CN110178096B - 自动配置自动化系统的功能单元的方法、执行该方法的计算机程序和根据该方法工作的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于自动创建关于自动化系统(10、12)的数据的方法，其中将多个软件代理(30、32)分配给自动化系统(10)，其中软件代理(30、32)经由网关(54)与云端(50)连接，其中为软件代理(30、32)中的每一个分别在云端(50)中保存一个代理配置(60、62)，其中网关(54)接收由软件代理(30、32)的至少一部分采集到的数据，该数据与自动化系统的能由相应软件代理联系到的至少一个设备、服务和/或数据源有关，其中在处理来自云端(50)的一个或多个代理配置(60、62)和与能由相应软件代理联系到的至少一个设备、服务和/或数据源有关的、采集到的数据的范畴中，借助网关(54)配置被分配给自动化系统(10)的至少一个软件代理(30、32)。

Description

自动配置自动化系统的功能单元的方法、执行该方法的计算 机程序和根据该方法工作的设备

技术领域

本发明涉及一种用于自动创建关于自动化系统的数据的方法、即用于基于所创建的数据自动配置自动化系统的功能单元的方法。要配置的功能单元例如为所谓的软件代理。此外，本发明涉及用于执行该方法的计算机程序以及根据该方法工作的设备、即根据该方法工作的并且作为自动化系统与所谓的云端之间的接口起作用的网关。

背景技术

所谓的物联网(Internet of Things)是数据处理领域中、尤其是结合一个或多个技术过程的自动化的数据处理领域中基本上已知的趋势的新概念。越来越多的用于自动化的设备具有因特网接口或者经由因特网彼此通信连接。

在下文中，将用于自动化的技术过程及其自动化的自动化系统简称为自动化解决方案。这种自动化解决方案通常包括多个机组、机器、自动化设备等，它们整体通常被视为数据源(资产)。为了采集这些数据源的数据，使用所谓的代理(软件代理)。代理包括数据源的数据并且将该数据经由因特网连接发送到所谓的云端中。在那里例如存储和/或处理数据。

每个代理必须被配置和/或参数化。例如，代理在网络配置期间必须获得单一的地址、尤其IP地址。此外，必须为每个代理指派单一的标识(身份)以及一个或多个要由该代理使用的数据集。加载到代理的存储器中的数据和为了该目的例如经由因特网传输给代理的数据包括软件更新、授权或通常的访问数据，该访问数据用于访问、例如访问各个数据源或用于对于云端或云端中的服务进行认证。

至今为止，由用户手动执行代理的这种配置/参数化，例如用户将数据借助例如U盘等形式的移动数据载体带至自动化解决方案的现场并且将存储在那里的数据传输给至少一个代理。软件更新能够经由因特网进行。但是，由于有时巨大的数据量，这导致大的资源消耗。

自动化解决方案所包括的功能单元的数量随着自动化解决方案的复杂性的持续增加而增加。因此，手动地配置/参数化与全部自动化解决方案相关联的代理是高耗费的并且尤其是易出故障的。

专利US 2013211546 A1公开一种有云端工作能力的智能设备，其实现设备的自动化配置并且集成到自动化系统中。在自动化系统之内安装设备时，智能设备确定其地理上的定位，还识别系统中的其他设备并且确定其在系统之内的作用。于是，智能设备建立与云端平台的通信，在该云端平台上执行一个或多个基于云端的应用或服务，并且将设备档案发送给云端平台，该设备档案包括收集的信息。设备档案能够用于为系统之内的运行自动配置设备或用于将智能设备添加至现有的基于云端的应用。

专利申请US 2015121485 A1公开一种计算机设备，其耦联到网络并且自动地进行配置。系统信息由多个计算机设备借助于代理和/或侦查器(Scout)收集。该信息被标准化并且存储在一个或多个数据库中。由标准化的信息确定程序功能。该程序功能用于识别两个不同的组的计算机程序，这些计算机程序安装在一系列联网的计算机设备上。随后，该配置由如下配置取代，在其中仅将唯一的共同的计算机程序用于执行程序功能。

