CN106716274A - 配置通用自动化系统控制器 - Google Patents

Abstract

使用图形方法配置的通用自动化系统控制器供在建筑自动化系统中使用。存在对采用用于应用配置的容易且直观的方式的灵活且自适应的房间或建筑自动化应用的增加的需求。在预先工程设计时以及在安装和交付期间，用于预加载或可加载设备的应用配置需要是可容易改变的并且可以用于操作和/或监控。

Description

配置通用自动化系统控制器

技术领域

本申请涉及建筑系统的领域，并且更具体地，涉及在建筑自动化系统（BAS）中使用的控制器。

背景技术

建筑自动化系统包含帮助监控和控制建筑运行的各种方面的广泛各种各样的系统。建筑自动化系统（其在本文中也可以称为“建筑控制系统”）包括保全系统、火灾安全系统、照明系统、遮光系统、以及加热、通风和空调（HVAC）系统。照明系统、遮光系统和HVAC系统有时也称为“环境控制系统”，因为这些系统控制建筑内的环境情况。单个设施可以包括多个建筑自动化系统（例如，保全系统、火灾系统和环境控制系统）。多个建筑自动化系统可以与彼此分离地布置，或者被布置为具有由通用控制站或服务器控制的多个子系统的单个系统。可以取决于实现而将通用控制站或服务器包含在建筑内或远离建筑。在建筑自动化系统中，经由以太网或另一类型的网络进行连接的若干控制站可以遍及一个或多个建筑位置分布，所述控制站每一个都具有监控和控制系统运行的能力。典型的建筑自动化系统（包括利用Apogee® Insight® Workstation或Desigo Insight/CC的那些）具有与中央控制站通信的多个现场面板。虽然一般使用中央控制站来对建筑自动化系统的各种组件中的一个或多个做出修改和/或改变，但是现场面板也可以操作用于允许对系统的一个或多个参数的某些修改和/或改变。这典型地包括对诸如温度和和照明和/或类似参数的参数的改变。

中央控制站和现场面板与各种现场设备（另外称为“点”）通信。现场设备典型地与建筑自动化系统的现场面板通信并操作用于测量、监控和/或控制各种建筑自动化系统参数。示例现场设备包括灯、百叶窗、温控器、风门致动器、警报、HVAC设备、洒水系统、扬声器、门锁以及如本领域技术人员将认识的众多其它现场设备。这些现场设备从中央控制站和/或现场面板接收控制信号。相应地，建筑自动化系统能够通过控制现场设备来控制建筑运行的各种方面。

大型商业和工业设施具有用于环境控制目的的众多现场设备。这些现场设备中的许多是已经被配置用于特定类型的控制和通信（诸如BACnet）的控制器。制造现场设备的许多变体以应对不同类型的环境和控制器使用。例如，需要控制器的变体来应对不同的操作环境，诸如12伏系统、24伏系统、蒸汽阀、风扇控制、双向通风管道等。因而，必须开发和维护硬件和软件的许多变体。

用于尤其针对大型商业和工业设施的建筑自动化系统的控制器的配置是繁重、不灵活的并且工作起来经常易于出错。

因此，本发明的目的在于以容易且直观的方式提供用于灵活且自适应的房间自动化应用的机制，以用于针对建筑自动化系统控制器的应用配置。

通过用于配置通用自动化系统控制器的方法来实现该目的，所述方法包括：

- 提供应用类型和应用类型部分的库，其中，应用类型和应用类型部分包括建筑自动化（BA）对象模型和图形表示；

- 从应用类型的所述库挑选应用类型；

- 在图形输出设备上显示所挑选的应用类型的图形表示，其中所述应用类型的图形表示包括所述应用类型的相应应用类型部分（ATP1，ATP2）的用户可挑选图形元素，以用于配置所述应用类型；

- 通过借由挑选表示提供变体和选项的选择对象的图形元素而配置所述应用类型的所述相应应用类型部分，来配置所述应用类型，其中，基于相关性规则，在所述图形输出设备上仅提供兼容于所挑选的图形元素的应用类型部分的这样的图形元素。所提供的控制器配置方法通过使用通用控制器并限制接口变体数目和供现场设备使用的外壳的数目，降低了现场设备的现场配置和独特硬件变体的数目。所建议的用于应用配置的图形方式还为自动运行与监控建筑自动化系统和/或此类系统的组件提供了所有要求的信息。所述运行和监控图形基于特征挑选的相同集合而服务于所有设备和房间实例。所述方法为可加载且为预加载的应用提供了图形配置，所述图形配置可以仅通过配置参数（而无需编程）而适应于典型的主要工作特定的要求。所述方法可以用于配置和适配可加载和/或预加载的应用。此外，本创造性方法允许以相同特征挑选和配置参数来配置大量的应用、相应房间。这增加了比如用于大型建筑（例如，摩天楼或工厂）的建筑自动化系统之类的大型系统进行工程设计的效率。

有利地，所挑选的选择对象（表示用于配置的所挑选的特征）和相应BA对象保持互相参考以便读取和写入属性。

在第一有利实施例中，所述方法还包括：

- 由配置管理器生成可加载配置数据，其中，所述配置数据包括关于通过图形元素表示的所挑选的选择对象的信息。可以将所述配置数据存储在例如文件、数据块或数据库中。可以使用XML（可扩展标记语言）或另一适当格式来表示配置文件中的信息。所述配置管理器可以是可在所述控制器的处理器单元上可执行的软件模块。

在另外的有利实施例中，所述方法还包括：

- 基于所述建筑自动化对象模型、所述应用类型的图形表示和通过图形元素表示的所挑选的选择对象，来生成用于操作和/或监控所述通用自动化系统控制器的图形用户接口。可以在控制器站点上本地地或在与所述控制器对接的远程基础设施中实现生成图形用户接口。所述远程基础设施可以是远程服务器或提供在云（例如，作为软件即服务）中的处理部件。

使用针对建筑和房间自动化的图形应用配置机制以及图形操作和监控能力使得当今的最复杂的系统在此类系统的工程设计中受益，尤其是关于成本和时间的节约方面。此外，图形方法对用户来说更直观，并且这导致更少的错误和更少的测试努力。

