更新过程控制系统的边缘节点的制作方法

1.本发明涉及一种用于更新过程控制系统的边缘节点的方法、计算机程序和计算机程序产品，并且涉及一种边缘节点应用调查器和包括这种边缘节点应用调查器的过程控制系统。


背景技术：

2.当今，基于对象的计算机系统用于控制工业过程。
3.在这种情况下，可以根据第一数据过程控制格式来提供对象，诸如基于com技术的格式。然后，数字对象表示控制中使用的真实世界对象，并且该数字对象通常具有若干个方面。
4.这些过程控制对象通常保存在封闭环境中，以避免对过程控制产生负面影响。
5.如果要将具有新功能的新软件安装并集成到上述类型的运行核心过程功能的系统中，则存在以下情形：
6.·
每个新功能都需要遵循与底层系统支持的软件技术相同的软件技术。
7.·
每个新功能的缺陷都可能会危及控制系统的稳定性。
8.·
每个新功能的生命周期与核心控制系统的生命周期紧密结合。
9.这导致客户不愿意升级现有软件和安装增加功能的新软件。
10.因此，有意义的是简化添加要用于过程控制系统的软件。还有意义的是以简单有效的方式改变这些附加软件。
11.因此，有意义的是在不危及控制的情况下简化要在过程控制系统中运行的软件的改变。


技术实现要素：

12.本发明的各方面旨在简化要在过程控制系统中运行的软件的改变。
13.根据第一方面，该目的通过一种用于使用过程控制系统的边缘节点的信息模型来更新边缘节点的方法来实现，其中信息模型将边缘节点表示为一个或多个应用对象所链接的对象，这些应用对象表示以供边缘节点运行而被提供的应用，该方法由边缘节点应用调查器执行并且包括：
[0014]-将边缘节点的应用与信息模型中的应用对象进行比较，以及
[0015]-如果边缘节点的应用与信息模型的应用对象之间存在偏差，则改变边缘节点的应用，以使边缘节点的应用与信息模型的应用对象相对应。
[0016]
根据第二方面，该目的通过一种用于使用过程控制系统的边缘节点的信息模型更新边缘节点的边缘节点应用调查器来实现，其中信息模型将边缘节点表示为一个或多个应用对象所链接的对象，这些应用对象表示以供边缘节点运行而被提供的应用，边缘节点应用调查器包括处理器和存储器，并且存储器包括可由处理器执行的计算机指令，由此边缘节点应用调查器可操作为：
[0017]-将边缘节点的应用与信息模型中的应用对象进行比较，以及
[0018]-如果边缘节点的应用与信息模型的应用对象之间存在偏差，则改变边缘节点的应用，以使边缘节点的应用与信息模型的应用对象相对应。
[0019]
根据第三方面，该目的通过一种包括边缘节点和用于使用边缘节点的信息模型更新边缘节点的边缘节点应用调查器的过程控制系统来实现，其中信息模型将边缘节点表示为一个或多个应用对象所链接的对象，这些应用对象表示以供边缘节点运行而被提供的应用，边缘节点应用调查器被配置为：
[0020]-将边缘节点的应用与信息模型中的应用对象进行比较，以及
[0021]-如果边缘节点的应用与信息模型的应用对象之间存在偏差，则改变边缘节点的应用，以使边缘节点的应用与信息模型的应用对象相对应。
[0022]
根据第四方面，该目的通过一种用于使用过程控制系统的边缘节点的信息模型更新边缘节点的计算机程序来实现，其中信息模型将边缘节点表示为一个或多个应用对象所链接的对象，这些应用对象表示以供边缘节点运行而被提供的应用，计算机程序包括计算机程序代码，该计算机程序代码当在边缘节点应用调查器中运行时，使得边缘节点应用调查器：
[0023]-将边缘节点的应用与信息模型中的应用对象进行比较，以及
[0024]-如果边缘节点的应用与信息模型的应用对象之间存在偏差，则改变边缘节点的应用，以使边缘节点的应用与信息模型的应用对象相对应。
[0025]
