CN114787778A - 更新表示真实世界对象的数字对象 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于允许数字对象更新的方法、计算机程序和计算机程序产品，以及边缘节点和包括边缘节点的过程控制系统。边缘节点从过程控制服务器获得原始数字对象的副本，原始对象具有若干方面，并且根据第一过程控制数据格式被提供，以第二数据格式提供副本作为经修改对象，该第二数据格式是对过程控制系统外部的应用开放的格式，在该第二数据格式中，经修改对象包括若干数据模型，从应用接收经修改对象的更新，其中更新包括新数据模型。

Description

更新表示真实世界对象的数字对象

技术领域

本发明涉及用于允许数字对象更新的方法、计算机程序和计算机程序产品，以及边缘节点和包括边缘节点的过程控制系统。

背景技术

基于对象的计算机系统如今用于控制工业过程。

在这种情况下，对象可根据第一数据处理控制格式(诸如基于COM技术的格式)被提供。然后，数字对象表示控件中使用的真实世界对象，并且该数字对象常规地具有多个方面。

这些过程控制对象常规地被保存在封闭的环境中，以便避免对过程控制产生负面影响。

如果具有新功能的新软件将被安装并集成到运行核心过程功能性的上述类型的系统中，则下面的情况即将发生：

·每个新功能均需要遵守与基础系统支持相同的软件技术。

·每个新功能的缺陷均可能会危及控制系统的稳定性。

·每个新功能的生命周期均与核心控制系统的生命周期紧密相关。

这导致客户不愿意升级现有软件并安装添加功能的新软件。

因此，感兴趣的是以更自由的方式提供与上述类型的此类数字对象相关的更新，而不危及控制。

发明内容

本发明旨在更新表示过程控制系统的真实世界对象的数字对象。

根据第一方面，这是通过一种用于允许在过程控制系统中更新表示真实世界对象的数字对象的方法实现的，该方法由过程控制系统的边缘节点执行，并且包括：

-从过程控制服务器获得原始数字对象的副本，原始对象具有多个方面，并且根据第一过程控制数据格式被提供，

-以第二数据格式提供副本作为经修改对象，该第二数据格式是对过程控制系统外部的应用开放的格式，在该第二数据格式中，经修改对象兼顾多个数据模型，所述数据模型包括与原始对象的方面相对应的数据模型，

-授予应用对经修改对象的访问权，以及

从应用接收经修改对象的更新，其中更新包括新数据模型。

根据第二方面，该目的通过过程控制系统中的边缘节点来实现，该边缘节点包括处理器和存储器，存储器包括可由处理器执行的计算机指令，由此该边缘节点可操作以执行以下操作：

-从过程控制服务器获得原始数字对象的副本，原始对象具有多个方面，并且根据第一过程控制数据格式提供，

-以第二数据格式提供副本作为经修改对象，该第二数据格式是对过程控制系统外部的应用开放的格式，在该第二数据格式中，经修改对象兼顾多个数据模型，所述数据模型包括与原始对象的方面相对应的数据模型，

-授予应用对经修改对象的访问权，以及

-从应用接收经修改对象的更新，其中更新包括新数据模型。

根据第三方面，该目的是通过一种计算机程序来实现的，该计算机程序用于允许在过程控制系统中更新表示真实世界对象的数字对象，该计算机程序包括计算机程序代码，当计算机程序代码在边缘节点中运行时，使得该边缘节点执行以下操作：

-从过程控制服务器获得原始数字对象的副本，原始对象具有多个方面，并且根据第一过程控制数据格式提供，

-以第二数据格式提供副本作为经修改对象，该第二数据格式是对过程控制系统外部的应用开放的格式，在该第二数据格式中，经修改对象兼顾多个数据模型，所述数据模型包括与原始对象的方面相对应的数据模型，

-授予应用对经修改对象的访问权，以及

-从应用接收经修改对象的更新，其中更新包括新数据模型。

根据第四方面，该目的是通过一种计算机程序产品来实现的，该计算机程序产品允许更新表示过程控制系统中的真实世界对象的数字对象，该计算机程序产品包括具有计算机程序代码的数据载体，该计算机程序代码被配置为当该计算机程序代码被加载到边缘节点中时，使得该边缘节点执行以下操作：

