CN114995320A - 用于生成工业设备的管网拓扑结构的方法、设备和介质 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及一种用于生成工业设备的管网拓扑结构的方法、设备和介质。方法包括：确定关于工业设备的管网中的基础单元的联系关系和连接方式；基于所确定的联系关系和连接方式，使用基础单元创建实现管网设备支路功能的第一级单元；基于所确定的第一级单元，确定实现管网中多支路组合的第二级单元；根据所确定的连接方式，组合所述第二级单元，从而实现管网子系统的第三级单元；对所述第三级单元执行功能特征测试，从而获取所述第三级单元对应的功能特征；以及基于所获取的第三级单元的功能特征，配置所述第三级单元，从而生成包括满足管网需求的混合单元的拓扑结构，以用于控制工业设备。

Description

用于生成工业设备的管网拓扑结构的方法、设备和介质

技术领域

本公开总体上涉及工业设备，并且具体地，涉及用于生成工业设备的管网的拓扑结构的方法、计算设备和计算机存储介质。

背景技术

诸如过滤器、空压机、冷干机、吸干机的工业设备用于提供气源动力，是气动系统的核心设备。

在工业设备的管网中，各种设备、阀门的连接及开、关控制关系错综复杂。设备间可能是串联或并联，并且设备开、关控制时可能互相连锁或不连锁。在对管网进行智能控制时，首要就是对管网中的设备、阀门的联系进行分解与定义，在程序中建立简洁且严密的逻辑关系，之后才能保证系统控制过程中的稳定与安全。

然后，在工业设备的管网智能控制领域，当前尚无相关建立管网逻辑关系的研究。

综上，传统用于管网控制的方案存在无法建立管网设备的严密逻辑，例如反应管网特征的拓扑结构的问题。

发明内容

针对上述问题，本公开提供了一种用于生成工业设备的管网的拓扑结构的方法、系统、计算设备和计算机可读存储介质，其能够快速实现管网完备的逻辑化。从而在之后管网系统智能控制程序的开发中，利用此拓扑结构快速、准确地获取相应的基础单元所处的连接与控制信息。

根据本公开的第一方面，提供了一种用于生成工业设备的管网的拓扑结构的方法，包括：确定工业设备的管网中的受控单元的联系关系和连接方式；基于所确定的联系关系和连接方式，使用基础单元创建实现管网设备支路功能的第一级单元；基于所确定的第一级单元，确定实现管网中多支路组合的第二级单元；根据所确定的连接方式，组合所述第二级单元，从而实现管网子系统的第三级单元； 对所述第三级单元执行功能特征测试，从而获取所述第三级单元对应的功能特征；以及基于所获取的第三级单元的功能特征，配置所述第三级单元，从而生成包括满足管网需求的混合单元的拓扑结构，以用于控制工业设备。

根据本公开的第二方面，提供了一种计算设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行本公开的第一方面的方法。

在本公开的第三方面中，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中计算机指令用于使计算机执行本公开的第一方面的方法。

在一个实施例中，确定工业设备的管网中的受控单元的联系关系和连接方式包括：将在受控时保持与关系的单元确定为强联系联系关系；将在受控时保持或关系的单元确定为弱联系联系关系；将在受控时保持串接方式的单元确定为串联连接方式；以及将在受控时保持并接方式的单元确定为并联连接方式。

在一个实施例中，使用基础单元创建实现管网设备支路功能的第一级单元包括：获取管网中单独实现预定功能的基础单元集合并且确定管网中的基础单元的功能；使用弱联系联系关系和串联连接方式、强联系联系关系和并联连接方式，组合所述基础单元，从而实现最小弱串联单元、最小强并联单元；确定管网中待实现的简单支路功能；以及基于强联系联系关系和串联连接方式，组合所述基础单元、最小弱串联单元和最小强并联单元，从而创建实现管网设备支路功能的第一级单元。