根据第五方面，该目的通过一种用于使用过程控制系统的边缘节点的信息模型更新边缘节点的计算机程序产品来实现，其中信息模型将边缘节点表示为一个或多个应用对象所链接的对象，这些应用对象表示以供边缘节点运行而被提供的应用，计算机程序产品包括具有计算机程序代码的数据载体，该计算机程序代码被配置为当计算机程序代码被加载到边缘节点应用调查器中时，使得边缘节点应用调查器：
[0026]-将边缘节点的应用与信息模型中的应用对象进行比较，以及
[0027]-如果边缘节点的应用与信息模型的应用对象之间存在偏差，则改变边缘节点的应用，以使边缘节点的应用与信息模型的应用对象相对应。
[0028]
根据第一方面的第一变体，如果边缘节点的应用与信息模型的应用对象之间存在偏差，则改变以供边缘节点运行而被提供的应用包括：更新边缘节点偏离信息模型中的对应的应用对象的应用，以使偏离信息模型中的对应的应用对象的应用与信息模型中的对应的应用对象对齐。
[0029]
根据第二方面的对应变体，当如果边缘节点的应用与信息模型的应用对象之间存在偏差，则以供边缘节点运行而被提供的应用改变时，边缘节点应用调查器可操作为更新边缘节点偏离信息模型中的对应的应用对象的应用，以使偏离信息模型中的对应的应用对象的应用与信息模型中的对应的应用对象对齐。
[0030]
至少一个应用可以作为以供边缘节点运行的软件模块被提供。
[0031]
根据第一方面和第二方面的第二变体，对应用的更新在这种情况下可以包括：修补软件模块。
[0032]
根据第一方面和第二方面的第三变体，对应用的更新备选地包括：提供替换先前软件模块的新软件模块。
[0033]
根据第一方面和第二方面的第四变体，对应用的更新可以作为又一备选方案包括：提供新软件模块来替换先前软件模块。
[0034]
附加地，可能的是，偏离对应的应用的至少一个应用对象定义与另一应用的关系。
[0035]
根据第一方面的第五变体，该方法在这种情况下可以包括：调查关系是否是新关系，并且如果关系是新关系，则提供以供边缘节点运行的其他应用。
[0036]
根据第二方面的相应变体，边缘节点应用调查器还可以操作为调查关系是否是新关系，并且如果关系是新关系，则提供以供边缘节点运行的其他应用。
[0037]
根据第一方面和第二方面的第六变体，应用对象定义了若干个类型，其中一个类型是关系，其中关于关系是否是新关系的调查包括：调查类型关系。
[0038]
根据第一方面和第二方面的第七变体，边缘节点信息模型基于javascript对象表示数据格式。
[0039]
根据第一方面和第二方面的第八变体，至少一个应用作为以供边缘节点运行的软件模块被提供。
[0040]
更进一步地，过程控制系统可以包括核心过程控制系统，该核心过程控制系统包括与边缘节点通信的过程控制服务器。在这种情况下，边缘节点可以操作为防止与过程的稳态操作有关的应用生成的数据进入核心过程控制系统。
[0041]
本发明具有许多优点。它提供了简单灵活的模型，该模型允许客户安装并升级各个应用，从而为工业控制系统增加能力，而不会影响核心工业控制系统。这允许快速开发并演进应用，与核心工业控制系统的生命周期脱节。可以添加能力，而不影响其他能力。
附图说明
[0042]
以下参考附图对本发明进行描述，其中
[0043]
图1示意性地示出了使用过程控制设备操作工业过程的核心过程控制系统，
[0044]
图2示意性地示出了对象处置单元和存储在核心过程控制系统的服务器中用于根据第一数据格式处置对象的容器的一种实现，
[0045]
图3示意性地示出了与过程控制系统中的边缘节点通信的过程控制服务器，
[0046]
图4示意性地示出了与基于云的边缘节点应用调查器通信的边缘节点，该边缘节点进而与浏览器、边缘节点信息模型和应用库通信，
[0047]