发明内容

基于上面简述的缺点，本发明的目的在于，提出一种用于自动配置自动化系统的功能单元的方法，该方法至少避免个别缺点或降低它们的影响。

根据一个设计方案，提出一种用于自动化地创建关于自动化系统的数据的方法。将多个软件代理分配给自动化系统，其中软件代理经由(共同的)网关与云端连接。在此，一个或多个软件代理能够存在于网关中和/或与网关处于通信连接。

为软件代理中的每一个分别在云端中保存一个代理配置。因此，每个软件代理能够具有分配给其的代理配置。代理配置能够是例如由用户预设的代理配置。

此外，由网关接收由软件代理的至少一部分采集到的数据，该数据与自动化系统的能由相应的软件代理联系到的至少一个设备、服务和/或数据源有关。该数据例如能够以列表的形式存在。

在处理来自云端的一个或多个代理配置以及处理与能由相应的软件代理联系到的至少一个设备、服务和/或数据源有关的、采集到的数据的范畴中，借助于网关配置被分配给自动化系统的至少一个软件代理。为此，例如根据关于能由相应的软件代理联系到的(多个)设备、(多个)服务和/或(多个)数据源的数据，能够将代理配置分配给软件代理。

优选地，软件代理经由网关与云端连接，因此软件代理优选不具有到云端的、自身的(直接的)连接。

根据另一个设计方案，提出一种用于自动创建关于自动化系统的数据的方法、即用于自动配置自动化系统的功能单元的数据的方法。在此，提出如下方案：至少一个软件代理被分配给作为要配置的功能单元的自动化系统。该软件代理或每个软件代理经由网关与所谓的云端连接。在云端中为多个软件代理、例如也为另外的自动化系统的软件代理保存代理配置。自动化系统的每个软件代理采集关于能局部联系到的、即对于代理能联系到的设备、服务、数据源等的数据，并且将这些数据以设备列表的形式传输给网关。网关在处理来自云端以及设备列表的代理配置期间自动地识别两个数据组中的一致性。基于识别到的一致性以及由代理配置包括的数据，网关最后并且同样自动执行对一个或多个分配给该自动化系统的软件代理的配置。

本发明的优点在于：显著简化了对在自动化解决方案中作为到所谓的云端的接口使用的软件代理的配置/参数化。简化从如下方面得出：全部所需的数据被自动加载到一个或多个软件代理的相应的存储器中。

至今为止，通过用户经由网页执行配置的方式来进行这种配置/参数化。通过在此提出的方法确定：哪个或哪些软件代理需要配置数据(例如由于执行软件代理的设备被更换)，并且自动地得出配置所需的数据并且将其传输给相应的软件代理。手动干预不再必要。该简化显著减小了维护成本。

下面描述的方法为了自动实施以计算机程序的形式实现，即以分布式计算机程序的形式实现。计算机程序专门用于由用作为到云端的接口的并且根据常用术语称为网关的设备实施。如果在下文中描述方法步骤或方法步骤序列，只要没有明确地表示各个动作由计算机程序的用户引起，则这涉及根据计算机程序或在计算机程序的控制下进行的动作。每次使用术语“自动”至少表示：相关的动作根据计算机程序或在计算机程序的控制下进行。

对于本领域技术人员而言清楚的是：代替以软件实施方法，以固件或以固件和软件或以固件和硬件实施也总是可行的。因此，对于在此给出的说明应该适用的是，软件和计算机程序的概念也包括其他可行性方案，即尤其以固件或以固件和软件或以固件和硬件实施的方案。

附图说明

下面，根据附图详细阐述本发明的实施例。彼此对应的对象或元件在全部附图中设有相同的附图标记。

实施例不可理解为对本发明的限制。更确切地说，在本公开的范围中完全也可以进行补充和修改，尤其例如通过分别结合概述部分或具体描述部分中说明的以及在附图中所包括的特征或方法步骤的组合或变型，对于本领域技术人员来说能够得出关于所述目的的解决方案并且通过可组合的特征产生新的主题或新的方法步骤或方法步骤序列。

