CN110678848B - 跨装置的通用数据访问 - Google Patents

Abstract

一种用于向工业生产环境中的其他装置提供对本地存储的过程映像数据的访问的系统，包括多个控制器装置和过程映像主干。每个相应的控制器装置包括以下内容：包括过程映像区域的易失性计算机可读存储介质；非易失性计算机可读存储介质；控制程序，被配置为向生产单元提供操作指令；输入/输出部件，被配置为在每个扫描周期期间或在一个或多个事件发生时以与生产单元相关联的过程映像数据项来更新过程映像区域；以及历史数据记录部件，被配置为将过程映像区域的过程映像数据项在本地存储为非易失性计算机可读存储介质中的时间序列数据。过程映像主干为多个控制器提供对每个可编程逻辑装置的过程映像数据项的统一访问。

Description

跨装置的通用数据访问

技术领域

本公开主要涉及使用过程映像主干提供在多个自动化装置上对过程映像数据的通用访问。各种系统和方法可以被应用于工业自动化应用，以及使用控制器的各种其他应用。

背景技术

控制器为专用计算机控制系统，其被配置为执行连续采集关于输入装置状态的数据以控制输出装置的状态的软件。控制器的示例包括可编程逻辑控制器、运动控制器、CNC、智能I/O和驱动控制器。控制器通常包括三个主要部件：处理器(可包括易失性存储器)、包括应用程序的易失性存储器以及用于连接到自动化系统中的其他装置的一个或多个输入/输出(I/O)端口。现代控制器拥有自己的过程映像和数据历史记录。此外，这些系统通常具有专有数据访问接口，以便于自动化系统之间的跨层(垂直)数据访问。

对于数据管理和数据分析任务，以及允许机器协作解决一项任务的控制任务，重要的是纵向和横向访问所有自动化系统获得数据。然而，传统的自动化系统遵循金字塔结构，其要求将所有原始数据(数百万个采样点)从控制器传送到上层(例如，SCADA或MES级别)的历史记录。将数据推入较高级别会降低数据的分辨率和简便性，进而限制从控制器行为中提取情报的分析的有效性并增加干预控制优化的控制过程中的延迟。在传统系统中，控制器基于对过程数据和控制器逻辑的特权访问来支持深度数据分析的能力未得到充分利用。后者是由于静态控制器逻辑/配置，其当前不支持控制逻辑的动态自适应变化或后调试阶段变化，并且在需要时也不支持对其他控制器的数据和语境的感知。

另外，通常需要不同的数据适配器来从连接到自动化系统的每个装置中提取信息。没有相对透明的机制可以跨自动化装置和层提供数据访问，以进行数据管理和数据分析任务。此外，一些自动化系统甚至不提供这种访问，并且需要解析输出文件以提取相关数据。

发明内容

本发明的实施方式通过提供与使用过程映像主干的跨自动化装置的通用数据访问相关的方法、系统和装置来解决和克服一个或多个上述缺点和缺陷。过程映像主干统一来自不同装置或不同运行时的数据访问，并用作不同运行时之间的去耦交互的媒介。本文描述的技术特别适合于但不限于各种工业自动化应用。

根据一些实施方式，一种用于向工业生产环境中的其他装置提供对本地存储的过程映像数据的访问的系统包括多个控制器装置和过程映像主干。每个相应的控制器装置包括以下内容：包括过程映像区域的易失性计算机可读存储介质；非易失性计算机可读存储介质；控制程序，被配置为向生产单元提供操作指令；输入/输出部件，其被配置为在每个扫描周期期间或在一个或多个事件发生时以与生产单元相关联的过程映像数据项来更新过程映像区域；以及历史数据记录部件，其被配置为将过程映像区域的过程映像数据项在本地存储为非易失性计算机可读存储介质中的时间序列数据。过程映像主干为多个控制器提供对每个可编程逻辑装置的过程映像数据项的统一访问。在一些实施方式中，控制器的控制程序还被配置为(i)使用过程映像主干从第二控制器检索一个或多个过程映像数据项，以及(ii)使用检索到的一个或多个过程映像数据项来生成生产单元的操作指令。