-从过程控制服务器获得原始数字对象的副本，原始对象具有多个方面，并且根据第一过程控制数据格式提供，

-以第二数据格式提供副本作为经修改对象，该第二数据格式是对过程控制系统外部的应用开放的格式，在该第二数据格式中，经修改对象兼顾多个数据模型，所述数据模型包括与原始对象的方面相对应的数据模型，

-授予应用对经修改对象的访问权，以及

-从应用接收经修改对象的更新，其中更新包括新数据模型。

根据第一和第二方面的第一变型，经修改对象还包括用于数据模型使用的规则，并且授予对经修改对象的访问权包括授予对规则的访问权，使得可遵循规则进行经修改对象的更新。

根据第一方面的第二变型，该方法还包括，在边缘节点中运行的应用中，访问经修改对象，基于使用规则确定新数据模型，并且通过添加新数据模型来更新经修改对象。

根据第二方面的对应变型，边缘节点还可以可操作以实施被配置为访问经修改对象的应用，基于使用规则确定新数据模型，并且通过添加新数据模型来更新经修改对象。

根据第一方面的第三变型，该方法还包括允许应用访问在过程控制数据模型中定义的过程控制数据，其中更新的经修改对象中的新数据模型包括基于过程控制数据的处理而确定的新数据的定义。

根据第二方面的对应变型，授予访问权包括允许应用访问在过程控制数据模型中定义的过程控制数据，并且更新的经修改对象中的新数据模型包括基于过程控制数据的处理而确定的新数据的定义。

根据第一方面的第四变型，该方法还包括在过程控制系统中应用新数据，其中新数据已经通过过程控制数据的处理获得。

根据第二方面的对应变型，边缘节点还可操作以在过程控制系统中应用新数据，其中新数据已经通过过程控制数据的处理获得。

根据第一和第二方面的第五变型，授予对经修改对象的访问权包括将经修改对象及其数据模型中的至少一些数据模型放置在数据库中，在该数据库中它们可被应用发现。

根据第一和第二方面的第六变型，第一数据格式基于组件对象模型(ComponentObject Model)技术，并且第二数据格式基于JavaScript对象表示数据格式。

根据第一和第二方面的第七变型，每个数据模型表示真实世界对象的能力。

根据第一方面的第八变型，由与过程的稳态操作相关的应用生成的数据被防止进入包括过程控制服务器的核心过程控制系统。

根据第二方面的对应变型，边缘节点还可操作以防止由与过程的稳态操作相关的应用生成的数据进入包括过程控制服务器的核心过程控制系统。

本发明具有许多优点。它提供了一种简单而灵活的模型，允许客户安装和升级单个应用，从而在不影响核心工业控制系统的情况下为工业控制系统添加功能。这使得应用能够快速开发和发展，与核心工业控制系统的生命周期脱节。可以在不影响其他功能的情况下添加功能。

附图说明

下面将参考附图描述本发明，在附图中

图1示意性地示出了使用过程控制设备操作工业过程的核心过程控制系统，

图2示意性地示出了存储在核心过程控制系统的服务器中用于根据第一数据格式处理对象的对象处理单元和容器的一种实现，

图3示意性地示出了与过程控制系统中的边缘节点通信的过程控制服务器，

图4示意性地示出了与位于过程控制系统外部的第一远程应用和第二远程应用通信的边缘节点，

图5示意性地示出了根据第二数据格式的对象，

图6示出了在边缘节点中执行的方法的第一变型中的多个方法步骤，

图7示出了在边缘节点的数字对象控制单元中执行的方法的第二变型中执行的多个方法步骤，

图8示出了由边缘节点中的本地应用执行的方法的多个方法步骤，

图9示意性地示出了边缘节点作为计算机的一种实现，该计算机具有相关联的程序存储器，该程序存储器具有用于实现边缘节点功能性的计算机程序代码，以及

图10示意性地示出了CD-Rom盘形式的计算机程序产品，该计算机程序产品包括用于实现实行方法步骤中的至少一个的边缘节点功能性的所述计算机程序代码。

具体实施方式

在下文中，将给出优选实施例的详细描述。

图1示意性地示出了核心过程控制系统10，该核心过程控制系统可以被设置在工业装置中。核心过程控制系统10实施用于控制工业过程P的计算机化过程控制。可被控制的工业过程示例包括发电、输电和配电过程、水净化和配电过程、石油和天然气生产和配电过程、石化、化学、制药和食品过程以及纸浆和纸张生产过程。这些只是可应用该系统的过程的一些示例。还有数不清的其他工业过程。这些过程也可为其他类型的工业过程，诸如货物制造。可通过一台或多台过程监控计算机对过程进行监控，这些计算机与处理过程监控和控制的计算机或服务器进行通信。