图5示意性地示出了边缘节点信息模型，
[0048]
图6示意性地示出了边缘节点的一些内容，
[0049]
图7示出了在边缘节点应用调查器中执行的方法的第一变体中的若干个方法步骤，
[0050]
图8显示了由边缘节点应用调查器执行的用于调查特定应用的若干个方法步骤，
[0051]
图9示意性地示出了边缘节点应用调查器作为具有相关程序存储器和用于实现边缘节点应用调查器功能的计算机程序代码的计算机的一种实现，以及
[0052]
图10示意性地示出了以包括用于实现边缘节点应用调查器功能的所述计算机程序代码的cd rom盘形式的计算机程序产品。
具体实施方式
[0053]
在下文中，将给出优选实施例的详细描述。
[0054]
图1示意性地示出了核心过程控制系统10，该核心过程控制系统可以设置在工业装备中。核心过程控制系统10实施用于控制工业过程p的计算机化过程控制。可以控制的工业过程的示例是电力生成、传输和分配过程，水净化和分配过程，石油和天然气生产和分配过程，石化、化学、制药和食品过程，以及纸浆和纸张生产过程。这些只是可以应用该系统的过程的一些示例。还有无数其他工业过程。这些过程也可以是其他类型的工业过程，诸如商品制造。过程可以通过一个或多个过程监测计算机来监测，这些计算机与处置对过程的监测和控制的计算机或服务器通信。
[0055]
在图1中，核心过程控制系统10因此包括若干个过程监测计算机12和14。这些计算机本文中还可以被认为形成操作员终端和/或工程终端并且连接到第一数据总线b1。更进一步地，还有第二数据总线b2，并且第一数据总线b1与第二数据总线b2之间连接有作为过程控制服务器的第一控制计算机16。第一数据总线b1上还连接了通信接口15，从而允许与过程控制系统的边缘节点或用于过程控制系统的边缘节点通信。
[0056]
第二数据总线b2上还连接了若干个其他设备20、22、24和26。这些其他设备20、22、24和26是现场设备，它们是作为正在被控制的过程p的接口的过程接口设备。在这种情况下，存在第一现场设备20、第二现场设备22、第三现场设备24和第四现场设备26。现场设备通常是个接口，经由该接口，对过程进行测量，并且向其发出控制命令。测量可以是与过程p有关的物理特性的测量。作为示例，现场设备可以是罐，而作为示例，另一个可以是离心机。过程控制服务器16可以与基于来自现场设备(诸如来自现场设备的传感器)的输入来控制过程p以及基于输入来致动相同或其他现场设备(诸如阀门)有关。现场设备和计算机都是过程控制设备的示例，它们也是与控制过程p有关的真实世界对象。
[0057]
为了控制过程的过程接口设备，可以使用容器，其中每个过程接口设备可以具有一个容器。图2示出了作为过程控制服务器16的一部分的第一对象处置单元30和对象存储器32的框图，其中对象存储器32包括根据第一数据格式的容器34、切面asp2 38和切面查找表36。
[0058]
容器34是所谓的组件对象模型(com)对象，具有若干个接口，其中三个接口在图2中示出。
[0059]
通过容器34，对象处置单元30可以调用与由容器34保持的切面有关的函数。对象处置单元30通过向容器34查询到该函数的接口来做到这点，而无需知道实现它正在为其寻找接口的功能的应用的标识的应用的接口。如果容器具有支持该接口的切面，则对该接口的引用作为某种形式的指针返回，该指针指向可以找到该接口的位置。
[0060]
因此，容器34保存若干个切面，其中一个asp2 38在图2中示出。也可以作为com对象被提供的每个切面与过程控制系统段10中被提供的过程接口设备或过程接口设备组有关。切面表示这个真实世界对象的一个刻面，并且负责对对象的该刻面及其数据的所有操作。因此，例如，对于罐，一个切面可以表示物理位置，另一切面可以表示罐的蓝图，另一切面是罐的安全描述符，另一切面可以表示对罐的操作的控制，然而再一切面可以表示关于罐的存档。表示刻面的切面与应用的功能相关联，参考上述示例，该应用可以显示控制泵的操作或应用安全设置的蓝图。所有切面都通过切面类别创建。切面类别包含在类别的所有