在一个实施例中，确定实现管网中多支路组合的第二级单元包括：确定第一级单元的功能特征；使用弱联系联系关系和并联连接方式，由相同功能特征的第一级单元组合成第二级单元；以及使用强联系联系关系和串联连接方式，由不同功能特征的第一级单元组合成第二级单元。

在一个实施例中，对所述第三级单元执行功能特征测试包括：设置管网的多种不同仿真环境；将所述第三级单元置于所设置的仿真环境中，从而获取所述第三级单元对应于不同仿真环境的功能特征；以及确定所述第三级单元的第一特征、第二特征和第三特征。

在一个实施例中，对所述第三级单元执行功能特征测试还包括：基于述第三级单元的第一特征、第二特征和第三特征，对所述第三级单元进行分类；以及基于所述第三级单元的分类，将所述第三级单元设置为优先第三级单元、互补第三级单元和替补第三级单元。

在一个实施例中，配置所述第三级单元包括：使用强联系联系关系和串联连接方式，基于第三级单元的功能特征组合所述第三级单元或第二级单元，从而获取强串型混合单元；以及使用弱联系联系关系和并联连接方式，基于第三级单元的功能特征组合所述第三级单元或第二级单元或第一级单元，从而获取弱并型混合单元。

在一个实施例中，方法还包括：在所述管网的仿真环境将基础单元代码化；将所获取的第一级单元、第二级单元、第三级单元和混合单元表示为代码化的基础单元的组合，从而获取第一级单元、第二级单元、第三级单元和混合单元的代码；以及复用所获取的代码，从而生成工业设备的管网拓扑结构，以用于控制工业设备。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标注表示相同或相似的元素。

图1示出了用于实现根据本发明的实施例的用于生成工业设备的管网拓扑结构的方法的系统100的示意图。

图2示出了根据本公开的实施例的用于生成工业设备的管网拓扑结构的方法200的流程图。

图3示出了根据本公开的实施例的用于生成工业设备的管网拓扑结构的另一方法300的流程图。

图4示出了可以用来实施本公开内容的实施例的示例电子设备400的示意性框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

如前文所描述，传统的管网控制领域，尚缺相关建立管网逻辑关系，例如管网拓扑结构的研究。

为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开的示例实施例提出了一种用于生成管网的拓扑结构的方案。具体来说，本公开利用单元组合划分的思想，先后对管网中各类设备、阀门、支路、环路进行相应的处理，层层搭建，最后形成整体的管网拓扑结构。本发明中的逻辑对于各类管网均具有普适性。

图1示出了用于实现根据本发明的实施例的用于生成工业设备的管网拓扑结构的方法的系统100的示意图。如图1中所示，系统100包括计算设备110和管网数据管理设备130和网络140。计算设备110、管网数据管理设备130可以通过网络140（例如，因特网）进行数据交互。

管网数据管理设备130，其例如可以存储并获取多类不同的管网数据，例如，管网的受控单元的数据并将其存储。管网的受控单元指的是通过某种联系进行划分所得到的设备、阀门组合单元。这样的单元内包含了其成员间的连接方式、开关控制关系、本单元开关状态等信息。任意单个设备或阀门可以被定义为基础单元，基础单元例如设备单元和阀门单元。一个单独的基础单元，例如设备单元或阀门单元可以被看作最小的受控单元，受控单元可以被看作是一个广义的设备。管网数据管理设备130还可以接收来自计算设备110确定的管网拓扑结构，从而对管网进行调整，使管网保持在最佳工作状态。

关于计算设备110，其例如用于接收来自管网数据管理设备130的数据，例如管网的基础单元，控制结构等的数据。计算设备110可以具有一个或多个处理单元，包括诸如GPU、FPGA和ASIC等的专用处理单元以及诸如CPU的通用处理单元。另外，在每个计算设备110上也可以运行着一个或多个虚拟机。在一些实施例中，计算设备110与管网数据管理设备130可以集成在一起，也可以是彼此分立设置。在一些实施例中，计算设备110例如包括定义模块112、创建模块114、确定模块116、组合模块118、测试模块120以及配置模块122。

