CN1940785A - 将数据嵌入控制器和装置以推进最新的控制和配置信息 - Google Patents

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Abstract

一种工业自动控制系统，包括具有通过网络耦合到自动化装置的更新部件的处理器。该更新部件从装置的可机读的表示法中读取控制信息并用此控制信息组织数据结构。更新部件还根据存储于文件对象和/或数据结构中的数据来更新装置的配置信息，如果配置信息超过阈值，进一步允许将传递断成多个消息。同样，提供了商家采用的操作法，在配置前将装置类管理器(DTM)嵌入装置和装置的固件，并可随意地允许向DTM邮寄配置更新。

Description

将数据嵌入控制器和装置以推进最新的控制和配置信息
技术领域
本发明一般涉及工业控制系统，尤其涉及在控制器与自动化装置之间的工业自动控制环境中与最新配置信息的通讯。
背景技术
DTM(装置类管理器)和EDS(电子数据页)都是自动化装置的可机读的表示法。它们被网络中心软件工具典型地应用来向用户提交关于装置的控制信息，目的是帮助用户配置装置的功能。
此外，这些可机读的表示法提供了关于装置所具有的适于与控制器进行实时I/O交换的I/O数据块的尺寸和相关结构的信息。这些信息接着被用来配置控制器的扫描列表用于与装置通讯。该I/O数据块典型地显示在控制器数据表字节或词的阵列中，块中的数据及它们的偏移量的不同元素的特定含义必须由用户手动管理，以便使这些元素可和现有控制程序一起被正确使用。典型地，在控制程序中，数据元素到功能的映射必须由用户针对控制系统中的装置的每个情况个别完成。
在某些控制器中，用户可以选择手动构建用户定义的结构，连同数据键入和每个元素的特定标签/标记，接着用于装置每个事件的每个情况。这样比较费时，并因此只在用户希望在一个设备上使用许多这样的装置时才典型地这样做。例如，一个装置可以具有，如10字节的输入数据和10字节的输出数据作为来自其装置轮廓的缺省格式，以及功能和表示每个字节代表什么的命名约定。然而，新的特征可通过商家或生产者加入装置，那样就可以，例如，对客户的特定应用有用处。在传统系统中，在上面的情况下，用户必须用软件编程工具添加那些在数据结构中的额外的元素，因为它们不在装置轮廓中。
此外，即使系统具有易用的控制信息(如，来自最新的可机读的诸如DTM或EDS的表示法)，该装置可能还是需要更新其配置信息。例如，当装置损坏或停止工作，维护人员常可以适当地执行必要的程序，根据目录号或装置的部件号来替换该装置。维护人员可以安装一台新装置并如它本来存在那样重新连接(例如，安装、电配线、铅锤、空气补给、气动和/或液压管路，等)。然而让该装置重新配置在系统中以同样的方式完成功能常常很麻烦。一旦装置挂钩(hooked up)，传统系统需要连接到装置以便配置装置。典型地，需要初始配置软件工具以及目前装置的配置文件。往往有这样的困难，即配置不能用或过期。此外，维护人员可能实际上有正确的配置，但是因为许多不同的商家的配置软件有许多种，维护人员可能无法确定而下载到装置。
这些困难不仅在配置信息中存在，也存在于控制信息中。例如，开始配置、重配置、故障查找和/或监控装置时，DTM可能不适用于软件工具。例如，高密度盘(CD)在安装前已经丢失，或者该领域内的装置固件升级了需要新版本的DTM，但是在需要从商家的网站上载时不能连接到互联网。
另外，还存在其它困难。例如，用户可能利用软件编程工具来“微调”装置的功能，而这些改变不显示在控制器和/或控制程序，并因此可导致不希望的结果，因为该装置现在以控制器不知道的方式运作。此外，当连接的始发者(CO)(例如控制器)希望与装置建立通用工业协议(CIP)I/O连接时，CO依照CIP规范发出开放连接请求。在其它事件中，这些请求包括含有装置配置参数的数据字段。
具有连接请求的装置配置数据的内含物确保了装置被设置为根据CO的需要执行其功能，且待交换的数据将对CO有意义(例如，希望的数据类型、正确的范围等)。同样提供更多的好处确保如果装置被替换，它和原始装置配置得完全一样。然而，数据字段被限制在理论上最大510字节。但是在实践中，由于在开放式连接请求中，对网络消息尺寸结合其它数据的限制，通常限制在450字节左右。而这已经满足以前的大部分装置，现在的装置配置大于450字节已经变得更加普遍。
发明内容
接下来对要求保护的主题进行简单概述，目的是提供对下文描述的一些方面的基本理解。这个概述不是全面评述，而且也不想确定关键的/严谨的原理或描绘要求保护的主题的范围。其中心目的是以简单的方式提供一些概念，作为后面提供更详细描述的前奏。
下文要求保护的主题涉及用数据嵌入控制器和装置以促进最新的控制和配置信息。工业自动控制器，诸如可编程逻辑控制器，可以包括软件对象以及为不同目的，诸如与工业自动化装置I/O通讯而存储数据的数据结构。
根据本发明的一个方面，提供了利用可机读的表示法在控制器和/或人机界面(HMI)中自动创建数据结构的系统和方法。可机读的表示法可以是装置类管理器(DTM)和电子数据页(EDS)，或其它合适的装置轮廓的表示法。可机读的表示法诸如DTM或EDS包含关于装置的控制信息，用户可以将此信息用于在配置装置功能时以及在控制程序中利用其实时I/O数据时的辅助目的。更新部件可以读取该控制信息，并在控制器中用适于和处理器实时I/O交换的装置的尺寸、数据类型和数据元素的位置信息组织数据结构。该数据可被映射到装置的每个数据元素并给出分等级的标签，大大改善用户对控制器程序的创新和维护。
