CN113946143A - 工业自动化代理设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工业自动化代理设备。用于执行工业自动化控制的系统可以包括生成根据第一协议格式化的第一组数据的第一设备和生成自动化命令的第二设备。自动化命令可以基于第一组数据控制第一设备。第二设备可以解释根据第二协议格式化的数据。该系统可以包括耦接在第一设备与第二设备之间的代理系统，以转换在设备之间通信的数据，例如第一组数据、自动化命令或两者。例如，与根据第一协议进行格式化相反，代理系统可以发送生成的数据组，以将第一组数据传输至根据第二协议格式化的第二设备。

Description

工业自动化代理设备

技术领域

本公开内容总体上涉及用于控制工业自动化系统内的设备的系统和方法。更具体地，本公开内容的实施方式涉及用于代理系统的系统和方法，该代理系统可以将工业自动化系统的控制设备与工业自动化设备之间的感测数据、状态等转化成工业环境内的控制和通信系统的部署。

背景技术

使用自动化控制和监测系统来管理和操作工业自动化系统，特别是在工业自动化环境中。这种应用可能包括为各种致动器(例如阀、电动机等)供电，并且经由传感器收集数据。自动化控制和监测系统可以包括一个或更多个部件，例如编程终端、自动化控制器、输入/输出(I/O)模块、通信网络、人机接口(HMI)终端等，以控制工业自动化系统的操作。

通常，通信系统被部署在工业自动化系统中，以允许工业自动化设备与控制和监测系统进行通信。然而，一些工业自动化系统在通过硬连线的连接或编程的通信路径进行设备控制的方面受到限制。这些硬连线的连接或编程的通信路径可能需要花费时间来维护，并且在更换组件或向系统中添加新组件时很难处理，因为有时需要重新布线来为新组件腾出空间。此外，相应的控制系统和/或监测系统可以各自转换接收的来自工业自动化设备的信号，从而引起转换操作的全系统重复。这些转换操作可能效率低下，这是因为从工业自动化设备接收数据的每个控制和监测系统可能重复相同(或相似)的转换。因此，期望用于工业自动化系统的转换操作的改进的系统和方法。

该部分旨在向读者介绍可能与下面描述和/或要求保护的本技术的各个方面相关的领域的各个方面。相信该讨论有助于向读者提供背景信息，以有助于更好地理解本公开内容的各个方面。因此，应当理解，要从这个角度来理解这些陈述，而不应视为对现有技术的承认。

发明内容

下面阐述本文中公开的特定实施方式的概述。应当理解，呈现这些方面仅仅是为了向读者提供这些特定实施方式的简要概述，并且这些方面不旨在限制本公开内容的范围。实际上，本公开内容可以包括可能未在下面阐述的多个方面。

在一个实施方式中，系统可以包括可以生成根据第一协议格式化的第一组数据的第一工业自动化设备和可以生成自动化命令的第二工业自动化设备。自动化命令可以用于至少部分地基于第一组数据来控制第一工业自动化设备。第二工业自动化设备可以解释根据与第一协议相反的第二协议格式化的数据。该系统可以包括耦接在第一工业自动化设备与第二工业自动化设备之间的代理系统。代理系统可以根据第一协议从第一工业自动化设备接收第一组数据。代理系统可以将第一组数据从第一协议转换为第三协议，从而根据第三协议生成第二组数据。代理系统可以将第二组数据存储在存储部件中。响应于确定第二工业自动化设备正在寻找第一组数据，代理系统可以将第二组数据从第三协议转换为第二协议，从而生成第三组数据。代理系统可以根据第二协议将第三组数据传输至第二工业自动化设备。

在另一实施方式中，方法包括经由处理器从第一设备接收根据第一协议格式化的第一组数据。第一设备可以响应于从处理器接收到第一控制信号而生成第一组数据。该方法还可以包括至少部分地基于第一组数据经由处理器生成根据第二协议格式化的第二组数据。该方法还可以包括经由处理器将第二组数据存储在存储部件中，并且经由处理器生成根据基于第二组数据的第三协议格式化的第三组数据。生成第三组数据可以响应于检测到第二设备是第一组数据的订阅者而发生。第二设备可以基于根据第三协议格式化的数据进行操作。该方法可以包括经由处理器将第三组数据传输至第二设备。第二设备可以基于第三组数据生成根据第三协议格式化的第二控制信号以传输至代理系统。

在又一实施方式中，一种非暂态计算机可读存储介质，包括处理器可执行例程，该处理器可执行例程在由处理器执行时，使处理器执行包括从第一设备接收根据第一协议格式化的第一组数据的操作。第一设备可以生成第一组数据作为由第一设备执行的感测操作的一部分。操作可以包括基于第一组数据生成根据第二协议格式化的第二组数据。操作还可以包括基于第二组数据生成根据第三协议格式化的第三组数据。操作还可以包括将第三组数据传输至可以根据第三协议操作的第二设备。第二设备可以基于第三组数据确定要应用于第一设备、第三设备或两者的操作的调整。

附图说明

当参照附图阅读以下具体实施方式时，本公开内容的这些和其他特征、方面和优点可能变得更好理解，其中，贯穿整个附图相同的附图标记表示相同的部分，在附图中：

图1是根据实施方式的示例工业自动化系统的透视图；

图2是根据实施方式的图1的工业自动化系统的代理系统的框图；

图3是根据实施方式的图2的代理系统的示例的框图；

图4是根据实施方式的用于将数据从第一通信协议转换为第二通信协议的方法的流程图；

图5是根据实施方式的用于使用图2的代理系统来控制图1的工业自动化设备的操作的方法的流程图；

图6是根据实施方式的图2的代理系统的附加示例的框图；以及

图7是根据实施方式的用于使用图2的代理系统来验证用于通信的设备的方法的流程图。

具体实施方式

下面将描述本公开内容的一个或更多个具体实施方式。为了提供对这些实施方式的简要描述，可能在说明书中没有描述实际实现的所有特征。应当理解的是，在任何这样的实际实现的开发中，如在任何工程或设计项目中，都必须做出许多特定于实现的决策，以实现开发人员的特定目标，诸如符合与系统相关的约束和与业务相关的约束，这些约束可能因实现的不同而变化。此外，应当理解，这样的开发努力可能是复杂且耗时的，但对于受益于本公开内容的普通技术人员而言，这将是设计、制造和生产的例行任务。

在介绍本公开内容的各种实施方式的元素时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”旨在意指存在一个或更多个元素。术语“包含”、“包括”和“具有”旨在是包括性的，并且意指可能存在除了所列出的元素之外的另外的元素。下面将描述本文描述的本实施方式的一个或更多个具体实施方式。为了提供对这些实施方式的简要描述，可能不在说明书中描述实际实现的所有特征。应当理解的是，在任何这样的实际实现的开发中，如在任何工程或设计项目中，都必须做出许多特定于实现的决策，以实现开发人员的特定目标，诸如符合与系统相关的约束和与业务相关的约束，这些约束可能因实现的不同而变化。此外，应当理解，这样的开发努力可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开内容的普通技术人员而言，这将是设计、制造和生产的例行任务。

本公开内容总体上涉及设置在工业自动化系统中的代理系统，该工业自动化系统可以从工业自动化设备接收数据并且将数据传输至控制系统。通信系统有时部署在工业自动化系统中，以支持控制系统与工业自动化设备之间的数据的通信。然而，一些工业自动化系统被限制成使用硬连线的连接或某些特定的通信协议(例如，有线或无线)，以从设备传输或接收数据。在工业自动化系统的寿命内用于维护这些物理或无线通信的耦接可能是困难的或耗时的，这是因为例如，每次进行更换或修理时，设备之间的每个耦接都可能被更新。此外，当在使用不同通信协议的端点之间传送信息时，工业自动化系统内的各个设备可以在接收信号时转换来自其他设备的信号。由于每个设备可以执行其自己的转换操作，因此可能会发生重复的转换操作。此外，如果一个设备在过时的固件或软件版本上操作和/或不具有接收根据不同设备使用的协议格式化的通信的能力，则这两个设备可能无法通信。