定义模块112，所述定义模块112配置成定义管网中受控单元的联系关系和连接方式。

创建模块114，所述创建模块114配置成基于所定义的联系关系和连接方式，使用基础单元创建实现管网设备支路功能的第一级单元。

确定模块116，所述确定模块116配置成基于所确定的第一级单元，确定实现管网中多支路组合的第二级单元。

组合模块118，所述组合模块118配置成根据所确定的连接方式，组合所述第二级单元，从而实现管网子系统的第三级单元。

测试模块120，所述测试模块120配置成对所述第三级单元执行功能特征测试，从而获取所述第三级单元对应的功能特征。

配置模块122，所述配置模块122配置成基于所获取的第三级单元的功能特征，配置所述第三级单元，从而形成代表满足管网需求的拓扑结构的混合单元。

图2示出了根据本公开的实施例的用于生成工业设备的管网拓扑结构的方法200的流程图。方法200可由如图1所示的计算设备110执行，也可以在图4所示的电子设备400处执行。应当理解的是，方法200还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的框，本公开的范围在此方面不受限制。

在本公开中，工业设备可以是用于输出各类不同指标值的工业设备。工业设备可以包括过滤器、空压机、冷干机、吸干机中的任何一种。出于简洁表示，本公开以空调管网为例作为说明。

在步骤202中，计算设备110可以确定关于工业设备的管网中的受控单元的联系关系和连接方式。

任意单个设备或阀门可以被定义为基础单元，基础单元例如设备单元和阀门单元。一个单独的基础单元，例如设备单元或阀门单元可以被看作最小的受控单元，受控单元可以被看作是一个广义的设备。

在一个实施例中，计算设备110将在受控时保持与关系的单元确定为强联系联系关系；将在受控时保持或关系的单元确定为弱联系联系关系；将在受控时保持串接方式的单元确定为串联连接方式；以及将在受控时保持并接方式的单元确定为并联连接方式。

在一个实施例中，联系关系可以包括物理联系，例如通过在管网中的连接情况、连锁规则共同决定的联系。联系关系包括强联系和弱联系。强联系联系关系指的是物理连锁开、闭的关系，单元间在受控时保持“且”的关系。强联系可分为强串联和强并联。例如，串联的主机支路中，主机与主机支路电控阀之间保持同开同关，此时可称之为强串联，或者并联的两台冷却塔，在系统设计时与主机是2:1的运行关系，此时可称之为强并联。

弱联系联系关系指的是物理上存在互为备用、功能切换、功能互补调节等的关系，单元间在受控时保持“或”的关系。弱联系联系关系可分弱串联和弱并联。例如，串联的两个冷源，在实际运行中无连锁开、闭要求时，可称之为弱串联，或者并联的2台水泵，其中1台为备用泵时，可称之为弱并联。

在工业设备的管网中，受控单元间绝大部分的关系为强串联和弱并联，很少部分存在弱串联和强并联。

在一个实施例中，联系关系还可以是指定联系。例如，当物理联系为弱联系时，由人为指定建立的联系。联系关系包括指定连锁关系和指定互斥关系。具体来说，计算设备110可以经由历史连接记录表等记录获取受控单元相连接的受控单元，即针对工业设备主机获取与之相连通的冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔的连接关系；针对冷冻水泵获取与之相连通的所有主机的连接关系；针对冷却水泵获取与之相连通的所有主机、冷却塔的连接关系；针对冷却塔获取与之相连通的所有主机、冷却水泵的连接关系。计算设备110可以针对受控设备的设备需求表获取受控设备运行所必需连接的其他受控设备、辅助的其他受控设备以及协同实现功能的其他受控设备。基于所获取的连接关系和受控设备的设备需求表，计算设备110可以利用本领域常用的计算机代码例如，Java、Python封装受控设备，并且定义如上所述的受控单元、强联系联系关系、弱联系联系关系、强串联和强并联、弱并联。