可以使用各种技术来实现前述系统中的过程映像主干。例如，在一些实施方式中，主干包括多个过程映像主干实例，每个过程映像主干实例位于一个控制器装置上。每个实例可包括例如数据注册表，该数据注册表包括语义地描述存储在控制器上的过程映像数据项的一个或多个对象。每个控制器可周期性地(例如，在控制器启动时，在控制器的循环更新时，或在数据注册表的修改时)将其数据注册表发送到其他控制器。替代地(或另外地)，可以响应于浏览注册表内的一个或多个数据标签的请求来发送数据注册表。控制器之间的传输可以例如使用多播消息或广播消息进行。

在前述系统的一些实施方式中，位于每个控制器上的过程映像主干实例包括实现发布-订阅消息传递模式的消息传递部件，用于在多个控制器之间发送过程映像数据项。该消息传递部件可以包括一个或多个队列，用于发布过程映像数据项以供订阅控制器接收，其中每个队列与特定过程映像数据项或特定类型的过程映像数据项相关联。

根据本发明的另一方面，一种用于向工业生产环境中的其他装置提供对本地过程映像数据的访问的方法包括：执行控制程序的控制器，该控制程序被配置为在多个扫描周期内向生产单元提供操作指令，并且在每个扫描周期期间以与生产单元相关联的数据来更新过程映像区域。控制器将过程映像数据项存储到第一控制器上的本地非易失性计算机可读介质中，并使用过程映像主干实例来向一个或多个第二控制器提供对存储的过程映像数据项的访问。该方法还可包括：控制器使用过程映像主干实例从第二控制器检索一个或多个过程映像数据项，然后使用检索的一个或多个过程映像数据项来生成生产单元的操作指令。

在前述方法的一些实施方式中，位于第一控制器上的过程映像主干实例包括数据注册表，该数据注册表包括描述存储在控制器上的过程映像数据项的一个或多个数据标签。可以采用类似于上面所讨论的关于用于提供对本地存储的过程映像数据的访问的系统的那些技术在每个控制器之间传输数据注册表。

根据其他实施方式，一种用于访问存储在工业生产环境中的装置上的本地过程映像数据的方法包括计算装置，该计算装置接收数据注册表，该数据注册表包括语义地描述存储在工业生产环境中的控制器上的过程映像数据项的一个或多个对象，并使用数据注册表生成对过程映像数据项的请求。计算装置经由连接控制器和计算装置的网络将请求发送到控制器；并且响应于该请求，经由网络从控制器接收过程映像数据项。

通过参考附图进行的说明性实施方式的以下详细描述，本发明的附加特征和优点将变得显而易见。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本发明的前述和其他方面。出于说明本发明的目的，在附图中示出了目前优选的实施方式，但是应该理解，本发明不限于所公开的特定手段。附图中包括以下图：