可以生成用于用户接口的多个图形表示。因此，用户可以在不同用户接口之间选择或在不同用户接口之间（例如，在2D或3D呈现之间）进行切换是可能的。

在另外的有利实施例中，在所述通用自动化系统控制器上预加载用于所述图形用户接口的图形元素。这使得能够以有效率的方式生成所述图形用户接口。

在另外的有利实施例中，由远程基础设施（例如，远程服务器、云）来提供用于所述图形用户接口的图形元素。这允许用于不同控制器或应用的图形用户接口的灵活生成。

在另外的有利实施例中，所述方法还包括：

- 确定所挑选的应用类型是采用静态捆绑还是动态捆绑；

- 如果确定动态捆绑则由处理器将所述应用类型加载在所述通用自动化系统控制器的存储器中，其中至少一个应用类型具有包括应用接口的多个功能；

- 捆绑产生存储在所述存储器中的可执行应用的所述至少一个应用类型，其中所述应用接口特定于所采用的功能；以及

-用所述处理器启动存储在所述存储器中的所述可执行应用。或者在工程设计期间（即，静态捆绑）或者在运行时（即，动态捆绑），可以由用户挑选选项和替换方案的相应选择。这些选项在配置控制器时为用户增加了灵活性。如果确定并采用所述应用类型的静态捆绑，那么对所挑选的应用类型进行参数化并进行捆绑。如果确定并采用动态捆绑，那么在初始化时或在启动时移除所述应用类型的不必要部分。

本发明的另外的有利实施例在于，所述相关性规则具有用于确定是否排除、要求或建议由图形元素表示的选项或选择对象变体的逻辑表达式。基于对硬件特征的挑选，将在所述图形用户接口上为用户仅提供每个情况中的可挑选的软件特征。通过在来自建筑自动化模型的特征之间自动地应用预定义规则来实现这一点。这些相关性规则可以在硬件选择之间、在软件选择之间以及在硬件和软件选择之间起作用。

有利地，在建筑自动化对象模型中定义完备的相关性规则集，并将其与作为相应应用类型的部分的建筑自动化选择对象或选择元素（意指可挑选的图形元素）保持在一起。

本发明的另外的有利实施例在于，用于配置所述应用类型的所述可挑选的图形元素（例如，选择元素）包括硬件元素和/或软件元素。这允许用户在关于相应硬件和软件方面的配置期间具有对应用类型的完备且全面的视图。

本发明的另外的有利实施例在于，所述应用类型采用正或负可变性。这两种可变性方法可以供所述通用自动化系统控制器使用。这允许在配置控制器时的高度的灵活性。当使用正可变性时，将附加部分添加到核心结构或应用。当使用负可变性时，那么整体结构使部分或模块移除。

本发明的另外的有利实施例在于，在捆绑期间移除多个结构部分中的不必要的结构部分。通过抛弃不必要的部分，增加了控制器的效率，尤其是在运行时期间。

本发明的另外的有利实施例在于，所述应用类型可以是应用类型库的部分或者被预加载在所述通用自动化控制器上。可以例如以标准或默认递送配置版本将应用类型预加载在所述通用自动化控制器上。应用类型也可以是可以将所选应用类型从其中填充在所述通用自动化控制器上的库的元素。用户可以选择这两个选项或这些选项的混合。

本发明的另外有利实施例是非暂时性计算机可读介质（例如，CD或USB棒）和计算机程序产品（例如，以例如C++、Java的适当编程语言编写的程序模块），其包括用于执行用于配置通用自动化系统控制器的本创造性方法的指令。所述计算机可读介质和所述计算机程序产品具有程序段，所述程序段用于当在计算机设备上执行时引起所述计算机设备（例如，工作站、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机）实现本创造性方法。

还将通过通用自动化系统控制器来实现所述目的，所述控制器包括：

- 存储器；

- 输入/输出接口；以及

- 被耦合到所述存储器的处理器，其执行具有含有用于建筑自动化系统（BAS）的功能的应用类型的应用，其中，通过可执行实例由经编译的应用来表示所述应用类型，所述可执行实例包括特定于所采用的功能的应用接口，并且所述实例的输入/输出被耦合到机械装备，其中所述可执行实例基于应用类型配置在所述建筑自动化系统（BAS）中自动对齐，其中所述配置是基于相关性规则的。

当今，大型商业和工业设施具有用于环境控制目的的众多现场设备。这些现场设备中的许多是已经被配置用于特定类型的控制和通信（诸如BACnet）的控制器。不得不制造现场设备的许多变体以应对不同类型的环境和相应控制器的使用。例如，需要控制器的变体来应对不同的操作环境，诸如12伏系统、24伏系统、蒸汽阀、风扇控制、双向通风管道等。因而，必须开发和维护硬件和软件的许多变体。

本创造性通用自动化系统控制器提供了用于配置和适配用于控制不同类型的环境的应用的一般性机制。本创造性通用自动化系统控制器降低了现场设备的现场配置和独特硬件变体的数目。此外，本创造性通用自动化系统控制器限制了接口变体的数目和供现场设备使用的外壳的数目。现场设备可以包括现场通用自动化系统控制器。可以在现场用适当的图形用户接口来配置通用控制器。

在另外的有利实施例中，所述通用自动化系统控制器还包括用于以下的机构（例如，在所述控制器的所述处理器中执行的适当软件或固件）：基于所述建筑自动化（BA）对象模型、所述应用类型的图形表示和通过图形元素表示的所挑选的选择对象，来生成用于操作和/或监控所述通用自动化系统控制器的图形用户接口。使用所述控制器的本地处理器构件，可以有效率地生成适当且匹配的图形用户接口。

本发明的另外的有利实施例在于，将所述应用类型分等级地配置有与所述建筑自动化系统（BAS）相关联的对象。

可以将与其相关联的各种对象组织在分等级结构中。聚合结构可以表示建筑自动化系统（BAS）中的各种设备上的不同视图和导航路径。该聚合使得系统功能和基础设施、网络和子系统、房间和支持系统能够使参数和数据组在一起。聚合还提供了嵌套和封装应用控制模块和节点的能力。通过使用这样的方法，在建筑自动化系统（BAS）内配置和处置数据变得更高效且更不易于出错。

在另外的有利实施例中，所述通用自动化系统控制器还包括到远程基础设施（例如，远程服务器或云计算基础设施）的接口以用于为所述远程基础设施提供建筑自动化（BA）对象模型配置。作为接口，可以使用有线（例如，LAN连接）或无线通信（例如，WLAN）。