指定连锁关系指的是分为指定对象连锁和指定数量连锁。指定对象连锁指的是，被指定的各个对象单元间保持连锁开、闭。指定数量连锁指的是，被指定的各对象单元间保持一定数量的连锁开、闭，该数量小于被指定对象的总数。

指定互斥关系指的是在指定的两个对象单元间，保持同一时刻仅有1个单元开启。联系关系还可以包括系统联系，其指的是同属一套系统，但既无物理联系，也无指定联系。

在步骤204中，计算设备110可以基于所确定的联系关系和连接方式，使用基础单元创建实现管网设备支路功能的第一级单元。

在一个实施例中， 计算设备110可以获取管网中单独实现预定功能的基础单元集合；确定管网中的基础单元的功能，从而确定基础单元集合中不能由基础单元实现的基础单元；使用弱联系联系关系和串联连接方式、强联系联系关系和并联连接方式，组合所述基础单元，从而实现最小弱串联单元、最小强并联单元，所述基础单元集合是由所述基础单元、最小弱串联单元、最小强并联单元所实现的；确定管网中待实现的简单支路功能；以及基于强联系联系关系和串联连接方式，组合所述基础单元、最小弱串联单元和最小强并联单元，从而创建实现管网设备支路功能的第一级单元。

基础单元集合指的是管网的特殊单元，具体可以包括管网的最小单元，即基础单元、最小弱串联单元、最小强并联单元。计算设备110可以测试管网中的基础单元的功能，从而确定基础单元集合中不能由基础单元实现的单元，从而将这部分单元由最小弱串联单元、最小强并联单元实现。

在一个实施例中，最小单元指的是任意单个设备或阀门被定义为最小单元，可分为设备单元和阀门单元。定义最小单元的特征为自身。例如：制冷系统管网中，设备单元有冷水主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、换热器等，阀门单元有主机冷冻水支路电控阀、主机冷却水支路电控阀、冷却塔进、出水阀等。

最小弱串联单元指的是由多个特征相同的最小单元所组成的弱串联单元。定义最小弱串联单元的特征为任意子单元的特征，例如串联的两个冷源。

最小强并联单元指的是由多个特征相同的最小单元所组成的强并联单元。定义最小强并联单元的特征为任意子单元的特征，例如并联的两台冷却塔。

可以基于基础单元，即最小单元、最小弱串联单元和最小强并联单元实现管网设备支路功能的第一级单元。第一级单元指能够代表某个设备支路或重要阀门支路的强串联单元，其由1个或多个特殊单元组成。定义基础串联单元的特征为支路中最具代表性的设备单元或阀门单元的特征。例如，制冷系统管网中，基础串联单元有主机冷冻水支路（主机+主机冷冻水支路电控阀，特征为主机）、冷冻水泵支路（冷冻水泵，特征为冷冻水泵）、换热器支路（换热器+换热器支路电控阀，特征为换热器）、冷却塔支路（冷却塔+进水电控阀+出水电控阀，特征为冷却塔）等。具体来说，计算设备110可以将如上所述利用计算机代码封装的受控单元根据连接关系自动连接为最小弱串联单元、最小强并联单元等单元。最小弱串联单元、最小强并联单元等单元可以调用封装的最小受控单元。基于所调用的基础受控单元，计算设备110根据连接关系将它们串联或并联起来，其中串联和并联可以以布尔函数来实现。

在步骤206中，计算设备110可以基于所确定的第一级单元，确定实现管网中多支路组合的第二级单元。

在一个实施例中，计算设备110确定第一级单元的功能特征；使用弱联系联系关系和并联连接方式，由相同功能特征的第一级单元组合成第二级单元；以及使用强联系联系关系和串联连接方式，由不同功能特征的第一级单元组合成第二级单元。