图1提供示出工业自动化系统的架构图，其中现场实体和其他自动化装置通过过程映像主干连接；

图2提供根据一些实施方式的控制器的概念视图；

图3提供可在一些实施方式中用于显示过程映像注册表数据的标签浏览器GUI的示例；

图4A提供连接到过程映像主干的装置如何使用过程映像注册表的多播或广播来了解其邻居的功能的示例；

图4B提供连接到过程映像主干的装置如何使用装置标识符的多播或广播来了解其邻居的功能的示例；以及

图4C提供连接到过程映像主干的装置如何通过将过程映像注册表存储在网关服务器上来了解其邻居的功能的示例。

具体实施方式

本文描述了系统、方法和装置，其主要涉及使用过程映像主干提供对在多个自动化装置上的过程映像数据的通用访问。过程映像主干为一种中间件形式，其实质上将自动化环境中的不同控制器和其他现场装置的运行时环境“粘合”在一起。使用过程映像主干，各种装置在概念上共享一个大的过程映像。因此，装置可以以与装置的本地过程映像数据基本相同的方式与远程装置的过程映像数据交互。如下面进一步详细描述的，可以使用各种技术来支持由过程映像主干提供的透明度和连接性。例如，使用为数据源提供专利的标识符来标记数据。可以与计算机系统进行类比，其中在一些实施方式中可以使用“C：/file.txt”来寻址本地文件，并且可以使用“/REMOTE_COMPUTER/C/file.txt”来寻址远程文件。通过标记所有过程映像数据，可以编写对过程映像数据的位置不可知的控制程序。为了支持存储数据的不同装置之间的通信，稳健网络与诸如基于发布/订阅的方法的消息传递技术被结合使用。因此，不仅可以由程序直接引用数据，还可以交付数据以满足控制程序的执行要求。

图1提供示出工业自动化系统100的架构图，其中现场实体和其他自动化装置通过过程映像主干连接。过程映像主干(PIB)统一来自不同装置或不同运行时的数据访问，并用作不同运行时之间的去耦交互的媒介，因此称为“主干”。PIB补充经由诸如OPC统一架构(OPC UA)的系统可用的功能。例如，在OPC UA中，仍然需要配置；使用PIB，数据可用并在语义上进行描述使得其可以被使用。

在PIB中，过程映像或数据历史记录被集成到公共过程映像中，而不是集成到各个运行时的本地过程映像中。PIB提供用于浏览工业自动化系统100的所有节点上的系统中的所有数据标签和时间序列数据的接口。每个应用都必须访问过程映像主干的本地访问点。PIB负责映射到本地过程映像或本地历史数据记录、或远程过程映像或远程历史数据记录。

在图1的示例中，示出了七个现场实体，包括控制器、CNC装置、运动控制器、驱动器控制器和智能I/O装置。每个现场实体包括在app容器中执行的一个或多个软件应用(或“app”)。需指出，在这种情况下使用app对于经由PIB实现通用数据访问是完全可选的。因此，类似于图1的架构可以用不提供app功能的更传统的控制器来实现。

继续参考图1，每个现场实体还包括存储在app环境中生成的数据的嵌入式历史数据记录和存储app(在其被执行时)的输入、输出等的过程映像(图1中未示出)。过程映像主干实际上为公共过程映像，它充当现场实体的不同运行时之间的去耦交互的媒介。在结构上，每个现场实体在本地维护其本地过程映像以及用于与其他现场实体实时或接近实时通信的软件实例。在一些实施方式中，通过过程映像主干可访问的数据限于在任何给定时间存在于每个装置的过程映像中的数据。然而，在其他实施方式中，过程映像主干还可以用于访问每个装置的嵌入式历史数据记录。因此，可以经由过程映像主干访问时间序列数据的窗口。

继续图1的示例，过程映像主干跨装置IT级装置(诸如监控和数据采集(SCADA)和人机接口(HMI)系统(例如，图1中的WINCC/PCS7和SIMATIC IT))来实现。通过与这些IT级装置连接，第三方现场实体可以间接访问过程映像主干。因此，例如，现有的现场实体不一定需要对其控制程序或架构进行重大改变以支持过程映像主干访问；相反，现有的现场实体可以接收其他IT级数据的方式接收该数据。在IT级别实施过程映像主干还允许第三方IT应用访问过程映像主干数据。因此，在一些实施方式中，可以创建桌面或移动app以访问主干和查看过程映像数据的窗口。这些app可以使用诸如TCP、开放式数据库连接(ODBC)和/或OPC统一架构(UA)等协议、使用本地内联网(例如，经由以太网实现)和/或一个或多个互联网与IT级装置通信。

图1中所示的系统还提供了IT级的过程映像主干的可访问性，继而便于通过诸如HANA/Hadoop的大数据平台处理过程映像数据。例如，这可以用于使用在现场级别不可用的处理资源来对并行计算环境(例如，NVIDIA)中的自动化系统操作进行分析。