根据本发明的另一方面，提供了用于自动替换大配置装置的系统和方法。本发明可以利用通用工业协议(CIP)文件对象在装置中持有装置的配置以及连接始发者(CO)中的副本。CO在和装置建立I/O连接时，可以判定该连接是针对大配置装置。CO可以先利用分段协议将CIP文件对象内容发送到装置。两个端点可协商一个小于阈值的消息尺寸，并可接着将配置文件断成所需的任意多的字段，使得全部文件的传递影响在网络和/或装置最大消息尺寸的限制中。一旦完成，CO接着发送一个开放I/O连接请求，除非没有数据字段被传送。
作为进一步的功效，并根据本发明的另一方面，所描述的情况可以在装置已经含有与CO所持有的同样的配置时，通过省去传递CIP文件对象的需求而被加强。装置的CIP身份对象的配置结合值(CCV)属性可由CO配置软件工具提供。在这种情况下，在建立I/O连接之前，CO可以从装置读取CCV。如果匹配，CO接着可以直接打开I/O连接，从而省去配置文件传递过程的时间耗费。
根据本发明的再一个方面，提供了在客户自动化装置中便于DTM更新的商家调度的方法。装置生产者和/或商家可以确定大部分最新的配置并为装置控制数据并通过DTM提供该信息。商家可以在调度前将该DTM直接嵌入到装置的文件对象实例中。商家还可以选择允许将来对DTM的控制信息和配置进行更新。应该认识到，DTM同样可以被嵌入装置的固件中。
为了完成前述的和相关的目标，下文中结合下面的说明书和附图描述了发明的一些示例性的方面。然而，这些方面表明的只是本发明的原理可被应用的几个不同的途径，而本发明欲包括所有这些方面及其等同。本发明的其它优点和新颖特征可以通过接下来结合附图对本发明的详细描述变得更加明白。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个方面的系统，它具有一个与自动化装置通讯来促进最新的配置信息的控制器。
图2示出了根据本发明一个方面的系统的方框图，它具有一个与多个自动化装置通讯来促进最新的配置信息的控制器。
图3示出了根据本发明一个方面的示例性流程图，它表示便于将从可机读的表示法中读出的数据存入数据结构的过程。
图4示出了根据本发明一个方面的示例性流程图，它表示当配置的尺寸大于阈值时，便于发起一个分段的协议的过程。
图5示出了根据本发明的一个方面的示例性流程图，它表示便于发现两个配置结合值(CCV)是否匹配的过程。
图6示出了根据本发明的一个方面，便于最新的配置信息的系统的示例性数据结构。
图7示出了根据本发明的一个方面，在控制器和自动化装置之间I/O交换的示例性数据结构。
图8示出了根据本发明的一个方面，便于在装置体中嵌入DTM和客户储存器(container)应用过程的示例性流程图。
图9示出了根据本发明的一个方面，具有与多个新装置通讯来促进最新的配置信息的控制器的一个系统的方框图。
图10示出了实现本发明各个方面的计算机可操作的方框图。
图11示出了根据本发明的各个方面，一个示例性计算环境的示例性方框图。
具体实施方式
现在参考附图描述要求保护的主题内容，其中同样的附图标记用于在全过程中表示相同的元素。在下面的描述中，为了解释的目的，提出许多特定的细节来提供对要求保护的主题内容的全面理解。然而，很显然，该内容无需这些特定细节也能实践。在其它情况下，众所周知的结构和装置以方框图形式示出，目的是便于描述本发明。
作为用于本申请，术语“部件”和“系统”及类似的意欲指与计算机相关的实体，可以是硬件、硬件和软件的结合、软件，或软件的执行。例如一个部件可以是，但不局限于，在处理器上运行的过程、处理器、对象、实例、可执行的、执行线程、程序和/或计算机。为了说明，在计算机上运行的应用程序和计算机都可以是一个部件。一个或多个部件可以位于一个处理器和/或执行线程中，一个部件可定位在一个计算机中和/或分派在两个或多个计算机中。
另外，要求保护的主题内容可以实施为方法、装置、或用标准程序和/或工程技术制造的制品以产生软件、固件、硬件，或它们的任意组合来控制计算机/处理装置，实施所揭示的主题内容。术语“制造的制品”用在这里意欲包含可从任何计算机可读装置、载体，或介质访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可包括但是不限于磁性存储装置(例如，硬盘、软盘、磁带……)、光盘(例如，高密度盘(CD)、数字多用途盘(DVD)……)、智能卡，和闪存装置(例如，卡、棒、键驱动器……)。此外，可以理解，载波可用于搭载诸如在发送和接收电子邮件或访问诸如互联网或局域网(LAN)的网络中的计算机可读电子数据。当然，本领域技术人员可以理解，可对该配置做出很多变换而不偏离要求保护的主题内容的范围和精神。此外，词“示例性的”用作这里意味着用作范例、实例，或示例。这里描述为“示例性的”的任何情况或构思不需要被解释为优选或比其它情况或构思更有利。
现在参见图1，示出了具有控制器102的工业控制系统100。控制器102可包括具有数据域106和名称域108的数据结构104。控制器102进一步包括更新部件110。控制器102可以通过网络112与自动化装置114通讯。通常，可机读的表示法116可存储于装置114中。可机读的表示法116可包含关于它驻留的装置114的控制信息(未示出)。例如，可机读的表示法116可包含关于装置114用于与控制器102实时I/O交换的I/O数据块(未示出)的尺寸和相关结构的信息。这些I/O数据块典型地展示在控制器102的数据表字节或词阵列(未图示)中，对用于在控制器102和装置114之间通讯的各个数据域以及它们在I/O数据块中各自的位置和/或偏移有特定的含义。
