CN101963799A - 带有集成外部数据源的过程控制系统 - Google Patents

Abstract

公开了用于将外部和/或企业数据集成到过程控制系统中的方法和系统。可提供用户接口从而使浏览和选择来自外部和/或企业数据源的数据项成为可能。所选数据项可与过程控制实体相关联。在运行时，独立于过程控制实体的配置，过程控制计算设备上的外部数据集成服务器或外部数据集成服务的实例可周期性地与数据源通信以获取所选数据项的更新的当前值和更新的当前状态以便由过程控制实体使用。外部数据集成服务器和/或外部数据集成服务可将跨过程控制实体的外部/企业数据的获取合并，优化与各种数据源的通信，以及维持与每个不同数据源通信的状态。

Description

带有集成外部数据源的过程控制系统

本公开的领域

本公开一般涉及将来自外部的、第三方数据源和/或企业数据源的数据集成到过程控制系统中。

背景技术

如在化学、石油或其他批处理、连续的和/或混合过程中所使用的那些系统一样，过程控制系统通常包括一个或多个过程控制器和输入/输出(I/O)设备，该一个或多个过程控制器和输入/输出(I/O)设备通过模拟、数字或组合的模拟/数字总线与至少一个主机或操作工作站耦合并耦合到一个或多个现场设备(field device)。现场设备可以是例如阀、阀定位器、开关和发射器(例如，温度、压力和流速传感器)，其在过程中执行功能例如打开或关闭阀以及测量过程参数。过程控制器接收由现场设备进行的指示过程测量的信号和/或关于现场设备的其他信息，使用该信息实现控制例程，且然后生成控制信号，该控制信号通过总线或其他通信线被发送到现场设备以控制过程的操作。以这种方式，过程控制器可使用现场设备，通过总线和/或与现场设备通信地耦合的其他通信链接，来执行和协调控制策略。

一些过程控制系统需要来自企业的外部的源的数据，过程控制系统是该企业的一部分。通常但不一定，外部数据源可以在过程控制系统的防火墙的外侧。例如，具体的过程控制系统可需要获取来自股市数据库的商品的当前市场价值，或者具体的过程控制系统可需要获取来自OPC服务器的外部数据以用于特定的设备。传统地，将第三方或外部数据源设置和集成到过程控制系统是由设置过程控制系统本身而来的单独的、独立的实行。需要外部或第三方数据的每个工作站或控制器可需要对于每个外部或第三方数据源的单独设置。

一些过程控制系统需要来自企业中所包括的源的数据，过程控制系统是该企业的一部分，但是所述源在过程控制系统本身的外部。通常地，但不一定地，企业数据源可在过程控制系统的防火墙的外部。在一个例子中，给定的过程控制系统可需要来自由相同母公司拥有或操作的另一个过程控制系统的企业数据。在另一个例子中，给定的过程控制系统可需要访问企业数据，该企业数据存储在分承包人或其他类似实体的服务器，过程控制系统的所有者或操作者与之签约以执行任务。这样的企业数据源还必须以类似于外部数据源的方式，例如通过使用单独的、独立的运行，被设置到过程控制系统中。在一些情况下，企业数据源还可以是外部数据源。

但是，由于带有与过程控制场所(plant)相关联的多个工作站、控制器和外部数据源，即使对于每个外部和企业数据源都具有单独的设置可能会使其迅速变得笨重、成本高且不方便。例如，单独的设置中的每个都可能需要支持应用的开发和测试。单独的设置应用可需要独立于过程控制系统被维护，且可引入潜在的版本兼容问题。另外，对于外部和/或企业数据源的单独设置可被存储在单独的数据库中，因此需要额外的成本、时间和资源以用于额外的数据库管理和维护。另外，如果过程控制系统在设置之后需要新的外部或企业数据源，那么增加新的外部或企业数据可导致对现有数据传输的潜在的破坏。

发明内容

依照本公开的一方面，描述了用于过程控制系统的外部/企业数据源集成系统(EDIS)。EDIS可服务于外部数据、企业数据或外部和企业数据两者。外部/企业数据源集成系统可包括可由与过程控制系统通信的一个或多个过程控制计算设备访问的外部数据集成服务器，且外部数据集成服务器驻留于一个或多个过程控制计算设备上。外部数据集成服务器和外部数据集成服务的每个实例(instance)可用作各种过程控制计算设备可请求外部和/或企业数据的统一位置。可以使外部数据集成服务器和外部数据集成服务的每个实例能够建立与外部和/或企业数据源之间的通信，接收来自外部和/或企业源的数据项的当前值和当前状态，并向过程控制系统中的过程控制实体提供当前值和状态。外部和/或企业数据项可包括实时的、历史记录的、交易的或其他类型的数据。

在较优的实施方式中，外部数据集成服务器可以是活动的且外部数据集成服务的实例可以是休眠状态的。如果外部数据集成服务器变为不可用，则外部数据集成服务的一个或多个实例可变为活动的。需要外部和/或企业数据的过程控制实体即可与外部数据集成服务的实例在其各自的过程控制计算设备上相接，或与外部数据集成服务的实例在任何可用的过程控制计算设备上相接，以获取数据项的当前值。

依照本公开的另一方面，公开了用于将数据集成到过程控制系统中的方法的实施方式。方法可允许用户选择外部或企业数据源以及由外部或企业数据源提供的数据项。可期望所选的数据项用于过程控制实体。在运行时期间，对于所选数据项的当前值和其他信息可被接收、维护并提供到过程控制实体。当前值的使用可基于外部或企业数据源的当前相应状态和/或外部或企业数据源和过程控制系统之间的通信状态。

依照本公开的又另一方面，描述了将外部数据集成到过程控制系统中的方法的实施方式。该方法可提供过程控制系统的工作站上的外部数据集成服务器和外部数据集成服务的实例。该方法可以从过程控制实体接收对于来自外部或企业数据源的当前外部数据值的请求、从外部数据集成服务器或从外部数据集成服务的实例取回当前外部数据值，并向过程控制实体提供当前外部数据值。外部数据集成服务器和外部数据集成服务的实例可与外部数据源通信，以获取更新的数据值和更新的状态。通信可不依赖于与请求过程控制实体的任何交互或来自请求过程控制实体的任何指示而发生。

附图说明

图1A是包括过程控制系统和其他企业数据源的企业系统的示例性方块图；

图1B示出了与外部数据源通信的图1A的企业系统的示例性方块图；

图2A示出了过程控制系统中的外部/企业数据集成系统(EDIS)的实施方式；

图2B示出了图2A的EDIS中的外部数据对象的实施方式；

图3描述了过程控制系统中的外部/企业数据集成系统(EDIS)的另一个实施方式；

图4是展示集成的外部和企业数据源的过程控制系统中的浏览器窗口的示例性屏幕截图；

图5是可用于为网络服务提供配置特性的过程控制系统中的形式的例子，其提供外部和/或企业数据到过程控制系统；以及

图6是将外部和/或企业数据集成到过程控制系统中的示例性方法。

具体实施方式

图1A是企业系统10的示例性方块图，其包括可通过网络20通信地耦合的多个企业数据源12、14、16和18。网络20可以是公共网络、专用网络或公共网络和专用网络的组合。关于多个企业数据源12、14、16和18，网络20可以是本地的、远程的或本地网络和远程网络的组合。企业数据源12-18中的每个可包括各自的网络接口22、24、26和28，其可使企业数据源12-18能够使用各自的通信链接30、32、34和36通过网络20彼此进行通信(和/或与通信地耦合到网络20的其他数据源或服务进行通信)。通信链接30、32、34和36中的每个具有有线或无线通信链接。实际上，通信链接30、32、34和36中的每个可使用任何已知的或期望的网络技术。

