buses, gateways to wireless communication networks, gateways to external networks or systems and other such routing and network devices. Other examples of provider devices 110 contain devices whose main function consists of process data and other related data stored in the process control system 10 be accumulated, temporarily store and cause temporarily stored data for historicization on the process control system big data device 102 , z. Past data storage devices or historical data storage nodes.

Wenigstens eins der Provider-Geräte 110 kann auf direkte Weise mit dem Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerk-Backbone 105 in Kommunikationsverbindung stehen. In einer Ausführungsform ist wenigstens eins der Provider-Geräte 110 auf direkte Weise kommunikativ mit dem Backbone 105 verbunden. Zum Beispiel ist das kabellose Feldgerät über einen Router und einen Zugangspunkt und ein kabelloses Gateway kommunikativ mit dem Backbone 105 verbunden. Typischerweise weisen Provider-Geräte oder -Knoten 110 keine integrierte Benutzerschnittstelle auf, wenngleich einige der Provider-Geräte 100 die Fähigkeit aufweisen können, mit einem Benutzerrechnergerät oder einer Benutzerschnittstelle in Kommunikationsverbindung zu stehen, z. B. durch Kommunikation über eine verkabelte oder kabellose Kommunikationsverbindung oder durch Einstecken eines Benutzerschnittstellengeräts in einen Anschluss des Provider-Geräts 110. At least one of the provider devices 110 can work directly with the process control big data network backbone 105 in communication. In one embodiment, at least one of the provider devices 110 directly communicative with the backbone 105 connected. For example, the wireless field device communicates with the backbone via a router and an access point and a wireless gateway 105 connected. Typically, provider devices or nodes 110 no integrated user interface, although some of the provider devices 100 have the ability to communicate with a user's computer device or user interface, e.g. By communication over a wired or wireless communication link, or by plugging a user interface device into a port of the provider device 110 ,

Eine zweite Gruppe an Geräten oder Knoten 112, die Big-Data in Prozesssteuerungssystemen oder -anlagen unterstützen, wird hierin als „Benutzerschnittstellenknoten 112“ oder „Benutzerschnittstellengeräte 112“ bezeichnet. Die zweite Gruppe an Geräten 112 beinhaltet ein(en) oder mehrere Knoten oder Gerät(e), die jeweils eine integrierte Benutzerschnittstelle aufweisen, über die ein Benutzer oder Bediener mit dem Prozesssteuerungssystem oder der Prozessanlage 10 interagieren kann, um mit der Prozessanlage 10 verbundene Aktivitäten auszuführen (z. B. konfigurieren, ansehen, überwachen, testen, analysieren, diagnostizieren, bestellen, planen, ansetzen, kommentieren und/oder andere Aktivitäten). Beispiele dieser Benutzerschnittstellenknoten oder -geräte 112 beinhalten mobile oder stationäre Rechnergeräte, Arbeitsstationen, Handgeräte, Tablets, Oberflächenrechnergeräte und beliebige andere Rechnergeräte, die einen Prozessor, einen Speicher und eine integrierte Benutzerschnittstelle aufweisen. Integrierte Benutzerschnittstellen können einen Bildschirm, eine Tastatur, eine Kleintastatur, eine Maus, Tasten, einen Touchscreen, ein Touchpad, eine biometrische Schnittstelle, Lautsprecher und Mikrofone, Kameras und/oder jede beliebige andere Benutzerschnittstellentechnologie beinhalten. Jeder Benutzerschnittstellenknoten 112 kann eine oder mehrere integrierte Benutzerschnittstelle(n) beinhalten. Benutzerschnittstellenknoten 112 können eine direkte Verbindung mit dem Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerk-Backbone 105 oder eine indirekte Verbindung mit dem Backbone 105 beinhalten, z. B. über einen Zugangspunkt oder ein Gateway. Benutzerschnittstellenknoten 112 können auf verkabelte und/oder kabellose Weise kommunikativ mit dem Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk-Backbone 105 verbunden sein. In einigen Ausführungsformen kann ein Benutzerschnittstellenknoten 112 ad-hoc mit dem Netzwerk-Backbone 105 verbunden werden. A second group of devices or nodes 112 supporting Big Data in process control systems or facilities is referred to herein as the "User Interface Node 112 Or user interface devices 112 " designated. The second group of devices 112 includes one or more nodes or device (s) each having an integrated user interface through which a user or operator communicates with the process control system or the process plant 10 can interact with the process plant 10 perform related activities (eg, configure, view, monitor, test, analyze, diagnose, order, schedule, schedule, comment, and / or other activities). Examples of these user interface nodes or devices 112 include mobile or stationary computing devices, workstations, handheld devices, tablets, surface computing devices, and any other computing devices having a processor, memory, and integrated user interface. Integrated user interfaces may include a screen, keyboard, keypad, mouse, buttons, touch screen, touchpad, biometric interface, speakers and microphones, cameras, and / or any other user interface technology. Each user interface node 112 may include one or more integrated user interface (s). User interface node 112 can connect directly to the process control big data network backbone 105 or an indirect connection to the backbone 105 include, for. B. via an access point or a gateway. User interface node 112 You can communicate with the process control system big data network backbone in a wired and / or wireless manner 105 be connected. In some embodiments, a user interface node 112 ad hoc with the network backbone 105 get connected.

Selbstverständlich ist die Vielzahl von Geräten oder Knoten 108, die Big-Data in Prozesssteuerungsanlagen und -systemen unterstützen, nicht nur auf Provider-Knoten 110 und auf Benutzerschnittstellenknoten 112 beschränkt. Ein oder mehrere andere Typ(en) von Geräten oder Knoten 115 können ebenfalls in der Vielzahl von Geräten oder Knoten 108 enthalten sein. Zum Beispiel kann ein Knoten 115 eines Systems, das extern von der Prozessanlage 10 liegt (z. B. ein Laborsystem oder ein Materialtransportsystem), mit dem Netzwerk-Backbone 105 des Systems 100 in Kommunikationsverbindung stehen. Ein Knoten oder Gerät 115 kann über eine direkte oder indirekte Verbindung mit dem Backbone 105 in Kommunikationsverbindung stehen und ein Knoten oder Gerät 115 kann über eine verkabelte oder kabellose Verbindung mit dem Backbone 105 in Kommunikationsverbindung stehen. In einigen Ausführungsformen kann die Gruppe aus anderen Geräten oder Knoten 115 aus dem Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk 100 weggelassen werden. Of course, the variety of devices or nodes 108 that support big data in process control systems and systems, not just provider nodes 110 and on user interface nodes 112 limited. One or more other type (s) of devices or nodes 115 can also be in the variety of devices or nodes 108 be included. For example, a node 115 a system that is external to the process plant 10 is located (for example, a laboratory system or a material transport system), with the network backbone 105 of the system 100 in communication. A node or device 115 Can have a direct or indirect connection to the backbone 105 are in communication and a node or device 115 Can have a wired or wireless connection to the backbone 105 in communication. In some embodiments, the group may be other devices or nodes 115 from the process control system big data network 100 be omitted.

In einer Ausführungsform können wenigstens einige der Geräte oder Knoten 108, die Big-Data in Prozesssteuerungsanlagen oder -systemen unterstützen, eine integrierte Firewall beinhalten. Ferner kann jede beliebige Anzahl der Geräte 108 (z. B. null Geräte, ein Gerät oder mehr als ein Gerät) jeweils entsprechenden Speicher (in 1 durch M_X gekennzeichnet) beinhalten, um Aufgaben, Messungen, Ereignisse und andere beobachtete Daten in Echtzeit zu speichern oder zwischen zu speichern. Ein Speicher M_X kann High-Density-Speichertechnologie umfassen, zum Beispiel Festkörperspeicher, Halbleiterspeicher, optische Speicher, molekulare Speicher, biologische Speicher oder jede beliebige andere geeignete High-Density-Speichertechnologie. In einigen Ausführungsformen beinhaltet der Speicher M_X auch Flash-Speicher. Jeder Speicher M_X (und in einigen Fällen der Flash-Speicher) ist konfiguriert, um Daten, die vom jeweiligen Gerät 108 generiert, erzeugt oder anderweitig beobachtet werden, zeitweise zu speichern oder zwischen zu speichern. In einer Ausführungsform des Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerks 100 können alle dieser Geräte 110, 112 und jede beliebige Anzahl der Geräte 115 High-Density-Speicher M_X mit beinhalten. Es versteht sich, dass über den Satz an Geräten 108 oder über eine Untermenge des Satzes an Geräten 108 verschiedene Typen oder Technologien des High-Density-Speichers M_X verwendet werden können. In one embodiment, at least some of the devices or nodes 108 that support big data in process control systems or systems, include an integrated firewall. Furthermore, any number of devices 108 (eg zero devices, one device or more than one device) each corresponding memory (in 1 denoted by M _X ) to store or store tasks, measurements, events, and other observed data in real time. A memory M _X may comprise high-density memory technology, for example, solid-state memory, semiconductor memory, optical memory, molecular memory, biological memory, or any other suitable high-density memory technology. In some embodiments, the memory M _X also includes flash memory. Each memory M _X (and in some cases the flash memory) is configured to receive data from each device 108 generated, generated or otherwise observed, temporarily stored or stored between. In one embodiment of the process control system big data network 100 can all of these devices 110 . 112 and any number of devices 115 High-density memory M _X include. It is understood that about the set of devices 108 or a subset of the set of devices 108 different types or technologies of high-density memory M _X can be used.

Jede beliebige Anzahl der Geräte 108 (zum Beispiel null Geräte, ein Gerät oder mehr als ein Gerät) kann jeweils entsprechende Hardware beinhalten, die mehrere Verarbeitungselemente aufweist, zum Beispiel einen Prozessor, der mehrere Verarbeitungselemente aufweist, wie mehrere Kerne oder andere zusätzliche Verarbeitungstechnologien (z. B. Quanten-, Zellen-, Chemie-, Photonen-, biochemische, biologische Verarbeitungstechnologien). Die Prozessoren, die mehrere Verarbeitungselemente oder zusätzliche Verarbeitungsfähigkeiten aufweisen, sind in 1 durch P_MCX gekennzeichnet und werden hierin allgemein als Prozessoren mit mehreren Verarbeitungselementen bezeichnet. Any number of devices 108 (e.g., zero devices, one device, or more than one device) may each include corresponding hardware having multiple processing elements, for example, a processor having multiple processing elements, such as multiple cores or other additional processing technologies (eg, quantum, Cell, chemical, photon, biochemical, biological processing technologies). The processors having multiple processing elements or additional processing capabilities are in 1 are denoted by P _MCX and are referred to herein generically as processors having multiple processing elements.

Wenigstens einige der Geräte 108 können wenigstens eins ihrer mehreren Verarbeitungselemente des entsprechenden Prozessors P_MCX für die Zwischenspeicherung von Echtzeitdaten am Knoten festlegen und optional, um zu veranlassen, dass die zwischengespeicherten Daten zur Speicherung an der Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung 102 übertragen werden. In einigen Ausführungsformen kann/können das eine oder die mehreren zweckbestimmte(n) Verarbeitungselement(e) zum Zwischenspeichern und/oder Übertragen von Echtzeitdaten ausschließlich als solche(s) festgelegt sein (z. B. kann/können das eine oder die mehreren zweckbestimmte(n) Verarbeitungselement(e) keine andere Verarbeitung ausführen als die Verarbeitung, die sich auf das Zwischenspeichern und/oder Übertragen von Big-Data, die vom Gerät 108 beobachtet werden, bezieht). Wenigstens einige der Geräte 108 können wenigstens eins ihrer Verarbeitungselemente zweckbestimmen, um Handlungen auszuführen, um einen Prozess in der Prozessanlage 10 zu steuern. In einer Ausführungsform kann/können ein oder mehrere Verarbeitungselement(e) ausschließlich für das Ausführen von Handlungen zur Steuerung eines Prozesses bestimmt sein und können nicht verwendet werden, um Big-Data zwischen zu speichern oder zu übertragen. Es versteht sich, dass über den Satz an Geräten 108 oder über eine Untermenge des Satzes an Geräten 108 verschiedene Typen oder Technologien von Prozessoren P_MCX, die verschiedene Technologien mit mehreren Verarbeitungselementen aufweisen, verwendet werden können. In einer Ausführungsform des Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerks 100 können alle der Geräte 110, 112 und jede beliebige Anzahl der Geräte 115 einen Typ des Prozessors P_MCX beinhalten, der eine Technologie mit mehreren Verarbeitungselementen verwendet. At least some of the devices 108 For example, at least one of its plurality of processing _elements of the corresponding processor P _{MCX may be set} for caching real-time data at the node, and optionally, to cause the cached data to be stored to the process control system big-data device 102 be transmitted. In some embodiments, the one or more dedicated processing elements for caching and / or transmitting real-time data may be specified solely as such (eg, the one or more dedicated ones may be used). n) processing element (s) perform any processing other than processing, referring to the caching and / or transfer of big data coming from the device 108 be observed). At least some of the devices 108 can target at least one of their processing elements to perform actions to a process in the process plant 10 to control. In one embodiment, one or more processing elements may be dedicated to performing acts to control a process and may not be used to store or transfer big data. It is understood that about the set of devices 108 or a subset of the set of devices 108 different types or technologies of processors P _MCX that have different technologies with multiple processing elements can be used. In one embodiment of the process control system big data network 100 can all the devices 110 . 112 and any number of devices 115 a type of processor P _MCX using a technology with multiple processing elements.

Wenngleich 1 die Geräte 108 als jeweils sowohl einen Prozessor P_MCX mit mehreren Verarbeitungselementen als auch einen High-Density-Speicher M_X enthaltend darstellt, muss nicht jedes der Geräte 108 zwangsläufig sowohl einen Prozessor P_MCX mit mehreren Verarbeitungselementen als auch einen High-Density-Speicher M_X beinhalten. Zum Beispiel können einige der Geräte 108 nur einen Prozessor P_MCX mit mehreren Verarbeitungselementen und keinen High-Density-Speicher M_X, beinhalten, einige der Geräte 108 können nur einen High-Density-Speicher M_X und keinen Prozessor P_MCX mit mehreren Verarbeitungselementen enthalten, einige der Geräte 108 können sowohl einen Prozessor P_MCX mit mehreren Verarbeitungselementen als auch einen High-Density-Speicher M_X beinhalten und/oder einige der Geräte 108 können weder einen Prozessor P_MCX mit mehreren Verarbeitungselementen noch einen High-Density-Speicher M_X beinhalten. Although 1 the devices 108 As each represents both a processor P _MCX with multiple processing elements and a high-density memory M containing _X , not every one of the devices 108 inevitably include both a processor P _MCX with multiple processing elements and a high-density memory M _X. For example, some of the devices 108 only one processor P _MCX with multiple processing elements and no high-density memory M _X , include some of the devices 108 can only contain a high-density memory M _X and no processor P _MCX with multiple processing elements, some of the devices 108 may include both a processor P _MCX with multiple processing elements and a high-density memory M _X and / or some of the devices 108 can not include a processor P _MCX with multiple processing elements nor a high-density memory M _X.

Beispiele von Echtzeitdaten, die von Provider-Knoten oder -Geräten 110 gesammelt (und in einigen Fällen zwischengespeichert) werden können, können Messdaten, Konfigurationsdaten, Batch-Daten, Ereignisdaten und/oder kontinuierliche Daten beinhalten. Zum Beispiel können Echtzeitdaten, die Konfigurationen, Batch-Rezepten, Sollwerten, Ausgaben, Raten, Steuerungshandlungen, Diagnostiken, der Gesundheit des Geräts oder anderer Geräte, Alarmen, Ereignissen und/oder Veränderungen davon entsprechen, gesammelt werden. Andere Beispiele von Echtzeitdaten können Prozessmodelle, Statistiken, Zustandsdaten und Netzwerk- und Anlagenmanagementdaten beinhalten. Examples of real-time data collected from provider nodes or devices 110 collected (and in some cases cached) may include measurement data, configuration data, batch data, event data, and / or continuous data. For example, real-time data corresponding to configurations, batch recipes, setpoints, outputs, rates, control actions, diagnostics, health of the device or other devices, alerts, events, and / or changes thereto may be collected. Other examples of real-time data may include process models, statistics, state data, and network and asset management data.

Beispiele von Echtzeitdaten, die von Benutzerschnittstellenknoten oder -geräten 112 gesammelt (und in einigen Fällen zwischengespeichert) werden können, können zum Beispiel Benutzer-Logins, Benutzeranfragen, von einem Benutzer aufgezeichnete Daten (z. B. durch ein Kamera-, Audio- oder Videoaufnahmegerät), Benutzerbefehle, Erzeugung, Modifikation oder Löschen von Dateien, einen physischen oder räumlichen Standort eines Benutzerschnittstellenknotens oder -geräts, Ergebnisse einer/eines vom Benutzerschnittstellengerät 112 ausgeführten Diagnose oder Tests und andere Handlungen oder Aktivitäten, die von einem Benutzer, der mit einem Benutzerschnittstellenknoten 112 interagiert, initiiert werden oder mit ihm zusammenhängen, beinhalten. Examples of real-time data from user interface nodes or devices 112 collected (and in some cases cached) may include, for example, user logins, user requests, data recorded by a user (eg, by a camera, audio, or video capture device), user commands, creation, modification, or deletion of files , a physical or spatial location of a user interface node or device, results of a user interface device 112 running diagnostics or tests and other actions or activities performed by a user using a user interface node 112 interact, initiate, or relate to.

Gesammelte Daten können dynamische oder statische Daten sein. Gesammelte Daten können zum Beispiel Datenbankdaten, Konfigurationsdaten, Batch-Daten, Streaming-Daten und/oder transaktionale Daten beinhalten. Allgemein können beliebige Daten, die ein Gerät 108 generiert, empfängt oder anderweitig beobachtet, mit einem entsprechenden Zeitstempel oder einer Anzeige einer Zeit der Generierung, des Empfangs oder der Beobachtung durch das Gerät 108 gesammelt (und in einigen Fällen zwischengespeichert) werden. In einer Ausführungsform werden alle Daten, die eine Gerät 108 generiert, empfängt oder beobachtet, mit einer jeweiligen Anzeige einer Zeit des Sammelns/Zwischenspeicherns jedes Datenwerts (z. B. einem Zeitstempel) in seinem Speicher (z. B. High-Density-Speicher M_X) zwischengespeichert. Collected data can be dynamic or static data. Collected data may include, for example, database data, configuration data, batch data, streaming data, and / or transactional data. In general, any data that a device 108 is generated, received or otherwise observed, with a corresponding time stamp or an indication of a time of generation, reception or observation by the device 108 collected (and in some cases cached). In one embodiment, all data that is a device 108 generates, receives or observes, with a respective indication of a time of collection / caching of each data value (e.g. Timestamp) in its memory (eg high-density memory M _X ).

In einer Ausführungsform ist jedes der Geräte 110, 112 (und optional wenigstens eins der anderen Geräte 115) konfiguriert, um automatisch Echtzeitdaten zu sammeln (und in einigen Fällen zwischen zu speichern) und zu veranlassen, dass die gesammelten/zwischengespeicherten Daten an die Big-Data-Vorrichtung 102 und/oder an andere Geräte 108 geleitet werden, ohne dass verlustreiche Datenkompression, Datenunterabtastung oder eine Konfiguration des Knotens zu Datensammlungszwecken erforderlich ist. Demnach können die Geräte 110, 112 (und optional wenigstens eins der anderen Geräte 115) des Prozesssteuerungs-Big-Data-Systems 100 automatisch alle Daten (z. B. Mess- und Steuerungsdaten sowie verschiedene andere Datentypen), die vom Gerät generiert, erzeugt, an ihm empfangen oder erfasst werden, mit einer Rate sammeln, mit der die Daten generiert, erzeugt, empfangen oder erfasst werden, und können veranlassen, dass die gesammelten Daten mit hoher Wiedergabetreue an die Prozesssteuerungs-Big-Data-Vorrichtung 102 und optional an andere Geräte 108 des Netzwerks 100 geleitet werden. In one embodiment, each of the devices is 110 . 112 (and optionally at least one of the other devices 115 ) is configured to automatically collect (and in some cases store) real-time data and cause the collected / cached data to be passed to the big data device 102 and / or other devices 108 without requiring lossy data compression, data subsampling, or node configuration for data collection purposes. Accordingly, the devices can 110 . 112 (and optionally at least one of the other devices 115 ) of the process control big data system 100 automatically collect all data (eg measurement and control data as well as various other data types) generated, generated, received or acquired by the device at a rate at which the data is generated, generated, received or acquired, and may cause the collected data to be fetched to the process control big data device with high fidelity 102 and optionally to other devices 108 of the network 100 be directed.

Mit erneuter Bezugnahme auf 1 kann der Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk-Backbone 105 eine Vielzahl von vernetzten Rechnergeräten oder -Switches umfassen, die konfiguriert sind, um Pakete an/von verschiedene(n) Geräte(n) 108 des Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerks 100 und an die/von der Prozesssteuerungs-Big-Data-Vorrichtung 102 (die selbst ein Knoten des Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerks 100 ist) zu leiten. Die Vielzahl von vernetzten Rechnergeräten des Backbones 105 kann durch jede beliebige Anzahl an kabellosen und/oder verkabelten Verbindungen verknüpft sein. In einer Ausführungsform kann der Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk-Backbone 105 ein oder mehrere Firewall-Gerät(e) beinhalten. With renewed reference to 1 can the process control system big data network backbone 105 include a variety of networked computing devices or switches configured to transfer packets to / from different devices. 108 of the process control system big data network 100 and to / from the process control big data device 102 (itself a node of the process control system big data network 100 is) to direct. The multitude of networked computing devices of the backbone 105 can be linked by any number of wireless and / or wired connections. In one embodiment, the process control system big data network backbone 105 include one or more firewall device (s).

Der Big-Data-Netzwerk-Backbone 105 kann ein oder mehrere geeignete(s) Routing-Protokoll(e), z. B. Protokolle, die in der Internetprotokoll-(IP)-Familie enthalten sind (z. B. UPD (User Datagram Protocol), TCP (Transmission Control Protocol), Ethernet usw.), oder andere geeignete Routing-Protokolle, unterstützen. In einer Ausführungsform können wenigstens einige der Geräte 108 ein Streaming-Protokoll verwenden, wie das Stream Control Transmission Protocol (SCTP), um zwischengespeicherte Daten von den Geräten 108 über den Netzwerk-Backbone 105 an die Prozesssteuerungs-Big-Data-Vorrichtung 102 zu streamen. Typischerweise kann jedes Gerät oder jeder Knoten 108, das/der im Prozessdaten-Big-Data-Netzwerk 100 enthalten ist, wenigstens eine Anwendungsebene (und für einige Geräte zusätzliche Ebenen) des/der vom Backbone 105 unterstützten Routing-Protokolls/-e unterstützen. In einer Ausführungsform ist jedes Gerät oder jeder Knoten 108 einzigartig im Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk 100 identifiziert, z. B. durch eine einzigartige Netzwerkadresse. The big data network backbone 105 may be one or more appropriate routing protocol (s), e.g. For example, protocols that are included in the Internet Protocol (IP) family (e.g., User Datagram Protocol (UPD), Transmission Control Protocol (TCP), Ethernet, etc.), or other suitable routing protocols. In one embodiment, at least some of the devices 108 Use a streaming protocol, such as the Stream Control Transmission Protocol (SCTP), to stream cached data from the devices 108 over the network backbone 105 to the process control big data device 102 to stream. Typically, any device or node 108 that is in the process data big data network 100 at least one level of application (and additional levels for some devices) of the backbone 105 support supported routing protocol / s. In one embodiment, each device or node is 108 unique in the process control system big data network 100 identified, z. By a unique network address.

In einer Ausführungsform kann wenigstens ein Teil des Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerks 100 ein Ad-hoc-Netzwerk sein. Dadurch können wenigstens einige der Geräte 108 ad-hoc mit dem Netzwerk-Backbone 105 (oder mit einem anderen Knoten des Netzwerks 100) verbunden werden. In an embodiment, at least a portion of the process control system big data network may 100 to be an ad hoc network. This will allow at least some of the devices 108 ad hoc with the network backbone 105 (or with another node of the network 100 ) get connected.

Mit Verweis auf 1 ist das/die Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Gerät oder -Vorrichtung 102 in dem beispielhaften Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Prozesssteuerungsnetzwerk 100 im Netzwerk 100 zentralisiert und konfiguriert, um Daten (z. B. durch Streaming und/oder über ein anderes Protokoll) von den Geräten 108 des Netzwerks 100 zu empfangen und die empfangenen Daten zu speichern. Als solches kann das/die Prozesssteuerungs-Big-Data-Gerät oder -Vorrichtung 102 einen Big-Data-Vorrichtungsdatenspeicherbereich 120 zur Historisierung oder Speicherung der Daten, die von den Geräten 108, einer Vielzahl von Vorrichtungsdatenempfängern 122 und einer Vielzahl von Vorrichtungsanfrage-Servicern 125 empfangen werden, beinhalten. Jede dieser Komponenten 120, 122, 125 der Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung 102 ist nachstehend ausführlicher beschrieben. With reference to 1 is the process control system big data device or device 102 in the example process control system big data process control network 100 in the network 100 centralized and configured to receive data (eg, by streaming and / or via a different protocol) from the devices 108 of the network 100 to receive and store the received data. As such, the process control big data device or device may 102 a big data device data storage area 120 to historize or store the data from the devices 108 , a variety of device data receivers 122 and a variety of device request servicers 125 be received. Each of these components 120 . 122 . 125 the process control system big data device 102 is described in more detail below.