特别地，当控制器102和装置114之间发生通讯时，可发送缺省的I/O数据块。例如，缺省的数据块可包含用于输入的10个字节和用于输出的10个字节，且I/O数据块的每个位和/或字节基于装置114的配置可以有特定含义。因此，如果控制器102希望改变装置114的行为，控制器102可以调节数据块中位于数据块合适位置的数据。例如，如果控制器102企图改变装置114的一个部件的加速度，而那个部件的加速度是由位于缺省I/O数据块的字节5和6中的数据控制，那么控制器102可以改变在那些位置的数据。
可在I/O数据块中发送的每个I/O元素的数据类型、数据尺寸和数据位置可被储存在可机读的表示法116中。因此，根据本发明的一个方面，更新部件110可读取可机读的表示法116以便发现I/O数据交换中的每个字节的含义。例如，更新部件110可发现装置116的加速度由一个储存在字节5和6中的16位的词或浮点数，以及所有其它位、字节和/或词的含义和数据类型代表。更新部件110同样可以自动获取装置名称，详情请注意下面图2，或基于输入或用户选择。
在收集了所需信息后，更新部件110可以组织(populate)数据结构104以动态创建用户参照(例如，数据结构104)。特别地，更新部件110在数据域106中存储适合于在装置114和控制器102之间交换的数据的尺寸、数据类型和位置的信息。(例如，字节5和6是浮点型的单独元素)。更新部件110同样可以通过向名称域108提供代表装置114本身的分级标签及所定义的数据元素对数据域106做标签。例如，分级标签可符合命名约定，诸如<装置名>、<数据元素>。因此，如果装置114命名为“motor4”，那么分级标签可以如“motor4.accel”表示，并插入名称域108。同样可以认识到，可以设想和可以使用其它命名约定而不背离本发明的范围和精神。可替代地，文件对象中以可“机”读的格式嵌入在装置中的轮廓(例如，DTM/EDS/轮廓)可通过个人电脑(PC)中的软件工具从装置上载。该PC可接着解析/解码该轮廓文件并析取关于装置配置选择和实时I/O数据格式的相关信息。
因此，在本发明的一个方面，更新部件110自动创建数据结构104并向数据结构104提供适合每个装置114的数据。于是，发明可以节约时间且便于不费力地理解用于和装置(如，装置114)通讯的控制器程序。应该认识到，尽管只示出了一个装置114，其它许多装置也可以采用。应该进一步认识到，控制器102可以驻留在任何合适的系统或装置中，诸如本地或远程服务器或人机界面(HMI)，或作为该系统或装置的一个部件。尽管在这张和接下去的图中，更新部件110和/或数据结构104是作为控制器102的组成部分被示出的，应该理解，此类部件104、110不需要驻留在控制器102中。更合适地，部件104、110可驻留在其它合适的位置，本地或远程和/或与网络112耦合，而不偏离本发明的精神和范围。
现在转到图2，示出了工业控制系统200。通常，系统200包括类似控制器102(图1)的控制器202。除了更新部件110和数据结构104外，控制器202还可以包含包括所有或许多和控制器202交换I/O数据的装置的装置名称和装置轮廓的扫描列表204。同样，系统200可以通过网络112和多个装置2061-206N通讯，集中或单独地称为装置206。应该认识到，尽管装置206可被集中称呼，下面各自的装置206可以包含区别于每个装置206的单独特性。例如，上面详述的，装置114(图1)可以包含可机读的表示法116(图1)。类似地，装置206同样可以包含以装置类管理器(DTM)、电子数据页(EDS)，或其它合适的数据结构或文件格式的形式的可机读的表示法。
因此，更新部件110可以为每个在扫描列表204中包含装置轮廓的装置206读取DTM和/或EDS。更新部件110可以从扫描列表204中获得装置206的装置名称，并可从装置206找回数据元素信息，以便组织数据结构104。本领域技术人员容易认识到为了产生数据结构104不需要要求用户干涉。此外，数据结构104可被用于存储所有装置分级标签了的最新的控制信息以及最新的配置信息，可以便于用户快速简单地交互使用。另外或可替换的，最新配置信息可存储于控制和信息协议(CIP)文件对象(未示出)，从中更新部件110可以得到配置信息。
可以理解，本发明的某些方面可被用于自动为所有和控制器202通讯的装置206以及新安装或替换的装置创建数据结构104。此外，数据结构104(和/或CIP文件对象)可提供关于每个装置的最新配置信息存储。因此，更新部件110可被用于更新装置配置(例，替换的装置)以确保装置按照要求运作。
例如，当装置206被损坏或停止工作，维护人员常可以适当地执行必要的程序，根据装置的目录号或部件号来替换装置206。维护人员可以安装一台新装置206，并如它本来存在那样替换配线(例如，安装、电配线、铅锤、空气补给、气动和/或液压管路，等)。然而，让装置206重新配置以与系统200相同的方式完成功能常常很麻烦。典型地，需要初始配置软件工具以及目前装置的配置文件。然而，根据本发明的一个方面，更新部件110可为装置206从数据结构104(和/或CIP文件对象)中找回目前的配置，并可随后将该信息直接发送到装置206。
此外，如果装置206重新配置或升级以提供新的或附加的功能，用户不需要用编程工具手动升级数据结构，那样费时又易错。更合适地，更新部件110可以从可机读的表示法(例如，DTM和/或EDS)中直接读取该新的控制信息。进一步可以理解，如果前述更新信息不在其它同样装置206中，那么更新部件110可以减少这个困难。例如，更新部件110可以产生消息(例如，导致产生电子邮件并传送给支持人员)，或直接根据从装置206的新的DTM和/或EDS中找回的数据来更新旧的DTM和/或EDS。