实例之间共享的信息。每个切面类别引用一个切面类型。该切面类型描述了切面的实现方式。容器本身不保存任何数据，但数据是在切面中被提供或与切面结合被提供。切面属于切面类型(通过其类别)，它列出了实现切面的功能的com对象集。该实现方式由对象提供，该对象称为切面系统对象(aso)，它是com适形对象。换句话说，切面类型包含切面与实现其功能的一个或多个应用之间的绑定信息。
[0061]
容器还可以访问切面查找表52，通过该切面查找表52，容器可以定位切面。
[0062]
因此，当需要访问真实世界对象的刻面时，第一对象处置单元30连接到容器34，并且请求与所述刻面相关联的接口。然后，容器经由切面表52定位与刻面相关联的切面54，询问关于其接口的切面，接收接口的信息并且返回接口，通过该接口，对象处置单元可以连接到切面用于检索数据、控制真实世界对象等。
[0063]
因此，容器是表示过程控制系统段中的真实世界对象的数字对象，并且该数字对象具有与对象的不同刻面有关的若干个切面。正如稍后将看到的，对象是将被复制到边缘节点的原始数字对象。而且，该原始数字对象根据第一过程控制数据格式被提供，该数据格式在这种情况下采用com技术，其中数字对象表示真实世界对象，并且该数字对象的切面作为若干个经链接的com对象被提供。更进一步地，该第一过程控制数据格式是专有数据格式。
[0064]
图3示意性地示出了包括过程控制服务器16的核心过程控制系统10。图中还存在边缘节点en 42。核心过程控制系统10和边缘节点可以被认为是作为经放大的过程控制系统的部分被提供，其中过程控制服务器16与边缘节点42中的数据对象控制单元docu 44通信。核心过程控制系统10中还存在可选的本地测量设备40，该本地测量设备40与边缘节点的数字对象控制单元通信。边缘节点42中还存在第一应用ap1 46。图中可以更具体地看出，过程控制服务器16向边缘节点42发送第一数字对象pc
o1
，该第一数字对象是根据第一种过程控制数据格式的过程控制对象。该对象由数据对象控制单元docu44根据第二数据格式转换为经修改的第一过程控制对象pc
mo1
，并且供应给第一应用46。然后，来自过程控制服务器16的数据(o1)可以直接从服务器发送到第一应用46，其中对与对象有关的该数据data(o1)的处理使用第二数据格式基于经修改的数字对象来执行。本地测量设备40将与为第一应用46提供第一数字对象o1的物理对象有关的本地测量数据发送到边缘节点42的数字对象控制单元44。这些是核心过程控制系统中的设备的测量，然而，它们未用于控制。
[0065]
经修改的对象mo1可以包括若干个数据模型，诸如维护系统模型、管道和仪表化(p&id)数据模型、过程控制模型、设备模型、日志模型和存档数据模型。
[0066]
第二数据格式是第三方开发者可以理解的格式。第二数据格式可以是对过程控制系统外部的应用开放的格式。该格式可以采用javascript开放表示(json)格式。然而，其他格式(诸如xml)也是可能的。因此，该格式是第三方可以在开发过程控制系统的应用时使用的格式。而且，经修改的对象mo1包括与原始对象的切面相对应的若干个数据模型。这些模型可以包括定义如何在过程控制中使用对象的至少一个过程控制模型。
[0067]