Der Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Speicherbereich 120 kann mehrere physische Datenlaufwerke oder Speichereinheiten umfassen, wie RAID-(engl. Redundant Array of Independent Disks)-Speicher, Cloud-Speicher oder jede beliebige andere geeignete Datenspeichertechnologie, die für die Speicherung von Datenbanken oder Datenzentren geeignet ist. Für die Geräte 108 des Netzwerks 100 erscheint der Datenspeicherbereich 120 jedoch als ein(e) einzelne(r) oder unitäre(r), logische(r) Datenspeicherbereich oder -einheit. Als solches kann der Datenspeicher 120 als ein zentralisierter Big-Data-Speicherbereich 120 für das Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerk 100 oder für die Prozessanlage 10 angesehen werden. In einigen Ausführungsformen bedient ein einziger logischer, zentralisierter Datenspeicherbereich 120 mehrere Prozessanlagen (z. B. die Prozessanlage 10 und eine andere Prozessanlage). Zum Beispiel bedient ein zentralisierter Datenspeicherbereich 120 mehrere Raffinerien eines Energiekonzerns. In einer Ausführungsform ist der zentralisierte Datenspeicherbereich 120 direkt mit dem Backbone 105 verbunden. In einigen Ausführungsformen ist der zentralisierte Datenspeicherbereich 120 über wenigstens eine Kommunikationsverknüpfung mit hoher Bandbreite mit dem Backbone 105 verbunden. In einer Ausführungsform beinhaltet der zentralisierte Datenspeicherbereich 120 eine integrierte Firewall. The process control system big data storage area 120 may include multiple physical data drives or storage devices, such as redundant array of independent storage (RAID) storage, cloud storage, or any other suitable data storage technology suitable for storing databases or data centers. For the devices 108 of the network 100 the data storage area appears 120 however, as a single or unitary logical data storage area or unit. As such, the data store 120 as a centralized big data storage area 120 for the process control big data network 100 or for the process plant 10 be considered. In some embodiments, a single logical, centralized data storage area serves 120 several process plants (eg the process plant 10 and another process plant). For example, a centralized data storage area serves 120 several refineries of an energy company. In one embodiment, the centralized data storage area is 120 directly with the backbone 105 connected. In some embodiments, the centralized data storage area is 120 over at least one high bandwidth communication link to the backbone 105 connected. In one embodiment, the centralized data storage area 120 an integrated firewall.

Die Struktur des unitären, logischen Datenspeicherbereichs 120 unterstützt in einer Ausführungsform das Speichern aller Daten, die sich auf das Prozesssteuerungssystem und die Prozesssteuerungsanlage beziehen. Zum Beispiel kann jeder Eintrag, Datenpunkt oder jede Beobachtung, der/die im Datenspeicherbereich 120 gespeichert ist, eine Anzeige der Identität der Daten (z. B. Quelle, Gerät, Kennzeichen, Standort usw.), einen Inhalt der Daten (z. B. Messung, Wert usw.) und einen Zeitstempel, der einen Zeitpunkt anzeigt, an dem die Daten gesammelt, generiert, erzeugt, empfangen oder beobachtet wurden, beinhalten. Als solche werden diese Einträge, Datenpunkte oder Beobachtungen hierin als „Zeitreihendaten“ bezeichnet. Die Daten können unter Verwendung eines einheitlichen Formats im Datenspeicherbereich 120 gespeichert werden, das ein Schema beinhaltet, das zum Beispiel skalierbare Speicherung, gestreamte Daten und Abfragen mit kurzer Latenzzeit unterstützt. The structure of the unitary, logical data storage area 120 in one embodiment, supports storing all data related to the process control system and process control equipment. For example, any entry, data point, or observation that is in the data storage area 120 an indication of the identity of the data (eg, source, device, tag, location, etc.), content of the data (eg, measurement, value, etc.) and a timestamp indicating a time which the data was collected, generated, generated, received or observed. As such, these entries, data points or observations are referred to herein as "time series data". The data can be stored using a uniform format in the data storage area 120 containing a schema that supports, for example, scalable storage, streamed data, and low-latency queries.

In einer Ausführungsform beinhaltet das Schema das Speichern von mehreren Beobachtungen in jeder Zeile und das Verwenden eines Zeilenschlüssels mit einem angepassten Hash, um die Daten in der Zeile zu filtern. Dieser Hash basiert in einer Ausführungsform auf dem Zeitstempel und einer Kennzeichnung. In einem Beispiel ist der Hash ein gerundeter Wert des Zeitstempels und die Kennzeichnung entspricht einem Ereignis oder einer Einheit vom Prozesssteuerungssystem oder das/die mit dem Prozesssteuerungssystem verknüpft ist. In einer Ausführungsform sind auch Metadaten, die jeder Zeile oder einer Gruppe an Zeilen entsprechen, in dem Datenspeicherbereich 120 gespeichert, entweder integral mit den Zeitreihendaten oder getrennt von den Zeitreihendaten. Zum Beispiel können die Metadaten auf schemalose Weise getrennt von den Zeitreihendaten gespeichert sein. In one embodiment, the scheme includes storing multiple observations in each row and using a row key with a custom hash to filter the data in the row. This hash is based on the timestamp and a tag in one embodiment. In one example, the hash is a rounded value of the timestamp and the tag corresponds to an event or entity from the process control system or that is associated with the process control system. In one embodiment, metadata corresponding to each row or group of rows is also in the data storage area 120 stored, either integral with the time series data or separately from the time series data. For example, the metadata may be stored in a schematic fashion separate from the time series data.

In einer Ausführungsform wird das Schema, das für das Speichern von Daten am Vorrichtungsdatenspeicher 120 verwendet wird, auch für das Speichern von Daten im Cache M_X wenigstens eines der Geräte 108 verwendet. Dementsprechend wird das Schema in dieser Ausführungsform beibehalten, wenn Daten von den lokalen Speicherbereichen M_X der Geräte 108 über den Backbone 105 an den Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtungsdatenspeicher 120 übertragen werden. In one embodiment, the scheme used for storing data on the device data store becomes 120 is also used for storing data in the cache M _{X of} at least one of the devices 108 used. Accordingly, in this embodiment, the scheme is maintained when data from the local memory areas M _{X of} the devices 108 over the backbone 105 to the process control system big data device data store 120 be transmitted.

Zusätzlich zum Datenspeicher 120 kann die Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung 102 ferner einen oder mehrere Vorrichtungsdatenempfänger 122 beinhalten, von denen jeder konfiguriert ist, um Datenpakete vom Backbone 105 zu empfangen, Datenpakete zu verarbeiten, um die wesentlichen Daten und den darin enthaltenen Zeitstempel abzurufen, und die wesentlichen Daten und den Zeitstempel im Datenspeicherbereich 120 zu speichern. Die Vorrichtungsdatenempfänger 122 können sich zum Beispiel in einer Vielzahl von Rechnergeräten oder Switches befinden. In einer Ausführungsform können mehrere Vorrichtungsdatenempfänger 122 (und/oder mehrere Instanzen von wenigstens einem Datenempfänger 122) parallel an mehreren Datenpaketen arbeiten. In addition to the data memory 120 can be the process control system big data device 102 and one or more device data receivers 122 each of which is configured to receive data packets from the backbone 105 to receive, to process data packets to retrieve the essential data and the timestamp contained therein, and the essential data and the timestamp in the data storage area 120 save. The device data receivers 122 For example, they can reside in a variety of computing devices or switches. In one embodiment, multiple device data receivers may be provided 122 (and / or multiple instances of at least one data recipient 122 ) work in parallel on several data packets.

In Ausführungsformen, in denen die empfangenen Datenpakete das vom Prozesssteuerungs-Big-Data-Vorrichtungsdatenspeicherbereich 120 verwendete Schema beinhalten, füllen die Vorrichtungsdatenempfänger 122 lediglich zusätzliche Einträge oder Beobachtungen des Datenspeicherbereichs 120 mit den schematischen Informationen (und können optional, falls gewünscht, entsprechende Metadaten speichern). In Ausführungsformen, in denen die empfangenen Datenpakete das vom Prozesssteuerungs-Big-Data-Vorrichtungsdatenspeicherbereich 120 verwendete Schema nicht beinhalten, können die Vorrichtungsdatenempfänger 122 die Pakete entschlüsseln und Zeitreihendatenbeobachtungen oder Datenpunkte des Prozesssteuerungs-Big-Data-Vorrichtungsdatenspeicherbereichs 120 (und optional entsprechende Metadaten) entsprechend füllen. In embodiments where the received data packets are from the process control big data device data storage area 120 used schemas fill the device data receivers 122 merely additional entries or observations of the data storage area 120 with the schematic information (and optionally can save corresponding metadata, if desired). In embodiments where the received data packets are from the process control big data device data storage area 120 used schema, the device data receivers 122 the packets decrypt and time series data observations or data points of the process control big data device data storage area 120 (and optionally corresponding metadata) fill accordingly.

Zusätzlich kann die Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung 102 einen oder mehrere Vorrichtungsanfragen-Servicer 125 beinhalten, von denen jeder konfiguriert ist, um auf im Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtungsspeicher 120 gespeicherte Zeitreihendaten und/oder Metadaten zuzugreifen, z. B. auf Anfrage einer anfragenden Einheit oder Anwendung. Die Vorrichtungsanfragen-Servicer 125 können sich zum Beispiel auf einer Vielzahl von Rechnergeräten oder Switches befinden. In einer Ausführungsform befinden sich wenigstens einige der Vorrichtungsanfragen-Servicer 125 und der Vorrichtungsdatenempfänger 122 auf demselben/denselben Rechnergerät oder -geräten (z. B. auf einem integralen Gerät) oder sie sind in einer integralen Anwendung enthalten. In einigen Szenarien können die Vorrichtungsanfragen-Servicer 125 Daten anfordern, die vom Big-Data-Vorrichtungsspeicher 120 abgerufen wurden und die gereinigt wurden, um Rauschen und nicht konsistente Daten zu entfernen. In einigen Szenarien können die Vorrichtungsanfragen-Servicer 125 Datenreinigung und/oder Datenintegration an wenigstens einigen der vom Big-Data-Vorrichtungsdatenspeicher 120 abgerufenen Daten ausführen. In addition, the process control system big data device 102 one or more device request servicers 125 each of which is configured to be in the process control system big data device memory 120 to access stored time series data and / or metadata, e.g. On request of a requesting unit or application. The device request servicers 125 may be on a variety of computing devices or switches, for example. In one embodiment, at least some of the device request servicers are located 125 and the device data receiver 122 on the same computing device or devices (eg on an integral device) or included in an integral application. In some scenarios, the device request servicers may 125 Request data from Big Data Device Store 120 were retrieved and cleaned to remove noise and inconsistent data. In some scenarios, the device request servicers may 125 Data cleansing and / or data integration on at least some of the big data device data stores 120 execute retrieved data.

In einer Ausführungsform können mehrere Vorrichtungsanfragen-Servicer 125 (und/oder mehrere Instanzen von wenigstens einem Vorrichtungsanfragen-Servicer 125) parallel an mehreren Anfragen von mehreren anfragenden Einheiten oder Anwendungen arbeiten. In einer Ausführungsform kann ein einziger Vorrichtungsanfragen-Servicer 125 mehrere Anfragen bedienen, wie mehrere Anfragen von einer einzigen Einheit oder Anwendung oder mehrere Anfragen von verschiedenen Instanzen einer Anwendung. In one embodiment, multiple device request servicers may 125 (and / or multiple instances of at least one device request servicer 125 ) parallel to several Inquiries from multiple requesting units or applications work. In one embodiment, a single device request servicer 125 Serve multiple requests, such as multiple requests from a single unit or application or multiple requests from different instances of an application.

2 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm, das beispielhafte Provider-Geräte 110 darstellt, die Big-Data in Prozesssteuerungssystemen oder -anlagen unterstützen. Wenngleich die Geräte 110 mit Verweis auf die Prozessanlage oder das Prozesssteuerungssystem 10 aus 1 beschrieben sind, können die beispielhaften Provider-Geräte 110 in oder mit anderen Prozessanlagen oder Prozesssteuerungssystemen verwendet werden, um Big-Data darin zu unterstützen. 2 shows a detailed block diagram illustrating example provider devices 110 that support Big Data in process control systems or facilities. Although the devices 110 with reference to the process plant or the process control system 10 out 1 described may be the example provider devices 110 be used in or with other process equipment or process control systems to support big data therein.

Wie vorab beschrieben, können die Provider-Geräte 110 Geräte beinhalten, deren Hauptfunktion darin besteht, automatisch Prozesssteuerungsdaten zu generieren und/oder zu empfangen, die verwendet werden, um Funktionen auszuführen, um einen Prozess in Echtzeit in der Prozessanlagenumgebung 10 zu steuern, wie Prozesssteuerungen, Feldgeräte und I/O-Geräte. In einer Prozessanlagenumgebung 10 empfangen Prozesssteuerungen Signale, die von Feldgeräten durchgeführte Prozessmessungen anzeigen, verarbeiten diese Informationen, um eine Steuerungsroutine zu implementieren, und erzeugen Steuerungssignale, die über verkabelte oder kabellose Kommunikationsverknüpfungen an andere Feldgeräte gesendet werden, um den Betrieb eines Prozesses in der Anlage 10 zu steuern. Typischerweise führt wenigstens ein Feldgerät eine physische Funktion (z. B. Öffnen oder Schließen eines Ventils, Erhöhen oder Verringern einer Temperatur usw.) aus, um den Betrieb eines Prozesses zu steuern, und einige Typen von Feldgeräten können unter Verwendung von I/O-Geräten mit Steuerungen kommunizieren. Prozesssteuerungen, Feldgeräte und I/O-Geräte können verkabelt oder kabellos sein und jede beliebige Anzahl und Kombination an verkabelten und kabellosen Prozesssteuerungen, Feldgeräten und I/O-Geräten kann Knoten 110 des Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerks 100 sein, die Big-Data unterstützen. As described above, the provider devices can 110 Devices whose main function is to automatically generate and / or receive process control data used to perform functions to perform a process in real time in the process plant environment 10 such as process controls, field devices and I / O devices. In a process plant environment 10 Receive Process Controls Signals indicating process measurements made by field devices process this information to implement a control routine and generate control signals that are sent over wired or wireless communication links to other field devices to facilitate the operation of a process in the plant 10 to control. Typically, at least one field device performs a physical function (eg, opening or closing a valve, increasing or decreasing a temperature, etc.) to control the operation of a process, and some types of field devices can be implemented using I / O. Communicate devices with controllers. Process controllers, field devices, and I / O devices can be wired or wireless, and any number and combination of wired and wireless process controllers, field devices, and I / O devices can become nodes 110 of the process control big data network 100 that support Big Data.

Zum Beispiel zeigt 2 eine Steuerung 11, die Big-Data im Prozesssteuerungsnetzwerk oder der Prozesssteuerungsanlage 10 unterstützt. Die Steuerung 11 steht über Eingabe-/Ausgabe-(I/O)-Karten 26 und 28 mit den verkabelten Feldgeräten 15–22 in Kommunikationsverbindung und steht über ein kabelloses Gateway 35 und den Netzwerk-Backbone 105 mit kabellosen Feldgeräten 40–46 in Kommunikationsverbindung. (In einer anderen Ausführungsform kann die Steuerung 11 jedoch unter Verwendung eines anderen Kommunikationsnetzwerks als des Backbones 105, wie unter Verwendung einer anderen verkabelten oder kabellosen Kommunikationsverknüpfung, mit dem kabellosen Gateway 35 in Kommunikationsverbindung stehen.) In 2 ist die Steuerung 11 ein Knoten 110 des Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerks 100 und ist direkt mit dem Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerk-Backbone 105 verbunden. For example, shows 2 a controller 11 , the big data in the process control network or the process control plant 10 supported. The control 11 is via input / output (I / O) cards 26 and 28 with the wired field devices 15 - 22 in communication connection and is via a wireless gateway 35 and the network backbone 105 with wireless field devices 40 - 46 in communication connection. (In another embodiment, the controller 11 however, using a communication network other than the backbone 105 , such as using a different wired or wireless communication link, with the wireless gateway 35 in communication.) In 2 is the controller 11 a knot 110 of the process control system big data network 100 and is directly connected to the process control big data network backbone 105 connected.

Die Steuerung 11, bei der es sich zum Beispiel um die von Emerson Process Management vertriebene DeltaV^TM-Steuerung handeln kann, kann arbeiten, um unter Verwendung von wenigstens einigen der Feldgeräte 15–22 und 40–46 einen Batch-Prozess oder einen kontinuierlichen Prozess zu implementieren In einer Ausführungsform kann die Steuerung 11 zusätzlich zu der Kommunikationsverbindung mit dem Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerk-Backbone 105 unter Verwendung jeder beliebiger Hardware und Software, die zum Beispiel mit Standard-4-20-mA-Geräten, I/O-Karten 26, 28 und/oder jedem beliebigen intelligenten Kommunikationsprotokoll, wie dem FOUNDATION^® Feldbusprotokoll, dem HART^®-Protokoll, dem WirelessHART^®-Protokoll usw. verknüpft ist, auch mit wenigstens einigen der Feldgeräte 15–22 und 40–46 in Kommunikationsverbindung stehen. In einer Ausführungsform kann die Steuerung 11 unter Verwendung des Big-Data-Netzwerk-Backbones 105 mit wenigstens einigen der Feldgeräte 15–22 und 40–46 in Kommunikationsverbindung stehen. In 2 sind die Steuerung 11, die Feldgeräte 15–22 und die I/O-Karten 26, 28 verkabelte Geräte und die Feldgeräte 40–46 sind kabellose Feldgeräte. Selbstverständlich könnten die verkabelten Feldgeräte 15–22 und die kabellosen Feldgeräte 40–46 (jeder) beliebigen anderen gewünschten Norm(en) oder Protokoll(en) entsprechen, wie jedem beliebigen verkabelten oder kabellosen Protokoll, einschließlich beliebiger Normen oder Protokolle, die in der Zukunft entwickelt werden. The control 11 , which may be, for example, the DeltaV ^™ control marketed by Emerson Process Management, may work to use at least some of the field devices 15 - 22 and 40 - 46 implementing a batch process or a continuous process. In one embodiment, the controller may 11 in addition to the communication link with the process control big data network backbone 105 using any hardware and software, for example, with standard 4-20 mA devices, I / O cards 26 . 28 and / or any smart communication protocol such as the FOUNDATION ^® Fieldbus protocol, the HART ^® protocol, the WirelessHART ^® protocol, etc. linked with at least some of the field devices 15 - 22 and 40 - 46 in communication. In one embodiment, the controller 11 using the big data network backbone 105 with at least some of the field devices 15 - 22 and 40 - 46 in communication. In 2 are the controller 11 , the field devices 15 - 22 and the I / O cards 26 . 28 wired devices and the field devices 40 - 46 are wireless field devices. Of course, the wired field devices could 15 - 22 and the wireless field devices 40 - 46 (any) comply with any other desired standard (s) or protocol (s), such as any wired or wireless protocol, including any standards or protocols developed in the future.

Die Steuerung 11 aus 2 beinhaltet einen Prozessor 30, der eine oder mehrere Prozesssteuerungsroutine(n) (die z. B. in einem Speicher 32 gespeichert sind), die Regelkreise beinhalten kann/können, implementiert oder überwacht. Der Prozessor 30 ist konfiguriert, um mit den Feldgeräten 15–22 und 40–46 und mit anderen Knoten (z. B. Knoten 110, 112, 115), die mit dem Backbone 105 in Kommunikationsverbindung stehen, zu kommunizieren. Es ist anzumerken, dass, falls gewünscht, Teile von beliebigen hierin beschriebenen Steuerungsroutinen oder -modulen (einschließlich Qualitätsvorhersage- und Fehlererkennungsmodulen oder Funktionsblöcken) von verschiedenen Steuerungen oder anderen Geräten implementiert oder ausgeführt werden können. Gleichermaßen können die hierin beschriebenen Steuerungsroutinen oder -module, die im Prozesssteuerungssystem 10 implementiert werden sollen, jede beliebige Form annehmen, einschließlich Software, Firmware, Hardware usw. Steuerungsroutinen können in jedem beliebigen, gewünschten Software-Format, wie unter Verwendung von objektorientierter Programmierung, Kontaktplänen, Ablaufsprache, Funktionsblockdiagrammen oder unter Verwendung jeder beliebigen anderen Software-Programmiersprache oder jedes beliebigen anderen Design-Paradigmas implementiert sein. Die Steuerungsroutine kann in jedem gewünschten Speichertyp gespeichert sein, wie einem Arbeitsspeicher (RAM) oder einem Festwertspeicher (ROM). Gleichermaßen können Steuerungsroutinen zum Beispiel fest in einen oder mehrere EPROM(s), EEPROM(s), anwendungsspezifische integrierte Schaltung(en) (ASIC(s)) oder beliebige andere Hardware-oder Firmware-Elemente integriert sein. Dementsprechend kann die Steuerung 11 konfiguriert sein, um eine Steuerungsstrategie oder Steuerungsroutine auf jede beliebige gewünschte Weise zu implementieren. The control 11 out 2 includes a processor 30 containing one or more process control routine (s) (eg, in a memory 32 stored), which may include control circuits, implemented or monitored. The processor 30 is configured to work with the field devices 15 - 22 and 40 - 46 and with other nodes (eg nodes 110 . 112 . 115 ), with the backbone 105 communicate with each other, communicate. It should be noted that if desired, portions of any control routines or modules described herein (including quality prediction and error detection modules or function blocks) may be implemented or executed by various controllers or other devices. Likewise, the control routines or modules described herein may be used in the process control system 10 should be implemented, take any form, including Software, firmware, hardware, etc. Control routines may be implemented in any desired software format, such as using object-oriented programming, ladder diagrams, workflow language, function block diagrams, or any other software programming language or design paradigm. The control routine may be stored in any desired memory type, such as random access memory (RAM) or read only memory (ROM). Likewise, for example, control routines may be tightly integrated with one or more EPROM (s), EEPROM (s), application specific integrated circuit (s) (ASIC (s)), or any other hardware or firmware elements. Accordingly, the controller 11 be configured to implement a control strategy or control routine in any desired manner.

In einigen Ausführungsformen implementiert die Steuerung 11 eine Steuerungsstrategie unter Verwendung von allgemein als Funktionsblöcken bezeichneten Elementen, wobei jeder Funktionsblock ein Objekt oder ein andere Teil (z. B. eine Subroutine) einer Gesamtsteuerungsroutine ist und in Verbindung mit anderen Funktionsblöcken arbeitet (über Kommunikationen, die als Verknüpfungen bezeichnet werden), um Prozessregelkreise im Prozesssteuerungssystem 10 zu implementieren. Steuerungsbasierte Funktionsblöcke führen typischerweise eins aus von einer Eingabefunktion, wie der mit einem Sender, einem Sensor oder einem anderen Prozessparametermessgerät verknüpften, einer Steuerungsfunktion, wie der mit einer Steuerungsroutine, die PID-, Fuzzy Logik- usw. -Steuerung ausführt, verknüpften, oder einer Ausgabefunktion, die den Betrieb eines Geräte, wie eines Ventils, steuert, um eine physische Funktion im Prozesssteuerungssystem 10 auszuführen. Selbstverständlich gibt es Mischformen und andere Formen von Funktionsblöcken. Funktionsblöcke können in der Steuerung 11 gespeichert und ausgeführt werden, was typischerweise der Fall ist, wenn diese Funktionsblöcke für standardmäßige 4-20-mA-Geräte und einige Typen von intelligenten Feldgeräten, wie HART-Geräte, verwendet werden oder mit ihnen verknüpft sind, oder sie können in den Feldgeräten selbst gespeichert und implementiert werden, wie es bei Feldbusgeräten der Fall sein kann. Die Steuerung 11 kann eine oder mehrere Steuerungsroutine(n) 38 beinhalten, die einen oder mehrere Regelkreis(e) implementieren kann/können. Jeder Regelkreis wird typischerweise als ein Steuerungsmodul bezeichnet und kann durch Ausführen eines oder mehrerer der Funktionsblöcke ausgeführt werden. In some embodiments, the controller implements 11 a control strategy using elements generally referred to as function blocks, each function block being an object or other part (e.g., a subroutine) of an overall control routine and operating in conjunction with other functional blocks (via communications referred to as links) Process control loops in the process control system 10 to implement. Control-based functional blocks typically perform one of an input function, such as a control function associated with a transmitter, sensor, or other process parameter measuring device, such as that associated with a control routine that performs PID, fuzzy logic, etc. control, or one Output function that controls the operation of a device, such as a valve, to perform a physical function in the process control system 10 perform. Of course, there are hybrids and other forms of function blocks. Function blocks can be in the controller 11 may be stored and executed, which is typically the case when these function blocks are used for or linked to standard 4-20mA devices and some types of smart field devices, such as HART devices, or they may be in the field devices themselves stored and implemented, as it may be the case with fieldbus devices. The control 11 can one or more control routine (s) 38 include, which can implement one or more control loop (s). Each control loop is typically referred to as a control module and may be executed by executing one or more of the functional blocks.