出于这种考虑，可以通过使用代理系统来改进工业自动化系统的操作。例如，代理系统可以集中转换操作，并且支持控制系统与工业自动化设备之间的报告的发布订阅系统。代理系统可以通过利用公共协议(例如，公共协议和/或公共通信格式)和数据存储来减少执行的转换操作的数量。代理系统还可以存储数据转换的库，以允许不同格式之间的转换。以这种方式，来自工业自动化设备的数据可以在传输至控制系统之前被转换成公共协议并且被存储。当将存储的数据传输至控制系统时，代理系统可以将存储的数据从公共协议转换成由控制系统使用的协议，从而减少由控制系统执行的转换的数量(例如，转换的总数量)。实际上，当与存储的数据对应的数据被多个控制系统订阅时，数据被多个控制系统中的每一个转换(例如，转换成公共协议)一次而不是多次。

当在控制系统和/或工业自动化设备的部件之间传送信息时，相应的控制系统和相应的工业自动化设备可以使用不同的通信协议。代理系统因此能够在多种通信协议与公共协议之间进行转换。当从工业自动化设备接收数据时，代理系统可以将接收到的数据转换为公共协议，并且存储接收到的数据。代理系统可以将存储的数据从公共协议转换成由控制系统使用的用于分析和控制操作的通信协议。

在一些情况下，控制系统可以订阅由代理系统接收、存储在代理系统上或者可由代理系统访问的数据。例如，控制系统可以订阅代理系统可访问的特定类型的数据，并且可以从代理系统自动接收指定类型的数据。代理系统可以将数据直接传输至控制系统，例如通过在控制系统与代理系统之间耦接的专用数据通道。

在一些情况下，代理系统可以通过网络信道与控制系统通信。网络信道可以与互联网协议(IP)通信相关联，并且可以使得耦接至网络信道的一个或更多个设备能够选择性地接收通过网络信道传输的信息，例如基于数据的特性(例如，数据的标识符、描述数据并且与随数据传输的元数据)。以这种方式，代理系统可以从工业自动化设备接收数据、转换数据、并且将经转换的数据发布至网络信道。控制系统可以通过网络信道耦接至代理系统，并且确定相关的或订阅的数据何时通过网络信道传输，例如基于对数据特性的解释。然而，在一些系统中，网络信道可以基于控制系统的订阅将数据路由至控制系统，可以基于由代理系统向网络信道传输的数据来将一些或全部数据发送至控制系统等。然而，在这些情况中的任何一种情况下，使用能够在相应部件的通信格式之间转换数据的代理系统从工业自动化设备和控制系统传输数据。

有时，代理系统可以促进控制系统与工业自动化设备之间的双向通信。实际上，控制系统可以生成数据、控制信号等以传输至工业自动化设备，例如以在工业自动化系统内实现控制操作。代理系统还可以将这些通信从控制系统传输至工业自动化设备。以这种方式，控制系统可以生成控制信号，代理系统将该控制信号传输至工业自动化设备，以调整工业自动化设备的操作。

注意，控制系统和工业自动化设备代表可以使用代理系统来管理通信的合适部件的两个示例。然而，在工业自动化系统中使用代理系统可以使多种设备受益。例如，控制系统、人机接口、马达控制中心、警报管理系统、物联网(IOT)部件系统、制造执行系统(MES)、时间序列数据存储系统、监控控制和数据采集(SCADA)系统等可以经由与代理系统的通信分别与一个或更多个工业自动化设备交互。

考虑到前述内容，代理系统可以使用消息队列遥测传输(MQTT)方法来转换部件之间的通信。MQTT平台使用客户端设备(例如，部件)和代理(例如，代理系统)来实现互通。来自客户端设备的每个传出通信都通过代理传输，并且由代理路由至不同的客户端设备(例如，节点)。MQTT平台可以支持单向和双向通信，并且因此可以适当地实现本文描述的代理系统。

实际上，代理系统可以耦接各种部件，这些部件在操作时可以各自分别使用不同的数据类型和不同的通信协议。由于其转换操作，代理系统可以实现各种部件之间的通信。此外，耦接至代理系统的一些部件可以使用单向通信(例如，单方向通信)，一些部件可以使用双向通信(例如，双方向通信)，并且一些部件可以基于部件的操作模式进行切换。以这种方式，代理系统可以为工业自动化系统提供强大且通用的通信解决方案。下面将参照图1至图6描述关于代理系统的操作的附加细节。

通过介绍的方式，图1是示例工业自动化系统10的透视图，该工业自动化系统10可以包括如本文所描述的用于转换工业自动化系统10的通信的代理系统。工业自动化系统10包括由工业控制系统12控制的单独部件。部件可以涉及各种工业装备，例如混合器、机器输送机、罐、垫木、专用原始装备制造商机器等。部件还可以与由装备(例如扫描仪、仪表、阀、流量计等)使用的设备相关联。在一个实施方式中，部件的每个方面都可以由单个控制器(例如，工业控制系统12)控制或操作。在一些实施方式中，部件可以包括设备例如独立的工业自动化部件，例如控制器、输入/输出(I/O)模块、马达控制中心、马达、人机接口(HMI)、操作者接口、接触器、启动器、传感器、驱动器、中继器、保护设备、开关装置、压缩机、网络交换机(例如，以太网交换机、模块化管理、固定管理、服务路由器、工业、非管理等)等。在另一实施方式中，对部件的每个方面的控制和操作可以经由多个控制器(例如，工业控制系统12)来分配。另外，工业自动化系统10可以包括站，所述站具有机器部件和/或机器，以在自动化过程例如自动化装配线中实现特定功能。工业自动化系统10的示例自动化过程可以从站14A开始，该站14A用于经由传送机部分16将物体例如要填充的空罐或空瓶装载至工业自动化系统10中。传送机部分16可以将物体运输至站14B以执行第一动作，例如清洗空罐和/或空瓶。当物体离开站14B时，传送机部分16可以将物体运输至随后的站14，以继续制造或装配过程。显然，对于其他应用，特定的系统、机器部件、机器、站和/或传送机可以是不同的或者专门适用于该应用。除了上述装备之外，工业自动化系统10还可以包括马达、保护设备、开关装置、压缩机等。

工业自动化系统10的部件的一个或更多个特性可以由用于调节控制变量的工业控制系统12监测和控制。例如，感测设备(例如，传感器18)可以监测工业自动化系统10的各种特性，并且生成在工业自动化系统10的操作的调整期间使用的输出。当确定对工业自动化系统10的一个或更多个操作进行调整时，工业自动化系统10的扫描仪、计量表、阀、流量计等可以各自生成由工业控制系统12使用的感测数据。这些调整可以经由控制回路来管理。例如，控制回路可以包括工业自动化系统10的控制系统，该控制系统可以与马达驱动器相关联，并且因此可以接收关于马达驱动器的温度的数据，并且可以基于该温度调整马达驱动器的操作。

工业控制系统12可以通信地耦接至显示器/操作者接口20(例如，人机接口(HMI))和工业自动化系统10的一个或更多个设备。工业控制系统12可以通过显示器/操作者接口20上的部件的可视化来表示工业自动化系统10的部件。工业控制系统12可以使用由传感器18传输的数据，以通过改变部件的当前操作的一个或更多个指示来更新部件的可视化。这些传感器18可以是适于提供关于过程条件的信息的任何设备。监测工业自动化系统10的操作者24可以参照显示器/操作者接口20来确定各种状况、状态和/或当前操作，例如何时调整工业自动化系统10的操作和/或针对特定部件的操作。

工业控制系统12可以使用联网设备26来管理工业控制系统12的操作。联网设备26可以是工业自动化系统10中的任何合适的设备，该设备向工业控制系统12和/或其他联网设备26传送状况、数据分组、警报等。联网设备26可以各自包括耦接至示例传感器18的处理电路系统，该示例传感器18使得能够将感测数据传输至工业控制系统12。

工业控制系统12的网络可以是有线网络、无线网络或两者的组合。然而，当在工业控制系统12的部件之间部署通信耦接时，可能期望使用代理系统来管理通信。实际上，代理系统可以实现在其他情况下使用不同通信协议的部件之间的通信。

为了帮助详细说明，图2是工业自动化系统10的示例网络36的框图表示，其包括用于管理工业自动化设备40与控制系统42之间的通信的代理系统38。代理系统38、工业自动化设备40和控制系统42可以各自包括用于执行操作的电路系统。例如，代理系统38可以包括处理器44、存储器46、通信部件48、输入/输出端口(I/O端口)50等。工业自动化设备40、控制系统42和/或工业自动化系统10的任何其他合适的设备还可以包括处理器44、存储器46、通信部件48、I/O端口50等。