因此，数字对象控制单元44将第一数据格式的切面转换为数据模型。这可以通过将每个切面转换为定义数据模型的对应单独json文件来完成。这可以通过为对象级别创建单独json文件来完成，该文件包括去往不同的各个数据模型文件的链接。附加地，数字对象控制单元44可以设置用于数据模型使用的规则。规则可以包括关于数据模型的依赖性的规
则和关于如何使用由数据模型定义的数据的规则。这些规则可以存储为对象级文件所引用的一个或多个单独json文件，或它们可以包括在对象级文件中。
[0068]
这样，第三方可以提供可以用于过程控制系统的应用，并且这也是在不危及核心过程控制系统的情况下完成。
[0069]
然而，简化应用更新和改变的方式也很有意义。本发明的切面与此有关，并且将参考图4、图5、图6、图7和图8进行描述。
[0070]
图4示出了与边缘节点应用调查器52通信的边缘节点42。边缘节点应用调查器52又与浏览器58通信。边缘节点应用调查器52还调查边缘节点信息模型54以及应用库56。
[0071]
应用库56被示为包括第一应用ap1.v1的第二版本v2、第二应用ap2.v2的第二版本、第三应用ap3.v1的第一版本和第四应用ap4.v1的第一版本。边缘节点应用调查器52、边缘节点信息模型54和应用库56被示为在云50中实现。因此，它们设在云中的一个或多个服务器上，并且可以由浏览器58使用已知访问技术访问，诸如基于使用统一资源定位器(url)。然而，应当认识到，本发明不限于云计算，而是可以在任何本地环境中提供元件52、54和56，诸如比如，在经扩大的过程控制系统中。
[0072]
图5示意性地显示了边缘节点信息模型enim。边缘节点由数字对象形成和边缘节点对象eno表示，设备模型对象dm和配置模型对象cm连接到该边缘节点对象eno。设备模型对象dm通常包括关于边缘节点的硬件数据，而配置模型对象cm与软件相关，因此包括去往表示边缘节点应该使用的应用的对象的链接。因此对于经由配置模型对象cm链接到边缘节点对象eno的每个应用可能存在数字对象。在该示例中，对象ap1.v2表示第一应用的第二版本，而对象ap2.v2表示第二应用的第二版本。每个应用对象还可以包括至少一个数据模块，在这种情况下，第一应用对象ap1.v2具有第一数据模块dm1，并且该数据模块dm1具有若干个类型，这些类型是关系类型rel、变量类型var和属性类型prop。类型变量var可以定义应用的变量，类型关系rel可以定义应用与其他应用的关系，并且类型属性prop可以定义应用的属性，诸如版本。
[0073]
每个对象都可以实现为json文件或任何类似文件，诸如xml文件。因此，对象dm、cm、ap1.v1、dm1和ap2.v2可以作为相互链接的json文件被提供，其中类型rel、var和prop可以是数据模型dm1的json文件中的定义。因此，边缘节点信息模型enim是一种基于诸如json和xml之类的数据格式的模型，该模型是开放的并且可以被第三方开发者使用。
[0074]
图6更详细地示出了边缘节点42的内容。边缘节点42包括具有存储器60的处理器pr 58，并且在该存储器中存储边缘节点应该运行的应用。本文中存在第一应用ap1.v1的第一版本、第二应用ap2.v2的第二版本和第三应用ap3.v1的第一版本。尽管应用被示为存储在边缘节点42的存储器60中，但是应当认识到，这些也可以在云中提供，并且边缘节点可以通过在云中调用它们来运行这些应用。
[0075]
用户可能想要更新在他或她的边缘节点上正在运行的应用。出于这个原因，用户可以连接到边缘节点应用调查器52，这可以使用用户有权访问的浏览器58(诸如位于用户的通信终端上的浏览器，诸如台式计算机或膝上型计算机甚至智能手机上的浏览器)来完成。其中用户可以选择更新边缘节点配置。
[0076]
这可以触发边缘节点应用调查器52来执行对边缘节点42的更新。图7示出了概述边缘节点应用调查器52可以执行这种更新的一种方式的流程图。