Andere Beispiele von Geräten 110, die Big-Data in der Prozessanlage oder dem Prozesssystem 10 unterstützen, sind die verkabelten Feldgeräte 15–22 und die I/O-Karten 26, 28 aus 2. Die verkabelten Feldgeräte 15–22 können beliebige Gerätetypen sein, wie Sensoren, Ventile, Sender, Steller usw., während die I/O-Karten 26 und 28 beliebige I/O-Gerätetypen sein können, die jedem beliebigen gewünschten Kommunikations- oder Steuerungsprotokoll entsprechen. In 2 sind die Feldgeräte 15–18 standardmäßige 4-20 mA-Geräte oder HART-Geräte, die über analoge Leitungen oder kombiniert analoge und digitale Leitungen mit der I/O-Karte 26 kommunizieren, während die Feldgeräte 19–22 intelligente Geräte sind, wie FOUNDATION^® Feldbus-Feldgeräte, die unter Verwendung eines Feldbus-Kommunikationsprotokolls über einen digitalen Bus mit der I/O-Karte 28 kommunizieren. In einigen Ausführungsformen können jedoch wenigstens einige der verkabelten Feldgeräte 15–22 und/oder wenigstens einige der I/O-Karten 26, 28 unter Verwendung des Big-Data-Netzwerk-Backbones 105 mit der Steuerung 11 kommunizieren. In einigen Ausführungsformen sind wenigstens einige der verkabelten Feldgeräte 15–22 und/oder wenigstens einige der I/O-Karten 26, 28 Knoten 108 des Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerks 100. Other examples of devices 110 , the big data in the process plant or the process system 10 support, are the wired field devices 15 - 22 and the I / O cards 26 . 28 out 2 , The wired field devices 15 - 22 can be any type of device, such as sensors, valves, transmitters, actuators, etc., while the I / O cards 26 and 28 can be any I / O device types that match any desired communication or control protocol. In 2 are the field devices 15 - 18 standard 4-20 mA devices or HART devices that use analog lines or combined analog and digital lines with the I / O card 26 communicate while the field devices 19 - 22 smart devices, such as FOUNDATION ^® fieldbus field devices, are connected to the I / O card using a fieldbus communication protocol via a digital bus 28 communicate. However, in some embodiments, at least some of the wired field devices may 15 - 22 and / or at least some of the I / O cards 26 . 28 using the big data network backbone 105 with the controller 11 communicate. In some embodiments, at least some of the wired field devices are 15 - 22 and / or at least some of the I / O cards 26 . 28 node 108 of the process control system big data network 100 ,

Die in 2 dargestellten, kabellosen Feldgeräte 40–46 beinhalten Beispiele der Geräte 110, die Big-Data in der Prozessanlage oder dem Prozesssystem 10 unterstützen (z. B. Gerät 42a). In 2 kommunizieren die kabellosen Feldgeräte 40–46 unter Verwendung eines kabellosen Protokolls, wie des WirelessHART-Protokolls, in einem kabellosen Netzwerk 70. Derartige kabellose Feldgeräte 40–46 können direkt mit einem oder mehreren anderen Gerät(en) oder Knoten 108 des Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerks 100 kommunizieren, die ebenfalls konfiguriert sind, um kabellos zu kommunizieren (zum Beispiel unter Verwendung des kabellosen Protokolls). Um mit einem oder mehreren anderen Knoten 108 zu kommunizieren, der/die nicht konfiguriert ist/sind, um kabellos zu kommunizieren, können die kabellosen Feldgeräte 40–46 ein kabelloses Gateway 35 verwenden, das mit dem Backbone 105 oder einem anderen Prozesssteuerungskommunikationsnetzwerk verbunden ist. Wenngleich in 2 nur ein kabelloses Feldgerät 42a als Big-Data in der Prozessanlage 10 unterstützend dargestellt ist, kann eine beliebige Anzahl an kabellosen Feldgeräten, die Big-Data unterstützen, verwendet werden. In the 2 shown, wireless field devices 40 - 46 include examples of the devices 110 , the big data in the process plant or the process system 10 support (eg device 42a ). In 2 Communicate the wireless field devices 40 - 46 using a wireless protocol, such as the WirelessHART protocol, in a wireless network 70 , Such wireless field devices 40 - 46 can communicate directly with one or more other device (s) or nodes 108 of the process control big data network 100 which are also configured to communicate wirelessly (using, for example, the wireless protocol). To deal with one or more other nodes 108 The wireless field devices can communicate to those who are not configured to communicate wirelessly 40 - 46 a wireless gateway 35 use that with the backbone 105 or another process control communication network. Although in 2 only a wireless field device 42a as big data in the process plant 10 supportive, any number of wireless field devices that support Big Data can be used.

Das kabellose Gateway 35 ist ein weiteres Beispiel eines Provider-Geräts 110, das Big-Data in der Prozesssteuerungsanlage oder dem Prozesssteuerungssystem 10 unterstützt. Das kabellose Gateway 35 kann Zugang zu verschiedenen kabellosen Geräten 40–58 eines kabellosen Kommunikationsnetzwerks 70 bereitstellen. Insbesondere stellt das kabellose Gateway 35 eine Kommunikationsverknüpfung zwischen den kabellosen Geräten 40–58, den verkabelten Geräten 11–28 und/oder anderen Knoten oder Geräten 108 des Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerks 100 bereit (einschließlich der Steuerung 11 aus 2). Zum Beispiel kann das kabellose Gateway 35 unter Verwendung des Big-Data-Netzwerk-Backbones 105 und/oder unter Verwendung eines oder mehrerer anderer Kommunikationsnetzwerks/-e der Prozessanlage 10 eine Kommunikationsverknüpfung bereitstellen. The wireless gateway 35 is another example of a provider device 110 , the big data in the process control system or the process control system 10 supported. The wireless gateway 35 can access different wireless devices 40 - 58 a wireless communication network 70 provide. In particular, the wireless gateway provides 35 a communication link between the wireless devices 40 - 58 , the wired devices 11 - 28 and / or others Nodes or devices 108 of the process control big data network 100 ready (including the controller 11 out 2 ). For example, the wireless gateway 35 using the big data network backbone 105 and / or using one or more other communication network (s) of the process plant 10 provide a communication link.

Das kabellose Gateway 35 stellt in einigen Fällen durch Routing, Puffern und Zeitgebungsdienste eine Kommunikationsverbindung zu tiefer gelegenen Ebenen der verkabelten und kabellosen Protokollstapel (z. B. Adressumwandlung, Routing, Paketsegmentierung, Priorisieren usw.) bereit und durchtunnelt eine gemeinsame Ebene oder Ebenen der verkabelten und kabellosen Protokollstapel. In anderen Fällen kann das kabellose Gateway 35 Befehle zwischen verkabelten und kabellosen Protokollen übersetzen, die keine Protokollebenen teilen. Zusätzlich zu Protokoll- und Befehlsumwandlung kann das kabellose Gateway 35 synchronisierte Zeitgebung bereitstellen, die von Zeitschlitzen und Superframes (Sätzen an Kommunikationszeitschlitzen, die zeitlich gleich beabstandet sind) eines Planungsschemas verwendet werden, das mit dem im kabellosen Netzwerk 70 implementierten kabellosen Protokoll verknüpft ist. Ferner kann das kabellose Gateway 35 Netzwerkmanagement und administrative Funktionen für das kabellose Netzwerk 70 bereitstellen, wie Ressourcenmanagement, Leistungsanpassungen, Netzwerkfehlerbehebung, Überwachen von Verkehr, Sicherheit und dergleichen. Das kabellose Gateway 35 kann ein Knoten 110 des Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerks 100 sein. The wireless gateway 35 In some cases, routing, buffers, and timing services provide a communication link to lower levels of the wired and wireless protocol stacks (eg, address translation, routing, packet segmentation, prioritizing, etc.) and tunnel through a common level or levels of wired and wireless protocol stacks. In other cases, the wireless gateway 35 Translate commands between wired and wireless protocols that do not share log levels. In addition to protocol and command conversion, the wireless gateway 35 provide synchronized timing, which is used by time slots and superframes (sets of communication slots that are equally spaced in time) of a scheduling scheme with that in the wireless network 70 implemented wireless protocol is linked. Furthermore, the wireless gateway 35 Network management and administrative functions for the wireless network 70 such as resource management, performance adjustments, network troubleshooting, traffic monitoring, security, and the like. The wireless gateway 35 can be a knot 110 of the process control system big data network 100 be.

Ähnlich wie die verkabelten Feldgeräte 15–22 können die kabellosen Feldgeräte 40–46 des kabellosen Netzwerks 70 physische Steuerungsfunktionen in der Prozessanlage 10 ausführen, z. B. Öffnen oder Schließen von Ventilen oder Ablesen von Messungen von Prozessparametern. Die kabellosen Feldgeräte 40–46 sind jedoch konfiguriert, um unter Verwendung des kabellosen Protokolls des Netzwerks 70 zu kommunizieren. Demnach sind die kabellosen Feldgeräte 40–46, das kabellose Gateway 35 und andere kabellose Knoten 52–58 des kabellosen Netzwerks 70 Produzenten und Verbraucher von kabellosen Kommunikationspaketen. Similar to the wired field devices 15 - 22 can the wireless field devices 40 - 46 of the wireless network 70 physical control functions in the process plant 10 execute, for. Opening or closing valves or reading measurements from process parameters. The wireless field devices 40 - 46 However, they are configured to use the wireless protocol of the network 70 to communicate. Accordingly, the wireless field devices 40 - 46 , the wireless gateway 35 and other wireless nodes 52 - 58 of the wireless network 70 Producers and consumers of wireless communication packages.

In einigen Szenarien kann das kabellose Netzwerk 70 nicht kabellose Geräte beinhalten. Zum Beispiel kann ein Feldgerät 48 aus 2 ein altes 4-20 mA-Gerät sein und ein Feldgerät 50 kann ein traditionelles verkabeltes HART-Gerät sein. Um innerhalb des Netzwerks 70 zu kommunizieren, können die Feldgeräte 48 und 50 über einen kabellosen Adapter 52a oder 52b mit dem kabellosen Kommunikationsnetzwerk 70 verbunden sein. Zusätzlich können die kabellosen Adapter 52a, 52b andere Kommunikationsprotokolle, wie Foundation^® Feldbus, PROFIBUS, DeviceNet usw. unterstützen. In 2 ist der kabellose Adapter 52a als ein Gerät 110 dargestellt, das Big-Data in der Prozessanlage 10 unterstützt. In some scenarios, the wireless network can 70 do not include wireless devices. For example, a field device 48 out 2 an old 4-20 mA device and a field device 50 can be a traditional wired HART device. To within the network 70 The field devices can communicate 48 and 50 via a wireless adapter 52a or 52b with the wireless communication network 70 be connected. Additionally, the wireless adapters 52a . 52b other communication protocols such as Foundation Fieldbus ^®, support PROFIBUS, DeviceNet, etc.. In 2 is the wireless adapter 52a as a device 110 represented the big data in the process plant 10 supported.

Ferner kann das kabellose Netzwerk 70 einen oder mehrere Netzwerkzugangspunkt(e) 55a, 55b beinhalten, bei denen es sich um separate physische Geräte handeln kann, die mit dem kabellosen Gateway 35 in verkabelter Verbindung stehen oder die mit dem kabellosen Gateway 35 als ein integrales Gerät bereitgestellt sein können. In 2 ist der Netzwerkzugangspunkt 55a als ein Gerät 110 dargestellt, das Big-Data in der Prozessanlage 10 unterstützt. Das kabellose Netzwerk 70 kann außerdem einen oder mehrere Router 58 beinhalten, um Pakete von einem kabellosen Gerät an ein anderes kabelloses Gerät im kabellosen Kommunikationsnetzwerk 70 weiterzuleiten. In einer Ausführungsform können wenigstens einige der Router 58 Big-Data im Prozesssteuerungssystem 10 bereitstellen. Die kabellosen Geräte 32–46 und 52–58 können über kabellose Verknüpfungen 60 des kabellosen Kommunikationsnetzwerks 70 miteinander und mit dem kabellosen Gateway 35 kommunizieren. Furthermore, the wireless network 70 one or more network access point (s) 55a . 55b which may be separate physical devices connected to the wireless gateway 35 stand in wired connection or with the wireless gateway 35 can be provided as an integral device. In 2 is the network access point 55a as a device 110 represented the big data in the process plant 10 supported. The wireless network 70 can also have one or more routers 58 Include packets from one wireless device to another wireless device in the wireless communication network 70 forward. In one embodiment, at least some of the routers 58 Big data in the process control system 10 provide. The wireless devices 32 - 46 and 52 - 58 can via wireless links 60 of the wireless communication network 70 with each other and with the wireless gateway 35 communicate.

Dementsprechend beinhaltet 2 mehrere Beispiele von Provider-Geräten 110, die primär dazu dienen, Netzwerk-Routing-Funktionalität und Administration an verschiedene Netzwerke des Prozesssteuerungssystems bereitzustellen. Zum Beispiel beinhalten das kabellose Gateway 35, die Zugangspunkte 55a, 55b und der Router 58 Funktionalitäten, um kabellose Pakete im kabellosen Kommunikationsnetzwerk 70 zu leiten. Das kabellose Gateway 35 führt Verkehrsmanagement und administrative Funktionen für das kabellose Netzwerk 70 aus und leitet Verkehr an und von verkabelte(n) Netzwerke(n), die mit dem kabellosen Netzwerk 70 in Kommunikationsverbindung stehen. Das kabellose Netzwerk 70 kann ein kabelloses Prozesssteuerungsprotokoll verwenden, das spezifisch Prozesssteuerungsmitteilungen und -funktionen unterstützt, wie Wireless-HART. Wie in 2 dargestellt, unterstützen die Geräte 35, 55a, 52a und 42a des kabellosen Netzwerks 70 Big-Data in der Prozesssteuerungsanlage oder dem Prozesssteuerungsnetzwerk 10, jede beliebige Anzahl an beliebigen Typen von Knoten des kabellosen Netzwerks 70 kann jedoch Big-Data in der Prozessanlage 10 unterstützen. Accordingly includes 2 several examples of provider devices 110 primarily intended to provide network routing functionality and administration to various networks of the process control system. For example, include the wireless gateway 35 , the access points 55a . 55b and the router 58 Functionality to wireless packets in the wireless communication network 70 to lead. The wireless gateway 35 performs traffic management and administrative functions for the wireless network 70 and routes traffic to and from wired network (s) connected to the wireless network 70 in communication. The wireless network 70 can use a wireless process control protocol that specifically supports process control messages and functions, such as wireless HART. As in 2 shown support the devices 35 . 55a . 52a and 42a of the wireless network 70 Big data in the process control plant or the process control network 10 , any number of arbitrary types of wireless network nodes 70 However, big data can be in the process plant 10 support.

Die Geräte 110 des Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerks 100, die Big-Data unterstützen, können jedoch auch andere Geräte beinhalten, die unter Verwendung anderer kabelloser Protokolle kommunizieren. In 2 beinhalten die Provider-Geräte oder -Knoten 110, die Big-Data unterstützen, einen oder mehrere kabellose(n) Zugangspunkt(e) 72, der/die andere kabellose Protokolle verwendet/-n, wie Wi-Fi oder andere IEEE 802.11 -konforme, kabellose LAN-Protokolle, mobile Kommunikationsprotokolle, wie WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), LTE (Long Term Evolution) oder andere ITU-R-(International Telecommunication Union Radiocommunication Sector)-kompatible Protokolle, Kurzwellenfunkkommunikationen, wie Nahfeldkommunikationen (NFC) und Bluetooth oder andere kabellose Kommunikationsprotokolle. Typischerweise ermöglichen derartige kabellose Zugangspunkte 72, dass Handgeräte oder andere tragbare Rechnergeräte (z. B. Benutzerschnittstellengeräte 112) über ein jeweiliges kabelloses Netzwerk kommunizieren, das sich von dem kabellosen Netzwerk 70 unterscheidet und das ein anderes kabelloses Protokoll unterstützt als das kabellose Netzwerk 70. In einigen Szenarien kann/können ein oder mehrere Prozesssteuerungsgerät(e) (z. B. Steuerung 11, Feldgeräte 15–22 oder kabellose Geräte 35, 40–58) zusätzlich zu tragbaren Rechnergeräten unter Verwendung des durch die Zugangspunkte 72 unterstützten kabellosen Netzwerks kommunizieren. The devices 110 of the process control big data network 100 that support Big Data, however, may include other devices that communicate using other wireless protocols. In 2 include the provider devices or nodes 110 supporting big data, one or more wireless access point (s) 72 that uses other wireless protocols, such as Wi-Fi or others IEEE 802.11 -compliant, wireless LAN protocols, mobile communication protocols such as Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX), Long Term Evolution (LTE) or other International Telecommunication Union Radiocommunication Sector (ITU-R) compatible protocols, shortwave radio communications such as Near Field Communications (NFC) and Bluetooth or other wireless communication protocols. Typically, such wireless access points allow 72 in that handsets or other portable computing devices (eg, user interface devices 112 ) communicate over a respective wireless network extending from the wireless network 70 and that supports a different wireless protocol than the wireless network 70 , In some scenarios, one or more process control device (s) (eg, controller 11 , Field devices 15 - 22 or wireless devices 35 . 40 - 58 ) in addition to portable computing devices using the through the access points 72 supported wireless network.

Die Provider-Geräte oder -Knoten 110, die Big-Data in der Prozessanlage oder dem Prozesssystem 10 unterstützen, können ein oder mehrere Gateway(s) 75, 78 zu Systemen, die extern vom direkten Prozesssteuerungssystem 10 liegen, beinhalten. Typischerweise sind derartige Systeme Abnehmer oder Anbieter von Informationen, die vom Prozesssteuerungssystem 10 generiert oder von ihm bearbeitet werden. Zum Beispiel kann ein Anlagen-Gateway-Knoten 75 die direkte Prozessanlage 10 (die ihren eigenen entsprechenden Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerk-Backbone 105 aufweist) kommunikativ mit einer anderen Prozessanlage verknüpfen, die ihren eigenen entsprechenden Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerk-Backbone aufweist. In einer Ausführungsform kann ein einziger Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerk-Backbone 105 mehrere Prozessanlagen oder Prozesssteuerungsumgebungen bedienen. Das Netzwerk 105 kann eine oder mehrere Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung(en) 102 unterstützen, die sich entfernt von den physischen Prozessanlagen befindet/befinden, und jede Big-Data-Vorrichtung 102 kann eine oder mehrere Prozessanlage(n) bedienen. The provider devices or nodes 110 , the big data in the process plant or the process system 10 can support one or more gateway (s) 75 . 78 to systems external to the direct process control system 10 lie, involve. Typically, such systems are customers or providers of information provided by the process control system 10 generated or edited by him. For example, a plant gateway node 75 the direct process plant 10 (which has its own corresponding process control big data network backbone 105 communicatively associate with another process plant having its own corresponding process control big data network backbone. In one embodiment, a single process control big data network backbone 105 Serve multiple process plants or process control environments. The network 105 may include one or more process control system big data device (s) 102 support remote from the physical process plants, and any big data device 102 can serve one or more process plant (s).

In einem anderen Beispiel kann ein Anlagen-Gateway-Knoten 75 die direkte Prozessanlage 10 kommunikativ mit einer alten Prozessanlage oder einer im Stand der Technik bekannten Prozessanlage verbinden, die kein(en) Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerk 100 oder -Backbone 105 beinhaltet. In diesem Beispiel kann der Anlagen-Gateway-Knoten 75 Nachrichten zwischen einem Protokoll, das vom Prozesssteuerungs-Big-Data-Backbone 105 der Anlage 10 verwendet wird, und einem anderen Protokoll, das vom alten System verwendet wird (z. B. Ethernet, Profibus, Feldbus, DeviceNet usw.), umwandeln oder übersetzen. In another example, a plant gateway node 75 the direct process plant 10 communicate communicatively with an old process plant or a process plant known in the art that does not have a process control big data network 100 or -Backbone 105 includes. In this example, the attachment gateway node 75 Messages between a log coming from the process control big data backbone 105 the plant 10 and another protocol used by the old system (eg, Ethernet, Profibus, Fieldbus, DeviceNet, etc.), convert or translate.

Die Provider-Geräte oder -Knoten 110, die Big-Data in der Prozessanlage oder dem Prozesssystem 10 unterstützen, können einen oder mehrere externe(n) System-Gateway-Knoten 78 beinhalten, um das Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerk 100 kommunikativ mit dem Netzwerk eines externen öffentlichen oder privaten Systems zu verbinden, wie eines Laborsystems (z. B. Laboratory Information Management System oder LIMS), einer Bedienerrundendatenbank, eines Materialtransportsystems, eines Wartungsmanagementsystems, eines Produktinventarsteuerungssystems, eines Produktionsplanungssystems, eines Wetterdatensystems, eines Versand- und Vertriebssystems, eines Verpackungssystems, des Internets, des Prozesssteuerungssystems eines anderen Anbieters oder anderen externen Systemen. The provider devices or nodes 110 , the big data in the process plant or the process system 10 can support one or more external system gateway nodes 78 involve the process control big data network 100 communicatively connected to the network of an external public or private system, such as a laboratory system (eg Laboratory Information Management System or LIMS), an operator database, a material handling system, a maintenance management system, a product inventory control system, a production planning system, a weather data system, a shipping distribution system, a packaging system, the Internet, another supplier's process control system or other external systems.

Wenngleich 2 nur eine einzige Steuerung 11 mit einer begrenzten Anzahl an Feldgeräten 15–22 und 40–46 zeigt, ist dies nur eine beispielhafte und nicht einschränkende Ausführungsform. Jede beliebige Anzahl an Steuerungen 11 kann in den Provider-Geräten oder -Knoten 110 des Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerks 100 enthalten sein und jede beliebige der Steuerungen 11 kann mit jeder beliebigen Anzahl an verkabelten oder kabellosen Feldgeräten 15–22, 40–46 kommunizieren, um einen Prozess in der Anlage 10 zu steuern. Ferner kann die Prozessanlage 10 außerdem jede beliebige Anzahl an kabellosen Gateways 35, Routern 58, Zugangspunkten 55, kabellosen Prozesssteuerungskommunikationsnetzwerken 70, Zugangspunkten 72 und/oder Gateways 75, 78 beinhalten. Although 2 only a single controller 11 with a limited number of field devices 15 - 22 and 40 - 46 This is only an exemplary and non-limiting embodiment. Any number of controllers 11 can be in the provider devices or nodes 110 of the process control big data network 100 be included and any of the controls 11 can work with any number of wired or wireless field devices 15 - 22 . 40 - 46 communicate to a process in the plant 10 to control. Furthermore, the process plant 10 plus any number of wireless gateways 35 , Routers 58 , Access points 55 , wireless process control communication networks 70 , Access points 72 and / or gateways 75 . 78 include.

Wie vorab beschrieben, kann eins oder können mehrere der Provider-Geräte oder -Knoten 110, die Big-Data in der Prozessanlage oder dem Prozesssystem 10 unterstützen, einen jeweiligen Prozessor P_MCX mit mehreren Verarbeitungselementen, einen jeweiligen High-Density-Speicher M_X oder sowohl einen jeweiligen Prozessor P_MCX mit mehreren Verarbeitungselementen als auch einen jeweiligen High-Density-Speicher M_X (in 2 durch BD gekennzeichnet) beinhalten. Jeder Provider-Knoten 100 kann seinen Speicher M_X (und in einigen Ausführungsformen seinen Flash-Speicher) verwenden, um Daten zu sammeln und zwischen zu speichern. Jedes der Geräte 110 kann veranlassen, dass seine gesammelten Daten an die Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung 102 übertragen werden. As previously described, one or more of the provider devices or nodes may 110 , the big data in the process plant or the process system 10 support, a respective processor P _MCX having a plurality of processing elements, a respective high-density memory M _X or both a respective processor P _MCX with a plurality of processing elements and a respective high-density memory M _X (in 2 denoted by BD). Each provider node 100 can use its memory M _X (and in some embodiments its flash memory) to collect and store data. Each of the devices 110 can cause its collected data to the process control system big data device 102 be transmitted.

3 zeigt ein Blockdiagramm eines beispielhaften Geräts 300, das Big-Data in Prozessanlagen oder -systemen, wie der Prozessanlage 10 aus 1 oder anderen geeigneten Prozessanlagen oder -systemen, unterstützt. Das Gerät 300 ist konfiguriert, um Daten (z. B. Big-Data), die einer Prozessanlage und/oder einem in der Prozessanlage gesteuerten Prozess entsprechen, zu sammeln, zu speichern und zu übertragen. In einer Ausführungsform ist das Gerät 300 einer/eins von den Provider-Knoten oder -Geräten 110. Zum Beispiel kann das Gerät 300 eine Prozesssteuerung (z. B. die Steuerung 11 aus 2), ein Feldgerät (z. B. eins der Feldgeräte 15–22 und 40–46 aus 2), ein I/O-Gerät (z. B. eine der I/O-Karten 26, 28 aus 2), ein Netzwerk- oder Netzwerkmanagementgerät (z. B. das kabellose Gateway 35, der Router 58, der Zugangspunkt 72 aus 2) oder ein Vergangenheitsdatenspeichergerät sein, dessen Hauptfunktion darin besteht, Daten, die durch das Prozesssteuerungssystem 10 angesammelt werden, zeitweise zu speichern. In einer Ausführungsform ist das Gerät 300 ein Benutzerschnittstellengerät (z. B. einer/eins der Benutzerschnittstellenknoten oder -geräte 112 aus 1) oder das Gerät 300 ist ein anderer Gerätetyp 115. Es wird angemerkt, dass 3 der Einfachheit der Beschreibung halber nachstehend mit Verweis auf 1 und 2 beschrieben und nicht als einschränkend auszulegen ist. 3 shows a block diagram of an exemplary device 300 Big data in process equipment or systems, such as the process plant 10 out 1 or other suitable process equipment or systems. The device 300 is configured to collect data (eg, big data) corresponding to a process plant and / or process controlled in the process plant save and transfer. In one embodiment, the device is 300 one / one of the provider nodes or devices 110 , For example, the device may 300 a process control (eg the controller 11 out 2 ), a field device (eg one of the field devices 15 - 22 and 40 - 46 out 2 ), an I / O device (for example, one of the I / O cards 26 . 28 out 2 ), a network or network management device (such as the wireless gateway 35 , the router 58 , the access point 72 out 2 ) or a historical data storage device whose primary function is to transfer data through the process control system 10 accumulated, temporarily store. In one embodiment, the device is 300 a user interface device (eg, one / one of the user interface nodes or devices 112 out 1 ) or the device 300 is another device type 115 , It is noted that 3 For simplicity of description, see below with reference to 1 and 2 and is not to be construed as limiting.