附图示出，

图1示出具有自动化系统和受控的或被监视的技术过程的自动化解决方案，其中经由网关在自动化解决方案与所谓的云端之间存在通信连接；以及

图2至图4示出在这里提出的方法的范围中使用的或产生的数据，其中附图中示例性示出的数据的各个标识在图1的描述中以及在下文中以简化形式表示(例如“S7_Project1”＝“S7_1”)。

具体实施方式

在图1的视图中示意性简化地示出自动化系统10，其以原则上已知的方式和方法确定和设计用于控制和/或监视技术过程12。自动化系统10和技术过程12共同形成自动化解决方案，该方案例如用于在技术过程12期间并且在自动化系统10的控制下自动地制造产品。

技术过程12例如包括用于影响技术过程12的执行器14、执行器16(M)和用于获得关于技术过程12的状态的信息的传感器，其中该技术过程的具体形式是不重要的。技术过程12例如是生产过程、批处理过程等等。

为了控制和/或监视相应的技术过程12，自动化系统10包括至少一个自动化设备20，通常有多个彼此通信连接的自动化设备20、21、22、23、24。自动化设备20-24的类型和自动化系统10的规模在下面同样不重要。

至少一个软件代理30、32被分配给自动化系统10。图1中示出的代理30、32的数量和分布是任意的并且仅可理解为例子。代理30、32例如记录技术过程12中的一个或多个测量值，和/或将技术过程12中的一个或多个执行器14、16激活或去激活，或者执行关于执行器14、16的其他的操控(例如针对速度调节的额定值预设)。

在记录了来自技术过程12的一个或多个测量值的情况下，相应的代理30、32执行读取操作。这种读取操作通常涉及由自动化系统10、即由其所包括的自动化设备20-24中的一个所执行的控制程序40、41、42、43、44。例如为保存在所谓的云端50中的服务52确定该读取操作或多个这种读取操作的结果，并且随后必须将相应的数据传输至云端50。服务52例如是用于存储和/或评估被传输的数据的服务52。

在下文中，对应于常用的术语，称作网关54的转换设备起到自动化系统10一方与云端50一方之间的接口的作用，并因此起到代理30、32与云端50中的服务52之间的接口的作用。该转换设备一方面与自动化系统10直接或间接地连接，例如经由以太网连接，并且另一方面与云端50经由因特网56连接。

至今为止由规划器或编程器手动地配置对于将自动化系统10的代理30、32的数据传输到云端50中、例如传输给服务52所需的信息。根据在此提出的新型方案，这至少部分自动地进行。

作为在此提出的自动得出关于自动化系统10的数据、即自动化系统10中的等级和关系的基础，对于参与的设备和单元来说需要一些初始信息。

网关54接收手动输入的网关配置58形式(图2)的如下信息：网关负责哪些代理30、32(网关知道或必须知道哪些代理30、32)：

AGENT_GW(代理网关)包括{Agent1(代理1)，Agent2(代理2)}。

此外，网关54对于其所负责的该代理或每个代理30、32必须获得其他的信息。例如，网关54必须获得如下信息：哪些数据源使用代理30、32和/或代理30、32能够访问哪些数据源。网关54从云端50获得所述信息，即从保存在云端50中和初始同样手动输入的代理配置60、62(图1和图3)中获得所述信息：

Agent1具有{S7_1,S7_2,UA1}作为数据源，

Agent2具有{S7_3,S7_3}作为数据源。

在相应的设施中，即相应的自动化系统10和/或受控的/被监视的技术过程12中，代理30、32实现关于在那里存在的设备、服务、数据源等的概览并且产生在下文中称作为设备列表64(图4)的列表，该列表具有存在于自动化解决方案(设施)10、12中的且对于代理30、32可联系到的设备、服务等：

