CN114788234A - 用于运行自动化系统的方法和数据基础架构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行自动化系统(100)的方法(200),该自动化系统具有第一控制单元(101)和第二控制单元(103)以及带有消息分发模块(301)的外部的数据基础架构(300),该方法包括:在第一识别步骤(201)中,通过所述消息分发模块(301)定义第一通信网络(109)并且将所述第一控制单元(101)和所述第二控制单元(103)识别为所述第一通信网络(109)的第一通信参与方(111),在第一发送步骤(203)中通过第一控制单元(101)向外部的数据基础架构(300)的消息分发模块(301)发出第一网络消息,在第二识别步骤(205)中通过消息分发模块(301)将所述第二控制单元(103)识别为所述第一通信网络(109)的由所述第一控制单元(101)编址的第一通信参与方(111),在转发步骤(207)中,由消息分发模块(301)将由第一控制单元(101)发出的第一网络消息转发给第二控制单元(103),以及在接收步骤(209)中,由第二控制单元(103)接收所转发的第一网络消息。本发明还涉及一种数据基础架构(300)。

Description

用于运行自动化系统的方法和数据基础架构
技术领域
本发明涉及一种用于运行自动化系统的方法和一种数据基础架构,该数据基础架构尤其是构造为外部的数据基础架构。
本专利申请要求德国专利申请DE 10 2019 131 622.7的优先权,其公开内容通过引用并入此文。
背景技术
一般地,本发明涉及将外部的数据基础架构集成到自动化系统中并且将自动化系统的过程转移到外部的数据基础架构中。本发明尤其可以在用于工业自动化、用于建筑和气候自动化、用于舞台技术、用于能量技术或用于交通控制技术的自动化系统中使用。在工业自动化的范围内,自动化系统例如可以控制压力机、包装机或者用于实施化学方法的设备,在建筑自动化的范围内例如控制采暖和通风系统、遮阳系统或者建筑物的进入系统。自动化系统可以在能量技术中尤其在风力设备、光伏系统、生物发电厂或能量收集系统中使用。这里所述的例子不应视为穷举的并且也不限制本发明的保护范围。
自动化系统用于控制自动化过程。自动化过程通常包括读入表征自动化过程的状态的输入数据。输入数据可以基于来自传感器的测量数据。基于输入数据,通常通过自动化系统的控制单元来创建如下输出数据,所述输出数据用于控制自动化过程。输出数据通常表示用于自动化系统的执行器的控制值。接下来,传感器和执行器被概括为现场设备的概念。此外,现场设备可以具有另外的组件并且设计用于,通过将输入数据发出到控制单元或者通过接收由控制部发出的输出数据来参与到与控制单元的数据通信。为此,这些现场设备通过数据线、例如通过现场总线与自动化系统的控制单元连接。通过数据线将读入的测量值作为输入数据从现场设备传输到控制单元上以用于进一步处理,并且将由控制单元提供的控制值作为输出数据传输到现场设备上。在这种情况下,现场设备被设计为实施在数据线上循环的输入和输出数据与现场信号之间的转换。
自动化系统可以被划分为现场层面和控制层面。现场层面包括自动化系统的所有现场元件,这些现场元件通常设置在过程附近,即布置在受控的设施、机器或其他技术装置旁边或附近,并且用于输入数据和输出数据以及现场信号的转发或转换。现场层面尤其包括现场设备和由其包括的传感器和执行器。控制层面包括控制单元和所有其它的控制组件,它们接收在现场层面中采集到的控制数据并且将其处理为输出控制数据以用于输出到现场层面中。现场层面和控制层面通常通过一条或多条数据线彼此连接,所述数据线可以构造为有线的或无线的数据线。
自动化系统的控制单元不仅可以为了控制自动化过程的目的来处理输入和输出数据,而且还可以转发给自动化系统的其他控制单元。特别是在具有多个控制单元的复杂的自动化系统中,这些控制单元分别控制自动化过程的部分方面,在不同的控制单元之间的数据通信和信息交换可能是必要的。为此,可能需要通过通信的控制装置之一对接收的输入数据进行准备,以便能够为相应另一控制单元提供可评估的信息。通过控制单元对采集的输入数据进行的这种分析为了准备采集的数据需要通过相应的控制单元所实现的实质性的计算能力,这会影响自动化过程的控制过程。
发明内容
本发明的任务在于,在考虑到外部的数据基础架构的情况下能够更好地运行自动化系统以及能够更好地利用用于运行自动化系统的外部的数据基础架构。
所述任务通过根据独立权利要求所述的用于运行自动化系统的方法和数据基础架构来解决。其它有利的实施方案分别在从属权利要求中说明。
根据第一方面,本发明涉及一种用于运行自动化系统的方法,该自动化系统具有用于实施至少一个自动化过程并且用于控制多个现场设备的第一控制单元和至少一个第二控制单元,以及具有用于传送通信网络的通信参与方之间的数据通信的消息分发模块的外部的数据基础架构,该方法包括以下步骤:
在第一识别步骤中通过消息分发模块定义第一通信网络并且将第一控制单元和第二控制单元识别为第一通信网络的第一通信参与方,
在第一发送步骤中,通过第一控制单元在第一通信网络的第一通信参与方之间的数据通信的范围内将第一网络消息发出到外部的数据基础架构的消息分发模块,
在第二识别步骤中,通过消息分发模块将第二控制单元识别为通信网络的由第一控制单元编址的第一通信参与方,
在转发步骤中,通过消息分发模块将由第一控制单元发出的第一网络消息转发给第二控制单元,以及
在接收步骤中,通过所述第二控制单元接收所转发的第一网络消息
由此实现的技术优点在于,可以提供一种用于运行自动化系统的有效且高效的方法。通过将控制过程在进一步的意义上从自动化系统的控制单元转移到外部的数据基础架构中,可以节省控制单元的计算机容量,该计算机容量随后可以用于待控制的自动化过程的直接的控制任务,由此可以提高自动化过程的效用和效率。
如果在下面描述识别,则该识别包括自动的以及手动的识别。虽然以下结合识别描述自动的识别,但本说明书不排除手动的识别,而是所述手动的识别一同包含在本发明的范围内。
此外,通过用于运行自动化系统的根据本发明的方法,可以改善自动化系统的各个控制单元之间的数据通信。本发明提供一种用于在具有多个单独的控制单元的自动化系统中进行各个控制单元之间的数据通信的有效且高效的方法,该自动化系统用于控制由相互协调的不同的子过程组成的复杂的自动化过程,所述多个单独的控制单元分别用于控制子过程。为了协调自动化过程的单独的子过程,通常需要在控制各个子过程的控制单元之间进行数据通信,以便交换描述子过程之一的状态和控制另一个子过程所需的过程数据。
在具有多个控制单元的自动化系统中,这些控制单元控制自动化过程的多个子过程,通常并不是所有的子过程都依赖于来自其它子过程的信息。因此,通常不需要每个控制单元与所有其它控制单元交换数据。
此外,控制单元之间的数据交换或数据通信可以是取决于情况的,使得控制单元不会仅仅与同一个控制单元通信,而是根据待传输的数据仅与明确定义的控制单元组交换相应的数据。这组通信控制单元的参与方可以根据待传输的数据而改变。由此,在自动化系统的控制单元之间能够形成复杂的并且可变的通信网络,所述自动化系统的生成和运行需要相当的耗费。
用于运行自动化系统的根据本发明的方法允许这种通信网络的简单的管理和没有问题的运行并且因此确保自动化系统的控制单元之间的有效且高效的数据通信。
为此,自动化系统的控制单元之间的数据通信的管理或调节通过外部的数据基础架构来承担。为此目的,外部的数据基础架构具有如下消息分发模块,该消息分发模块被设置用于传送在控制单元之间的数据通信。
消息分发模块在第一识别步骤中定义第一通信网络并且自动地将自动化系统的第一控制单元和第二控制单元识别为第一通信系统的第一通信参与方。
外部的数据基础架构的消息分发模块识别自动化系统的所有控制单元。对于自动化系统包括多个控制单元的情况,这些控制单元分别具有至外部的数据基础架构的数据连接,消息分发模块将所有的控制单元识别为潜在的通信参与方并且将这些控制单元分配给相应的通信网络。
为了在控制单元之间交换数据,消息分发模块将多个控制单元划分到不同的通信网络中,这些通信网络分别关于待传送的数据而不同。因此,消息分发模块自动地定义多个通信网络并且将各个控制单元识别为不同通信网络的通信参与方。
在此,各个控制单元可以是多个通信网络的通信参与方。通信网络的通信参与方可以与通信网络的其他通信参与方交换数据。而与不属于同一通信网络的通信参与方的控制单元的数据通信是不可能的。
因此,将多个控制单元划分到多个通信网络中能够实现简化的数据通信,其方式是确保数据仅传输给如下控制单元,对于这些控制单元而言,相应待传输的数据的传输是有利的。这通过如下方式实现,即数据传输或数据通信仅能在同一通信网络的控制单元之间进行。通过自动定义通信网络和通过外部的数据基础架构的消息分发模块将控制单元自动识别为相应的通信网络的通信参与方,可以避免在自动化系统的控制单元之间耗费地定义数据通信的结构和相应的用于产生通信网络和用于将各个控制单元分配给相应的通信网络的编程耗费。
此外,可以简化控制单元之间的数据通信,其方式是,对于每个发出的通信消息可以避免明确的编址,通过该编址将相应的控制单元标记为各通信消息的接收方,因为仅仅同一通信网络的通信参与方可以考虑作为发出的消息的潜在的接收方。对于这种通信,例如提供根据发布者/订阅者机制的通信,其中,消息从一个发出者发出到同一通信网络的所有通信参与方,并且由这些通信参与方接收。