图1A中所描述的企业系统10可与特定的商业实体或特定的商业实体的一部分或多个部分相关联。替换地，企业系统10可与多个商业实体相关联，其可通过例如共同的商业目的或安排而相关联。在任何情况下，企业系统10的企业数据源12-18(以及企业系统10的其他元素或构成部分，为了清晰的目的，其中的一些未示出)可以在地理上分布。例如，企业数据源12-18中的一些可位于单个的物理的场所或学校内，而企业数据源12-18的另一些可远程地地理上位于例如不同的国家或地区。

企业数据源12-18中的每个企业数据源可包括一个或多个应用、系统、服务等。例如，企业数据源12-18可以是过程控制系统、财务或商业管理系统、制造系统、维护系统、诊断系统等的任何期望的组合，所有的这些优选地但不一定包括关于(或可用于控制和/或访问)企业系统10中的过程控制活动的信息。企业数据源12-18中的每个企业数据源可使用个人计算机、工作站、手持计算机设备、服务器、对等节点、或能够执行存储在存储器或与其相关联的其他数据存储设备中的一个或多个软件例程的任何其他适当的计算机系统或处理器来实现。另外，企业数据源12-18中的每个企业数据源可包括执行例如通信功能、记账功能、制造功能、维护功能、优化功能、监控功能、过程控制功能等功能的一个或多个应用。企业数据源12-18中的每个企业数据源还可包括可使用户能够从数据源接收信息或向数据源输入信息的操作者终端、键盘、显示器和/或任何其他用户接口(其都没有示出)。

仅以举例的方式，企业数据源18被描述为过程控制系统或场所。如图1A中所示，企业数据源、过程控制系统或场所18可包括多个工作站或计算机系统44、46、48、50和52，其全部都可通过系统级网络或数据总线54被通信地耦合。网络或数据总线54可使用任何期望的媒体和数据传输协议来实现。例如，数据总线54可使用基于以太网的配置实现。但是，任何其他适当的数据总线或网络媒体和数据传输协议可被用作替代。

计算机系统44-52可包括各自的处理器56、58、60、62和64以及存储器66、68、70、72和74。一个或多个软件例程可存储在存储器66-74中的每个存储器中，且可由与其关联的处理器56-64中的一个处理器执行以实现一个或多个功能。例如，当被执行时，软件例程可实现资产管理或优化功能、过程控制功能、设备和过程监控功能、通信功能(例如，呼叫、电子邮件等)、记账功能、维护功能、活动管理功能、诊断功能、数据历史记录功能等。

如在图1A中以举例的方式所示，工作站或计算机系统48被配置为执行过程控制功能或活动。特定地，计算机系统48可通过数据总线78通信地耦合到控制器76。控制器76可以是例如市场上能买到的来自德克萨斯州奥斯汀的Fisher Rosemount Systems，Inc.的DeltaV^TM控制器。多个现场设备80、82、84、86和88可通信地耦合到控制器76，如所描述的80和82那样直接耦合或如所描述的设备84-88那样通过输入/输出设备90和数据总线92耦合。一般地，现场设备80-88可以是传感器、致动器或可用在过程控制系统中以监控和/或控制其操作的任何其他设备。另外，现场设备80-88中的一些例如设备80和82可以是使用模拟或双稳态电信号例如4-20毫安(mA)、0-10伏直流(VDC)、干接触输出或输入等与控制器76通信的非智能现场设备。更进一步地，现场设备80-88中的另一些现场设备例如设备84-88可以是智能现场设备，例如基础现场总线设备、HART设备等，其全部都是被熟知的，且因此不需要在此处做更深入详细的描述。

计算机系统52可以是例如通过通信链接98耦合到多个设备94和96的监控或诊断系统，通信链接98可以是例如数据总线或任何其他适当的通信链接。特定地，设备94和96可以是转动设备，例如向过程控制场所18中的各种系统供电的发电机。其余的计算机系统44、46和50可执行任何期望的功能，包括例如诊断功能、数据历史记录功能、资产管理功能、通信功能等，且可通过数据总线54交换过程控制场所18中的信息或数据以及通过接口28、通信链接36以及网络20交换企业系统10中的信息或数据。

图1B示出了耦合到多个外部数据源102、105、108和110的图1A中的企业系统10的示例性方块图，其中的每个外部数据源都通过网络112与企业系统10通信。如此处所使用的词语“外部数据源”和“第三方数据源，，可被交换地使用，意思是指企业外部的数据源。“企业数据源”意思是包括在企业中的数据源，特定的系统是该企业的一部分，但是在该特定的系统本身的外部。通常但不一定地，外部数据源和企业数据源可以在特定系统的防火墙外。例如，对于给定的商业、赢利性企业，由联邦政府管理的数据库可被视为外部数据源，而包括对于商业、赢利性企业的员工数据库的人力资源可被视为企业数据源而不是外部源。但是，在一些情况下，例如当上述的员工数据库由给定的、商业的、赢利性企业与其有服务合同的独立商业实体管理时，企业数据源还可以是外部数据源。

在图1B中，网络112的一个或多个部分可以与图1A的网络20相同，或者网络112可以是完全不同的网络。网络112可以是公共网络、专用网络、或公共网络和专用网络的组合。网络112可以是本地网络、远程网络、或本地网络和远程网络的组合。外部数据源102、105、108和110中的每个外部数据源可通过通信链接耦合到网络112(分别通过参考标记115、118、120和122被示出)。通信链接115、118、120和122可以是有线的或无线的链接，且通信链接115、118、120和122中的每个通信链接可使用任何已知的联网技术。外部数据源102、105、108和110中的每个外部数据源可使用个人计算机、工作站、手持计算机设备、服务器、对等节点或能够执行存储在存储器或与其关联的其他数据存储设备中的一个或多个软件例程的任何其他适当的计算机系统或处理器来实现。

企业系统10可与网络112例如通过通信链接125进行通信。通信链接可以是有线的或无线的链接，且通信链接125可使用任何已知的联网技术。在一个例子中，通信链接125可与图1A中所示的通信链接36相同。

外部数据源102可代表例如可通过通信链接115和网络112与企业系统10通信的一个或多个OPC服务器。可能的OPC服务器102的例子包括DA(数据访问)、A E(报警与实践)、HAD(历史记录数据访问)以及其他可用的OPC接口。企业系统10和过程控制系统18可与一个或多个OPC服务器102相接以读和写用于各种应用的设备数据。

外部数据源105可代表例如在一个或多个其他计算设备上执行的数据库应用或数据库管理系统，例如由开发数据库连接(ODBC)标准、Oracle等支持的数据库应用/管理系统。数据库应用105可由企业系统10经由例如通过通信链接118发送的SQL查询来访问。从数据库应用或数据库管理系统105接收的数据和相关信息可被用于支持企业系统10中和过程控制系统18中的过程控制活动。在另一个例子中，外部数据源105可代表另一个类型的数据库，例如关系数据库或历史记录数据库。

外部数据源108可代表例如由一个或多个网站服务器、对等节点或其他类型的网络托管系统托管的一个或多个网络服务。在一个例子中，对于SOA(面向服务的体系结构)结构化的网络服务方法，企业系统10可使用通信链接120调用商业系统例如SAP、LIMS(实验室信息系统)、MIMS(市政基础设施管理系统)等。类似地，企业系统10可从结构化网络服务108接收数据以合并到过程控制活动中。