本发明的另外的有利实施例在于，所述远程基础设施生成所述图形用户接口以用于针对所述通用自动化系统控制器的操作和/或监控。可以经由所述接口为所述控制器提供所生成的图形用户接口作为服务（例如，SaaS或IaaS；软件或基础设施即服务）。

所生成的用于操作和/或监控的图形用户接口可以直接用在所述控制器或者相应现场设备上而无需进一步工程设计努力。此外，所生成的用于操作和/或监控的图形用户接口例如经由在现场设备的web浏览器中进行上传（在该场景中，现场设备充当客户端设备）而自动与相应控制器或相应现场设备的配置对齐。此外，可以上传自动配置的图形UI（基于所挑选的特征）并将其显示在比如PC、笔记本、平板计算机或web浏览器之类的客户端设备上。

还将通过建筑自动化系统实现所述目的，所述建筑自动化系统包括多个本创造性通用自动化系统控制器，其中所述通用自动化系统控制器经由建筑自动化网络进行耦合。建筑自动化系统（BAS）控制建筑中的基于IT的典型地机械和电气安装，诸如HVAC、照明和电力系统。可以根据每种情况中的适当配置在所述建筑自动化系统的所有控制层中采用本创造性通用自动化系统控制器。这降低了不同控制器的多样性并增加了所述建筑自动化系统的可维护性。

附图说明

在用于配置通用自动化系统控制器的方法和所述控制器的以下可能实施例中，参考附图描述它们。

图1图示出用于具有现场设备的建筑自动化系统（BAS）的示例性拓扑图；

图2图示出根据示例实现的图1的通用自动化系统控制器128的示例性框图；

图3图示出图2的I/O接口206的示例性框图；

图4图示出通过使用诸如图1的通用自动化系统控制器128之类的通用自动化系统控制器而实现的工程设计灵活性等级的图表；

图5A、5B图示出图1的通用自动化系统控制器128所支持的结构可变性的两个图示的描绘，其中图5A图示出关于正可变性的示例并且图5B图示出关于负可变性的示例；

图6图示出用于在图1的通用自动化系统控制器128的配置中实现结构可变性的方法的描绘；

图7图示出用于图1的通用自动化系统控制器128的应用的软件和硬件配置的示例性图示；

图8图示出用于配置应用类型的示例性部分的具有图形表示的示例性用户可挑选的元素；

图9图示出用于如在图8中图示出的应用类型部分的基于文本的第一示例性选择菜单；

图10图示出用于如在图8中图示出的应用类型部分的基于图形的第二示例性选择菜单；

图11图示出用于具有图8的示例性风扇应用类型部分的应用的示例性应用类型；

图12图示出硬件特征和软件特征之间的示例性相关性；

图13图示出用于图8中图示出的应用类型部分的示例性相关性规则；

图14A、B图示出用于执行通用自动化系统控制器的图形配置的示例性流程图；

图15图示出用于示例性应用类型的示例性图形用户接口（GUI），以及

图16图示出针对示例性应用类型的用于在运行时期间进行操作和/或监控的示例性图形用户接口（GUI）。

具体实施方式

描述用于配置现场设备的示例方法。

图1图示出用于具有现场设备的建筑自动化系统（BAS）的示例性拓扑图100。图1的拓扑图100被划分成工程设计系统102、安装器电子器件104和安装器HVAC、OEM 106，它们表示不同的可能分布通道。拓扑图100的层级可以被划分成操作108、主要工厂110和房间/区域112。诸如BACnet/IP网络的网络114可以连接不同控制系统与BAS 100中的现场设备。现场设备可以包括现场通用自动化系统控制器，诸如116-132。通用自动化系统控制器中的某些可以操作建筑系统，诸如打开和关闭百叶窗、电气系统和HVAC系统。

图2图示出根据示例实现的图1的通用自动化系统控制器128的示例性框图。通用自动化系统控制器128可以具有通过一个或多个总线214连接的处理器202、存储器204、I/O接口206和网络接口208。处理器202可以是通用微处理器、微控制器、专用处理器、精简指令集处理器、被配置成作为状态机进行操作的数字逻辑、被配置成作为状态机进行操作的模拟电路或者作为状态机进行操作的模拟和数字电路的组合。

存储器204可以是静态、动态或各存储器类型的组合。存储器204可以被进一步细分成参数存储器210和应用存储器212。参数存储器210可以存储暂时性程序和参数。应用存储器212可以存储可以永久驻留在通用自动化系统控制器128上的操作系统和其它应用。

网络接口208可以将控制器128耦合到网络，诸如BACnet/IP网络。可以经由网络接口与BAS中的其它设备交换数据和控制数据。I/O接口206使得能够实现控制以及与致动器和传感器的通信。I/O接口206可以被实现为被耦合到I/O接口206的单独组件。在一些实现中，I/O接口206还可以提供用于配置通用自动化系统控制器128或与其通信的串行接口。在其它实现中，网络接口208可以用于配置通用自动化系统控制器128。在又其它实现中，串行接口和网络接口208二者都可以用于与控制器128通信。可以经由网络接口208建立到远程基础设施（例如，远程服务器或云基础设施）的连接。远程基础设施可以向控制器128提供服务。针对服务的示例可以是远程基础设施为控制器128提供（根据相应配置）对齐的图形用户接口（UI）。

图3图示出图2的I/O接口206的示例性框图。I/O接口206可以包括通用或模拟输入302和304、数字输入306、中继连接R1 308、R2 310和R3 312。可以将交流电（AC）输出Y1-Y6314-316直接连接到小风扇和其它AC设备。模拟输出A01和A02 318-320可以用于设备的可变控制，诸如风扇速度或阀门打开。在当前示例中，提供PL链路322用于与其它现场部署的总线324集成，总线324可以使得能够实现与传感器、致动器和其它设备326的附加通信。在其它实现中，可以提供不同数目和类型的接口连接用于来自通用自动化系统控制器128的数据和控制信号经由I/O接口206的输入和输出。