根据通信网络的定义和将各个控制单元标记为相应的通信网络的通信参与方,为了在第一控制单元和第二控制单元之间的数据通信,第一控制单元向消息分发模块发出第一网络消息。消息分发模块接收由第一控制单元发出的第一网络消息并且借助所发出的第一网络消息不仅识别通信网络而且将所识别的通信网络的相应的通信参与方识别为所发出的第一网络消息的相应的接受者,在该通信网络中交换用于在通信网络的相应的通信参与方之间的数据通信的第一网络消息。在通过消息分发模块识别相应的通信网络的被编址的通信参与方之后,消息分发模块将由第一控制单元发出的第一网络消息转发给所识别的通信网络的通信参与方或者分别被编址的控制单元。这些通信参与方接收所发出的第一网络消息,由此进行数据通信。
因此,根据本发明的用于运行自动化系统的方法规定了自动化系统的控制单元之间的间接数据通信,其中,所发出的第一网络消息通过外部的数据基础架构的消息分发模块传送给相应编址的控制单元。
在下面外部的数据基础架构可以是不接入到自动化系统的内部的通信网络中的外部的服务器单元。例如,外部的数据基础架构可以是提供数据相关服务的外部云服务器。数据相关服务可包括存储数据以供稍后使用或用于数据的评估或分析。以这种方式例如能够采集自动化系统的能量消耗、温度或其他物理参数。
外部的数据基础架构的计算机系统可以通过本地和/或私有数据网络或者也通过全球和/或基本公共数据网络、例如互联网与自动化系统相连。可经由互联网访问的外部的数据基础架构作为云服务还由不同的互联网企业提供。
在下面通信参与方可以是自动化系统的内部组件。内部组件可以是自动化系统的集成到自动化系统的内部的通信网络中的组件。组件、特别是关于通信参与方的组件可以是自动化系统的能够进行数据通信的任意单元。组件或通信参与方例如可以是控制单元或在进一步的意义上是数据处理单元,像比如工业PC、个人计算机或移动设备。
接下来,控制单元是在自动化系统中用于控制自动化过程的SPS(可存储器编程的控制部)。控制单元可以包括相应的数据处理单元、例如工业PC或台式计算机。替代地,控制单元可以是虚拟机或相应的软件模块,其被设置用于控制自动化过程。
接下来网络消息是一个数据组或者多个数据组,所述一个数据组或者多个数据组基于通信协议可在通信参与方之间传输并且借助所述一个数据组或者多个数据组可交换信息内容。
根据一种实施方式,根据本发明的方法还包括:
在现场设备中创建输入过程数据,该输入过程数据表示由自动化系统实施的自动化过程的状态,
在传输步骤中在交换过程数据的范围内将作为过程数据的输入过程数据从现场设备传输到第一控制单元,以及
在第一发送步骤中,通过第一控制单元在所述第一通信网络内的数据通信的范围内发出第一网络消息中的过程数据。
由此实现的技术优点在于,可以实现一种有效且高效的、用于在自动化系统的控制单元之间交换过程数据的方法。
在采集步骤中,由第一控制部来操控的现场设备采集输入过程数据。在下面输入过程数据是测量数据,这些测量数据由自动化系统的现场设备、尤其是传感器来采集,并且这些测量数据表示由自动化系统实施的自动化过程的状态。
在传输步骤中,将所采集的输入过程数据从现场设备传输给第一控制单元。接下来,所采集的过程数据由控制单元在相应的通信网络内的数据通信的范围内发出到相应的通信网络的相应的通信参与方。
由此可以在自动化系统内的不同的控制单元或不同的通信参与方之间交换过程数据的有效且高效的传递过程。由此确保不同自动化过程的有效衔接。
根据一种实施方式,外部的数据基础架构还包括具有分析模块的控制实例,该分析模块被设置用于根据预先确定的分析规则来分析现场设备的过程数据,包括:
在分析步骤中,由分析模块分析通过消息分发模块接收的第一网络消息的过程数据,
在第二发送步骤中,在第一通信网络内部的数据通信的范围内,通过消息分发模块将在第二网络消息中经分析的过程数据发出到第一控制单元和/或第二控制单元,以及
在影响步骤中,基于第二网络消息的经分析的过程数据,由第一控制单元和/或第二控制单元来影响自动化过程。
由此实现的技术优点在于,可以实现自动化系统的组件之间的有效、高效和详细的数据通信。为此,外部的数据基础架构可以包括具有分析模块的控制实例,其中分析模块设置用于根据预先确定的分析规则来分析自动化系统的现场设备的过程数据。因此,由现场设备采集的过程数据可以由分析模块来制备,从而可以从纯过程数据中提取信息,所述信息对于其他控制单元和待由其控制的自动化过程是感兴趣的。
控制实例可以是控制单元或SPS(可存储器编程的控制部)的实例,特别是基于虚拟机的虚拟的实例,其被设置用于实施控制单元的所有功能。
在下文中数据分析是用于制备过程数据的过程,其由纯过程数据分析得到的过程数据。根据过程数据的类型,数据分析可以被不同地构造并且包括不同的分析步骤。数据分析假设,通过所执行的数据分析产生的经分析的过程数据至少在特性上不同于初始的过程数据。
在分析步骤,分析模块分析由第一控制单元在第一网络消息中发出的过程数据并产生相应的经分析的过程数据。通过将数据分析转移到外部的数据基础架构,可以节省需要被用于数据分析的第一控制单元的计算容量。第一控制单元的所节省的计算容量可以用于自动化过程的其他控制任务。由此实现自动化过程的控制的效率提高。
在通过分析模块成功分析过程数据之后,消息分发模块基于经分析的过程数据创建另一第二网络消息并且将其发出到相应的通信网络的通信参与方。
在此,消息分发模块可以将经分析的过程数据仅仅返回发给第一控制单元。这种情况描述了将数据分析从第一控制单元转移到外部的数据基础架构。
替代地,消息分发模块可以将经分析的过程数据发出到第二控制单元或发出到是通信网络的通信参与方的其他控制单元,使得可以基于经分析的过程数据在第一控制单元和第二控制单元或其他控制单元之间实现数据通信。由此,通过数据通信不仅仅基于纯粹的过程数据,而且包括传输通过数据分析提取的信息,实现自动化系统的控制单元之间的经优化的数据通信。通过所执行的数据分析,可以将过程数据的信息内容单独地定制于相应编址的通信参与方,从而可以使待通信的信息内容最大化。由此实现有效且高效的数据通信。
在影响步骤中通信网络的相应的控制单元使用经分析的过程数据影响相应的自动化过程。通过数据分析和随后考虑经分析的过程数据以通过相应的控制单元控制相应的自动化过程,可以实现自动化过程的有效且高效的控制。
根据一种实施方式,外部的数据基础架构还包括控制实例,该控制实例具有用于创建控制程序的开发模块,该控制程序可以由用于控制现场设备的第一控制单元和/或第二控制单元实施,其中,该方法进一步包括:
通过开发模块在生成步骤中生成控制程序,
在第三发送步骤中,在第一通信网络内的数据通信的范围内,通过消息分发模块将在第三网络消息中所生成的控制程序发出到第一控制单元和/或第二控制单元,以及
在第一实施步骤中,通过第一控制单元和/或第二控制单元基于所生成的控制程序实施所生成的控制程序并且影响自动化过程。
由此实现的技术优点在于,可以提供一种用于运行自动化系统的有效的、高效的且灵活的方法。外部的数据基础架构的控制实例包括用于创建用来控制自动化系统的自动化过程的控制程序的开发模块。
开发模块可以是用于对软件进行编程、尤其是用于对控制程序进行编程的开发环境,并且具有编程环境的所有功能。
在生成步骤中,通过开发模块可以生成控制程序,该控制程序被设置用于由自动化系统的控制单元之一实施,以控制自动化过程。
在通过开发模块成功生成这种控制程序之后,消息分发模块基于所生成的控制程序定义第三网络消息并且在相应的通信网络内的数据通信的范围内将该另一第三网络消息发出到通信网络的通信参与方。
根据所生成的控制程序的类型,消息分发模块定义相应的通信网络并且如此识别相应的通信参与方,使得仅仅通信参与方、尤其是设置用于所生成的控制程序的控制单元通过所发出的第三网络消息来编址。由此,可以实现以相应的控制程序简化地提供自动化系统的控制单元或组件。
消息分发模块被设置用于根据有待发出的消息将通信参与方整合到相应的通信网络中,其中通信网络或者说通信参与方到相应的网络的分配可灵活设计的。消息分发模块例如可以为每个待发出的消息生成新的通信网络,其中通信参与方如此整合到所生成的通信网络中,从而确保所发出的消息被发出到为这种消息编址的通信参与方并且由这些通信参与方所接收。
通过由消息分发模块自动定义相应的通信网络而对相应的控制单元进行简单编址,可以避免将所生成的控制程序复杂地安装在设有所生成的控制程序的相应的控制单元上。
通过集中地生成外部的数据基础架构中的控制程序并且通过消息分发模块将所生成的控制程序发出到相应的控制单元,可以给多个控制单元配备相应的控制程序,而不会对此产生过度的编程耗费或安装耗费。在接收到发出的第三网络消息之后,相应的控制单元可以独立地安装相应地为其生成的控制程序,并且在一个实施步骤中实施相应生成的控制程序,并且基于生成的控制程序影响自动化过程或相应的子过程。由此提供一种用于为自动化系统的控制单元提供控制程序的有效且高效的方法。
根据一种实施方式,外部的数据基础架构还包括控制实例,该控制实例具有用于实施用于控制自动化系统的现场设备的控制程序的实施模块,其中该方法还包括:
在第二实施步骤中由实施模块实施控制程序并生成输出过程数据,其中所述输出过程数据包括对现场设备的控制指令,以用于基于控制程序来控制现场设备,
在第四发送步骤中,在第一通信网络内的数据通信的范围内,通过消息分发模块将在第四网络消息中所生成的输出过程数据发出到第一控制单元和/或第二控制单元,以及
在控制步骤中,通过第一控制单元和/或通过第二控制单元基于生成的控制程序的生成的输出过程数据来影响自动化过程。
由此实现的技术优点在于,可以提供一种用于运行自动化系统的有效且高效的方法,其中能够实现自动化系统的集中控制。为此,外部的数据基础架构的控制实例包括用于实施控制自动化系统的控制程序的实施模块。在第二实施步骤中,实施模块实施控制程序并生成包括对现场设备的控制指令以控制现场设备的输出过程数据。在此,控制指令与相应的现场设备相匹配。