因此，在图1中，核心过程控制系统10包括多个过程监控计算机12和14。这些计算机在此也可被视为构成操作员终端和/或工程终端，并且连接到第一数据总线B1。此外，还存在第二数据总线B2，并且在第一数据总线B1和第二数据总线B2之间连接有作为过程控制服务器的第一控制计算机16。第一数据总线B1还连接有允许与过程控制系统的边缘节点进行通信的通信接口15。

在第二数据总线B2上还连接有多个另外的设备20、22、24和26。这些另外的设备20、22、24和26是现场设备，它们是作为受控过程P的接口的过程接口设备。在这种情况下，存在第一现场设备20、第二现场设备22、第三现场设备24和第四现场设备26。现场设备常规地是一个接口，经由该接口对过程进行测量，并且向其发出控制命令。测量结果可以是与过程P相关的物理特性测量结果。现场设备可为储罐，另一个示例是离心机。过程控制服务器16可涉及基于来自现场设备(诸如来自现场设备的传感器)的输入来控制过程P，并且基于该输入来致动相同或其他现场设备(诸如阀门)。现场设备和计算机是过程控制设备的示例，它们也是过程P的控制中涉及的真实世界对象。

为了控制过程的过程接口设备，可使用容器，其中针对每个过程接口设备可存在一个容器。图2示出了作为过程控制服务器16的一部分的第一对象处理单元30和对象存储装置32的示意框图，其中对象存储装置32包括根据第一数据格式的容器34、方面Asp2 38和方面查找表36。

容器34是具有多个接口(其中三个接口在图2中示出)的所谓的组件对象模型(COM)对象。

通过容器34，对象处理单元30可调用与容器34保存的方面相关的功能。对象处理单元30通过向容器34查询该功能的接口来实现这一点，而不知道实施其正在寻找接口的功能的应用的标识。如果容器具有支持该接口的方面，则对该接口的引用将作为某种形式的指针返回到可找到该接口的位置。

因此，容器34容纳多个方面，其中一个Asp2 38在图2中示出。也可作为COM对象提供的每个方面与过程控制系统部分10中提供的过程接口设备或一组过程接口设备相关。一个方面表示这个真实世界对象的一个分面(facet)，并且负责对象及其数据的该分面的所有操作。因此，例如，对于储罐，一个方面可表示物理位置，另一方面可表示储罐的蓝图，另一个方面可表示储罐的安全描述符，另一个方面可表示对储罐操作的控制，而又一个方面可表示关于储罐的文档。表示分面的方面与应用的功能有关联，参考上述示例，该应用可显示蓝图来控制泵的操作或应用安全设置。所有方面均是通过一个方面类别创建的。方面类别包括在该类别的所有实例之间共享的信息。每个方面类别均指一个方面类型。此方面类型描述方面的实施方式。容器本身不保存任何数据，但是数据是在方面中或者与方面相关的方面中提供的。一个方面属于一个方面类型(通过其类别)，它列出了实施方面功能性的一组COM对象。这一实施方式由一个对象提供，这一对象被称为方面系统对象(ASO)，它是一个COM兼容对象。换句话说，方面类型包括方面与实施其功能性的一个或多个应用之间的绑定信息。

容器还具有对方面查找表52的访问权，通过该查找表可定位一个方面。

因此，当需要访问真实世界对象的一个方面时，第一对象处理单元30连接到容器34并请求与所述分面相关联的接口。容器然后经由方面表52定位与该分面相关联的方面54，询问关于其接口的方面，接收接口的信息并返回接口，通过该接口，对象处理单元可连接到该方面以用于检索数据，控制真实世界对象等。

