CN102084306B - 用于hvac系统的执行器和用于操作该执行器的方法 - Google Patents

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Abstract

用于HVAC系统的执行器包括：存储的模型定义，其限定HVAC控制应用；以及元素库，其包括各种存储的模型元素和具有用于控制所述执行器的处理器的指令的控制器模块(D，E)。所述控制器模块(D，E)包括模型元素并且被配置用于控制它们的执行的顺序。所述控制器模块(D，E)还被配置用于在执行它们的第一个模型元素之前将任何外部数据输入(S66′，S68′)传播到它们的模型元素，以及在执行它们的最后一个模型元素之后将任何数据输出(S63，S65，S67，S69)传播到外部构件。所述控制器模块(D，E)在不同的执行线程中被例化，使得数据在例化的控制器模块(D，E)之间异步地相互交换并且既没有时间依赖性也没有值链路改变被强加在所述HVAC控制应用的构件上。

Description

用于HVAC系统的执行器和用于操作该执行器的方法
技术领域
本发明涉及用于HVAC(供暖、通风和空调)系统的执行器和用于操作该执行器的方法。特别地，本发明涉及HVAC执行器，其包括用于将所述执行器连接到通信网络的网络接口、用于将所述执行器连接到传感器/执行器总线的总线接口、数据存储器和连接到所述数据存储器的处理器。
背景技术
在过去，HVAC系统被设计和实现为复杂的并且通常为专有的控制系统。随着基于因特网的技术的发展，HVAC系统越来越适应更开放的方法。特别地，现场设备具备处理能力和Java虚拟机平台，这使得在来自不同制造商的各种现场设备上使用控制对象更容易。此外，通过在现场设备上实现web服务器，经由IP(因特网协议)网络通过常规的web浏览器访问现场设备上的数据变为可能。
US 7,020,532公开了用于控制系统的控制设备，其包括现场设备，诸如传感器或执行器，和用于执行控制算法的处理器，例如用于住宅、商业或工业设置中的环境控制。该控制算法作为一个或多个测量值或限定的设定值的函数将控制系统维持在所需的水平和/或将其驱动至该水平。该控制设备还包括到IP网络(因特网协议)的接口和web服务器，该web服务器便于该控制系统的配置、监视和/或维护。
US 6,510,352公开了一种控制设备，例如具有传感器/执行器接口的现场设备，其包括Java虚拟机，该Java虚拟机用于执行Java对象使得所述控制设备提供控制功能，例如用于过程控制。这些过程控制对象按引用传送数据值，诸如测量结果或设定值，即只有一个对象存储数据值本身，而其他对象仅维持对该数据值的引用，例如指针或地址。通过按引用传送数据值，数据在控制对象之间传播以满足过程控制应用的实时要求。
US 6,832,120公开了一种面向对象的控制系统，其包括网络处理器和实现Java虚拟机的现场控制器类型的站，可以使用用于特定控制功能的Java对象对所述Java虚拟机进行编程。作为达到分布式面向对象的控制系统的目标的明显关键，US 6,832,120示教了在每个站上的实时信息同步管理器，其操控系统中的对象之间的数据流。
US 6,788,980公开了用于控制系统的控制设备，其可以被实现为执行器并且包括处理器，该处理器被配置用于运行实时操作的系统和Java虚拟机。所述控制设备还包括便于该控制系统的配置和监视的web服务器，以及产生Java类供在控制设备中执行的应用开发环境。使用简单网络时间协议(SNTP)将操作者站和类似的非过程数据产生器保持同步；而需要更高准确度的控制器被放置在严格控制的网络上或配备有被用于协调时间更新的中断。
为了满足典型控制应用的实时要求，现有技术的控制系统被配置用于同步的数据通信。本质上，同步的数据通信确保由数据源(数据提供者)生成和/或输出的数据值在限定的时间窗内被传输和/或供应给数据接收器(data sink)(数据消耗器)以满足相应控制应用的特定的实时要求。因此，同步的数据流的实现对参与分布式控制应用的构件强加了时间和/或顺序依赖性。更重要地，对于同步的数据流，必需实现同步机制，该同步机制需要可观的处理能力和/或通信带宽。
US 6,167,316公开了分布式面向对象的楼宇自动化系统，其中对象之间的异步通信在不同设备上运行。需要被通知关于另一对象的控制属性的值的改变的应用对象使用连接对象在应用对象之间建立异步链路。连接对象管理两个应用对象之间的信息传递。当控制属性的值的改变超过限定值时，连接对象向源对象登记以从该源对象接收包含控制属性的值的消息(值改变处理)。连接对象又将所接收的控制属性的值传给目的地对象。因此，US 6,167,316实现了便于在位于不同设备上的对象之间对显著的数据值改变的及时传送的消息传递机制。
发明内容
本发明的目的是提供用于HVAC(供暖、通风和空调)系统的执行器和用于操作该执行器的方法，所述执行器和方法不具有现有技术的某些缺点。特别地，本发明的目的是提供用于HVAC系统的执行器和用于操作该执行器的方法，由此所述执行器允许HVAC系统中的控制应用，而无需对交换数据的控制应用的构件强加时间依赖性。
根据本发明，特别地通过独立权利要求的特征来达到这些目的。此外，另外的优选实施例根据从属权利要求和说明书得出。
用于HVAC系统的执行器包括用于将所述执行器连接到通信网络的网络接口、用于将所述执行器连接到传感器/执行器总线的总线接口、数据存储器和连接到该数据存储器的处理器。