在由实施模块生成输出过程数据之后,消息传送模块基于所生成的输出过程数据产生第四网络消息并且将其发出到相应的通信网络的相应的通信参与方。基于所生成的输出过程数据,相应被编址的通信参与方或被编址的控制单元影响自动化过程,并基于所生成的控制程序控制自动化系统的相应的现场设备。由此可以实现自动化过程的中央控制。
根据一种实施方式,自动化系统包括至少一个第三控制单元,并且其中,该方法还包括:
在第三识别步骤中,定义第二通信网络,并且通过消息分发模块将第三控制单元和第一控制单元和/或第二控制单元识别为第二通信网络的第二通信参与方,其中数据通信仅仅在第一通信网络的第一通信参与方之间或在第二通信网络的第二通信参与方之间进行。
由此实现的技术优点在于,可以实现自动化系统的控制单元之间的灵活的数据通信。在具有多个控制单元的自动化系统中,为了自动化过程的各个子过程的同步,这些控制单元以数据通信的形式交换数据,其中,控制单元之间的数据交换却如此取决于相应待交换的信息,使得根据待交换的信息对不同的控制单元进行编址,可以实现简化的编址和与之相关的简化的数据通信。
对于多个控制单元,消息分发模块定义相应的通信网络并且自动识别相应的通信网络的所有通信参与方。不同的控制单元可以分别是不同通信网络的通信参与方。对于通信网络的通信参与方来说,能够实现与同一通信网络的其他通信参与方的数据通信。而与其它通信网络的通信参与方的数据通信是不可能的。不同的通信网络在此可以针对相应的通信参与方之间的有待传送的信息而不同。
例如,消息分发模块可以被构造为消息代理,并且基于发布者/订阅者机制定义在自动化系统的控制单元之间的数据通信。在此,发出的网络消息可以配备有主题,通过该主题描述所发出的网络消息的信息内容。自动化系统的控制单元可以为了进行数据通信而订阅任意的主题,由此用于相应的主题的消息的相应的控制单元可以被标记为潜在的接收方。消息分发模块可以基于可供使用的主题来定义相应的数据通信网络,从而设置用于交换一个特定的主题或多个特定的主题的网络消息的通信网络。在此,相应的通信网络的通信参与方由多个控制单元得出,所述控制单元订阅了相应的一个主题或相应的多个主题。通过定义不同的通信网络并且通过由消息分发模块识别不同通信网络的相应的通信参与方,可以实现可靠的数据通信,其中所发出的网络消息仅仅被转发给自动化系统的通信参与方或者控制单元,所述通信参与方或者控制单元被设置成用于所发出的网络消息类型的网络消息的接收方。
因此,网络消息可以在通信参与方之间的数据通信的范围内基于发布者-订阅者模型通过自动化系统的控制单元之一来发出。消息分发模块具有所有参与数据通信的控制单元的知识作为消息代理,并且因此可以将所发出的网络消息转发给控制单元,所述控制单元已经订阅了所发出的网络消息类型的网络消息或者所发出的网络消息的主题的网络消息。为此,消息分发模块定义了具有不同通信参与方的不同通信网络,其中通信网络的通信参与方订阅了相同主题的消息。
由此能够实现自动化系统的多个控制单元之间的简化的数据通信。
根据第二方面,本发明涉及一种用于实施运行自动化系统的根据本发明的方法的数据基础架构,其中数据基础架构能够构造为自动化系统的外部组件并且能够与自动化系统的内部组件连接,并且其中数据基础架构包括:
消息分发模块,其用于在自动化系统的通信网络的通信参与方之间传送数据通信,其中,消息分发模块用于定义至少一个通信网络并且将自动化系统的组件识别为通信网络的通信参与方,
接收由通信参与方在通信网络之内的通信参与方之间的数据通信的范围内所发出的网络消息,
识别所述通信网络的被编址的通信参与方,并且将所接收的网络消息转发给所识别的通信参与方。
由此实现的技术优点在于,可以提供一种有效的并且可广泛使用的数据基础架构,其被构造为实施根据本发明的用于运行自动化系统的方法。数据基础架构可以被构造为自动化系统的外部的数据基础架构并且可以与自动化系统的内部组件、例如控制单元连接。
为了执行根据本发明的用于运行自动化系统的方法,数据结构包括消息分发模块,该消息分发模块被设置用于定义通信网络并且自动地将自动化系统的组件识别为通信网络的通信参与方。为此,消息分发模块可以实施上述步骤。消息分发模块还被设置用于通过以下方式在通信网络的网络参与方之间传送数据通信,即所发出的网络消息由消息分发模块接收,识别分别被编址的通信参与方,并且将所接收的网络消息转发给所识别的通信参与方。为此,该消息分发模块可以执行上述步骤。
根据一种实施方式,消息分发模块被设置用于,由自动化系统的多个组件定义多个通信网络并且将相应的组件识别为一个或多个通信网络的通信参与方,其中数据通信仅仅在同一个通信网络的通信参与方之间是可能的。
由此实现的技术优点在于,可以提供灵活的和可广泛使用的数据基础架构,其能够在自动化系统的多个组件之间传送数据通信。为此,数据基础架构被设置用于在自动化系统的多个组件中定义具有多个通信参与方的多个通信网络,其中,消息分发模块被设置用于针对每个通信网络自动地识别相应的通信参与方。在此,自动化系统的组件可以是自动化系统的控制单元。替代地,通信参与方也可以是其它数据处理单元,像比如自动化系统的控制层面的个人计算机或移动设备。通过将自动化系统的多个组件划分到多个不同的通信网络中,数据基础架构的消息分发模块能够根据上述步骤来传送通信网络的通信参与方之间的数据通信。
替代地,通信参与方也可以是其它自动化系统的控制单元。消息分发模块在此能够将各个控制单元分配给相应的自动化系统并且如下地定义相应的通信网络,从而确保仅仅一个自动化过程的控制单元彼此通信,而其他自动化系统的控制单元则被排除在数据通信之外。这尤其是对于如下情况是感兴趣的,即外部的数据基础架构被构造为云服务器并且可以由多个不同的使用者、尤其是不同自动化系统的运营者来要求服务。通过将不同的控制单元划分到不同的通信网络中,其中避免了不同的自动化系统的控制单元在相同的通信网络中被整合,可以实现系统内部的数据通信并且防止数据无意地转发给其他自动化系统的数据处理单元。
根据一种实施方式,数据基础架构还包括具有分析模块的控制实例,其中分析模块设置用于分析通过至少一个第一网络消息发出的、自动化系统的组件的过程数据,并且其中消息分发模块设置用于将在至少一个第二网络消息中经分析的过程数据发出到通信网络的通信参与方。
由此实现的技术优点在于,可以提供灵活的和可广泛使用的数据基础架构,该数据基础架构除了传送在自动化系统的组件之间的数据通信之外还被设置用于执行自动化系统的过程数据的数据分析。
为此,数据基础架构包括具有分析模块的控制实例,该分析模块设置用于基于预先确定的分析方法来评估自动化系统的过程数据并且产生经分析的过程数据。数据基础架构的消息分发模块还设置用于,基于经分析的过程数据来生成相应的第二网络消息并且将其发出到相应的通信参与方,经分析的过程数据确定用于所述通信参与方。由此,数据基础架构能够提供在自动化系统的控制单元之间的复杂的数据通信,其超出了过程数据的交换。为此,分析模块和消息分发模块可以实施上述步骤。
根据一种实施方式,控制实例此外包括开发模块,其中开发模块设置用于生成控制自动化过程的控制程序,并且其中消息分发模块设置用于将在第三网络消息中的所生成的控制程序发出到通信网络的通信参与方。
由此实现的技术优点在于,可以提供一种灵活的和可广泛使用的数据基础架构,其包括具有开发模块的控制实例,该开发模块设置用于生成控制自动化系统的自动化过程的控制程序。开发模块可以是编程环境,借助该编程环境可以生成用于控制自动化过程的控制程序,该控制程序可以通过自动化系统的控制单元来实施并且可以基于该控制程序来操控自动化系统的现场设备。为此,开发模块可以实施上述步骤。
根据一种实施方式,控制实例还包括用于实施控制程序以控制自动化过程的实施模块,其中实施模块设置用于实施控制程序并且生成输出过程数据,其中输出过程数据包括对自动化系统的组件的控制指令,以基于控制程序控制自动化过程,并且其中消息分发模块设置用于将在第四网络消息中的所生成的输出过程数据发出到通信网络的通信参与方。
由此实现的技术优点在于,可以提供灵活的和可广泛使用的数据基础架构,其具有带有实施模块的控制实例,其中实施模块设置用于实施控制自动化系统的自动化过程的控制程序并且生成包括对自动化系统的组件的控制指令的输出过程数据。因此,控制实例能够与实施模块一起控制自动化系统的自动化过程。因此,通过根据本发明的数据基础架构可以提供自动化系统的集中控制,其中一个控制程序或多个控制程序由相应的控制实例来实施并且生成相应的控制指令。实施模块可以为此实施上述步骤。
根据一种实施方式,数据基础架构还包括用于将输入请求输入到控制实例中的输入模块,输入模块可与控制实例连接并且使得使用者能够:
查看分析模块的分析过程和/或通过相应的输入请求来影响所述分析过程,
通过向开发模块的相应的输入请求来生成控制程序,并且
影响自动化过程的控制和/或查看自动化过程的过程数据。
由此实现的技术优点在于,可以提供灵活的和可广泛使用的以及可简单操作的数据基础架构,该数据基础架构被设置用于实施根据本发明的用于运行自动化系统的方法。为了简化数据基础架构的可操作性,数据基础架构还包括输入模块,该输入模块可与数据基础架构的控制实例连接。通过输入模块,数据基础架构的使用者能够查看分析模块的过程或影响分析模块的过程。通过输入模块,使用者可以监视自动化系统的过程数据的由分析模块执行的数据分析并且查看所生成的、经分析的过程数据。此外,使用者能够控制分析模块的分析过程并且作用于由分析处理模块所执行的分析方法,以便因此相应地设计分析过程。因此,使用者可以通过经由输入模块实现的相应的输入根据其规定来分析所采集的过程数据。