在一个实施例中，计算设备110确定在步骤204中确定的第一级单元的功能特征。基于功能特征，计算设备110将第一级单元组合为第二级单元。第二级单元包括简单并联单元、复杂并联单元以及复杂串联单元，其指的是由多个特征相同的基础串联单元组成的弱并联单元。定义简单并联单元的特征为任意子单元的特征，例如，制冷系统管网中，简单并联单元有主机冷冻水支路并联组（包含多个代表了主机冷冻水支路的基础串联单元）、冷冻水泵并联组（包含多个代表了冷冻水泵支路的基础串联单元）、冷却塔并联组（包含了多个代表冷却塔支路的基础串联单元）等。

复杂串联单元指的是由多个任意特征的基础串联单元组成的强串联单元。复杂串联单元不定义特征，例如制冷系统管网中，复杂串联单元有一条由主机支路、冷却水泵支路、冷却塔支路串联形成的主机—泵—塔支路（包含了3个基础串联单元）、一条由冷却书泵、冷却塔串联形成的泵—塔支路（包含了2个基础串联单元）等。

复杂并联单元指的是由多个任意特征的基础串联单元或简单并联单元组成的弱并联单元。复杂并联单元不定义特征，例如，制冷系统管网中，复杂并联单元有高区冷冻水泵并联组+低区冷冻水泵并联组（包含了2个简单并联单元）、大主机并联组+小主机并联组等。

在步骤208中，计算设备110可以根据所确定的连接方式，组合所述第二级单元，从而实现管网子系统的第三级单元。

在一个实施例中，第三级单元可以分为强串型混合单元和弱并型混合单元。串并混合单元不定义特征。强串型混合单元是成员中包含了简单或复杂并联单元的强串联单元。

弱并型混合单元是成员中包含了基础或复杂串联单元的弱并联单元。例如制冷系统管网中，强串型混合单元如主机并联组与冷冻水泵并联组串联、整个冷却水管网环路、整个冷冻水管网环路等。弱并型混合单元如多个主机—泵—塔支路并联、冷冻水供回水总管并联了旁通管等。

在步骤210中，计算设备110可以对所述第三级单元执行功能特征测试，从而获取所述第三级单元对应的功能特征。

在一个实施例中，计算设备110设置管网的多种不同仿真环境，例如诸如空压机的工业设备的管网的模拟仿真环境。计算设备110将所述第三级单元置于所设置的仿真环境中，从而获取所述第三级单元对应于不同仿真环境的功能特征；以及确定所述第三级单元的第一特征、第二特征和第三特征。第一特征可以是优先特征，即第三级单元的主要功能特征，第二特征是备用特征，即第三级单元的次要功能特征，第三特征可以是替补特征，即用于替补其他第三级单元的特征。

计算设备110基于述第三级单元的第一特征、第二特征和第三特征，对所述第三级单元进行分类；以及基于所述第三级单元的分类，将所述第三级单元设置为最主要功能特征的优先第三级单元、次要功能互补的互补第三级单元和替补其他第三级单元的替补第三级单元。具体来说，计算设备110可以利用管网仿真系统对所构建的第三级单元执行仿真，即将第三级单元的代码编译为实际的管网受控单元拓扑图。管网受控单元拓扑图包括受控单元、受控单元之间的串并联关系以及和所组成的第二级单元的连接关系。计算设备110利用管网仿真系统向第三级单元，例如冷冻水管网环路，输入冷冻水，从而仿真所生成的第三级单元可处理的冷冻水的每分钟流量等数据。基于所获取的数据，构建第三级单元的功能特征，从而生成包括满足管网需求的混合单元的拓扑结构。

在步骤212中，计算设备110可以基于所获取的第三级单元的功能特征，配置所述第三级单元，从而生成包括满足管网需求的混合单元的拓扑结构，以用于控制工业设备。

在一个实施例中，计算设备110可以使用强联系联系关系和串联连接方式，基于第三级单元的功能特征组合所述第三级单元或第二级单元，从而获取强串型混合单元；以及使用弱联系联系关系和并联连接方式，基于第三级单元的功能特征组合所述第三级单元或第二级单元或第一级单元，从而获取弱并型混合单元。具体来说，计算设备110可以根据所构建的第一级单元、第二级单元、第三级单元组成可用的管网拓扑结构，即，利用以上基础受控单元构建出可用且满足需求的拓扑结构图。管网拓扑结构可以是图形化的拓扑结构图，也可以是本领域常用的计算机代码，即封装组合的代码。