通信部件48可以使用无线通信或有线通信来传输数据和/或从其他部件、无线网络、有线网络等接收数据。对于代理系统38的特定示例，代理系统38可以经由I/O端口50从工业自动化设备40、控制系统42等接收信息。该有线通信协议或无线通信协议可以包括任何合适的通信协议，例如

移动电信技术(例如，第2代(2G)、第3代(3G)、第4代(4G)、第5代(5G)、长期演进(LTE))、

近场通信技术等。通信部件48可以包括使得能够经由各种协议例如

或任何其他工业通信网络协议进行通信的网络接口。

处理器44可以是能够执行计算机可执行代码的任何合适类型的计算机处理器或微处理器，包括但不限于，一个或更多个现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑设备(PLD)、可编程逻辑阵列(PLA)、可编程自动化控制器(PAC)或任何其他可以监测、控制和操作工业自动化设备或部件的控制器。在一些实施方式中，处理器44可以包括多个处理器。存储器46可以包括用作存储处理器可执行代码、数据等的介质的任何合适的制品。存储器46可以存储由处理器44使用以执行当前公开的技术的处理器可执行代码。

在一些情况下，代理系统38可以与控制系统42无线通信，并且经由有线连接与工业自动化设备40通信。然而，可以允许有线通信和无线通信的任何组合。例如，代理系统38可以使用有线连接将数据传输至控制系统42，并且可以使用无线连接将数据传输至工业自动化设备40，反之亦然。一些控制系统42可以使用有线连接来与代理系统38通信，并且一些控制系统42可以使用无线连接来与代理系统38通信。此外，一些工业自动化设备40可以使用有线连接来与代理系统38通信，并且一些工业自动化设备40可以使用无线连接来与代理系统38通信。

图3是工业自动化系统10的另一示例网络62的框图表示。网络62可以包括代理系统38。代理系统38可以在一个或更多个控制设备64与一个或更多个工业自动化设备66之间转换通信。注意，控制设备64和/或工业自动化设备66可以类似于参照图2的控制系统42和/或工业自动化设备40，并且因此在本文中使用部件的参考标记，尽管没有在图3至图6的讨论中特别指出。

当使用代理系统38来增强工业自动化系统10中的通信时，工业自动化设备66和控制设备64的任何组合可以使用代理系统38相互通信。通信可以涉及数据、控制信号、状态信号、警报等的传输。此外，部件之间的通信可以是单向的、双向的或多向的。作为示例，第一工业自动化设备66A可以响应于生成电压输出(例如，响应于电压输出超过电压阈值)而生成状态。生成的状态可以从第一工业自动化设备66A传输至代理系统38。代理系统38可以将状态从由第一工业自动化设备66A使用的协议转换为公共协议，并且现在将状态存储在与存储器46相关联的数据库中的公共协议中。当一个或更多个控制设备64从代理系统38请求存储的状态时，代理系统38可以从存储器46检索存储的状态，将存储的状态从公共协议转换成由一个或更多个控制设备64使用的通信协议，并且继续将状态(现在，在由一个或更多个控制设备64使用的通信协议中)传输至请求存储状态的一个或更多个控制设备64。

用于实现利用代理系统38的工业自动化系统10可以存在多种排列。例如，可以使用任何合适的控制设备来与任何合适的工业自动化设备通信。在将数据转换为公共协议之前或之后，可以使用任何合适的通信协议来传输和/或接收数据。由代理系统38用来存储信息的存储器46可以在代理系统38内部和/或可以在代理系统38外部。此外，在一些情况下，内部存储器和外部存储器两者都可以用于存储代理系统38的数据。

一个或更多个控制设备64可以包括设备，例如，控制系统42、人机接口(HMI)68、监督控制和数据采集(SCADA)系统70、警报管理系统72、时间序列数据存储库74、制造执行监督(MES)系统76、物联网(IOT)平台系统78、计算机化维护管理(CMMS)系统80等。HMI 68可以是通信地耦接至处理器44的显示器。处理器44可以生成用于在HMI 68上呈现的图形数据。例如，处理器44可以在HMI 68上呈现图形用户接口(GUI)，以传送从工业自动化设备40和/或一个或更多个工业自动化设备66的相应设备接收的数据的一个或更多个数据可视化。

作为示例，一个或更多个工业自动化设备66可以作为马达控制中心82的一部分来进行操作。实际上，工业自动化设备66的各个设备可以包括马达驱动器、分支馈线设备、变频驱动器、可编程逻辑控制器、交流(AC)驱动器、软启动器、直接在线启动器、计量设备等。以这种方式，可以允许各种操作。例如，马达控制中心82可以响应于处理负载(例如，响应于启动马达以完成制造操作)而改变一个或更多个操作。马达控制中心82的操作变化可以生成数据，并且可以将数据传输至代理系统38。在代理系统38接收数据之后，代理系统38可以转换数据，并且将经转换的数据传输至一个或更多个控制设备64以供使用。例如，控制系统42可以响应于从马达控制中心82接收数据而生成控制操作，其中，控制操作可以用于指导马达控制中心82的操作，以建立设定点或参数(例如，以校正操作与预期或期望操作的偏差)。然而，其他控制设备64可以使用该数据来执行不同的操作。例如，MES系统76和/或CMMS系统80可以监视马达控制中心82中的操作变化，作为用于跟踪工业自动化系统10的制造操作的方式。由于MES系统76和/或CMMS系统80可以是制造中用于跟踪和记录原材料到成品的转变的计算机化系统，因此跟踪马达控制中心82的部件何时改变状态可以向MES系统76和/或CMMS系统80指示各个产品相对于制造过程的位置。

其他控制设备64可以执行类似的监视和/或报告操作。例如，时间序列数据存储库74可以存储随时间收集的数据。时间序列数据存储库74可以存储随时间的温度变化、随时间的电压值变化、随时间的电流值变化、随时间接收或随时间生成的音频数据、随时间的压力变化、随时间的输出变化等，以及/或者任何合适的感测离散(例如，数字)值或合适的感测模拟数据集(例如，随时间感测的值)。SCADA系统70可以从工业自动化设备66接收状态和/或数据，并且使用接收的状态或数据来生成控制操作以及/或者用更新的状态或数据来更新HMI(例如HMI 68)。以这种方式，SCADA系统70可以类似于控制系统42。IOT平台78可以帮助在部件之间形成无线通信网络。IOT平台78可以自主地执行与IOT平台78相关联的互连设备的控制操作和监视操作。警报管理系统72可以接收数据，并且响应于来自工业自动化设备66的数据大于或等于一个或更多个警报阈值而生成警报。这些设备仅仅是可以用于从工业自动化设备66接收数据的各种控制设备64的子集。

在一些情况下，代理系统38可以接收代理系统配置84。代理系统配置84可以包括马达控制中心82的配置的指示，例如工业自动化设备66中的哪个对应于相应的操作、部件模板(例如，马达控制中心82中包括哪些工业自动化设备66以及针对工业自动化设备的对应设定点和/或配置的指示)等。代理系统38可以基于代理系统配置84创建模型。该模型可以将特定工业自动化设备66链接至与代理系统38相关联的特定操作、部件模板等。代理系统配置84除了从各个控制设备64提供给代理系统38的指示之外，还可以提供向代理系统38发布关系或订阅关系。以这种方式，可以在耦接至一个或更多个控制设备64之前或之后配置代理系统38。实际上，如可以理解的那样，由代理系统38存储的、包括在代理系统配置84中的、或者由代理系统38以其他方式可访问的信息可以被代理系统38利用，以提供与代理系统38相关联和/或经由代理系统38进行通信的部件的物理单元模型。

如可以理解的那样，许多合适的布置和配置可以至少部分地由代理系统38启用。在一些情况下，例如，HMI 68可以响应于由代理系统38生成的控制信号来更新所显示的图标，以传输至工业自动化设备66A。响应于从控制系统42、警报管理系统72、SCADA系统70等传输的数据，例如响应于确定从代理系统38接收的感测数据是大于阈值(还是小于阈值)，控制信号可以由代理系统38生成。以这种方式，HMI 68可以响应于控制系统42、警报管理系统72、SCADA系统70等向代理系统38传输数据而更新状态或显示图标。实际上，HMI 68可以订阅代理系统38以接收从控制系统42、警报管理系统72、SCADA系统70等传输的数据。