使用者还能够通过向开发模块的相应的输入请求来生成控制程序。使用者可以经由与控制实例连接的输入模块来访问开发模块,并且可以通过经由输入模块实现的相应的输入来生成控制程序。如上所述,开发模块可以实施为一种编程环境。输入模块因此使得使用者能够访问被设计为编程环境的开发模块,并且因此允许使用者通过输入模块来执行控制程序的编程。除了控制程序之外,使用者可以通过在开发模块中对输入模块进行相应的输入来生成软件组件。
此外,使用者能够通过输入模块来影响自动化过程的控制和/或查看过程数据。通过向输入模块的相应输入,使用者例如可以停止或开始控制程序的实施,并且因此作用于自动化过程的控制。此外,使用者可以通过向输入模块中的相应的输入来安装新生成的控制程序并且请求自动化系统的控制来实施控制程序并且由此介入自动化系统的控制。
根据一种实施方式,数据基础架构构造为云服务器,其中输入模块设计为网站,使用者可以通过该网站在数据基础架构中进行选择,并且其中输入模块可以在计算机单元、尤其是个人计算机或移动设备上被调用。
由此实现的技术优点在于,可以提供灵活的和可广泛使用的数据基础架构。通过将数据基础架构构造为云服务器,数据基础架构能够用于多个不同的自动化系统。输入模块在此能够设计为网站,使用者能够通过该网站在数据基础架构中进行选择并且能够利用上述功能作用于自动化系统的控制。构造为网站的输入模块可以在任意的数据处理单元上、尤其是个人计算机或移动设备上实施并且通过使用者来调用。因此,使用者能够例如通过其智能手机或平板电脑选择到数据基础架构中并且因此作用于自动化系统的控制。由此实现了高度的灵活性,这使得使用者可以从任意的地点作用于自动化系统的控制。构造为云服务器的数据基础架构在此可以通过互联网连接与自动化系统的组件连接。这允许数据基础架构的分布式布置。通过将输入模块设计为网站,其可以被任意的计算设备调用,并且通过该网站可以实施输入模块的上述功能,使得可以在世界范围的任意位置和任意时间都能查看和作用于自动化系统的控制。由此在自动化系统的控制中实现了高度的灵活性。
通过将数据基础架构设计为云服务器能够实现,数据基础架构能够用于控制多个自动化系统。在此,可以在数据基础架构上设置多个控制实例和多个消息分发模块,它们分别用于控制自动化系统。
通过设计为网站的输入模块,不同的使用者可以通过个性化的访问实例选择到云服务器中并且获得对个性化的一个控制实例或多个控制实例的访问,以便由此能够影响或查看各个自动化系统的控制过程。由此又实现了高度的灵活性,其方式是,数据基础架构提供了控制多个不同且不相关的自动化系统的基本基础。这例如对于运营多个自动化系统的大型企业而言是令人感兴趣的,所述自动化系统的控制和监控可以分配给在集中式数据基础架构上的控制。这可以降低这种公司的复杂性并且提高生产率。
替代地,所描述的云服务器服务可以由自动化系统的多个不同运营者来要求,这些运营者可以并行地通过云服务器和个性化的控制实例来影响或查看由运营者运营的自动化系统的控制过程。
附图说明
下面借助附图详细解释本发明。在此,在各个示意图中示出:
图1示出根据一种实施方式的自动化系统的示意图;
图2示出根据一种实施方式的用于运行自动化系统的方法的流程图;
图3示出根据另一种实施方式的用于运行自动化系统的方法的流程图;
图4示出根据另一种实施方式的用于运行自动化系统的方法的流程图;
图5示出根据另一种实施方式的用于运行自动化系统的方法的流程图;
图6示出根据一种实施方式的数据基础架构的示意图;
图7示出根据另一种实施方式的数据基础架构的示意图;并且
图8示出了根据一种实施方式的输入模块的示意图。
具体实施方式
图1示出根据一种实施方式的自动化系统100的示意图。
图1示例性地示出自动化系统100的一种实施方式,该自动化系统用于说明自动化系统100的各个元件,根据本发明的用于运行自动化系统100的方法200作用于该自动化系统。图1中示出的自动化系统100仅用于说明的目的,并且在自动化系统100的各个元件中可以与图1中示出的实施方式不同。
图1中的自动化系统100包括第一控制单元101,该第一控制单元通过第一总线系统106与第一现场设备105连接。自动化系统100进一步包括第二控制单元103,其又经由第二总线系统112与第二现场设备107连接。此外,自动化系统100包括第三控制单元113,该第三控制单元113通过第三总线系统118与第三现场设备114连接。所示的控制单元123的数量以及所示的现场设备125的数量仅仅是示例性的并且可以任意地改变。第一控制单元101、第二控制单元103和第三控制单元113分别经由外部的数据网络127与外部的数据基础架构300连接。
外部的数据基础架构300包括消息分发模块301和控制实例303。控制实例303又具有分析模块305、开发模块307和实施模块309。
对于控制单元123和外部的数据基础架构300之间的数据通信,第一控制单元101、第二控制单元103和第三控制单元113分别具有路由单元122,借助该路由单元,网络消息能够以数据组的形式经由外部的数据网络127发出到外部的数据基础架构300并且由该外部的数据基础架构接收。为了进行数据通信,外部的数据基础架构300同样具有路由单元122,借助该路由单元122可以由控制单元123接收相应的数据组或者向控制单元发出相应的数据组。
外部的数据基础架构300的各个模块通过内部的数据网络129彼此连接,使得能够实现在外部的数据基础架构300的模块之间的内部的数据通信。
此外,在图1中,第一控制单元101、第二控制单元103和第三控制单元113被划分到两个通信网络119中。因此,第一通信网络109包括第一控制单元101、第二控制单元103和外部的数据基础架构300,它们由此分别形成第一通信网络109的第一通信参与方111。
此外,在图1中定义了第二通信网络115,其仅仅包括第三控制单元113和外部的数据基础架构300作为第二通信参与方117。将控制单元123划分到第一通信网络109和第二通信网络115中,这使得消息分发模块301能够简化地传送控制单元123之间的数据通信。数据通信仅能够在同一通信网络119的通信参与方121之间实现。
在图1的实施方式中,外部的数据基础架构300被构造为云服务器。外部的数据网络127在这种情况下可以被设计为互联网连接,通过该外部的数据网络能够实现控制单元123和外部的数据基础架构300之间的数据连接,使得相应的在控制单元123和外部的数据基础架构300之间的数据通信的范围内待交换的网络消息在结构上符合相应的通信协议。
自动化系统100的控制单元123之间的数据通信可以基于发布者/订阅者架构来组织。在此,消息分发模块301可以被构造为消息代理,其能够将所接收的网络消息传送到相应的通信网络119的相应编址的通信参与方121。各个网络消息在此可以被如此构造,使得这些网络消息通过主题来表征,借助该主题可以读取相应的网络消息的信息内容。各个通信参与方121、尤其是所示的控制单元123和外部的数据基础架构300可以在订阅者的功能下订阅任意主题或者说不同主题的消息。借助订阅的主题,消息分发模块301可以将各个控制单元123整合在相应的通信网络119中,从而将具有相同的订阅的主题的控制单元123在通信网络119中进行整合。没有订阅了先前定义的通信网络119的相应主题的控制单元123因此不是相应的通信网络119的通信参与方121。
通过各个通信网络119的定义和通信参与方121到各个通信网络119的分配,消息分发模块301可以分发访问权,这些访问权规定,哪个通信参与方121获得哪些网络消息或者哪些数据通信获得特别是到哪些通信网络119的访问。
控制单元123的在图1中示出的现场设备125可以包括执行器以及传感器,并且能够采集描述通过相应的控制单元123控制的自动化过程的状态的过程数据。第一总线系统106、第二总线系统112和第三总线系统118可以是任意的现场总线系统并且能够实现在相应的控制单元123和相应的现场设备125之间的基于相应的通信协议的数据通信。
可以基于MQTT协议来执行控制单元123与外部的数据基础架构300之间的经由外部的数据网络127所进行的数据通信。各个网络消息因此可以以相应的MQTT电报的形式来构造。借助在MQTT电报中提供的主题单元,可以将每个发出的网络消息分配给具有通信参与方的相应的通信网络,所述通信参与方分别被分类为用于特定主题的网络消息的订阅者。
作为图1中所示的实施方式的替代方案,具有第三现场设备114和第三总线系统118的第三控制单元113可以是指不是自动化系统100的组成部分的另一自动化系统的组成部分。在这种情况下,通过将通信参与方121划分到两个通信网络119中实现了,在不同自动化系统的通信参与方121之间不进行数据传输。这对于如下情况是特别感兴趣的,即外部的数据基础架构300被构造为云服务器并且云服务器的服务由自动化系统的不同运营者来要求。
替代地,第三控制单元113和第三现场设备114可以是自动化系统100的组成部分,但是这些并不有助于通过第一控制单元101和第二控制单元103控制的自动化过程。因此,没有设置第一控制单元101与第三控制单元113之间的数据通信或者第二控制单元103与第三控制单元113之间的数据通信。