在企业10外部的但是处于与企业10的通信122中的其他数据源110可以是可能的。数据源102、105、108、110可提供实时数据，或可以附加地或者替换地提供其他类型的数据例如历史记录或交易数据。其他数据源110的例子可包括其他站点、RSS源(feed)等。当然，图1B所示出的外部数据源的数量和类型是示例性的。在一些实施方式中，只有一个外部数据源可与企业系统10通信。在一些实施方式中，外部数据源102、105、108、110的子集可与企业系统10通信，或多于四种类型的外部数据源可与企业系统10通信。任何数量的任何类型的外部数据源可与本公开相结合使用。

可提供数据源102、105、108、110和企业系统10之间的安全数据传送。例如，企业系统10的一个或多个计算设备可以是可被保护的安全计算设备，和/或到企业系统10的通信链接125可以被保护。企业系统10中的计算设备和/或通信链接125的保护可通过任何已知的保护措施和机制实现。

图2A示出了用于过程控制场所的过程控制系统中的外部/企业数据集成系统(EDIS)200的实施方式，例如图1A的企业系统10中的过程控制系统18。外部/企业数据集成系统200可用作对于控制器、操作者工作站以及与过程控制系统相关联的其他过程控制系统计算设备的单个访问点，以访问外部、第三方数据和/或企业数据。如果给定的过程控制系统计算设备需要与一个或多个外部或企业数据源相接以执行活动，给定的过程控制计算设备可简单地与EDIS 200交互，以获取任何需要的数据值和数据信息，即使所需要的数据值和信息必须从多个不同的外部和/或企业数据源获取。

外部/企业数据集成系统200的益处很多。首先，过程控制系统中的每个控制器、操作者工作站或其他过程控制技术设备不再需要以成对的方式与不同的外部和企业数据源通信。不需要开发、测试、集成和维护定制界面软件以使得能够在每个过程计算设备和外部或企业数据源对之间进行数据访问。另外，每个过程控制计算设备可免于必须单个地维护管理软件以处理与外部或企业数据源有关的非典型情况，例如当通信链接不能工作或外部/企业数据源进行升级时的情况。

EDIS 200提供的另一个益处是消除了对于每个不同的外部和/或企业数据源的单独配置。EDIS 200可提供到外部和/或企业数据源的“盒外”数据访问而不需要任何另外的配置。存储器可被节省，因为不需要在每个过程控制计算设备上都有对于每个不同的外部和/或企业数据源的不同配置文件。时间也可被节省，因为操作者或其他过程场所员工不需要对于在每个不同的过程控制计算设备上的每个不同的外部和/或企业数据源都执行单独的配置训练(exercise)。

另外，外部/企业数据集成系统200可具有增大了的系统效率。例如，代替多个不同过程控制器计算实体(其中每个必须从特定的外部或企业源请求特定片段的数据)，EDIS 200可将对特定的外部或企业数据源的多个请求合并到单个请求中。过程控制系统和特定的外部数据源之间的消息通信量可因此被减小。在另一个例子中，当特定的外部数据源改变版本时，EDIS 200上的单个的更新可快速地以及时的方式确保贯穿整个过程控制系统的版本的兼容性。因此，EDIS 200的使用因此可减少潜在的不兼容问题，因为EDIS 200消除了版本改变信息对于过程控制系统中的每个和各个受影响的过程控制计算设备的“延迟的连锁反应”。

另外，外部/企业数据集成系统200可具有增大了的操作者效率。当EDIS 200集成到过程控制系统中时，过程控制操作者、工程师或其他人员可简单地使用熟悉的过程控制系统浏览器接口浏览外部和/或企业数据。操作者即可能够方便地选择、获取外部和/或企业数据以及将外部和/或企业数据合并到HMI(人机接口)呈现、控制策略、功能块等。而且，如之前所讨论的，操作者可免于用每个外部和/或企业数据源配置每个和各个过程控制计算设备。尤其是，操作者可免于创建独立模块和参数以获得外部和/或企业数据。

另外，EDIS 200可提供单个位置以用于管理外部或企业数据源的通信状态。当与特定的OPC服务器的通信质量恶化时，使用EDIS 200代替发出多个警告和报警的多个控制器，过程控制系统(即单个实体)中的EDIS 200可指示警告和报警。因此，过程控制系统中的报警和警告业务量可减少。对相同通信事件的多个冗余的报警和警告可消除，因此集中关注于提供给操作者的信息并使得他或她的响应时间和动作更加高效。

再返回图2A，外部/企业数据集成系统200可包括通过链接205与过程控制系统中的一个或多个控制器208通信的企业数据服务器202。企业数据服务器202还可通过链接210与一个或多个工作站或过程控制计算设备212通信，其与过程控制系统通信。可使工作站或计算设备212能够执行过程控制功能，其可包括内部过程控制系统信息例如资产、实时数据、批处理、历史记录数据等。附加地或者替换地，过程控制功能可需要包括过程控制系统的外部信息例如SQL、网络服务、OPC信息等。在图2A示出的例子中，过程控制功能被示为显示视图215。但是，其他过程控制功能，仅举几个例子来说，例如控制环、维护、和操作者发起的功能，可能需要外部或企业数据的集成。

企业数据服务器202还可通过链接218与包含过程控制系统中某个过程控制实体感兴趣的数据的数据源220通信。数据源220可代表例如包括过程控制系统的企业的外部的一个或多个外部数据源，和/或在企业内部但在过程控制系统本身外部的一个或多个企业数据源。为了保护数据传输，企业数据服务器202和/或通信链接218可使用任何已知的保护方法例如口令保护、加密、密钥、授权等来保护。

EDIS 200可合并到图1A和1B的企业系统10的实施方式中。仅在很多可能的说明性例子中的一个例子中，如果EDIS 200与图1A和图1B的过程控制系统18结合使用，图2A中的控制器208可以是图1A的控制器76。图2A的工作站或计算设备212可以是图1A的计算设备44、46、48、50或52中的一个，企业数据服务器202可与控制器76和计算设备44、46、48、50和52通过数据总线54和/或通过网络20等进行通信。数据源220可以是例如图1B中所示的外部数据源102-110中的一个或多个。替换地或者附加地，数据源220可以是企业数据源，例如图1A中所示的企业数据源12、14和16中的一个或多个。为了清晰的目的，图2A的以下描述将称数据源220为外部数据源，但是如之前所讨论的，图2A的数据源220可代表一个或多个外部数据源和/或一个或多个企业数据源。

在图2A中所示的实施方式中，使企业数据服务器202能够通过链接218与数据源220通信。其他的过程控制系统控制器208和过程控制计算设备212不直接与数据源220通信，而是可与企业数据服务器202(分别参考标记205和210)通信以获取来自数据源220的信息。

尽管图2A中只示出了一个企业数据服务器202，EDIS 200中可能有多个物理的企业数据服务器。在一些具有多个物理的企业数据服务器的实施方式中，多个物理的企业数据服务器可作为单个的逻辑实体即单个的逻辑企业数据服务器202起作用。在其他实施方式中，单个逻辑企业数据服务器202可跨越多于一个的物理实体被部分地或整体地分割。例如，企业数据服务器A可用第一组第三方数据源来管理外部数据集成，企业数据服务器B可用第二的不同的一组第三方数据源来管理外部数据集成，且企业数据服务器C可用企业数据源来管理数据集成。

企业数据服务器202可以在过程控制系统本地，或企业数据服务器202的一个或多个部分可以例如在过程控制系统防火墙的外被远程访问。企业数据服务器202可以是安全服务器，使用安全服务器，可通过使用口令保护、加密、用户授权和/或其他已知的保护方法来保护通信。