[0077]
因此，边缘节点应用调查器52调查边缘节点关于边缘节点信息模型enim的应用，这与对关于信息模型enim中的应用对象的偏差的应用的调查有关。出于这个原因，边缘节点应用调查器52可以连接到边缘节点42，并且查询它具有哪些应用和这些应用的版本。对于这个查询，边缘节点可以使用可以在存储器60中找到的应用及其版本来做出响应。然后，边缘节点应用调查器52可以将节点42的应用与边缘节点的信息模型enim中的应用对象进行比较(步骤62)。
[0078]
如果边缘节点的应用与信息模型的应用对象之间存在偏差(步骤64)，即，边缘节点的至少一个应用偏离信息模型中的应用对象，或至少一个应用对象偏离边缘节点中的应用，则边缘节点应用调查器52改变以供边缘节点运行而被提供的应用，以使它们与信息模型的应用对象相对应(步骤66)，即，以使它们与在信息模型enim中定义的应用相对应。改变可以包括：添加、删除和更新边缘节点中的应用。可以删除没有应用对象的应用。对于边缘节点中没有对应的应用的应用对象，可以添加该应用。如果以供边缘节点42运行而被提供的应用与信息模型enim的应用对象之间没有差别，则方法结束(步骤68)，在进行了任何更新之后也是如此。
[0079]
如果边缘节点中的应用存在对应的应用对象，则调查可以附加包括：针对信息模型中的对应的应用对象，调查节点42的应用。如果这些应用中的任一应用不同，即，如果边缘节点的至少一个应用偏离信息模型中的对应的应用对象，则边缘节点应用调查器52改变以供边缘节点运行而被提供的应用，以使边缘节点正在使用的应用与信息模型中的对应的应用对象相对应或对齐。这可能包括：修补边缘节点所使用的软件模块或使用新软件模块替换它。调查可以包括：比较应用的版本号，如果存在差异，则要使用应用对象所指示的版本，该版本通常是版本号高于边缘节点42中的版本号的版本。出于这个原因，边缘节点应用调查器52可以连接到应用库56，并且确保实现该应用的正确版本的软件模块被传送到边缘节点并安装在那里。作为示例，可以看出，边缘节点42中的第一应用ap1的版本是过时的第一版本v1，因此边缘节点应用调查器52保证边缘节点42从应用库56接收到第一应用ap1的正确版本v2。
[0080]
这样，可以看出，更新以简单方式执行，其中用户参与最少。还可以看出，用户可以从任何位置触发更新。
[0081]
对边缘节点的更新实际上甚至不需要由用户触发。它也可以由应用开发者删除应用或在应用库56中放置新应用或应用的新版本来触发。然后，还可以更新使用应用的节点的边缘节点信息模型，然后，更新边缘节点。
[0082]
现在，参考图8对当应用偏离对应的应用对象时可以如何执行对应用的更新进行更详细的描述。可能的是，这种经更新的应用(比如，具有新版本的应用)可能依赖于先前版本不依赖的另一应用。这种情形也可能需要解决。
[0083]
对于应用，诸如第一应用ap1，边缘节点应用调查器52针对在信息模型中的对应的应用对象中定义的版本，调查要由边缘节点52运行的应用的版本(步骤70)。然后，检查版本是否不同，如果不同(步骤72)，则软件模块根据新版本发送到边缘节点42(步骤74)。如果版本相同(步骤72)，则调查结束(步骤80)。
[0084]
如果存在应用的新版本，则边缘节点应用调查器52调查该新版本是否引用新应用。如果应用对象定义与另一应用的关系，则出现这种情况。因此，边缘节点应用调查器52
调查关系是否是新关系，即，应用的新版本是否引用先前版本没有引用的另一应用。因此，先前版本没有引用这个其他应用。对另一应用的引用可以比如在应用对象的数据模块的类型关系中进行。
[0085]
