CN106464722A - 用于至云网络的无缝的数据传送的设备及方法 - Google Patents

Abstract

创建从控制网络至云服务器的无缝的并且安全的通信路径。网络与一个或多个控制装置耦合。获得来自控制网络的标签信息。标签信息包括与由控制系统控制的一个或多个控制装置相关联的一个或多个编程的变量。根据至少一个预定的标准而经由无缝的通信路径来将标签信息从控制网络无缝地并且自动地上传至云服务器。

Description

用于至云网络的无缝的数据传送的设备及方法

发明背景。

发明领域

本文中所公开的主题涉及云网络和控制网络，并且更具体地，涉及云网络与控制网络之间交换数据及信息。

相关技术简述

在当今的计算环境中，存在云网络并且使用云网络。能够通过诸如计算机或蜂窝电话的其他装置而访问云网络（也简称为“云”）。云网络能够用来针对各种用户而存储信息。

控制系统也存在于当今的市场中和许多不同的环境中。例如，控制系统可以提供与控制炼油厂或核电站（或这些设备内的装置）有关的功能性。在用来致动控制装置或以另外的方式对控制装置进行控制的控制系统内使用各种类型的控制装置。而且，控制系统内的各种传感器（例如，与控制装置耦合）及这些传感器可以获得在控制系统或控制系统内的装置内存在的各种状况的读数或配置并且报告这些配置或各种状况的读数。

在先前的系统中，不存在如下的一个单个装置或设备：从控制系统或网络自动地收集处理数据，将那个数据安全地传送至云，并且实现各种类型的处理或存储功能。处理及存储功能可以包括企业级功能性，提到几个示例，例如历史学家服务、预测解析或趋势警报。在这些方面上无能力提供单个并且改进的方法造成了对这些先前的方法的不满。

发明内容

本文中所描述的方法提供能够检索控制网络数据（例如，可编程逻辑控制器（PLC）变量数据）并且将数据传送至云的单个装置。在一些方面中，（通过安全加密连接）提供"历史学家"，由此实现具有报警及趋势能力的存档的数据、历史化的数据、时间戳的数据、缓存的数据、存储/转发数据，而不需要变更任何现有的PLC程序或专用的PLC驱动器。

本方法能够通过例如传统的LAN或蜂窝网络而将控制系统与云网络连接，由此规避内部防火墙，允许在通常的传统的信息技术（IT）基础设施的外侧的直接的机器到云的连接。在一个优点中，本方法通过不要求IT资源或人力资源（skilled resource）或跨功能资源以便安装装置来大大地降低对客户侧要求的努力。在另一优点中，实现顾客的显著的成本/时间价值的节省。

在一个方面中，在云处执行所有的处理和解析。在本地将数据存储于单个装置设备中，并且转发至云用于后处理解析和历史化。

在这些实施例中的许多中，创建从控制网络至云服务器的无缝的并且安全的通信路径。网络与一个或多个控制装置耦合。获得来自控制网络的标签信息。标签信息包括与由控制系统控制的一个或多个控制装置相关联的一个或多个编程的变量。根据至少一个预定的标准而经由无缝的通信路径来将标签信息从控制网络无缝地并且自动地上传至云服务器。

在一些示例中，预定的标准可以是用来上传信息的时间频率或用来上传信息的一天中的时间。其他示例是可能的。

在其他方面中，在云服务器处接收信息，评估数据，并且基于评估而采取动作。在一些示例中，动作可以是发送电子邮件、生成报告或发布警报消息。动作的其他示例是可能的。

在一些方面中，变量包括与机器特性相关联的变量。仅提到几个示例，机器特性可以是温度、压力、频率、时间、产量、电气特性或机器状态。其他示例是可能的。

在其他方面中，云服务器配置成可经由互联网连接而由用户访问。在其他示例中，标签信息包括时间戳。

在一些示例中，无缝的并且安全的连接利用蜂窝连接、Wi-Fi连接和以太网连接、局域网（LAN）连接或电缆中的至少一个。在其他示例中，可以手动地配置（或在其他示例中，自动地配置）一组用来选择标签信息的标准，并且根据标准而获得标签信息。在还有其他示例中，标准可以是用来获得信息的多个标签和用于将多久获得一次信息的频率。

在这些实施例中的其他中，配置成将标签信息从控制网络无缝地上传至云服务器的设备包括控制网络接口、安全云接口以及处理器。处理器与控制网络接口和安全云接口耦合。处理器配置成创建从控制网络至云服务器的无缝的并且安全的通信路径。控制网络与一个或多个控制装置耦合。处理器配置成经由控制网络接口而从控制网络获得标签信息。标签信息包括与由控制系统控制的一个或多个控制装置相关联的一个或多个编程的变量。处理器进一步配置成根据至少一个预定的标准而经由通过安全云接口而创建的无缝的通信路径来将标签信息从控制网络无缝地并且自动地上传至云服务器。