为了进一步阐述由代理系统38促进的通信，图4是用于实现经由代理系统38的通信的方法96的流程图。方法96可以由代理系统38执行，以允许工业自动化设备66与控制设备64通信。然而，为了便于说明，示例性工业自动化设备66A和控制系统42可以被描述为经由代理系统38执行的方法96的操作进行通信。尽管方法96在下面被描述为由代理系统38执行，但是应当理解，任何合适的控制设备例如工业控制系统12都可以执行方法96。此外，尽管方法96的以下描述是以特定顺序描述的，但是应当理解，方法96可以以任何合适的顺序执行。

在块98处，代理系统38可以从工业自动化设备66A接收可以是第一格式的数据。数据可以包括状态数据、感测数据或任何合适类型的数据。此外，数据可以根据任何合适的通信协议并且具有任何合适的数据类型(例如

移动电信技术(例如，第2代(2G)、第3代(3G)、第4代(4G)、第5代(5G)、长期演进(LTE))、

近场通信技术等)而被传送至代理系统38。通信部件48可以包括网络接口以使得能够经由各种协议例如

或任何其他工业通信网络协议进行通信。例如，代理系统38可以从工业自动化设备66A接收数据，根据工业协议(IP)通信、

通信、光纤通信、无线通信、有线通信、多点接口通信、分布式网络协议、标准定义的协议等对数据进行格式化。此外，代理系统38可以从工业自动化设备66A接收模拟信号和/或数字信号。以这种方式，来自工业自动化设备66A的数据可以是多种数据类型，包括整数类型、浮点类型、字符串类型、布尔类型、无类型(例如，空或NaN数据)等。从工业自动化设备66A接收的数据可以对应于一个或更多个感测值，例如电压值、电流值、压力值、温度值、湿度值、流速值或任何合适类型的数据。实际上，例如，从工业自动化设备66A接收的数据还可以包括状态信息，例如设备是否处于故障状态，或者是否以其他方式不期望地操作或期望地操作。

响应于从工业自动化设备66A接收至少一些数据，在块100处，代理系统38可以将数据从由工业自动化设备66A使用的协议转换为公共协议。公共协议可以是用于在数据类型之间转换数据的协议，如公共工业协议。公共协议可以是任何协议类型。注意，数据格式可以至少部分地基于或包括用于传送数据的协议、数据类型等，其中，当在格式之间转换数据时，可以包括从原始格式对幅度、相位、噪声水平、数据类型、通信协议等的调整。

在块102处，代理系统38可以将数据、现在为公共协议数据(例如，第一格式的数据被转换为公共协议以生成公共协议数据)存储在存储器例如存储器46、存储装置等中。在一些情况下，代理系统38可以与冗余存储系统相关联，其中，存储在存储器46中的公共协议数据可以备份在可被配置为冗余存储系统的冗余存储装置的一个或更多个数据库、附加存储器等中。实际上，代理系统38可以在一段时间内从各种工业自动化设备接收数据，并且可以将来自每个设备的数据存储在其存储器46或其他合适的存储部件中。

在块104处，代理系统38可以从控制系统42接收请求，请求来自与参数相关联的工业自动化设备的数据。响应于从控制系统42接收请求，代理系统38可以查询存储器46或其他合适的存储部件，以找到匹配的或基本上适合于响应由请求指示的参数的数据。该参数可以是与数据类型相关的信息、部件类型(例如，工业自动化设备66的分类，例如马达、驱动器或任何合适的设备分类)、特定感测数据的特定标识符(例如，导致对感测值的值的特定变化或更新的监视，该感测值例如为感测电压值、感测压力值、感测温度值、感测功率值、感测电流值、或任何合适的感测值)、工业自动化系统(例如，单元、子系统)的一部分的标识符。注意，作为请求而传输的消息或数据包可以包括指示参数的数据。以这种方式，代理系统38可以使用请求的参数，以确定由控制设备64请求的数据。例如，代理系统38可以搜索存储在存储器46中的数据，以识别对应于请求中指定的参数的数据的子集。例如，该参数可以对应于针对工业自动化设备66A的标识符，并且因此可以指的是对特定类型的数据(例如，“生成的数据”)的请求。这样，代理系统38可以查询存储器46中的数据以获得对应于标识符的数据(例如，由工业自动化设备66A生成的数据，而不是由任何工业自动化设备66生成的相同类型的数据)。在一些情况下，参数可以包括控制系统42正在请求与工业自动化设备66A“相关的数据”的指示，代理系统38可以查询存储器46中的数据以获得与特定工业自动化设备相关的数据(例如，由特定工业自动化设备66A生成和/或与特定工业自动化设备66A的监视相关联)。尽管以上描述了一个特定的查询，但是任何合适的查询都可以由代理系统38执行(例如，进行)。此外，请求或查询可以包括一个或更多个搜索限定词、一个或更多个查询运算符(例如，“与”、“或”、“包含”、“包括”、“等于”)等，以加快查询，并且提供更相关的结果。查询操作和参数的组合可以使得代理系统38能够执行由控制系统42所期望的各种查询，以从存储器46中检索任何合适的数据。

在一些实施方式中，在块104处接收的请求可以对应于控制系统42可以请求经由代理系统38从工业自动化设备66A(例如，由参数标识)要接收的订阅请求。当控制系统42订阅数据源(例如，工业自动化设备)、数据类型(例如，与参数相关联的数据)、或者来自代理系统38的另一合适的输出时，在代理系统38获取来自各个数据源的数据之后，控制系统42可以从代理系统38接收与数据源相关联的数据、数据类型等。例如，当工业自动化设备66A向代理系统38传输数据时，代理系统38可以转换数据，并且将经转换的数据传输至订阅设备中的每一个(例如，控制设备64的一个或更多个控制设备)。在一些情况下，代理系统38可以将经转换的数据传输(例如，发布)至代理系统38与一个或更多个控制设备64之间的数据信道。控制设备64可以访问数据信道，并且接收由代理系统38传输的数据的子集。当代理系统38向数据信道发布数据时，控制系统42可以接收与请求的参数对应的发布数据的子集。

数据通道可以包括虚拟数据路径(例如，层之间、传输层或应用层之间)、无线数据路径或物理有线数据路径，以用于在代理系统38与一个或更多个控制设备64之间路由数据。代理系统38还能够改变路径，例如响应于请求、请求的参数和/或订阅参数(例如，描述哪个控制设备64将接收已发布数据的哪些子集的定义)。在将数据传输至一个或更多个控制设备64之前，代理系统38可以针对发布的数据建立相应的路由协议。也就是说，在接收订阅请求之后，代理系统38可以识别数据通道、时隙或者其中将数据发送至订阅设备的任何其他设置。

在块106处，响应于在块104处接收请求，代理系统38可以从块102中检索与来自存储器46或其他合适的存储部件的请求的参数对应的公共协议数据。代理系统38可以在基于请求的参数执行查询时确定公共协议数据对应于该参数。响应于基于请求的参数来查询存储器46，代理系统38可以将存储在存储器46中的数据的子集识别为与请求中包括的参数或其他信息有关或相关联。在一些实施方式中，由于从不同部件(例如，工业自动化设备)获取的数据最初可能以不同的数据格式获取，因此存储在公共协议中的数据可以实现对由具有不同格式的不同部件提供的数据的更高效和有效的查询服务。

在块108处，代理系统38可以将公共协议数据转换成由控制系统42使用的协议。类似于工业自动化设备66A，由控制系统42使用的协议可以是任何合适的协议。以这种方式，代理系统38可以根据本文中描述的任何工业协议、通信协议和/或通信技术以及/或者本文中未具体讨论的任何合适方法将数据从工业自动化设备66A传输至控制系统42。

在块110处，代理系统38可以将经转换的数据传输至控制系统42。以这种方式，经转换的数据可以包括在块98处从工业自动化设备66A接收的数据，该数据被转换成可由控制系统42解释的数据格式。传输至控制系统42的经转换的数据还可以包括来自其他工业自动化设备66的数据，包括感测数据、状态等。控制系统42然后可以在由控制系统42执行的任何合适的操作中使用经转换的数据。在功能上，控制系统42接收与其在与工业自动化设备66A的直接通信中可以接收的相同的信息，然而该信息是以与工业自动化设备66A使用的格式相反的、可由控制系统42解释的格式传输的。此外，与在工业自动化设备66A与控制系统42之间使用直接通信而不使用代理系统38的系统相比，用于将信息从工业自动化设备66A传输至控制系统42的通信耦接可能相对而言更加有效，并且更容易维修或维护。也就是说，工业自动化设备66A与控制系统42之间的直接通信链路可能涉及控制系统42在最初从工业自动化设备66A接收并且可由控制系统42使用的数据之间执行若干转换(例如，变换、转化)。此外，使得控制系统42能够执行转换所涉及的计算资源可能引起处理器规模更大、存储容量更大等。通过使用代理系统38来执行存储操作、数据转换操作和数据传输操作，代理系统38可以为多个设备提供这些服务，同时允许设备执行它们各自的操作。

