[发明专利]一种工业自动化系统中控制与信息模型融合方法

说明书

本发明公开了一种工业自动化系统中控制与信息模型融合方法，涉及工业自动化领域，其设计基于IEC 61499控制模型与OPC UA信息模型间的映射规则集，具体包括，设计实体映射规则、设计关系映射规则、设计管理映射规则。本发明通过实现控制模型与信息模型的统一集成方法，有利于在统一的模型中通过一次修改实现控制模型和信息模型的同时更新，既降低了修改模型过程的工作量和难度，也增强了控制模型与信息模型间的互操作性。

技术领域

本发明涉及工业与自动化领域，尤其涉及一种工业自动化系统中控制与信息模型融合方法。

背景技术

在目前的工业系统中，控制模型与信息模型往往是分开运行的两种模型，两者之间基本不能实现互操作。往往在生产流程需要进行更改时，工程人员需要分别去修改控制模型中的代码逻辑和信息模型中的数据处理逻辑，工作繁琐且耗时，两种模型之间交互过程中的接口兼容性问题也大大增加了调整生产流程的工作量和难度。

现有的控制模型与信息模型的集成方法是一种弱相关的集成方法，是在控制模型编程环境中引入信息模型接口模块，通过接口模块实现与信息模型的互操作。其缺点为：(1)只有关联到接口模块的变量才参与了模型间的交互，模型间互操作性较低。

(2)使用不方便，对同一个变量的不同操作(读/写)要调用不同类型的模块。

(3)参与模型间交互的变量增多时，接口模块与控制模型其他模块间的连线也会大量增加，大大降低控制模型的可读性，修改控制模型的难度也将增加。

(4)通过接口模块处关联变量的方式不能体现信息模型内部的层次结构关系。

本发明所要解决的技术问题，是解决控制模型与信息模型之间交互过程的接口兼容性问题。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种工业自动化系统中控制与信息模型融合方法，通过实现控制模型与信息模型的统一集成方法，有利于在统一的模型中通过一次修改实现控制模型和信息模型的同时更新，既降低了修改模型过程的工作量和难度，也增强了控制模型与信息模型间的互操作性。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是实现控制模型与信息模型之间交互过程的接口兼容性问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种工业自动化系统中控制与信息模型融合方法，其设计基于IEC 61499控制模型与OPC UA(OPC Unified Architecture，OPC统一架构，是OPC基金会应用在自动化技术方面的网络传输协议和信息建模方法)信息模型间的映射规则集，所述映射规则集包括实体映射规则、关系映射规则和管理映射规则，其包括以下步骤：

步骤1、实体映射，将IEC 61499控制模型中的系统模型、设备模型、资源模型、应用模型、功能块模型所包含的实体映射到OPC UA信息模型或自定义的信息模型，得到IEC61499控制模型的实体在OPC UA信息模型或自定义的信息模型中的节点表述；

步骤2、关系映射，将IEC 61499控制模型中的系统模型、设备模型、资源模型、应用模型、功能块模型所包含的实体间的层级关系和非层级关系映射到OPC UA引用集中，通过所述引用集中的引用类型表示OPC UA信息模型或自定义的信息模型中的节点与节点之间的关系；

步骤3、管理映射，将IEC 61499控制模型的实体的管理指令映射到OPC UA服务集中的特定服务，以OPC UA服务集中的服务为基础，定义出IEC 61499管理指令服务，在使用时可将定义的IEC 61499管理指令服务绑定到OPC UA方法节点，通过方法节点实现对所述管理指令服务的调用。

进一步地，所述步骤1中的实体映射，其规则为两种：