用于將自動化控制系統對接到外部系統的系統和方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]本文中公開的主題涉及用于提供對外部系統的自動化控制接入的系統和方法。
[0002]例如工業控制系統的某些系統可提供多種裝置的過程控制。例如，工業控制系統可包括監視數據以得出后續控制動作(例如現場裝置的致動)的傳感器、現場裝置和控制器。此外，控制器可提供在自動化工業系統中有用的控制過程的執行，如發電、化學過程、制造過程等。在某些情況下，控制器可通信地耦合到外部系統。改進控制系統到外部系統的對接將是有益的。
【發明內容】
[0003]下面概述在范圍上與原來要求保護的發明相當的某些實施例。這些實施例無意于限制所要求保護的發明的范圍，而是，這些實施例僅意圖提供本發明的可能形式的簡要概述。實際上，本發明可包含可與下面所述實施例類似或不同的多種形式。
[0004]在第一實施例中，系統包括工業控制器，所述工業控制器包含第一處理器。第一處理器配置成執行基本上確定性的控制過程。第一處理器還配置成與通信接口系統中包括的并且通信地耦合到第一處理器的第二處理器進行通信，其中，第一處理器配置成在控制過程的執行期間經工業通信協議將異步數據傳遞到第二處理器，并且第二處理器配置成基于異步信號從外部系統檢索外部數據，并且經基于以太網的通信協議將外部數據傳遞到控制系統。
[0005]在第二實施例中，方法包括通過使用工業控制器發出異步調用，并且將異步調用轉換成面向服務架構(SOA)調用。方法還包括發出SOA調用，并且通過使用SOA接口來處理SOA調用。方法另外包括基于處理SOA調用來得出數據，并且將數據傳送到工業控制器，其中，工業控制器配置成執行基本上確定性的控制過程。
[0006]在第三實施例中，一種非暫時性計算機可讀媒體包括由處理器可執行的指令。指令配置成通過使用工業控制器發出異步調用，并且將異步調用轉換成面向服務架構(SOA)調用。指令還配置成發出SOA調用，并且通過使用SOA接口來處理SOA調用。指令另外配置成基于處理SOA調用來得出數據，并且將數據傳送到工業控制器，其中，工業控制器配置成執行基本上確定性的控制過程。
【附圖說明】
[0007]當參照附圖閱讀以下詳細描述時，本發明的這些和其它特性、方面和優點將變得更好理解，附圖中類似的字符在所有附圖中表示類似的部分，其中:
圖1是示出包括控制器和面向服務架構(SOA)通信接口的工業控制系統的實施例的框圖；
圖2是描繪圖1的控制器和SOA通信接口的實施例的另外細節的框圖；
圖3是描繪適合用于圖1的控制器與期望的外部系統之間的通信的塊件(blockware)引擎的實施例的信息流圖；以及圖4是描繪用于在圖1的控制器與外部系統之間傳遞SOA數據的過程的實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0008]下面將描述本發明的一個或更多個特定實施例。在努力提供這些實施例的簡潔描述的過程中，在說明書中可不描述實際實現的所有特征。應領會的是，如在任何工程或設計項目中一樣，在任何此類實際實現的開發中，必須做出許多實現特定的決定以實現開發者的特定目標，例如符合系統有關和業務有關的約束，這些目標可從一個實現到另一個實現而變化。此外，應領會的是，此類開發努力可能復雜并且耗時，但對于具有本公開的益處的普通技術人員仍將是設計、制造和生產的日常工作。
[0009]在介紹本發明的各種實施例的元素時，冠詞“一”、“該”和“所述”旨在表示存在一個或多個所述元素。術語“包含”、“包括”和“具有”意圖是包含性的，并且表示可存在除所列元素之外的另外元素。
