[发明专利]过程控制系统中的虚拟化实时I/O

权利要求书

1.一种控制工业过程工厂的工业过程的方法，所述方法包括：

由通信地设置在所述工业过程工厂的多个节点之间的I/O交换机经由与所述多个节点和所述I/O交换机相对应的发布/订阅层在所述多个节点之间虚拟化I/O数据的至少一个物理传递机制，

所述I/O交换机包括在所述工业过程工厂的过程控制系统中；并且

所述多个节点包括设置在所述工业过程工厂的物理环境中的现场设备以及过程控制器，所述现场设备和所述过程控制器包括在所述过程控制系统的过程控制回路中，所述过程控制回路在所述工业过程工厂的运行时操作期间执行以控制所述工业过程的至少一部分；以及

由所述I/O交换机经由对应的虚拟化的物理传递机制，使用与所述现场设备、所述过程控制器和所述I/O交换机相对应的所述发布/订阅层在所述现场设备与所述过程控制器之间传递过程I/O数据，从而控制所述工业过程的所述至少一部分。

2.根据前述权利要求所述的方法，其中，所述过程控制器是设置在所述工业过程工厂的所述物理环境中的物理过程控制器。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述过程控制器是设置在所述工业过程工厂的虚拟环境中的虚拟过程控制器，并且所述I/O交换机将所述工业过程工厂的所述虚拟环境与所述工业过程工厂的所述物理环境通信地连接。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，使用分别与所述现场设备、所述过程控制器和所述I/O交换机相对应的所述发布/订阅层包括使用分组协议。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，使用与所述现场设备、所述过程控制器和所述I/O交换机相对应的所述发布/订阅层在所述现场设备与所述过程控制器之间传递所述过程I/O数据包括：

在所述I/O交换机处，经由所述I/O交换机的发布/订阅层并且基于所述I/O交换机对发布的第一数据的订阅来接收所发布的第一数据，所述发布的第一数据指示由所述现场设备在所述过程控制回路的执行期间生成的过程数据；以及

由所述I/O交换机经由所述I/O交换机的发布/订阅层发布指示所发布的第一数据的第二数据，从而使所述过程控制器在所述过程控制回路的执行期间执行以下各项：

经由所述过程控制器的相应发布/订阅层并基于对应的订阅来接收所发布的第二数据或指示所发布的第二数据的数据；

基于由所述现场设备生成并由所发布的第二数据指示的所述过程数据，生成控制信号；以及

发送所述控制信号以修改对所述工业过程的所述至少一部分的控制。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，

还包括：

由所述I/O交换机维护第一记录集合，所述第一记录集合指示由所述多个节点的第一至少子集中的每个节点发布的并且所述I/O交换机已订阅的相应I/O数据，所述多个节点的所述第一至少子集包括所述现场设备；以及

由所述I/O交换机维护第二记录集合，所述第二记录集合指示所述多个节点的第二至少子集中的每个节点已订阅的相应I/O数据，所述多个节点的所述第二至少子集包括所述过程控制器或通信地设置在所述I/O交换机与所述过程控制器之间的中介节点；并且

其中，由所述I/O交换机在所述现场设备与所述过程控制器之间传递所述过程I/O数据是基于所述I/O交换机维护的所述第一记录集合和所述第二记录集合的。

7.根据前述权利要求所述的方法，还包括：由所述I/O交换机接受包括在所述多个节点的所述第二至少子集中的特定节点对订阅特定I/O数据的请求，并基于所接受的请求，将特定记录存储在所述第二记录集合中。

8.根据权利要求6-7中的任一项所述的方法，其中，在所述第二记录集合中指示的所述I/O数据在所述第一记录集合中被指示。

9.根据权利要求6-8中的任一项所述的方法，还包括：基于对订阅的变更来更新所述第一记录集合或所述第二记录集合中的至少一个。