因此，容器是表示过程控制系统部分中的真实世界对象的数字对象，并且该数字对象具有与对象的不同分面相关的许多方面。如稍后将看到的，该对象是将复制到边缘节点的原始数字对象。此外，该原始数字对象根据第一过程控制数据格式提供，该数据格式在这种情况下采用COM技术，其中数字对象表示真实世界对象，并且该数字对象的方面被提供为链接的多个COM对象。此外，第一过程控制数据格式是专有数据格式。

图3示意性地示出了包括过程控制服务器16的核心过程控制系统10。在该图中，还存在一个边缘节点EN 42。核心过程控制系统10和边缘节点可被视为作为放大过程控制系统的一部分提供。过程控制服务器16与边缘节点42中的数字对象控制单元DOCU 44通信。在与边缘节点的数字对象控制单元通信的核心过程控制系统10中还存在可选的本地测量设备40。在边缘节点42中，还存在本地应用LAP46。边缘节点42以及本地应用46还与数据库DB48通信。此外，数据库48可为放大的过程控制系统的一部分。在该图中，可更具体地看到，过程控制服务器16向边缘节点42发送第一数字对象O1，并且数字对象控制单元44和本地应用46在数据库48中存储和获得经修改的第一对象MO1。本地测量设备40将与为其提供第一数字对象O1的物理对象相关的本地测量数据发送给边缘节点42的数字对象控制单元44。这些是核心过程控制系统中设备的测量结果，但在控制中未使用。

图4示意性地示出了过程控制系统40中的边缘节点42与核心过程控制系统10中的过程控制服务器16和本地测量设备40通信，与另一系统50中的第一远程应用RAP1 52通信，以及与云环境54中的第二远程应用RAP2 56通信。

图5示出了根据第二数据格式的经修改对象MO1，其中经修改对象MO1包括多个数据模型，并且在该示例中存在八个数据模型。存在可以是维护系统模型的第一数据模型DM1，存在可以是管道和仪表(P&ID)数据模型的第二数据模型DM2，存在可以是过程控制模型的第三数据模型DM3，存在可以是设备模型的第四数据模型DM4，存在可以是日志模型的第五数据模型DM5，存在可以是文档数据模型的第六数据模型DM6。最后，还存在第七数据模型DM7和第八数据模型DM8，其内容尚未指定。

现在将参考图6描述边缘节点42的一般操作，更具体地，边缘节点42中的数字对象控制单元44的一般操作，图6示出了操作边缘节点42的数字对象控制单元44的方法中的多个方法步骤。

数字对象控制单元44首先从过程控制服务器16获得原始对象O1的副本，步骤58，其中原始对象O1具有多个方面，并且根据第一专有过程控制数据格式提供，即作为链接的多个COM对象。因此，原始对象是过程控制服务器16中的数字对象。可通过过程控制服务器16经由接口15发送原始对象的副本，并且数字对象控制单元44接收该副本，或者通过数字对象控制单元44经由接口15从过程控制服务器16获得原始对象的副本及其方面，来完成获得。

然后，数字对象控制单元44以第三方开发者可理解的第二数据格式被提供作为经修改对象MO1的副本，步骤60。第二数据格式可为对过程控制系统外部的应用开放的格式。该格式可采用JavaScript开放表示(JSON)格式。然而，诸如XML的其他格式也是可能的。因此，该格式是第三方可在针对过程控制系统40开发应用时使用的格式。此外，经修改对象MO1包括与原始对象的方面相对应的多个数据模型。这些模型可包括至少一个过程控制模型，该过程控制模型定义了在过程控制中如何使用对象。例如，数据模型可包括第一数据模型DM1、第二数据模型DM2、第三数据模型DM3、第四数据模型DM4、第五数据模型DM5和第六数据模型DM6。附加地，它可以针对本地测量数据形成数据模型。

然后，数字对象控制单元44授予一个或多个应用对经修改对象MO1的访问权，步骤62。授予访问权可包括允许发现对象及其一个或多个数据模型。它还可能涉及授予一个或多个应用的读写权限。被授予访问权的应用可以是用于为经修改数字对象MO1生成附加功能的应用，其中这些应用可包括过程控制系统40中的本地应用46、另一系统52中的第一远程应用52或云54中的第二远程应用56。

然后，诸如第一远程应用52的应用可访问具有第二数据格式的经修改对象MO1。应用可更具体地用一个或多个数据模型，例如第七数据模型DM7和第八数据模型DM8来更新经修改对象MO1。