[0010]在本文中描述的某些實施例中，通信接口可用于居中于控制器與外部系統之間的通信。在一個實施例中，控制器是適合用于執行基本上確定性的控制過程的Purdue參考模型(PRM) I級控制器，如下面相對于圖1更詳細描述的。通信接口可實現例如在控制器與外部系統(例如基于因特網的系統)之間的異步通信。因此，當通信接口在外部處理來自控制器的數據并且然后將數據返回到控制器時，控制器可繼續提供期望的工業設施或系統的基本上確定性的控制。從外部系統返回的數據可包括多種數據，例如天氣數據、維護數據、來自有關設施的數據、停機數據、控制器配置數據、控制器重新編程數據、商用數據等，數據然后可由控制器用于更新控制器和/或執行期望的控制算法。
[0011]在某些實施例中，通信接口可包括面向服務架構(SOA)通信接口，所述SOA通信接口適合用于使用多種協議，包括寬松耦合協議(例如使用web服務描述語言(WSDL)、JavaScript對象表示法(JSON)的協議)、基于服務注冊的協議等。通過使用S0A，可實現親合到多種商用和/或定制SOA使能的軟件和硬件系統，可使得編程資源的分配更有效，并且可最小化成本。通過利用本文中描述的技術，PRM I級控制器可發出服務調用，例如通用和/或定制SOA服務調用，并且處理由通信接口返回的數據。因此，PRM I級控制器可提供期望的工業過程(例如，工業活動和/或工業步驟的集合)的更靈活控制。
[0012]考慮到前面所述，描述例如包含本文中公開的技術的發電系統的工業控制系統可以是有用的。因此，圖1示出燃氣渦輪機系統10作為包含本文中公開的改進控制技術的工業控制系統的示例實施例。如所描繪的，渦輪機系統1可包括燃燒室12，其可容納燃料/空氣混合物以便燃燒。此燃燒形成熱加壓排氣，燃燒室12將所述熱加壓排氣引導通過渦輪機14(例如，轉子的一部分)并且朝向排氣出口 16。在排氣通過渦輪機14時，合力促使渦輪機葉片沿渦輪機系統1的軸旋轉傳動軸18 ο如所示的，傳動軸18連接到渦輪機系統1的各種組件，包括壓縮機20。
[0013]傳動軸18可包括一個或更多個軸，軸例如可同心對齊。傳動軸18可包括將渦輪機14連接到壓縮機20以形成轉子的軸。壓縮機20可包括耦合到傳動軸18的葉片。因此，渦輪機14中渦輪機葉片的旋轉可促使將渦輪機14連接到壓縮機20的軸旋轉壓縮機20內的葉片。壓縮機20中葉片的旋轉壓縮經進氣口 22接收的空氣。壓縮的空氣被饋送到燃燒室12并且與燃料混合以便允許更高效率燃燒。軸18也可連接到負載24，負載24可以是運載工具或固定負載，如發電廠中的發電機或飛行器中的螺旋槳。當負載24是發電機時，發電機可耦合到電網26以便將電力配送給例如住宅和商業用戶。
[0014]渦輪機系統10也可包括配置成監視與渦輪機系統10的操作和性能有關的多個引擎參數的多個傳感器和現場裝置。例如，傳感器和現場裝置可包括例如分別定位接近于渦輪機14和壓縮機20的入口和出口部分的入口傳感器和現場裝置30以及出口傳感器和現場裝置32。例如，入口傳感器和現場裝置30與出口傳感器和現場裝置32可測量例如環境溫度和環境壓力的環境條件以及與渦輪機系統10的操作和性能有關的多個引擎參數，例如排氣溫度、轉子速度、引擎溫度、引擎壓力、燃氣溫度、引擎燃料流量、排氣流量、振動、在旋轉與固定組件之間的間隙、壓縮機排出壓力、污染(例如，氧化氮、氧化硫、氧化碳和/或微粒計數)以及渦輪機排氣壓力。此外，傳感器和現場裝置30與32也可測量致動器信息，例如閥位置以及可變幾何組件(例如，空氣入口)的幾何位置。所述多個傳感器和現場裝置30與32也可配置成監視與渦輪機系統10的各種操作階段有關的引擎參數。由所述多個傳感器和現場裝置30與32進行的測量(例如，工業自動化系統10的操作參數)可經模塊線路34和36傳送，模塊線路34和36可通信地耦合到PRM I級控制器38IRM I級控制器可包括適合用于計算機指令的執行的至少一個處理器39以及適合用于存儲計算機指令和其它數據的存儲器41。在另一實施例中，控制器38可以是三模