自动化控制系统 发明内容 [0001] 根据各种实施例，一种系统可通过经由计算装置的图形用户接口将自动化模型输入到所述计算装置中提供自动化。计算装置的控制器将自动化模型转换成计算机代码，其由计算装置的解析器模块精简以创建广播参数。将广播参数传输到自动化装置，其中用自动化装置的反向解析器模块将所述广播参数转译成自动化过程。接着，用自动化装置执行自动化过程以用自动化装置物理地制定自动化模型。 附图说明 [0002] 图1显示各种实施例可在其中实践的实例自动化系统的框表示。 [0003] 图2是能够用于图1的自动化系统中的实例自动化装置的表示。 [0004] 图3传达根据各种实施例的可用于图1的自动化系统中的实例计算装置。 [0005] 图4展示根据各种实施例的实例自动化系统的操作的实例时间线。 [0006] 图5说明根据一些实施例操作的实例自动化系统。 [0007] 图6传达根据一些实施例的可由图1的自动化系统实施的实例自动化例程的流程图。 具体实施方式 [0008] 随着计算装置的进步及微型化，可使增加活动及过程的数目部分或完全地自动化。此自动化可用相对简单的动作提高效率及安全性。虽然在技术上有所进步的计算及自动化组件可处理更复杂的过程，但自动化控制一直受到限制可广播到自动化装置的自动化代码及参数的传输协议束缚，这导致自动化系统的较长且不必要的复杂开发及测试。 [0009] 因此，本发明的各种实施例涉及将计算机模型有效地相关到经执行自动化动作的方法及相关联设备。通过解析由计算装置在建模期间产生的计算机代码，自动化控制可由自动化装置快速且容易地传输及执行。利用计算装置的处理能力建模各种自动化方面、产生表示经建模自动化的计算机代码、将计算机代码解析成可由经连接自动化装置容易地理解及执行的参数、及将参数传输到自动化装置的能力允许自动化装置利用最小板载处理能力来执行经解析自动化参数作为经建模自动化的物理表示。 [0010] 图1显示可根据各种实施例操作以优化自动化控制的开发及测试的实例自动化系统100的框表示。自动化系统100可独立地或同时利用任何数目个自动化装置102来实施多种不同任务，例如制造、构造、井下勘探及测试。预期系统100可具有可物理地分离或互连以实施一或多种任务的多种不同自动化装置102。自动化装置102可为能够在无用户的直接物理或逻辑操纵的情况下将计算机可读代码转译成运动的部件的任何组合件。因此，自动化装置102经配置以在无用户参与的情况下如由预编程指令指示那样自主地操作。 [0011] 无论自动化系统100的自动化装置102的数目、类型及位置为何，每一自动化装置 102可经由有线或无线连接连接到计算装置104。计算装置104可为固定的，例如台式计算机，或移动的，例如膝上型计算机、平板计算机或智能电话。计算装置104可经由一或多个本地处理组件进行多种不同计算活动，例如数据产生、操纵、存储及传输。尽管未限制，但计算装置104可从用户接收物理输入，将输入处理成计算机可读代码(例如机器代码)，及将那些代码传输到自动化装置102。 [0012] 在一些实施例中，计算装置104可利用有线或无线网络106连接以接合一或多个远程主机108及110。远程主机108及110可提供额外处理、数据存储及连接性，其可同时或独立地补足计算装置104的能力以更高效地控制自动化装置102。例如，第一主机108可为提供额外数据存储能力的远程服务器，而第二主机110是可利用来自与计算装置104物理地分离的一或多个装置的额外计算能力的网络节点。 [0013] 图2传达根据一些实施例的可经构造及操作作为图1的自动化系统100的部分的实例自动化装置120。自动化装置120可具有可同时或独立地诱发装置120的至少一个组件中的活动的一或多个运动构件。例如，电动机及螺线管可同时环接臂，而引擎供应将由所述臂在稍后时间使用的液压及/或气动压力。应注意，自动化装置120可具有如由预定精心设计的自动化过程协调且由可物理地定位在自动化装置120本身上或与自动化装置120本身分离的运动构件实施那样移动、自旋及抓取的任何数目个组件。 [0014] 自动化装置120适于用物理地定位在自动化装置120上/中的至少一个本地控制器 122(例如微处理器或专用集成电路(ASIC))提供计算能力。