在这已经完成之后，数字对象控制单元可从应用接收经修改对象的更新，步骤64。

作为示例，经修改数据模型可定义对来自过程控制数据模型的过程控制数据以及来自系统另一部分或另一外部源的数据的处理，并且基于定义的处理提供新数据模型的新数据。

现在将参考图7和图8描述第二实施例，其中图7示出了操作边缘节点42的数字对象控制单元44的方法的变型中的多个方法步骤，而图8示出了在边缘节点42的本地应用46中执行的多个对应的方法步骤。

数字对象控制单元44首先从过程控制服务器16获得原始对象O1的副本，步骤66，其中原始对象O1再次具有多个方面，并且根据第一过程控制数据格式(例如，基于COM技术的格式)被提供。

然后，数字对象控制单元44将这些方面转换为数据模型，步骤68。这可通过将每个方面转换为定义数据模型的对应单独JSON文件来实现。然后，数字对象控制单元44以第二数据格式提供作为经修改对象MO1的副本，步骤70。这可通过为对象级别创建单独的JSON文件来实现，该文件包括指向不同单独数据模型文件的链接。数字对象控制单元44可另外设置数据模型使用的规则，步骤72。这些规则可包括关于数据模型的依赖性的规则和关于如何使用由数据模型定义的数据的规则。这些规则可以被存储为对象级文件引用的一个或多个单独的JSON文件，或者它们也可以被包括在对象级文件中。

此后，数字对象控制单元44将经修改对象MO1放置在数据库48中，步骤74，其中它可被各种应用(例如所有应用46、52和56)发现和读/写。应用还可访问可发现的经修改对象中的规则。因此，他们能够遵循规则更新经修改对象。

然后，诸如本地应用46的应用可以在数据库48中发现经修改对象MO1，步骤76。然后，它还可以访问经修改对象MO1，步骤78。一旦访问了经修改对象MO1，应用可基于使用规则确定一个或多个新数据模型，步骤80。例如，它可以确定第七数据模型DM7和第八数据模型DM8。例如，新数据模型中的至少一个数据模型可涉及处理来自过程控制数据模型DM3的过程控制数据。因此，新数据模型可包括对过程控制数据和作为该处理结果的新数据的处理的定义。因此，新数据模型可定义基于过程控制数据的处理而获得的新数据。在确定了一个或多个新数据模型之后，应用46随后可用新数据模型DM7和DM8更新经修改对象MO1，步骤82，然后将更新的经修改数据模型存储在数据库48中，步骤84，数字对象控制单元44和其他应用52和56可以从该数据库访问该数据模型。

例如，新数据模型中的一个数据模型可以是来自本地测量设备的本地测量数据的数据模型。

边缘节点42中的数字对象控制单元44现在可经由原始数字对象接收与经修改对象相关的过程控制数据，并且允许更新经修改对象的应用访问过程控制数据。它还可以为应用提供本地测量数据。然后，应用可以处理过程控制数据和本地测量数据，并且基于此处理确定新数据。数字对象控制单元现在可应用通过在过程控制系统中处理过程控制数据而获得的新数据。因此，新数据可用于过程控制系统中。例如，新数据可以是指示何时执行对应的真实世界对象的维护的时间数据。然后，该维护数据可用作停止核心过程控制系统中的过程控制的触发器，以执行维护。当需要进行维护时，可以在核心过程控制系统中以有序的方式停止过程控制。

不允许应用影响核心过程控制系统中正在执行的实际控制可能是重要的。因此，不允许应用影响核心过程控制系统的稳态操作。由于这个原因，数字对象控制单元可防止由与过程的稳态操作相关的应用生成的数据进入核心过程控制系统。因此，当应用生成的数据与过程的稳态操作相关时，它可阻止由应用生成的数据进入核心过程控制系统。应该认识到，这种类型的影响抑制也可应用于故障处理。

通过这种方式可看出，通过边缘节点实现的边缘计算已经被引入到过程控制系统中，该过程控制系统是工业控制系统。

工业控制系统领域的边缘计算是在边缘节点(一个或多个)上的源附近或云中部署工业软件应用提供了整体解决方案，从而实现工业控制系统的边缘和云计算能力。边缘节点支持软件即服务(SaaS)集中管理的托管和交付模式，经由云向现场安装并与工业控制系统和连接设备群集成的边缘节点群交付。