附图说明

为了更彻底地理解本公开，应当参考以下的详细描述和附图，其中：

图1包含根据本发明的各种实施例的用于将控制数据上传至云的系统的框图；

图2包含根据本发明的各种实施例的用于将控制数据上传至云的方法的流程图；

图3包含示出根据本发明的各种实施例的将控制数据从控制系统上传至云的系统中的装置之间的信息流的图；以及

图4包含根据本发明的各种实施例的接入装置的框图。

熟练工匠将领会，为了简明和清楚，图示图中的元件。将进一步领会，可以按照特定的发生顺序描述或描绘某些动作和/或步骤，而本领域技术人员将理解到，实际上不要求关于序列的这种特异性。还将理解到，除了在本文中另外阐述了特定含义之外，本文中所使用的术语和表达具有如与关于其对应的相应的查询和研究领域的这类术语和表达一致的通常含义。

具体实施方式

提供自动地检索可编程逻辑控制器（PLC）变量数据（以及其他类型的控制数据）并且将数据传送至云的方法。提供通过安全加密连接的历史学家的功能性，由此实现具有报警和趋势能力的存档的数据、历史化的数据、时间戳的数据、缓存的数据、存储/转发数据，而不需要变更任何现有的PLC程序或提供专用的PLC驱动器。

在一个优点中，由于数据自动地上传至云网络，因而不要求用户（例如，销售团队）论证方法。在另一优点中，由于本文中所描述的装置提供功能性，因而不要求IT资源执行上传。在另一优点中，能够在线销售向导驱动要求。如本文中所使用的，“向导”是如下的特征：向用户询问配置问题，以便使将另外是耗时的和/或困难的任务的东西自动化。在又一优点中，实现显著的时间价值节省。如本文中所使用的，“时间价值”节省指减少如从发动实现并且奖励期望的结果的计划（initiative）测量的时间投入。

现在，参考图1，描述用于将标签信息从控制网络101无缝地上传至云服务器114的系统100。控制网络101包括第一控制装置102和第二控制装置104。系统100进一步包括可编程逻辑控制器（PLC）106、接入装置108、Wi-Fi路由器110、蜂窝网络112、云网络113、云服务器114以及用户116。

控制网络101包括第一控制装置102和第二控制装置104。控制装置102和104可以配置成提供任何类型的控制功能性。例如，控制装置102和104可以操作开关、致动阀或激活/停用装置。可以采用任何网络拓扑结构或使用任何类型的网络或网络的组合来将控制装置102和104在控制网络101中耦合在一起。控制网络101可以设置于任何类型的环境、设定或位置中，提到几个示例，例如工厂、工业厂房、学校、商店、住宅。其他示例是可能的。

可编程逻辑控制器106是运行编程的计算机指令的任何处理装置。在一个方面中，接入装置108是配置成自动地提供、配置、布置或设置（或有助于这些功能）控制网络101与云服务器114之间的无缝的通信路径的单个装置。部分地，由接入装置108提供这些功能，接入装置108在预先布置或预先选择的通信协议下与其他系统元件交换适当的消息或信息。在这些点上，接入装置可以包括运行编程的软件指令的编程的控制元件，例如微处理器。

Wi-Fi路由器110是如在本领域中是已知的任何类型的Wi-Fi路由器。蜂窝网络112是在本领域中是已知的任何类型的蜂窝网络，并且可以包括路由器、开关、基站以及其他元件。云网络113是适当的网络的任何组合。云服务器114是设置于云网络113处的任何服务器，并且可以实现为硬件和软件的任何组合。

在图1的系统的操作的一个示例中，创建从控制网络101至云服务器114的无缝的并且安全的通信路径。云服务器114与控制装置102或104耦合。获得来自控制网络101和PLC106（例如，来自PLC 106以及控制装置102和104）的标签信息。标签信息包括与由控制系统控制的PLC 106以及控制装置102和104相关联的一个或多个编程的变量。根据至少一个预定的标准而经由通过PLC 106和接入装置108的无缝的通信路径来将标签信息无缝地并且自动地从控制网络101上传至云服务器114。

在一些示例中，预定的标准可以是用来上传信息的时间频率或用来上传信息的一天中的时间。包括具有由接入装置108确定的动作的其他示例是可能的。

在其他方面中，在云服务器114处接收信息，评估数据，并且基于评估而采取动作。在一些示例中，动作可以是发送电子邮件、生成报告或对用户116发布警报消息。在这些点上，用户116可以操作便携式装置或接口（例如个人计算机或蜂窝电话）来接收这些消息。动作的其他示例是可能的。