Das Gerät 300 kann ein Knoten eines Netzwerks sein, das Big-Data in einem Prozesssteuerungssystem unterstützt, wie das Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk 100 aus 1 oder ein anderes geeignetes Netzwerk. Als solches kann das Gerät 300 kommunikativ mit einem Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk-Backbone, wie dem Backbone 105 verknüpft sein. Zum Beispiel ist das Gerät 300 unter Verwendung einer Netzwerkschnittstelle 302 mit dem Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk-Backbone 105 gekoppelt. The device 300 may be a node of a network that supports big data in a process control system, such as the process control system big data network 100 out 1 or another suitable network. As such, the device can 300 communicatively with a process control system big data network backbone, such as the backbone 105 be linked. For example, the device is 300 using a network interface 302 with the process control system big data network backbone 105 coupled.

In einer Ausführungsform arbeitet das Gerät 300 in der Prozessanlage oder dem Prozesssteuerungssystem 10, um einen Prozess in Echtzeit zu steuern, z. B. als Teil eines Regelkreises. Zum Beispiel kann das Gerät 300 unter Verwendung einer Netzwerkschnittstelle 305 mit einem Prozesssteuerungskommunikationsnetzwerk 303 verbunden sein, über das das Gerät 300 Signale an andere Geräte übertragen und/oder von ihnen empfangen kann, um einen Prozess in Echtzeit im Prozesssteuerungssystem 10 zu steuern. Das Prozesssteuerungskommunikationsnetzwerk 303 kann ein verkabeltes oder kabelloses Kommunikationsnetzwerk (z. B. das kabellose Netzwerk 70, ein Feldbus-Netzwerk, ein verkabeltes HART-Netzwerk usw.) sein oder das Prozesssteuerungskommunikationsnetzwerk 303 kann sowohl ein verkabeltes als auch ein kabelloses Kommunikationsnetzwerk beinhalten. Zusätzlich oder alternativ kann das Gerät 300 Signale übertragen und/oder empfangen, um den Prozess unter Verwendung des Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerk-Backbones 105 in Echtzeit zu steuern, z. B. über die Netzwerkschnittstelle 302. In einer Ausführungsform können die Netzwerkschnittstelle 302 und die Prozesssteuerungsschnittstelle 305 dieselbe Schnittstelle sein (z. B. eine integrale Schnittstelle). In one embodiment, the device operates 300 in the process plant or the process control system 10 to control a process in real time, eg. B. as part of a control loop. For example, the device may 300 using a network interface 305 with a process control communication network 303 connected via the device 300 Signals can be transmitted to and / or received by other devices to perform a real-time process in the process control system 10 to control. The process control communication network 303 can be a wired or wireless communication network (such as the wireless network 70 , a fieldbus network, a wired HART network, etc.) or the process control communication network 303 can include both a wired and a wireless communication network. Additionally or alternatively, the device 300 Signals are transmitted and / or received to the process using the process control big data network backbone 105 to control in real time, eg. Via the network interface 302 , In one embodiment, the network interface 302 and the process control interface 305 same interface (eg an integral interface).

Die Prozesssteuerungsschnittstelle 305 kann konfiguriert sein, um Daten zu übertragen und/oder zu empfangen, die einem Prozess der Prozessanlage 10 oder einem Prozess, der in der Prozessanlage 10 gesteuert wird, entsprechen. Die Prozesssteuerungsdaten können Messdaten (z. B. Ausgaben, Raten usw.), Konfigurationsdaten (z. B. Sollwerte, Konfigurationsveränderungen usw.), Batch-Daten (z. B. Batch-Rezepte, Batch-Bedingungen usw.), Ereignisdaten (z. B. Alarme, Prozesssteuerungsereignisse usw.), kontinuierliche Daten (z. B. Parameterwerte, Video-Feeds usw.), berechnete Daten (z. B. interne Zustände, Zwischenberechnungen usw.), Diagnosedaten, Daten, die die Gesundheit des Geräts 300 oder eines anderen Geräts anzeigen, und/oder beliebige andere gewünschte Daten beinhalten. Ferner können die Prozesssteuerungsdaten Daten beinhalten, die vom Gerät 300 selbst erzeugt wurden, z. B. für Diagnostik, Gesundheitsüberwachung usw. The process control interface 305 may be configured to transmit and / or receive data related to a process plant process 10 or a process in the process plant 10 is controlled, correspond. The process control data may include measurement data (eg, outputs, rates, etc.), configuration data (eg, setpoints, configuration changes, etc.), batch data (eg, batch recipes, batch conditions, etc.), event data (e.g. eg, alarms, process control events, etc.), continuous data (eg, parameter values, video feeds, etc.), calculated data (eg, internal states, intermediate calculations, etc.), diagnostic data, health data, etc. equipment 300 or other device, and / or include any other desired data. Further, the process control data may include data received from the device 300 were generated themselves, z. B. for diagnostics, health monitoring, etc.

In einer Ausführungsform ist das Gerät 300 eine Prozesssteuerung und die Prozesssteuerungsschnittstelle 305 wird verwendet, um eine Konfiguration der Steuerung (z. B. von einer Arbeitsstation) zu erfassen und/oder um Daten zu erfassen, die direkt an ein mit der Steuerung verbundenes Feldgerät übertragen werden oder von ihm empfangen werden, um einen Prozess in Echtzeit zu steuern. Zum Beispiel kann die Steuerung mit einem kabellosen HART-Ventilsteller verbunden sein, der Ventilsteller kann Prozesssteuerungsdaten generieren, die einem Zustand des Ventils entsprechen, und kann die generierten Daten über die Prozesssteuerungsschnittstelle 305 an die Steuerung bereitstellen. Die empfangenen Daten können in der Steuerung gespeichert werden und/oder können von der Steuerung verwendet werden, um eine Steuerungsfunktion oder wenigstens einen Teil eines Regelkreises auszuführen. In einer anderen Ausführungsform ist das Gerät 300 ein I/O-Gerät, das eine Verbindung zwischen einer Steuerung und einem Feldgerät bereitstellt. In dieser Ausführungsform beinhaltet die Prozesssteuerungsschnittstelle 305 eine Feldgerätschnittstelle, um Prozesssteuerungsdaten mit dem Feldgerät auszutauschen, und eine Steuerungsschnittelle, um Prozesssteuerungsdaten mit der Steuerung auszutauschen. Die Feldgerätschnittstelle ist mit der Steuerungsschnittstelle verbunden, sodass Daten über das I/O-Gerät von der Steuerung an das Feldgerät übertragen und von ihm empfangen werden können. In einer weiteren anderen Ausführungsform ist das Gerät 300 ein Feldgerät, das eine physische Funktion ausführt, um einen Prozess zu steuern. Zum Beispiel kann das Gerät 300 ein Durchflussratenmesser sein, der Prozesssteuerungsdaten, die einer aktuellen, gemessenen Strömung entsprechen, über die Prozesssteuerungsschnittstelle 305 misst und erfasst und der ein Signal, das der gemessenen Strömung entspricht, über die Schnittstelle 305 an eine Steuerung sendet, um einen Prozess zu steuern. In einer Ausführungsform ist das Gerät 300 ein Prozesssteuerungsgerät, das Diagnoseinformationen über die Schnittstelle 305 über ein(e) Kommunikationsnetzwerk oder -verknüpfung 303 sendet/empfängt und veranlasst, dass derartige Diagnoseinformationen über die Schnittstelle 302 und den Big-Data-Backbone 105 historisiert werden. In one embodiment, the device is 300 a process control and the process control interface 305 is used to detect a configuration of the controller (eg, from a workstation) and / or to acquire data that is transmitted directly to or received from a field device connected to the controller for real-time processing of a process Taxes. For example, the controller may be connected to a wireless HART valve actuator, the valve controller may generate process control data corresponding to a state of the valve, and may generate the generated data via the process control interface 305 to the controller. The received data may be stored in the controller and / or may be used by the controller to perform a control function or at least part of a control loop. In another embodiment, the device 300 an I / O device that provides a connection between a controller and a field device. In this embodiment, the process control interface includes 305 a field device interface to exchange process control data with the field device, and a control section to exchange process control data with the controller. The field device interface is connected to the control interface so that data can be transferred via the I / O device from the controller to the field device and received by it. In another further embodiment, the device is 300 a field device that performs a physical function to control a process. For example, the device may 300 a flow rate meter that communicates process control data corresponding to a current measured flow through the process control interface 305 measures and captures and the one Signal corresponding to the measured flow over the interface 305 sends to a controller to control a process. In one embodiment, the device is 300 a process control device that provides diagnostic information about the interface 305 via a communication network or link 303 sends / receives and causes such diagnostic information via the interface 302 and the big data backbone 105 be historicized.

Wenngleich die obige Beschreibung das Gerät 300 als ein in einem Regelkreis arbeitendes Prozesssteuerungsgerät beschreibt, treffen die oben bereitgestellten Techniken und Beschreibungen gleichermaßen auf Ausführungsformen zu, in denen das Gerät 300 ein anderer Gerätetyp ist, der mit der/dem Prozesssteuerungsanlage oder -system 10 verknüpft ist. In einem Beispiel ist das Gerät 300 ein Netzwerkmanagementgerät, wie ein Zugangspunkt 72. Das Netzwerkmanagementgerät beobachtet Daten (z. B. Bandbreite, Verkehr, Datentypen, Netzwerkkonfiguration, Login-Identitäten und -Versuche usw.) über die Schnittstelle 305 und leitet die erzeugten Daten über die Netzwerkschnittstelle 302 an den Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk-Backbone 105 weiter. In einem weiteren anderen Beispiel ist das Gerät 300 ein Benutzerschnittstellengerät 112 (z. B. ein mobiles Gerät, ein Tablet usw.), das konfiguriert ist, um es einem Benutzer oder Bediener zu ermöglichen, mit dem Prozesssteuerungssystem oder der Prozessanlage 10 zu interagieren. Zum Beispiel kann die Netzwerkschnittstelle 305 in dem Gerät 300 eine Schnittstelle mit einer Wi-Fi- oder NFC-Kommunikationsverknüpfung sein, die es dem Benutzer ermöglicht, Aktivitäten in der Prozessanlage 10 auszuführen, wie konfigurieren, ansehen, planen, überwachen usw. Benutzer-Logins, Befehle und Antworten können über die Schnittstelle 305 gesammelt und über die Netzwerkschnittstelle 302 an den Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk-Backbone 105 übertragen werden. Although the above description is the device 300 As a process control device operating in a closed loop, the techniques and descriptions provided above apply equally to embodiments in which the device 300 another type of device is the one with the process control equipment or system 10 is linked. In one example, the device is 300 a network management device, such as an access point 72 , The network management device observes data (e.g., bandwidth, traffic, data types, network configuration, login identities and attempts, etc.) over the interface 305 and routes the generated data over the network interface 302 to the process control system big data network backbone 105 further. In another other example, the device is 300 a user interface device 112 (eg, a mobile device, a tablet, etc.) configured to allow a user or operator to interact with the process control system or the process plant 10 to interact. For example, the network interface 305 in the device 300 an interface with a Wi-Fi or NFC communication link that allows the user to perform activities in the process plant 10 how to configure, view, schedule, monitor, etc. User logins, commands and responses can be through the interface 305 collected and over the network interface 302 to the process control system big data network backbone 105 be transmitted.

In einer Ausführungsform veranlasst das Gerät 300, das Big-Data in Prozesssteuerungsanlagen und -systemen unterstützt, dass Anzeiger von Daten, die direkt von der Schnittstelle 305 übertragen und/oder direkt an ihr empfangen werden, am Gerät 300 gesammelt und zur Historisierung in einem unitären, logischen Datenspeicherbereich, der der Prozessanlage oder dem Prozesssystem 10 entspricht, übertragen werden. Zum Beispiel kann das Gerät 300 veranlassen, dass Anzeiger aller Daten, die über die Schnittstelle 305 übertragen und empfangen werden, am Gerät 300 gesammelt und unter Verwendung der Netzwerkschnittstelle 302 zur Speicherung im Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Speicherbereich 120 an die Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung 102 übertragen werden. In one embodiment, the device causes 300 That supports Big Data in process control systems and systems that display data directly from the interface 305 transmitted and / or received directly to her, on the device 300 collected and for historicization in a unitary, logical data storage area, the process plant or the process system 10 corresponds to be transferred. For example, the device may 300 to cause scoreboard of all data passing through the interface 305 be transmitted and received on the device 300 collected and using the network interface 302 for storage in the process control system big data storage area 120 to the process control system big data device 102 be transmitted.

Zusätzlich zu den Schnittstellen 302, 305 kann das Gerät 300, das Big-Data in Prozesssteuerungssystemen unterstützt, einen Prozessor 308 mit mehreren Verarbeitungselementen, der konfiguriert ist, um computerlesbare Anweisungen auszuführen, einen Speicher 310, einen Cache 315 und optional einen Flash-Speicher 320 beinhalten. Mit Bezugnahme zunächst auf den Prozessor 308 mit mehreren Verarbeitungselementen ist der Prozessor 308 mit mehreren Verarbeitungselementen eine Rechnerkomponente (z. B. eine integrale Rechnerkomponente), die zwei oder mehr unabhängige zentrale Verarbeitungseinheiten (CPUs) oder Verarbeitungselemente 308a–308n aufweist. Im Gegensatz zu einem Prozessor mit einem einzigen Verarbeitungselement (z. B. einem Einzelkernprozessor), der zwischen Berechnungen hin und her schaltet und demnach nur eine Aufgabe oder Funktion auf einmal ausführen kann, ist der Prozessor 308 mit mehreren Verarbeitungselementen in der Lage, mehrere Aufgaben oder Funktionen gleichzeitig oder parallel auszuführen, indem er mehrere Berechnungen über die mehreren Verarbeitungselemente zuweist. Aufgaben oder Funktionen, die vom Prozessor 308 mit mehreren Verarbeitungselementen ausgeführt werden, können zeitübergreifend unter den Verarbeitungselementen 308a–308n aufgeteilt werden. Zusätzlich oder alternativ können wenigstens einige der Verarbeitungselemente 308a–308n zweckbestimmt sein, um eine oder mehrere spezifische Berechnung(en) oder Funktion(en) auszuführen. In einer Ausführungsform ist wenigstens ein Verarbeitungselement des Prozessors 308 mit mehreren Verarbeitungselementen zweckbestimmt, um zu veranlassen, dass Daten gesammelt oder erfasst werden (z. B. an der Schnittstelle 305), im Cache 315 gespeichert werden und vom Cache 315 zur Speicherung an einem zentralisierten Datenspeicherbereich in der Prozessanlagenumgebung 10 (z. B. dem unitären, logischen Datenspeicherbereich 120 aus 1) übertragen werden. Zum Beispiel kann ein bestimmtes Verarbeitungselement ausschließlich zweckbestimmt sein, um Daten zu sammeln und zu übertragen, die direkt vom Gerät 300 (z. B. zur Übertragung) generiert werden, die vom Gerät 300 erzeugt werden oder die direkt am Gerät 300 empfangen werden. In einer Ausführungsform ist wenigstens ein Verarbeitungselement des Prozessors 308 mit mehreren Verarbeitungselementen zweckbestimmt, um das Gerät 300 zu betreiben, um einen Prozess in der Prozessanlage 10 in Echtzeit zu steuern (z. B. um Echtzeit-Prozessdaten zu senden und/oder zu empfangen und/oder Steuerungsroutinen zu implementieren, um einen Prozess zu steuern). Zum Beispiel kann ein bestimmtes Verarbeitungselement ausschließlich zweckbestimmt sein, um das Gerät 300 zu betreiben, um den Prozess in Echtzeit zu steuern. In addition to the interfaces 302 . 305 can the device 300 that supports big data in process control systems, a processor 308 with multiple processing elements configured to execute computer-readable instructions, a memory 310 , a cache 315 and optionally a flash memory 320 include. Referring first to the processor 308 with multiple processing elements is the processor 308 with multiple processing elements, a computing component (eg, an integral computing component) that includes two or more independent central processing units (CPUs) or processing elements 308a - 308n having. Unlike a processor having a single processing element (eg, a single-core processor) that can toggle between calculations and thus can only perform one task or function at a time, the processor is 308 with multiple processing elements capable of performing multiple tasks or functions simultaneously or in parallel by assigning multiple computations over the multiple processing elements. Tasks or functions performed by the processor 308 running with multiple processing elements can inter-time among the processing elements 308a - 308n be split. Additionally or alternatively, at least some of the processing elements 308a - 308n be determined to perform one or more specific calculation (s) or function (s). In one embodiment, at least one processing element of the processor 308 with multiple processing elements dedicated to causing data to be collected or captured (eg at the interface 305 ), in the cache 315 be saved and from the cache 315 for storage at a centralized data storage area in the process plant environment 10 (eg, the unitary, logical data storage area 120 out 1 ) be transmitted. For example, a particular processing element may be exclusively dedicated to collecting and transmitting data directly from the device 300 (eg for transmission) generated by the device 300 be generated or directly on the device 300 be received. In one embodiment, at least one processing element of the processor 308 with several processing elements dedicated to the device 300 to operate a process in the process plant 10 to control in real time (eg, to send and / or receive real-time process data and / or implement control routines to control a process). For example, a particular processing element may be dedicated only to the device 300 to run the process in real time.

In einer Ausführungsform ist ein Verarbeitungselement des Prozessors 308 mit mehreren Verarbeitungselementen ausschließlich zweckbestimmt, um mit dem Gerät 300 verknüpfte Daten zur Big-Data-Speicherung zu sammeln und zu übertragen, während ein anderes Verarbeitungselement des Prozessors 308 mit mehreren Verarbeitungselementen ausschließlich zweckbestimmt ist, um das Gerät 300 für Echtzeit-Prozesssteuerung zu betreiben. In einer Ausführungsform ist ein Verarbeitungselement des Prozessors 308 mit mehreren Verarbeitungselementen zweckbestimmt, um zu veranlassen, dass Prozesssteuerungsdaten im Cache 315 gespeichert werden, ein zweites Verarbeitungselement des Prozessors 308 mit mehreren Verarbeitungselementen ist zweckbestimmt, um zu veranlassen, dass die zwischengespeicherten Daten (oder wenigstens ein Teil der zwischengespeicherten Daten) zur Big-Data-Speicherung übertragen werden, und ein drittes Verarbeitungselement des Prozessors 308 mit mehreren Verarbeitungselementen ist zweckbestimmt, um das Gerät 300 zu betreiben, um einen Prozess in Echtzeit zu steuern. In one embodiment, a processing element of the processor is 308 with multiple Processing elements are exclusively dedicated to the device 300 collect and transfer linked big data storage data while another processing element of the processor 308 with several processing elements is exclusively dedicated to the device 300 to operate for real-time process control. In one embodiment, a processing element of the processor is 308 with a plurality of processing elements dedicated to causing process control data to be cached 315 stored, a second processing element of the processor 308 with multiple processing elements is dedicated to cause the cached data (or at least a portion of the cached data) to be transferred for big data storage, and a third processing element of the processor 308 with multiple processing elements is dedicated to the device 300 to run a process in real time.

Der Speicher 310 des Geräts 300 beinhaltet ein oder mehrere greifbare(s), nicht flüchtige(s) computerlesbare(s) Speichermedium/-medien. Der Speicher 310 kann als ein oder mehrere Halbleiterspeicher, magnetisch lesbare(r) Speicher, optisch lesbare(r) Speicher, molekulare(r) Speicher, zelluläre(r) Speicher implementiert sein und/oder der Speicher 310 kann jede(s) beliebige andere geeignete greifbare, nicht flüchtige, computerlesbare Speichermedium oder Speichertechnologie verwenden. Der Speicher 310 verwendet in einem Beispiel Massen- oder High-Density-Datenspeichertechnologie. Der Speicher 310 speichert einen Satz oder mehrere Sätze an computerlesbaren oder computerausführbaren Anweisungen, die von wenigstens einigen der Verarbeitungselemente 308a–308n des Prozessors 308 mit mehreren Verarbeitungselementen ausgeführt werden können, um Sammeln, Zwischenspeichern und/oder Übertragen von Daten, die an dem unitären, logischen Datenspeicherbereich gespeichert werden sollen, auszuführen. The memory 310 of the device 300 includes one or more tangible, non-transitory computer-readable storage media (s). The memory 310 may be implemented as one or more semiconductor memories, magnetic readable memories, optically readable memories, molecular memories, cellular memories, and / or the memory 310 Anyone may use any other suitable tangible, nonvolatile, computer-readable storage media or storage technology. The memory 310 uses mass or high-density data storage technology in one example. The memory 310 stores one or more sets of computer-readable or computer-executable instructions from at least some of the processing elements 308a - 308n of the processor 308 with multiple processing elements to perform collection, caching and / or transfer of data to be stored at the unitary logical data storage area.

Der Cache 315 kann eine Datenspeichertechnologie verwenden, die der vom Speicher 310 verwendeten Technologie ähnelt, oder kann eine andere Datenspeichertechnologie verwenden. Der Cache 315 verwendet in einem Beispiel Massen- oder High-Density-Datenspeichertechnologie. In einer Ausführungsform beinhaltet der Cache 315 einen Arbeitsspeicher (RAM), der konfiguriert ist, um vom Gerät 300 gesammelte Daten vor der Übertragung der Daten zur Historisierung an einem unitären, logischen Datenspeicherbereich, wie dem Prozesssteuerungs-Big-Data-Speicherbereich 120, zu speichern. Der Cache 315 kann im Speicher 310 enthalten sein und eine Größe des Caches 315 kann auswählbar oder konfigurierbar sein. Allgemein kann der Cache 315 beschrieben und ausgelesen werden (z. B. durch den Prozessor 308 mit mehreren Verarbeitungselementen) während das Gerät 300 in Betrieb oder on-line ist. Die Speicher M_X, die in 1 und 2 dargestellt sind, sind zum Beispiel Instanzen des Caches 315. The cache 315 can use a data storage technology similar to that used by memory 310 technology used, or may use a different data storage technology. The cache 315 uses mass or high-density data storage technology in one example. In one embodiment, the cache includes 315 a random access memory (RAM) configured to be removed from the device 300 collected data prior to transferring the data for historization to a unitary, logical data storage area, such as the process control big data storage area 120 , save. The cache 315 can in memory 310 be included and a size of the cache 315 can be selectable or configurable. Generally, the cache 315 described and read out (eg by the processor 308 with multiple processing elements) while the device 300 in operation or on-line. The memory M _X , which in 1 and 2 are instances of the cache, for example 315 ,

Der Cache 315 ist konfiguriert, um einen oder mehrere Dateneintrag/-einträge zu speichern. Jeder Dateneintrag beinhaltet einen Wert eines vom Gerät 300 gesammelten Dateneintrags oder Datenpunkts und einen entsprechenden Zeitstempel oder eine Anzeige eines Zeitpunkts, an dem der Datenwert vom Gerät 300 generiert, erzeugt, an ihm empfangen oder von ihm beobachtet wurde. Sowohl der Wert der Prozesssteuerungsdaten als auch der in jedem Dateneintrag des Caches 315 gespeicherte Zeitstempel können zur Speicherung an den Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Speicherbereich 120 übertragen werden und/oder können an andere Knoten und Geräte in der Prozessanlagenumgebung 10 übertragen werden. In einer Ausführungsform ist ein Schema, das vom Cache 315 zur Datenspeicherung am Gerät 300 verwendet wird, in einem Schema enthalten, das vom Big-Data-Speicherbereich 120 zur Datenspeicherung an der Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung 102 verwendet wird. In einer anderen Ausführungsform werden die Daten im Cache 315 gemäß einem lokalen Schema des Geräts 300 gespeichert. The cache 315 is configured to store one or more data entry (s). Each data entry contains a value of one from the device 300 collected data entry or data point and a corresponding timestamp or an indication of a time at which the data value from the device 300 generated, generated, received at him or was observed by him. Both the value of the process control data and that in each data entry of the cache 315 Stored timestamps may be stored for storage at the process control system big data storage area 120 can be transmitted and / or transmitted to other nodes and devices in the process plant environment 10 be transmitted. In one embodiment, a schema is that of the cache 315 for data storage on the device 300 used in a schema that is from the big data storage area 120 for data storage at the process control system big data device 102 is used. In another embodiment, the data is cached 315 according to a local scheme of the device 300 saved.

Das Gerät 300 kann dynamische Mess- und Steuerungsdaten sowie verschiedene andere Datentypen sammeln, ohne dass vom Benutzer bereitgestellte Informationen erforderlich sind, die a priori identifizieren oder anzeigen, welche Daten gesammelt werden sollen. Das bedeutet, eine Konfiguration des Geräts 300 schließt eine Anzeige von Identitäten der Mess- und Steuerungsdaten und verschiedener anderer Typen an Daten, die zur letztendlichen Historisierung am Gerät 300 gesammelt werden sollen, aus. In derzeit bekannten Prozessanlagen oder Prozesssteuerungssystemen muss ein Bediener oder ein Benutzer typischerweise ein Prozesssteuerungsgerät (z. B. eine Steuerung) konfigurieren, um Mess- und Steuerungsdaten zu erfassen, indem Daten, die gesammelt oder gespeichert werden sollen, identifiziert werden, und in einigen Ausführungsformen indem die Zeiten oder Frequenzen, mit denen die Daten gesammelt oder gespeichert werden sollen, spezifiziert werden. Die Identitäten (und optional die Zeiten/Frequenzen) der zu sammelnden Daten sind in der Konfiguration des Prozesssteuerungsgeräts enthalten. In einem Gerät 300, das Prozesssteuerungs-Big-Data unterstützt, muss das Gerät 300 hingegen nicht mit den Identitäten der Mess- und Steuerungsdaten, die gesammelt werden sollen, und den Zeiten/Frequenzen des Sammelns konfiguriert sein. Tatsächlich werden in einer Ausführungsform alle Mess- und Steuerungsdaten sowie alle anderen Datentypen, die direkt vom Gerät 300 generiert und/oder direkt an ihm empfangen werden, automatisch gesammelt. The device 300 It can collect dynamic measurement and control data as well as various other types of data without the need for user-provided information that a priori identifies or indicates which data to collect. That means a configuration of the device 300 includes a display of identities of the measurement and control data and various other types of data used for eventual historicalization on the device 300 to be collected. In currently known process plants or systems, an operator or user typically needs to configure a process control device (eg, a controller) to acquire measurement and control data by identifying data to be collected or stored, and in some embodiments by specifying the times or frequencies at which the data should be collected or stored. The identities (and optionally the times / frequencies) of the data to be collected are included in the configuration of the process control device. In a device 300 The process control Big Data must support the device 300 while not being configured with the identities of the measurement and control data to be collected and the times / frequencies of collection. In fact, in one embodiment, all measurement and control data, as well as all other data types, are sent directly from the device 300 generated and / or received directly at it, collected automatically.

