[发明专利]对基于云的应用的数据闭环控制的系统、控制器及方法

说明书

本发明涉及在运行期间更新用户定义的控制程序的可配置参数的简单方法。

技术领域

本发明涉及一种在运行期间更新用户定义的控制程序的可配置参数的方法。

背景技术

工业自动化用于控制制造中的机器和过程。工业自动化装置包括多个计算机化设备，其控制工业过程和设备。工业设备生成大量由工业自动化监控的变量。工业自动化装置的设备必须以协调的方式一起工作并执行操作。本地控制算法还可以执行本地数据分析(机载分析)。

工业控制器及其相关设备是现代自动化系统操作的核心。这些控制器与现场楼层上的现场设备交互，以控制与诸如产品制造等目标相关的自动化过程。工业自动化装置可以包括监视并控制其过程的一个或多个工业控制器。控制器使用本地电路的I/O或经由诸如以太网/IP、ControlNet等的工厂网络与现场设备交换数据。工业控制器通常接收来自现场设备的表明了设备当前状态及其相关过程的数字信号或模拟信号的任何组合。工业控制器例如是可编程逻辑控制器(在下文中称为PLC)或可编程控制器。

工业控制器存储并执行用户定义的控制程序，以基于通过改变用户定义的控制程序的原始参数而接收到的信号，来影响与受控过程有关的决策。PLC程序通常写在个人计算机上的特殊应用中，然后通过直接连接电缆或通过网络下载到PLC。根据IEC 61131-3(IEC61131是可编程控制器的IEC标准)，此类用户定义的控制程序可以是但不限于梯形图(LD)、顺序功能图(SFC)、功能块编程代码(FBD)、结构化文本(ST)或其它此类编程结构。

图1示出在工业自动化装置4中工业控制器及其相关设备与用户定义的控制程序之间的关系。这里，工业控制器是工程站1，其用于将功能块编程为PLC程序2(现有技术)，其被进一步部署用于控制例如泵过程3的操作。这里，功能块的本地控制算法执行例如本地数据分析。

现在来自现场设备和自动化系统的变量被收集并带到(箭头5)具有云计算基础设施(在下文中称为云6，图2)的网络设备。云计算基础设施可以是任何基础设施，其允许共享的计算服务由具有云功能的设备访问和使用。云包括一个或多个通信网络。在一些情况下，云可以由云提供商作为平台即服务(PaaS)提供，并且服务可以作为基于云的服务在云中驻留和执行。云服务通常可以包括但不限于数据存储、数据分析、控制应用(例如，可以基于近实时系统数据或其他因素的分析生成并递送控制指令到工业设备的应用)、可视化应用(诸如基于云的HMI)、报告应用或其他此类基于云的应用。

在图2的云6中，借助(大)数据分析应用7(基于云的)分析数据，以识别过程改进潜力并且提供例如优化参数的见解。分析可以是自动的(例如，借助人工智能和机器学习方法)或半自动/手动(其中数据科学家或领域专家分析数据)。从数据分析获得的优化参数必须通过改变现场设备或自动化系统的本地控制算法来实施(箭头8)。

控制参数主要是过程参数(例如，某些过程设定点、阈值、PID控制器的参数等)。

通常，自动化专家采用基于云的分析的结果，访问PLC的编程系统(例如STEP7或TIA门户)，修改FB，构建项目并在PLC上再次部署。由于该过程本质上是手动的，因此其限制了更新本地控制参数或控制逻辑的频率。基于云的分析可以每天多次提供新的控制参数。由于手动的性质，其成本高并且易出错。

发明内容

因此，本发明的第一个目的是明确一种用于基于云中的数据分析来更新自动化系统中的运行期间控制参数的系统。本发明的另一目的因此是明确一种方法并且因此是明确一种工业控制器。

系统特定的目的借助于配置用于对基于云的应用的数据执行闭环控制的系统来实现，该系统包括：

·工业自动化设备，其经配置生成云变量；

·基于云的应用，其由具有云计算基础设施的网络设备托管；