根据本发明，上述目的由于定义HVAC控制应用的模型定义被存储在所述执行器中而特别地被达到。举例来说，所述模型定义经由通信网络被加载到所述执行器的数据存储器中。举例来说，用例如XML(扩展标记语言)的标记语言限定所述模型定义。举例来说，所述通信网络包括以太网通信网络并且被配置用于根据因特网协议的通信。此外，元素库被存储在所述执行器中，该元素库包括各种模型元素和控制器模块。所述模型元素和控制器模块包括用于控制所述执行器的处理器的指令。举例来说，用Java字节代码限定存储的模型元素和控制器模块，并且所述处理器是被配置用于执行Java字节代码的Java处理器(例如IMSYS IM 1101)。举例来说，存储的模型元素包括代表以下各项的元素：控制器、PID控制器、两点控制器、限制器、计时器、布尔逻辑模块、时间周期管理模块、加热曲线模块、过滤器模块、浮动平均计算模块、触发器模块、输入选择器模块、定值模块、比较器、数学运算模块、状态检查模块、错误捕获模块和/或错误触发器模块。基于所述模型定义，通过根据所述元素库来例化所述模型定义所引用的控制器模块和相关联的模型元素、将至少一个例化的模型元素分配给附接于传感器/执行器总线的设备并且在每种情况下将所述控制器模块例化成不同的执行线程，在所述执行器中实现的是供在所述处理器上执行的控制应用。举例来说，所述传感器/执行器总线包括MP总线(Belimo Automation AG的专有传感器/执行器)、BACnet总线、Profibus或另一现场总线。所述控制应用由相应的控制器模块执行，所述控制器模块在每种情况下控制相应的控制器模块所引用的相关联的模型元素的执行的顺序，在开始执行在所述顺序中被定义为第一个的模型元素之前将任何外部数据输入(即由在相应的控制器模块外部的构件存储在相应的控制器模块的外围数据输入缓冲器中的数据输入)传播到其相关联的模型元素，并且在完成执行在所述顺序中被定义为最后一个的模型元素之后将来自其相关联的模型元素的任何数据输出传播到相应的控制器模块的外部，使得数据在例化的控制器模块之间异步地相互交换。
因此，所述控制器模块使分层地集合(嵌套)各种模块元素(构件)以及在所述控制器模块的外围边界上定义输入/输出缓冲器成为可能，使得内部模块元素的输入/输出缓冲器仅能够通过这些外围的输入/输出缓冲器来访问。优选地，周期性地被执行的、单个的更新/处理间隔被分配给控制器模块。所述控制器模块被配置用于在其间隔内控制其模型元素的顺序处理，由此将任何输入数据初始地(即在所述模块元素的处理之前)从所述控制器模块的外围输入缓冲器传播到所连接的模型元素的输入缓冲器。顺序地，根据由所述控制器模块确定的顺序单个地触发所述模型元素，这些模型元素基于从它们的输入缓冲器读取的它们的当前数据值来计算它们的输出值。当模型元素的处理被完成时，所述控制器模块通过在每种情况下读取被存储在所述(源)模块元素的数据输出缓冲器中的数据值并且将其写入连接的(接收器)模块元素的数据输入缓冲器中而将相应的模型元素的数据输出值传播到连接的模型元素。如果模型元素的数据输出缓冲器连接到其控制器模块的外围数据输出缓冲器，相应的控制器模块还将来自所述模型元素的数据输出缓冲器的当前数据值传播到相应的外围数据输出缓冲器。不同的控制器模块以不同持续时间(即不同周期)的单个处理间隔运行在不同的执行线程中。
通过将所述控制器模块配置用于在处理它们的相应的处理顺序中的第一个模型元素之前将任何外部数据输入传播到所有它们的相应的模型元素，以及在按它们的相应的处理顺序完成所有它们的相应的模型元素之后将来自它们的相应的模型元素的任何数据输出传播到所述模型控制器外部的构件，并且通过将所述控制器模块例化成并行的执行线程，数据在不同的控制器模块之间，即在与不同的控制器模块相关联的模型元素之间异步地交换。这使在HVAC系统中实现和执行控制应用而无需对交换数据的控制应用的构件强加时间依赖性以及为值改变处理(COV)而耦合应用对象成为可能。因此，既没有对同步机制的需要也没有对对象间信令消息的需要。因此，在与不同的模型控制器相关联的模型元素之间的异步数据传递使节省可观的处理能力、处理时间和通信带宽成为可能，否则对于同步和消息传递机制将需要可观的处理能力、处理时间和通信带宽。此外，异步数据传递使以松散耦合的构件来构造和实现HVAC控制应用成为可能，并且因此使不仅在一个处理器设备上的若干逻辑控制器模块上，而且还在由通信网络互连的不止一个处理器设备上灵活地并且有效地分布HVAC控制应用成为可能，例如通过在若干处理器设备(诸如执行器或包括处理器的其他硬件设备)上放置和执行不同的控制器模块。
优选地，模型元素在每种情况下被配置用于从与相应的模型元素相关联的一个或多个限定的数据输入缓冲器读取输入数据，并且将输出数据写入与相应的模型元素相关联的一个或多个限定的数据输出缓冲器。模型解释器还被配置用于基于包括在所述模型定义中的链接信息而将例化的模型元素的输出缓冲器链接到例化的模型元素的输入缓冲器。所述控制器模块还被配置用于在每种情况下在完成执行相应的控制器模块所引用的模型元素后将来自所述模型元素的输出缓冲器的数据值传播到相应的控制器所引用的模型元素的链接的输入缓冲器。因此，提供数据输出的模型元素将其数据输出写入(存储)在输出缓冲器中。通过使第一例化的模型元素与第二例化的模型元素互连以用于将来自所述第一模型元素的数据输出传递到所述第二模型元素，所述第一模型元素的输出缓冲器与所述第二模型元素的输入缓冲器相关联。一旦模型元素的处理被完成，即当所述模型元素的数据输出被放置在它的(一个或多个)数据输出缓冲器中时，相应的控制器模块将所述数据值传播到链接的数据输入缓冲器。
在一实施例中，所述模型定义包括模型元素的标识符和在每种情况下适用于相应的模型元素的参数值，并且所述模型解释器被配置用于在每种情况下基于所述标识符和参数值来例化来自所述库的模型元素。
在另一实施例中，所述执行器包括服务器模块，该服务器模块被配置用于基于所述模型定义经由所述通信网络将所述控制应用的图形表示传输到web浏览器。优选地，所述模型定义包括与所述模型定义所引用的模型元素相关联的图形使用者界面数据。举例来说，所述图形使用者界面数据包括用于将相应的模型元素的图形表示在显示器上定位和/或调整大小的位置信息和/或大小信息。在一实施例中，所述加载器还被配置用于在所述执行器中存储所述模型定义的至少一个HTML(超文本标记语言)版本。所述服务器模块还被配置用于向所述web浏览器传输在每种情况下与所述模型定义所引用的模型元素相关联的输入/输出值供在所述图形表示中显示，从所述web浏览器接收在每种情况下与所述模型定义所引用的模型元素相关联的参数值，以及在所述执行器中存储被分配给相应的模型元素的例化的参数值。因此，模型元素的当前值，例如代表传感器测量或执行器设置的值可以经由所述web浏览器在所述控制应用的图形表示中向使用者显示。此外，经由所述浏览器在所述控制应用的图形表示中输入参数设置(例如用于PID控制器的设置)以用于在所述执行器上执行的控制应用中的对应的参数设置的自动更新对于使用者是有可能的。
在另外的实施例中，存储的模型元素中的至少一些被配置为在不同的模式下可操作，这些模式通过在运行时对与相应的模型元素的例化相关联的状态进行设置而是可选择的。优选地，这些模型元素还被配置用于将相应的模型元素的当前状态或模式指示为输出值。