因此，可以容易地认识到，控制信息和装置配置可在装置或者控制器(例如，数据结构104和/或CIP文件对象)内更新。例如，当新装置安装到系统中，装置的配置可能需要更新，可以自动执行(例如，通过更新部件110从数据结构104将信息发送到装置206)。此外，如果装置的配置被直接用编程工具改变，例如，微调其性能，接着控制器的装置配置版本可被更新(例如，更新部件110从装置206找回信息并将它存储在数据结构104中)。装置206的配置文件的自动替换下面结合图4将做更详细讨论。
图3示出了根据本发明的操作法300。为了解释简便的目的，这里提出的一个或多个操作法用一系列动作来显示和描述，可以理解和认识到，要求保护的主题内容不限于动作的顺序，一些动作可以不同顺序发生和/或与这里显示和描述的其它动作同时发生。例如，本领域技术人员会理解并认识到，操作法可被替代地表示为一系列内在关联的状态或事件，如状态图。此外，根据要求保护的主题内容，实施一个方法，并不一定需要所有的示出的动作。另外，可以进一步认识到，下文及本说明书全文中揭示的操作法，可以被存储在生产者的条款中来便于将这种操作法传输和传递到计算机。这里使用的生产者的条款项目目的是包含可被任何计算机可读装置、载体或介质访问的计算机程序。
现在参见图3，示出了用于在关于工业控制系统的控制器中自动创建数据结构的计算机执行的示例性操作法300。同样，该操作法300可通过HMI被采用。在302，通常由更新部件从可机读的表示法找回数据。如上面所讨论的，可机读的表示法可以是DTM、EDS、扫描列表(例如，找回装置名称)，和/或其它合适的文件格式或数据结构。
在304，可创建映射装置的I/O元素的数据结构。典型地，该数据结构可以具有针对装置的I/O的每个元素的名称域和数据域。通常，这也由更新部件完成，这次更新部件可以用装置的适当的数据组织数据域。可以认识到，可以针对所有装置创建一个单独数据结构或每个装置创建一个数据结构，还有其它不偏离本发明范围和精神的实施方式。
在306，装置名称被确定。装置名称可由用户输入或从表(例如，扫描列表)中选择。在可替换的实施例中，更新部件可从扫描列表或存储在扫描列表中的装置轮廓中自动找回该信息而无需任何用户干预。在308，方法300可确定数据域名称，典型地从装置的可机读的表示法(例如，DTM和/或EDS)中发现。有了装置名称和数据域名称，可产生分级名称标签(例如，<装置名><数据域名>)。在310，每个数据域可标上合适的分级标签。
现在参见图4，根据一个方面，描绘了装置配置自动替换的计算机执行的操作法400。例如，如果装置损坏或停止工作，维护人员通常可以物理替换该装置，然而，还必须配置以便和原来的装置一样和系统(例如系统200)一起运作。如前面所描述，更新部件(例如，图1的110)可自动执行该更新(例如，通过CIP文件对象)而无需人工重新配置。然而，在一些情况下，配置信息的尺寸可能超过最大限度，并，因此，因网络固有的限制和/或装置的最大消息尺寸限制而不能用通常的方式传递。由于传统的尺寸限制在以前这些年中能满足大部分的装置，最近，具有大配置的装置变得更加常见。同样，具有更大内存的更复杂的控制器同样提出了更大配置的文件。最大尺寸限制在下文中参考图7进一步详述。
方法400在402确定装置配置的尺寸超过阈值，并在404发起分段协议。分段协议可确定合适的消息尺寸并可接着在两个端点之间打开连接。可以理解，分段协议可被智能执行，如下文结合图9详述。随后，包含分段协议的CIP文件对象或其它合适对象(例如，数据结构104)被发送到第二个端点。此后，协议将配置文件按需要断成数段，影响在网络和/或装置的最大消息尺寸的限制内的全部文件的传递。
因此，在406，第一端点，典型地是一个连接的始发者(CO)，可以将一个打开连接请求发送到第二端点，典型地是一个需要配置的装置。例如，CO可以是与装置点对点连接或作为网络节点访问装置的便携式电脑。此外，CO可以是远程电脑或任何其它合适的装置或部件。在408，尺寸小于或等于阈值的消息可以被跳过。在410，装置配置根据相对于阈值的配置文件的尺寸，可被分成多个消息帧。在412，全部配置文件可在第二端点通过多个消息帧被接收。此外，在414，如下文中将要描述的，其它方面可采用分段协议和不同的其它动作(例如，动作404-412)。
简要地参见图5，示出了根据本发明的一个方面，自动替换装置配置的操作法500。方法500可以采用在操作法400(图4)中示出的一些或全部的确定动作，以及如这里的动作所述的附加功效。例如，当装置已经含有与CO所持有的同样配置时，方法400可通过省去传递CIP文件对象(如连同402所述)的需求而得到加强。装置的身份对象的配置结合值(CCV)属性可由CO配置软件编程工具提供。在这一方面，CO可以最初地建立可从装置读取CCV的I/O连接。如果CCV值匹配，CO接着可以继续直接打开I/O连接，从而省去配置文件传递过程的时间耗费。
据此，在502可建立I/O连接。在504，CO中持有的CCV值与装置中的CCV值(如果有)进行对比。如果不匹配，那么在506，CIP文件对象可从CO上载到装置。然而如果在504，CCV值匹配，那么CO可以确定装置含有同样的CIP文件对象，并因此不需要将该对象发送到装置。因此，动作506可以全部跳过，方法500前进到508。在508，可以判断配置文件的尺寸是否大于阈值。若否，可正常发送配置文件。然而，如果配置文件的尺寸大于阈值，那么在510，将和上面所述操作法400一样执行确定的动作。