如果新版本引用新应用(步骤76)，则边缘节点应用调查器52确保新应用的软件模块也被提供给边缘节点，这可以通过向边缘节点发送新应用的软件模块来完成(步骤78)。因此，如果关系是新关系，则它提供以供边缘节点运行的其他应用。此后，调查结束(步骤80)，如果没有引用新应用，则这也会发生。
[0086]
作为示例，如果边缘节点42正在运行的第一应用ap1又是旧版本，本文中为第一应用ap1的第一版本v1，则对应用对象ap1.v2的调查显示正确版本是第二版本v2，这可能在第一数据模块dm1的特性prop中反应。对同一数据模块dm1的关系rel的调查可以显示应用现在与第四应用ap4有关系，因此与第一应用ap1.v2的第二版本和第四应用ap4.v1的第一版本两者均被传送到边缘节点42。
[0087]
如果第四应用处理来自本地测量设备的本地测量数据，则可以这样完成。然后，第一应用可以基于该测量数据来处理关于对象o1的数据，这可以作为示例用于确定何时执行对对应的真实世界对象的维护。所确定的维护数据又可以用作用于停止核心过程控制系统中的过程控制以执行维护的触发器。当要执行维护时，可以在核心过程控制系统中以有序方式停止过程控制。
[0088]
不允许应用影响在核心过程控制系统中执行的实际控制可能很重要。因此，可能不允许应用影响核心过程控制系统的稳态操作。为此，数字对象控制单元可以防止所生成的与过程的稳态操作有关的数据进入核心过程控制系统。因此，边缘节点(比如，边缘节点的数字对象控制单元)可以在该数据与过程的稳态操作有关时阻止应用所生成的数据进入核心过程控制系统。应当认识到，这种类型的影响抑制也可以应用于故障处置。
[0089]
可以看出，通过边缘节点实现的边缘计算已经被引入到作为工业控制系统的过程控制系统中。
[0090]
工业控制系统领域的边缘计算为一个或多个边缘节点上的源附近或云中的工业软件应用的部署提供了整体解决方案，从而为工业控制系统提供边缘和云计算能力。边缘节点经由云支持软件即服务(saas)集中管理的托管和交付模型，边缘节点机群安装在其本地并且与工业控制系统和所连接的设备机群集成。
[0091]
边缘应用包括一个或多个边缘软件模块，该一个或多个边缘软件模块经由边缘运行时平台与其他边缘模块交互。边缘模块是提供符合所定义的规则集合的服务的软件。应用组成、需求、依赖关系等可以在应用模型中进行描述。边缘应用可以由最终用户经由云服务进行管理。
[0092]
边缘节点又是连接到工业控制系统并且消耗来自工业控制系统(即，来自先前所提及的核心过程控制系统)的数据的计算机。边缘节点为应用在工业控制系统(边缘计算)附近运行提供了云连接的软件平台。
[0093]
已经对用于在边缘机群上安装、配置和管理应用的基于云的服务进行了描述，其中使用边缘软件，该边缘软件可以通过监测与边缘节点相关联的信息模型来维护(添加、更新、删除)边缘应用。
[0094]
可以使用能力平台来创建经修改的过程控制对象。能力平台可以与边缘节点应用
调查器一起有利地设在云中。能力平台可以基于开放平台通信统一架构(opc ua)技术提供，其中边缘节点信息模型和应用库可以由opc ua服务器提供。附加地，数字对象控制单元和第一应用可以包括连接模块，该连接模块还可以使用opc ua技术来提供。
[0095]
能力平台提供信息模型服务和边缘配置服务，这些服务可以用于实现集中托管的工程工具或api，以提供工程工具，诸如saas。
[0096]
这提供了多租户平台即服务(paas)，以从中央云部署实施全球始终可用的连接工程工具。
[0097]
可以使用连接工程工具定义连接模块应公开什么的信息以及如何映射该信息，该连接工程工具可以位于中心，比如，位于边缘节点应用调查器处，并且所得配置数据可以存储在能力平台中并与边缘连接模块相关联。
[0098]