图4图示出通过使用诸如图1的通用自动化系统控制器128之类的通用自动化系统控制器而实现的工程设计灵活性等级的图表。

通过使用通用自动化系统控制器128中预加载的应用来实现1级工程设计灵活性402。通过在控制器上具有预加载的应用，可以维持IO的灵活性以用于配置不同参数（诸如电压）而不会影响应用的实际性能。由于没有修改应用，因此通过不必测试改变而节约了时间和资源。在1级中，对整个应用进行预先工程设计设计，分别进行预编程和预测试。在1级中，既不要求关于控制程序的另外的上传也不要求另外的功能测试。直接经由动态捆绑在设备上实现配置。

可以通过具有经证实的应用的库来实现2级工程设计灵活性404。从库中挑选应用，配置应用并将应用下载到通用自动化系统控制器128。必须测试接线和配置，但是不要求关于控制程序的另外的功能测试。

3级工程设计灵活性406始自来自库的经证实的应用，但是改变该应用的功能性或对该应用的功能性进行添加。这些改变或添加典型地比1级204或2级404要求更广泛的测试。3级工程设计灵活性406还要求更多开发时间，因为正在开发新的或附加的功能性。

4级工程设计灵活性408具有在通用自动化系统控制器128上采用的定制或独特的应用。这样的定制或独特应用是最劳动密集的工程设计等级，并且通常具有可维护性问题。此外，这样的方法要求最密集的系统测试以验证它们将在BAS中完全运转。但是，有时独特的客户系统要求4级工程设计灵活性。这样的独特的客户系统的示例可以包括翻新成预期HVAC系统的BAS。

如所描述的，所有不同等级的工程设计灵活性都可以供通用自动化系统控制器128使用。该四级方法与BAS和HVAC行业中用于部署具有专用应用（1级工程设计灵活性402）的控制器的通用实践相反。所述四级方法导致由通用自动化系统控制器128执行的应用关于结构、功能、行为、参数化、操作和监控以及文档化的对称性和一致性。对称性和一致性直接导致与准备和部署通用自动化系统控制器128相关联的成本和时间降低。

在图5A和5B中，描绘了可以由图1的通用自动化系统控制器128支持的结构可变性的两个图示502和504。图示502描绘正可变性，其中将附加部分添加到核心结构或应用。核心结构506具有替换方案A1、A2和A3 508。附加地，可以将选项B 510和C 512添加至核心结构。根据图5B的图示504描绘负可变性，其中整体结构使部分或模块移除。整体结构514可以使替换方案A1、A2、A3 516、选项B 518和选项C 520移除。这两种可变性方法可以供通用自动化系统控制器128使用。

图6图示出用于在图1的通用自动化系统控制器128的配置中实现结构可变性的方法的描绘。在编译时的功能的静态捆绑602典型地用于具有负可变性的应用。在编译和加载应用之前或期间移除不必要的特征或可选特征。可以通过访问应用类型610的库608来创建或形成应用604。挑选应用类型610并对其参数化612。然后可以编译和加载616作为结果的应用614。在当前示例中，可以用面向图形对象的语言进行该编译，或者在其它实现中可以采用诸如C、C++、Java、Visual Basic、Python或其它高级语言的编程语言。在当前示例中，可以在参数化612期间进行捆绑。然后可以将作为结果的编译应用618加载到通用自动化系统控制器、诸如通用自动化系统控制器128上。

可以使用动态捆绑620以通过从应用类型610的库608中挑选应用类型604来创建应用。典型地将把采用动态捆绑的应用类型预加载622在通用自动化系统控制器的应用存储器、诸如通用自动化系统控制器128的应用存储器212中。当初始化或引导通用自动化系统控制器128时，在也进行626功能捆绑的情况下挑选和参数化预加载应用624。然后由通用自动化系统控制器128执行作为结果的经参数化或经配置的应用628。如所描述的，可以使用具有负可变性或正可变性的相同的通用自动化系统控制器。

图7图示出用于图1的通用自动化系统控制器128的应用的软件和硬件配置的示例性图示。在图7中，描绘了用于图1的通用自动化系统控制器128的应用706的软件702和硬件704配置的示例性图示700。软件配置702配置用于控制程序、操作和监控以及工程设计和交付功能的数据。软件配置702还包括配置用于BAS 100中的通用自动化系统控制器的角色（即，控制百叶窗、风扇、阀门、灯）的数据，以及配置用于控制应用的虚拟和现实接口值。软件配置702可以包括控制程序708，其起源为库608中的应用类型。控制程序的示例包括加热应用、制冷应用和百叶窗控制（以给出几个示例）。控制程序708可以具有初始设置的参数（即，预定义的设置点），诸如用于在26摄氏度加热的模拟值设置点710，和用于制冷设置到22摄氏度的模拟值设置点712。

硬件配置704配置用于外围设备、现场总线和数据获取（诸如传感器）的数据。硬件配置数据704还可以包括用于支持传感器、致动器和联网外围设备的配置数据。硬件配置704可以包括输出和输入的配置。在当前示例中，配置多状态输出用于“关断”、“S1”、“S2”和“S3”714，并且将模拟输出的两个集合配置成具有0到100百分比的范围716和718。输出714-718与可以被连接到或耦合到通用自动化系统控制器128的I/O板上的输入和输出连接720-724相关联。输入和输出连接720-724可以连接到设备，诸如风扇726、加热单元728和制冷单元730。PL链路网络还可以被配置成与传感器通信，所述传感器诸如温控器732、供应温度传感器734和排气温度传感器736和738。

图8图示出用于配置示例性应用类型AT的风扇硬件应用部分ATP1的示例性用户可挑选的特征元素（例如，选择对象）。

应用类型AT表示整个应用。应用类型包括应用类型部分ATP1。整个应用的所有应用类型部分ATP1构建相应应用类型。应用类型部分ATP1可以体现为选择对象形式的选项或变体V1到V4。选择对象CO1是用于构建选择菜单（下拉或图形）以供用户挑选的基础。

在作为示例性应用类型部分ATP1的图8中，风扇被描绘为示例性建筑自动化模型和示例性应用类型的部分。图8中的风扇具有4个可能变体V1到V4的可变性。可变性V1表示具有一个速度阶段的风扇，可变性V2表示具有两个速度阶段的风扇，可变性V3表示具有三个速度阶段的风扇，可变性V4表示具有四个速度阶段的风扇。在图8中，在示例性对象建模标记OMN1中图示出风扇AT1和它的四个变体V1到V2，所述OMN1示出了底层建筑自动化模型BAM1的一部分。相应配置的风扇表示建筑自动化设备BAD1。