如上所述,外部的数据基础架构300可以提供基于数据的服务作为云服务器。为此,外部的数据基础架构300可以实施数据服务,该数据服务处理,例如存储、分析或以其他方式评估传输给外部的数据基础架构300的过程数据。外部的数据基础架构300还可以提供多个数据服务。外部的数据基础架构300可以被构造为经由外部的数据网络127将过程数据或者分析或处理的结果提供给另一应用,例如在另一计算机或移动终端设备上运行的应用。在外部的数据基础架构300上也可以借助机器学习(“machine learning”)或“数据挖矿”的方法来分析或处理过程数据。
外部的数据基础架构300也可以被构造为提供过程数据作为输出过程数据。输出过程数据例如可以通过基于先前由第一控制单元101传输的输入过程数据来创建,以便影响自动化过程的状态。通过这种方式例如可以在外部的数据基础架构300上处理自动化过程的控制功能。但是,输出过程数据也可以基于如下数据来创建,这些数据由其他组件提供给外部的数据基础架构300,例如由另一控制单元123通过外部的数据网络127来提供。
输出过程数据可以在外部的数据基础架构300和控制单元123之间的过程数据的交换的范围内由外部的数据基础架构300调用。然后,过程数据经由外部的数据网络127被传输到控制单元123以用于接收。
例如,输出过程数据可以由用于操控现场设备125的外部的数据基础架构300来提供。
外部的数据网络127例如可以是有线连接的网络,例如以太网网络,或者是基于无线电的网络。外部的数据基础架构300可以基于布置在自动化系统100附近的本地计算机系统。在这种情况下,外部的数据网络300例如可以包括局域网(LAN)或由局域网(LAN)组成。外部的数据基础架构300还可以基于远程计算机系统。在此,外部的数据网络127也可以包括互联网,从而外部的数据基础架构300原则上可以布置在世界范围内。
在控制单元123与外部的数据基础架构300或控制实例303之间的过程数据的交换可以通过网络消息的相互的交换实现。网络消息的交换可以由消息分发模块301协调。在此,网络消息不必直接在控制实例303或接收过程数据的控制单元之间交换。更确切地说,控制单元123和控制实例303可以将具有过程数据的网络消息分别与消息分发模块301交换,所述消息分发模块然后承担网络消息向相应的接收方的转发。
控制单元123和控制实例303因此不直接彼此耦合,而是仅间接地经由消息分发模块301彼此通信。这能够实现控制单元123作为网络消息的发送方和网络消息的接收方在时间上和空间上解耦地运行。消息分发模块301可以被构造成使得能够与平台和操作系统无关地交换网络消息。
消息分发模块301可以为网络消息提供消息队列(“messagequeue”)。它也可以包括所谓的消息代理,其验证、转换和/或转发网络消息。消息分发模块301可以作为外部的数据基础架构300上的软件应用来实施。消息分发模块301例如可以是所谓的消息指向的中间件。例如,包含过程数据的网络消息与消息分发模块301的交换可以经由MQTT协议或AMQP协议来完成。
图2示出了根据一种实施方式的用于运行自动化系统100的方法200的流程图。
在图2中示出的用于运行自动化系统100的方法200涉及根据图1的自动化系统100。然而,方法200不应限于此。自动化系统100的细节可以不同于图1中示出的自动化系统100。
用于运行自动化系统100的方法200涉及一种自动化系统100,其具有至少一个用于实施自动化过程并且用于控制多个现场设备125的第一控制单元101和第二控制单元103,以及具有用于在通信网络119的通信参与方121之间传送数据通信的消息分发模块301的外部的数据基础架构300。
在图2的实施方式中,方法200包括以下步骤:
在第一识别步骤201中,通过消息分发模块301定义第一通信网络109并且将第一控制单元101和第二控制单元103识别为第一通信网络109的第一通信参与方111,
在第一发送步骤203中通过第一控制单元101在第一通信网络109的第一通信参与方111之间的数据通信的范围内将第一网络消息发出到外部的数据基础架构300的消息分发模块301,
在第二识别步骤205中,通过消息分发模块301将第二控制单元103识别为第一通信网络109的由第一控制单元101编址的第一通信参与方111,
在转发步骤207中,通过消息分发模块301将由第一控制单元101发出的第一网络消息转发给第二控制单元103,以及
在接收步骤209中,由第二控制单元103接收所转发的第一网络消息。
在第一识别步骤201中,消息分发模块301定义第一通信网络109并且自动识别第一控制单元101和第二控制单元103为第一通信网络109的第一通信参与方111。作为消息代理,消息分发模块301自动地识别自动化系统100的所有组件或控制单元123。借助在自动化系统100的控制单元123之间的数据通信的范围内对可能的网络消息的、对于消息分发模块301而言同样已知的主题划分,消息分发模块301能够将已知的控制单元123整合到相应的通信网络119中,从而控制单元123整合在通信网络119中,所述控制单元已经订阅了具有相同的主题作为收件人的网络消息。
通过各个通信网络119的定义和通信参与方121与各个通信网络119的分配,消息分发模块301可分发访问权,这些访问权规定哪个通信参与方121获得哪些网络消息或哪些数据通信获得特别是到哪些通信网络119的访问。
由消息分发模块301识别但没有订阅可能的网络消息的已知主题的控制单元123不被分配所定义的通信网络119中的任何通信网络。因此,这种控制单元123从与其他控制单元123的数据通信中排除。在图1中,第三控制单元113相当于这样的控制单元,该控制单元没有订阅第一通信网络109的网络消息的主题,并且因此不是第一通信网络109的第一通信参与方111。
控制单元123从定义的通信网络119的这种排除例如可以对于不是现有的自动化系统100的组成部分的控制单元123而言发生。这种控制单元123例如可以是另一自动化系统的组成部分。在将外部的数据基础架构300构造为外部云服务器的情况下,这尤其是当另一控制单元是另一自动化系统的组成部分时可以是这种情况。在图1中,第三控制单元113尤其可以是另一自动化系统的组成部分。
在定义了第一通信网络109和第一通信参与方111的自动识别之后,为了在第一通信网络109中的第一通信参与方111之间的数据通信,第一控制单元101在第一发送步骤203中向消息分发模块301发出第一网络消息。所发出的第一网络消息编址到第一通信网络109的第一通信参与方111。
在通过消息分发模块301接收第一网络消息之后,消息分发模块301识别第一通信网络109的在所发出的第一网络消息中被编址的第一通信参与方111。这尤其可以从包含在发出的第一网络消息中的主题信息中获知。在通信网络119内可以通过所发出的第一网络消息使所有包含在通信网络119中的通信参与方121编址。替代地,可以利用所发出的第一网络消息仅仅使通信网络119的特定的通信参与方121编址。
在第二识别步骤205中通过消息分发模块301识别被编址的第一通信参与方111之后,该消息分发模块在转发步骤207中将所接收的第一网络消息转发给第一通信网络109的被编址的第一通信参与方111。消息分发模块301在该实施方式中仅仅用作由相应的通信网络119的通信参与方121发出的第一网络消息的分发器。
在接收步骤209中,第一通信网络109的所编址的第一通信参与方111接收由第一控制单元101发出的第一网络消息,由此所追求的数据通信结束。
在当前描述的实施方式中,仅仅设置第一控制单元101和第二控制单元103作为第一通信网络109的第一通信参与方111,仅仅在第一控制单元101与第二控制单元103之间交换网络消息。替代地,通信网络119可以具有多个通信参与方121,所述通信参与方分别被设置为向通信网络的其他通信参与方发出网络消息并且相应地接收编址到所述其他通信参与方的网络消息。
在当前描述的实施方式中,外部的数据基础架构300,然而至少消息分发模块301是分别定义的通信网络119的通信参与方121。
图3示出了根据另一种实施方式的用于运行自动化系统100的方法200的流程图。
在图3中示出的方法200的实施方式基于在图2中示出的实施方式中的方法200的方法步骤。在图2中描述的方法200的方法进程在下面不再解释。
与图2中的实施方式相同,在图3中的本实施方式中,在第一识别步骤201中通过定义第一通信网络109并且自动将第一控制单元101和第二控制单元103识别为第一通信参与方111来发起通信参与方121之间的数据通信。
随后在采集步骤211中由第一现场设备105采集输入过程数据,该输入过程数据表示由第一控制单元101控制的自动化过程的状态。这种输入过程数据可以是传感器的测量值。在传输步骤213中,这些采集的输入过程数据由第一现场设备105传输给第一控制单元101。在图1中示出的自动化系统100的实施方式中,这通过第一总线系统106基于相应的总线协议来实现。
由第一控制单元101接收的过程数据然后在第一发送步骤203中通过第一控制单元101在第一网络消息中被发出。
与图2中的实施方式不同,由第一控制单元101发出的第一网络消息由消息分发模块301不直接转发给所编址的通信参与方,而是由消息分发模块301接收的第一网络消息经由外部的数据基础架构300的内部的数据网络129被转发给控制实例303的分析模块305。在分析步骤215中,分析模块305执行对第一现场设备105的在第一网络消息中所包含的过程数据的数据分析。所执行的数据分析可以匹配于过程数据的结构,并且可以根据所采集的过程数据的有待通过数据分析提取的信息内容而变化。分析模块305通过所执行的数据分析产生经分析的过程数据。