按照功能层级中的分类，对管网中的各个设备、阀门按照特殊单元、基础串联单元、简单并联单元、复杂串联单元、复杂并联单元、串并混合单元的顺序依次构造完成后，整个管网的物理连接和控制关系则完成了完备的逻辑化。在之后管网系统智能控制程序的开发中，利用此逻辑结构，能够快速、准确地获取相应的基础单元所处的连接与控制信息，并且对各类管网均具有普适性。

图3示出了根据本公开的实施例的用于生成工业设备的管网的拓扑结构的另一方法300的流程图。方法300可由如图1所示的计算设备110执行，也可以在图4所示的电子设备400处执行。应当理解的是，方法200还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的框，本公开的范围在此方面不受限制。

在步骤302中，计算设备110可以在管网的仿真环境将基础单元代码化。

在一个实施例中，计算设备110可以将最小基础单元即基础单元表示为代码。

在步骤304中，计算设备110可以将所获取的第一级单元、第二级单元、第三级单元和混合单元表示为代码化的基础单元的组合，从而获取第一级单元、第二级单元、第三级单元和混合单元的代码。

在一个实施例中，计算设备110可以基于在步骤302中确定的基础单元的代码，根据方法200确定的关系来获取第一级单元（例如，c.简单并联单元）、第二级单元（例如，复杂并联单元）、第三级单元（例如，强串型混合单元）和混合单元的代码。

在步骤306中，计算设备110可以复用所获取的代码，从而生成工业设备的管网拓扑结构，以用于控制工业设备。

在一个实施例中，计算设备110可以用复用代码的方式复用多个第一级单元、第二级单元、第三级单元和混合单元，从而构建更复杂的工业设备的管网拓扑结构。

利用以上技术手段，可以利用单元组合划分的思想，先后对管网中各类设备、阀门、支路、环路进行相应的处理，层层搭建，最后形成整体的管网拓扑结构。本发明中的逻辑对于各类管网均具有普适性。

本发明对管网中的设备、阀门进行了新的身份定义，实现了一套万能的管网拓扑结构关系生成逻辑，普遍适用于各种不同类型的管网，包括水管网、气管网等。

在本公开的技术方案中，按照功能层级中的分类，对管网中的各个设备、阀门按照特殊单元、基础串联单元、简单并联单元、复杂串联单元、复杂并联单元、串并混合单元的顺序依次构造完成后，整个管网的物理连接和控制关系则完成了完备的逻辑化。在之后管网系统智能控制程序的开发中，利用此逻辑结构，能够快速、准确地获取相应的基础单元所处的连接与控制信息，并且对各类管网均具有普适性。

图4示出了可以用来实施本公开内容的实施例的示例电子设备400的示意性框图。例如，如图1所示的计算设备110可以由电子设备400来实施。如图所示，电子设备400包括中央处理单元（CPU）401，其可以根据存储在只读存储器（ROM）402中的计算机程序指令或者从存储单元408加载到随机存取存储器（RAM）403中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在随机存取存储器403中，还可存储电子设备400操作所需的各种程序和数据。中央处理单元401、只读存储器402以及随机存取存储器403通过总线404彼此相连。输入/输出（I/O）接口405也连接至总线404。

电子设备400中的多个部件连接至输入/输出接口405，包括：输入单元406，例如键盘、鼠标、麦克风等；输出单元407，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元408，例如磁盘、光盘等；以及通信单元409，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元409允许设备400通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

上文所描述的各个过程和处理，例如方法200、300可由中央处理单元401执行。例如，在一些实施例中，方法200、300可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元408。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由只读存储器402和/或通信单元409而被载入和/或安装到设备400上。当计算机程序被加载到随机存取存储器403并由中央处理单元401执行时，可以执行上文描述的方法200、300的一个或多个动作。