优选地，所述网络接口被配置用于经由所述通信网络与其他对应的执行器交换数据。通过将不止一个执行器连接到所述通信网络，所实现的是用于HVAC系统的分布式控制应用。所述分布式控制应用在执行器的网络上分散地运行，所述通信网络上的每个执行器运行所述分布式控制应用的一部分，这个部分由其相应的(子)模型定义限定，并且所述通信网络上的每个执行器作为主设备控制附接于其传感器/执行器总线的设备(从设备)。
除了所述执行器和用于操作所述执行器的对应的方法以外，本发明还涉及包括用于控制用于HVAC系统的执行器的一个或多个处理器的计算机程序代码装置(program code means)的计算机程序产品，优选地为包括其中包含所述计算机程序代码装置的计算机可读介质的计算机程序产品。
附图说明
将参考附图以举例的方式来更详细地解释本发明，在附图中：
图1：显示示意性地示出HVAC系统的框图，该HVAC系统包括连接到传感器/执行器总线以及连接到通信网络的执行器。
图2：显示示意性地示出包括各种功能模块的执行器的框图。
图3：显示示意性地示出用于为完整或部分的HVAC控制应用开发和生成模型定义的可能的顺序的框图。
图4：显示模型定义的例子的图形表示，包括具有相关联的模型元素的模型控制器模块、总线控制器模块和网络控制器模块。
图5：显示示出与控制器模块相关联的模型元素的顺序处理的例子的时序图。
图6：显示示出在独立的线程中执行的控制器模块的并行处理的例子的时序图。
图7：显示示出用于操作执行器以执行HVAC控制应用的步骤序列的例子的时序图。
图8：显示示意性地示出用于处理在HVAC控制应用中出现的错误状态的可能顺序的框图。
图9：显示示出嵌套元素(复合体)的例子的框图。
具体实施方式
在图1中，参考标号1指的是供暖、通风和空调(HVAC)系统，该系统包括经由通信网络2(诸如以太网上的IP网络)互连的一个或多个执行器10、10′。优选地，执行器10、10′包括电机并且被配置用于驱动流体管的阀门和/或阻尼器，例如分别通过调整阻尼器或阀门的设置来控制HVAC系统1中空气或水的流动。取决于实施例，通信网络2连接到万维网并且对于远程计算机5是可访问的，例如固定的个人计算机51(PC)经由固定的电信网络访问，和/或诸如膝上型计算机或笔记本计算机52的移动计算机、个人数字助理(PDA)或移动无线电话53经由诸如GSM网络(全球移动通信系统)、UMTS网络(通用移动电话系统)和/或无线局域网络(WLAN)的移动无线电网络访问。
如图1所示，执行器10、10′各自包括处理器11、11′和连接到处理器11、11′的数据存储器12、12′。优选地，处理器11、11′是被配置用于直接执行Java字节代码的Java处理器，例如，Imsys TechnologiesAB的Java处理器IMSYS IM 1101。
执行器10、10′各自连接到传感器/执行器总线3，例如BelimoAutomation AG的MP总线、BACnet总线或Profibus。执行器10、10′被配置为用于控制附接于传感器/执行器总线3的(从)设备4(例如传感器41、41′、执行器42、42′或其他现场设备43、43′)的主设备。
如图2所示，执行器10包括用于将执行器10连接到通信网络2的网络接口20，和用于将执行器10连接到传感器/执行器总线3的总线接口30。此外，执行器10包括各种功能模块，包括软件加载器101、模型加载器102、模型解释器17、参数化模块103、监视及记录模块104、警告及错误处理模块105以及web服务器模块19。
软件加载器101被配置用于经由通信网络2下载固件并且将该固件安装在执行器10中。此外，软件加载器101被配置用于下载并且在数据存储器12的元素库16中存储各种模型元素。每个模型元素是功能块并且包括用于控制处理器11的指令，例如Java字节代码。通常，模型元素包括一个或多个数据输入缓冲器(某些模型元素，例如定值元素可以在没有数据输入缓冲器的情况下实现)、功能构件，可能地为与该功能构件相关联的(输入)参数，以及一个或多个数据输出缓冲器(某些模型元素，例如错误触发器模块可以在没有数据输出缓冲器的情况下实现)。模型元素被配置用于读取被存储在它们的(一个或多个)输入缓冲器中的当前数据输入值，使用所述功能构件和与该功能构件相关联的参数根据所述(一个或多个)数据输入值计算一个或多个数据输出值，以及将所述(一个或多个)数据输出值写入所述(一个或多个)输出数据缓冲器。模型元素可以作为开源模块被开发和提供。
将模型元素按控制元素、I/O元素(输入/输出)以及通用元素分组。举例来说，控制元素组中的模型元素包括各种控制器，例如PID控制器或二点控制器、用于生成数据输出值并且将该数据输出值限制到数据输入值的限定范围的限制器、计时器、例如布尔AND、OR和/或NOT的布尔逻辑模块、例如用于设置诸如一天的一部分(白天/夜晚、AM/PM)的时间周期、休假周期或者季节(冬天、春天、夏天、秋天)的时间周期管理模块、加热曲线模块、过滤器模块、浮动平均计算模块、触发器模块、用于基于限定的标准从各个数据输入中选择数据输出的值的输入选择器模块、定值模块、用于比较数据输入值的比较器、用于执行诸如加法、减法、乘法、除法、求和、平均数计算或者最小或最大值确定的数学运算的数学运算模块和/或用于检查嵌套的模块元素的当前状态的状态检查模块。举例来说，I/O元素组中的模型元素包括代表传感器/执行器总线3上的设备4(例如传感器、执行器)的元素和用于将不止一个传感器或执行器连接到传感器/执行器总线3或者将执行器10、10′连接到通信网路2的连接元素。举例来说，通用元素组中的模型元素包括用于将HVAC控制应用连接到警告及错误处理模块105的错误捕获模块和/或错误触发器模块。