考虑到前述内容，图4描述了由代理系统38促进的示例单向数据流。然而，部件与代理系统38之间的数据流可以是双向的。以这种方式，设备可以向代理系统38发送数据，并且可以从代理系统38接收数据。注意，当存在适当数量的发送电路、接收电路或两者时，设备与代理系统38之间的双向通信可以至少部分地同时发生，以不引起通信之间的干扰，例如发送操作中断接收操作。

为了详细阐述，图5是用于操作控制系统42以从代理系统38发送和接收数据并且因此与代理系统38双向通信的方法122的流程图。尽管下面将方法122描述为由控制系统42执行，以经由代理系统38与工业自动化设备66A通信，应当理解，任何合适的控制设备例如工业控制系统12、控制设备64中的一个或更多个、一个或更多个工业自动化设备66可以执行方法122。此外，虽然以特定顺序描述方法122的以下描述，但是应当理解可以以任何合适的顺序执行方法122。

在块124处，控制系统42可以基于经由代理系统38接收某些类型的数据的请求从代理系统38接收发布的数据。控制系统42可以生成请求，例如由代理系统38在图4的块104处接收的请求。该请求可以包括代理系统38用于查询代理系统38的存储器46的信息，例如日期范围、目标设备的标识符、请求检索的数据类型、请求检索的数据所涉及的操作等。

在一些情况下，控制系统42可以订阅或指定它希望从代理系统38接收数据。作为订阅服务的一部分，控制系统42可以接收来自其他部件(例如，工业自动化设备66)的发送至代理系统38的一些或全部数据。此外，在一些情况下，控制系统42可以限定它想要从代理系统38接收哪些数据子集。例如，控制系统42可以从工业自动化设备66的子集(例如，一个或更多个)订阅数据，而不订阅来自所有工业自动化设备66的数据，或者不订阅马达控制中心82的每个设备。

在块126处，控制系统42可以确定接收的数据(例如，发布的)的值是否大于或等于阈值。与块126相关联的分析操作可以用于确定如何响应从代理系统38接收的特定数据。以这种方式，当控制系统42确定已发布数据的值不大于或等于阈值时，控制系统42可以基于发布的数据的值确定不执行调整，并且可以在块124处继续从代理系统38接收附加的发布的数据。这也可以涉及在返回执行块124的操作之前存储发布的数据，例如执行趋势分析操作和/或在另一操作中使用已发布的数据。

然而，在块126处，如果控制系统42确定发布的数据的值大于或等于阈值，则控制系统42可以在块128处继续确定对工业自动化设备66A的调整。控制系统42确定调整以大体上校正由大于或等于阈值的发布数据的值来标记的工业自动化设备66A的操作。调整可以包括操作的改变、操作设定点的改变、操作限制的改变、感测频率的改变(例如，由工业自动化设备66A多久进行一次感测操作)等。例如，控制系统42可以改变工业自动化设备66A的操作，以校正与工业自动化设备66A的操作相关联的值，以提高感测的速度以收集关于工业自动化设备66A的操作的更多信息(例如，这可能会或可能不会用于确定操作调整)等。

在块130处，控制系统42可以将调整传输至代理系统38，以用于转换和传输至工业自动化设备66A。以这种方式，代理系统38接收对工业自动化设备的操作的调整的指示，并且将调整转换(例如，在转换成公共协议并且存储之后，类似于图4的块102的操作)成合适的格式来控制工业自动化设备66A的操作。

在块126处执行的分析只是控制系统42可以用来分析发布数据的各种不同条件中的一个示例。在一些情况下，控制系统42可以确定发布数据是否小于阈值、对发布数据执行的计算是否产生大于或等于(或小于)阈值的值等。实际上，如所建议的，控制系统42可以对从代理系统38接收的值求平均值、使用中值和/或范围、执行其他合适的计算等，以确定响应于接收发布的数据要执行的操作。

此外，在一些情况下，代理系统38可以将从工业自动化设备66A接收的数据直接转换成由控制设备64使用的格式。这可能发生在例如状态或数据被工业自动化设备66A、代理系统38或一个或更多个控制设备64等标记为具有相对较高的优先级时。跳过至公共通信格式的转换可以减少工业自动化设备66A与控制系统42之间的总传输时间。在一些情况下，代理系统38可以在将数据转换成公共通信格式以用于数据的备份之前将数据转换成由控制设备64使用的格式。

考虑到前述内容，图6是使用代理系统38来管理工业自动化设备66与中继器144之间的通信的工业自动化系统10的示例部分142的框图。中继器144可以是响应于控制信号打开或关闭导电触点的固态设备。以这种方式，中继器144的操作状态(例如，打开状态、关闭状态)可以改变工业自动化系统10的设备的操作。例如，马达驱动器可以包括一个或更多个中继器，其中，一个或更多个中继器的操作状态的组合可以操作马达驱动器，并且因此与马达驱动器相关联的马达进入不同的操作模式(例如，开、关、启动)。

代理系统38可以从中继器144接收感测数据、状态数据或其他合适的信息，例如在将代理系统38耦接至中继器144的输出端子的有线连接或无线连接上。中继器144可以从代理系统38接收控制信号，并且可以从功率管理控制器146接收功率信号。操作者工作站148可以经由代理系统38订阅来自中继器144的更新(例如，从代理系统38发送的信息)。因此，当中继器144向代理系统38发送新信息时，代理系统38可以执行类似于图4的方法96的操作，以将来自中继器144的信息转换和发送至操作者工作站148。操作者工作站148可以使用来自与中继器144相关联的代理系统38的信息来更新图形用户接口、HMI(例如，HMI 68)或者具有与信息对应的指示的其他合适的显示设备。例如，中继器144的当前状态可以由操作者工作站148所呈现的图形来表示，并且因此响应于接收信息，操作者工作站148可以更新图形的外观。操作者工作站148可以使用从代理系统38接收的数据来执行计算，可以使用该数据来确定控制动作作为传输至代理系统38的命令等。当调整(例如，确定调整)工业自动化系统10的操作时，控制设备64可以使用一个或更多个命令、一个或更多个计算结果等。

代理系统38可以将数据存储在数据库150、数据库152等中，例如任何合适的存储设备或存储器设备中。数据库150可以是与用于长期存储的数据的备份相关联的长期持久性数据库。数据库150可以执行它自己的数据刷新操作，以保持存储的数据新鲜和稳定。数据库152可以是存储数据和数据之间的关系的关系数据库。以这种方式，除了与感测数据相关联的元数据之外，数据库152还可以存储识别感测数据的信息，例如用于感测数据的源设备。当中继器144生成感测数据、状态信息或针对由代理系统38存储在数据库152中的其他合适的信息时，感测数据和/或状态信息可以以公共通信格式存储在数据库152中，并且可以与关于彼此的关系的关系数据一起存储至中继器144等。可以在数据库152中捕获其他关系，例如部门指示和/或与感测数据、状态信息等的捕获相关联的其他操作信息。这些关系和/或元数据可以帮助在捕获感测数据和/或状态信息时提供更完整的系统操作的视图(例如，促进分析和/或调试)，并且因此可以使用代理系统38来参考，以提供对计算、控制决策等的洞察力。

在一些情况下，简要地参考回到图3，请求可以用于使控制系统42订阅来自工业自动化设备66A的数据、与参数相关联的数据等。当订阅时，控制系统42可以接收由与数据源和/或数据类型相关联的代理系统38发布的数据。例如，当工业自动化设备66A向代理系统38传输数据时，代理系统38可以转换数据，并且将经转换的数据传输至订阅了数据的设备中的每一个(例如，控制设备64的一个或更多个控制设备)。在一些情况下，代理系统38可以将经转换的数据传输(例如，发布)至代理系统38与一个或更多个控制设备64之间的数据通道。控制设备64可以访问数据通道，并且接收由代理系统38传输的对应于控制设备64的各个请求的数据的子集。以这种方式，代理系统38可以将数据发布至数据通道，并且控制系统42可以接收对应于请求的参数的发布数据的子集。数据通道可以包括一个或更多个虚拟数据路径、一个或更多个无线数据路径、一个或更多个有线数据路径等，用于基于请求的参数和/或订阅参数(例如，描述哪个控制设备64将接收发布数据的哪些子集的定义)在代理系统38与控制系统42和/或一个或更多个控制设备64之间路由数据。代理系统38可以在将数据传输至一个或更多个控制设备64之前建立相应的路由。