当特定的外部数据值需要用于过程控制系统中时，过程控制系统中的请求方(例如，请求过程控制计算实体212、请求控制器208等)可请求来自企业数据服务器202中的特定外部数据值。特定外部数据值可被期望例如用于报警、用于历史记录的目的、用于比例变换(scaling)和其他计算、用于控制策略或功能块、用于在HMI展示上显示、和/或用于其它过程控制系统功能或活动。

为了获取所请求的特定外部数据值，企业数据服务器202可通过链接218动态地建立和维护与数据源220之间的通信，获取特定的外部数据值，并提供特定的外部数据值到请求方。在一些(但不一定是所有的)情况下，在企业数据服务器202的所有者或操作实体与数据源220的所有者或操作实体之间的许可、准许或同意必须在两个计算实体(参考标记202、200)之间的电子通信可能发生之前建立。

如果请求方是过程控制计算实体212，所获取的特定数据值可在相应的外部数据对象225中的过程控制计算实体212被本地维护。相应的外部数据对象225可具有类型和值。在一个例子中，类型可标识数据源220(例如，OPC、数据库、网络服务、RSS源或其他类型)的类型，且值可以用所获取的特定外部数据的当前值来填充。当前值可通过由企业数据服务器202从数据源220接收的通信被周期性地更新或刷新。当所获取的特定外部数据不再被过程控制计算实体212需要时，所获取的特定外部数据对象或其内容225的本地记录(例如，外部数据对象)可被删去，存储在另一个位置，或者以其它方式被弃置，且与数据源220的通信可被中断。

如果请求方是请求控制器208，所获取的特定的数据值可以通过类似于对于过程控制计算实体212所描述的方式，在外部数据对象228的相应本地示例中的请求控制器208上被本地维护。

考虑图2A中示出的具体例子。在图2A中，过程控制系统计算设备212可能需要外部数据值(即，一桶石油的市场价值)以用于操作者显示例程或显示视图215。一桶石油的市场价值可由过程控制系统的企业的外部的第三方数据源220即NASDAQ服务器或数据库管理器220维护(参考标记222)。请求过程控制计算设备212可通过通信链接210发送对于一桶石油的市场价值的请求到与过程控制系统相关联的企业数据服务器202。企业数据服务器202可建立与NASDAQ数据源管理器220的通信218，获取一桶石油的当前市场价值(在这个例子中，价值为132.76美元)，且可将所获取的一桶石油的当前市场价值传送到计算设备212。计算设备212可将所获取的当前值本地存储到外部数据对象(参考标记225)，且可按需要将一桶石油的当前市场价值合并到显示视图215。另外，所存储的当前价值225可以能用于合并到其他显示视图或由计算设备212执行的过程控制活动或功能中。当NASDAQ数据库管理器220上的当前数据值222改变时，企业数据服务器202可接收更新，且可告知计算设备212任何改变，以使得本地存储的当前值225保持为一桶石油的当前市场价值的最新值。

当然，当在企业数据服务器202接收到对于外部数据值的请求，且外部数据值被不同的请求方预先请求并存储在EDIS 200中时，企业数据服务器202可获得被存储的本地拷贝且可将外部数据值直接传送到请求方，而不与第三方数据服务器220通信。企业数据服务器202可负责确保外部数据值的被存储的拷贝与NASDQ数据库管理器220上的实际值222一致。

类似地，在图2A的具体例子中，如果控制器208需要一桶石油的当前市场价值，例如用于控制功能块或控制环，则控制器208可从企业数据服务器202查询一桶石油的当前的市场价值。企业数据服务器202可与NASDAQ数据库管理器220进行通信218，可获取当前的市场价值，且可通过通信链接205将所获取的当前市场价值传送到控制器208。控制器208，像计算设备212一样，可维护外部数据对象228的本地示例中的所获取的数据值的本地拷贝，且可将本地拷贝228的值更新为通过企业数据服务器202所接收到的最新的值。本地存储的数据值228可以能用于合并到由控制器208执行的任何过程控制活动中。

因为企业数据服务器202可用作过程控制系统和外部数据源220之间的单个访问点，当来自多个过程控制实体的对特定外部数据源220的多个请求在企业数据服务器202被接收时，企业数据服务器202可优化与外部数据源220的通信。例如，如果控制器208和计算设备212需要一桶石油的当前市场价值，则企业数据服务器202可将两个请求合并成与NASDAQ服务器220交换的单个通信。

在外部/企业数据集成系统200的一些实施方式中，除了当前数据值的本地拷贝由数据值(例如，由参考标记225或228所示出)的请求者维护之外的步骤，或者代替该步骤，例如在服务器202(未图示出)上的外部数据对象的实例中，所获取的数据值的本地拷贝可被维护在企业数据服务器202本身。无论数据值的本地拷贝是否由企业数据服务器202、由过程控制系统中的一个或多个请求者、和/或由企业数据服务器202和一个或多个请求者两者来维护，企业数据服务器202可最终负责确保整个过程控制系统中维护的数据值的所有各种本地拷贝之间的一致性。

外部数据对象225、228可具有类，与其他过程控制对象类似。例如，外部数据对象可对应于一类数据源，例如“由相同公司所有/操作的其他过程控制系统”或“OPC服务器类型ZZ”。外部数据对象225、228的每个子对象可因此对应于所述类的具体标识或实例。

EDIS 200可负责维护和提供数据值222的状态。数据值222的状态可指示过程控制系统和数据源220之间的通信的质量，例如，“良好”、“一般”、“断续的”、“不可用的”等。附加地或者替换地，数据值222的状态可指示数据值222和/或数据源220本身的质量或状态，例如指示外部数据源220是否正常运行、断续地可用或者不可用。数据值222的状态可直接从数据源220接收到，可由EDIS 200确定，或可基于这两者的组合。

外部数据值222的状态可存储在外部数据对象225、228中，且可指示存储在外部数据对象225、228中的当前数据值的有效性或质量的置信水平或置信测量。例如，如果外部数据对象225、228中存储的状态被指示为“良好”，用户或请求过程控制实体可具有对于外部数据对象225、228中的相应数据值为有效的高的置信水平。如果与存储在外部数据对象225、228中的外部项对应的状态被指示为“不可用”，用户即可将对应的数据值解释为非正确、陈旧的、可疑的或无效的，且可对应地选择替换的策略。状态对于具体数据值的影响可自动地合并到显示视图和/或其他过程控制活动或功能中，因此操作者和/或应用可容易地区分潜在可疑的第三方数据值并采取适当的行动。

替换地或者附加地，外部数据源220的状态可被维护在外部数据对象225、228的外部，例如在过程控制系统中的全局或本地数据库(未示出)中。不考虑状态在哪里被维护，企业数据服务器202可负责更新整个过程控制系统的状态。状态的改变可通过例如潜在无效数据的出错、标记、报警、警告等来反映。

EDIS 200可使过程控制系统避免短时间的通信问题。例如，当监控通过给定通信链接的来往于给定数据源的通信时，EDIS 200可包括某个水平的滞后(基于时间、出错率和/或某个其他测量方式)。状态可保持设置为“良好”或“一般”，除非滞后水平被超出。滞后的水平可基于用户输入被设置且可因每个数据源、每个通信链接、每组数据源和/或每组通信链接而不同。

图2B示出了图2A的外部/企业数据集成系统(EDIS)200中的外部数据对象250的实例的实施方式，例如外部数据对象225、外部数据对象228、或企业数据服务器202上的外部数据对象(未图示出)。外部数据对象250可对应于外部数据项，例如图2A的外部数据项222。如之前所讨论的，外部数据对象250可包括外部数据项的当前值252和当前状态255，其每个都可周期性地更新，例如，当滞后水平被超出时以自动的方式更新。