元素库16还包括嵌套的模型元素(复合体)和控制器模块，特别地为模型控制器模块、总线控制器模块和网络控制器模块。控制器模块和复合体被配置为包括互连(链接)的各个选定的模型元素。表1示出控制器模块、嵌套的模型元素(复合体)和模型元素的分层关系。图9示出包括两个互连的内部的嵌套元素901、902的嵌套元素90(复合体)的例子。内部的嵌套元素901、902各自包括若干互连的模型元素。如图9所示，内部元素仅链接到处于相同层级的其他内部元素和/或链接到周围的、更高级别的元素的数据输入/输出缓冲器。取决于特定的应用，控制器模块包括模型元素和/或嵌套的模型元素(复合体)；并且嵌套的模型元素(复合体)包括模型元素和/或嵌套的模型元素。通常，模型控制器模块401与互连(链接)的控制元素相关联，而总线控制器模块402和网络控制器模块403与I/O元素相关联。总线控制器模块402和网络控制器模块403分别封装与下层的传感器/执行器总线3和通信网络2的所有相互作用。特别地，总线控制器模块402和网络控制器模块403分别封装从附接于传感器/执行器总线3和通信网络2的设备取回传感器数据以及在所述设备上设置执行器值。
表1
控制器模块和复合体被配置用于控制它们的相关联的模型元素和/或嵌套的模型元素的执行的顺序，以及控制链接的模型元素和/或嵌套的模型元素之间的数据传播。处理顺序由模型元素被布置(链接)的次序、模型元素的类型和/或某种优先级设置而确定。复合体(嵌套的模型元素)通过将其元素的顺序和嵌套级别考虑在内而被处理，处理所有内部元素并且沿它们的连接传播数据输出值。举例来说，在图9中，为处理(更新)嵌套的模型元素90，嵌套的模型元素901的内部模型元素首先被处理，然后将嵌套的模型元素901的输出传播到嵌套的模型元素902，并且随后处理嵌套的模型元素902的内部模型元素。为嵌套元素规定更新嵌套元素的次序对于使用者也是有可能的。特别地，控制器模块被配置用于在启动时将来自它们的外围数据输入缓冲器的当前数据输入值传播到它们的相关联的模型元素的相应的链接的数据输入缓冲器。控制器模块还被配置用于随后基于限定的处理顺序来触发它们的模型元素的执行，并且在完成模型元素(或复合体)的执行后，将来自完成的模型元素的(一个或多个)数据输出缓冲器的输出数据传播到链接到完成的模型元素的(一个或多个)数据输出缓冲器的数据缓冲器。输出数据由此被控制器模块传播到包括在控制器模块中的其他模型元素的链接的数据输入缓冲器，以及传播到与控制器模块相关联的外围数据输出缓冲器。图5示出与控制器模块或复合体(例如图6的控制器模块D)相关联的模型元素A、B和C的顺序处理的例子。在这个例子中，在步骤S51中执行模型元素B。在步骤S52和S52′中，模型元素B分别将其数据输出传播到模型元素C和A的数据输入缓冲器。在步骤S53中，待执行的下一个模型元素(在这个示范性的顺序中为模型元素C)在其输入缓冲器中读取当前数据值并且基于该数据值来执行其功能。在步骤S54中，模型元素C将其数据输出传播到模型元素A的数据输入缓冲器(模型元素B和C的数据输出缓冲器链接到模型元素A的不同的数据输入缓冲器)。在步骤S55中，模型元素A使用模型元素C写入其数据输入缓冲器的当前数据输入值开始执行。
控制器模块还被配置用于在完成所有它们的相关联的模型元素的执行后将所有它们的外围数据输出缓冲器的数据值传播到其他控制器模块的相应的链接的外围数据输入缓冲器。控制器模块被配置用于作为独立的过程运行，而与其他控制器模块没有任何预先限定的相互同步。每个控制器模块分配单个处理间隔；但是，对于处理没有预先排定的时间点。相反地，控制器模块被配置用于彼此独立地运行，即每个控制器模块被配置用于作为不同的线程运行。随后，数据在系统的链接的构件之间异步地交换。特别地，在与模型控制器模块相关联的控制元素和与总线控制器模块或网络控制器模块相关联的I/O元素之间实现异步数据传递。
图6示出控制器模块D和E的并行处理以及控制器模块D和E之间的异步数据传递的例子。在步骤S61和S62中，控制器模块C和D作为独立的线程并行地执行。在控制器模块D完成步骤S61后，在步骤S63中将输出数据从控制器模块D的外围数据输出缓冲器传播到控制器模块E的相应的链接的外围数据输入缓冲器。但是，由于控制器模块E在步骤S62开始时已在内部将其外围数据输入缓冲器的数据输入传播到其相应的模型元素，将不考虑模型控制器D在步骤S63中所提供的当前数据输入直到控制器模块E在步骤S66中的下一个处理间隔之前。到后来，在步骤S66开始时，控制器模块E将在步骤S66′中从其数据输入缓冲器读取该数据作为当前输入数据。因此，控制器模块D将不考虑在步骤S62完成时在步骤S65中从控制器模块E的外围数据输出缓冲器传播到控制器模块D的相应的链接的外围数据输入缓冲器的输出数据，因为控制器模块D已在步骤S64开始时在内部将其外围数据输入缓冲器的数据输入传播到其相应的模型元素。到后来，在步骤S68开始时，控制器模块D将在步骤S68′中从其数据输入缓冲器读取该数据作为当前输入数据。对应地，在步骤S67和S69中所传播的输出数据分别将不会由控制器模块E在步骤S66的执行期间或者由控制器模块D在步骤S68的执行期间在内部传播。本领域的技术人员将理解替代的传播策略可以允许到在控制器模块的当前处理间隔中还没有开始执行的模型元素的数据输入传播。
总线控制器模块还被配置用于将相关联的I/O元素映射到传感器/执行器总线3的设备4上，以及控制并且处理总线接口30和经由传感器/执行器总线3的数据通信。
网络控制器模块还被配置用于将相关联的I/O元素(例如执行器元素)映射到连接到通信网络2的设备(例如执行器10′)上，以及控制并且处理网络接口20和经由通信网络2的数据通信。
模型加载器102被配置用于经由通信网络2下载模型定义15，并且将其安装在执行器10中。模型定义15用标记语言(例如XML)限定用于控制HVAC系统1的HVAC控制应用或HVAC控制应用的部分。
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表2
表2显示与热曲线控制应用有关的XML模型定义的例子，如图4所示。热曲线控制应用包括计时器控制元素401a、外部温度传感器元素402a、加热曲线控制元素401b、PID控制器401c、流温度传感器元素402b和阀门执行器元素402c。
图4显示模型定义105的例子的图形表示400。如图4所示，模型定义包括一个或多个模型控制器模块401、总线控制器模块402以及可选地包括网络控制器模块403。这些控制器模块与各种互连的模型元素4011、4021相关联(即包括这些模型元素)。通常，模型控制器模块401包括控制元素，而总线控制器模块402和网络控制器模块403包括I/O元素。取决于具体应用，模型定义15和/或控制器模块也可对嵌套的模型元素进行引用，包括不止一个链接(即互连)的模型元素。