连接模块可以订阅配置数据，诸如经修改的数据对象，并且当工具发布改变时，接收配置数据更新。
[0099]
配置数据可以安全存储在云中，或作为信息模型(配置模型)的一部分，也可以可选地包含配置文件。
[0100]
ua工程工具允许用户通过ua连接客户端发现并列举opc ua服务器。
[0101]
ua工程工具可以向每个ua服务器请求节点集合文件，其中节点集合文件可以是具有json格式的javascript文件，也可以是具有经修改的第一过程控制对象的xml文件。对于，文件可以与ua服务器地址空间版本信息一起缓存在用于每个所连接的ua服务器的文件存储服务中。这意味着上文所提及的数据库为上文所描述的经修改的过程控制对象提供了文件存储服务，并且该对象可以存储在相关ua服务器地址空间中。
[0102]
节点集合文件(比如，json格式或xml类型的节点集合文件)也可以导入到ua工程工具中，用于提供离线工程能力。
[0103]
用户可以将ua对象类型映射到能力类型。映射可以是一对一(自动)或更为复杂的类型重塑。
[0104]
用户可以选择ua服务器的地址空间的子集以映射到信息对象模型，然后定义用于所映射的信息的数据收集配置。
[0105]
然后，配置可以与ua类型、ua实例映射和数据收集信息一起存储在每个所映射的对象实例的信息模块中。
[0106]
对于云(中心点)托管，工程工具能够配置边缘节点机群，每个边缘节点都有所连接的opc ua数据源集合，其中数字对象控制单元可以提供将数据传递到第一应用的这种数据源。
[0107]
边缘节点可以连续连接到ua工程工具，也可以按需连接。
[0108]
对于连续连接的边缘节点，可以直接使用云托管的ua工程工具来配置opc ua映射和数据收集。
[0109]
对于按需连接的边缘节点，ua工程工具可以托管在边缘节点上，并且可以由连接到提供边缘节点的本地lan网络的任何计算机使用。
[0110]
如果需要，则可以添加对云和本地边缘节点之间映射的导出/导入的支持。
[0111]
一旦配置，就可以在opc ua数据源与订阅数据的应用之间建立数据流。所映射的数据可以被转发到边缘应用(在映射到对象模型的上下文中)，并且可选地还可以使用同一
映射的对象模型上下文转发到云应用。
[0112]
与应用相关联的ua连接客户端，诸如第一应用的ua连接客户端订阅如在配置中定义的数据。数据使用所定义的映射发布到边缘平台。
[0113]
信息模型和相关运行时数据可经由边缘平台提供给其他边缘应用。
[0114]
如果需要，则数据可以发布到云平台(边缘数据路由的配置)。
[0115]
ua连接与边缘连接模型无关。
[0116]
映射和运行时数据发布原则既可以应用于ua客户端服务器模式，也可以应用于ua发布/订阅模式。
[0117]
映射和运行时数据发布原则适用于ua客户端服务器模式和ua发布/订阅模式。
[0118]
本发明具有若干个优点。它提供了一个简单而灵活的模型，该模型允许客户安装和升级各个应用，从而为工业控制系统添加能力，而不会影响核心工业控制系统。
[0119]
这允许应用可以快速开发和演进，与核心工业控制系统的生命周期脱节。
[0120]
可以添加能力，而无需影响其他能力。
[0121]
在图9中，可以看出，边缘节点应用调查器52可以以一个或多个处理器pr86连同包括用于执行其功能的计算机程序代码90的计算机程序存储器m88的形式提供。该计算机程序代码也可以设在一个或多个数据载体上，当程序代码被加载到形成边缘节点应用调查器的计算机中时，该数据载体执行边缘节点应用调查器的功能。图10中示意性地示出了采用cd rom盘的形式的具有计算机程序代码90的一个这种数据载体92。作为备选方案，这种计算机程序可以设在另一服务器上并且从那里下载到边缘节点。