在一些方面中，变量包括与机器特性相关联的变量。例如，控制装置102或104可以是机器，并且机器特性可以是温度、压力、频率、时间、产量、电气特性或机器状态。其他示例是可能的。

在其他方面中，云服务器114配置成可经由互联网连接而由用户访问。在其他示例中，标签信息包括时间戳。时间戳可以指示从控制装置102或104中的一个或PLC 106获得信息的时间。

在一些示例中，无缝的并且安全的连接利用蜂窝连接（经由蜂窝网络112）或Wi-Fi连接（经由Wi-Fi路由器110）中的至少一个。在其他示例中，通过手动地（或在其他情况下，自动地）配置一组用来选择PLC标签信息的标准而可以获得PLC标签信息，并且根据标准而获得PLC标签信息。例如，用户116可以使用任何类型的适当的装置处的任何适当的接口来指示该信息。在还有其他示例中，标准可以是用来获得信息的多个标签和用于将多久获得一次信息的频率。在一个方面中，除了所指示的无线拓扑结构之外，在图1中示出以及在本文中描述的系统还示出传统的局域网（LAN）连接。

现在，参考图2，描述用于将标签信息无缝地上传的方法的一个示例。在步骤202处，配置接入装置（例如，图1的接入装置108）。通过“配置”并且如本文中所使用的，意味着装置加载有用来与PLC 106以及控制装置102和104接口/交谈(interface/talk)的所要求的参数以及关于标签地址、标签计数和云上传的频率（提到几个示例）的信息。

在步骤204处，在控制网络至云服务器之间创建安全的并且无缝的路径。控制网络包括一个或多个控制装置。路径通过例如PLC、接入装置，并且然后通过安全连接而至云网络来构成。

在步骤206处，从控制装置获得标签信息。在一个示例中，PLC获得标签信息。在一个示例中，标签信息与变量相关联，并且，变量与机器特性相关联。机器特性可以是温度、时间、压力、频率、产量、电气特性以及机器状态。其他示例是可能的。能够从Modbus装置及其他现场装置获得标签信息。

在步骤208处，标签信息发送至云网络中的云服务器。云服务器能够提供信息的更多处理。同样地可以实现在网关级执行处理和解析的能力。

现在，参考图3，描述本文中所描述的系统的操作的一个示例。在步骤302处，在云服务器与接入装置之间交换自动配置命令，以在步骤304处配置接入装置。自动配置的功能是在连接时云自动地下载信息。

在步骤306处，在接入装置与云服务器之间创建通信路径。在步骤308处，标签查询随标签从PLC发送至控制装置。在一个方面中，标签信息与变量相关联，并且变量与机器特性相关联。机器特性可以是温度、压力、频率、时间戳、产量、电气特性以及机器状态。其他示例是可能的。

在步骤310处，装置标签数据从控制装置返回至PLC。在步骤312处，存储装置标签数据。在步骤314处，由PLC对所推导出的标签信息进行计算。通过“所推导出的标签信息”并且如本文中所使用的，意味着另外处理用来使用标签信息来推导其他类型的信息或数据。

在步骤316处，标签查询消息从接入装置发送至PLC。在步骤318处，所采集的标签信息发送至接入装置。将领会，标签查询消息以及关于图3而描述的其他消息可以是任何适当的格式。

在步骤320处，标签信息推送至Wi-Fi和/或蜂窝网络。在步骤322处，标签信息推送至蜂窝网络。

在步骤324处，标签信息从Wi-Fi路由器推送至云服务器。在步骤326处，标签信息从蜂窝网络推送至云服务器。将领会，在该示例中，使用Wi-Fi路由器和蜂窝网络两者，但是在其他示例中，可能仅使用一个。

在步骤328处，云服务器将标签信息存档。在步骤330处，用户将查询消息发送至云服务器。在步骤332处，云服务器可以处理另外的标签信息。

在步骤336处，动作发送至用户。在一些示例中，动作可以是发送电子邮件、生成报告或对用户116发布警报消息。在这些点上，用户116可以操作便携式装置或接口（例如个人计算机或蜂窝电话）来接收这些消息。动作的其他示例是可能的。

现在，参考图4，描述接入装置400的一个示例。接入装置400包括控制网络接口402、安全云接口404、处理器406、数据档案408以及存储器410。

在输出414处发送对标签信息的请求。响应于请求，在第一输入412处接收标签信息。网络连接416将装置400与云418连接。

数据档案408存储标签数据和警报。存储器410可以存储由处理器406运行的编程的计算机指令。存储器410和数据档案408可以是任何适当的数据存储装置或存储器装置或装置的组合。

在设备400的操作的一个示例中，设备配置成将标签信息从控制网络无缝地上传至云服务器。处理器406与控制网络接口402和安全云接口404耦合。处理器406配置成创建从控制网络至云服务器的无缝的并且安全的通信路径。