AgentX(代理X)查看{P1,P2,S1}，

AgentY(代理Y)查看{P3}。

对于各个控制程序40、41等示例性使用的符号的标识“P1”或“S7_Project1”、“P2”或“S7_Project2”等也被包括在图1的描述中，并且数据源因此例如是在控制和/或监视相应的技术过程12或技术过程12之内的子过程时执行的控制程序40-44、连同由其产生的和/或加工或处理的数据。

同样在自动化解决方案10、12中，网关54确定自动化解决方案10、12的全部对于网关54可联系到的代理30、32，并且产生下面称作为代理列表的列表，即具有自动化解决方案10、12的对于相应的网关54可联系到的代理30、32的列表：

AGENT_GW查看{AgentX,AgentY}。

基于现在存在的数据、即一方面是由用户输入的信息并且另一方面是网关64以及代理列表的自动确定的信息，能够自动地建立两个数据组之间的关联。为了快速概览，将下面的表格中的数据对照列出：

根据输入的信息和自动确定的信息的可识别的一致结构，能够自动地建立两个数据组之间的关联。从其中得到：在输入的信息的范围中称作为“Agent1”的代理必须是在自动确定的信息中表明为“AgentX”的代理30、32(在图1的视图中设有附图标记30)。同样得到：在输入的信息的范围中称作为“Agent2”的代理30、32必须是在自动确定的信息中表明为“AgentY”的代理30、32(在图1的描述中设有附图标记32)。

基于设备列表64和代理配置60、62，网关54能够指派每个代理30、32，代理应从自动化解决方案10、12中取出哪些数据。对于在图1的视图中设有附图标记30的代理“AgentX”，这例如表示：该代理从具有符号标识“S7_Project1”(或“S7_1”)的控制程序40中从数据模块DB1中读出数据字DW10，并且该数据字描述温度(图3：“S7_Project1-->读取DB1.DW10作为温度”)。

对于该指派，代理配置60、62的用于相应代理30、32的相关部分以对于代理30、32可处理的形式加载到相应的代理30、32上。由此配置代理30、32，即在此处选择的实例中为了从自动化解决方案10、12中读取数据而进行配置。在借助于网关54配置代理30、32之前，相应的代理30、32具有关于要读取的(或要写入的)数据的信息。在这种指派/配置的范围中，对于该代理30、32而言存在关于要读取的(或要写入的)数据的全部信息。

除了这种配置数据之外，从云端50加载到代理30、32的数据例如也能够是软件更新。可从云端50加载到代理30、32的数据的其他实例是安全信息和所谓的“入职信息”，也就是代理30、32用于记录与云端50的连接所需的数据。该列举不是排他性的并且能够考虑其他可从云端50下载到代理30、32的数据。

借此，在此提出的方法能够简要地如下描述(用于标识各个步骤的字母在图1的视图中如下)：

第一步骤“A”：在云端50中存在代理配置60、62形式的关于如下的信息：为哪个代理30、32指派哪个任务，即例如收集特定源的数据和在该源之内单一寻址。

第二步骤“B”：由自动化解决方案10、12所包括的代理30、32(AgentX、AgentY)在其局域网中收集关于可联系到的源的信息并且经由网关54提供该信息。

每个代理30、32以及每个网关54能够为此具有第二接口，即一方面到相应的自动化解决方案10、12的接口(设施接口)和另一方面到因特网56的接口(因特网接口)。每个代理30、32在此确定全部连接于所述代理的设施接口的或可经由其联系的设备、服务等。这借助于原理已知的所谓的发现方法来进行。所确定的信息存储在设备列表64中并且传输给网关54。

第三步骤“C”：从收集的信息(设备列表64)一方以及存在于云端50中的代理配置60、62另一方中能够构建代理30、32的等级。

第四步骤“D”：对于所确定的等级，能够将匹配的配置、原始存在于云端50中的代理配置60、62分配给相应的代理30、32。基于由此进行的代理30、32的配置，所述代理能够根据所连接的源的相应配置收集在代理配置60、62中特定的数据。