应用类型

应用类型AT表示预先工程设计设计/预编程的应用，可以通过参数化/配置相应配置值V1到V4来对其定制以满足工作特定的要求。作为结果的应用（也可以称为应用实例）包括所配置的相应应用类型部分ATP1的SW和HW配置。SW配置（软件配置）包括控制程序（例如，PLC代码（例如，SIMATIC S7代码）和数据）和表示控制程序的虚拟和接口值的BA对象（建筑自动化对象）。HW配置（硬件配置）包括表示传感器、致动器和联网外围设备（例如，具有本地操作和监控的房间单元）的BA对象，以及用于相应数据获取功能的配置数据。HW配置和SW配置为具有一个或许多房间区段的一个或许多房间提供功能性，包括照明、遮光、HVAC等。

应用类型的可变性

可以将应用类型预加载在自动化设备上或存储在应用库中。为了最小化库条目的数目、为了更容易地管理和治理库内容且为了以统一的方式支持不同工程设计灵活性，必须将不同应用类型部分ATP1的数目保持得小并且因此必须要增加应用类型的可变性。将通过最大化原理来实现这样的应用类型部分ATP1的该要求的结构可变性。应用类型部分ATP1包括通信性和所有支持的可变性V1到V2。将移除不是期望的应用的部分的可选和替换特征，或者在配置应用时将所述可选和替换特征设置成不存在。

应用类型部分的配置

可以通过挑选由图形元素（基于选择对象）提供的专用特征以简单的方式配置应用类型部分ATP1。通过挑选相应变体V1到V4，用户确定他想要在应用配置中具有哪些实例。

可以通过使用适当的工程设计系统或应用配置器以文本形式和/或通过使用图形用户接口来实现所要求特征的挑选。

有利地，以图形方式实现应用类型部分ATP1的所要求特征V1到V2的挑选。这是更加用户友好的且减少误差。

通过挑选关于HW和/或SW可变性的选择来配置应用类型部分ATP1（表示例如风扇、灯、百叶窗等）还增加了工程设计和配置时期的效率。有利地，通过用户可以通过使用适当的图形接口来挑选的相应图形元素来实现对选择的挑选。

有利地，具有用于变体V1到V4的挑选的必要的特征菜单的图形编辑器或图形用户接口对话框，是完全一般性的并且是基于相应定义的应用类型部分ATP1，所述应用类型部分ATP1具有其相应的建筑自动化（BA）对象模型BAM1。

在图8中，用于配置表示风扇的应用类型部分ATP1的配置的选择对象CO1包括具有四个条目V1’到V4’的选择项目列表CIL1，这四个条目对应于应用类型部分ATP1(风扇)的四个(可挑选的)变体V1到V4。如上面提及的，变体V1到V4表示1阶段风扇、2阶段风扇、3阶段风扇和可变速风扇。当然，n阶段风扇是可能的。采用在应用类型部分ATP1的选择项目列表CIL1中提供的变体V1’到V4’的选项，用户可以挑选并确定他想要在应用中具有风扇的哪个实例：1阶段风扇、2阶段风扇、3阶段风扇或可变速风扇。

图8在示例性对象建模标记中图示出在选择项目列表CIL1中提供的用户可挑选的选项V1’到V4’与在应用的实现中使用的用于配置相应建筑自动化设备（BAD1）的替换特征V1’’到V4’’的关系。示例性对象建模标记还示出了相应替换特征V1’’到V4’’（1阶段风扇、2阶段风扇、3阶段风扇或可变速风扇）的数据结构。

在计算机化的数据获取步骤（DAC）中，组装用于应用的应用类型的所挑选选项的数据结构，并将其映射到用于实现应用的现存技术建筑基础设施TBI。

图9图示出用于图8中图示出的应用类型的部分的基于文本的第一示例性选择菜单。一般地可以基于选择对象信息来创建用于应用类型部分ATP1（风扇）的选择菜单CM1，这意味着基于在特征元素（通过相应的选择对象表示）和其项目列表CIL1中定义的信息。在图9中，选择菜单CM1被实现为下拉菜单或下拉列表，其中通过选择对象来提供用于下拉菜单（列表）的数据。

如果被激活，则下拉列表示出用于应用类型风扇的可能选项的列表：1阶段风扇、2阶段风扇、3阶段风扇或可变速风扇。用户可以挑选选项（特征）以用于配置。一般而言，存在选项、变体和可能的可选变体。

在图9中指示了应用类型部分ATP1（风扇）是应用在房间中（“具有风扇盘管的房间”）的应用类型“风扇盘管”（FNC）的部分。在图9中，元素GRATP1示出了表示应用类型部分风扇ATP1的图形符号。

有利地，如果用户还未完成关于相应变体的选择的挑选，那么表示应用类型部分的图形符号做标记或高亮，在图9中示例性地采用加粗键入的字母“C”。

图10图示出用于如在图8中图示出的应用类型部分ATP1（风扇）的基于图形的第二示例性选择菜单CM2。图10的描绘示出了用于如图8中图示出的应用类型部分AT1P（风扇）的示例性选择菜单CM2的图形扩展。一般地可以基于选择对象信息来创建用于应用类型部分ATP1（风扇）的选择菜单CM2，这意味着基于在特征元素（通过相应的选择对象表示）和其项目列表CIL1中定义的信息。在图10中，选择菜单CM2被实现为图形菜单，其中通过相应的选择对象（具有用于图形菜单的图标信息的特征项目）来提供用于菜单的图形数据。

用于配置应用类型部分ATP1（风扇）的第二示例性选择菜单CM2包括图形，从而针对每个变体示出相应的图形符号（或图形元素）GE1到GE4，其中每个符号GE1到GE4保持对其BA对象的参考。在菜单生成期间自动创建从图形元素到相应BA对象的参考。

在图10中也指示了应用类型部分ATP1（风扇）是应用在房间中（“具有风扇盘管的房间”）的应用类型“风扇盘管”（FNC）的部分。在图10中，元素GRATP1还示出了表示应用类型部分风扇ATP1的图形符号。

图11图示出用于具有图8的示例性风扇应用类型部分ATP1的应用的示例性应用类型AT。在图11中，通过使用示例性安装图（例如，置放图）标记来图示出示例性应用类型AT。