控制网络与一个或多个控制装置耦合。处理器406配置成经由控制网络接口402而从控制网络获得标签信息。标签信息包括与由控制系统控制的一个或多个控制装置相关联的一个或多个编程的变量。处理器406进一步配置成根据至少一个预定的标准而经由通过安全云接口404而创建的无缝的通信路径来将标签信息从控制网络无缝地并且自动地上传至云服务器。

将领会，能够使用能够运行编程的计算机指令的通用处理装置来实现本文中所描述的许多功能。然而，将领会，能够通过使用硬件元件和软件元件的任何组合来实现这些功能。

通过本领域技术人员将领会，可以在各种方面中作出对前面的实施例的修改。其他变型显然也将起作用，并且处于本发明的范围和实质内。在所附权利要求中以特殊性阐述本发明。人们认为，那个发明的实质和范围囊括如将对本领域普通技术人员是显而易见的并且熟悉本申请的教导的对本文中的实施例的这类修改和变更。

Claims (20)

1.一种将标签信息从控制网络无缝地上传至云服务器的方法，所述方法包含：

创建从控制网络至云服务器的无缝的并且安全的通信路径，所述网络与一个或多个控制装置耦合；

从所述控制网络获得标签信息，所述标签信息包括与由控制系统控制的所述一个或多个控制装置相关联的一个或多个编程的变量；

根据至少一个预定的标准而经由所述无缝的通信路径来将所述标签信息从所述控制网络无缝地并且自动地上传至所述云服务器。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述预定的标准是从由下列组成的组选择的标准：用来上传所述信息的时间频率和用来上传所述信息的一天中的时间。

3.如权利要求1所述的方法，进一步包含在所述云服务器处接收所述信息、评估数据以及基于评估而采取动作。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述动作从由下列组成的组选择：发送电子邮件；生成报告；发布警报消息。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述变量包含与机器特性相关联的变量，并且所述机器特性从由下列组成的组选择：温度、压力、频率、时间、产量、电气特性以及机器状态。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述云服务器配置成可经由互联网连接而由用户访问。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述标签信息包括时间戳。

8.如权利要求1所述的方法，其中，无缝的并且安全的连接利用蜂窝连接、Wi-Fi连接和以太网连接、局域网（LAN）连接或电缆中的至少一个。

9.如权利要求1所述的方法，其中，获得标签信息包含手动地配置一组用来选择所述标签信息的标准和根据所述标准而获得所述标签信息。

10.如权利要求1所述的方法，其中，获得标签信息包含自动地配置一组用来选择所述标签信息的标准和根据所述标准而获得所述标签信息。

11.如权利要求1所述的方法，其中，所述标准包含下列中的一个或多个：用来获得信息的多个标签和用于将多久获得一次所述信息的频率。

12.一种配置成将标签信息从控制网络无缝地上传至云服务器的设备，所述设备包含：

控制网络接口；

安全云接口；

处理器，与所述控制网络接口和所述安全云接口耦合，所述处理器配置成创建从控制网络至云服务器的无缝的并且安全的通信路径，所述控制网络与一个或多个控制装置耦合，所述处理器配置成经由所述控制网络接口而从所述控制网络获得标签信息，所述标签信息包括与由控制系统控制的所述一个或多个控制装置相关联的一个或多个编程的变量，所述处理器进一步配置成根据至少一个预定的标准而经由所述无缝的通信路径和所述安全云接口来将所述标签信息从所述控制网络无缝地并且自动地上传至所述云服务器。

13.如权利要求12所述的设备，其中，所述预定的标准从由下列组成的组选择：用来上传所述信息的时间频率和用来上传所述信息的一天中的时间。

14.如权利要求12所述的设备，其中，所述云服务器接收所述信息，评估数据，并且基于评估而采取动作。

15.如权利要求14所述的设备，其中，所述动作从由下列组成的组选择：发送电子邮件；生成报告；发布警报消息。

16.如权利要求12所述的设备，其中，所述变量包含与机器特性相关联的变量，并且所述机器特性从由下列组成的组选择：温度、压力、频率、时间、产量、电气特性以及机器状态。

17.如权利要求12所述的设备，其中，所述云服务器配置成可经由互联网或蜂窝连接而由用户访问。

18.如权利要求12所述的设备，其中，所述标签信息包括时间戳。

19.如权利要求12所述的设备，其中，无缝的并且安全的连接利用蜂窝连接、Wi-Fi连接和以太网连接、局域网（LAN）连接以及电缆中的至少一个。

20.如权利要求12所述的设备，其中，所述标准包含下列中的一个或多个：用来获得信息的多个标签和用于将多久获得一次所述信息的频率。