在这种情况下，本地应用是边缘应用的一个示例。边缘应用包括一个或多个边缘软件模块，这些模块经由边缘运行时平台与其他边缘模块交互。边缘模块是提供符合一组定义规则的服务的软件。应用的组成、需求、依赖关系等可以在应用模型中描述。边缘应用可由终端用户经由云服务进行管理

边缘节点又是连接到工业控制系统并消耗来自工业控制系统的数据(即来自前面提到的核心过程控制系统的数据)的计算机。边缘节点为在工业控制系统附近运行的应用提供了云连接的软件平台(边缘计算)。

可提供用于在边缘节点群上安装、配置和管理应用的基于云的服务。

数字对象控制单元可提供中心信息模型存储器，其中在为每个对象(表示为对象)提供新功能(表示为对象模型)的全局信息模型中提供经修改对象。不同的应用(例如边缘或云托管)可以通过向同一对象提供新模型来扩展与对象相关的信息。每个模型表示一种能力。

每个应用均与其提供的模型(一个或多个)相关联。提供模型的应用可运行在相同的边缘、不同的边缘节点或云中(分布式)。

对象及其模型的全部或子集被存储在诸如数据库的中心存储器中并使其可供使用。边缘应用可通过与中心信息模型服务交互来动态发现和访问对象的任何模型。通过发现模型，应用可以与和该模型相关联的应用进行交互。

可使用能力平台创建经修改对象。该能力平台可以与数据库一起被提供，例如在云中。能力平台可基于开放平台通信统一架构(OPC UA)技术提供，其中数据库可由OPC UA服务器提供。数字对象控制单元、本地应用以及第一和第二远程应用还可以包括连接模块，连接模块也可使用OPC UA技术提供。

能力平台可提供信息模型服务和边缘配置服务，这些服务可用于实施集中托管的工程工具或API，以提供工程工具，诸如SaaS。

这提供了一个多租户平台即服务(PaaS)，以便从中心云部署实施全球始终可用的连接工程工具。

可使用连接工程工具定义连接模块应展示的内容以及如何映射这些信息的信息，该连接工具可位于中心位置，例如位于云中的数据库处，并且所得到的配置数据被存储在能力平台中并与边缘连接模块相关联。

连接模块可订阅配置数据，诸如经修改数据对象，并且在工具发布更改时接收配置数据更新。

配置数据可以被安全存储在云中，作为信息模型(配置模型)的一部分，也可选择包括配置文件。

UA工程工具允许用户通过UA Connect客户端发现并列出OPC UA服务器。

UA工程工具可为每个UA服务器请求节点集文件，其中节点集文件可以是具有JSON格式的JavaScript文件，也可以是具有经修改数字对象的XML文件。对于每个连接的UA服务器，文件可以被缓存在文件存储服务中，具有UA服务器地址空间版本信息。这意指上述数据库为上述经修改数字对象提供文件存储服务，并且该对象可以被存储在相关联的UA服务器地址空间中。

还可以将节点集文件导入UA工程工具，以提供脱机工程功能。

用户可执行UA对象类型到能力类型的映射。映射可为一对一(自动)或更复杂的类型重构。

用户可选择UA服务器地址空间的子集以映射到信息对象模型，然后为映射的信息定义数据收集配置。

然后，配置可以被存储在每个映射对象实例的信息模块中，每个映射对象实例具有UA类型、UA实例映射和数据收集信息。

对于云(中心点)托管，工程工具能够配置边缘节点的机群，每个边缘节点均具有一组连接的OPC UA数据源，其中数字对象控制单元可提供此类数据源，将数据传输到第一、第二和第三应用。

边缘节点可以连续被连接到UA工程工具，也可根据需要连接。

对于连续连接的边缘节点，云托管UA工程工具可直接用于配置OPC UA映射和数据采集。

对于按需连接的边缘节点，UA工程工具可以被托管在边缘节点上，并且可由连接到提供边缘节点的本地LAN网络的任何计算机使用。

如果需要，可添加对云和本地边缘节点之间映射的导出/导入支持。

一旦配置了数据流，就能够在OPC UA数据源和订阅数据的应用之间建立数据流，映射数据可以被转发给边缘应用(在映射到对象模型的上下文中)，并且可选地还被转发给使用相同映射的对象模型上下文的云应用。