图11图示出用于具有示例性应用类型“风扇盘管”的房间的示例性应用类型AT“风扇盘管”，其包括包含四个变体V1到V4（1阶段风扇、2阶段风扇、3阶段风扇或可变速风扇）的图8的示例性风扇应用类型部分ATP1。用于例如房间、建筑或工厂的示例性应用类型AT与风扇ATP1分离地描绘了另外的应用类型部分，例如表示加热盘管的应用类型部分ATP2（Hcl）。

有利地，如果用户还未完成关于相应变体的选择的挑选，那么在安装图中对应用类型部分做标记或高亮，在图11中示例性地采用加粗键入的字母“C”。

对于风扇应用类型部分ATP1，通过使用包括具有选项V1’到V4’的选择项目列表CIL1的选择对象CO1来选择变体V1到V4。对于加热盘管（Hcl）应用类型部分ATP2，用户可以通过使用包括选择项目列表CIL2的选择对象CO来选择示例性选项V5’到V7’中的一个以用于配置加热盘管（Hcl）应用类型部分ATP2。

图11在示例性安装图标记中图示出支持许多HW和SW可变性（通过相应的选择对象CO1、CO2）的示例性应用类型部分。

图11的安装图标记包括表示HW和/或SW选择的许多建筑元素。应用类型（例如，风扇）具有对相应建筑自动化（BA）选择对象CO1、CO2的参考，所述参考包括用以构建选择菜单CM1、CM2的所有必要信息（参见图9和10）以用于以文本或图形方式挑选针对相应应用类型（例如，风扇）的可能变体。在图11中，通过图形符号GRATP1在安装图标记中表示示例性应用类型部分ATP1（风扇）。

在知晓与BA选择对象CO1、CO2的关系的情况下，这使得能够实现从例如图形仓库中自动构建用于每个单个变体/选项所要求的图形元素的可能性。每个单个图形元素可以保持对相应BA变体/选项对象的参考。BA选择对象CO1、CO2以及相应的图形表示可以是平的或嵌套的（在许多级中）。

图12图示出用于房间自动化的应用类型的硬件特征和软件特征之间的示例性相关性。图12的上部描绘了用于示例性SW配置“照明和百叶窗控制”的特征模型SWM1。图12的下部描绘了用于示例性HW配置“照明致动器”的特征模型HWM1。

在用于SW配置的特征模型SWM1的元素之间可以存在相关性，在用于HW配置的特征模型HWM1之间可以存在相关性，并且在用于SW配置的特征模型SWM1的元素与用于HW配置的特征模型HWM1的元素之间可以存在相关性。

约束：应用类型中的相关性规则（DR1）

相关性可以表示相应元素之间的规则DR1或约束。在图12中，元素之间的箭头表示这些元素（例如，特征）之间的“要求”约束。在元素之间的双箭头表示这些元素之间的“排除”约束。图12图示出元素之间的一些示例性约束。“要求”约束和“排除”约束是示例性约束。存在可行的另外的相关性规则DR1。

在BA选择之间存在许多不同的约束，这意味着在挑选了选择变体或选项之后，可能要求、排除或建议来自其它选择的其它变体和选项。这些相关性规则DR1可以在HW选择之间、在SW选择之间以及在HW和SW选择之间起作用。在BA对象模型中定义完备的相关性规则集并将其与作为相应应用类型的部分的BA选择对象保持在一起。

BA选择变体和选项可以具有可选相关性名称。这使得能够实现在其它BA选择变体和选项中对排除、要求和建议相关性的定义。

应用用于高效且经引导的选择挑选的相关性：

规则引擎（例如，软件模块）读取并处理这些相关性规则DR1。规则引擎可以被执行为图形应用配置器的处理器的可执行软件模块。还可以由web服务经由网络（例如，因特网、云）来为图形应用配置器提供规则引擎。现场设备可以充当应用配置器，应用配置器也可以被实现为具有处理器构件、存储器和可选地网络接口的专用设备。

在选择的挑选过程期间对用户进行引导和支持。这允许由用户进行选择的高效挑选。

示例性工作流场景

用于应用类型配置的典型的工作流始自对HW选择的挑选。在挑选了这样的HW变体/选项之后，系统将根据约束规则自动地激活所要求变体/选项（典型地是SW相关项目）并解激活<排除>变体(如果有的话)。此外，系统可以向用户建议附加变体/选项。最终，用户还需要挑选其余的SW选择（典型地是高级和协调功能）。系统根据挑选和约束规则DR1自动更新置放图。这提供关于所挑选的项目的直接视觉信息。其还向用户指示哪些选择还未被挑选（例如，通过在图形中示出指示“C”或进行高亮）以及它们中的哪些已被挑选。

此外，有效规则集根据在应用类型中定义的规则避免了挑选冲突的项目。

图13图示出用于图8中图示的应用类型“风扇”的建筑自动化模型（BA模型）中使用的示例性相关性规则DR2。在图13的右上角中示出的框中图示出示例性相关性规则集DR2。示例性相关性规则DR2是“排除”、“要求”和“建议”。在图13（上部）中，通过“箭头标记”图示出相关性规则。箭头标记示出了建筑自动化（BA）模型的元素之间的相应相关性。

在图13中在左上角区中，针对应用类型部分ATP1“风扇”，在对象模型标记SWM2中图示出软件特征并在对象模型标记HWM2中图示出硬件特征。此外，通过箭头标记图示出应用类型部分ATP1“风扇”的软件特征和硬件特征之间的相关性规则DR2。还在图13中示例性地示出了应用类型部分“风扇”与其它应用类型部分（例如，“电热器”、“散热器”）的相关性。

还在对象建模标记中示出了具有相应结构的应用类型部分“电热器”和“散热器”。模型OMN2示出了“电热器”，OMN3示出了“散热器”。

图13的下部范围图示出包括用于风扇SW和风扇HW（SWF、相应HWF）的应用类型部分的示例性应用类型AT（示例性风扇盘管FNC）。应用类型AT的SW和HW应用部分各自通过选择对象COHW和COSW表示，每一个选择对象包括相应的选择项目列表CILHW、CILSW。