为了详细阐述，发布/订阅操作的示例可以包括代理系统38从存储器、从由代理系统38可访问的软件应用等读取代理系统配置84。此外，代理系统38可以从数据存储(图3中未描绘，但应当理解为由代理系统38通过任何合适的通信耦接可访问的数据库和/或存储系统)读取离线配置。访问(例如，读取)离线配置可以向代理系统38提供在通信地耦接至代理系统38的工业自动化设备的子集外部(例如，示例MCC 82的外部)的系统配置的指示。代理系统38可以执行设备发现操作，例如当在代理系统配置84和/或数据存储中没有具体列举或描述耦接至代理系统38的设备时，以及/或者当代理系统38要验证用于通信的工业自动化设备66时。

在设备发现操作期间，代理系统38可以测试它检测到的每个通信耦接，以确认设备(例如，相应的工业自动化设备66)能够经由通信耦接与代理系统38通信。在确认之后，或者在通信耦接被认证用于与设备的通信之后，代理系统38可以接收由设备生成(例如，获取)的数据。代理系统38可以将由设备生成的数据发布至公共通信通道，以将代理系统38与控制设备64中的一个或更多个耦接。控制设备64中的一个或更多个可以订阅由代理系统38发布的数据，并且因此从代理系统38接收由设备生成的数据。在一些情况下，代理系统38将数据转换为公共协议。

在一些情况下，代理系统38有时可以通过在允许向其传输数据之前、在从设备接收数据之前、或者在执行可能涉及从未经认证的设备接收数据的任何操作之前，将发现的设备(例如，发现的MCC 82的设备)的列表与预期设备的列表进行比较来执行认证操作。代理系统配置84可以向代理系统38提供预期设备的列表的指示。当发现设备不在预期设备的列表上时，代理系统38可以忽略或无视从该设备传输的数据，可以生成指示发现不一致(例如，偏差)等的警报，以通常拒绝与未认证设备的通信。警报的生成可以使代理系统38将警报转换成由控制设备64中的一个或更多个可解释的格式。代理系统38可以将警报传输至控制设备64中的一个或更多个。控制设备64中的一个或更多个可以响应于警报执行各种操作，例如执行操作以解决与警报相关联的问题、生成附加警报或通知等。例如，HMI 68可以响应于接收警报而更新图形的呈现，IoT平台78可以指示摄像装置传感器通电，并且开始收集图像数据，以记录所发现的有问题的设备等。

如上所述，MQTT可以用于支持代理系统。使用MQTT的代理系统38可以被认为是连接至客户端设备(例如，控制设备64、工业自动化设备66)或子系统(例如，MCC 82)的服务器。MQTT的一个益处是，如果客户端设备(例如，控制设备64、工业自动化设备66)与代理系统38之间的连接不可用，则代理系统38可以将消息缓存在队列中，直到客户端设备变得可用为止，并且可以在客户端设备变得可用时向订阅者发布消息。MQTT的另一益处是，如果发布至代理系统38的客户端设备之间的连接被切断，则代理系统38可以向每个剩余的通信耦接的客户端设备发送消息并且警告它们不存在被切断的客户端设备。为了识别被切断的连接，代理系统38可以响应于事件发生(例如，触发事件)等，例如周期性地、以有规律的间隔向客户端设备传输测试消息，以确定连接是否仍然有效。代理系统38还可以等待来自客户端设备的确认消息，并且如果超过阈值时间量的持续时间过去(例如，通信确认超时)，则代理系统38可以确定连接被切断。在这种情况下，代理系统38可以在没有操作者干预的情况下强制关闭(例如，结束)至被切断的客户端设备的连接(例如，通信)，例如改变发布设置，以阻止传出通信传输至被切断的客户端设备。此外，代理系统38可以向控制设备64(例如HMI)传输指示(例如通知、消息)，以通知操作者与客户端设备的通信已经结束。

图7是用于在准备使用代理系统38进行通信时验证设备的方法166的流程图。虽然下面将方法166描述为由代理系统38执行，但是应当理解，任何合适的控制设备例如工业控制系统12可以执行方法166。此外，虽然以特定顺序描述了方法166的以下描述，但是应当理解，可以以任何合适的顺序执行方法166。

在块168处，代理系统38可以接收对应于要添加至工业自动化系统10的系统的配置文件，例如工厂扩建、一个或更多个附加部件、新单元、新MCC、新的变电站等。接收的配置文件可以包括在可由代理系统38访问或传输至代理系统38的软件包中的控制文件，其中，配置文件可以包括可扩展标记语言(XML)数据、XML文件或其他合适的格式。接收的配置文件可以包括在与购买用于在工业自动化系统10中实施的一个或更多个部件相关联的购买订单中。此外，接收的配置文件可以添加至由代理系统38维护的系统模型。系统模型可以是工业自动化系统10的部件层级、工业自动化系统10内的装备相对关系、工业自动化系统10中的部件之间的网络连接模型等的数字表示。代理系统38可以使用系统模型，以使用网络模型来管理数据的接收和发送，该网络模型描述了每个相应的通信耦接可用的通信信道和/或工业自动化系统10中可用的网络数据路径。例如，当为工业自动化系统10购买MCC 82时，MCC 82可以在物理上包括工业自动化设备66，并且配置文件可以描述工业自动化设备66的物理布局或布置。

另外，配置文件可以指定预期被包括在MCC 82中的工业自动化设备66、以及工业自动化设备66中的每一个的相对位置、针对工业自动化设备66中的每一个的互联网协议(IP)地址、以及工业自动化系统10MCC 82(例如，系统、子系统、部分、电线等)内的分层位置。基于在配置文件中指定的关系(例如，数据传输路径和/或部件层次)，代理系统38可以将关于MCC 82内的部件的关系数据集成至为工业自动化系统10维护的系统模型。然后，系统模型可以说明或描绘连接至MCC 82的部件的列表、电力源的列表、提供控制信号的部件的列表以及针对包括在MCC 82内的每个部件的其他相关信息。

在将配置文件中指定的部件数据添加至系统模型之前，代理系统38可以在块170处基于代理系统38可用的可用通信信道或端口来执行设备发现操作。在设备发现操作期间，代理系统38可以测试通信耦接，以确认设备存在并且能够经由通信耦接与代理系统38通信。例如，代理系统38可以识别通信地耦接至代理系统38的每个工业自动化设备66和/或控制设备64的IP地址(例如，网络地址)。代理系统38可以在存储器中存储使用块170的操作而发现的设备列表，例如存储使用操作而发现的每个设备的标识符列表。

在块172处，代理系统38可以对照配置文件中列出的部件来验证发现的设备。为此，代理系统38可以将预期设备和/或预期设备IP地址的指示与实际发现的那些设备和/或IP地址进行比较。当存在不一致并且发现的设备与预期设备列表中的设备不匹配以及/或者发现的设备中缺少预期设备时，代理系统38可以生成经由HMI 68呈现的警报，以经由警报管理系统72等输出。在验证了发现的设备与配置文件中指定的部件匹配之后，代理系统38可以将由配置文件指定的部件添加至系统模型以及/或者初始化与发现的设备的通信。此外，代理系统38可以将配置文件中指定的部件安装或配置到每个发现和验证的设备。设备的安装或配置可以反映为更新系统模型。此外，由代理系统38维护的系统模型可以执行允许代理系统38从发现的设备接收数据并且将数据链接回到系统模型以进行更新的数据抽象操作。此外，代理系统38可以将接收到的数据存储在通过参考模型可访问的历史日志中。当数据变得可用于发布时，代理系统38可以使用系统模型来根据期望的格式(例如，隔离的、分离的、打包为一部分而不是整体)来准备或发送数据。