另外，外部数据对象250可包括与外部数据项对应的一个或多个属性。例如，外部数据对象250可包括指示当前值252或当前状态255什么时候被最后更新的时间戳258。在当前值252和当前状态255被同步更新的实施方式中，单个时间戳258可被存储。在一些实施方式中，当前值252和当前状态255的不同的时间戳258可以是可能的。

外部数据对象250可包括外部数据项的数据源的类型260的指示，例如OPC服务器、数据库服务器、网络服务提供者、网站、RSS源、另一个计算设备、或其他类型的外部数据源的指示。外部数据对象250可包括外部数据源的唯一标识符262，例如网络或IP地址、对等端点名称等。外部数据对象250可包括外部数据源的可选名称265或用户友好名称，例如标签。

外部数据对象250可包括外部数据项的单位268的指示，例如，加仑、美元、度、流速、吨等。外部数据对象250可包括范围270的指示，在该范围270中外部数据项的当前值252被认为是有效的，例如时间间隔范围或数值范围。外部数据对象250可包括外部数据项的缺省值或替换值272。缺省值或替换值272可用于冗余的目的，例如，当当前状态255指示当前值252是可疑的时，或未在由更新速度275指定的预期的时间窗口内接收到当前值252的更新时。当前值252和当前状态255中的每个可与相同的或不同的更新速度275相关联。

外部数据对象250可包括外部数据项278的描述，例如文本描述或图示描述中的至少一种。外部数据对象250可包括外部数据项的数据格式属性280。数据格式280可指示当前值252的数据的结构，例如XML(可扩展标记语言)模式、EDDL(电子设备描述语言)脚本、浮点数、整数、布尔表示、十进制或某种其他已知的数据格式。数据格式280可指示可在数据块中接收到的外部数据格式，例如字符串、矩阵或表格格式。外部数据项282的其他属性可附加地或者替换地包括在外部数据对象250中。

外部数据项的属性252-282中的一些或全部可以是可显示的。属性252-282中的一些或全部可在外部数据对象250中通过从外部数据源接收的通信信息和/或通过过程控制系统本身中的实体例如脚本、控制功能或用户来更新。可为属性252-282中的一些或全部的读和写提供不同的访问控制。

通过外部数据对象250，过程控制系统中的请求实体(例如图2A的控制系统计算设备212或过程控制器208)可容易地以多种方式将外部数据项集成到过程控制功能中。例如，外部数据项的一个或多个属性的一些预处理或后处理可由相关的脚本执行，且然后预处理或后处理的数据可被合并到过程控制功能中。这样的脚本的示例性例子可以是将外部数据项的当前值由外部数据源提供的单位转换成过程控制功能所需要的单位的例子。这例子脚本的预处理版本可获取来自外部数据源的更新的值且在将更新的值存储到外部数据对象中之前执行单位转换。这个例子脚本的后处理版本对存储在外部数据对象中的未受影响的被存储更新值进行操作，且可在将更新的值提供到过程控制功能之前，将更新的值转换成过程控制功能所需要的单位。当然，提供其他的预处理或后处理功能的其他脚本是可能的。

将外部数据项集成到过程控制系统中的另一个例子可包括外部数据的智能集成。考虑将实验数据提供到过程控制系统的外部数据源的例子。外部数据源可周期性地发送大量更新的实验数据，但过程控制系统或其中的请求实体可能需要只智能集成大量更新的实验数据的选择的数据点。例如，请求实体可希望仅与事件相结合地使用实验数据。在这个例子中，外部数据项可与过程控制系统中的事件处理器相关联，且当前数据项的值可只在事件发生时被使用。

在另一个例子中，对于被认为仅在指定的时间范围期间有效或有用的值，请求实体可挖掘大量的更新的实验数据。因此，请求实体可通过外部数据对象250中的时间戳258或范围270来确定外部数据项是否有效，且可取回在指定的有效性范围内接收到的当前值。在又另一个例子中，请求实体可使用时间戳258和偏移来对当前的外部数据项值252进行时移，以使当前值252与过程控制功能使用的其他时间敏感对象保持一致。当然，这些例子只是说明性的，且不意味着限制智能集成外部数据到过程控制系统中的可能方式。

图3描述了用于过程控制场所的过程控制系统中的外部/企业数据集成系统(EDIS)300的另一个实施方式。EDIS 300可与图1A和1B的企业系统10相结合地操作，以及如果需要的话，与图2A中示出的外部/企业数据集成系统200和图2B的外部数据对象250相结合地操作。

在图3中，外部/企业数据集成系统300可以用与图2A的EDIS 200的系统相类似的方式操作，但是，代替具有企业数据服务器202的单个逻辑实例的是，EDIS 300可具有在与过程控制系统通信的一个或多个工作站或过程控制计算设备305上的企业数据服务(参考标记302)的本地实例或层。过程控制计算设备305可通过总线308例如图1A中示出的总线54与过程控制系统中的其他实体通信。

因此，在图3中，如果特定的工作站305需要将特定的外部数据值合并到显示视图310、控制策略或其他过程控制活动或功能，特定的工作站305可从本地企业数据服务层302请求特定的外部数据值。本地层302可通过通信链接218动态地建立并维护与数据源220之间的通信(以类似于之前所讨论的图2A的方式)，包括维护通信状态。本地层302可获取特定的外部数据值222，并向请求工作站305提供特定的外部数据值。所获取的特定的数据值可在工作站305上的相应外部数据对象312中被本地维护，且值可被合并到现实视图310中或合并到由工作站305执行的任何其他过程控制活动或功能中。通信和/或数据源220的状态以及与数据值对应的一个或多个其他属性可被存储在外部数据对象312中，且可影响当前数据值的使用。本地存储的数据值312可通过由本地企业数据系统层302从数据源220接收的通信信息(参考标记218)周期性地更新或刷新。当所获取的特定的外部数据不再被工作站305需要时，所获取的特定外部数据的本地记录312可被清除、删除、存储在另一个位置、或以其他方式被弃置，且与数据源220之间的通信(参考标记218)可被中断。

图3中的外部/企业数据集成系统的实施方式300与图2A中的实施方式200不同，因为实施方式300的实例可贯穿分布在过程控制场所的一些或全部部分中的工作站或过程控制计算设备上。但是，尽管数据集成功能302可分布在多个工作站，数据集成层302仍可使每个工作站本身免于必须修改现有软件以配置、管理和控制与多个外部和/或企业设备的多个通信接口。在每个单独的工作站上的EDIS 300的每个单独的实例可以是相同的且可协调所述每个单独的工作站。对多个单独的工作站的协调提供了更多的冗余优势。例如，如果特定的工作站是不可用的，数据集成消息可被路由到具有外部/企业数据集成系统300的实例的其他可用的工作站。

在一些实施方式中，图2A的“集中的”EDIS 200和图3的“分布式的”EDIS 300可在过程控制系统中以协调的方式一起操作。集中的系统200和分布式的系统300两者都可“盒外”操作，但是，集中的系统200一般可提供数据集成功能而分布式系统300一般可以是非活动的。在一些实施方式中，集中的系统200可驻留在安全接口的过程控制系统防火墙之外，带有通往驻留在过程控制系统防火墙内的分布式系统300的安全接口。

如果企业数据服务器202变为不可用，每个过程控制计算设备可恢复使用本地分布式系统300的实例，以无缝地继续与通常是驻留在其上的实例的外部和/或企业数据源的数据集成。控制器还可改变为使用本地分布式系统300的特定实例。同样地，如果本地分布式系统300的具体实例变为不可用，那么为具体实例指定的通信可被另一个工作站或计算实体上的本地分布式系统300的另一个可用实例重新路由或处理，或可被路由到企业数据服务器200。