模型定义15不仅引用各种模型元素4011、4021(或嵌套的模型元素)，而且还包括与相应的模型元素相关联的参数值以及规定模型元素之间的链路的链接信息。模型元素4011之间的链路将提供输出数据的模型元素401a、401b、401c的数据输出缓冲器o分配给使用该数据的模型元素401b、401c的输入缓冲器i。举例来说，在图4中，模型元素401a(例如计时器控制元素)的数据输出缓冲器o链接到模型元素401b(例如加热曲线控制元素)的数据输入缓冲器i；并且模型元素401b的数据输出缓冲器o链接到模型元素401c(例如PID控制器元素)的数据输入缓冲器i。
如在图4中可见，与不同的控制器模块相关联的模型元素不直接链接，即模型元素的数据输出缓冲器o不直接地链接到位于另一控制器模块中的模型元素的数据输入缓冲器i。位于不同控制器模块中的模型元素之间的链路通过与相应的控制器模块相关联的外围数据输入/输出缓冲器来限定。举例来说，在图4中，模型元素402a(例如外部温度传感器元素)和402b(例如流温度传感器元素)的输出缓冲器o经由总线控制器模块402的相应的外围数据输出缓冲器oo和模型控制器模块401的相应的外围数据输入缓冲器ii分别链接到模型元素401b(加热曲线)或模型元素401c(PID控制器)的输入缓冲器i。对应地，在图4中，模型元素401c的数据输出缓冲器o经由模型控制器模块401的相应的外围数据输出缓冲器oo和总线控制器模块402的相应的外围数据输入缓冲器ii链接到模型元素402c(例如阀门执行器)的数据输入缓冲器i。
在图4中，参考标号4031指的是网络控制器模块403的模型元素，该模型元素4031代表仅通过通信网络2而对于执行器10可访问的可选执行器。因此，图4示出经由模型控制器模块401的相应的外围数据输出缓冲器oo到网络控制器模块403的相应的外围数据输入缓冲器ii的从模型元素401c(PID控制器)的数据输出缓冲器o到模型元素4031的数据输入缓冲器i的可选链路。
模型解释器17被配置用于实现由模型定义15所限定的供在处理器11上执行的HVAC控制应用。模型解释器17使用通过模型定义15所规定的参数来例化所加载的模型定义15所引用的来自元素库16的模型元素。HVAC控制应用包括至少一个模型控制器模块、总线控制器模块和可选的网络控制器模块。
因此，如图2所示，一旦模型解释器17实现了HVAC控制应用，执行器10包括一个或多个例化的模型控制器18、例化的总线控制器300和例化的网络控制器200。模型控制器18包括控制元素(和/或嵌套的模型元素)的各种例化，它们互连以实现HVAC控制应用的(控制)部分，例如对应于图4所示的模型控制器模块401。总线控制器300包括代表传感器/执行器总线3上的设备4的I/O元素的例化，例如对应于图4所示的总线控制器模块402。网络控制器200可选地包括代表通信网络2上的设备的I/O元素的例化，例如对应于图4所示的网络控制器模块403。
运行时间系统100被配置用于处理和按路线发送网络控制器200、总线控制器300和HVAC控制应用之间的数据业务，该HVAC控制应用由模型定义15限定并且由模型解释器17实现。
参数化模块103被配置用于经由通信网络2从远程计算机5接收用于模型定义15所限定的HVAC控制应用的参数，并且将这些参数存储在数据存储器12中。参数化模块103还被配置用于经由通信网络2将HVAC控制应用的参数的当前值传输到远程计算机5(例如供在远程计算机5上显示)。
监视及记录模块104被配置用于经由通信网络2向远程计算机5提供由HVAC以及由警告及错误处理模块105提供并且存储的当前数据值。
web服务器模块19被配置用于例如向运行在远程计算机5上的web浏览器提供web访问，以经由通信网络2访问模型加载器102、参数化模块103、监视与记录模块104、警告与错误处理模块105以及可能地访问软件加载器101。
因此，通过使用常规的web浏览器，使远程计算机5的使用者不仅能够在图形表示中监视与传感器读数、执行器设置和/或运行在一个或多个执行器10、10′上的HVAC控制应用的操作和错误状态有关的当前数据值，而且还能够在运行时动态地复位和调整HVAC控制应用的参数设置。
本方法使灵活地使HVAC系统适应于特定的并且可能改变的应用要求成为可能。如果对于HVAC系统需要传感器/执行器总线3的不止一个分支，那么HVAC控制应用在不止一个执行器10、10′上有效地分散和分布。如果HVAC应用被分成若干子系统以在若干执行器10、10′上分布地运行，每个子系统根据其自己的模型定义被限定成整个模型的部分。为了效率和健壮性，子模型优选地被设计成独立的、松散耦合的过程。如果HVAC系统仅需要一个传感器/执行器总线3，那么完整的HVAC控制应用在一个执行器10上集中和运行，该执行器10充当附接于传感器/执行器总线3的设备4的单系统控制器和主设备。
图3给出在开发和生成模型定义15时所涉及的步骤和工具的概览。在第一步骤S21中，计算机5的使用者(例如系统工程师)使用模型开发工具501来设计和生成例如图4所示的HVAC控制应用或HVAC控制应用的部分的模型定义150。模型开发工具501包括图形编辑器，该图形编辑器使选择例如用诸如XML的标记语言限定并且分别被存储在基本元素库502或嵌套元素库503中的控制器模块、基本模型元素以及嵌套的模型元素对于使用者成为可能。通过使用图形编辑器，模型元素与选定的控制器模块相关联，如在示范性的图形表示400中所显示的。通过在控制器模块和模型元素之间的图形编辑器链路(链接信息)中进行限定而使选定的控制器模块与模型元素互连。单个处理间隔由使用者分配给选定的控制器模块。此外，将模块特定的参数输入并且分配给模型元素。
在步骤522中，模型开发工具501的模型生成器根据使用者输入生成模型定义150，例如用诸如XML的标记语言来生成。