在第二发送步骤217中,消息分发模块301基于经分析的过程数据创建第二网络消息并且将其发出到第一控制单元101和/或第二控制单元103。如果与在此讨论的实施方式不一致地在第一通信网络109中整合了多于两个第一通信参与方,那么消息分发模块301可以将第二网络消息发出到任意数量的被编址的第一通信参与方111。在这种情况下,消息分发模块301可以在上述第二识别步骤205中识别第一通信网络109的相应编址的第一通信参与方111。在识别被编址的第一通信参与方111之后,消息分发模块301在第二发送步骤217中将第二网络消息发出到所识别的第一通信参与方111。
在被编址的第一通信参与方111、即在本实施方式中为第一控制单元101和/或第二控制单元103接收到第二网络消息之后,被编址的第一通信参与方111考虑第二网络消息的经分析的过程数据来控制自动化过程。
对于第二网络消息仅仅被发送到第一控制单元101的情况,可以通过根据本发明的方法200将第一现场设备105的所采集的过程数据的分析处理转移到外部的数据基础架构300上。对于将第二网络消息发出到第二控制单元103的情况,可以基于经分析的过程数据在第一控制单元101和第二控制单元103之间实现数据通信。
图4示出了根据另一种实施方式的用于运行自动化系统100的方法200的流程图。
图4中的实施方式基于图2中的实施方式并且包括图2中的实施方式的所有方法步骤。只要未改变,这些步骤将不被重新讨论。
在定义第一通信网络109和在第一识别步骤201中将第一控制单元101和第二控制单元103自动地识别为第一通信参与方111之后,在一个生成步骤221中通过外部的数据基础架构300的控制实例303的开发模块307生成用于控制第一控制单元101和/或第二控制单元103的控制程序。如果开发模块307被构造为编程环境,则生成步骤221可以包括由开发模块307的使用者对控制程序进行编程。
在通过开发模块307成功生成控制程序之后,所生成的控制程序经由内部的数据网络129被转发给消息分发模块301。随后,在第三发送步骤223中,消息分发模块301基于所生成的控制程序创建第三网络消息,并将该第三网络消息发出到作为第一通信网络109的被编址的第一通信参与方111的第一控制单元101和/或第二控制单元103。如果与在此所描述的实施方式相反,在第一通信网络109中整合了多个第一通信参与方111,那么消息分发模块301可以在第三发送步骤223中向多个第一通信参与方111发出所生成的第三网络消息。
为此,消息分发模块301识别第一通信网络109的第一通信参与方111,所生成的控制程序被确定用于所述第一通信参与方,并且第三网络消息相应地对所识别的第一通信参与方111编址。替代地,第三网络消息可以被发送到所有第一通信参与方111。替代地,可以定义具有第三网络消息有待发出到的通信参与方121的另一通信网络119。
在通过被编址的第一通信参与方111、即在本实施方式中是通过第一控制单元101和/或第二控制单元103接收到第三网络消息之后,被编址的第一通信参与方111实施第三网络消息的所生成的控制程序,并基于所生成的控制程序来控制相应的自动化过程。这可以包括安装生成的控制程序并且通过分别编址的第一通信参与方111、即在本实施方式中通过第一控制单元101和/或第二控制单元103用所生成的控制程序来替换初始的控制程序。
在此描述的由开发模块307来生成控制程序可以与根据图2所描述的实施方式的第一通信参与方111之间的数据通信并行地执行。
根据图2或图3中的实施方式的数据通信可以并行地执行。
图5示出了根据另一种实施方式的用于运行自动化系统100的方法200的流程图。
图5中的实施方式基于图2中的实施方式并且包括图2中的实施方式的所有方法步骤。只要未改变,这些步骤将不被重新讨论。
在第一识别步骤201中成功地定义第一通信网络109并且将第一控制单元101和第二控制单元103自动地识别为第一通信参与方111之后,在第二实施步骤227中通过控制实例303的实施模块309实施控制程序并且产生输出过程数据。
输出过程数据包括到现场设备125的用于控制自动化过程的控制指令。输出过程数据的所生成的控制指令可以对应于由第一控制单元101或第二控制单元103用于控制第一现场设备105或第二现场设备107的控制指令。因此,输出过程数据的所生成的控制指令可以直接应用于第一现场设备105或第二现场设备107以用于控制自动化过程。替代地,输出过程数据的所生成的控制指令可以是到第一控制单元101或第二控制单元103的控制指令,使得通过第一控制单元101控制第一现场设备105或者通过第二控制单元103控制第二现场设备107需要通过第一控制单元101或第二控制单元103对输出过程数据的所生成的控制指令进行附加的转换,并且通过输出过程数据的所生成的控制指令不可能直接操控第一现场设备105或第二现场设备107。
在实施控制程序并由实施模块309生成输出过程数据之后,所生成的输出过程数据通过内部的数据网络129被传输到消息分发模块301。之后,消息分发模块301基于输出过程数据生成第四网络消息并且在第四发送步骤229中向第一控制单元101和/或第二控制单元103发出第四网络消息。如果在第一通信网络109中整合多个第一通信参与方111,则消息分发模块301可以将第四网络消息发出到多个第一通信参与方111。为此,消息分发模块301可以识别第一通信参与方111,第四网络消息的所生成的输出过程数据被确定用于所述第一通信参与方。
在通过编址的第一通信参与方111、即在本实施方式中通过第一控制单元101和/或第二控制单元103接收到第四网络消息之后,第一控制单元101和/或第二控制单元103就实施所生成的输出过程数据的相应的控制指令,并且基于所生成的输出过程数据来影响有待控制的自动化过程。因此,自动化系统100的控制或由自动化系统100实施的自动化过程的控制可以通过布置在外部的数据基础架构300中的控制实例303来实现。
根据本发明的方法200在图2、图3和图4的实施方式中参照根据图1的自动化系统100进行了说明。但是,根据本发明的方法200不应限于在图1中示出的自动化系统100。更确切地说,所述方法200可以应用于尤其具有多个控制单元123或多个另一通信参与方的任意自动化系统100,所述另一通信参与方例如构造为自动化系统100的控制层面的计算机或其他的数据处理单元139。
图6示出根据一种实施方式的数据基础架构300的示意图。
在图6中,外部的数据基础架构300被描绘为在外部的云服务器的实施方式中。外部的数据基础架构300包括消息分发模块301以及控制实例303,包括分析模块305、开发模块307和实施模块309。此外,外部的数据基础架构300包括路由单元122。各个单元和模块经由内部的数据网络129相互连接。通过外部的数据网络127,消息分发模块301与具有现场设备125的控制单元123连接。
此外,在所示的实施方式中,外部的数据基础架构300包括另一消息分发模块302以及包括另一分析模块306、另一开发模块308和另一实施模块310的另一控制实例304。此外,外部的数据基础架构300包括另一路由单元124。模块和单元同样通过另一个内部的数据网络130彼此连接。通过另一个外部的数据网络128,另一个消息分发模块302与具有其它现场设备133的另一个控制单元131连接。
内部的数据网络129和另一内部的数据网络130可以被构造为彼此分离,使得禁止在一个控制实例303和另一控制实例304之间的数据通信。替代地,一个内部的数据网络129和另一内部的数据网络130可以如此彼此连接,使得能够实现一个控制实例303和另一控制实例304之间的数据通信。
在图6所示的实施方式中,具有现场设备125的控制单元123和具有另一现场设备133的另一控制单元131不是相关的自动化系统100的组成部分。取而代之地,在图6中示出如下情况,即,具有现场设备125的控制单元123是自动化系统100的一个组成部分,而具有其他现场设备133的另一控制单元131是另一自动化系统400的组成部分。一个自动化系统100和另一自动化系统400可以是完全相互分开的独立的自动化系统。例如,一个自动化系统100和另一自动化系统400可以被分配给不同的运营者并且彼此不相关。替代地,一个自动化系统100和另一自动化系统400可以被分配给一个共同的运营者,但是例如在不同的地点彼此独立地运行。
在图6中示出的实施方式中,外部的数据基础架构300构造为外部云服务器,其可以由不同的使用者用于组织或控制其自动化系统100和/或其他自动化系统400的自动化过程。
在图6的实施方式中,外部的数据基础架构300进一步包括输入模块311。输入模块311通过一个外部的数据连接135与控制实例303连接,并且通过另一外部的数据连接136与另一控制实例304连接。输入模块311使使用者能够选择外部的数据基础架构300并且向使用者提供对一个控制实例303或另一控制实例304的访问。
例如,如果使用者通过输入模块311选择控制实例303,则输入模块311能够对分析模块305、开发模块307或实施模块309做出相应的输入请求。由此,使用者例如可以个别地改变和控制分析模块305的分析过程。此外,例如当开发模块被构造为编程环境时,使用者可以在相应的编程过程中通过开发模块307创建控制程序或其他软件模块。此外,经由向实施模块309提供相应的输入请求,通过向使用者提供相应的过程数据或分析的过程数据,可以使使用者获得对自动化过程或控制单元123的控制。此外,使用者可以通过对实施模块309的相应的输入请求主动地作用于自动化过程的控制,并且在例如通过启动或结束相应的控制程序的情况下影响自动化过程的控制。
这同样适用于另一控制实例304,通过该另一控制实例使用者借助所述输入模块311能够实现对于另一自动化系统400的自动化过程的控制的访问。