图4是显示集成的外部和企业数据源的过程控制系统的浏览器窗口400的示例性屏幕截图。图4可与图1-3的实施方式相结合使用。在图4中，屏幕截图400示出了能够被浏览的过程控制系统中的标准的可用位置和嵌套位置，例如库402、批处理配置405、控制策略408、历史记录(参考标记410和412)等。

另外，能够被浏览的集成的外部和/或企业数据源还可包括在浏览器窗口400中，且可按需要由标题和/或副标题表示。在图4中，OPC DA服务器由一个图标415表示，OPC A&E服务器由另一个图标418表示，且OPC HAD服务器由又一个图标420表示。在浏览器窗口400的所示出的实例中，OPC DA服务器415已被选择且可见菜单被扩展以显示副标题Acme.OPC.Server.1和Acme.OPC.Server.2，分别由参考标记422和425表示。Acme.OPC.Server.1422被选择，菜单被进一步扩展以显示相应的OPC数据对象OPC Iteml、OPC Item2、以及OPC Item3(分别为参考标记428、430和432)。使用户能够通过使用下拉菜单命令、拖和放、鼠标或键盘序列等来选择所表示出的可用的OPC数据对象428-432中的一个，且将相应数据值合并到显示视图、控制策略或其他过程控制活动中。通常地(但不一定)，当用户配制显示视图、控制策略或一些其他过程控制活动时，被选数据对象的浏览、选择和合并可由用户(他或她)执行。

可被浏览以用于潜在数据集成的企业数据源还可被显示并集成到浏览器视图400中。例如，在浏览器窗口400处中，资产管理服务器/系统在参考标记435处示出，且记账服务器/系统在参考标记440处示出。与外部数据源类似，如果给定的企业数据源表示在浏览器窗口400被选择，则子元素可被显示。如果给定的子元素被选择，进一步相应的子元素可被显示，等等，直到包括数据项的级被显示以用于选择。在一些实施方式中，与数据项和/或数据源对应的状态可被显示。例如，状态可由不同的字体颜色(例如，红色、黄色、绿色)或字体属性(例如，斜体、粗体、闪烁等)表示，或者状态可由某个其他的不同的指示器例如文本、标记、图标或类似工具表示。

当然，任意数量的外部数据源和/或企业数据源可显示在浏览器窗口400。外部和/或企业数据源可被自动发现并增加到浏览器窗口400。例如，网络服务例如UDDI(通用发现描述和集成)接口可用于自动地发现和增加网络服务的指示到浏览器窗口400。对于可能不具有被自动发现的能力的外部数据，或作为缺省程序，相应的外部和/或企业数据源可被人工地增加到浏览器窗口400，例如通过选择可用的网络计算设备和相关的数据源来增加。

外部和/或企业数据源的表示可与已经用于过程控制系统中的浏览器表示相一致，且因此被选图标或表示的用于显示子类别的扩展可类似地表现。在优选的实施方式中，在显示屏上，实际的服务器机器名称或标识可对用户隐藏，且代替地，可使用有意义的逻辑名称(例如，文本字符串“ACME.Server.1”(参考标记422)，“OPC HAD Server”(参考标记420)，等)。

在其他实施方式中，浏览对话可能不使用如图4中所示出的树图格式，但可代替的是使用其他格式帮助用户找到所需要的外部或企业数据对象。例如，用户可能能够与搜索对话框(未示出)交互。搜索对话框可首先请求用户选择源类型，例如OPC、SQL、网络服务，或其他可用的外部和/或企业数据源类型。给定源类型的选择可以确定可随后被呈现给用户的其他参数以帮助缩小用户的搜索范围。

例如，对于被选的源类型OPC，可为用户呈现可用的联网的计算设备。当选择可用的联网的计算设备时，可为用户呈现与所选择的可用的联网的计算设备相关联的可用的OPC服务器。当选择可用的OPC服务器时，即可为用户呈现典型的OPC浏览器接口以定位所期望的对象。

例如，对于被选择的源类型SQL，可为用户呈现可用的联网的计算设备。当选择可用的联网的计算设备时，可为用户呈现驻留在所选择的可用的联网的计算设备上的可用的SQL数据库，并且，当选择可用的SQL数据库时，可为用户呈现对于所选择的可用的SQL数据库的可用的被存储的程序。

例如，对于被选的源类型网络服务，可为用户呈现可用的联网的计算设备。当选择可用的联网的计算设备时，可为用户呈现与所选择的可用的联网的计算设备关联的可用的网络服务。当选择可用的网络服务时，即可为用户呈现来自所选的网络服务的可用的网络方法。

一旦期望的外部或企业数据对象被选择，与所选的外部或企业数据对象相关联的对应的数据值可需要被表征以使得过程控制系统可能适当地包括相应的数据值。对于数据值的可能的特征可包括源类型、源名称、值的数值表示或数据类型(例如，浮点数、整数、位值数(number ofplace values)等)、值的数量和大小(例如，标量、向量、矩阵等)、质量的表示(特别地，适用于OPC数据值但还可适用于其他数据类型)、和/或数据值的更新速度或刷新速度。其他的特性或特征也可以是可能的。不是每个外部或企业数据值都需要所有以上列出的特征。

注意到特定的数据值或数据值组的更新或刷新速度可对应于数据源和/或相应的通信链接的状态。例如，如果刷新速度被设置为确定值且数据值在长于预期的刷新率的时间段内未被刷新，那么与特定数据值相关联的数据源和/或通信链接的状态可改变为“非可用”(或等效形式)。

可提供一种形式以增加外部或企业数据的特性，从而使得外部或企业数据值可容易地被集成到过程控制系统中。一个这样的例子被图5中示出的形式500示出。在图5示出的例子中示出的形式500可用于将网络服务器数据值集成到过程控制系统，且可与图1-4的任何实施方式相结合使用。形式500可包括字段例如服务器名称502、网络服务标识符505、方法508以及任何数量的参数510。还可提供结果参数字段512用于从网络服务器输出。还可提供其他的字段(未示出)。字段502-510中的一些或全部可被自动地增加，或用户可手动增加字段502-510中的一些或全部。可按需要提供不同的形式用于每个外部和/或企业数据源、数据源类型或特定的数据值。

图6示出了集成外部和/或企业数据到过程控制系统的示例性方法600。如果需要，图6的实施方式可与图1-5中任一图的任何实施方式相结合使用。

在方法600的开始602，过程控制系统可从中接收数据以用于集成的游戏数据源(外部、企业或两者的)可被显示(块605)。如之前所讨论的，可用的数据源可以是例如过程控制系统所属的企业的部分，和/或数据源可完全在过程控制系统所属的企业的外部。可用的数据源可在过程控制系统的浏览器或其他用户接口上显示。例如，诸如图4中示出的浏览器可用于执行块605和方法600的其他部分。

在块608，来自被显示的可用数据源的数据源的选择可被接收。选择方法和机制的例子是普遍已知的且可包括，例如，鼠标或触摸屏点击、键盘序列、拖和放操作等。接收选择的任何已知的方法或机制可与块608相结合操作，且实际上，与本公开相结合地操作。

当在块608上接收到被选择的可用数据源的指示时，能够集成到过程控制系统中的被选择的数据源的数据项可被显示以用于选择(块610)。在一些实施方式中，例如图4的OPC DA服务器表示415的例子中，如果多级的子元素被呈现，块608和610可被重复，直到包括可用数据项的级被显示为止。