控制器122可将数据导引到本地存储器124中及导出本地存储器124，其可为易失性或非易失性存储器，例如硬盘驱动器、固态存储器阵列或混合数据存储装置。本地存储器124中的临时或永久数据存储允许自动化装置120进行各种操作，而无需连接到控制装置，例如图1的计算装置104。 [0015] 自动化装置120可采用一或多个传感器126，其可连续地、例行地或偶发地激活以监测自动化装置120的各个部分中及周围的操作及环境条件。作为非限制性实例，温度传感器可连续地操作，而接近传感器在自动化装置120的一部分在与对象的预定物理容限内时偶发地激活。无论由自动化装置120利用的传感器的数目及类型为何，数据都可被本地存储于存储器124中且由控制器122处理，这与不具有本地计算能力的装置相比允许增加的自主性。 [0016] 尽管自动化装置120可本地地产生、存储及处理数据，但各种实施例经由通信模块 128连接装置120与至少一个远程主机，例如图1的计算装置104或主机108/110。通信模块 128可利用一或多种不同类型的通信手段传送数据，例如蜂窝、无线本地网络及有线连接协议。预期自动化装置120经由通信模块128采用冗余通信手段确保装置120与远程主机恒定通信。 [0017] 自动化装置120可采用反向解析器模块130将经解析自动化信息转换成与由用户希望的自动化过程对应的自动化代码。反向解析器模块130可利用控制器122及非易失性存储器124存储接收到的广播参数及将接收到的广播参数处理成自动化代码，所述自动化代码致使自动化过程由装置120执行。在自动化装置120中本地反向解析经传输通信而非在创建自动化过程的计算装置102处反向解析经传输通信的能力允许广播参数与传输整个自动化过程计算机代码的情况相比在逻辑上更小且更高效地传输。 [0018] 图3展示根据各种实施例的可并入于自动化系统100中的实例计算装置140的框表示。可连续地使用计算装置140，但在一些实施例中，在本地存储于一或多个自动化装置中的自动化过程的设计、测试及实施期间利用计算装置140。计算装置140具有至少一个本地控制器142，其引导由用户经由图形用户接口(GUI)144键入的数据处理。应将用户理解为是接触GUI 144以产生或操纵临时及永久本地存储于存储器146中的数据的人类操作者。 [0019] 各种实施例具有存储于本地存储器146中的软件，其可用于如由用户引导那样建模及编程自动化过程。本地控制器142可经由GUI 144提供自动化过程的图形表示。在非限制性实施例中，计算装置140允许用户可视地建模自动化过程而无需手动地插入数行计算机或机器代码。也就是说，计算装置140的计算能力(power/capability)可允许可视地产生及操纵一或多个自动化装置120的现存或未来移动、动作及过程而无需用户实际上敲入数行代码。 [0020] 此可视化建模能力在计算装置140的计算能力从GUI 144经由代码模块148将可视模型转换成数行计算机/机器代码时可为高度有效的。代码模块148可操作作为已经预定的代码数据库的部分。然而，代码模块148还可产生插入到数据库或更新存储于数据库中的现存代码的新代码。 [0021] 虽然各行计算机/机器代码可经分配到自动化装置120以供执行，但较长及/或复杂自动化过程可十分耗时且依赖于计算装置140与自动化120装置之间的不间断的通信通路。因此，计算装置140的解析器模块150可压缩代码的部分或将代码的部分转译成对到自动化装置120的传输十分重要的参数。过去，自动化过程的解析限于符合由第三方指示的通信协议的参数。因此，可能不能利用自动化装置120的全范围的能力。因此，开源通信协议的开发，例如开放平台通信统一架构(OPC-UA)，已允许如由计算装置140指示那样经由通信模块152在计算装置140与自动化装置120之间传输机器代码。 [0022] 将开源通信协议用于传输机器代码及/或自动化过程参数允许将多种不同自动化控制发送到自动化装置120。然而，由开源通信协议提供的增加的控制已与在时间及资源方面昂贵的更大开发及测试进度对应。因此，各种实施例配置解析器模块150以在GUI144上呈现的可视模型之间高效地转变以将来自形成自动化过程的本地数据库的机器代码压缩成广播参数，所述广播参数可高效地被传输到自动化装置120、由自动化装置120处理及由自动化装置120执行。 [0023] 图4描绘利用图3的计算装置140优化从经建模及经编码自动化过程到经执行装置活动的转变的实例自动化系统160的逻辑流。最初，自动化过程以在步骤162中的模型开始，其可完全由人类用户在计算装置140上创建或操纵。在步骤164中，计算装置140将经建模自动化过程自动转换成多个计算机代码(行代码)作为数据库的部分。接着，在步骤166中，由解析器模块将计算机代码解析成广播参数，其在逻辑上小于整个经编码自动化过程且在步骤168中更快地被传输到一或多个自动化装置。 [0024] 换句话来说，广播参数以可更高效地传输到自动化装置的更轻质封装取代整个计算机经编码自动化过程。在步骤170中，与传输整个代码或非开源通信协议限制广播参数相比的情况相比，广播参数也通过自动化装置120的反向解析器模块被更高效地处理回成计算机代码。 [0025] 在自动化装置120具有来自步骤170的整个自动化过程的情况下，在步骤172中执行过程作为精心设计的例程的部分。在步骤174中可由自动化装置中及周围的一或多个传感器感测所述执行以验证自动化过程的准确及完整执行。随后在176中向远程主机(例如计算装置140)报告感测到的条件。从驻存在计算装置上的模型高效地转到由自动化装置执行的过程的能力允许测试、细化及实施日益变长且复杂的自动化过程，其针对利用自动化的工业可转化成更高性能及处理量。 [0026] 图5是根据一些实施例的可利用图1到4的各个方面提供优化装置自动化的实例自动化系统180。用户接口182由用户用来创建完整自动化过程，接着，完整自动化过程被转换到代码的数据库184，其可为多行计算机及/或机器代码。代码模块186可将数据库代码转译成可读格式，例如XML代码。 [0027] 解析器模块188继续将XML代码编译成一群组广播参数，其经由通信模块190传输到自动化装置作为开源协议(OPC-UA)。自动化装置的通信模块192接收广播参数作为开源协议的部分，且接着将广播参数反向解析成XML代码。应注意，来自自动化装置的反向解析器模块的XML代码匹配来自代码模块186的XML代码且完全表示在用户接口182中建模的自动化过程。接下来，经由电子网关(例如PLC网关)执行XML代码。 [0028] 图6提供根据各种实施例的可由图1到5的自动化系统及组件实施的实例自动化例程200的流程图。例程200可通过无线地或经由有线通路将至少一个自动化装置连接到计算装置开始。在步骤202中，用户用计算装置的GUI建模自动化过程。步骤202的建模可为基于代码的、基于视觉的或两者的组合。接着，在步骤204中，由计算装置的代码模块将经建模自动化过程编译成计算机代码，其可经特性化为与机器代码同义。 [0029] 计算机/机器代码可本地存储或用数据库参考先前自动化代码，但此是不需要的。 在步骤206中，计算装置的解析器模块继续将计算机代码解析成广播参数。广播参数可由符合开源通信协议(例如OPC-UA)的任何数目及类型的数据组成。预期，广播参数在逻辑上比整个自动化过程或在步骤204中编译的计算机代码更小且含有更少的数据，。 [0030] 应注意，将计算机/机器代码解析成符合开源通信协议的先前定义的广播参数允许在步骤208中高效地传输到一或多个自动化装置且在步骤210中由每一自动化装置转换成自动化代码。如果解析器模块未将计算机代码智能地压缩成广播参数，那么到自动化代码的传输及转换将是次优的且可阻碍在步骤202中建模的自动化过程的开发及测试。自动化代码可不同于计算机代码，例如通过作为不同类型的机器代码，但计算机执行整个计算机代码或自动化装置执行自动化代码的结果在步骤212中将是相同的。 [0031] 在一些实施例中，用以执行经建模自动化过程的自动化代码的执行将例程200循环回到步骤202，而其它实施例在步骤214中在步骤212期间或之后继续感测经执行自动化过程活动。步骤214可激活一或多个不同类型的传感器以确定自动化过程是否被正确地执行或正在正确地执行，这在决策216中进行评估。如果感测到的执行是正确的，步骤218触发将执行的下一活动，例如由自动化过程调用的后续事件、运动或一系列动作。也就是说，可将自动化过程分解成可在进行之前在决策216中执行及感测为正确的阶段或活动。