Ferner muss die Rate, mit der Mess- und Steuerungsdaten und/oder verschiedene andere Datentypen, vom Gerät 300 gesammelt und/oder von ihm übertragen werden, ebenfalls nicht in das Gerät 300 konfiguriert werden. Das bedeutet, die Rate, mit der Daten gesammelt und/oder übertragen werden, wird von einer Konfiguration des Geräts 300 ausgeschlossen. Stattdessen kann das Gerät 300 automatisch veranlassen, dass die gesammelten Mess- und Steuerungsdaten und verschiedene andere Datentypen in einer Ausführungsform zur Historisierung vom Gerät 300 übertragen oder gestreamt werden. In einem Beispiel ist das Gerät 300 konfiguriert, um wenigstens einige der Mess- und Steuerungsdaten und/oder andere Datentypen in Echtzeit zu streamen, während die Daten vom Gerät 300 generiert, erzeugt, empfangen oder anderweitig beobachtet werden (z. B. kann das Gerät 300 die Daten nicht zeitweise speichern oder zwischenspeichern oder kann die Daten nur so lange speichern, wie der Knoten benötigt, um die Daten für das Streaming zu verarbeiten). Des Weiteren kann das Gerät 300 Daten streamen, ohne dass verlustreiche Datenkompression oder eine andere Technik, die einen Verlust von Originalinformationen verursachen kann, verwendet wird. Furthermore, the rate at which the measurement and control data and / or various other types of data must be derived from the device 300 collected and / or transmitted by him, also not in the device 300 be configured. That is, the rate at which data is collected and / or transmitted is determined by a configuration of the device 300 locked out. Instead, the device can 300 automatically cause the collected measurement and control data and various other data types in one embodiment to be historized from the device 300 be transferred or streamed. In one example, the device is 300 configured to stream at least some of the measurement and control data and / or other types of data in real-time while the data from the device 300 generated, generated, received or otherwise observed (eg, the device 300 do not temporarily store or cache the data, or store the data only as long as the node needs to process the data for streaming). Furthermore, the device can 300 Stream data without using lossy data compression or any other technique that can cause loss of original information.

In einer Ausführungsform speichert das Gerät 300 zeitweise wenigstens einige der gesammelten Daten in seinem Cache 315 und schiebt wenigstens einige der Daten aus seinem Cache 315, wenn der Cache 315 bis zu einem bestimmten Grenzwert gefüllt ist. Der Grenzwert des Caches kann anpassbar sein. In einigen Szenarien schiebt das Gerät 300 wenigstens einige der Daten aus seinem Cache 315, wenn eine Ressource (z. B. eine Bandbreite des Netzwerks 105, der Prozessor 308 oder eine andere Ressource) in ausreichendem Maß verfügbar ist. Ein Verfügbarkeitsgrenzwert einer bestimmten Ressource kann anpassbar sein. In one embodiment, the device stores 300 temporarily at least some of the collected data in its cache 315 and pushes at least some of the data out of its cache 315 if the cache 315 is filled to a certain limit. The limit of the cache can be customizable. In some scenarios, the device slides 300 at least some of the data from its cache 315 when a resource (for example, a bandwidth of the network 105 , the processor 308 or another resource) is sufficiently available. An availability limit of a particular resource may be customizable.

In einer Ausführungsform speichert das Gerät 300 zeitweise wenigstens einige der gesammelten Daten in seinem Cache 315 und schiebt wenigstens einige der in seinen Cache 315 gespeicherten Daten in regelmäßigen Abständen. Die Regelmäßigkeit eines bestimmten Zeitintervalls, in dem Daten geschoben werden, kann auf einem Typ der Daten, dem Typ des Geräts 300, dem Standort des Geräts 300 und/oder anderen Kriterien basieren. Die Regelmäßigkeit eines bestimmten Zeitintervalls kann anpassbar sein. In einigen Ausführungsformen stellt das Gerät 300 zwischengespeicherte Daten als Reaktion auf eine Anfrage (z. B. von der Prozesssteuerungs-Big-Data-Vorrichtung 102) bereit. In one embodiment, the device stores 300 temporarily at least some of the collected data in its cache 315 and push at least some of it into its cache 315 stored data at regular intervals. The regularity of a particular time interval in which data is pushed may depend on a type of data, the type of device 300 , the location of the device 300 and / or other criteria. The regularity of a particular time interval can be customizable. In some embodiments, the device provides 300 cached data in response to a request (eg, from the process control big data device 102 ) ready.

Mit Bezugnahme auf den Flash-Speicher 320 des Geräts 300 kann der Flash-Speicher 320 im Speicher 310 enthalten sein oder er kann eine separate Speicherkomponente (wie ein Festkörperlaufwerk) sein, auf das der Prozessor 308 mit mehreren Verarbeitungselementen zugreifen kann. Der Flash-Speicher 320 kann zum Beispiel in wenigstens einigen der Speicher M_X, die in 1 und 2 dargestellt sind, enthalten sein. Allgemein speichert der Flash-Speicher 320 Gerätekonfigurationsdaten, Batch-Rezepte und/oder andere Daten, die das Gerät 300 verwendet, um den Betrieb nach dem Beenden eines Off-Line-Zustands wieder aufzunehmen. Wenn eine Konfiguration eines Geräts 300 zum Beispiel heruntergeladen oder verändert wird oder wenn ein neues oder verändertes Batch-Rezept heruntergeladen wird, wird eine Momentaufnahme der entsprechenden Daten im Flash-Speicher 320 des Geräts 300 gespeichert. Der Inhalt des Flash-Speichers 320 kann während des Neustarts, der Wiederherstellung oder zu jedem beliebigen anderen Zeitpunkt, zu dem sich das Gerät 300 von einem ausgeschalteten Zustand in einen eingeschalteten Zustand begibt, verwendet werden. Dadurch können Kommunikationsstoßbelastungen oder -spitzen, die mit dem Transfer von heruntergeladenen Daten von einer Arbeitsstation auf das Gerät 300 nach Veränderungen im Zustand des Geräts 300 verknüpft sind, verringert oder eliminiert werden. Zum Beispiel können Verzögerungen in der Batch-Verarbeitung, die aufgrund des langen Zeitraums auftreten, der erforderlich ist, um die Rezeptinformationen an eine Steuerung zu übertragen, verringert oder eliminiert werden. Zusätzlich können im Flash-Speicher 320 gespeicherte Informationen verwendet werden, um Veränderungen in der Gerätekonfiguration nach zu verfolgen und um nach einem Stromausfall oder einem anderen Ereignis, das verursachen kann, dass das Gerät 300 off-line ist, eine vollständige Wiederherstellung von Konfigurationsparametern und/oder Batch-Rezepten im Gerät 300 zu unterstützen. With reference to the flash memory 320 of the device 300 can the flash memory 320 In the storage room 310 be included or it may be a separate storage component (such as a solid state drive) to which the processor 308 can access with multiple processing elements. The flash memory 320 For example, in at least some of the memories M _X that are in 1 and 2 are shown to be included. Generally, the flash memory saves 320 Device configuration data, batch recipes and / or other data that the device 300 used to resume operation after exiting an off-line state. If a configuration of a device 300 For example, if a new or modified batch recipe is downloaded, a snapshot of the corresponding data in flash memory will be taken 320 of the device 300 saved. The contents of the flash memory 320 may be during reboot, recovery, or at any other time when the device turns on 300 from an off state to an on state. This allows communication impact loads or spikes associated with the transfer of downloaded data from a workstation to the device 300 after changes in the state of the device 300 are linked, reduced or eliminated. For example, delays in batch processing that occur due to the long time required to transfer the recipe information to a controller can be reduced or eliminated. Additionally, in flash memory 320 Stored information can be used to track changes in the device configuration and to look for a power failure or other event that may cause the device 300 Off-line is a complete recovery of configuration parameters and / or batch recipes in the device 300 to support.

In einer Ausführungsform wird veranlasst, dass alle Daten, die vom Gerät 300 generiert, erzeugt, an ihm empfangen oder von ihm beobachtet werden, in dem unitären, logischen Datenspeicherbereich gespeichert werden. Zum Beispiel kann wenigstens ein Teil aller beobachteten Daten kontinuierlich an den unitären, logischen Datenspeicherbereich gestreamt werden. Beobachtete Daten, die nicht sofort gestreamt werden, können kontinuierlich und zeitweise im Cache 315 (und in einigen Fällen dem Flash-Speicher 320) gespeichert werden. Zusätzlich werden die Inhalte des Caches 315 kontinuierlich an die Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung 102 übertragen, um den Cache 315 frei zu machen, um zeitweise nachfolgend beobachtete Daten zu speichern. Dementsprechend ist jederzeit ein vollständiger Verlauf von Operationen und Gerätekonfigurationen in der Prozessanlage 10 an der Big-Data-Vorrichtung 102 verfügbar, um Bedienertrends, Prozessanalyse, Modellaufbau, Datengewinnung und andere relevante Aktivitäten zu unterstützen. In one embodiment, all data is initiated by the device 300 generated, generated, received on, or observed by, stored in the unitary, logical data storage area. For example, at least a portion of all observed data may be continuously streamed to the unitary, logical data storage area. Observed data that is not streamed immediately can be cached continuously and intermittently 315 (and in some cases the flash memory 320 ) get saved. In addition, the contents of the cache 315 continuously to the process control system big data device 102 transferred to the cache 315 to temporarily store subsequently observed data. Accordingly, there is always a complete history of operations and device configurations in the process plant 10 at the big data device 102 available to monitor operator trends, process analysis, model building, Data mining and other relevant activities support.

Durch das Übertragen von Daten an die Big-Data-Vorrichtung 102 kann das Gerät 300 veranlassen, dass wenigstens ein Teil der Daten im Cache 315 über ein oder mehrere Kommunikationsnetzwerk(e) (z. B. den Netzwerk-Backbone 105) an den unitären, logischen Datenspeicherbereich 120 oder an eine Zugangsanwendung, die dem Datenspeicherbereich 120 der Big-Data-Speichervorrichtung 102 entspricht, übertragen wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Gerät 300 veranlassen, dass wenigstens ein Teil der Daten im Cache 315 an den unitären, logischen Datenspeicherbereich 120 oder an die Zugangsanwendung gestreamt wird (z. B. unter Verwendung des SCTP). In einer Ausführungsform ist die Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung 102 oder die Zugangsanwendung ein Abonnent eines Streaming-Dienstes, der die zwischengespeicherten Daten vom Gerät 300 liefert. Zum Beispiel ist das Gerät 300 ein Host des Streaming-Dienstes. By transferring data to the big data device 102 can the device 300 cause at least part of the data to be cached 315 over one or more communication network (s) (eg the network backbone 105 ) to the unitary, logical data storage area 120 or to an access application, the data storage area 120 the big data storage device 102 corresponds, is transmitted. Alternatively or additionally, the device 300 cause at least part of the data to be cached 315 to the unitary, logical data storage area 120 or streamed to the access application (eg, using the SCTP). In one embodiment, the process control system is big data device 102 or the access application is a subscriber to a streaming service that retrieves the cached data from the device 300 supplies. For example, the device is 300 a host of the streaming service.

In einigen Ausführungsformen können Geräte 300, die Big-Data in Prozesssteuerungssystemen unterstützen, für mehrschichtiges oder mehrlagiges Datencaching und Übertragen in einem Prozesssteuerungsnetzwerk oder -system 10 verwendet werden. In einem beispielhaften Szenario übertragt ein Gerät 300 seine zwischengespeicherten Daten an ein(en) oder mehrere andere(n) Zwischengerät(e) oder -knoten und das/der eine oder die mehreren anderen Zwischengerät(e) oder -knoten speichert/speichern im Gegenzug die empfangenen Daten zwischen und veranlasst/veranlassen, dass die empfangenen Daten vom Cache zur Historisierung am unitären, logischen Datenspeicherbereich (z. B. dem Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Speicherbereich 120) weitergeleitet werden. In einer Ausführungsform sammelt/sammeln das eine oder die mehreren Zwischengerät(e) seine/ihre eigenen entsprechenden direkt generierten, erzeugten oder empfangenen Daten oder erfasst/erfassen diese und veranlasst/veranlassen, dass die entsprechenden gesammelten Daten zur Historisierung an den Big-Data-Speicherbereich 120 übertragen werden. Das/der eine oder die mehreren Zwischengerät(e) oder -knoten befindet/befinden sich zwischen dem Gerät 300 und dem Big-Data-Speicherbereich 120 oder ist/sind dort angeordnet, sodass der Standort des einen oder der mehreren Zwischengeräts/-e oder -knoten(s) im Netzwerk 105 näher, dichter oder proximaler am Big-Data-Speicherbereich 120 liegt als der Standort des Geräts 300. In some embodiments, devices may 300 that support big data in process control systems for multi-layered or multi-layered data caching and transmission in a process control network or system 10 be used. In an exemplary scenario, a device transmits 300 its cached data to one or more other intermediate device (s) or node and the one or more other intermediate device (s) or node in turn store / store the received data in that the data received from the cache is for historicalization at the unitary logical data storage area (eg the process control system big data storage area 120 ) to get redirected. In one embodiment, the one or more intermediate devices collect / gather their own corresponding directly generated, generated, or received data, and cause / cause the corresponding collected data to be historized at the big data storage area 120 be transmitted. The one or more intermediate device (s) or node (s) are / are located between the device 300 and the big data storage area 120 or is / are located there such that the location of the one or more intermediate device (s) or node (s) in the network 105 closer, closer or more proximal to the big data storage area 120 is the location of the device 300 ,

4 und 5 sind beispielhafte Blockdiagramme, die ausführlichere Konzepte und Techniken für mehrlagiges oder mehrschichtiges Datencaching und Übertragen unter Verwendung von Geräten, die Big-Data in einem Prozesssteuerungssystem unterstützen, darstellen. Ausführungsformen der in 4 und 5 dargestellten Techniken können zum Beispiel vom Gerät 300 aus 1 oder von anderen geeigneten Geräten und/oder im Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk 100 aus 1 oder in anderen geeigneten Netzwerken verwendet werden. Der Einfachheit der Beschreibung halber werden 4 und 5 jedoch mit Verweis auf Elemente in 1–3 beschrieben. 4 and 5 Figures 10 are exemplary block diagrams illustrating more detailed concepts and techniques for multilayer or multi-layered data caching and transmission using devices that support big data in a process control system. Embodiments of in 4 and 5 For example, the techniques outlined may be by the device 300 out 1 or from other suitable devices and / or in the process control system big data network 100 out 1 or in other suitable networks. For the sake of simplicity of description 4 and 5 however with reference to elements in 1 - 3 described.

4 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Verwendung von Geräten oder Knoten zeigt, die Big-Data in Prozesssteuerungssystemen unterstützen (z. B. mehrere Instanzen des Geräts 300 aus 3). Insbesondere zeigt 4 eine beispielhafte Verwendung derartiger Geräte für mehrlagiges oder mehrschichtiges Zwischenspeichern und Übertragen von Daten an einen zentralisierten Datenspeicherbereich zur Speicherung und Historisierung. 4 zeigt drei beispielhafte Ebene 350–352, wobei die Ebene 350 drei Prozesssteuerungsgeräte 350a–350c aufweist, die Ebene 351 ein Prozesssteuerungsgerät 351a aufweist und die Ebene 352 zwei Prozesssteuerungsgeräte 352a und 352b aufweist. Die mit Verweis auf 4 beschriebenen Techniken und Konzepte können jedoch auf jede beliebige Anzahl von Ebenen des Datencaching und/oder Übertragens angewendet werden, wobei jede Ebene eine beliebige Anzahl an Prozesssteuerungsgeräten aufweist. Wenngleich 4 nur zwei Vorrichtungsdatenempfänger 122a, 122b zeigt, können die Techniken und Konzepte, die 4 entsprechen, zudem auf jeden beliebigen Typ und jede beliebige Anzahl von Vorrichtungsdatenempfängern 122 angewendet werden. 4 Figure 10 is a block diagram illustrating an exemplary use of devices or nodes that support big data in process control systems (eg, multiple instances of the device 300 out 3 ). In particular shows 4 an exemplary use of such devices for multilayer or multilayer caching and transfer of data to a centralized data storage area for storage and historization. 4 shows three exemplary level 350 - 352 , where the plane 350 three process control devices 350a - 350c has, the level 351 a process control device 351a and the level 352 two process control devices 352a and 352b having. The with reference to 4 However, described techniques and concepts may be applied to any number of levels of data caching and / or transfer, each level including any number of process control devices. Although 4 only two device data receivers 122a . 122b shows, the techniques and concepts that can 4 also to any type and any number of device data receivers 122 be applied.

Jedes der Prozesssteuerungsgeräte 350a–350c, 351a, 352a und 352b kann eine Ausführungsform des in 3 dargestellten Geräts 300 sein und kann arbeiten, um einen oder mehrere Prozess(e) in einem Prozesssteuerungssystem oder einer Prozesssteuerungsanlage zu steuern. Zum Beispiel sind die Prozesssteuerungsgeräte 350a–350c aus 4 in Ebene 350 als Feldgeräte dargestellt, die konfiguriert sind, um eine physische Funktion auszuführen, um einen Prozess oder einen in der Prozessanlage 10 gesteuerten Prozess zu steuern. Die Feldgeräte 350a–350c erzeugen Prozesssteuerungsdaten, die zum Beispiel dem Steuern des Prozesses in Echtzeit entsprechen. In Ebene 351 ist das Prozesssteuerungsgerät 351a als ein I/O-Gerät dargestellt, das konfiguriert ist, um die von den Feldgeräten 350a–350c generierten Prozesssteuerungsdaten zu empfangen. In Ebene 352 sind die Prozesssteuerungsgeräte 352a und 352b als Prozesssteuerungen dargestellt, die konfiguriert sind, um die Prozesssteuerungsdaten vom I/O-Gerät 351a zu empfangen. In einigen Ausführungsformen können das I/O-Gerät 351a und die Steuerungen 352a und 352b jeweils zusätzliche Prozesssteuerungsdaten von anderen Geräten oder Knoten, die in 4 dargestellt sind, empfangen. Die Prozesssteuerungen 352a und 352b können jeweils die Prozesssteuerungsdaten eingeben und eine oder mehrere Steuerungsfunktion(en) ausführen, um eine Ausgabe (nicht dargestellt) zu erzeugen, um den Prozess zu steuern. Each of the process control devices 350a - 350c . 351a . 352a and 352b may be an embodiment of in 3 represented device 300 and may operate to control one or more processes in a process control system or process control facility. For example, the process control devices 350a - 350c out 4 in level 350 represented as field devices that are configured to perform a physical function to a process or in the process plant 10 to control the controlled process. The field devices 350a - 350c generate process control data that corresponds, for example, to controlling the process in real time. In level 351 is the process control device 351a as an I / O device configured to be that of the field devices 350a - 350c to receive generated process control data. In level 352 are the process control devices 352a and 352b represented as process controls configured to process control data from the I / O device 351a to recieve. In some embodiments, the I / O device may 351a and the controls 352a and 352b each additional process control data from others Devices or nodes that are in 4 are shown received. The process controls 352a and 352b may each input the process control data and execute one or more control functions to generate an output (not shown) to control the process.

Ferner zeigt 4 eine beispielhafte Verwendung der Prozesssteuerungsgeräte 350a–350c, 351a, 352a und 352b, um mehrschichtiges oder mehrlagiges Zwischenspeichern im Prozesssteuerungssystem oder der Prozesssteuerungsanlage 10 bereitzustellen. Jedes der Prozesssteuerungsgeräte 350a–350c, 351a, 352a und 352b ist in 4 als einen entsprechenden Prozessor P_MCX mit mehreren Verarbeitungselementen, bei dem es sich um den Prozessor 308 mit mehreren Verarbeitungselementen aus 3 handeln kann, enthaltend dargestellt. Jedes der Prozesssteuerungsgeräte 350a–350c, 351a, 352a und 352b ist in 4 als einen entsprechenden High-Density-Speicher M_X, der den Cache 315 und den Flash-Speicher 320 aus 3 beinhalten kann, enthaltend dargestellt. Demnach speichern die Feldgeräte 350a–350c, das I/O-Gerät 351a und die Steuerungen 352a und 352b in 4 jeweils entsprechende, gesammelte Daten zusammen mit entsprechenden Zeitstempeln in den entsprechenden Speichern M₇–M₁₂, zum Beispiel auf die oben beschriebene Weise. Die gesammelten Daten beinhalten alle Datentypen und beinhalten insbesondere zwischengespeicherte Daten von anderen Knoten oder Geräten, die nachgelagert vom unitären Datenspeicherbereich angeordnet sind. Die Daten können an jedem Gerät 350a–350c, 351a, 352a und 352b mit einer Rate gesammelt werden, mit der die Daten generiert, erzeugt oder empfangen werden. In einer Ausführungsform werden die gesammelten Daten unter Verwendung eines Schemas, das in dem vom Prozesssteuerungs-Big-Data-Speicherbereich 120 verwendeten Schema enthalten ist, in jedem der Speicher M₇–M₁₂ gespeichert oder zwischengespeichert. Further shows 4 an exemplary use of the process control devices 350a - 350c . 351a . 352a and 352b to multi-layer or multi-layer caching in the process control system or the process control system 10 provide. Each of the process control devices 350a - 350c . 351a . 352a and 352b is in 4 as a corresponding processor P _MCX with multiple processing _elements , which is the processor 308 with multiple processing elements 3 can act, containing represented. Each of the process control devices 350a - 350c . 351a . 352a and 352b is in 4 as a corresponding high-density memory M _X containing the cache 315 and the flash memory 320 out 3 may include containing shown. Accordingly, the field devices store 350a - 350c , the I / O device 351a and the controls 352a and 352b in 4 respectively corresponding collected data together with corresponding timestamps in the respective memories M ₇ -M ₁₂ , for example in the manner described above. The collected data includes all types of data and, in particular, includes cached data from other nodes or devices located downstream of the unitary data storage area. The data can be sent to any device 350a - 350c . 351a . 352a and 352b collected at a rate at which the data is generated, generated or received. In one embodiment, the collected data is collected using a schema included in the process control big data storage area 120 used in each of the memories M ₇ -M ₁₂ or cached.

Beispielsweise veranlasst jedes der Feldgeräte 350a–350c in der Ebene 350, dass die Inhalte der in seinem entsprechenden Datenspeicher M₇–M₉ zwischengespeicherten Daten an das I/O-Gerät 351a geliefert werden, wie über das Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk 105 oder über ein anderes Kommunikationsnetzwerk. Wie in 4 dargestellt, ist das I/O-Gerät 351a ein Beispiel eines Zwischengeräts oder -knotens, das/der im Kommunikationspfad des Netzwerks 105 zwischen den Feldgeräten 350a–350c und dem Big-Data-Speicherbereich 120 angeordnet ist, z. B. ist das I/O-Gerät 351a den Feldgeräten 350a–350c vorgelagert angeordnet. Die Feldgeräte 350a–350c können ihre entsprechenden zwischengespeicherten Daten an das I/O-Gerät 351a oder die Feldgeräte 350a–350c streamen und können die Inhalte ihrer entsprechenden zwischengespeicherten Daten regelmäßig an das I/O-Gerät 351a übertragen. For example, each of the field devices causes 350a - 350c in the plane 350 in that the contents of the data cached in its corresponding data memory M ₇ -M ₉ to the I / O device 351a as delivered via the process control system big data network 105 or over another communication network. As in 4 is the I / O device 351a an example of an intermediate device or node that is in the communication path of the network 105 between the field devices 350a - 350c and the big data storage area 120 is arranged, for. B. is the I / O device 351a the field devices 350a - 350c arranged upstream. The field devices 350a - 350c can pass their corresponding cached data to the I / O device 351a or the field devices 350a - 350c Stream and reuse the contents of their corresponding cached data periodically to the I / O device 351a transfer.

In Ebene 351 speichert das I/O-Gerät 351a im Speicher M₁₀ die von den Feldgeräten 350a–350c (und in einigen Ausführungsformen auch von anderen Geräten empfangene Daten) empfangenen Daten zusammen mit anderen Daten, die das I/O-Gerät 351a direkt generiert und empfängt, zwischen. Die Daten, die am I/O-Gerät 351a (einschließlich der Inhalte des Caches der Feldgeräte 350a–350c) gesammelt und zwischengespeichert werden, können dann an die Steuerungen 352a und 352b übertragen und/oder gestreamt werden, wie unter Verwendung des Kommunikationsnetzwerks 105 oder eines anderen Kommunikationsnetzwerks. In einer Ausführungsform wird ein Teil der am I/O-Gerät 351a zwischengespeicherten Daten an die Steuerung 352a übertragen und ein anderer Teil der am I/O-Gerät 351a zwischengespeicherten Daten wird an die Steuerung 352b übertragen. Die Steuerungen 352a, 352b sind in 4 als ein anderer Satz an Zwischengeräten dargestellt, die im Kommunikationspfad des Netzwerks 105 zwischen den Feldgeräten 350a–350c und dem Big-Data-Speicherbereich 120 angeordnet sind, 350a–350c. B. sind die Steuerungen 352a, 35b den Feldgeräten 350a–350c und dem I/O-Gerät 351a vorgelagert. In level 351 saves the I / O device 351a in memory M ₁₀ that of the field devices 350a - 350c (and in some embodiments also data received from other devices) data received along with other data representing the I / O device 351a directly generates and receives between. The data on the I / O device 351a (including the contents of the cache of field devices 350a - 350c ) can be collected and cached, then sent to the controllers 352a and 352b transmitted and / or streamed, such as using the communication network 105 or another communication network. In one embodiment, part of the I / O device 351a cached data to the controller 352a and another part of the I / O device 351a cached data is sent to the controller 352b transfer. The controls 352a . 352b are in 4 represented as another set of intermediate devices that are in the communication path of the network 105 between the field devices 350a - 350c and the big data storage area 120 are arranged 350a - 350c , B. are the controls 352a . 35b the field devices 350a - 350c and the I / O device 351a upstream.