在块612，来自被显示的可用的数据项的数据项的选择可以通过类似于块608中所使用的方式被接收。

在块615，被选的数据项可与过程控制实体相关联。如前所述，过程控制实体可以是显示视图、控制策略、功能块等，且被选数据项可包括在其中。在一些实施方式中，块605-615可在过程控制实体的配置程序期间执行，例如在控制策略将被选外部/企业数据合并到控制环中时执行。在其他实施方式中，如果过程控制实体能够实时改变而不被重新配置，则被选数据项可相应地与过程控制实体相关联。例如，如果过程控制实体是知识文档(knowledge document)，其包括到包含在管理数据库中的数据项的动态超链接，块615可与数据项的被选的表示相关联，该数据项包括在管理数据库中，过程控制对象对应于知识文档。

在运行时间期间之后的某个时间，方法600的块618-622可发生。在块618，可从被选数据源接收被选数据项的当前值。当前值可被存储(块620)在外部数据对象中。外部数据对象可以是过程控制系统中的特定类型的过程控制对象，用于维护和管理集成的外部/企业数据，例如图2B中示出的外部数据对象250。外部数据对象可包括被选数据项的当前值和当前状态。外部数据对象还可以可选地包括其他字段，例如数据项的属性，如，数据源类型、数据格式、数据单位、刷新或更新速度、缺省值、范围以及其他字段。在一些实施方式中，外部数据对象可以是类对象。

在块622，被选数据项的当前值可被提供给过程实体。因此，在运行时间期间，方法600可连续地提供被选数据项的更新的值到过程控制实体，而不需要重新配置或不需要使过程控制实体维护并执行与数据源的接口。

最后，在块625，方法600可结束。注意到在一些实施方式中，为了指示情况的目的，只有方法600的块605-612被执行，例如用于将信息提供给用户或过程场所员工。在这些实施方式中，方法600可在块612的执行之后立即结束(块625)。

在实现时，此处所描述的任何计算机可读指令或软件都可存储在任何计算机可读存储介质或存储器例如磁盘、光盘或其他存储介质上、计算机或处理器RAM或ROM中、手持存储器中，等等。同样地，这个软件可使用任何已知的或期望的传递方法被传递到用户、过程场所或操作者工作站，包括例如在计算机可读盘或其他可传输计算机存储机制或通过通信信道例如电话线、互联网、万维网、任何其他局域网或广域网等(该传递被视为与通过可传输存储介质提供这样的软件相同或可互换)。另外，这个软件可被直接提供而不调制或加密，或可在通过通信信道传输之前使用任何适当的调制载波和/或加密技术被调制和/或加密。

尽管本公开除其他部件外还描述了包括在硬件上执行的软件和/或固件的示例性方法和系统，但应注意到这些例子只是说明性的，且不应被理解为限制性的。例如，考虑到硬件、软件和固件部件中的任何或全部都可在仅在硬件中、仅在软件中、或在硬件和软件的任意组合中实施。因此，虽然以下描述了示例性方法和装置，本领域普通技术人员将容易意识到所提供的例子不是实现这样的方法和装置仅有的方式。

尽管此处描述了确定的方法、装置和制造规定，本专利所覆盖的范围不限于此。相反的是，本专利覆盖在文字上或者在等同原则下实质上落入所附的权利要求的范围内的所有方法、装置和制作规定。

Claims (26)

1.一种过程控制系统，用于使用外部数据控制过程控制场所，所述过程控制场所包括耦合成控制多个现场设备的过程控制器，所述过程控制系统包括：

过程控制实体，其设置为在所述过程控制场所的至少一部分的运行时间期间执行过程控制功能，该过程控制功能使用由所述过程控制系统的防火墙内的计算设备生成的内部数据项和由所述防火墙外的计算设备生成的外部数据项两者；

外部数据对象，其通信地耦合到所述过程控制实体且具有存储由所述过程控制实体使用的所述外部数据项的当前值和当前状态的存储器；以及

外部数据集成实体，其包括在与所述过程控制实体相同的计算设备上的外部数据集成服务或者外部数据集成服务器中的至少一个，

其中所述外部数据集成实体：

通信地耦合到所述过程控制实体、所述外部数据对象和外部数据源，

设置为访问所述外部数据对象，以及

设置为在所述过程控制场所的所述至少一部分的运行时间期间周期性地从所述外部数据源接收所述外部数据项的更新的值和更新的状态，并将所述外部数据对象中的所述外部数据项的所述当前值和所述当前状态更新为所述更新的值和所述更新的状态，以及其中使所述过程控制功能能够在运行时间期间并基于所述外部数据项的最近更新的状态，使用所述外部数据项的最近更新的值。

2.如权利要求1所述的过程控制系统，其中包括以下中的至少一项：

所述过程控制实体是以下项之一：操作者显示例程、控制模块、功能块或维护例程；

所述过程控制实体设置为用于以下项之一：工作站、所述过程控制器、或所述多个现场设备中的一个；

所述过程控制功能是以下项之一：控制环功能、维护功能、操作者发起的功能、或显示功能；或者

所述外部数据源是以下项之一：OPC服务器、数据库服务器、网络服务器提供者、网站、RSS源、或其他计算设备。

3.如权利要求1所述的过程控制系统，其中所述外部数据集成实体包括所述外部集成服务器和所述外部数据集成服务两者，且其中所述外部数据集成服务器还设置为维护在所述外部数据集成服务上的所述外部数据对象和所述外部数据对象的本地实例之间的所述外部数据项的所述当前值和所述当前状态的一致性。

4.如权利要求1所述的过程控制系统，其中所述外部数据集成实体还设置为将对于特定外部数据项的多个请求合并到带有所述外部数据源的单个通信实例中，所述多个请求发起于多于一个的过程控制实体。

5.如权利要求1所述的过程控制系统，其中，在运行时间期间并基于所述外部数据项的所述最近更新的状态，使多于一个的过程控制实体能够使用所述外部数据项的所述最近更新的值。

6.如权利要求1所述的过程控制系统，其中所述外部数据集成服务包括所述过程控制系统中的多个计算设备中的每个计算设备上的所述外部数据集成服务的实例和所述外部数据对象的单独的本地实例，且其中如果所述多个计算设备中的一个计算设备不可用，则可用的计算设备从所述外部数据源接收原本以所述不可用的计算设备为目的地的通信。

7.如权利要求1所述的过程控制系统，其中所述外部数据集成实体包括所述外部数据集成服务器和所述外部数据集成服务两者，且其中当所述外部数据集成服务器为可用时，所述外部数据集成服务处于备用模式，且当所述外部数据集成服务器变为不可用时，所述外部数据集成服务进入活动模式。

8.如权利要求1所述的过程控制系统，其中：

所述外部数据集成实体包括一个或多个计算设备上的所述外部数据集成服务器和一个或多个外部数据集成服务，

所述一个或多个外部数据集成服务在所述防火墙内，

所述外部数据集成服务器在所述防火墙外，以及

所述外部数据集成服务器设置为将所述外部数据项的传递合并到所述一个或多个外部数据集成服务。

9.如权利要求1所述的过程控制系统，其中：

所述外部数据对象的所述存储器还包括对应于所述外部数据项的所述当前值的至少一个属性，所述至少一个属性选自以下项：时间戳、所述外部数据源的类型、唯一标识符、名称或标签、数字表示单位的类型、范围、缺省值、描述、数据格式的指示、或更新速度；以及