在块174处，代理系统38可以从相应的设备获取数据，并且将数据和其源部件例如对应于相应设备的IP地址与系统模型相关联。以这种方式，代理系统38可以将从相应设备接收的数据与由代理系统38管理的系统模型的一部分相关联。以这种方式将数据添加至整个系统模型可以生成与工业系统10相关的每个部件的更新的逻辑视图(例如，每个部件的相应子设备或父设备)。此外，系统模型可以指定针对每个部件的相对位置、用于控制传输至和/或来自每个部件的数据的物理交换机、连接至部件的路由器等。在将数据添加至系统模型之前，代理系统38可以使用数据执行计算和/或以其他方式编排数据的进一步分析或分类。代理系统38在执行数据编排操作时可以接收许多不同的数据点，并且组织不同的数据点以进行分析、建模和收集。与使用五十个单独的查询来收集五十个不同的数据点来执行编排操作相反，通过使用一个查询来检索五十个数据点，该操作可能相对更有效。例如，相应设备可以输出与相应设备和另一设备(例如作为整体的子系统、MCC 82、设备类别等)两者相关的数据。以这种方式，当数据与系统模型的多个部分相关时，代理系统38可以将数据路由至系统模型的不同部分，以与IP地址相关联和/或以用于存储在存储库中。因此，代理系统38可以支持多输入/多输出传输系统，该多输入/多输出传输系统在各种生成点(例如，源设备)与端点(例如，宿设备)之间动态地路由和转换数据。

当在工业自动化系统10的设备之间路由数据时，代理系统38可以参考系统模型来确定用于传输数据的有效网络路径。例如，代理系统38可以启动从传感器(例如，工业自动化设备66的示例)收集数据，并且确定要遵循的网络路由以从传感器检索数据，例如识别网络交换机组，以控制将来自传感器的数据路由至代理系统38。类似的操作可以应用于与控制设备64相关联的网络交换机。例如，代理系统38可以控制某些网络交换机，以将数据路由至相应的控制设备64，以及/或者以接收来自相应控制设备64的命令。

上述模型可以用于向工业自动化系统10的一个或更多个设备大规模部署命令和/或其他动作。例如，正如配置文件可以用于验证添加至系统模型的新安装的工业自动化设备66，配置文件可以附加地或替选地用于验证添加至系统模型中的新控制设备64。实际上，代理系统38可以提供用于控制数据生成设备(例如，控制设备64、工业自动化设备66)的数据的返回路径。该返回路径可以指定其中控制设备64可以将数据指向的目的地。例如，返回路径可以对应于代理系统38的应用(例如，软件)。在接收到命令之后，代理系统38可以访问模型，以确定对应于由命令所针对的设备的设备标签。为了访问模型，代理系统38可以在逻辑上解构系统模型，以访问存储在系统模型的信息层次内的信息。实际上，可能出现下述情况：来自控制设备64的命令的目标是最初生成由控制设备64使用以确定命令的数据的设备。该示例例示了与代理系统38一起部署的通信网络的双向通信能力。然而，注意，代理系统38可以实现数据路径的多种组合，并且系统模型可以表示与代理系统38相交的针对每个数据路径的端到端模型或相对全面的模型。

使用数据路径的这些指示可以允许代理系统38从一个控制设备64接收一个命令，并且通过参考包括在模型的层次中的设备来将该命令部署至工业自动化系统10的整个部分或模型的部件的子集。例如，HMI 68可以接收指示从MCC 82关闭或移除电力的输入。因此，代理系统38可以确定MCC 82的哪个部件当前被通电(例如，通过读取电压数据或从MCC82的一个或更多个部件输出的其他感测数据)。对于通电的部件，代理系统38可以使用模型来确定哪个联网部件用来电气地隔离并且关闭部件，以允许MCC 82以受控方式关闭。类似的过程可以用于向整个单元部署批处理命令，例如改变马达类型的操作速度(例如，经由向针对马达的各个驱动器部署命令和/或操作设置)等。实际上，代理系统38可以参考系统模型来检索分层系统模型的设备的IP地址。在一些情况下，一个IP地址可以用于参考层次中子系统下的每个设备，例如，当每个设备使用相同或以其他方式兼容的通信协议或属于相同设备时。例如，向对应于MCC 82的IP地址传输命令可以使得代理系统38能够使用至MCC82的一个命令将相应命令传输至MCC 82的每个设备。此外，注意，系统模型可以被存储在用于代理系统38的存储库中，以随着时间(例如，当部件被添加至工业自动化系统10或从工业自动化系统10移除时)访问并且添加和/或从其中移除。

为了保持系统模型更新，代理系统38可以执行审计。代理系统38可以在经过指定的时间量之后，按照周期性时间表执行审计，例如维护时间表的一部分等。代理系统38有时可以不按周期性时间表执行审计，例如响应于控制信号(例如，来自HMI 68的命令)，响应于条件被满足(例如，代理系统38发现新的IP地址)等。为了执行审计，代理系统38可以跨工业自动化系统10的一个或更多个部分来重复执行方法166，或者可以执行其他合适的验证操作。

在一些系统中，代理系统38可以向第一工业自动化设备传输测试消息并且启动计数器。代理系统38可以响应于计数器的计数达到阈值而迫使与第一工业自动化设备(例如，控制设备64、工业自动化设备66)的通信耦接结束。响应于通信耦接的结束，代理系统38可以将指示传输至第三工业自动化设备(例如，控制设备64、工业自动化设备66)，例如HMI，其中，该指示向第三工业自动化设备传达与第一工业自动化设备的通信超时。实际上，代理系统38的这种一对多的能力可以使得所连接的客户端设备能够专注于其操作，并且不允许将数据传送至应用或子系统。即使数据没有被传输至第三工业自动化设备，代理系统38仍然可以存储由第一工业自动化设备生成的数据。假设MQTT协议也能够使用相对低的功率量进行部署，MQTT协议甚至允许在资源受限的客户端之间进行有效通信，并且允许在许多应用之间进行通信。

为了提供代理系统38的操作的另一示例，在制浆过程中，测量湿度、温度、化学成分、罐液位、转速以及其他信号的多个传感器被嵌入制浆过程的各个部分中。本地控制系统或监督控制系统可以在控制策略或较大的分布式控制策略中使用许多这些信号。附加地，这些信号还可以用于人机接口、操作者工作站、长期持久性数据库以及报告客户端。与制浆过程的设备必须保持与子系统的四个连接加上与控制系统的附加连接以执行控制策略不同，代理系统38可以用于管理系统的通信。随着代理系统38的插入，需要对传感器进行较少的连接，例如，到代理系统38的一个连接，而不是到子系统的四个连接。通过对通信耦接至代理系统38的设备进行建模，例如，根据MQTT协议，每个子系统可以以易于与其他设备交换的格式有效地消费、分析并呈现数据。

因此，本公开内容的技术效果包括用于提供代理系统以在多种工业自动化设备与控制设备之间进行通信的技术。当在工业自动化设备与控制设备之间传输数据时，代理系统可以利用公共通信格式(例如，公共协议)以将数据从由工业自动化设备使用的协议转换为由控制设备使用的协议。在一些情况下，代理系统可以将转换为公共通信格式之后的数据存储在存储器中，以用于后续在历史分析中使用。控制设备可以从代理系统请求特定数据(例如，来自特定设备的数据、来自特定单元或工业自动化系统的一部分的数据)，可以订阅特定设备或设备的特定子集，以接收由设备输出至代理系统的数据，可以订阅来自工业自动化系统的一个或更多个设备的所有更新(例如，所有数据和/或状态)等。在工业自动化系统中利用代理系统可以改进通信技术，这是因为可以以改进的和/或更有效的方式部署通信。此外，使用代理系统的工业自动化控制系统随着时间的推移可能更易于维护，这是因为例如在系统中的部件之间可以使用较少的相应耦接。此外，由工业自动化设备、控制设备、代理系统等生成的数据可以更容易地或轻易地备份在数据库中，这是因为通信通过公共分发设备(例如，代理系统)传输。

此外，本文中描述的本实施方式提供数据编排步骤，使得从设备接收的数据进入或被路由至代理系统38。代理系统38可以逻辑地编排数据，以匹配在MCC模型中指定的逻辑网络和物理布置。代理系统38可以根据可以被指定为MCC模型的一部分的数据对象模型对接收到的数据执行某些类型的分析(例如，转换、分组)。MCC模型和数据对象模型两者都可以从代理系统38传输和输出至多个客户端或数据接收者。

另外，数据对象模型或MCC模型可以为由代理系统38接收的数据提供返回路径，以促进其他设备的控制。也就是说，MCC模型可以指定从特定部件接收到的数据可以经由代理系统38被路由至其他部件。这样，返回路径可以指定根据模型从应用接收到的数据可以路由至单独的设备。在一些实施方式中，可以解构模型以确定单独的标签和设备来路由数据。