在图12和图13中，用虚线箭头图示出用于“排除”约束的示例性相关性规则，并用虚点划线箭头图示出用于“要求”约束的相关性规则。

图14A和图14B图示出用于执行通用自动化系统控制器的图形配置的示例性流程图（图14A中示出部分1，图14B中示出部分2）。如图14A中图示的用于配置应用类型的流程图具有起始点SP（以双环示出）“配置应用类型”作为第一元素。以下图示元素（矩形针对过程步骤；菱形针对决策）包括通过相应箭头连接的用于执行配置的过程步骤。在图14A中的流程图以标志M结束。图14B以标志M开始并继续过程步骤。如果用户已经结束了选择的挑选，那么系统（意味着配置器）生成选择挑选列表。在图14B中图示出的流程图以结束点符号（结束）EP结束。

可选地基于选择挑选列表，由配置器或配置管理器的处理器构件和软件构件自动生成相应的配置文件。配置器可以是现场设备或具有适当处理和软件构件的单独设备。

原理上，也可以通过使用web服务来生成配置文件。经由web服务向用户提供适当的图形用户接口以用于做出他的挑选和选择。基于挑选和选择，web服务可以生成相应的配置文件。在该实施例中，配置器或相应的现场设备要求到服务供应商的适当连接（例如，因特网、内联网）。

可以将配置服务提供为云计算实现中的软件即服务（SaaS）。

在图14A、14B中图示出的流程图用于执行用于配置通用自动化系统控制器的方法的实现，其中所述方法的步骤包括：

提供应用类型的库，其中，应用类型包括建筑自动化（BA）对象模型和图形表示；

从应用类型的所述库挑选应用类型；

在图形输出设备（例如，监控器、平板计算机或触摸面板）上显示所挑选的应用类型的图形表示，其中所述应用类型的图形表示包括用于配置所述应用类型的用户可挑选的图形元素（例如，选择元素）；

通过挑选图形元素（例如，提供由图形元素表示的不同变体和选项的选择元素）来配置应用类型，其中基于相关性规则，在所述图形输出设备上仅提供兼容于所挑选的图形元素的应用类型部分的这样的图形元素；

通过配置管理器来生成配置文件，其中所述配置文件包括关于所挑选的特征（选择元素）的信息。

所生成的配置文件可以用于配置通用自动化系统控制器，所述通用自动化系统控制器包括：存储器；

输入/输出接口；以及

被耦合到所述存储器的处理器，其执行具有含有用于建筑自动化系统（BAS）的功能的应用类型的应用，其中，通过可执行实例由经编译的应用来表示所述应用类型，所述可执行实例包括特定于所采用的功能的应用接口，并且所述实例的输入/输出被耦合到机械装备，

其中所述可执行实例基于应用类型配置在所述建筑自动化系统（BAS）中自动对齐，其中所述配置是基于相关性规则的。

此外，建筑自动化系统可以包括多个通用自动化系统控制器，其中所述多个通用自动化系统控制器经由建筑自动化网络进行耦合。

用于针对房间自动化的图形应用配置挑选以及图形操作和监控能力的本创造性方法导致关于工程设计努力的巨大的成本降低。支持用于应用配置的图形方式还提供了对于自动化操作和监控的所有所要求的信息。操作和监控图形基于特征挑选的相同集合而服务于所有设备和房间实例。

图15图示出用于包括如图8中图示出的应用类型部分ATP1（风扇）的示例性应用类型AT的示例性图形用户接口GUI。应用类型部分ATP1（风扇）示例性地具有用户可挑选的变体V1到V4。可以通过选择对象CO1来挑选变体V1到V4。

图15的右上部示出了为所有可能变体和选项提供图形元素的应用类型AT的示例性完整置放图。

在图15的右下部，示例性预加载控制器具有三个预加载的应用类型，其中每一个具有一个或多个预加载的完整置放图。

图16图示出针对示例性应用类型的用于在运行时期间操作和/或监控通用自动化系统控制器128的示例性图形用户接口GUI。

基于建筑自动化对象模型BA，选择示例性挑选的多阶段风扇BAFAN的图形表示GE2，用于操作和/或监控作为在通用自动化系统控制器128上运行的应用类型的部分的多阶段风扇。这是通过适当软件和处理构件实现的。

可选地，在所述通用自动化系统控制器上预加载用于所述图形用户接口GUI的图形元素。可选地，由远程基础设施（例如，远程服务器或云基础设施CL）经由适当的通信连接（例如，因特网、WLAN）提供用于图形用户接口GUI的图形元素。

用于操作和监控的自学型置放图

采用预加载的应用类型AT，控制器还得到预加载的相应的图形安装或置放。该图形安装或置放包括用于所有变体和选项的所有可能的图形符号。有利地，所有这些图形元素被初始设置成不可见。取决于在建筑自动化（BA）模型中挑选/激活的特征，相应的图形符号得到示出并且用户可以直接使用作为结果的置放图用于操作和监控而无需任何附加配置努力（学习图形）。不需要针对操作和监控加载适合于所配置的应用的专用安装或置放图。为了针对给定的应用类型AT支持不同操作和监控图形（比如用于例如风扇的2D图形、3D图形或甚至在安装或置放图中的国家特定的符号），可能存在预加载或可加载的多个图形模板。

可以使用预加载的应用来配置采用动态捆绑的通用自动化系统控制器的配置。可以在部署在工厂处之前预加载具有配置文件（模板，包括选择特征挑选）的应用。为了加载应用，典型地采用计算机或工作站。如果正在通用自动化系统控制器的配置中采用静态捆绑，则典型地使用计算机或工作站来初始配置应用类型，捆绑、编译和加载应用。

本创造性用于图形配置的示例性优势除其它之外还有：

-仅通过配置参数（而无需编程）为可以适应于典型的主要工作特定要求的可加载和预加载应用提供图形配置；

-提供用于配置和适配应用的一般性应用配置器；

-提供关于硬件和软件相关性的用户引导以便避免误导特征挑选；

-提供用于配置应用的主要面向HW的工作流视图；

-通过应用来自建筑自动化模型的特征之间的预定义的规则，基于所挑选的硬件来支持挑选软件特征；

-采用相同的特征挑选和配置参数（相同的配置文件（模板））配置大量的应用/房间；

-基于所挑选的变体和选项（选择对象特征挑选）在设备上提供用于操作和监控的图形而无需附加的工程设计和图形加载。

使用图形方法配置的通用自动化系统控制器供在建筑自动化系统中使用。存在对采用用于应用配置的容易且直观的方式的灵活且自适应的房间或建筑自动化应用的增加的需求。在预先工程设计时以及在安装和交付期间，用于预加载或可加载设备的应用配置需要是可容易改变的并且可以用于操作和/或监控。