经由与应用关联的UA Connect客户端订阅数据的应用，诸如本地应用或第一和第二远程应用中的UA Connect客户端。UA Connect客户端订阅配置中定义的数据。使用定义的映射将数据发布到边缘平台。

信息模型和相关联的运行时数据可经由边缘平台供其他边缘应用使用。

如果需要，可以将数据发布到云平台(边缘数据路由的配置)。

UA Connect对边缘连接模型是不可知的。

映射和运行时数据发布原则可应用于UA客户端-服务器模式和UA发布/订阅模式。

本发明具有许多优点。它提供了一种简单而灵活的模型，允许客户安装和升级单个应用，从而在不影响核心工业控制系统的情况下为工业控制系统添加功能。

这使得应用能够快速开发和发展，与核心工业控制系统的生命周期脱节。

可以在不影响其他功能的情况下添加功能。

如图9所示，边缘节点42可以以一个或多个处理器PR 86的形式连同计算机程序存储器M 88提供，计算机程序存储器M 88包括用于执行其功能的计算机程序代码90，即用于实施数字对象控制单元和本地应用。该计算机程序代码还可以被提供在一个或多个数据载体上，当程序代码被加载到形成边缘节点的计算机中时，该数据载体执行边缘节点的功能性。图10中示意性地示出了以CD-ROM盘的形式具有计算机程序代码90的一种此类数据载体92。作为备选方案，这种计算机程序可以被提供在另一个服务器上，并且从该服务器下载到边缘节点。

Claims (21)

1.一种用于允许更新数字对象的方法，所述数字对象表示在过程控制系统中的真实世界对象，所述方法由所述过程控制系统的边缘节点执行，并且包括：

-从过程控制服务器获得原始数字对象的副本，所述原始对象具有若干方面，并且根据第一过程控制数据格式被提供，

-以第二数据格式提供所述副本作为经修改对象，所述第二数据格式是对所述过程控制系统外部的应用开放的格式，在所述第二数据格式中，所述经修改对象兼顾若干数据模型，所述数据模型包括与所述原始对象的所述方面相对应的数据模型，

-授予应用对所述经修改对象的访问权，以及

-从所述应用接收所述经修改对象的更新，其中所述更新包括新数据模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述经修改对象还包括针对数据模型使用的规则，并且授予对所述经修改对象的访问权包括授予对所述规则的访问权，使得能够遵循所述规则进行所述经修改对象的所述更新。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：在运行于所述边缘节点中的应用中，访问所述经修改对象，基于所述使用的规则确定新数据模型，并且通过添加所述新数据模型来更新所述经修改对象。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：允许所述应用访问过程控制数据模型中定义的过程控制数据，其中所更新的所述经修改对象中的所述新数据模型包括基于所述过程控制数据的处理而确定的新数据的定义。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：在所述过程控制系统中应用新数据，所述新数据已经通过所述过程控制数据的处理被获得。

6.根据权利要求1所述的方法，其中授予对所述经修改对象的访问权包括：将所述经修改对象及其数据模型中的至少一些数据模型放置在数据库中，在所述数据库中它们能够被所述应用发现。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一数据格式基于组件对象模型技术，并且所述第二数据格式基于JavaScript对象表示数据格式。

8.根据权利要求1所述的方法，其中每个数据模型表示所述真实世界对象的能力。

9.根据权利要求1所述的方法，其中由与所述过程的稳态操作相关的所述应用生成的数据被防止进入包括所述过程控制服务器的核心过程控制系统。

10.一种过程控制系统中的边缘节点，所述边缘节点包括处理器和存储器，所述存储器包括能够由所述处理器执行的计算机指令，由此所述边缘节点可操作以：

-从过程控制服务器获得原始数字对象的副本，所述原始对象具有若干方面，并且根据第一过程控制数据格式被提供，

-以第二数据格式提供所述副本作为经修改对象，所述第二数据格式是对所述过程控制系统外部的应用开放的格式，在所述第二数据格式中，所述经修改对象兼顾若干数据模型，所述数据模型包括与所述原始对象的所述方面相对应的数据模型，