此外，本文中描述的实施方式可以用于经由代理系统38配置设备的系统，经由代理系统38用控制系统验证用于控制的配置，经由代理系统38提供基础设施和设备配置验证，监视该配置并且在经由代理系统38对系统进行配置改变时提供审计更新等。

虽然本文中仅图示和描述了本公开内容的某些特征，但是本领域技术人员将想到许多修改和变化。因此，要理解的是，所附权利要求旨在涵盖落入本公开内容的真实精神内的所有这样的修改和变化。

Claims (20)

1.一种系统，包括：

第一工业自动化设备，其被配置成根据第一协议生成第一组数据；

第二工业自动化设备，其被配置成生成自动化命令，所述自动化命令被配置成至少部分地基于所述第一组数据来控制所述第一工业自动化设备，其中，所述第二工业自动化设备被配置成解释根据第二协议格式化的数据；以及

代理系统，其耦接在所述第一工业自动化设备与所述第二工业自动化设备之间，其中，所述代理系统被配置成执行包括下述的操作：

从所述第一工业自动化设备接收所述第一组数据；

将所述第一组数据从所述第一协议转换为第三协议，从而生成第二组数据；

将所述第二组数据存储在存储部件中；

响应于确定所述第二工业自动化设备正在寻找所述第一组数据，将所述第二组数据从所述第三协议转换为所述第二协议，从而生成第三组数据；以及

将所述第三组数据发送至所述第二工业自动化设备。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二工业自动化设备被指定为由所述第一工业自动化设备生成的信息的订阅者，并且其中，所述操作包括：响应于所述第二工业自动化设备为所述订阅者，将所述第三组数据发布至所述第二工业自动化设备可访问的数据通道。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二工业自动化设备被配置成经由所述代理系统向所述第一工业自动化设备发送所述自动化命令，并且其中，所述代理系统被配置成执行包括下述的操作：

从所述第二工业自动化设备接收所述第二协议的自动化命令；

将所述自动化命令从所述第二协议转换为所述第三协议；

将所述自动化命令从所述第三协议转换为所述第一协议；以及

将所述第一协议的自动化命令发送至所述第一工业自动化设备。

4.根据权利要求3所述的系统，包括第三工业自动化设备，其被配置成根据第四协议进行通信，其中，所述操作包括：

确定所述第三工业自动化设备是所述自动化命令的订阅者；

将所述自动化命令从所述第三协议转换为所述第四协议；以及

至少部分地基于所述第一组数据，将所述第四协议的自动化命令发送至所述第三工业自动化设备，以操作所述第三工业自动化设备。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述操作包括：将根据所述第二协议格式化的数据发送至所述第二工业自动化设备，同时从附加工业自动化设备接收根据不同协议格式化的附加自动化命令。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二工业自动化设备包括：

控制系统；

人机接口(HMI)；

监督控制和数据采集(SCADA)系统；

警报管理系统；

时间序列数据存储库；

制造执行监督(MES)系统；

物联网(IOT)平台系统；以及

计算机化维护管理(CMMS)系统；

或其任何组合。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述代理系统被配置成执行包括下述的操作：

接收指示第一多个网络地址的配置文件；

针对耦接至所述代理系统的一个或更多个设备执行设备发现，以识别与所述一个或更多个设备相关联的第二多个网络地址；

将所述第一多个网络地址中的每个网络地址与所述第二多个网络地址中的每个网络地址进行比较，以确定一个或更多个匹配的网络地址；以及

基于所述一个或更多个匹配的网络地址验证所述一个或更多个设备，其中，所验证的一个或更多个设备包括所述第一工业自动化设备和所述第二工业自动化设备。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第三协议包括消息队列遥测传输(MQTT)协议。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述操作包括：

确定第三工业自动化设备不能从所述代理系统接收第四组数据；以及

响应于确定所述第三工业自动化设备不能接收所述第四组数据，终止与所述第三工业自动化设备的通信耦接。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二工业自动化设备是与参数相关的信息的订阅者，并且其中，所述操作包括：

确定所述存储部件中存储的第四组数据对应于所述参数；以及

响应于确定所述第四组数据对应于所述参数，将所述第四组数据自动路由至所述第二工业自动化设备。

11.一种方法，包括：

经由处理器从第一设备接收根据第一协议格式化的第一组数据，其中，所述第一设备被配置成响应于从所述处理器接收第一控制信号而生成所述第一组数据；

至少部分地基于所述第一组数据，经由所述处理器生成根据第二协议格式化的第二组数据；

经由所述处理器将所述第二组数据存储在存储部件中；

响应于检测到第二设备是所述第一组数据的订阅者，至少部分地基于所述第二组数据，经由所述处理器生成根据第三协议格式化的第三组数据，其中，所述第二设备被配置成使用根据所述第三协议格式化的数据进行操作；以及

经由所述处理器向所述第二设备发送所述第三组数据，其中，所述第二设备被配置成至少部分地基于所述第三组数据生成根据所述第三协议格式化的第二控制信号。

12.根据权利要求11所述的方法，包括：

确定所述第二设备不可访问；

响应于确定所述第二设备不可访问，改变发布设置，以停止到所述第二设备的传出通信；以及

将所述传出通信排队，以在再次可访问时发送至所述第二设备。

13.根据权利要求11所述的方法，包括：

从所述第二设备接收请求；

识别所述请求的参数；

确定所述第三组数据对应于所述参数；以及

响应于确定所述第三组数据对应于所述参数，将所述第三组数据路由至所述第二设备。

14.根据权利要求11所述的方法，包括：

从所述第二设备接收所述第二控制信号；

至少部分地通过将所述第二控制信号转换为第三控制信号来生成根据所述第二协议格式化的第三控制信号；

至少部分地通过将所述第三控制信号转换为第四控制信号来生成根据第四协议格式化的所述第四控制信号；以及

将所述第四控制信号发送至被配置成根据所述第四协议操作的第三设备，其中，所述第三设备被配置成响应于所述第四控制信号来调整操作。

15.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述第三组数据发送至所述第二设备包括将所述第三组数据发布至数据通道，其中，订阅多个工业自动化设备，以接收在所述数据通道上提供的一个或更多个更新。

16.一种非暂态计算机可读存储介质，其包括处理器可执行例程，所述处理器可执行例程在由处理器执行时，使所述处理器执行包括下述的操作：

从第一设备接收根据第一协议格式化的第一组数据，其中，所述第一设备被配置成生成所述第一组数据作为由所述第一设备执行的感测操作的一部分；

至少部分地基于所述第一组数据生成根据第二协议格式化的第二组数据；

至少部分地基于所述第二组数据生成根据第三协议格式化的第三组数据；以及

将所述第三组数据发送至被配置成根据所述第三协议操作的第二设备，其中，所述第二设备被配置成至少部分地基于所述第三组数据来确定要应用于所述第一设备、第三设备或两者的操作的调整。

17.根据权利要求16所述的非暂态计算机可读存储介质，所述操作包括：

从所述第二设备接收根据所述第三协议格式化的控制信号，其中，所述控制信号被配置成实现所述调整；

确定要向所述第一设备发送所述控制信号；

响应于确定要向所述第一设备发送所述控制信号，转换根据所述第一协议要格式化的控制信号；以及

将根据所述第一协议格式化的控制信号发送至所述第一设备，其中，根据所述第一协议格式化的控制信号被配置成至少部分地基于所述第一组数据来操作所述第一设备。

18.根据权利要求16所述的非暂态计算机可读存储介质，所述操作包括：

从第三设备接收根据第四协议格式化的第四组数据；

解析所述第四组数据以识别参数；

响应于从所述第一设备接收到所述第一组数据，查询数据库以识别所述数据库中与所述参数相关联的数据子集；

根据所述第四协议转换要格式化的所述数据子集；以及

将根据所述第四协议格式化的数据子集发送至所述第三设备。

19.根据权利要求18所述的非暂态计算机可读存储介质，所述操作包括：

从所述第三设备接收根据所述第四协议格式化的第一控制信号；

至少部分地基于所述第一控制信号生成根据所述第一协议格式化的第二控制信号；以及

将所述第二控制信号发送至所述第一设备，以调整所述第一设备的操作。

20.根据权利要求16所述的非暂态计算机可读存储介质，所述操作包括：

向所述第一设备发送测试消息并且启动计数器；

响应于所述计数器的计数达到阈值，结束与所述第一设备的通信耦接；以及

响应于结束所述通信耦接，向第三设备发送指示，其中，所述指示被配置成传达与所述第一设备的通信超时。

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