图2提供根据一些实施方式的控制器200的概念视图。过程映像225为控制器的CPU易失性系统存储器中的存储区域，其基于与生产装置相关联的数据(例如，连接的I/O的输入和输出)在每个处理/扫描周期中更新。在每个处理步骤中，控制应用230读取过程映像部件225、执行部署的应用逻辑，并将结果写回过程映像部件225。

继续参考图2，由历史数据记录部件220读取每个周期的过程映像并将其永久地在本地存储在非易失性物理存储介质上。另外，历史数据记录部件220可另外存储与过程映像数据有关的语境信息(下面参考语境化部件215进行描述)。历史数据记录部件220可以被配置为部署数据压缩算法以减少数据量并为应用提供对过去过程映像的访问。可以针对固定时间窗口存储数据，或者在线算法被用于实现动态高速缓存启发法。作为历史数据记录部件220的一部分，智能数据生成算法可以连续地分析过程映像和语境，以调整连接的I/O的数据生成参数(例如，采样率)。例如，对于快速变化的传感器信号，可以选择高采样率，而对于缓慢变化的传感器信号，较低的采样率就足够了。

数据分析部件205被配置为执行一个或多个推理算法以用于分析在过程映像主干上本地和远程地存储的数据。各种数据推理算法可以被包括在数据分析部件205中。例如，在一些实施方式中，这些算法包括聚类、分类、基于逻辑的推理和统计分析算法中的一者或多者。此外，可以经由可以在运行时期间在装置上部署的模型来指定算法。数据分析部件205还可以包括各种分析模型和解释这些模型的专用算法。由数据分析部件205生成的结果可以被存储在历史数据记录部件220中、写回到过程映像部件225和/或经由PIB实例210提供给外部部件。因此，控制器200可以被视为用于向自动化系统中的其他装置提供分布式分析的装置。

语境化部件215被配置为通过利用自动化系统语境信息对过程映像部件225的内容进行注释来生成语境化数据，以便于其稍后的解释。本文使用的语境信息可以包括描述数据含义的任何信息。例如，自动化系统中的数据的语境可以包括关于生成数据的装置(例如，传感器)、关于自动化系统的结构(例如，工厂的拓扑)、关于系统的工作模式(例如，停机事件)、关于自动化软件及其在生成数据时的状态和/或关于在生成数据时产生的产品/批次的信息。语境化部件215被配置为向任何其他部件提供数据以用于更具体的处理需求。由语境化部件215生成的语境信息可以不限于资产结构，而是还可以包括控制知识、产品特定信息、过程信息、事件信息以及可能的其他方面，诸如天气信息的外部事件。可以从工程工具(例如，西门子全集成自动化工具)导入一些语境信息。另外，在一些实施方式中，语境化部件215提供语义语境化。语境可以由形式化定义的语言结构含义的标准建模语言(例如，Web本体语言、资源描述框架)表示。使用这些语义建模标准对数据进行语境化，使业务分析应用能够自动理解和解释自动化系统提供的数据，而无需手动配置。

由控制器200的部件捕获或生成的任何数据可以经由PIB实例210提供给外部部件，PIB实例经由本文讨论的过程映像主干将控制器200连接到自动化系统中的其他装置。如图1所示，PIB实例210包括数据注册表212和消息传递部件214。数据注册表212提供控制器中可用的过程映像数据的列表。该数据存储在历史数据记录220或过程映像225本身中。在一些实施方式中，数据注册表212为使用诸如可扩展标记语言(XML)的格式在本地存储在控制器上的一个或多个数据文件。控制器200可以通过提供数据注册表212、文件或其一部分来响应来自自动化系统中的其他装置的标签浏览请求。例如，如果装置仅请求数据注册表212的特定部分，则可以解析文件并且可以返回整个文件的适当子集。可以在运行时之前或在运行时填充数据注册表212的内容。例如，当首次启动和初始化控制器200时，可以填充文件的内容。另选地，可以每个扫描周期或在某个其他间隔内更新文件。在一些实施方式中，不是存储文件，而是根据请求动态地生成数据注册表212。因此，在这些实施方式中，数据注册表212包括一个或多个进程，这些进程快速扫描控制器的运行时环境以填充数据文件，该数据文件然后可用于响应该请求。