本公开涉及方法、装置、系统、电子设备、计算机可读存储介质和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括用于执行本公开的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、静态随机存取存储器（SRAM）、便携式压缩盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能盘（DVD）、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波（例如，通过光纤电缆的光脉冲）、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘计算设备。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构（ISA）指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列（FPGA）或可编程逻辑阵列（PLA），该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。

这里参照根据本公开实施例的方法、装置（系统）和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.用于生成工业设备的管网拓扑结构的方法，包括：

确定关于工业设备的管网中的受控单元的联系关系和连接方式；

基于所确定的联系关系和连接方式，使用基础单元创建实现管网设备支路功能的第一级单元；

基于所确定的第一级单元，确定实现管网中多支路组合的第二级单元；

根据所确定的连接方式，组合所述第二级单元，从而实现管网子系统的第三级单元；

对所述第三级单元执行功能特征测试，从而获取所述第三级单元对应的功能特征；以及

基于所获取的第三级单元的功能特征，配置所述第三级单元，从而生成包括满足管网需求的混合单元的拓扑结构，以用于控制工业设备。

2.根据权利要求1所述的方法，其中确定关于工业设备的管网中的受控单元的联系关系和连接方式包括：

将在受控时保持与关系的单元确定为强联系联系关系；

将在受控时保持或关系的单元确定为弱联系联系关系；

将在受控时保持串接方式的单元确定为串联连接方式；以及

将在受控时保持并接方式的单元确定为并联连接方式。

3.根据权利要求2所述的方法，其中使用基础单元创建实现管网设备支路功能的第一级单元包括：

获取管网中单独实现预定功能的基础单元集合并且确定管网中的基础单元的功能；

使用弱联系联系关系和串联连接方式、强联系联系关系和并联连接方式，组合所述基础单元，从而实现最小弱串联单元、最小强并联单元；

确定管网中待实现的简单支路功能；以及

基于强联系联系关系和串联连接方式，组合所述基础单元、最小弱串联单元和最小强并联单元，从而创建实现管网设备支路功能的第一级单元。

4.根据权利要求1所述的方法，其中确定实现管网中多支路组合的第二级单元包括：

确定第一级单元的功能特征；

使用弱联系联系关系和并联连接方式，由相同功能特征的第一级单元组合成第二级单元；以及

使用强联系联系关系和串联连接方式，由不同功能特征的第一级单元组合成第二级单元。

5.根据权利要求1所述的方法，其中对所述第三级单元执行功能特征测试包括：

设置管网的多种不同仿真环境；

将所述第三级单元置于所设置的仿真环境中，从而获取所述第三级单元对应于不同仿真环境的功能特征；以及

确定所述第三级单元的第一特征、第二特征和第三特征。

6.根据权利要求5所述的方法，对所述第三级单元执行功能特征测试还包括：

基于述第三级单元的第一特征、第二特征和第三特征，对所述第三级单元进行分类；以及

基于所述第三级单元的分类，将所述第三级单元设置为优先第三级单元、互补第三级单元和替补第三级单元。

7.根据权利要求1所述的方法，其中配置所述第三级单元包括：

使用强联系联系关系和串联连接方式，基于第三级单元的功能特征组合所述第三级单元或第二级单元，从而获取强串型混合单元；以及

使用弱联系联系关系和并联连接方式，基于第三级单元的功能特征组合所述第三级单元或第二级单元或第一级单元，从而获取弱并型混合单元。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述管网的仿真环境将基础单元代码化；

将所获取的第一级单元、第二级单元、第三级单元和混合单元表示为代码化的基础单元的组合，从而获取第一级单元、第二级单元、第三级单元和混合单元的代码；以及

复用所获取的代码，从而生成关于工业设备的管网拓扑结构，以用于控制工业设备。

9.一种计算设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-8中任一项所述的方法。

10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-8中任一项所述的方法。

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