可以理解，方法300、400和500可采用工业自动控制协议，而这种协议可是任何设计用于工业设施的合适的协议。例如，DeviceNet、ControlNet、EtherNet/IP、Modbus、Profibus和Foundation Fieldbus是可以用于本发明的一些方面的示例性的工业自动控制协议。这些协议的一个或多个可至少部分地基于CIP，可以是一个或多个前述工业自动控制协议的应用层协议。然而可以理解，任何这种协议或协议的组合被预期或意欲落入所附权利要求的范围下。
图6示出提供了可以在更新部件110(和/或控制器(未示出))和装置(未示出)之间通讯的数据的详情。特别地，例如，图6更深层地示出了前面结合图1和2讨论的数据交换。现在参见图6，描绘了系统600。系统600包含装置的映射I/O数据的示例性数据域602，其中装置再次被命名为“motor4”。此外，数据域602可以对装置的每个元素和/或功能有相应的名称域604。类似地，描述了装置数据结构606。如图所示，装置数据结构606可以包括不同I/O数据元素，如电动机每分钟多少转(RPM)，蓄电池等等。
如结合图1所述的，更新部件110可以和装置数据结构606互相作用并分别组织数据结构602和604。在可替换实施例中，更新部件110可根据存储在数据结构602和604中的信息更新装置数据结构606。可以认识到数据结构602-606可以是任何数据域(例如图1的部件106、108)、数据结构(例如图1的部件104)、数据库、文件对象(例如CIP文件对象)的文件或情况、数据包、数据流、消息帧、数据字段和/或可机读的表示法(例如，DTM、EDS和含有装置轮廓的扫描列表)。因此，更新部件可以影响数据结构从可机读的表示法提供的控制信息中的自动创建，以及在控制器和装置中自动替换和/或更新装置配置。此外，如果装置配置在一个消息中发送太大，可发起分段协议来完成更新配置而无需用户干预。
例如，图7提供了当可以采用分段协议时的更多详情。转到图7，数据结构700示出了在装置(未示出)和控制器(未示出)和/或HMI(未示出)之间交换的I/O数据。数据字段702的理论限制是510字节，但是，由于网络消息尺寸结合其它数据，诸如打开连接请求704的限制，实际上它小于510字节。
例如，打开连接请求704可包括以下信息，诸如将利用哪个输入连接数据，将利用哪个输出连接数据，多少时候将尝试一次连接，断开连接的时间，双向交换的I/O数据的尺寸等。在这些信息(例如，包含在打开连接请求704中的数据)加入数据结构700后，得到阈值706，或数据字段702的“真实”最大尺寸。通常，包含在打开连接请求704内的数据约为60字节长。因此，阈值706约450字节。因此，发送到或发送自装置的数据，如配置信息(例如，装置数据结构606)应小于阈值706。否则，可利用前面结合图4所述的分段协议以避免需要手工配置。
可以容易地看出，这里描述的很多方面涉及一些系统和方法，它们可以确保来自可机读的表示法的控制信息和/或配置信息和/或文件是最新的。拥有自动影响的最新信息，例如无需用户干预，可更加有效和可靠。此外，在所有点(例如控制器和装置)都拥有最新信息可以允许用一个节点更新另一个节点，而无需访问那些目前访问不到、不能找到，和/或用户选择错误的配置文件。据此，图8示出了本发明的另一方面，可被用来使控制信息和装置配置保持最新，特别是与DTM相连。更具体地，DTM可以是基于视窗品牌的软件applet，现场设备工具(FDT)-DTM联合兴趣组(Joint Interest Group)定义的应用程序接口(API)。FDT可以是商家独立开发的客户容器对象应用程序，附在同样用于在网络自动控制系统中配置不同装置的API上。
概念就是特定装置的商家写一个DTM兼容的配置applet，当和FDT容器对象同时安装时，可用于配置那个装置类型在系统中所有发生的事件。这类似打印机生产者提供的打印机特定驱动程序，在安装到操作系统(如微软视窗品牌操作系统)中时，可以为特定的打印机型号提供配置、测试和故障检修的帮助。类似打印机驱动程序，给定装置的DTM典型地以包括例如和产品一起供应的高密度盘(CD)、可从网站下载和/或可能预装在各种配置软件供应商的FDT容器应用程序中的形式提供用户使用。
然而，当配置，重新配置，故障检修和/或监控装置时，编程软件工具可能不能使用DTM。例如，CD在安装前已经丢失，或者现场装置已经做了固件升级需要新版本的DTM但是此时却不能访问网络。
现在转到图8，描绘了便于在客户自动化装置中更新DTM的商家采用的操作法800。在802确定最新的DTM。如上所述，配置信息和/或诸如DTM的可机读的表示法可以包含在CIP文件对象或其它合适的数据结构中。同样，在804，商家可以在配置装置前将DTM和客户容器对象应用程序嵌入CIP文件对象。可以理解，最新的DTM可被嵌入自动化装置或对装置的固件升级。因此，不管是待装货的新装置还是对装置的固件升级，最终用户被告知可以使用最新DTM，甚至不需要访问原始配置信息或访问互联网例如商家的网站来找回它们。
在806，DTM可以被商家在配置后随意地更新，例如通过互联网。更特别地，商家和/或装置生产者可以允许CIP文件对象实例包含DTM在现场单独升级。这样可以使得生产者随着时间推移，对DTM本身的功能(例如，用户界面，故障确定等)做出改进，即使装置本身的性能不变。一旦下载到装置，不同维护或服务人员随后对装置的所有访问都确保使用了最新和/或最正确版本的DTM。可以理解，这种功能同样可以通过固件升级来完成。可以进一步理解，CIP文件对象不是强制的。可以使用任何合适的对象而不偏离本发明的范围和精神。