In Ebene 352 speichern die Steuerungen 352a und 352b jeweils in entsprechenden Speichern M₁₁ und M₁₂ entsprechende vom I/O-Gerät 351a empfangene Daten zwischen und fassen die Daten vom Gerät 351a mit Daten zusammen, die die Steuerungen 352a und 352b selbst jeweils direkt generieren und empfangen. In 4 veranlassen die Steuerungen 352a und 352b dann, dass die gesammelten, zwischengespeicherten Daten an den Prozesssteuerungs-Big-Data-Speicherbereich 120 geliefert und/oder gestreamt werden. In level 352 save the controls 352a and 352b respectively in respective memories M ₁₁ and M ₁₂ corresponding to the I / O device 351a received data between and summarize the data from the device 351a with data related to the controllers 352a and 352b generate and receive each directly. In 4 initiate the controls 352a and 352b then that the collected, cached data to the process control big data storage area 120 delivered and / or streamed.

Jede der Steuerungen 352a und 352b kann wenigstens einige der entsprechenden zwischengespeicherten Daten an einen oder mehrere Vorrichtungsdatenempfänger 122a, 122b übertragen (z. B. unter Verwendung des Netzwerk-Backbones 105). In einer Ausführungsform schiebt wenigstens eine der Steuerungen 352a oder 352b wenigstens einige der Daten aus ihrem entsprechenden Cache (z. B. dem Speicher M₁₁ oder M₁₂), wenn der Cache bis zu einem bestimmten Grenzwert gefüllt ist. Der Grenzwert des Caches kann in einer Ausführungsform anpassbar sein. Wenigstens eine der Steuerungen 352a oder 352b kann wenigstens einige der Daten aus dem entsprechenden Cache schieben, wenn eine Ressource (z. B. eine Bandbreite des Netzwerks 105 oder eine andere Ressource) in ausreichendem Maß verfügbar ist. Ein Verfügbarkeitsgrenzwert einer bestimmten Ressource kann in einer Ausführungsform anpassbar sein. Each of the controls 352a and 352b may provide at least some of the corresponding cached data to one or more device data receivers 122a . 122b transfer (for example, using the network backbone 105 ). In one embodiment, at least one of the controllers pushes 352a or 352b at least some of the data from its corresponding cache (eg memory M ₁₁ or M ₁₂ ) when the cache is filled to a certain threshold. The threshold of the cache may be customizable in one embodiment. At least one of the controls 352a or 352b may push at least some of the data out of the corresponding cache if a resource (eg, a bandwidth of the network 105 or another resource) is sufficiently available. An availability limit of a particular resource may be customizable in one embodiment.

In einigen Ausführungsformen schiebt wenigstens eine der Steuerungen 352a oder 352b wenigstens einige der im entsprechenden Cache gespeicherten Daten in regelmäßigen Abständen. Die Regelmäßigkeit eines bestimmten Zeitintervalls, mit dem Daten geschoben werden, kann auf einem Typ der Daten, dem Typ der Steuerung, dem Standort der Steuerung und/oder anderen Kriterien basieren und die Regelmäßigkeit eines bestimmten Zeitintervalls kann anpassbar sein. In einigen Ausführungsformen stellt wenigstens eine der Steuerungen 352a oder 352b Daten als Reaktion auf eine Anfrage bereit (z. B. von der Prozesssteuerungs-Big-Data-Vorrichtung 102). In some embodiments, at least one of the controllers pushes 352a or 352b at least some of the data stored in the corresponding cache at regular intervals. The regularity of a particular time interval at which data is shifted may be based on a type of data, the type of control, the location of the controller, and / or other criteria, and the regularity of a particular time interval may be adaptable. In some embodiments, at least one of the controllers provides 352a or 352b Provide data in response to a request (eg, from the process control big data device 102 ).

In einigen Ausführungsformen streamt wenigstens eine der Steuerungen 352a oder 352b wenigstens einige ihrer jeweiligen gesammelten Daten in Echtzeit, während die Daten von jeder der Steuerungen 352a und 352b generiert, erzeugt oder empfangen werden (z. B. kann die Steuerung die Daten nicht speichern oder zwischenspeichern oder kann die Daten nur so lange speichern, wie die Steuerung benötigt, um die Daten für das Streaming zu verarbeiten). Zum Beispiel werden wenigstens einige der Daten unter Verwendung eines Streaming-Protokolls an die Vorrichtungsdatenempfänger 122a, 122b gestreamt. In einer Ausführungsform hostet wenigstens eine der Steuerungen 352a, 352b einen entsprechenden Streaming-Service und wenigstens einer der Datenempfänger 122a, 122b und/oder der Datenspeicherbereich 120 kann den Streaming-Service abonnieren. In some embodiments, at least one of the controllers streams 352a or 352b at least some of their respective data collected in real time, while the data from each of the controllers 352a and 352b generated, generated or received (for example, the controller can not store or cache the data or can only store the data as long as the controller needs to process the data for streaming). For example, at least some of the data is sent to the device data receivers using a streaming protocol 122a . 122b streamed. In one embodiment, at least one of the controllers hosts 352a . 352b a corresponding streaming service and at least one of the data receivers 122a . 122b and / or the data storage area 120 can subscribe to the streaming service.

Dementsprechend können übertragene Daten von den Vorrichtungsdatenempfängern 122a und 122b zum Beispiel über den Netzwerk-Backbone 105 empfangen werden. In einer Ausführungsform ist ein bestimmter Vorrichtungsdatenempfänger 122a oder 122b zweckbestimmt, um Daten von einem oder mehreren bestimmten Gerät(en) oder Knoten zu empfangen. In einer Ausführungsform ist ein bestimmter Vorrichtungsdatenempfänger 122a oder 122b zweckbestimmt, um Daten nur von einem oder mehreren bestimmten Typ(en) von Geräten oder Knoten zu empfangen (z. B. Steuerungen, Routern oder Benutzerschnittstellengeräten). In einigen Ausführungsformen ist ein bestimmter Vorrichtungsdatenempfänger 122a oder 122b zweckbestimmt, um nur einen oder mehrere bestimmte Typ(en) an Daten zu empfangen (z. B. nur Prozesssteuerungsdaten oder nur Netzwerkmanagementdaten). Accordingly, transmitted data may be received from the device data 122a and 122b for example over the network backbone 105 be received. In one embodiment, a particular device data receiver 122a or 122b intended to receive data from one or more particular device (s) or nodes. In one embodiment, a particular device data receiver 122a or 122b intended to receive data only from one or more particular type (s) of devices or nodes (eg, controllers, routers, or user interface devices). In some embodiments, a particular device data receiver is 122a or 122b intended to receive only one or more particular type (s) of data (eg, only process control data or only network management data).

Die Vorrichtungsdatenempfänger 122a und 122b können veranlassen, dass die Daten im Big-Data-Vorrichtungsspeicherbereich 120 gespeichert oder historisiert werden, z. B. als Teil des Big-Data-Satzes, der der Prozessanlage 10 entspricht. In einem Beispiel werden die von den Vorrichtungsdatenempfängern 122a und 122b empfangenen Daten unter Verwendung des Prozesssteuerungs-Big-Data-Schemas im Datenspeicherbereich 120 gespeichert. In 4 sind die Zeitreihendaten 120a als separat von entsprechenden Metadaten 120b gespeichert dargestellt, wenngleich wenigstens einige der Metadaten 120b in einigen Ausführungsformen integral mit den Zeitreihendaten 120a gespeichert werden können. The device data receivers 122a and 122b can cause the data in the big data device storage area 120 saved or historicized, eg. B. as part of the big data set, the process plant 10 equivalent. In one example, those from the device data receivers 122a and 122b received data using the process control big data schema in the data storage area 120 saved. In 4 are the time series data 120a as separate from corresponding metadata 120b stored, although at least some of the metadata 120b integral with the time series data in some embodiments 120a can be stored.

In einer Ausführungsform werden Daten, die über die Vielzahl von Vorrichtungsdatenempfängern 122a und 122b empfangen werden, integriert, sodass Daten von mehreren Quellen kombiniert werden können (z. B. in einer gleichen Gruppe an Reihen des Datenspeicherbereichs 120). Typischerweise, jedoch nicht zwangsläufig, werden Daten, die über die Vielzahl von Vorrichtungsdatenempfängern 122a und 122b empfangen werden, in einem Rohformat im Big-Data-Vorrichtungsspeicherbereich 120 gespeichert. In einigen Szenarien können wenigstens einige der empfangenen Rohdaten gesäubert werden, um Rauschen und nicht konsistente Daten oder Ausreißerdaten zu entfernen. Zum Beispiel kann ein Vorrichtungsanfragen-Servicer 125a, 125b das Abrufen von in Rohformat oder in einem gereinigten Format im Big-Data-Vorrichtungsspeicherbereich 120 gespeicherten Daten anfordern. Wenn bereinigte Daten angefordert werden, kann die Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Vorrichtung 102 Rohdaten vom Speicherbereich 120 abrufen und die abgerufenen Daten reinigen, bevor die bereinigten Daten an den Anfragen-Servicer 125a, 125b bereitgestellt werden. In one embodiment, data that is about the plurality of device data is received 122a and 122b integrated, so that data from multiple sources can be combined (e.g., in a same group of rows of data storage area 120 ). Typically, but not necessarily, data is received about the plurality of device data 122a and 122b are received in a raw format in the big data device storage area 120 saved. In some scenarios, at least some of the received raw data may be cleaned to remove noise and non-consistent data or outlier data. For example, a device request servicer 125a . 125b fetching in raw format or in a clean format in the big data device storage area 120 request stored data. When clean data is requested, the process control system big data device may 102 Raw data from memory area 120 retrieve and clean the retrieved data before the cleaned up data to the requesting service 125a . 125b to be provided.

Mit Bezugnahme auf 5 ist 5 ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Verwendung von Geräten, die Big-Data in Prozesssteuerungssystemen und -anlagen für mehrlagiges oder mehrschichtiges Datencaching und Übertragen unterstützen, darstellt. 5 beinhaltet drei beispielhafte Ebene 380–382, wobei die Ebene 380 drei Geräte 380a–380c aufweist, die Ebene 381 zwei Geräte 381a und 381b aufweist und die Ebene 382 zwei Geräte 382a und 382b aufweist. Die mit Verweis auf 5 beschriebenen Techniken und Konzepte können jedoch auf jede beliebige Anzahl an Ebenen angewendet werden, die eine beliebige Anzahl an Geräten aufweisen. Jedes der Geräte 380a–380c, 381a–381b oder 382a–382b kann ein Provider-Knoten oder -Gerät 110, ein Benutzerschnittstellenknoten oder -gerät 112 oder ein anderer Knoten oder ein anderes Gerät 115, der/das Big-Data in einer Prozesssteuerungsumgebung oder -anlage unterstützt, sein. With reference to 5 is 5 a block diagram illustrating an exemplary use of devices that support big data in process control systems and systems for multi-layer or multi-layer data caching and transfer. 5 includes three exemplary levels 380 - 382 , where the plane 380 three devices 380a - 380c has, the level 381 two devices 381a and 381b and the level 382 two devices 382a and 382b having. The with reference to 5 However, techniques and concepts described may be applied to any number of levels that include any number of devices. Each of the devices 380a - 380c . 381a - 381b or 382a - 382b can be a provider node or device 110 , a user interface node or device 112 or another node or device 115 that supports big data in a process control environment or attachment.

Zusätzlich kann jedes der Geräte 380a–380c, 381a, 381b, 382a und 382b eine Ausführungsform des Geräts 300 aus 3 sein. In 5 ist jedes der Geräte 380a–380c, 381a, 381b, 382a und 382b als einen entsprechenden Prozessor P_MCX mit mehreren Verarbeitungselementen (der den Prozessor 308 mit mehreren Verarbeitungselementen aus 3 beinhalten kann) und einen entsprechenden High-Density-Speicher M_X (der den Cache 315 und den Flash-Speicher 320 aus 3 beinhalten kann) enthaltend dargestellt. In addition, each of the devices 380a - 380c . 381a . 381b . 382a and 382b an embodiment of the device 300 out 3 be. In 5 is each of the devices 380a - 380c . 381a . 381b . 382a and 382b as a corresponding processor P _MCX with multiple processing _elements (the processor 308 with multiple processing elements 3 may include) and a corresponding high-density memory M _X (the cache 315 and the flash memory 320 out 3 may include).

Wie in 5 dargestellt, ist jedes der Geräte 380a–380c in Ebene 380 ein anderer Gerätetyp. Insbesondere ist das Gerät 380a als ein Feldgerät dargestellt, das konfiguriert ist, um eine physische Funktion auszuführen, um einen Prozess oder einen in der Prozessanlage 10 gesteuerten Prozess zu steuern. Das Gerät 380b ist als ein Router dargestellt, der konfiguriert, um kabellose Pakete innerhalb eines kabellosen Netzwerks von einem kabellosen Gerät zu einem anderen kabellosen Gerät zu leiten. Das Gerät 380c ist als ein Benutzerschnittstellengerät dargestellt, das konfiguriert ist, um es einem Benutzer oder Bediener zu ermöglichen, mit dem Prozesssteuerungssystem oder der Prozessanlage 10 zu interagieren. In 5 generiert jedes der Geräte 380a–380c beobachtete Daten und speichert sie zusammen mit entsprechenden Zeitstempeln in entsprechenden Speichern M₁₄–M₁₆ zwischen und überträgt und/oder streamt die Inhalte in den Speichern M₁₄–M₁₆ dann an Geräte oder Knoten, die in der nächsten Ebene 381 enthalten sind. As in 5 shown, is each of the devices 380a - 380c in level 380 another device type. In particular, the device 380a represented as a field device configured to perform a physical function to a process or in the process plant 10 to control the controlled process. The device 380b is shown as a router that configures to route wireless packets within a wireless network from one wireless device to another wireless device. The device 380c is shown as a user interface device configured to allow a user or operator to interact with the process control system or process plant 10 to interact. In 5 generates each of the devices 380a - 380c observed data and stores it together with corresponding time stamps in corresponding memories M ₁₄ -M ₁₆ and then transfers and / or streams the contents in the memories M ₁₄ -M ₁₆ to devices or nodes in the next level 381 are included.

In Ebene 381 sind die Geräte 381a und 381b als Vergangenheitsdatenspeichergeräte dargestellt, die konfiguriert sind, um von den Geräten 380a–380c empfangene Daten und/oder andere Daten, die im gesamten Prozesssteuerungssystem 10 gesammelt werden, zeitweise in den entsprechenden Speichern M₁₇ und M₁₈ zu speichern (z. B. zwischen zu speichern). In einigen Ausführungsformen sind die Vergangenheitsdatenspeichergeräte 381a und 381b konfiguriert, um spezifische Datentypen auf einer Ebene oder Daten von spezifischen Geräten oder Knoten auf der Ebene zu empfangen. Zum Beispiel empfängt das Vergangenheitsdatenspeichergerät 381a Daten von allen Geräten oder Knoten auf der Ebene 380. In einem anderen Beispiel empfängt das Vergangenheitsdatenspeichergerät 381a ausschließlich Daten von Feldgeräten (z. B. dem Feldgerät 380a) und Netzwerkgeräten (z. B. dem Router 380b) auf der Ebene 380. In einem weiteren anderen Beispiel empfängt das Vergangenheitsdatenspeichergerät 381b nur benutzerschnittstellenbezogene Daten, wie Benutzerbefehle, Benutzeranfragen usw. von Benutzerschnittstellengeräten (z. B. dem Benutzerschnittstellengerät 380c) auf der Ebene 380. In level 381 are the devices 381a and 381b presented as historical data storage devices that are configured to be from the devices 380a - 380c received data and / or other data throughout the process control system 10 be temporarily stored in the corresponding memories M ₁₇ and M ₁₈ (eg to store between). In some embodiments, the historical data storage devices are 381a and 381b configured to receive specific data types at one level or data from specific devices or nodes at the level. For example, the past data storage device receives 381a Data from all devices or nodes at the level 380 , In another example, the historical data storage device receives 381a only data from field devices (eg the field device 380a ) and network devices (such as the router 380b ) on the layer 380 , In yet another example, the historical data storage device receives 381b only user interface related data, such as user commands, user requests, etc., from user interface devices (eg, the user interface device 380c ) on the layer 380 ,

Wie in 5 dargestellt, überträgt und/oder streamt wenigstens ein Vergangenheitsdatenspeichergerät (z. B. das Vergangenheitsdatenspeichergerät 381a) in einigen Ausführungsformen wenigstens einen Teil seiner zwischengespeicherten Daten direkt an den Big-Data-Speicherbereich 120 (z. B. über den Vorrichtungsdatenempfänger 122a). In einigen Ausführungsformen übertragen und/oder streamen die Vergangenheitsdatenspeichergeräte 381a und 381b die Inhalte in den Speichern M₁₇ und M₁₈ an die nächste Ebene 382. In der Ebene 382 ist das Gerät 382a als ein anderes Vergangenheitsdatenspeichergerät dargestellt und das Gerät 382b ist als eine Prozesssteuerung dargestellt. Das Vergangenheitsdatenspeichergerät 382 empfängt und speichert Daten von den Vergangenheitsdatenspeichergeräten 381a und 381b im Speicher M₁₉ (speichert sie z. B. zwischen). Außerdem kann das Vergangenheitsdatenspeichergerät 382a konfiguriert sein, um Daten von der Steuerung 382b zu empfangen, z. B. wenn sich die Steuerung 382b proximal in der Nähe des Vergangenheitsdatenspeichergeräts 382a befindet oder wenn sich die Steuerung 382b auf derselben Caching-Ebene befindet, wie das Vergangenheitsdatenspeichergerät 382a. In einigen Fällen kann die Steuerung 382b eingebettete Datenanalyseanwendungen beinhalten, die erfordern, dass die Steuerung 382b sowohl Echtzeit-Prozesssteuerungsdaten liest als auch Vergangenheits-Streaming-Daten vom Vergangenheitsdatenspeicher 382a erfasst. Sobald die Daten vom Vergangenheitsdatenspeichergerät 382a empfangen und gespeichert wurden, liefert und/oder streamt das Vergangenheitsdatenspeichergerät 382a die zusammengetragenen Daten in jedem Fall über den einen oder die mehreren Vorrichtungsdatenempfänger 122a, 122b an den Prozesssteuerungs-Big-Data-Speicherbereich 120. As in 5 represents, transmits, and / or streams at least one historical data storage device (eg, the past data storage device) 381a ) In some embodiments, at least a portion of its cached data directly to the big data storage area 120 (eg via the device data receiver 122a ). In some embodiments, the past data storage devices transmit and / or stream 381a and 381b the contents in the memories M ₁₇ and M ₁₈ to the next level 382 , In the plane 382 is the device 382a as another historical data storage device and the device 382b is shown as a process control. The historical data storage device 382 receives and stores data from the past data storage devices 381a and 381b in memory M ₁₉ (eg store it between). In addition, the past data storage device can 382a be configured to get data from the controller 382b to receive, for. B. when the controller 382b proximal near the historical data storage device 382a is located or if the controller 382b is at the same caching level as the historical data storage device 382a , In some cases, the controller can 382b include embedded data analysis applications that require the controller 382b Both real-time process control data and past-stream data are read from the historical data store 382a detected. Once the data from the past data storage device 382a received and stored, delivers and / or streams the past data storage device 382a the aggregated data in each case about the one or more device data receivers 122a . 122b to the process control big data storage area 120 ,

Allgemein können unter Verwendung verschiedener ebener oder mehrschichtiger Schemata verschiedene Typen an Daten an verschiedenen Knoten des Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerks 100 zwischengespeichert werden. In einer Ausführungsform werden Daten, die dem Steuern eines Prozesses entsprechen, auf mehrschichtige Weise unter Verwendung von Provider-Geräten 110, deren Hauptfunktion darin besteht, zu steuern (z. B. Feldgeräte, I/O-Geräte, Steuerungen, wie im beispielhaften in 4 dargestellten Szenario), zwischengespeichert und geliefert, wohingegen Daten, die Netzwerkverkehr entsprechen, unter Verwendung von Provider-Geräten 110, deren Hauptfunktion Verkehrsmanagement ist (z. B. Router, Zugangspunkte und Gateways) zwischengespeichert und geliefert. In einer Ausführungsform werden Daten über Vergangenheitsdatenspeicherknoten oder -geräte an den unitären, logischen Datenspeicherbereich geliefert, wie in 5 dargestellt. Zum Beispiel liefern oder streamen nachgelagerte (z. B. weiter weg von der Big-Data-Vorrichtung 102 angeordnete) Vergangenheitsdatenspeicherknoten oder -geräte zwischengespeicherte Daten an vorgelagerte (z. B. näher an der Big-Data-Vorrichtung 102 angeordnete) Vergangenheitsdatenspeicherknoten oder -geräte und letztendlich liefern oder streamen die Vergangenheitsdatenspeicherknoten oder -geräte, die direkt nachgelagert von der Prozesssteuerungs-Big-Data-Vorrichtung 102 angeordnet sind, entsprechende zwischengespeicherte Daten zur Speicherung an der Prozesssteuerungs-Big-Data-Vorrichtung 102. In general, using different planar or multilayer schemes, different types of data may be at different nodes of the process control system big data network 100 be cached. In one embodiment, data corresponding to controlling a process is multiplexed using provider devices 110 whose main function is to control (eg field devices, I / O devices, controllers, as in the example of FIG 4 scenario), whereas data corresponding to network traffic using provider devices 110 whose main function is traffic management (eg routers, access points and gateways) buffered and delivered. In one embodiment, data about historical data storage nodes or devices is provided to the unitary logical data storage area, as in FIG 5 shown. For example, deliver or stream downstream (for example, farther away from the Big Data device 102 arranged past data storage nodes or devices cached data to upstream (eg, closer to the Big Data device 102 past data storage nodes or devices, and ultimately provide or stream the past data storage nodes or devices directly downstream from the process control big data device 102 corresponding cached data for storage at the process control big data device 102 ,

In einer Ausführungsform wird mehrlagiges oder mehrschichtiges Datencaching oder Übertragen von Knoten 110 ausgeführt, die unter Verwendung des Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk-Backbones 105 miteinander kommunizieren. In einer Ausführungsform kommunizieren wenigstens einige Knoten 110, die am mehrschichtigen oder mehrlagigen Zwischenspeichern beteiligt sind, zwischengespeicherte Daten an Knoten 110 auf einer anderen Ebene, die ein anderes Kommunikationsnetzwerk und/oder ein anderes Protokoll verwendet, wie HART, WirelessHART, Feldbus, DeviceNet, Wi-Fi, Ethernet oder ein anderes Protokoll. In one embodiment, multi-layer or multi-layer data caching or node transfer 110 running using the process control system big data network backbone 105 communicate with each other. In one embodiment, at least some nodes communicate 110 that are involved in multilayer or multilayer caching, cached data to nodes 110 at another level, using a different communication network and / or protocol, such as HART, WirelessHART, Fieldbus, DeviceNet, Wi-Fi, Ethernet, or any other protocol.

Wenngleich mehrlagiges oder mehrschichtiges Zwischenspeichern mit Verweis auf Provider-Geräte oder -Knoten 110 beschrieben wurde, können die Konzepte und Techniken selbstverständlich gleichermaßen Benutzerschnittstellengeräteknoten 112 und/oder andere Typen von Geräten oder Knoten 115, die Big-Data in Prozesssteuerungsanlagen und -systemen unterstützen, betreffen. In einer Ausführungsform führt eine Untermenge der Geräte oder Knoten 108 mehrlagiges oder mehrschichtiges Datencaching und Übertragen aus, während eine andere Untermenge der Geräte oder Knoten 108 veranlasst, dass ihre zwischengespeicherten/gesammelten Daten direkt an die Prozesssteuerungs-Big-Data-Vorrichtung 102 geliefert werden, ohne dass sie an einem Zwischenknoten zwischengespeichert oder gespeichert werden. In einigen Ausführungsformen speichern Vergangenheitsdatenspeicherknoten Daten von mehreren verschiedenen Typen an Geräten oder Knoten zwischen, z. B. von einem Provider-Gerät 110 und von einem Benutzerschnittstellengerät 112. Although multi-tier or multi-tier caching referring to provider devices or nodes 110 Of course, the concepts and techniques may equally well be user interface device nodes 112 and / or other types of devices or nodes 115 that support big data in process control systems and systems. In one embodiment, a subset of the devices or nodes 108 multilayer or multi-layered data caching and transmitting while another subset of the devices or nodes 108 causes their cached / collected data directly to the process control big data device 102 be delivered without being cached or stored at an intermediate node. In some embodiments, historical data storage nodes store data from several different types of devices or nodes, e.g. From a provider device 110 and from a user interface device 112 ,

6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 400 für die Verwendung von Geräten, um Big-Data in Prozessanlagen und Prozesssteuerungssystemen zu unterstützen. Das Verfahren 400 kann zum Beispiel mit dem Gerät 300 aus 3 ausgeführt werden, mit den mehrlagigen oder mehrschichtigen Datencaching- und Übertragungstechniken aus 4 und 5, mit den Provider-Knoten oder -Geräten 110 aus 2 und/oder mit der Vielzahl von Geräten oder Knoten 108 des Prozesssteuerungs-Big-Data-Netzwerks 100 aus 1. In einer Ausführungsform ist das Verfahren 400 durch wenigstens einen Teil des Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerks 100 aus 1 implementiert. 6 shows a flowchart of an exemplary method 400 for the use of devices to support big data in process plants and process control systems. The procedure 400 can, for example, with the device 300 out 3 be executed with the multilayer or multilayer data caching and transmission techniques 4 and 5 , with the provider nodes or devices 110 out 2 and / or with the plurality of devices or nodes 108 of the process control big data network 100 out 1 , In one embodiment, the method is 400 through at least part of the process control system big data network 100 out 1 implemented.