在图6中示出的实施方式中,一个自动化系统100和另一自动化系统400是彼此分开的自动化系统。这意味着,为了访问一个控制实例303和为了访问另一控制实例304必须创建两个不同的并且彼此分离的访问实例。这通过一个外部的数据连接135和另一个外部的数据连接136示出。在图6所示的实施方式中,输入模块311包括第一访问实例312和第二访问实例313,第一访问实例经由外部的数据连接135连接到一个控制实例303,第二访问实例经由另一外部的数据连接136连接到另一控制实例304。两个访问实例明确地彼此分开,从而确保通过第一访问实例312仅能够实现对一个控制实例303的访问并且因此实现对自动化系统100的访问,而通过第二访问实例313仅能够实现对另一控制实例304的访问并且因此实现对另一自动化系统400的访问。
在图6所示的实施方式中,输入模块311被构造为外部的数据基础架构300的网站。可以分别将访问实例解释为可以在网站和输入模块311上建立的使用者帐户。
一个外部的数据连接135和另一个外部的数据连接136在此情况下可以是互联网连接,该互联网连接通过相应的加密保证对使用者帐户和相应的控制实例或自动化系统的私有和安全的访问。
一个外部的数据网络127和另一外部的数据网络128也可以是互联网连接,并且消息分发模块和控制单元之间的数据通信可以基于MQTT协议来执行。而内部的数据网络129可以构造为数据总线系统,并且在外部的数据基础架构300的模块和单元之间的数据通信可以基于相应的基于总线的通信协议来执行。
作为图6中所示的实施方式的替代方案,外部的数据基础架构300可以具有包括所示的模块的多个控制实例303,其分别分配给多个独立的自动化系统100、400。
图7示出根据另一种实施方式的数据基础架构300的示意图。
在图7的实施方式中,外部的数据基础架构300又被构造为云服务器。外部的数据基础架构300包括控制实例303和消息分发模块301。根据图6,控制实例303包括分析模块305、开发模块307和实施模块309。在图7中,控制实例303和消息分发模块301被安装在第一虚拟机VM1上。此外,外部的数据基础架构300包括第二虚拟机VM2,在该第二虚拟机VM2中安装了另一消息分发模块302和另一控制实例304。
外部的数据基础架构300经由外部的数据网络127连接到控制单元123。控制单元123包括在图7中未示出的现场设备125。外部的数据基础架构300还通过外部的数据网络127与自动化系统100的总线耦合器137相连。
控制单元123还通过内部的数据连接132与另一数据处理单元141连接,在该数据处理单元141上安装有开发模块307。该另一数据处理单元141可以是自动化系统100的控制层面的数据处理单元。
外部的数据基础架构300还具有输入模块311,该输入模块311经由外部的数据连接135与外部的数据基础架构300连接。
输入模块311还经由外部的数据网络127连接至数据处理单元139。
在图7的实施方式中,输入模块311被构造为外部的数据基础架构300的网站。数据处理单元139在本实施方式中是移动设备。外部的数据网络127在本实施方式中是互联网连接。
因此使用者可以使用数据处理单元139或者移动设备和呈外部的数据网络127形式的现有互联网连接来建立与构造为网站的输入模块311的连接。为了建立互联网连接,例如可以使用传输控制协议TCP。在输入模块311的网站上,使用者可以建立呈使用者帐户形式的访问实例,进而建立对外部的数据基础架构300的访问。可以通过外部的数据连接135建立通过输入模块311的访问实例与外部的数据基础架构300的连接。外部的数据连接135同样可以通过互联网连接实现。特别地,外部的数据连接135可以通过远程桌面协议RDP来实现。因此,通过输入模块311的访问实例和外部的数据连接135,使用者可以访问第一虚拟机VM1和/或第二虚拟机VM2以及安装在其上的模块。因此,通过使用者在其移动设备上输入的相应的输入请求,使用者可以操作一个控制实例303和/或另一控制实例304的相应的模块。
例如,使用者可以通过其移动设备和被调用的输入模块311的网站调用第一虚拟机VM1的控制实例303的开发模块307,并在开发模块307内进行控制程序或另一软件模块的编程。
在图7的实施方式中,除了第一虚拟机VM1的控制实例303的开发模块307之外,在另一数据处理单元141中安装开发模块307。这使得使用者能够经由外部的数据网络127将开发项目下载到另一数据处理单元141上并且在另一数据处理单元141的开发模块307中进一步处理该开发项目,其中,使用者已经通过其移动设备和输入模块311的被调用的网站在第一虚拟机VM1的控制实例303的开发模块307中开始所述一个开发项目以便创建控制程序和另一软件模块,所述另一数据处理单元141通过所述外部的数据网络127与外部的数据基础架构300连接。
使用者因此可以通过输入模块311的网站在第一虚拟机VM1中或也在另一数据处理单元141、尤其是自动化系统100的另一数据处理单元141中处理开发项目。另一数据处理单元141例如可以是自动化系统100的导向层面或控制层面的计算机。
外部的数据基础架构300还具有源控制单元143,经处理的开发项目的改变可以经由源控制单元143来记录。使用者可以在完成后将已完成的开发项目或经编程的控制程序或软件模块上传到外部的数据基础架构300中并且通过第一虚拟机VM1实施,或者在另一数据处理单元141中实施,或者通过内部的数据连接132转发到控制单元123并且在控制单元123中实施控制程序或软件模块。
控制单元123和总线耦合器137经由外部的数据网络127连接到外部的数据基础架构300,并且能够根据方法200来执行数据通信。数据通信可以基于传输控制协议TCP来执行。在图7的实施方式中,除了如已经在对前面的图1至6的描述中所说明的那样的、在外部的数据基础架构300和控制单元123之间的数据通信之外,还能够实现在外部的数据基础架构300和自动化系统100的总线耦合器137之间的数据通信。这种总线耦合器137当前可以被解释为相应的通信网络119的通信参与方121。方法200可以在控制单元123和总线耦合器137之间作为通信网络119的通信参与方121被模拟地执行。
可以通过软件模块Put/Commit来执行源控制单元143和外部的数据基础架构300的虚拟机之间的数据传输。源控制单元143与另一数据处理单元141之间的数据传输可以通过软件模块GIT来执行。
作为图7中所示的实施方式的替代方案,其中在第一虚拟机VM1中安装一个控制实例303并且在第二虚拟机VM2中安装另一控制实例304,可以在多个虚拟机上安装相同的控制实例。替代地,可以在不同的虚拟机上安装控制实例的各个模块。布置在外部的数据基础架构300上的每个虚拟机可以用作自动化系统100的独立的控制单元123并且具有控制单元123的所有功能。
图8示出根据一种实施方式的输入模块311的示意图。
在图8中,输入模块311被构造为外部的数据基础架构300的网站。在使用者创建了访问实例之后,使用者就可以访问安装在外部的数据基础架构300上的不同的虚拟机。在图8所示的实施方式中,使用者可以访问第一虚拟机VM1、第二虚拟机VM2和第三虚拟机VM3。如参考图7所提及的那样,各个虚拟机可以具有用于控制自动化系统100的不同的模块。如上所述,通过向虚拟机的相应的模块的相应的输入请求,使用者可以影响自动化系统100的控制的不同区域。如上所述,使用者可以从任意的具有互联网访问的计算机或移动设备来执行这个过程。因此,使用者能够从任意位置出发通过构造为网站的输入模块311来选择构造为云服务器的外部的数据基础架构300并且因此观察自动化系统100的或不同的自动化系统的控制进程或者通过向控制实例303的相应模块的相应的输入请求来主动干预对于一个自动化系统100或多个自动化系统的控制。
附图标记列表
100 自动化系统
101 第一控制单元
103 第二控制单元
105 第一现场设备
106 第一总线系统
107 第二现场设备
109 第一通信网络
111 第一通信参与方
112 第二总线系统
113 第三控制单元
114 第三现场设备
115 第二通信网络
117 第二通信参与方
118 第三总线系统
119 通信网络
121 通信参与方
122 路由单元
123 控制单元
124 另一路由单元
125 现场设备
127 一个外部的数据网络
128 另一外部的数据网络
129 一个内部的数据网络
130 另一内部的数据网络
131 另一控制单元
132 内部的数据连接
133 另一现场设备
135 一个外部的数据连接
136 另一外部的数据连接
137 总线耦合器
139 一个数据处理单元
141 另一数据处理单元
143 源控制单元
200 用于运行自动化系统的方法
201 第一识别步骤
203 第一发送步骤
205 第二识别步骤
207 转发步骤
209 接收步骤
211 采集步骤
213 传输步骤
215 分析步骤
217 第二发送步骤
219 影响步骤
221 生成步骤
223 第三发送步骤
225 第一实施步骤
227 第二实施步骤
229 第四发送步骤
231 控制步骤
300 数据基础架构
301 一个消息分发模块
302 另一消息分发模块
303 一个控制实例
304 附加的控制实例
305 一个分析模块
306 另一分析模块
307 一个开发模块
308 另一开发模块
309 一个实施模块
310 另一实施模块
311 输入模块
312 第一访问实例
313 第二访问实例