现在参见图9，描绘了为装置902-906及控制器202提供最新的的控制和配置信息的系统900。该系统900可自动在控制器202中创建数据结构便于在控制器202和装置902-906之间进行合适的I/O数据交换，并易于维护和理解控制器程序。此外，系统900可以提供装置配置的自动替换，即使当装置配置超过了数据字段长度的最大阈值(例如，通过分段协议)。此外，系统900可以便于在装置配置或固件升级前在装置或装置的升级固件中嵌入DTM，以便允许找回最多的最新的DTM。此外，系统900可在配置后，例如通过互联网或自网络112上的任何节点或自点对点连接到装置902-906的终端上提供可升级的DTM。
为了示例而非限制，装置902-906是新安装在系统900上的装置，例如，代替其它装置或增加装置900的功能。可以理解装置902-906不需要是新的，然而，换句话说，可以是任何理由通过自动更新配置和/或可机读的表示法而受益。在本发明的一个方面，装置902含有EDS，然而，在控制器202的数据结构104中没有关于装置的数据存在。如前所述，更新部件110可读取EDS并用控制信息和相应的分级标签组织数据结构104。可以认识到装置902可替换地或附加地包含DTM或一些其它的合适的可从中读取的可机读的表示法。
装置904可以是从新装置商家908新发货的装置。如前面详述，新装置商家908可用最新的DTM嵌入装置904。因此，更新部件110可找回该DTM并可接着用合适的控制信息组织数据结构104以允许装置904容易配置。此外，当新装置904被配置并被实体安装后，新装置商家908可允许更新包含DTM的文件对象实例。这可以通过能耦合到互联网的网络112或其它合适的方式完成。可替换地，虽然装置904可能已经被实体安装在系统900中，新装置商家908可以通过固件升级提供不同的DTM。随后，该DTM可以同样由新装置商家908通过上述方式升级。
装置906可以嵌入诸如DTM或EDS的合适的控制信息，但是它不含有最新的配置。例如，装置906可以是新安装的用于替换损坏或破坏了的配置正确的装置，并因此，新装置906需要更新以便与替换了的装置的功能匹配。更新部件110可以根据存储在控制器202中的数据结构104或CIP对象文件(未示出)中的信息自动完成上述工作。此外，如果发送到装置906的配置信息大于最大数据字段尺寸，更新部件110可以采用分段协议来影响传输。
根据一个方面，系统900同样可以包含智能部件910。虽然以可通过网络112通讯的独立部件的形式示出，可以理解，更新部件110和控制器202两者都可以包含智能部件910。智能部件910可以，例如，被更新部件110采用来判断控制信息和/或配置信息是否过期。可以理解，过期信息可以驻留在控制器202、装置902-906，或其它合适的位置。此外，智能部件可用于与分段协议连接，例如，为了确定小于阈值的合适的消息尺寸。
智能部件910可以从通过事件和/或数据捕捉到的一组观测，提供对系统、环境，和/或用户的推论和推断状态。例如，可以采用推论来识别特定的上下文内容或动作，或可产生基于状态的随机分配。推论可以是随机的，即，感兴趣的基于状态的随机分配的计算是基于对数据和事件的考虑。推论也可以指用来从一组事件和/或数据中组成高级事件的技术。
这种推论导致了从一组观察到的事件和/或已存储的事件数据中构建新的事件或动作，无论事件是否暂时紧密关联，以及事件和数据是否来自一个或几个事件和数据源。不同的分类(明确地和/或含蓄地训练)的图表和/或系统(例如，支持矢量机、神经中枢网络、专家系统、贝叶斯信念网络、模糊逻辑、数据融合机……)可以结合本发明，连同执行自动的和/或推论的动作一起采用。
分类器是一种功能，将输入属性矢量X＝(x1，x2，x3，x4，xn)映射到一个置信度，输入属于一个类别，即，f(x)＝置信度(类别)。这种分类可采用随机和/或统计分析(例如分解为分析效用和成本)来预测或推测用户希望自动执行的动作。支持矢量机(SVM)是所采用的一种分类器的例子。SVM通过在可能的输入面中找寻超曲面而操作，其中超曲面试图将触发标准从非触发事件中分离。直观地，这使得分类正确用于测试接近的数据，但不等同于训练数据。其它直接和非直接的模型分类途径包括，例如
Figure A20061014141800171
贝叶斯、贝叶斯网络、决策树、神经中枢网络、模糊逻辑模式，并且可以采用随机分类模型提供的独立图表。在这里利用分类也是包含用于发展现有模型的统计回归的。
现在参见图10，示出了可操作用于执行所揭示的在节点(例如，控制系统、处理器、自动控制装置、便携式电脑等)间通讯并更新控制和配置信息的系统和方法的示例性计算机环境的框图。为了提供主题发明不同方面的附加上下文内容。图10和下面的讨论意欲提供针对合适的计算机环境1000简短的、概要的描述，其中可实施发明的多种不同方面。通过上面用可以在一台或多台计算机上运行的计算机可执行指令的概要内容对发明的描述，本领域技术人员可以认识本发明同样可以和其它程序模块结合和/或作为硬件和软件的结合而实施。
通常，程序模块包括例行程序、程序、部件、数据结构等执行特定任务或实施特定理论数据类型。此外，本领域技术人员可以认识到，发明的方法可以用其它计算机系统配置实施，包括单处理器或多处理器计算机系统、小型机、大型机，或个人电脑、掌上电脑装置、基于微处理器的或可编程消费类电子产品等，其中每一个都可以被可操作地连接到一个或多个相关装置。
本发明的示例性方面还可以通过分布式计算机环境实施，其中特定任务由通过通讯网络连接的远程处理装置执行。在分布式计算机环境下，程序模块可以位于本地和远程存储器装置中。