在步骤S23中，通过使用模型调试及部署工具504，例如由计算机5的使用者将模型定义150映射到传感器/执行器总线3的实际硬件配置，即映射到附接于总线的执行器10和特定的设备4。取决于实施例，模型调试及部署工具504支持寻址信息的动态检测和/或手动输入。经由模型加载器102(在图2中由参考标号15指示)从模型调试及部署工具504将模型定义150加载到执行器10中。模型调试及部署工具504还被配置用于经由软件加载器101将固件、元素库16的模型元素和/或模型定义的HTML表示加载到执行器10中。对于其模型元素中的每一个，模型定义包括指示HVAC控制应用的模型定义15/150的图形表示400中相应的模型元素的大小和位置的GUI数据。模型调试及部署工具504还被配置用于向计算机5的使用者提供对存储在执行器10中的当前模型定义15的访问并且特别地使在运行时改变模型定义15对于使用者成为可能，例如通过从当前的模型定义15中添加或删除模型元素。
在步骤S24中，出于监视、参数化和/或逆向工程的目的，计算机5的使用者使用诸如Microsoft Inc.的Internet Explorer、MozillaFoundation的Mozilla Firefox或者Apple Inc.的Safari等web浏览器来上载和显示代表在执行器10上实现和运行的HVAC控制应用的模型定义15的图形表示400，包括系统状态、警报和警告通知、系统和设备参数设置和/或诸如温度或空气质量值的数据值的当前值。
图7示出用于在下载和配置(调试和部署)模型定义15后操作执行器10以及在步骤S71中开始执行模型定义15所限定的HVAC控制应用的步骤的可能顺序。
在步骤S72中，模型解释器17通过例化模型定义所标识的来自元素库16的模型元素而实现和生成HVAC控制应用。使用分别在模型定义15中和/或由参数化模块103规定的元素特定的参数值来例化模型元素。特别地，控制器模块被例化成在处理器11上的独立线程中作为独立的、并行的过程来运行。为了连接由链接信息所规定的模型元素，模型元素的数据输入缓冲器和数据输出缓冲器之间以及控制器模块的外围数据输入缓冲器和数据输出缓冲器之间的关联被建立。
在步骤S73中，HVAC控制应用的执行开始，并且作为并行的过程对例化的(模型、总线和可选的网络)控制器的执行被启动。
在步骤S731中，为了管理它们自己的相应的处理间隔Td、Te，例化的控制器中的每一个在一次执行(模型更新)的开始时间Ts取得时间戳，如图5所示以步骤S61中的控制器模块D的一次计算为例。
在步骤S732中，例化的控制器中的每一个将其外围数据输入缓冲器的当前数据值传播到相应的链接的模型元素的数据输入缓冲器。
在步骤S733中，例化的控制器中的每一个开始其例化和互连的模型元素的顺序处理，即控制器各自执行它们的状态机的一次计算，由此状态转换由单个的模型元素执行，例如图5所示的模型元素B、C和A的顺序处理。
在步骤S7331中，待处理的模型元素从其相关联的(一个或多个)输入缓冲器读取当前的数据输入(如果适用的话)。
在步骤S7332中，相应的模型元素基于从所述(一个或多个)输入缓冲器读取的输入数据计算它的(一个或多个)输出值，并且将该输出写入其相应的(一个或多个)输出缓冲器中。
在步骤S7333中，相应的控制器模块将来自所述元素的(一个或多个)输出缓冲器的数据传播到链接的模型元素的输入缓冲器和/或到其外围数据输出缓冲器。本领域的技术人员将理解到已在当前的处理间隔中处理过的模型元素的数据值反馈在当前的处理间隔中将不再为该模型元素被处理，而是仅在随后的处理间隔中被处理。
在步骤S7334中，控制器检查是否所有的模型元素都已被处理。如果有另外的模型元素待处理，那么处理在步骤S7331中通过触发下一个模型元素的处理而继续；否则处理在步骤S734中继续。举例来说，基于为相应的控制器所存储的处理顺序，例如按处理的顺序标识例化的模型元素的表格来确定待处理的下一个模型元素。
在步骤S734中，一旦所有相应的控制器的模块元素都已被处理并且它们的数据输出值已被传播到控制器的外围输出缓冲器，相应的控制器模块D将控制器的外围输出缓冲器的数据值传播到其他控制器的链接的外围输入缓冲器，例如图6所示的步骤S63、S65、S67和S69。
在步骤S735中，为了管理处理间隔Td、Te，相应的控制器D在一次执行(模型更新)的完成时间Tc取得时间戳，如图5所示以步骤S61中的控制器模块D的一次计算为例。基于开始时间戳Ts和完成时间戳Tc来确定实际的处理时间Tp。
在步骤S736中，相应的控制器D等到新的处理间隔Td开始，或者如果实际处理时间Tp超过控制器的间隔Td的持续时间，那么就立即开始新的处理间隔Td。对于新的间隔Td，通过处理该控制器的例化并且互连的模型元素的另一个一次计算而在步骤S731中继续处理。
错误处理模块105提供集中的错误处理并且被配置用于处理错误事件以及管理HVAC应用的所有部分的错误场景。错误处理模块105被实现为与控制逻辑分开的独立的层。
错误场景描述了错误状态(条件)和相应的系统反应。如图8所示意性地示出的，错误场景1050由一个或多个错误过滤器1051和相关联的错误动作1052限定。错误过滤器1051为待执行的一个或多个相关联的错误动作1052限定对错误事件82、83的标准，例如严重级别。可以在系统的各种构件中引起和检测错误。举例来说，如果温度传感器不提供温度值，那么更高级别的系统构件可以检测到这个错误状态。可替换地，传感器可以具有一些内置的功能来轮询其操作状态。此外，系统工程师可以将特定的状态限定为是错误的，例如传感器所提供的值不在限定范围内。因此，错误触发机制可以在不同的层级实现在不同的系统构件中。
举例来说，在图8中，总线控制器模块402的I/O元素4020包括错误触发模块4021，该错误触发模块被配置用于检测I/O元素4020中的错误状态。在检测到错误状态后，在步骤S82中，错误触发模块4021生成错误事件82并且向错误处理模块105指示该错误事件。对应地，网络控制器模块403的I/O元素4030包括错误触发模块4031，该错误触发模块被配置用于在步骤S83中检测I/O元素4030中的错误状态并且触发错误事件83。
错误处理模块105响应于错误事件82、83而应用其错误过滤器1051来确定待执行的任何动作1052。因此，在步骤S81中，错误处理模块105触发一个或多个动作1052。举例来说，在步骤S84中，相应的错误被记录在错误日志84中。