In einem Block 402 können Daten an einem Gerät, das Big-Data in Prozesssteuerungsanlagen oder -netzwerken unterstützt, gesammelt werden. Das Gerät kann mit einem Kommunikationsnetzwerk einer Prozessanlage oder eines Prozesssteuerungssystems in Kommunikationsverbindung stehen, wie dem Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Netzwerk 100. Das Gerät kann ein Feldgerät, eine Prozesssteuerung, ein I/O-Gerät, ein Gateway-Gerät, ein Zugangspunkt, ein Routing-Gerät, ein Netzwerkmanagementgerät, ein Benutzerschnittstellengerät, ein Vergangenheitsdatenspeichergerät oder ein anderes Gerät, das konfiguriert ist, um mit der Prozessanlage oder mit einem durch die Prozessanlage gesteuerten Prozess verknüpfte Big-Data zu sammeln. Die gesammelten Daten können Messdaten, Ereignisdaten, Batch-Daten, berechnete Daten, Konfigurationsdaten und kontinuierliche Daten beinhalten. Dementsprechend beinhalten die gesammelten Daten allgemein alle Typen von Daten, die von dem Gerät generiert, erzeugt, an ihm empfangen oder von ihm beobachtet werden. Die Daten können gesammelt werden, ohne dass eine Identifikation der Daten a priori in einer Konfiguration des Geräts eingeschlossen wird. Ferner können die Mess- und Steuerungsdaten, sowie verschiedene andere Datentypen, am Prozesssteuerungsgerät mit einer Rate der Generierung durch das Gerät, einer Rate der Erzeugung durch das Gerät oder einer Rate des Empfangs am Gerät gesammelt werden, erneut ohne dass die Rate a priori in der Konfiguration des Geräts eingeschlossen werden muss. In a block 402 can collect data to a device that supports big data in process control systems or networks. The device may be in communication with a communication network of a process plant or a process control system, such as the process control system big data network 100 , The device may be a field device, a process controller, an I / O device, a gateway device, an access point, a routing device, a network management device, a user interface device, a historical data storage device, or other device that is configured to interface with the process plant or to collect big data associated with a process controlled by the process plant. The collected data may include measurement data, event data, batch data, calculated data, configuration data, and continuous data. Accordingly, the collected data generally includes all types of data generated, generated, received on, or observed by the device. The data may be collected without an identification of the data being included a priori in a configuration of the device. Further, the measurement and control data, as well as various other data types, may be collected at the process control device at a rate of generation by the device, a rate of generation by the device, or a rate of reception at the device, again without the rate being a priori in the Configuration of the device must be included.

In einem Block 404 können die gesammelten Daten zusammen mit einer Anzeige, wann die Daten am Gerät erfasst oder gesammelt wurden (z. B. einem Zeitstempel), in einem Cache gespeichert werden. Der Cache ist zum Beispiel im Gerät enthalten. In einer Ausführungsform können die Daten und ihr entsprechender Zeitstempel in einem Eintrag des Caches gespeichert werden. In Ausführungsformen, in denen mehrere Werte der Daten im Laufe der Zeit erfasst werden (Block 402), kann jeder Wert zusammen mit seinem entsprechenden Zeitstempel in demselben Eintrag oder in einem anderen Eintrag des Caches gespeichert werden. Das Schema, das vom Cache verwendet wird, um Einträge zu speichern, kann in einem Schema enthalten sein, das von einer Datenspeichereinheit verwendet wird, in der die zwischengespeicherten Daten historisiert werden sollen, wie dem Prozesssteuerungs-Big-Data-Speicherbereich 120 oder einem anderen geeigneten Big-Data-Speicherbereich. In einigen Ausführungsformen wird der Block 404 weggelassen, zum Beispiel wenn gesammelte Daten direkt vom Gerät zur Historisierung an einem Prozesssteuerungssystem-Big-Data-Speicherbereich gestreamt werden. In a block 404 For example, the collected data may be stored in a cache along with an indication of when the data was collected or collected on the device (eg, a timestamp). The cache is included in the device, for example. In one embodiment, the data and its corresponding timestamp may be stored in an entry of the cache. In embodiments in which multiple values of the data are acquired over time (Block 402 ), each value can be stored together with its corresponding time stamp in the same entry or in another entry of the cache. The scheme used by the cache to store entries may be contained in a schema used by a data storage unit in which to cache the cached data, such as the process control big data storage area 120 or any other suitable big data storage area. In some embodiments, the block becomes 404 omitted, for example, when collected data is streamed directly from the device for historicization to a process control system big data storage area.

In einem Block 406 wird veranlasst, dass wenigstens ein Teil der im Cache gespeicherten Daten zur Speicherung an einen unitären, logischen Speicherbereich übertragen wird, der der Prozessanlage entspricht (z. B. der Big-Data-Speicherbereich 120 aus 1), wodurch wenigstens ein Teil des Caches freigemacht wird, um nachfolgende Daten zu speichern. Der unitäre, logische Datenspeicherbereich ist konfiguriert, um unter Verwendung eines einheitlichen Formats oder Schemas mehrere Typen an Daten, die sich auf die Prozessanlage oder den von der Prozessanlage gesteuerten Prozess beziehen, zu speichern. In einer Ausführungsform beinhaltet das Übertragen der Daten das Veranlassen, dass wenigstens ein Teil der Daten im Cache regelmäßig übertragen wird. Zusätzlich oder alternativ beinhaltet das Übertragen der Daten das Veranlassen, dass wenigstens ein Teil der Daten im Cache gestreamt wird. In einer Ausführungsform beinhaltet das Übertragen der im Cache gespeicherten Daten das Auswählen oder Bestimmen eines Eintrags des Caches zur Übertragung, wobei die Inhalte (z. B. der Wert der Daten und der entsprechende in dem ausgewählten Eintrag enthaltene Zeitstempel) an das Kommunikationsnetzwerk übertragen werden können. In einigen Ausführungsformen kehrt das Verfahren 400 zu Block 402 zurück und die Schritte des Sammelns, Speicherns und Übertragens von Daten werden wiederholt. In a block 406 At least a portion of the cached data is caused to be transferred, for storage, to a unitary logical storage area corresponding to the process plant (eg, the big data storage area 120 out 1 ), thereby freeing at least part of the cache to store subsequent data. The unitary logical storage area is configured to store multiple types of data related to the process plant or process controlled by the process plant using a uniform format or schema. In one embodiment, transmitting the data includes causing at least a portion of the data to be periodically transferred in the cache. Additionally or alternatively, transmitting the data includes causing at least a portion of the data to be streamed in the cache. In one embodiment, transmitting the cached data includes selecting or designating an entry of the cache for transmission, wherein the contents (eg, the value of the data and the corresponding timestamp contained in the selected entry) may be transmitted to the communication network , In some embodiments, the method returns 400 to block 402 back and the steps of collecting, storing and transferring data are repeated.

In einer Ausführungsform wird wenigstens ein Teil der Daten, die zur Speicherung an den unitären, logischen Speicherbereich übertragen werden (Block 406), über das Kommunikationsnetzwerk an andere Prozesssteuerungsgeräte oder -knoten übertragen, die im Kommunikationsnetzwerk zwischen dem Prozesssteuerungsgerät und dem unitären, logischen Datenspeicherbereich angeordnet sind. Die anderen Prozesssteuerungsgeräte oder -knoten können konfiguriert sein, um wenigstens einen Teil der Daten zeitweise zu speichern und wenigstens den Teil der Daten an den unitären, logischen Datenspeicherbereich weiterzuleiten. In einer Ausführungsform wird wenigstens ein Teil der Daten, die an den unitären, logischen Speicherbereich übertragen werden, auch an andere Geräte oder Knoten des Prozesssteuerungssystems oder der Prozesssteuerungsanlage 10 übertragen. In one embodiment, at least a portion of the data transferred to the unitary logical storage area for storage (block 406 ), via the communication network to other process control devices or nodes located in the communication network between the process control device and the unitary logical data storage area. The other process control devices or nodes may be configured to temporarily store at least a portion of the data and to forward at least the portion of the data to the unitary, logical data storage area. In one embodiment, at least a portion of the data transferred to the unitary logical storage area is also communicated to other devices or nodes of the process control system or process control equipment 10 transfer.

Ausführungsformen der in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Techniken können jede beliebige Anzahl der folgenden Aspekte beinhalten, entweder einzeln oder in Kombination:

1. Verfahren zum Bereitstellen von Daten unter Verwendung eines Geräts, das mit einem Kommunikationsnetzwerk einer Prozessanlage in Kommunikationsverbindung steht, wobei die Prozessanlage Geräte und Ausrüstung beinhaltet, die konfiguriert sind/ist, um einen oder mehrere Prozess(e) zu steuern. Das Verfahren kann das Sammeln von Daten an dem Gerät umfassen, wobei die Daten wenigstens eins beinhalten von: (i) Daten, die von dem Gerät generiert werden (z. B. zur Übertragung vom Gerät), (ii) Daten, die von dem Gerät erzeugt werden, oder (iii) Daten, die an dem Gerät empfangen werden. Die Daten können wenigstens einem entsprechen von der Prozessanlage oder einem Prozess, der von der Prozessanlage gesteuert wird, und ein Typ des Geräts kann in einem Satz an Gerätetypen enthalten sein, wobei der Satz an Gerätetypen ein Feldgerät und eine Steuerung beinhaltet. Das Verfahren kann ferner das Speichern der gesammelten Daten im Cache des Geräts und das Veranlassen, dass wenigstens ein Teil der gesammelten Daten zur Speicherung in einem unitären, logischen Datenspeicherbereich einer Prozesssteuerungs-Big-Data-Vorrichtung, die der Prozessanlage entspricht, übertragen werden, beinhalten. Der unitäre, logische Datenspeicherbereich kann konfiguriert sein, um unter Verwendung eines einheitlichen Formats mehrere Typen an Daten aus einem Satz an Datentypen, die wenigstens einem von der Prozessanlage oder dem von der Prozessanlage gesteuerten Prozess entsprechen, zu speichern, und der Satz an Datentypen kann kontinuierliche Daten, Ereignisdaten, Messdaten, Batch-Daten, berechnete Daten und Konfigurationsdaten beinhalten.
2. Verfahren nach dem vorangehenden Aspekt, wobei das Sammeln der Daten wenigstens eins umfasst von: Sammeln aller Daten, die zur Übertragung von dem Gerät generiert werden, Sammeln aller Daten, die von dem Gerät erzeugt werden, oder Sammeln aller Daten, die an dem Gerät empfangen werden.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei das Sammeln der Daten wenigstens eins umfasst von: Sammeln von zur Übertragung vom Gerät generierten Daten mit einer Generierungsrate, Sammeln von vom Gerät erzeugten Daten mit einer Erzeugungsrate oder Sammeln aller am Gerät empfangenen Daten mit einer Empfangsrate.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei das Sammeln der Daten am Gerät das Sammeln wenigstens eines Datentyps, der in dem Satz an Datentypen enthalten ist, am Gerät umfasst.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei: die Daten erste Daten sind, das Gerät ein erstes Gerät ist und der Satz an Gerätetypen ferner ein Eingabe-/Ausgabe-(I/O)-Gerät beinhaltet, das eine Feldgerätschnittstelle und eine Steuerungsschnittstelle aufweist. Zusätzlich kann das Verfahren ferner das Empfangen von zweiten Daten an dem ersten Gerät umfassen, die wenigstens eins sind von (i) zur Übertragung von einem zweiten Gerät generiert, (ii) von dem zweiten Gerät erzeugt oder (iii) an dem zweiten Gerät empfangen, wobei das zweite Gerät einen Gerätetyp von einem von dem Feldgerät, der Steuerung oder dem I/O-Gerät aufweist. Das Verfahren kann das Speichern der zweiten Daten im Cache des ersten Geräts und das Veranlassen, dass wenigstens ein Teil der zweiten gesammelten Daten zur Speicherung in dem unitären, logischen Datenspeicherbereich der Prozesssteuerungs-Big-Data-Vorrichtung übertragen wird, beinhalten.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei das erste Gerät einen Gerätetyp von einem vom Feldgerät, der Steuerung oder dem I/O-Gerät aufweist.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei das Veranlassen des Übertragens wenigstens des Teils der zweiten gesammelten Daten das integrale Übertragen von wenigstens dem Teil der zweiten gesammelten Daten mit wenigstens dem Teil der ersten gesammelten Daten umfasst.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei das Speichern der gesammelten Daten im Cache das Speichern von Anzeigern entsprechender Zeiten der Generierung oder des Empfangs der gesammelten Daten zusammen mit den gesammelten Daten im Cache beinhaltet; und wobei das Veranlassen, dass wenigstens der Teil der gesammelten Daten übertragen wird, das Veranlassen, dass wenigstens der Teil der gesammelten Daten und die entsprechenden Zeiten der Generierung oder des Empfangs wenigstens des Teils der gesammelten Daten übertragen wird, umfasst.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei das Speichern der gesammelten Daten im Cache des Geräts das Speichern der gesammelten Daten im Cache unter Verwendung eines Schemas umfasst, das in einem Schema enthalten ist, das dem einheitlichen, vom unitären, logischen Datenspeicherbereich verwendeten Format entspricht.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei das Veranlassen des Übertragens der Daten das Streamen der Daten umfasst.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei das Streamen der Daten das Streamen der Daten unter Verwendung eines Stream Control Transmission Protocol (SCTP) umfasst.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte, das ferner das Bereitstellen eines Streaming-Dienstes umfasst, über den die Daten an einen oder mehrere Abonnenten des Streaming-Dienstes gestreamt werden.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei das Veranlassen des Übertragens wenigstens des Teils der Daten zur Speicherung im unitären, logischen Datenspeicherbereich das Übertragen wenigstens des Teils der Daten über ein Kommunikationsnetzwerk an ein anderes Gerät, das im Kommunikationsnetzwerk zwischen dem Gerät und dem unitären, logischen Datenspeicherbereich angeordnet ist, umfasst.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei das Übertragen wenigstens des Teils der Daten an das andere Gerät das Übertragen wenigstens des Teils der Daten umfasst an wenigstens eins von: einem Prozesssteuerungsgerät, das konfiguriert ist, um die Prozess in der Prozessanlage in Echtzeit zu steuern, einem Netzwerkmanagement- oder Routing-Gerät oder einem anderen Gerät, das konfiguriert ist, um wenigstens den Teil der Daten zeitweise zu speichern und wenigstens den Teil der Daten an den unitären, logischen Datenspeicherbereich weiterzuleiten.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei der Satz an Gerätetypen ferner ein Eingabe-/Ausgabe-(I/O)-Gerät, das eine Feldgerätschnittstelle und eine Steuerungsschnittstelle aufweist, ein Benutzerschnittstellengerät, ein Gateway-Gerät, einen Zugangspunkt, ein Routing-Gerät und ein Netzwerkmanagementgerät beinhaltet.
16. Gerät zum Steuern eines Prozesses in einer Prozessanlage, das eine Schnittstelle zu einem Kommunikationsnetzwerk der Prozessanlage und einen Cache, der konfiguriert ist, um Daten zu speichern (z. B. Daten zeitweise zu speichern), beinhaltet. Die Daten können wenigstens eins beinhalten von: (i) Daten, die zur Übertragung vom Gerät generiert wurden, (ii) Daten, die vom Gerät erzeugt wurden, oder (iii) Daten, die vom Gerät empfangen wurden, und die Daten können wenigstens einem von der Prozessanlage oder dem in der Prozessanlage gesteuerten Prozess entsprechen. Das Gerät kann einen Prozessor mit mehreren Verarbeitungselementen beinhalten, der wenigstens ein Verarbeitungselement aufweist, das zweckbestimmt ist, um zu veranlassen, dass die Daten im Cache gespeichert werden, und zu veranlassen, dass wenigstens ein Teil der Daten zur Speicherung in einem zentralisierten Datenspeicherbereich, der der Prozessanlage entspricht, über das Kommunikationsnetzwerk übertragen wird. Das Gerät kann ein Prozesssteuerungsgerät sein, zum Beispiel ein Feldgerät, das konfiguriert ist, um eine physische Funktion auszuführen, um den Prozess zu steuern, eine Steuerung, die konfiguriert ist, um eine Eingabe zu empfangen und basierend auf der Eingabe eine Ausgabe zu generieren, um den Prozess zu steuern, oder ein Eingabe-/Ausgabe-(I/O)-Gerät, das zwischen dem Feldgerät und der Steuerung angeordnet ist und mit ihnen in Kommunikationsverbindung steht. In einer Ausführungsform kann das Gerät konfiguriert sein, um beliebige Teile von oder jeden beliebigen der vorangehenden Aspekte auszuführen.
17. Gerät nach dem vorangehenden Aspekt, wobei wenigstens eins gilt von: ein erstes Verarbeitungselement des Prozessors mit mehreren Verarbeitungselementen dient dazu, zu veranlassen, dass die Daten im Cache gespeichert werden; ein zweites Verarbeitungselement des Prozessors mit mehreren Verarbeitungselementen dient dazu, zu veranlassen, dass wenigstens der Teil der Daten übertragen wird, oder ein drittes Verarbeitungselement des Prozessors mit mehreren Verarbeitungselementen dient dazu, das Gerät zu bedienen, um den Prozess in der Prozessanlage in Echtzeit zu steuern.
18. Gerät nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei wenigstens eins gilt von: das erste Verarbeitungselement des Prozessors mit mehreren Verarbeitungselementen dient ausschließlich dazu, wenigstens zu veranlassen, dass die Daten im Cache gespeichert werden, oder zu veranlassen, dass wenigstens der Teil der Daten übertragen wird, oder das dritte Verarbeitungselement des Prozessors mit mehreren Verarbeitungselementen dient ausschließlich dazu, das Gerät zu bedienen, um den Prozess in der Prozessanlage zu steuern.
19. Gerät nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei der zentralisierte Datenspeicherbereich ein unitärer, logischer Datenspeicherbereich einer Prozesssteuerungs-Big-Data-Vorrichtung ist, die der Prozessanlage entspricht. Der unitäre, logische Datenspeicherbereich kann konfiguriert sein, um unter Verwendung eines einheitlichen Formats mehrere Typen an Daten, die wenigstens einem von der Prozessanlage oder einem in der Prozessanlage gesteuerten Prozess entsprechen, zu speichern. Die verschiedenen Datentypen können in einem Satz an Datentypen enthalten sein, der kontinuierliche Daten, Messdaten, Ereignisdaten, berechnete Daten, Konfigurationsdaten und Batch-Daten umfasst.
20. Gerät nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei das einheitliche Format des unitären, logischen Datenspeicherbereichs ein einheitliches Schema umfasst, wobei das einheitliche Schema ein lokales Schema beinhaltet, das verwendet wird, um die Daten im Cache des Geräts zu speichern.
21. Gerät nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei der Prozessor mit mehreren Verarbeitungselementen konfiguriert ist, um zu veranlassen, dass wenigstens der Teil der im Cache gespeicherten Daten über das Kommunikationsnetzwerk gestreamt wird.
22. Gerät nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei der Prozessor mit mehreren Verarbeitungselementen konfiguriert ist, um einen Streaming-Dienst bereitzustellen, an den wenigstens eins von dem zentralisierten Datenspeicherbereich oder eine Zugangsanwendung, die dem zentralisierten Datenspeicherbereich entspricht, angeschlossen ist.
23. Gerät nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei die im Cache gespeicherten Daten wenigstens eins beinhalten von Messdaten, berechneten Daten, Konfigurationsdaten, Batch-Daten, Ereignisdaten oder kontinuierlichen Daten.
24. Gerät nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei die Daten zusammen mit entsprechenden Zeitstempeln im Cache gespeichert werden. Jeder entsprechende Zeitstempel kann eine Zeit der Generierung oder des Empfangs von Daten eines entsprechenden in den Daten enthaltenen Dateneintrags anzeigen und der Prozessor mit mehreren Verarbeitungselementen kann konfiguriert sein, um zu veranlassen, dass wenigstens der Teil der Daten und die entsprechenden Zeitstempel, die wenigstens dem Teil der Daten entsprechen, zur Speicherung am zentralisierten Datenspeicherbereich übertragen werden.
25. Gerät nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei eine Konfiguration des Geräts Anzeiger einer oder mehrerer Identitäten von Daten, die gesammelt und im Cache gespeichert werden sollen, ausschließt.
26. Gerät nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei die im Cache zu speichernden Daten wenigstens eins enthalten von (i) allen Daten, die zur Übertragung vom Gerät generiert werden, (ii) alle Daten, die vom Gerät erzeugt werden, oder (iii) alle Daten, die vom Gerät empfangen werden.
27. Gerät nach einem der vorangehenden Aspekte, das ferner einen Flash-Speicher umfasst, der konfiguriert ist, um wenigstens eins zu speichern von: (i) wenigstens einen Teil einer Konfiguration des Geräts oder (ii) ein Batch-Rezept, das dem Gerät entspricht, wobei das Gerät auf einen Inhalt des Flash-Speichers zugreift, um den Betrieb wieder aufzunehmen, nachdem ein Off-Line-Zustand beendet wurde.
28. Gerät nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei das Kommunikationsnetzwerk wenigstens eins von einem verkabelten Kommunikationsnetzwerk oder einem kabellosen Kommunikationsnetzwerk beinhaltet.
29. Gerät nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei die Schnittstelle eine erste Schnittstelle ist, das Kommunikationsnetzwerk ein erstes Kommunikationsnetzwerk ist und das Gerät ferner eine zweite Schnittstelle umfasst, die mit einem zweiten Kommunikationsnetzwerk gekoppelt ist, das sich vom Kommunikationsnetzwerk unterscheidet, wobei die zweite Schnittstelle vom Gerät verwendet wird, um Signale wenigstens zu übertragen oder zu empfangen, um den Prozess in Echtzeit zu steuern.
30. System zum Unterstützen von Big-Data in einer Prozessanlage, wobei das System ein Kommunikationsnetzwerk beinhaltet, das eine Vielzahl von Knoten aufweist. Das Kommunikationsnetzwerk kann konfiguriert sein, um Daten zur Speicherung an einem unitären, logischen Datenspeicherbereich bereitzustellen, und der unitäre, logische Datenspeicherbereich kann konfiguriert sein, um unter Verwendung eines einheitlichen Formats mehrere Typen an Daten aus einem Satz an Datentypen, die wenigstens einem von der Prozessanlage oder einem von der Prozessanlage gesteuerten Prozess entsprechen, zu speichern. Der Satz an Datentypen kann kontinuierliche Daten, Ereignisdaten, Messdaten, Batch-Daten, berechnete Daten und Konfigurationsdaten beinhalten.