-授予应用对所述经修改对象的访问权，以及

-从所述应用接收所述经修改对象的更新，其中所述更新包括新数据模型。

11.根据权利要求10所述的边缘节点，其中所述经修改对象还包括针对数据模型使用的规则，并且授予对所述经修改对象的访问权包括授予对所述规则的访问权，使得能够遵循所述规则进行所述经修改对象的所述更新。

12.根据权利要求10所述的边缘节点，还可操作以实施下述应用，所述应用被配置为访问所述经修改对象，基于所述使用的规则确定新数据模型，并且通过添加所述新数据模型来更新所述经修改对象。

13.根据权利要求10所述的边缘节点，其中授予访问权包括：允许所述应用访问在过程控制数据模型中定义的过程控制数据，并且所更新的所述经修改对象中的所述新数据模型包括已经基于所述过程控制数据的处理而确定的新数据的定义。

14.根据权利要求13所述的边缘节点，还可操作以在所述过程控制系统中应用新数据，所述新数据已经通过所述过程控制数据的处理被获得。

15.根据权利要求10所述的边缘节点，其中授予对所述经修改对象的访问权包括：将所述经修改对象及其数据模型中的至少一些数据模型放置在数据库中，在所述数据库中它们能够被所述应用发现。

16.根据权利要求10所述的边缘节点，其中所述第一数据格式基于组件对象模型技术，并且所述第二数据格式基于JavaScript对象表示数据格式。

17.根据权利要求10所述的边缘节点，其中每个数据模型表示所述真实世界对象的能力。

18.根据权利要求10所述的边缘节点，还可操作以防止由与所述过程的稳态操作相关的所述应用生成的数据进入包括所述过程控制服务器的核心过程控制系统。

19.一种过程控制系统，包括边缘节点和过程控制服务器，所述过程控制服务器使用表示所述真实世界对象的原始数字对象来控制真实世界对象，其中所述原始对象具有若干方面，并且根据第一过程控制数据格式被提供，所述边缘节点被配置为：

-从所述过程控制服务器获得原始数字对象的副本，

-以第二数据格式提供所述副本作为经修改对象，所述第二数据格式是对所述过程控制系统外部的应用开放的格式，在所述第二数据格式中，所述经修改对象兼顾若干数据模型，所述数据模型包括与所述原始对象的所述方面相对应的数据模型，

-授予应用对所述经修改对象的访问权，以及

-从所述应用接收所述经修改对象的更新，其中所述更新包括新数据模型。

20.一种用于允许更新数字对象的计算机程序，所述数字对象表示在过程控制系统中的真实世界对象，所述计算机程序包括计算机程序代码，当所述计算机程序代码在边缘节点中运行时，使所述边缘节点执行以下操作：

-从所述过程控制服务器获得原始数字对象的副本，所述原始对象具有若干方面，并且根据第一过程控制数据格式被提供，

-以第二数据格式提供所述副本作为经修改对象，所述第二数据格式是对所述过程控制系统外部的应用开放的格式，在所述第二数据格式中，所述经修改对象兼顾若干数据模型，所述数据模型包括与所述原始对象的所述方面相对应的数据模型，

-授予应用对所述经修改对象的访问权，以及

-从所述应用接收所述经修改对象的更新，其中所述更新包括新数据模型。

21.一种用于允许更新数字对象的计算机程序产品，所述数字对象表示在过程控制系统中的真实世界对象，所述计算机程序产品包括具有计算机程序代码的数据载体，所述计算机程序代码被配置为当所述计算机程序代码被加载到所述边缘节点中时，使所述边缘节点执行以下操作：

-从所述过程控制服务器获得原始数字对象的副本，所述原始对象具有若干方面，并且根据第一过程控制数据格式被提供，

-以第二数据格式提供所述副本作为经修改对象，所述第二数据格式是对所述过程控制系统外部的应用开放的格式，在所述第二数据格式中，所述经修改对象兼顾若干数据模型，所述数据模型包括与所述原始对象的所述方面相对应的数据模型，

-授予应用对所述经修改对象的访问权，以及

-从所述应用接收所述经修改对象的更新，其中所述更新包括新数据模型。

Images