PIB实例210中的消息传递部件214提供通过连接自动化系统装置的过程映像主干来传送注册表和其他数据的方式。消息传递部件214的确切实施方式可以取决于网络技术的可用性和系统的需要而变化。例如，在一些实施方式中，消息传递部件214实现本领域公知的一个或多个传输层协议，诸如TCP、UDP、DCCP、SCTP和/或RSVP。消息传递部件214包括允许基于实时要求或保证的服务质量来选择传输协议的功能。例如，对于近实时通信，默认情况下可以使用UDP，而TCP用于具有更宽松的时序要求但需要额外可靠性的通信。消息传递部件214还包括用于利用所实现的传输层协议来执行广播或多播通信的功能。因此，例如，消息传递部件214也可以为控制器200，以向自动化系统中的其他装置广播唯一标识符。

在一些实施方式中，消息传递部件214还实现发布/订阅消息传递。如本领域通常所理解的，发布-订阅消息传递方案为消息的发送者或“发布者”将消息表征为类别或类型的方案。在生成数据时，消息被放置在特定于类别或特定于类型的队列中。装置“订阅”队列中可用的数据。因此，消息传递部件214可以被可视化为包括多个队列，每个队列与一个或多个订阅者相关联。在发布者将数据输入队列之后，将数据传输到队列的每个订阅者。在一些实施方式中，消息传递部件214提供基于语境的发布-订阅功能。例如，其他装置可以订阅特定数据标签。与该标签相关的数据被放置在队列中，该队列继而被用于生成至一个或多个订阅装置的消息。可替代地或另外地，消息传递部件214可以实现基于主题的队列。例如，控制器200可以将由控制应用230生成的所有警报发布到特定队列中以便传输给某些订阅者。

在一些实施方式中，消息传递部件214可以允许控制器200在更传统的客户端-服务器消息传递方案中操作。因此，自动化系统中的装置可以向控制器200发送HTTP GET请求，其由消息传递部件214处理。消息传递部件214可以使用诸如代表性状态转移(REST)的web服务技术来促进使用一组预定义的无状态操作对控制器资源的访问。尽管过程映像主干通常被设计为提供对控制器数据的只读访问，但是在也授予写访问的实施方式中，消息传递部件214可以包括用于支持HTTP命令的附加功能，诸如POST、PUT、DELETE等。

值得注意的是，控制器200的各种部件连接到图2中所示的PIB实例210。这允许在操作期间直接利用来自其他控制器或自动化环境中的其他装置的数据。例如，语境化部件215可以使用经由过程映像主干从其他装置获取的数据来语境化来自过程映像225的数据。类似地，控制应用230可以以允许外部生成的数据集成在逻辑中的方式编码。例如，控制应用230可以包括从第二控制器检索数据的逻辑(例如，经由GET请求)。然后可以在控制应用230中使用该数据来执行操作，就像数据是在本地生成一样。例如，控制应用230内的条件操作可以取决于来自自动化系统中的第二控制器的数据。

在2014年8月25日提交的题为“可编程逻辑控制器”的美国专利申请号14/467,125；在2014年10月30日提交的题为“在可编程逻辑控制器中使用软传感器”的PCT专利申请号PCT/US14/63105；在2014年10月29日提交的题为“用于基于控制知识的自动压缩算法选择和参数调整的系统和方法”的PCT专利申请号PCT/US14/62796中提供了可以与图2所示控制器的不同实施方式结合使用的控制器特征的附加示例。上述每个申请的全部内容通过引用并入本文。