在S85中，错误处理模块105触发模型控制器模块401中的错误捕获器模块4012。错误捕获器模块4012在其被错误处理模块105触发时被配置为将其数据输出缓冲器o设置为限定值，例如1。以这种方式，将错误发信号通知具有链接到错误捕获器模块4012的数据输入缓冲器i的任何模型(控制)元素4013。举例来说，模型元素4013是多模式模型元素，其被配置为在不同的模式下可操作，这取决于在运行时为相应的模型元素所选择的状态。因此，通过将错误捕获器模块4012的数据输出缓冲器o链接到多模式模型元素4013的数据输入缓冲器i，取决于在I/O元素4020、4030中所检测到并且由错误处理模块105管理的错误状态，模型元素4013在常规模式或错误模式下操作。在多模式模型元素的每个状态中，多模式元素被表示为模型元素、嵌套的模型元素以及它们的互连的不同组合。在任何给定的时间点只有一种状态(即一种模式)对于多模式模型元素能够是有效的。多模式模型元素的状态或模式通过输入值的设置来选择。通过相应的输出值来指示多模式模型元素的当前状态或模式。
在步骤S86中，错误处理模块105触发电子消息传递模块86。电子消息传递模块86被配置用于生成电子消息并且经由通信网络2将该电子消息传输到一个或多个限定的地址。取决于实施例，该电子消息是电子邮件消息、SMS消息(短消息服务)或另外的数据消息。
所提出的执行器10、10′提供用于实现对HVAC系统的分散和分布式控制的平台。通过加载新的模型定义，动态地改变HVAC应用是有可能的。HVAC系统的构件，特别地为执行器10、10′和控制器模块被松散地耦合和互连以用于异步数据传递。由于HVAC应用在逐渐改变的环境中操作，系统的反应时间可能相对缓慢。因此，并不真正需要对交换数据的控制应用的构件强加时间依赖性。
应指出的是，在本说明书中，包括用于控制Java处理器的指令的计算机程序代码与特定的功能模块相关联并且步骤的顺序按特定的次序呈现，但是本领域的技术人员将理解可以不同地构造所述计算机程序代码并且可以改变所述步骤中的至少一些步骤的次序而不偏离本发明的范围。

Claims (16)

1.一种用于HVAC系统(1)的执行器(10)，所述执行器(10)包括用于将所述执行器(10)连接到通信网络(2)的网络接口(20)、用于将所述执行器(10)连接到传感器／执行器总线(3)的总线接口(30)、数据存储器(12)以及连接到所述数据存储器(12)的处理器(11)；其中所述执行器(10)还包括：
加载器(102)，其被配置用于经由所述通信网络(2)接收并且在所述数据存储器中存储限定HVAC控制应用的模型定义(15)；
元素库(16)，其包括包含用于控制所述处理器(11)的指令的各种存储的模型元素(4011，4021)，以及控制器模决(401，402，403)，所述控制器模块在每种情况下被配置用于控制相应的控制器模块(401，402，403)所引用的相关联的模型元素(4011，4021)的执行的顺序、在开始执行在所述顺序中被定义为第一个的模型元素之前将外部数据输入传播到与所述控制器模块相关联的模型元素(4011，4021)，并且在完成执行在所述顺序中被定义为最后一个的模型元素时将来自与所述控制器模块相关联的模型元素(4011，4021)的数据输出传播到相应的控制器模块(401，402，403)的外部；以及
模型解释器(17)，其被配置用于基于所述模型定义(15)，通过例化所述模型定义(15)所引用的控制器模块(D，E)和与所述控制器模块相关联的模型元素、将至少一个例化的模型元素分配给附接于所述传感器／执行器总线(3)的设备(4)，并且在每种情况下将所述控制器模块(D，E)例化成不同的执行线程，而实现供在所述处理器(11)上执行的控制应用，使得数据在例化的控制器模块(D，E)之间异步地相互交换。
2.根据权利要求1所述的执行器(10)，其中所述模型元素(4011，4021)在每种情况下被配置用于从与相应的模型元素相关联的一个或多个限定的数据输入缓冲器(i)读取输入数据，并且将输出数据写入与相应的模型元素相关联的一个或多个限定的数据输出缓冲器(o)；模型解释器(17)还被配置用于基于包括在所述模型定义(15)中的链接信息而将例化的模型元素的输出缓冲器链接到例化的模型元素的输入缓冲器；并且所述控制器模块(401，402，403)被配置用于在每种情况下在完成执行相应的控制器模块所引用的模型元素(4011，4021)后，将来自所述模型元素的输出缓冲器(o)的数据值传播到相应的控制器所引用的模型元素的链接的输入缓冲器(i)。
3.根据权利要求1或2所述的执行器(10)，其中所述模型定义(15)包括模型元素(4011，4021)的标识符以及在每种情况下适用于相应的模型元素的参数值；所述模型解释器(17)被配置用于在每种情况下基于所述标识符和参数值来例化来自所述元素库(16)的模型元素；并且所述控制器模块被配置用于在单个处理间隔中执行，所述单个处理间隔在每种情况下被分配给相应的控制器模块。
4.根据权利要求1或2所述的执行器(10)，其中所述模型定义(15)包括与所述模型定义(15)所引用的模型元素(4011，4021)相关联的图形使用者界面数据，所述图形使用者界面数据至少包括用于将相应的模型元素的图形表示(400)在显示器上定位的位置信息。
5.根据权利要求1或2所述的执行器(10)，其中存储的模型元素中的至少一些被配置为在不同的模式下可操作，所述模式通过在运行时对与相应的模型元素的例化相关联的状态进行设置而被选择。
6.根据权利要求1或2所述的执行器(10)，其还包括服务器模块(19)，所述服务器模块(19)被配置用于基于所述模型定义(15)经由所述通信网络(2)将所述控制应用的图形表示(400)传输到web浏览器、向所述web浏览器传输在每种情况下与所述模型定义(15)所引用的模型元素相关联的输入／输出值，供在所述图形表示(400)中显示、从所述web浏览器接收在每种情况下与所述模型定义(15)所引用的模型元素相关联的参数值，以及在所述执行器(10)中存储被分配给相应的模型元素的例化的参数值。
7.根据权利要求1或2所述的执行器(10)，其中存储的模型元素(4011，4012)包括代表以下各项中的至少一项的元素：控制器、PID控制器、两点控制器、限制器、计时器、布尔逻辑模块、时间周期管理模块、加热曲线模块、过滤器模决、浮动平均计算模块、触发器模块、输入选择器模决、定值模块、比较器、数学运算模块、状态检查模块、错误捕获模块和错误触发器模块。