因此，用户不必单独地配置自动化解决方案10、12的代理30、32。更确切地说，对于其配置所需的数据经由网关54分配。所述网关根据在第三步骤“C”中确定的代理30、32的等级来限定代理配置60、62的确定用于各个代理30、32的配置数据，并且将所述配置数据加载到相应的代理30、32。

尽管在细节上通过优选的实施例详细地阐述和描述了本发明，然而本发明不由所公开的实例限制，并且能够由本领域技术人员从其中推导出其他的变型方案，而不偏离本发明的保护范围。

简短地总结，能够如下描述在此提出的新方案：通过分配给自动化解决方案10、12的代理30、32采集自动化解决方案的环境、即局部可联系到的设备、服务、数据源等的方式，形成设备列表64。该设备列表自动地与在云端50中可用的代理配置60、62比较。在设备列表64中，自动化解决方案10、12的每个代理30、32借助一定程度代表代理30、32的标识的数据来表示。类似的标识包括代理配置60、62。可对比性从如下得出：在代理配置60、62的范围中例如规定：代理30、32应访问哪些数据源。在设备列表64中给出：代理30、32至少能够在物理和通信方面访问哪些数据源。在这种标识在代理配置60、62和设备列表64中一致或充分一致的情况下，包括在代理配置60、62中的配置数据能够传输给相应的代理30、32。以该方式配置/参数化的代理30、32借此原则上能够不仅访问可联系的数据源，而且利用来自代理配置60、62中的数据也获得关于地址、各个数据字等所需的信息。由此根据在此提出的方案自动地配置和/或参数化代理30、32，该代理仅通过能够原则上联系到哪些设备、服务、数据源等来识别。

Claims (4)

1.一种用于自动创建关于自动化系统(10)的数据的方法，

其中，将多个软件代理(30、32)分配给所述自动化系统(10)，其中，所述软件代理(30、32)经由网关(54)与云端(50)连接，

其中，为所述软件代理(30、32)中的每一个分别在所述云端(50)中保存一个代理配置(60、62)，

其中，所述网关(54)接收由所述软件代理(30、32)的至少一部分采集到的数据，所述采集到的数据与所述自动化系统的能由相应的所述软件代理联系到的至少一个设备、服务和/或数据源有关，

其中，在处理来自所述云端(50)的一个或多个代理配置(60、62)以及处理与能由相应的所述软件代理联系到的至少一个设备、服务和/或数据源有关的、所述采集到的数据的范畴中，借助于所述网关(54)配置被分配给所述自动化系统(10)的至少一个软件代理(30、32)，

其中，由所述软件代理(30、32)采集到的所述数据作为设备列表传输给所述网关(54)，

其中，所述网关在处理来自所述云端的所述代理配置(60、62)和所述设备列表期间，自动地识别所述代理配置(60、62)和所述设备列表中的一致性，

其中，基于识别到的所述一致性以及由所述代理配置包括的数据，所述网关(54)最后并且自动执行对于分配给所述自动化系统的所述软件代理的配置。

2.一种计算机程序产品，具有程序代码件，所述程序代码件存储在计算机可读的数据载体上，当借助于作为自动化系统(10)与云端(50)之间的接口起作用的网关(54)执行所述计算机程序产品时，执行根据权利要求1所述的方法的全部步骤。

3.一种数字式存储介质，具有能电子读取的控制信号，所述控制信号能够与作为自动化系统(10)与云端(50)之间的接口起作用的网关(54)共同工作以执行根据权利要求1所述的方法。

4.一种网关(54)，所述网关作为自动化系统(10)与云端(50)之间的接口起作用，并且所述网关包括处理单元以及存储器，其中，根据权利要求2所述的计算机程序产品加载到所述存储器中，在所述网关(54)运行时由所述网关的处理单元执行所述计算机程序产品。

Images