图3提供可以在一些实施方式中用于显示过程映像注册表数据的标签浏览器GUI300的示例。标签浏览器可以包括在GUI中所包括的更广泛的工具中。例如，在图3中，诸如语境管理、诊断、历史数据记录访问的附加功能在标签浏览器GUI 300中与标签特定功能一起可用。下拉列表305允许用户选择特定的自动化装置。在该示例中，标签浏览器GUI 300被设置为位于地址192.1.2.3处的自动化装置MD14Z43DC。基于下拉列表305的选择，在部分310中列出了各种注册表项。这里的注册表项为自动化装置MD14Z43DC上可用的数据变量。例如，“/MD14Z43DC(192.1.2.3)/Root/Historian/#Electricity_Demand”用于表示存储在MD14Z43DC的历史数据记录中的称为“电力需求”的变量。需指出，为每个注册表项提供了完整路径信息。该路径信息可用于形成对数据项的请求。因此，控制器可以向控制器MD14Z43DC发送请求以订阅来自“/MD14Z43DC(192.1.2.3)/Root/Historian/#Electricity_Demand”的所有数据更新。然后，当生成新的电力需求数据时，它可以自动地传递给订阅控制器。

图4A-图4C提供连接到过程映像主干的装置如何能够了解其邻居的功能的一些示例。这些示例说明了如何以“即插即用”的方式实现与过程映像主干的连接。这些示例均包括经由过程映像主干连接的三个控制器(标记为α、β和δ)。假设最近已将控制器α添加到过程映像主干或已对控制器α进行配置改变(例如，对已安装控制应用的更新)。在图4A中，控制器α将其新的过程映像注册表多播或广播到控制器β和δ。然后，过程映像注册表由控制器β和δ本地存储，并且可以用于请求存储在控制器α上的数据。图4B类似于图4A；然而，控制器α不是分配整个注册表，而是仅分配允许控制器β和δ访问其数据的地址或其他唯一标识符。与图4A一样，控制器β和δ将唯一标识符本地存储在它们各自的存储系统上。图4C包括网关服务器或其他计算装置，其存储过程映像注册表和/或用于连接到过程映像主干的所有装置的唯一标识符。因此，在该示例中，服务器将存储控制器α、β和δ的过程映像注册表。如果控制器想要从主干上的另一台机器访问数据，它可以请求连接的机器和/或它们各自的注册表的列表。

本文描述的由嵌入式控制器使用的处理器可以包括一个或多个中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)或本领域中已知的任何其他处理器。更一般地，本文使用的处理器为用于执行存储在计算机可读介质上的机器可读指令、用于执行任务的装置并且可以包括硬件和固件中的任何一者或其组合。处理器还可以包括存储器，其存储可执行以执行任务的机器可读指令。处理器通过操纵、分析、修改、转换或发送信息以供可执行程序或信息装置使用，和/或通过将信息路由到输出装置来对信息起作用。处理器可以使用或包括例如计算机、控制器或微处理器的能力，并且可以使用可执行指令来调节以执行不由通用计算机执行的专用功能。处理器可以与任何其他处理器联接(电联接和/或包括可执行部件)，其中任何其他处理器能够在其间进行交互和/或通信。用户界面处理器或产生器为包括电子电路或软件或两者的组合用于产生显示图像或其部分的已知元件。用户界面包括一个或多个显示图像，使得用户能够与处理器或其他装置进行交互。

本文描述的包括但不限于嵌入式控制器和相关的计算基础设施的各种装置可以包括至少一个计算机可读介质或存储器，其用于保存根据本发明的实施方式编程的指令并用于包含数据结构、表格、记录或本文描述的其他数据。本文使用的术语“计算机可读介质”是指参与向一个或多个处理器提供指令以供执行的任何介质。计算机可读介质可以采用许多形式，包括但不限于非暂时性、非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质的非限制性示例包括光盘、固态驱动器、磁盘和磁光盘。易失性介质的非限制性示例包括动态存储器。传输介质的非限制性示例包括同轴电缆、铜线和光纤，包括构成系统总线的导线。传输介质也可以采用声波或光波的形式，诸如在无线电波和红外数据通信期间产生的那些声波或光波。