Embodiments of the techniques described in the present disclosure may include any number of the following aspects, either individually or in combination:

A method of providing data using a device in communication with a communication network of a process plant, the process plant including equipment and equipment configured to control one or more process (s). The method may comprise collecting data at the device, the data including at least one of: (i) data generated by the device (eg, for transmission from the device), (ii) data derived from the device Device or (iii) data received on the device. The data may correspond to at least one of the process plant or a process controlled by the process plant and a type of the device may be included in a set of device types, the set of device types including a field device and a controller. The method may further include storing the collected data in the cache of the device and causing at least a portion of the collected data to be transferred for storage in a unitary, logical data storage area of a process control big data device corresponding to the process plant , The unitary logical data storage area may be configured to store, using a uniform format, multiple types of data from a set of data types corresponding to at least one process plant or process-controlled process, and the set of data types may be continuous Contain data, event data, measurement data, batch data, calculated data and configuration data.
2. A method according to the preceding aspect, wherein collecting the data comprises at least one of: collecting all the data generated for transmission from the device, collecting all the data generated by the device, or collecting all the data stored on the device Device are received.
3. The method of one of the preceding aspects, wherein collecting the data comprises at least one of: collecting data generated for transmission from the device at a rate of generation, collecting data generated by the device at a generation rate, or collecting all data received at the device at a reception rate ,
4. The method of one of the preceding aspects, wherein collecting the data at the device comprises collecting at least one data type contained in the set of data types at the device.
5. The method of one of the preceding aspects, wherein: the data is first data, the device is a first device, and the set of device types further includes an input / output (I / O) device that includes a field device interface and a control interface having. Additionally, the method may further comprise receiving second data at the first device that is at least one of (i) generated for transmission from a second device, (ii) generated by the second device, or (iii) received at the second device, wherein the second device comprises a device type of one of the field device, the controller or the I / O device. The method may include storing the second data in the cache of the first device and causing at least one of Part of the second data collected for storage in the unitary, logical data storage area of the process control big data device is transmitted.
6. The method of one of the preceding aspects, wherein the first device comprises a device type of one of the field device, the controller or the I / O device.
7. A method according to any one of the preceding aspects, wherein causing the transmitting of at least the portion of the second collected data comprises integrally transmitting at least the portion of the second collected data with at least the portion of the first collected data.
8. The method of any preceding aspect, wherein storing the collected data in the cache includes storing indicia of respective times of generation or reception of the collected data along with the collected data in the cache; and wherein causing at least the portion of the collected data to be transmitted comprises causing at least the portion of the collected data and the corresponding times of generation or reception of at least the portion of the collected data to be transmitted.
9. The method of one of the preceding aspects, wherein storing the collected data in the device's cache comprises storing the collected data in the cache using a schema contained in a schema corresponding to the uniform format used by the unitary logical data storage area equivalent.
10. The method of any one of the preceding aspects, wherein causing the data to be transmitted comprises streaming the data.
11. The method of any one of the preceding aspects, wherein streaming the data comprises streaming the data using a Stream Control Transmission Protocol (SCTP).
12. The method of one of the preceding aspects, further comprising providing a streaming service via which the data is streamed to one or more subscribers of the streaming service.
13. The method of one of the preceding aspects, wherein causing at least the portion of the data to be stored in the unitary, logical data storage area to transfer at least the portion of the data over a communication network to another device operating in the communication network between the device and the unitary one , logical data storage area is arranged comprises.
14. The method of one of the preceding aspects, wherein transmitting at least the portion of the data to the other device comprises transmitting at least the portion of the data to at least one of: a process control device configured to process in real time in the process plant control, a network management or routing device, or other device configured to temporarily store at least the portion of the data and to forward at least the portion of the data to the unitary, logical data storage area.
15. The method of one of the preceding aspects, wherein the set of device types further comprises an input / output (I / O) device having a field device interface and a control interface, a user interface device, a gateway device, an access point, a routing Device and a network management device.
16. An apparatus for controlling a process in a process plant that interfaces with a communication network of the process plant and a cache that is configured to store data (eg, temporarily store data). The data may include at least one of: (i) data generated for transmission by the device, (ii) data generated by the device, or (iii) data received from the device, and the data may be at least one from the process plant or process controlled in the process plant. The apparatus may include a processor having a plurality of processing elements having at least one processing element dedicated to cause the data to be cached and causing at least a portion of the data to be stored in a centralized data storage area the process plant is transmitted over the communication network. The device may be a process control device, for example a field device configured to perform a physical function to control the process, a controller configured to receive an input and generate an output based on the input, to control the process, or an input / output (I / O) device located between and communicating with the field device and the controller. In one embodiment, the device may be configured to perform any part of or any of the foregoing aspects.
17. Apparatus according to the preceding aspect, wherein at least one of: a first processing element of the processor having a plurality of processing elements is operable to cause the data to be cached; a second processing element of the processor with multiple processing elements is used to cause at least the portion of the data to be transmitted, or a third processing element of the multiple processing element processor to serve the device to control the process in the process plant in real time.
18. An apparatus according to any one of the preceding aspects, wherein at least one of: the first processing element of the multiple processing element processor is solely for causing the data to be cached or causing at least the portion of the data to be transferred or the third processing element of the processor with multiple processing elements serves exclusively to operate the device to control the process in the process plant.
19. The apparatus of any preceding aspect, wherein the centralized data storage area is a unitary, logical data storage area of a process control big data device that corresponds to the process plant. The unitary logical data storage area may be configured to store, using a uniform format, multiple types of data corresponding to at least one process plant or process controlled process plant. The various types of data may be contained in a set of data types including continuous data, measurement data, event data, calculated data, configuration data, and batch data.
20. The apparatus of one of the preceding aspects, wherein the unitary, logical data storage area uniform format comprises a unified schema, the uniform schema including a local scheme used to store the data in the device's cache.
21. Apparatus according to any one of the preceding aspects, wherein the processor is configured with a plurality of processing elements to cause at least the portion of the cached data to be streamed over the communication network.
22. The apparatus of any preceding aspect, wherein the processor is configured with a plurality of processing elements to provide a streaming service to which at least one of the centralized data storage area or an access application corresponding to the centralized data storage area is connected.
23. An apparatus according to any one of the preceding aspects, wherein the cached data includes at least one of measurement data, computed data, configuration data, batch data, event data, or continuous data.
24. Device according to one of the preceding aspects, wherein the data is stored together with corresponding time stamps in the cache. Each respective timestamp may indicate a time of generation or receipt of data of a corresponding data entry contained in the data, and the processor having a plurality of processing elements may be configured to cause at least the portion of the data and the corresponding timestamps to be at least the portion correspond to the data transmitted for storage at the centralized data storage area.
25. An apparatus according to any one of the preceding aspects, wherein a device configuration excludes indicators of one or more identities of data to be collected and cached.
26. An apparatus according to any preceding aspect, wherein the data to be cached includes at least one of (i) all data generated for transmission by the device, (ii) all data generated by the device, or (iii) all data received from the device.
27. The apparatus of any preceding aspect, further comprising a flash memory configured to store at least one of: (i) at least a portion of a configuration of the device or (ii) a batch recipe associated with the device where the device accesses a content of the flash memory to resume operation after an off-line state has ended.
28. An apparatus according to any one of the preceding aspects, wherein the communication network includes at least one of a wired communication network or a wireless communication network.
29. An apparatus according to any one of the preceding aspects, wherein the interface is a first interface, the communication network is a first communication network, and the device further comprises a second interface coupled to a second communication network different from the communication network, the second interface is used by the device to at least transmit or receive signals to control the process in real time.
30. A system for supporting big data in a process plant, the system including a communication network having a plurality of nodes. The communication network may be configured to provide data for storage on a unitary logical data storage area, and the unitary logical data storage area may be configured to use a uniform format to provide multiple types of data from a set of data types comprising at least one from the process plant or a process controlled by the process plant. The set of data types may include continuous data, event data, measurement data, batch data, calculated data, and configuration data.

Jeder Knoten der Vielzahl von Knoten kann konfiguriert sein, um (i) entsprechende erste Daten zwischen zu speichern, die wenigstens eins sind von: an jedem Knoten generiert, erzeugt oder empfangen, und (ii) um zu veranlassen, dass wenigstens ein Teil der zwischengespeicherten Daten zur Speicherung oder Historisierung am unitären, logischen Datenspeicherbereich über das Kommunikationsnetzwerk übertragen wird. Wenigstens ein Knoten der Vielzahl von Knoten ist ferner konfiguriert, um (iii) zweite Daten zu empfangen, die wenigstens eins sind von von einem anderen Knoten der Vielzahl von Knoten generiert, erzeugt oder an ihm empfangen, und um (iv) zu veranlassen, dass die zweiten Daten zur Speicherung an dem unitären, logischen Datenspeicherbereich übertragen werden. Das System kann ein Gerät nach einem der vorangehenden Aspekte beinhalten und/oder kann wenigstens einen Teil eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Aspekte ausführen.

31. System nach dem vorangehenden Aspekt, wobei die Vielzahl von Knoten eine Steuerung beinhaltet, die konfiguriert ist, um einen Satz an Eingaben zu empfangen, einen Wert einer Ausgabe zu bestimmen und zu veranlassen, dass die Ausgabe an ein Feldgerät übertragen wird, um den Prozess in der Prozessanlage zu steuern, und wobei das erste Feldgerät konfiguriert ist, um basierend auf der Ausgabe der Steuerung eine physische Funktion auszuführen, um den Prozess zu steuern.
32. System nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei das Kommunikationsnetzwerk ein erstes Kommunikationsnetzwerk ist und wobei die Steuerung konfiguriert ist, um wenigstens eins zu tun von: Empfangen wenigstens einer Eingabe des Satzes an Eingaben an einer Schnittstelle zu einem zweiten Kommunikationsnetzwerk oder Veranlassen, dass die Ausgabe über die Schnittstelle zum zweiten Kommunikationsnetzwerk an das Feldgerät übertragen wird.
33. System nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei das Feldgerät ein erstes Feldgerät ist, die Steuerung in dem wenigstens einen Knoten der Vielzahl von Knoten, die konfiguriert sind, um die zweiten Daten zu empfangen, enthalten ist und der andere Knoten das erste Feldgerät oder ein zweites Feldgerät ist.
34. System nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei: ein erster Knoten der Vielzahl von Knoten in dem Kommunikationsnetzwerk zwischen einem zweiten Knoten der Vielzahl von Knoten und dem unitären, logischen Datenspeicherbereich angeordnet ist, der erste Knoten in dem wenigstens einen Knoten der Vielzahl von Knoten, die konfiguriert sind, um die zweiten Daten zu empfangen, die wenigstens eins sind von generiert von, erzeugt von oder empfangen an dem anderen Knoten, enthalten ist; und der andere Knoten der zweite Knoten ist.
35. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Knoten ferner konfiguriert ist, um die empfangenen zweiten Daten zwischen zu speichern.
36. System nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei der zweite Knoten der Vielzahl von Knoten im Kommunikationsnetzwerk zwischen dem ersten Knoten und einem dritten Knoten der Vielzahl von Knoten angeordnet ist, und wobei der zweite Knoten konfiguriert ist, um (i) die zweiten Daten zwischen zu speichern, (ii) dritte Daten zwischen zu speichern, die wenigstens eins sind von generiert von, erzeugt von oder empfangen am dritten Knoten und (iii) zu veranlassen, dass die zwischengespeicherten Daten an den ersten Knoten übertragen werden, um zur Speicherung an den unitären, logischen Datenspeicherbereich weitergeleitet zu werden.
37. System nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei das Kommunikationsnetzwerk ein Streaming-Protokoll unterstützt.
38. System nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei wenigstens ein Knoten der Vielzahl von Knoten konfiguriert ist, um einen entsprechenden Streaming-Dienst zu hosten, den wenigstens der unitäre, logische Datenspeicherbereich oder eine Zugangsanwendung des unitären, logischen Datenspeicherbereich abonniert.
39. System nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei ein Schema, das von wenigstens einer Untermenge der Vielzahl von Knoten verwendet wird, um die entsprechenden ersten Daten zwischen zu speichern, in einem Schema enthalten ist, das in dem einheitlichen, vom unitären, logischen Datenspeicherbereich verwendeten Format enthalten ist.
40. System nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei die Vielzahl von Knoten wenigstens zwei Geräte von einem Satz an Geräten beinhaltet, der eine Steuerung, ein Feldgerät, ein Eingabe-/Ausgabe-(I/O)-Gerät, ein Benutzerschnittstellengerät; ein Gateway-Gerät; einen Zugangspunkt; ein Routing-Gerät; ein Vergangenheitsdatenspeichergerät; und ein Netzwerkmanagementgerät, beinhaltet. Die Steuerung kann konfiguriert sein, um einen Satz an Eingaben zu empfangen, einen Wert einer Ausgabe zu bestimmen und zu veranlassen, dass die Ausgabe an ein Feldgerät übertragen wird, um den Prozess in der Prozessanlage zu steuern. Das Feldgerät kann konfiguriert sein, um basierend auf der Ausgabe der Steuerung eine physische Funktion auszuführen, um den Prozess zu steuern, und das I/O-Gerät kann eine Feldgerätschnittstelle und eine Steuerungsschnittstelle beinhalten.
41. Jede beliebige Anzahl beliebiger obiger Aspekte in Kombination mit jeder beliebigen Anzahl an anderen der obigen Ansprüche oder Aspekte.

Each node of the plurality of nodes may be configured to inter-store (i) respective first data that is at least one of: generated, generated, or received at each node, and (ii) for causing at least a portion of the cached data to be stored Data for storage or historization is transmitted to the unitary, logical data storage area via the communication network. At least one node of the plurality of nodes is further configured to receive (iii) second data that is at least one generated, generated, or received at another node of the plurality of nodes, and to (iv) cause the second data is transmitted for storage at the unitary, logical data storage area. The system may include a device according to any of the preceding aspects and / or may perform at least part of a method according to any one of the preceding aspects.

31. The system of the preceding aspect, wherein the plurality of nodes includes a controller configured to receive a set of inputs, determine a value of an output, and cause the output to be transmitted to a field device to perform the output Controlling process in the process plant, and wherein the first field device is configured to perform a physical function based on the output of the controller to control the process.
32. The system of claim 1, wherein the communications network is a first communications network, and wherein the controller is configured to do at least one of: receiving at least one input of the set of inputs at an interface to a second communications network or causing the communications network to act Output is transmitted via the interface to the second communication network to the field device.
33. The system of one of the preceding aspects, wherein the field device is a first field device, the controller is included in the at least one node of the plurality of nodes configured to receive the second data, and the other node includes the first field device or a second field device is.
34. The system of one of the preceding aspects, wherein: a first node of the plurality of nodes in the communication network is located between a second node of the plurality of nodes and the unitary logical data storage area, the first node in the at least one node of the plurality of nodes configured to receive the second data that is at least one of generated by, generated by, or received at the other node; and the other node is the second node.
The system of any one of the preceding claims, wherein the first node is further configured to store the received second data between.
36. The system of one of the preceding aspects, wherein the second node of the plurality of nodes in the communication network is located between the first node and a third node of the plurality of nodes, and wherein the second node is configured to provide (i) the second data between store (ii) store third data that is at least one of generated by, generated by, or received at the third node; and (iii) causing the cached data to be transmitted to the first node for storing to the first node unitary, logical data storage area to be forwarded.
37. The system of any preceding aspect, wherein the communication network supports a streaming protocol.
38. The system of one of the preceding aspects, wherein at least one node of the plurality of nodes is configured to host a corresponding streaming service subscribed to by at least the unitary logical data storage area or access application of the unitary logical data storage area.
39. The system of one of the preceding aspects, wherein a schema used by at least a subset of the plurality of nodes to cache the corresponding first data is contained in a schema stored in the unified, unitary, logical data storage area format used.
40. The system of one of the preceding aspects, wherein the plurality of nodes includes at least two devices from a set of devices including a controller, a field device, an input / output (I / O) device, a user interface device; a gateway device; an access point; a routing device; a historical data storage device; and a network management device. The controller may be configured to receive a set of inputs, determine a value of an output, and cause the output to be transmitted to a field device to control the process in the process plant. The field device may be configured to perform a physical function based on the output of the controller to control the process and the I / O device may include a field device interface and a control interface.
41. Any number of any of the above aspects in combination with any number of other of the above claims or aspects.

Wenn sie in Software implementiert sind, können beliebige der hierin beschriebenen Anwendungen, Dienste und Engines in jedem beliebigen greifbaren, nicht flüchtigen, computerlesbaren Speicher gespeichert sein, wie auf einer Magnetscheibe, einer Laserdisk, einem Festkörperspeichergerät, einem molekularen Speichergerät oder einem anderen Speichermedium, in einem RAM oder ROM eines Computers oder Prozessors usw. Wenngleich die hierin offenbarten beispielhaften Systeme als neben anderen Komponenten auf Hardware ausgeführte Software und/oder Firmware beinhaltend offenbart ist, ist anzumerken, dass derartige Systeme lediglich beispielhafter Natur und nicht als einschränkend anzusehen sind. Zum Beispiel ist angedacht, dass beliebige oder alle dieser Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten ausschließlich als Hardware, ausschließlich als Software oder in jeder beliebigen Kombination aus Hardware und Software ausgeführt sein könnten. Wenngleich die hierin beschriebenen beispielhaften Systeme als in auf einem Prozessor oder einem oder mehreren Computergerät(en) ausgeführter Software implementiert beschrieben sind, ist für Fachleute leicht ersichtlich, dass die bereitgestellten Beispiele demzufolge nicht der einzige Weg sind, derartige Systeme zu implementieren. When implemented in software, any of the applications, services, and engines described herein may be stored in any tangible, non-transitory, computer-readable storage, such as a magnetic disk, a laser disk, a solid state storage device, a molecular storage device, or other storage medium a RAM or ROM of a computer or processor, etc. While the exemplary systems disclosed herein are disclosed as including, among other components, hardware and / or firmware executing hardware, it should be understood that such systems are merely exemplary in nature and are not to be considered as limiting. For example, it is contemplated that any or all of these hardware, software, and firmware components could be embodied as hardware only, software only, or any combination of hardware and software. Thus, while the example systems described herein are described as being implemented in software executed on a processor or one or more computing devices, those skilled in the art will readily appreciate that the examples provided are therefore not the only way to implement such systems.

Wenngleich die vorliegende Erfindung mit Verweis auf spezifische Beispiele beschrieben wurde, die lediglich darstellender Natur sind und die Erfindung in keiner Weise einschränken sollen, ist für Fachleute demnach ersichtlich, dass Veränderungen, Hinzufügungen oder Löschungen an den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne dabei vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Thus, while the present invention has been described with reference to specific examples, which are merely illustrative in nature and are in no way intended to limit the invention, it will be understood by those skilled in the art that changes, additions or deletions to the disclosed embodiments may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

IEEE 802.11 [0076]

Claims

A method of providing data using a device in communication with a communication network of a process plant, the process plant having equipment configured to control one or more processes, the method comprising: Collecting data on the device, wherein the data includes at least one of: (i) data generated by the device (ii) data generated by the device; and or (iii) data received at the device wherein the data correspond to at least one of the process plant or process controlled by the process plant, and one type of device being included in a set of device types, wherein the set of device types includes a field device and a controller; Storing the collected data in a cache of the device; and Causing at least a portion of the collected data to be transferred to a unitary, logical data storage area of a process control big data device corresponding to the process plant, wherein the unitary logical data storage area is configured to store, using a uniform format, a plurality of types of data from a set of data types corresponding to at least one of the process plant or process controlled process; wherein the set of data types includes continuous data, event data, measurement data, batch data, calculated data, and configuration data.

Method according to claim 1, wherein collecting the data comprises at least one of: collecting all data generated by the device, collecting all data generated by the device, or collecting all data received at the device; and or wherein collecting the data comprises at least one of: Collecting data generated by the device at a rate of generation, Collecting all data generated by the device at a production rate or Collecting all data received on the device at a reception rate.

The method of any one of the preceding claims, wherein collecting the data at the device comprises collecting at least one type of data contained in the set of data types at the device.

Method according to one of the preceding claims, wherein: the data is first data, the device is a first device, and the set of device types further includes an input / output (I / O) device having a field device interface and a control interface; and the method further comprises: Receiving on the first device of second data that is at least one of (i) generated or generated by a second device or (ii) received at the second device, the second device having a device type from one of the field device, the controller or the I / O device; Storing the second data in the cache of the first device; and Causing at least a portion of the second collected data to be transferred for storage in the unitary, logical data storage area of the process control big data device; wherein preferably the first device comprises a device type of one of the field device, the controller or the I / O device; and or wherein, causing the transmitting of at least the portion of the second collected data preferably comprises integrally transmitting at least the portion of the second collected data with at least the portion of the first collected data.

Method according to one of the preceding claims, wherein: storing the collected data in the cache includes storing information of respective times of generation and reception of the collected data together with the collected data in the cache; and causing at least the portion of the collected data to be transmitted, causing at least the portion of the collected data and the corresponding times of generation or reception of at least the portion of the collected data to be transmitted; and or storing the collected data in the device's cache comprises storing the collected data in the cache using a schema contained in a schema corresponding to the uniform format used by the unitary logical data storage area.

The method of claim 1, wherein causing the data to be transmitted comprises streaming the data, wherein streaming the data preferably comprises streaming the data using a Stream Control Transmission Protocol (SCTP); and / or wherein the method preferably further comprises providing a streaming service over which the data is streamed to one or more subscribers of the streaming service; and / or wherein causing at least the portion of the data to be stored in the unitary logical data storage area to transfer at least the portion of the data over a communication network to another device located in the communication network between the device and the unitary logical data storage area , includes.

The method of claim 1, wherein transmitting at least the portion of the data to the other device comprises transmitting at least the portion of the data to at least one of: a process control device configured to process in the process plant in real time, a network management or routing device, a historical data storage device or other device configured to temporarily store at least the portion of the data and to forward at least a portion of the data to the unitary, logical data storage area.

The method of any preceding claim, wherein the set of device types further comprises an input / output (I / O) device having a field device interface and a control interface, a user interface device, a gateway device, an access point, a routing device , a historical data storage device and a network management device.

Process control device for controlling a process in a process plant, comprising: an interface to a communication network of the process plant; a cache configured to store data wherein the data includes at least one of: (i) data generated by the process control device for transmission, (ii) data generated by the process control device, or (iii) data received from the process control device, and the data corresponding to at least one of the process plant or process controlled in the process plant; and a processor having a plurality of processing elements having at least one processing element dedicated to cause the data to be cached and to cause at least a portion of the data to be stored at a centralized data storage area corresponding to the process plant; transmitted over the communication network, wherein the process control device is one of: a field device configured to perform a physical function to control the process a controller configured to receive an input and generate an output based on the input to control the process; and or an input / output (I / O) device located between and communicatively connecting the field device to the controller.

The process control device of claim 9, wherein at least one of: a first processing element of the processor having multiple processing elements serves to cause the data to be cached; a second processing element of the processor having a plurality of processing elements serves to cause at least the portion of the data to be transmitted; or a third processing element of the processor with multiple processing elements serves to operate the process control device to control the process in the process plant in real time, preferably at least one of: the first processing element of the multiple processing element processor is exclusively for causing at least the data to be cached, or causing at least the portion of the data to be transferred, or the third processing element of the multi-processing element processor is solely for operating the process control device to control the process in the process plant.

The process control device of claim 9, wherein: the centralized data storage area is a unitary, logical data storage area of a process control big data device corresponding to the process plant that configures the unitary logical data storage area to use multiple types using a uniform format to store data corresponding to at least one of the process plant or process controlled in the process plant, and the various data types are contained in a set of data types comprising continuous data, measurement data, event data, computed data, configuration data, and batch data Preferably, the unitary format of the unitary logical data storage device comprises a unified schema, the uniform schema including a local scheme used to store the data in the cache of the process control device.

The process control device of claim 9, wherein the processor is configured with a plurality of processing elements to cause at least the portion of the cached data to be streamed over the communication network, preferably wherein the processor having multiple processing elements is configured to stream Service subscribing to at least one of the centralized data storage area or an access application corresponding to the centralized data storage area.

The process control device of any one of claims 9 to 12, wherein the cached data includes at least one of measurement data, computed data, configuration data, batch data, event data, or continuous data; and or wherein the data is cached along with corresponding time stamps, each corresponding time stamp indicating a time of generation or receipt of data of a corresponding data value contained in the data; and wherein the processor is configured with a plurality of processing elements to cause at least the portion of the data and the corresponding timestamps corresponding to at least the portion of the data to be transferred for storage at the centralized data storage area.

Process control device according to one of claims 9 to 13, wherein a configuration of the process control system excludes indicators from one or more identities of data to be cached, preferably, the data to be cached contains at least one of (i) all data generated by the process control device (ii) all data generated by the process control device, or (iii) all data received from the process control device.

The process control device of claim 9, further comprising a flash memory configured to store at least one of (i) at least a portion of a configuration of the process control device or (ii) a batch recipe associated with the process control device corresponds, wherein the process control device accesses a content of the flash memory to resume operation after an off-line state has ended.

The process control device of any one of claims 9 to 15, wherein the communication network includes at least one of a wired communication network or a wireless communication network, and / or wherein the interface is a first interface, the communication network is a first communication network, and the process control device further comprises a second interface, coupled to a second communication network different from the communication network, the second interface being used by the process control device to do at least one of transmitting or receiving signals to control the process in real time.

A system for supporting big data in a process plant, the system comprising: a communication network having a plurality of nodes, wherein the communication network is configured to route data to be stored in a unitary, logical data storage area, and is preferably configured to support a streaming protocol, wherein the unitary logical data storage area is configured to store, using a uniform format, multiple types of data from a set of data types corresponding to at least one process plant or process controlled process, and wherein the set of data types is continuous Includes data, event data, measurement data, batch data, calculated data, and configuration data; wherein each node of the plurality of nodes is configured to (i) store respective first data that is at least one generated, generated, or received at each node, and (ii) cause at least a portion of the cached data is transferred for storage at the unitary, logical data storage area via the communication network; and wherein at least one node of the plurality of nodes is further configured to receive (iii) second data that is at least one generated, generated, or received at another node of the plurality of nodes, and to (iv) cause the second data is transferred for storage at the unitary, logical data storage area.

The system of claim 17, wherein the plurality of nodes includes a controller configured to receive a set of inputs, determine a value of an output, and cause the output to be transmitted to a field device to complete the process in the field Control process plant, and wherein the field device is configured to perform a physical function based on the output of the controller to control the process, wherein preferably the communication network is a first communication network and wherein the controller is preferably configured to do at least one of: receiving at least one input of the set of inputs at an interface to a second communication network or connection, or causing the Output to the field device over the interface to the second communication network or connection, and / or wherein: the field device or a first field device is the controller in the at least one node of the plurality of nodes configured to be the one receive second data, and the other node is the first field device or a second field device.

A system according to any one of claims 17 or 18, wherein: a first node of the plurality of nodes in the communication network is located between a second node of the plurality of nodes and the unitary logical data storage area; the first node is included in the at least one node of the plurality of nodes configured to receive the second data that is at least one of generated by, generated by or received at the other node; and the other node is the second node, preferably, the first node is further configured to store the received second data between, and / or in which: the second node of the plurality of nodes in the communication network is located between the first node and a third node of the plurality of nodes; and the second node is configured to (i) to store the second data between (ii) storing third data at least one of generated by, generated by, or received at the third node and (iii) to cause the cached data to be transmitted to the first node to be forwarded for storage at the unitary logical data storage area.

The system of any one of claims 17 to 20, wherein at least one node of the plurality of nodes is configured to host a corresponding streaming service subscribed to by at least the unitary logical data storage area or access application of the unitary logical data storage area, and / or a scheme used by at least a subset of the plurality of nodes to cache the corresponding first data is included in a schema included in the uniform format used by the unitary logical data storage area.

The system of any one of claims 17 to 20, wherein the plurality of nodes includes at least two devices from a set of devices, including: a controller configured to receive a set of inputs, determine a value of an output, and cause the output to be transmitted to a first field device to control the process in the process plant, wherein the first field device is configured to perform a physical function based on the output of the controller to control the process; the first field device or a second field device; an input / output (I / O) device having a field device interface and a control interface; a user interface device; a gateway device; an access point; a routing device; a historical data storage device; and a network management device.