在本文中仅通过示例而非限制的方式呈现了用于建筑自动化系统的建筑协同接口系统的一个或多个实施例的前述详细描述。将认识到，存在对本文中描述的某些个别特征和功能的优势，其可以被获得而无需并入本文中描述的其它特征和功能。此外，将认识到，可以按期望将上面公开的实施例以及其它特征和功能或其替换方案的各种替换、修改、变型或改进组合到许多其它不同实施例、系统或应用中。可以后续由本领域技术人员做出目前未预见到或未预期到的其中的替换、修改、变型或改进，也意图由随附的权利要求涵盖这些替换、修改、变型或改进。因此，任何随附权利要求的精神和范围不应被限制于本文中包含的实施例的描述。

Claims (19)

1.一种用于配置通用自动化系统控制器（128）的方法，包括：

提供应用类型（610，AT）和应用类型部分（ATP1，ATP2）的库（608），其中，应用类型（610，AT）和应用类型部分（ATP1，ATP2）包括建筑自动化（BA）对象模型和图形表示；

从应用类型（610，AT）的所述库（608）挑选应用类型（610，AT）；

在图形输出设备上显示所挑选的应用类型（610，AT）的图形表示（GE1-GE4），其中所述应用类型（610，AT）的图形表示（GE1-GE4）包括所述应用类型（610，AT）的相应应用类型部分（ATP1，ATP2）的用户可挑选元素（CO1，CO2，COHW，COSW）以用于配置所述应用类型（610，AT）；

通过经由挑选表示提供变体和选项的选择对象（CO1，CO2，COHW，COSW）的图形元素（GE1-GE4）而配置所述应用类型（610，AT）的相应应用类型部分（ATP1，ATP2），来配置所述应用类型（610，AT），

其中基于相关性规则（DR1，DR2），在所述图形输出设备上仅提供兼容于所挑选的图形元素（GE1-GE4）的所述应用类型部分（ATP1，ATP2）的这样的图形元素。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

由配置管理器生成可加载的配置数据，其中，所述配置数据包括关于通过图形元素（GE1-GE4）表示的所挑选的选择对象（CO1，CO2，COHW，COSW）的信息。

3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：

基于所述建筑自动化（BA）对象模型、所述应用类型（610，AT）的图形表示和通过图形元素（GE1-GE4）表示的所挑选的选择对象（CO1，CO2，COHW，COSW），来生成用于操作和/或监控所述通用自动化系统控制器（128）的图形用户接口（GUI）。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述通用自动化系统控制器上预加载用于所述图形用户接口的图形元素。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，由远程基础设施提供用于所述图形用户接口（GUI）的图形元素。

6.根据前述权利要求之一所述的方法，还包括：

确定所挑选的应用类型（610，AT）是采用静态捆绑还是动态捆绑；

如果确定动态捆绑则由处理器将所述应用类型（610，AT）加载在所述通用自动化系统控制器的存储器中，其中至少一个应用类型（610，AT）具有包括应用接口的多个功能；

捆绑所述至少一个应用类型（610，AT）导致存储在所述存储器中的可执行应用，其中所述应用接口特定于所采用的功能；以及

用所述处理器启动存储在所述存储器中的所述可执行应用。

7.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述相关性规则（DR1，DR2）具有逻辑表达式，所述逻辑表达式用于确定是否排除、要求或建议由图形元素（GE1-GE4）表示的选择对象（CO1，CO2，COHW，COSW）变体或选项。

8.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，用于配置所述应用类型（610，AT）的可挑选图形元素（GE1-GE4）包括硬件（HWM1，HWM2）和/或软件元素（SWM1，SWM2）。

9.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述应用类型（610，AT）采用正（502）或负可变性（504）。

10.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，在捆绑期间移除多个结构部分中的不必要的结构部分。

11.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述应用类型（610，AT）能够是应用类型库（608）的部分或者被预加载在所述通用自动化控制器（128）上。

12.一种包括指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令用于根据前述权利要求之一的用于配置通用自动化系统控制器（128）的方法。

13.一种包括指令的计算机程序产品，所述指令用于根据权利要求1到11之一的用于配置通用自动化系统控制器（128）的方法。

14.一种通用自动化系统控制器（128），包括：

存储器（204）；

输入/输出接口（206）；以及

被耦合到所述存储器（204）的处理器（202），其执行具有含有用于建筑自动化系统（BAS）的功能的应用类型（610，AT）的应用，其中，通过可执行实例由经编译的应用来表示所述应用类型（610，AT），所述可执行实例包括特定于所采用的功能的应用接口，并且所述实例的输入/输出被耦合到机械装备，

其中所述可执行实例基于应用类型配置在所述建筑自动化系统（BAS）中自动对齐，其中所述配置是基于相关性规则（DR1，DR2）的。

15.根据权利要求14所述的通用自动化系统控制器（128），还包括：

用于以下的机构：基于所述建筑自动化（BA）对象模型、所述应用类型（610，AT）的图形表示和通过图形元素（GE1-GE4）表示的所挑选的选择对象（CO1，CO2，COHW，COSW），来生成用于操作和/或监控所述通用自动化系统控制器（128）的图形用户接口（GUI）。

16.根据权利要求14到15之一所述的通用自动化系统控制器（128），其中，所述应用类型（610，AT）被分等级地配置有与所述建筑自动化系统（BAS）相关联的对象。

17.根据权利要求14到16之一所述的通用自动化系统控制器（128），还包括：

到远程基础设施（CL）的接口（208），用以为所述远程基础设施（CL）提供所述建筑自动化（BA）对象模型配置。

18.根据权利要求17所述的通用自动化系统控制器（128），其中所述远程基础设施（CL）生成所述图形用户接口（GUI）以用于针对所述通用自动化系统控制器（128）的操作和/或监控。

19.一种建筑自动化系统，包括根据权利要求14到权利要求18之一的多个通用自动化系统控制器（128），其中所述多个通用自动化系统控制器（128）经由建筑自动化网络（208）进行耦合。