本文使用的可执行应用包括用于支配处理器以实现预定功能的代码或机器可读指令(例如，响应于用户命令或输入)，诸如操作系统、语境数据采集系统或其他信息处理系统的那些代码或机器可读指令。可执行程序为用于执行一个或多个特定过程的代码段或机器可读指令、子例程或代码的其他不同部分或可执行应用的一部分。这些过程可包括接收输入数据和/或参数，对接收的输入数据执行操作和/或响应于接收的输入参数执行功能，并且提供所得输出数据和/或参数。

本文使用的图形用户界面(GUI)包括一个或多个显示图像，其由显示处理器生成并使用户能够与处理器或其他装置进行交互并且具有相关的数据采集和处理功能。GUI还包括可执行程序或可执行应用。可执行程序或可执行应用支配显示处理器以生成表示GUI显示图像的信号。这些信号被提供给显示装置，该显示装置显示图像供用户观看。在可执行程序或可执行应用的控制下，处理器响应于从输入装置接收到的信号操纵GUI显示图像。以这种方式，用户可以使用输入装置与显示图像交互，使得用户能够与处理器或其他装置进行交互。

本文的功能和处理步骤可以响应于用户命令自动地、全部地或部分地执行。响应于一个或多个可执行指令或装置操作而无需用户直接启动活动，执行自动执行的活动(包括步骤)。

图中的系统和过程不是唯一的。可以根据本发明的原理导出其他系统、过程和菜单以实现相同的目的。尽管已经参考特定实施方式描述了本发明，但是应该理解，本文示出和描述的实施方式和变化仅用于说明目的。在不脱离本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以实现对当前设计的修改。如本文所述，可以使用硬件部件、软件部件和/或其组合来实现各种系统、子系统、代理、管理器和过程。本文中的任何权利要求要素都不应根据35U.S.C.112第六款的规定来解释，除非使用短语“用于...的装置”明确叙述该要素。

Claims (10)

1.一种用于向工业生产环境中的其他装置提供对本地存储的过程映像数据的访问的系统，所述系统包括：

多个控制器装置，其中，每个相应的控制器装置包括：

包括过程映像区域的易失性计算机可读存储介质；

非易失性计算机可读存储介质；

控制程序，其被配置为向生产单元提供操作指令；

输入/输出部件，其被配置为在每个扫描周期期间或在一个或多个事件发生时以与所述生产单元相关联的过程映像数据项来更新所述过程映像区域；

历史数据记录部件，其被配置为将所述过程映像区域的过程映像数据项在本地存储为所述非易失性计算机可读存储介质中的时间序列数据；以及

过程映像主干，其向所述多个控制器装置提供对每个可编程逻辑装置的所述过程映像数据项的统一访问，其中，所述多个控制器装置的第一控制器装置的控制程序被配置为使用所述过程映像主干从第二控制器装置检索一个或多个所述过程映像数据项，并且使用所检索到的一个或多个所述过程映像数据项来生成所述生产单元的所述操作指令。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述过程映像主干包括多个过程映像主干实例，每个过程映像主干实例位于所述多个控制器装置中的一个控制器装置上。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，位于每个控制器上的所述过程映像主干实例包括数据注册表，所述数据注册表包括语义地描述存储在所述控制器上的所述过程映像数据项的一个或多个对象。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述过程映像主干实例被配置为使用多播消息或广播消息向每个其他控制器提供数据注册表。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述多播消息或所述广播消息在启动所述控制器时发送。

6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述多播消息或所述广播消息在所述控制器的周期更新时发送。

7.根据权利要求4所述的系统，其中，所述多播消息或所述广播消息在所述控制器修改所述数据注册表时发送。

8.根据权利要求2所述的系统，其中，位于每个控制器上的所述过程映像主干实例包括实现发布-订阅消息传递模式的消息传递部件，用于在多个控制器之间传送过程映像数据项。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述消息传递部件包括一个或多个队列，用于发布过程映像数据项以供订阅控制器接收，其中，每个队列与特定过程映像数据项相关联。

10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述消息传递部件包括一个或多个队列，用于发布过程映像数据项以供订阅控制器接收，其中，每个队列与特定类型的过程映像数据项相关联。