使所述过程控制功能能够基于所述最近更新的状态和所述至少一个属性中的至少一个属性使用所述外部数据项的所述最近更新的值。

10.如权利要求1所述的过程控制系统，还包括以下项中的至少一个：

脚本，用于对所述外部数据项进行预处理或后处理中的至少一个；

所述外部数据项与事件处理器的关联；

所述外部数据项的替换值；

单独的访问控制，用于所述外部数据对象的所述存储器的至少一部分的读或写中的至少一个；

时间范围的指示，在该时间范围期间所述外部数据项的所述当前值是有效的；以及

所述外部数据项的时移的当前值。

11.如权利要求1所述的过程控制系统，还包括搜索机制，所述搜索机制设置为显示外部数据源的可选列表和外部数据项的可选列表，该外部数据项对应于来自外部数据源的所述可选列表的被选外部数据源；以及

其中所述过程控制实体设置为使用来自外部数据项的所述可选列表的被选外部数据项。

12.如权利要求11所述的过程控制系统，其中外部数据源的所述可选列表包括至少一个自动发现的外部数据源。

13.一种将外部数据集成到控制过程场所的过程控制系统中的方法，所述过程场所包括耦合成控制多个现场设备的过程控制器，所述方法包括：

对于用户选择，显示数据源的指示，所述数据源在所述过程控制系统的防火墙外；

在用户选择所述数据源时，对于用户选择，显示所述数据源的至少一个数据项的指示；

在接收到所述至少一个数据项中的数据项的用户选择的指示之后，设置所述过程控制系统中的过程控制实体，以在所述过程场所的至少一部分的运行时间期间内执行过程控制功能，该过程控制功能使用所选数据项的当前值；以及

在所述过程场所的所述至少一部分的运行时间期间：

周期性地从所述数据源接收所选数据项的更新的值，

在通信地耦合到所述过程控制实体的外部数据对象的存储器中，将所选数据项的所述当前值更新为所述更新的值；

在所述外部数据对象的所述存储器中，将所选数据项的当前状态更新为更新的状态，以及

基于由所述过程控制实体选择的所选数据项的所述当前状态，使用来自所述外部数据对象的所选数据项的所述当前值来执行所述过程控制功能。

14.如权利要求13所述的方法，其中：

设置所述过程控制实体包括设置操作者显示例程、功能块、维护例程、或控制模块中的一个；

执行所述过程控制功能包括使用所选数据项的所述当前值来执行控制环功能、维护功能、操作者发起的功能、或显示功能中的一个；以及

显示所述数据源的所述指示包括显示以下项之一的指示：OPC服务器、数据库应用、数据库服务器、网络服务提供者、网站、RSS源、或计算设备。

15.如权利要求13所述的方法，还包括通过以下步骤中的至少一个来确定所选数据项的所述更新的状态：从所述数据源接收所述更新的状态的指示，或确定所述过程控制系统和所述数据源之间的通信的状态。

16.如权利要求13所述的方法，还包括当对于所选数据项的后续被更新的值不在更新时间窗口内被接收时，修改所选数据项的所述当前状态。

17.如权利要求13所述的方法，还包括基于滞后水平显示所选数据项的所述当前状态。

18.如权利要求13所述的方法，还包括将所选数据项的至少一个属性存储到所述外部数据对象的所述存储器中，所述至少一个属性选自下列项：时间戳、所述数据源的类型、唯一标识符、名称或标签、数字表示单位的类型、范围、缺省值、描述、数据格式的指示、或更新速度；以及

其中使用所选数据项的所述当前值执行所述过程控制功能包括，基于所述至少一个属性中的至少一个属性使用所选数据项的所述当前值来执行所述过程控制功能。

19.如权利要求13所述的方法，还包括将所选数据项与以下项中的至少一个相关联：

脚本，所述脚本是预处理或后处理脚本中的至少一个；或者

事件处理器。

20.如权利要求13所述的方法，还包括确定所述当前值的数据格式。

21.如权利要求20所述的方法，其中确定所述当前值的所述数据格式包括将所述当前值的所述数据格式确定为以下项之一：XML(可扩展标记语言)、EDDL(电子设备描述语言)、浮点数、整数、字符串、矩阵、表格、或数据的布尔表示。

22.如权利要求13所述的方法，其中使用所选数据项的所述当前值执行所述过程控制功能包括以下步骤中的至少一个：

在所选数据项的所述当前值被定义为有效期间的时间范围期间，使用所选数据项的所述当前值执行所述过程控制功能；

使用所选数据项的时移的当前值执行所述过程控制功能；或者

确定用于所选数据项的替换的当前值并使用所述替换的当前值执行所述过程控制功能。

23.一种用于将外部数据集成到过程控制系统中的方法，所述过程控制系统控制过程场所，所述过程场所包括耦合成控制多个现场设备的过程控制器，所述方法包括：

设置所述过程控制系统中的过程控制实体，以在所述过程场所的至少一部分的运行时间期间执行过程控制功能，所述过程控制功能使用由所述过程控制系统的防火墙内的计算设备生成的内部数据项和来自所述过程控制系统的所述防火墙外的外部数据源的外部数据项两者；

将所述过程控制系统中的外部数据对象与所述过程控制实体通信地耦合，所述外部数据对象将所述外部数据项的当前值、当前状态以及至少一个属性存储到存储器中；

将外部数据集成实体通信地耦合到所述过程控制实体、所述外部数据对象、以及所述外部数据源，所述外部数据集成实体是所述过程控制系统中的外部数据集成服务器或在与所述过程控制实体相同的计算设备上的外部数据集成服务中的至少一个；以及

在所述过程场所的所述至少一部分的运行时间：

在所述外部数据集成实体，周期性地从所述外部数据源接收所述外部数据项的更新的值和更新的状态；

将所述外部数据对象中的所述外部数据项的所述当前值更新为所述更新的值，

将所述外部数据对象中的所述外部数据项的所述当前状态更新为所述更新的状态，以及

基于所述外部数据项的所述当前状态和所述至少一个属性中的一个属性，所述过程控制实体使用所述当前值执行所述过程控制功能。

24.如权利要求23所述的方法，其中：

将所述外部数据集成服务器与所述防火墙外的所述外部数据源通信地耦合包括，将所述外部数据集成服务器与以下项之一通信地耦合：OPC服务器、数据库应用、数据库服务器、网络服务提供者、网站、RSS源、或另一个计算设备；

设置所述过程控制实体包括设置所述过程控制实体在工作站、所述过程控制器、或所述多个现场设备中的一个现场设备上运行；

设置所述过程控制实体包括设置以下项中的至少一个：操作者显示例程、控制模块、维护例程、或功能块；以及

存储所述外部数据项的所述至少一个属性包括存储以下项中的至少一个：时间戳、所述外部数据源的类型、唯一标识符、名称或标签、数字表示单位的类型、范围、缺省值、描述、数据格式的指示或更新速度。

25.如权利要求23所述的方法，还包括显示以下项中的至少一个：

所述外部数据源的外部数据项的当前值的列表或当前状态的列表中的至少一个，其中当前值的所述列表的每个成员当前被集成到所述过程控制系统中；

过程控制实体的列表，该过程控制实体的列表当前设置成使用所述外部数据源的任意外部数据项的当前值；

过程控制功能的列表，该过程控制功能的列表当前使用来自所述外部数据源的任意外部数据项；或者

可用外部数据源的列表。

26.如权利要求23所述的方法，还包括以下步骤中的至少一个：

将所述外部数据项与预处理或后处理脚本中的至少一个相关联；

将所述外部数据项与事件处理器相关联；

确定所述外部数据项的替换值；

为所述外部数据对象的读或写中的至少一个提供单独访问控制；

将所述外部数据项的所述当前值时移，以用于所述过程控制功能中；以及

确定所述当前值在其期间为有效的时间的范围。

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