8.根据权利要求1或2所述的执行器(10)，其中所述网络接口(20)被配置用于根据以太网通信网络上的因特网协议的通信；所述传感器／执行器总线(3)包括MP总线和BACnet中的一个；用标记语言限定所述模型定义(15)；用Java字节代码限定存储的模型元素(4011，4021)；所述处理器(11)是被配置用于执行Java字节代码的Java处理器；并且所述加载器(102)还被配置用于在所述执行器(10)中存储所述模型定义(15)的至少一个HTML版本。
9.一种用于操作HVAC系统(1)的执行器(10)的方法，所述执行器(10)包括用于将所述执行器(10)连接到通信网络(2)的网络接口(20)，所述方法包括：
在所述执行器(10)中存储限定HVAC控制应用的模型定义(15)；
在所述执行器(10)中存储元素库(16)，所述元素库(16)包括各种模型元素(4011，4021)和控制器模块(401，402，403)，所述模型元素(4011，4021)和控制器模块(401，402，403)包括用于控制所述执行器(10)的处理器(11)的指令；
基于所述模型定义(15)，通过根据所述元素库(16)来例化所述模型定义(15)所引用的控制器模块(D，E)和相关联的模型元素、将至少一个例化的模型元素分配给附接于传感器／执行器总线(3)的设备(4)，并且在每种情况下将所述控制器模块(D，E)例化成不同的执行线程，而在所述执行器(10)中实现供在所述处理器(11)上执行的控制应用；以及
由相应的控制器模块(D，E)执行所述控制应用，所述控制器模块(D，E)在每种情况下控制相应的控制器模块(D，E)所引用的相关联的模型元素的执行的顺序，在开始执行在所述顺序中被定义为第一个的模型元素之前将外部数据输入传播到与所述控制器模块相关联的模型元素，并且在完成执行在所述顺序中被定义为最后一个的模型元素时将来自与所述控制器模块相关联的模型元素的数据输出传播到相应的控制器模块(D，E)的外部，使得数据在例化的控制器模块(D，E)之间异步地相互交换。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述模型元素从与相应的模型元素相关联的一个或多个限定的数据输入缓冲器读取输入数据，并且将输出数据写入与相应的模型元素相关联的一个或多个限定的数据输出缓冲器；基于包括在所述模型定义(15)中的链接信息而将模型元素的输出缓冲器链接到模型元素的输入缓冲器；并且在完成执行相应的控制器模块(D，E)所引用的模型元素后，在每种情况下将数据值从所述模型元素的输出缓冲器传播到相应的控制器(D，E)所引用的模型元素的链接的输入缓冲器。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中在每种情况下基于包括在所述模型定义(15)中的标识符和相应的参数值根据所述元素库(16)来例化所述模型元素；并且例化的控制器模块在单个处理间隔中执行，所述单个处理间隔在每种情况下被分配给相应的控制器模块。
12.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述模型定义(15)包括与所述模型定义(15)所引用的模型元素(4011，4021)相关联的图形使用者界面数据，并且基于包括在所述图形使用者界面数据中的位置信息将相应的模型元素的图形表示(400)在显示器上定位。
13.根据权利要求9或10所述的方法，其中在运行时选择与模型元素的例化相关联的状态，所述状态将相应的模型元素设置为在至少两种不同模式中的一种模式下操作。
14.根据权利要求9或10所述的方法，其中基于所述模型定义(15)，经由通信网络(2)将所述控制应用的图形表示(400)从所述执行器(10)传输到web浏览器；将在每种情况下与所述模型定义(15)所引用的模型元素(4011，4021)相关联的输入／数据输出值从所述执行器(10)传输到所述web浏览器，供在所述图形表示(400)中显示；在所述执行器(10)中从所述web浏览器接收在每种情况下与所述模型定义(15)所引用的模型元素(4011，4021)相关联的参数值；并且在所述执行器(10)中存储被分配给相应的模型元素的例化的参数值。
15.一种用于操作HVAC系统(1)的执行器(10)的设备，所述执行器(10)包括用于将所述执行器(10)连接到通信网络(2)的网络接口(20)，所述设备包括：
用以在所述执行器(10)中存储限定HVAC控制应用的模型定义(15)的单元；
用以在所述执行器(10)中存储元素库(16)的单元，所述元素库(16)包括各种模型元素(4011，4021)和控制器模块(401，402，403)，所述模型元素(4011，4021)和控制器模块(401，402，403)包括用于控制所述执行器(10)的处理器(11)的指令；
用以基于所述模型定义(15)，通过根据所述元素库(16)来例化所述模型定义(15)所引用的控制器模块(D，E)和相关联的模型元素、将至少一个例化的模型元素分配给附接于传感器／执行器总线(3)的设备(4)，并且在每种情况下将所述控制器模块(D，E)例化成不同的执行线程，而在所述执行器(10)中实现供在所述处理器(11)上执行的控制应用的单元；以及
用以使相应的控制器模块(D，E)执行所述控制应用的单元，所述控制器模块(D，E)在每种情况下控制相应的控制器模块(D，E)所引用的相关联的模型元素的执行的顺序，在开始执行在所述顺序中被定义为第一个的模型元素之前将外部数据输入传播到与所述控制器模块相关联的模型元素，并且在完成执行在所述顺序中被定义为最后一个的模型元素时将来自与所述控制器模块相关联的模型元素的数据输出传播到相应的控制器模块(D，E)的外部，使得数据在例化的控制器模块(D，E)之间异步地相互交换。
16.根据权利要求15所述的设备，其中所述模型元素从与相应的模型元素相关联的一个或多个限定的数据输入缓冲器读取输入数据并且将输出数据写入与相应的模型元素相关联的一个或多个限定的数据输出缓冲器；基于包括在所述模型定义(15)中的链接信息而将模型元素的输出缓冲器链接到模型元素的输入缓冲器；并且在完成执行相应的控制器模块(D，E)所引用的模型元素后，在每种情况下将数据值从所述模型元素的输出缓冲器传播到相应的控制器(D，E)所引用的模型元素的链接的输入缓冲器。
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