400 另一自动化系统
VM1 第一虚拟机
VM2 第二虚拟机
VM3 第三虚拟机

Claims (15)

1.一种用于运行自动化系统(100)的方法(200),该自动化系统具有用于实施至少一个自动化过程并且用于控制多个现场设备(125)的第一控制单元(101)和至少一个第二控制单元(103)以及具有带有用于传送在通信网络(119)的通信参与方(121)之间的数据通信的消息分发模块(301)的外部的数据基础架构(300),该方法包括以下步骤:
在第一识别步骤(201)中通过消息分发模块(301)定义第一通信网络(109)并且将第一控制单元(101)和第二控制单元(103)识别为第一通信网络(109)的第一通信参与方(111),在第一发送步骤(203)中在所述第一通信网络(109)的第一通信参与方(111)之间的数据通信的范围内通过所述第一控制单元(101)向所述外部的数据基础架构(300)的消息分发模块(301)发出第一网络消息,
在第二识别步骤(205)中通过消息分发模块(301)将所述第二控制单元(103)识别为所述第一通信网络(109)的由所述第一控制单元(101)编址的第一通信参与方(111),
在转发步骤(207)中,通过所述消息分发模块(301)将由所述第一控制单元(101)发出的第一网络消息转发给所述第二控制单元(103),以及
在接收步骤(209)中,通过第二控制单元(103)接收所转发的第一网络消息。
2.根据权利要求1所述的方法(200),还包括:
在采集步骤(211)中在现场设备(125)中采集输入过程数据,所述输入过程数据表示通过自动化系统(100)实施的自动化过程的状态,
在传输步骤(213)中在过程数据的交换的范围内将输入过程数据作为过程数据从现场设备(125)传输到第一控制单元(101),以及
在第一发送步骤(203)中通过第一控制单元(101)在第一通信网络(109)内的数据通信的范围内发出第一网络消息中的过程数据。
3.根据权利要求2所述的方法(200),
其中,所述外部的数据基础架构(300)还包括具有分析模块(305)的控制实例(303),所述分析模块设置用于根据预先确定的分析规则来分析所述现场设备(125)的过程数据,该方法包括:
在分析步骤(215)中,通过分析模块(305)分析由消息分发模块(301)接收的第一网络消息的过程数据,
在第二发送步骤(217)中,在第一通信网络(109)内部的数据通信的范围内通过消息分发模块(301)将在第二网络消息中的经分析的过程数据发出到第一控制单元(101)和/或第二控制单元(103),以及
在影响步骤(219)中基于第二网络消息的经分析的过程数据通过第一控制单元(101)和/或第二控制单元(103)来影响自动化过程。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200),其中,所述外部的数据基础架构(300)还包括控制实例(303),所述控制实例具有用于创建控制程序的开发模块(307),所述控制程序能够由用于控制现场设备(125)的第一控制单元(101)和/或第二控制单元(103)来实施,所述方法包括:
在生成步骤(221)中通过开发模块(307)来生成控制程序,
在第三发送步骤(223)中,在第一通信网络(109)内部的数据通信的范围内通过消息分发模块(301)将在第三网络消息中的所生成的控制程序发出到第一控制单元(101)和/或第二控制单元(103),以及
在第一实施步骤(225)中,基于所生成的控制程序,通过第一控制单元(101)和/或第二控制单元(103)来实施所生成的控制程序并影响自动化过程。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200),
其中,所述外部的数据基础架构(300)还包括具有实施模块(309)的控制实例(303),所述实施模块用于实施控制所述自动化系统(100)的现场设备(125)的控制程序,该方法包括:
在第二实施步骤(227)中通过实施模块(309)实施控制程序并生成输出过程数据,其中,所述输出过程数据包括基于控制程序来控制现场设备(125)的到现场设备(125)的控制指令,
在第四发送步骤(229)中,在所述第一通信网络(109)内的数据通信的范围内,通过所述消息分发模块(301)将在第四网络消息中的所生成的输出过程数据发出到所述第一控制单元(101)和/或所述第二控制单元(103),以及
在控制步骤(231)中,通过第一控制单元(101)和/或第二控制单元(103)基于生成的控制程序的所生成的输出过程数据来影响自动化过程。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200),其中,所述自动化系统(100)包括至少一个第三控制单元(113),所述方法包括:
在第三识别步骤中通过消息分发模块(301)定义第二通信网络(115)并且将第三控制单元(113)和第一控制单元(101)和/或第二控制单元(103)识别为第二通信网络(115)的第二通信参与方(117),其中数据通信仅仅在第一通信网络(109)的第一通信参与方(111)之间或在第二通信网络(115)的第二通信参与方(117)之间进行。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200),其中,基于发布者/订阅者架构来组织通信网络(119)的通信参与方(121)之间的数据通信,并且其中,各个通信参与方(121)的网络消息以主题来表征,借助所述主题能够读取网络消息的信息内容,并且其中,不同的控制单元(123)作为通信参与方(121)订阅将不同主题的网络消息。
8.根据权利要求7所述的方法(200),其中,所述消息分发模块(301)被构造为消息代理,并且其中,所述消息分发模块(301)被设置用于,基于订阅的主题来定义通信网络(119)并且将订阅相应的主题的消息的控制单元(123)作为通信参与方(121)整合在相应的通信网络(121)中。
9.一种用于实施根据前述权利要求1至8中任一项所述的方法(200)的数据基础架构(300),其中,所述数据基础架构(300)能够构造为自动化系统(100)的外部的组件并且能够与自动化系统(100)的内部的组件连接并且包括:
消息分发模块(301),其用于传送在所述自动化系统(100)的通信网络(119)的通信参与方(121)之间的数据通信,其中,所述消息分发模块(301)被设置用于定义至少一个通信网络(119)并且将所述自动化系统(100)的内部组件识别为所述通信网络(119)的通信参与方(121),
接收由所述通信参与方(121)在所述通信网络(119)内的通信参与方(121)之间的数据通信的范围内发出的网络消息,识别所述通信网络(119)的被编址的通信参与方(121),以及
将所接收的网络消息转发给所识别的通信参与方(121)。
10.根据权利要求9所述的数据基础架构(300),其中,所述消息分发模块(301)被设置用于从所述自动化系统(100)的多个内部组件定义多个通信网络(119),并且将相应的内部组件识别为一个或多个通信网络(119)的通信参与方(121),其中数据通信仅仅能在同一通信网络(119)的通信参与方(121)之间实现。
11.根据权利要求9或10所述的数据基础架构(300),还包括:
控制实例(303),其具有分析模块(305),其中所述分析模块(305)设置用于分析自动化系统(100)的内部组件的通过至少一个第一网络消息发送的过程数据,并且其中所述消息分发模块(301)被设置用于将在至少一个第二网络消息中的经分析的过程数据发出到通信网络(119)的通信参与方(121)。
12.根据权利要求9、10或11所述的数据基础架构(300),其中,所述控制实例(303)还包括开发模块(307),其中,所述开发模块(307)被设置用于生成控制自动化过程的控制程序,并且其中,所述消息分发模块(301)被设置用于向通信网络(119)的通信参与方(121)发出在第三网络消息中的所生成的控制程序。
13.根据前述权利要求9至12中任一项所述的数据基础架构(300),其中,所述控制实例(303)还包括用于实施控制自动化过程的控制程序的实施模块(309),并且其中,所述实施模块(309)被设置用于实施控制程序并且生成输出过程数据,其中,所述输出过程数据包括对所述自动化系统(100)的内部组件的控制指令,以基于所述控制程序来控制所述自动化过程,并且其中,所述消息分发模块(301)被设置用于将在第四网络消息中的所生成的输出过程数据发出到所述通信网络(119)的通信参与方(121)。
14.根据前述权利要求9至13中任一项所述的数据基础架构(300),还包括用于将输入请求输入到所述控制实例(303)中的输入模块(311),其中,所述输入模块(311)能够与所述控制实例(303)连接并且允许使用者:
查看分析模块(305)的分析过程和/或通过相应的输入请求来影响分析过程,
通过向开发模块(307)的相应的输入请求来生成控制程序,以及
影响自动化过程的控制和/或查看自动化过程的过程数据。
15.根据前述权利要求9至14中任一项所述的数据基础架构(300),其中所述数据基础架构(300)构造为云服务器,并且其中所述输入模块(311)构造为网站,使用者能够经由所述网站在所述数据基础架构(300)中进行选择,并且其中所述输入模块(311)能够在计算机单元、尤其个人计算机或移动设备上调用。
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