计算机中典型地包含多种计算机可读介质。计算机可读介质可以是任何可被计算机访问的介质，包括易失性的和非易失性的介质，可移动的和不可移动的介质。作为例子而非限制，计算机可读介质可包括计算机存储介质和通讯介质。计算机存储介质包括易失性的和非易失性的，可移动的和不可移动介质，以任何方法或技术实施，用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息。计算机存储介质包括，但是不限于，RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储技术、CD-ROM、数字多用途盘(DVD)或其它光盘存储器、盒式磁带、磁带、磁盘存储器或其它磁存储装置，或其它任何可用于存储所需数据并能被计算机访问的媒质。
通讯介质典型地包括计算机可读指令、数据结构、程序模块或在诸如载波或其它传输机理的调制数据信号中的其它数据，并包括任何信息发布介质。术语“调制数据信号”指含有用编码其中的信息的方式设置或改变信号的一个或多个特征的信号。作为举例而非限制，通讯介质包括诸如有线网络或直接有线连接的有线介质，以及诸如声波、射频RF、红外线等的无线介质。上述任意的组合也包括在计算机可读介质范围中。
再次参见图10，用于实施发明的多个方面的示例性的环境1000包括计算机1002。计算机1002包括处理单元1004、系统存储器1006以及系统总线1008。系统总线1008连接到系统部件，包括而不限于，系统存储器1006到处理单元1004。处理单元1004可以是任何不同的市售的处理器。双微处理器或其它多处理器结构也可用作处理单元1004。
系统总线1008可以是可进一步与存储总线(有或没有存储控制器)、外围总线，以及使用市售的总线结构中任一种的本地总线互相联接的几种类型的总线中的任何一种。系统存储器1006包括只读存储器(ROM)1010和随机存取存储器(RAM)1012。基本输入/输出系统(BIOS)存储在诸如ROM、EPROM、EEPROM的非易失性存储器1010中，其中BIOS包含基本的例行程序，帮助在计算机1001中的各元素之间在例如启动时传递信息。RAM1012同样可以包括高速RAM，如用于超高速缓存数据的静态RAM。
计算机1002进一步包括内置硬盘驱动器(HDD)1014(如EIDE、SATA)，其可以配置为例如装在合适的机壳内(未示出)，软盘驱动器(FDD)1016(如，读自或写至可移动盘1018)，以及光盘驱动器1020(如，读取CD-ROM盘1022或读自或写至其它高密度光介质如DVD)。硬盘驱动器1014、磁盘驱动器1016及光盘驱动器1020可分别通过硬盘驱动器接口1024、磁盘驱动器接口1026及光盘驱动器接口1028连接到系统总线1008。外部驱动器使用的接口1024包括通用串行总线(USB)和IEEE1094接口技术至少之一或两者都有。其它外部驱动器连接技术也包括在本主题发明的预期之中。
这些驱动器及其相关的计算机可读介质提供了数据、数据结构、计算机可执行指令等的非易失性存储。对于计算机1002，驱动器和介质向任何数据提供了合适的数字格式的存储。尽管上面关于计算机可读介质的描述指HDD、可移动磁盘、诸如CD或DVD的可移动光介质，本领域技术人员可以理解，其它类型如Zip驱动器、盒式磁带、闪存卡、卡盘等类似的计算机可读介质可以被用于示例性的操作环境，且进一步，任何此类介质可以包含计算机可执行指令来执行本发明的方法。
许多程序模块可存储于驱动器和RAM1012，包括操作系统1030、一个或多个应用程序1032，其它程序模块1034以及程序数据1036。操作系统的全部或部分、应用程序、模块，和/或数据同样可以高速缓存于RAM1012。可以理解，本发明可以通过多种市售的操作系统或操作系统的组合实施。
用户可以通过一个或多个有线/无线的输入装置如键盘1038和诸如鼠标1040的指向装置向计算机1002输入命令和信息。其它输入装置(未示出)可包括麦克风、IR遥控器、游戏杆、游戏操纵器、输入笔、触摸屏等。这些和其它输入装置常常通过连接在系统总线1008上的输入装置接口1042连接到处理单元1004，但是可以通过其它接口连接，如并口、IEEE1094串口、游戏口、USB口、IR接口等。
监视器1044或其它类型的显示装置通过诸如显示适配器1046的接口也连接到系统总线1008。除了监视器1044，计算机典型地包含其它外围输出设备(未示出)，如扬声器、打印机等。
计算机1002可以运行在通过有线和/或无线通讯与一个或多个诸如远程计算机1048的远程计算机逻辑连接的网络环境中。远程计算机1048可以是工作站、服务器计算机、路由器、个人电脑、笔记本电脑、基于微处理器的娱乐设备、同等装置或其它公用网络节点，并典型地包含上面描述的关于计算机1002的许多或全部元素，尽管为了简短，仅示出了内存/存储器装置1050。所描述的逻辑连接包括有线/无线连接到局域网(LAN)1052和/或更大的网络，例如广域网(WAN)1054。这种LAN和WAN的网络环境在办公室和公司里是常见的，并且适于企业范围的计算机网络如企业内部互联网，所有一切可连接到全球通讯网络，如互联网。
当在LAN网络环境中使用时，计算机1002通过有线和/或无线通讯网络接口或适配器1056连接到本地网络1052。适配器1056可以方便地与LAN1052有线或无线地通讯，LAN1052同样可以包括上面所揭示的无线访问点与无线适配器1056通讯。
当在WAN网络环境中使用时，计算机1002可以包括调制解调器1058，或连接到WAN1054上的通讯服务器，或有其它方法如通过互联网，建立经由WAN1054的通讯。调制解调器1058，可以是内部或外部，无线或有线的装置，通过串行接口1042连接到系统总线1008。在网络环境中，描述的关于计算机1002的程序模块，或其中部分，可存储于远程内存/存储器装置1050。可以认识到这里示出的网络连接是示例性的，可以使用其它在计算机之间建立通讯连接的方法。
计算机1002可以以无线通信方式与任何无线装置或实体通信，例如打印机、扫描仪、台式机和/或笔记本电脑、便携式个人数字助理、通讯卫星、任何与无线可见接头相关联的小设备或场所(如电话亭、报摊、洗手间)，以及电话)。这包括了至少Wi-Fi和蓝牙无线技术。因此，通讯可以是预定义的结构，如同常规网络或至少两个装置之间简单的专门通讯。
Wi-Fi，或无线高保真，允许从家里的长椅、旅馆的床、或工作场所的会议室等无线连接到互联网。Wi-Fi是一种类似于用在蜂窝电话中的无线技术，它使得例如计算机等装置在基站覆盖的范围中的室内或室外的任何地方发送和接收数据。Wi-Fi网络利用被称为IEEE802.11(a，b，g等)的无线电技术来提供安全、可靠、快速无线连通性。Wi-Fi网络可用于将计算机互联、联到互联网以及有线网络(使用IEEE802.3或以太网)。Wi-Fi网络运行在例如未经许可的2.4和5GHz无线电波段，以11Mbps(802.11a)或54Mbps(802.11b)数据速率，或与包含两种波段(双波段)的产品一起，因此网络可以提供类似许多办公室使用的10BaseT的基本有线以太网的现实性能。
现在参见图11，示出了实施所揭示的在节点之间通讯以及更新控制和配置信息的系统和方法的计算机可操作环境的示例性的框图。系统1100包括一个或多个客户机1102。客户机1102可以是硬件和/或软件(例如，线程、进程、计算装置)。客户1102机例如可以通过采用本发明，收藏点心文件(cookies)和/或相关上下文信息。
系统1100同样包括一个或多个服务器1104。服务器1104可以同样是硬件和/或软件(例如，线程、进程、计算装置)。服务器1104例如可以通过采用本发明，收藏线程来执行转换。在客户机1102和服务器1104之间一种可能的通讯可以是以适于在两个或多个计算机进程之间传输的数据包的形式进行。该数据包可包含例如点心文件(cookies)和/或相关上下文信息。系统1100包含通讯框架1106(例如，诸如互联网的全球通讯网络)，通讯框架1106用于使客户机1102和服务器1104之间通讯更便利。
通讯可以通过有线(包括光纤)和/或无线技术变得更便利。客户机1102可操作地连接到一个或多个客户数据存储1108，客户数据存储1108可用于存储客户机1102的本地信息(例如，点心文件(cookies)和/或相关上下文信息)。类似地，服务器1104可操作地连接到一个或多个服务器数据存储1110，服务器数据存储1110可用于存储服务器1104的本地信息。
上面的描述包括本发明的范例。当然，不可能为了描述主题发明而描述每一个可能的部件或操作法的组合，但是本领域普通技术人员可以理解，许多本发明的更进一步的组合及改变是可能的。因此本发明想要包含所有落入所附权利要求的精神和范围的类似替换、修改和变化。

Claims (10)

1、一种控制器，通过网络与工业控制系统中的自动化装置通讯，该控制器包括：
数据结构，包括数据域和对应的名称域；以及
更新部件，至少部分地根据从所述自动化装置的至少一个可机读的表示法中读取的信息，用分级标签动态组织名称域。
2、如权利要求1所述控制器，其特征在于，所述至少一个可机读的表示法是装置类管理器(DTM)、电子数据页(EDS)以及装置轮廓中的至少一个。
3、如权利要求1所述控制器，其特征在于，所述分级标签包括代表了自动化装置的装置名称，以及映射到数据域的代表了自动化装置的数据元素的元素名称。
4、如权利要求3所述控制器，其特征在于，所述装置名称和元素名称由更新部件动态组织。
5、如权利要求1所述控制器，其特征在于，所述更新部件用来自至少一个可机读的表示法的信息动态组织数据域，所述信息代表了自动化装置具有的与控制器实时I/O交换的数据。
6、如权利要求1所述控制器，其特征在于，所述数据结构包含自动化装置当前的配置信息的存储，且所述更新部件用当前的配置信息更新自动化装置。
7、一种计算机执行的操作法，在工业控制系统的控制器中自动产生数据结构，该操作法包括：
从自动化装置的至少一个可机读的表示法中接收信息；
创建数据结构，将自动化装置的每一个I/O数据元素映射到所述数据结构中的各个数据域；
根据至少一个接收到的数据和用户的输入确定装置名称；
根据接收到的数据确定数据域名称；以及
用基于装置名称和数据域名称的分级标签对数据结构的每一个域动态做标签。
8、一种计算机执行的操作法，用于自动替换装置配置，该操作法包括：
确定装置配置的尺寸大于阈值；以及
在端点之间发起分段协议，该协议包括：
通过工业控制系统中的网络，将打开连接请求从包含装置配置的第一端点发送到第二端点；
通过小于或等于阈值的消息尺寸；
将装置配置分成多个小于或等于消息尺寸的消息帧；以及
在第二端点接收装置配置。
9、如权利要求8所述方法，其特征在于，所述第一端点是连接的始发者，而所述第二端点是自动化装置。
10、如权利要求8所述方法，其特征在于，所述阈值至少部分地基于数据字段限制和打开连接请求的字节尺寸之差。
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