用于工业过程工厂的软件定义过程控制系统的可视化的制作方法

技术特征：
1.一种用于控制并可视化工业过程的方法，所述工业过程具有在数据集群上实现的控制系统，所述数据集群具有多个计算节点，每个计算节点都包括执行操作系统的实例的处理器、存储器、以及耦合到所述数据集群中的一个或多个其他计算节点的通信资源，所述方法包括：在所述数据集群上执行多个容器；将所述多个容器通信地耦合到操作以控制工业过程工厂中的物理过程的多个过程控制现场设备；在所述数据集群上执行容器协调器，以在所述数据集群上实例化所述容器并且管理容错和负载平衡功能；以及在所述数据集群上执行可视化例程，以从所述多个容器中的一个或多个容器或从所述容器协调器接收实时数据，并且基于所接收的数据的至少一部分呈现图形化描述，所述图形化描述表示包括逻辑配置和物理配置的系统配置，所述逻辑配置与在所述过程控制系统的运行时期间包括所述多个容器的多个逻辑元件的配置相关联，所述物理配置与所述过程控制系统内的一个或多个物理元件相关联。2.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：在所述图形化描述上呈现所述逻辑配置或所述物理配置中的至少一部分的一个或多个性能指示。3.根据权利要求2所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：呈现表示逻辑配置的图形化描述，所述逻辑配置视觉上指示容器集合相对于彼此嵌套的方式。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述嵌套容器集合包括嵌套在子系统容器内的控制容器和i/o服务器容器。5.根据权利要求3所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：呈现所述图形化描述以视觉上指示所述容器集合内的所述容器是动态地还是静态地相对于彼此嵌套的。6.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：呈现表示逻辑配置的图形化描述，所述逻辑配置视觉上指示第一容器被绑住到第二容器的方式。7.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：呈现表示第一逻辑元件与第一物理元件之间的交互的图形化描述。8.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：呈现视觉上指示第一容器被绑住到第一物理元件的方式的图形化描述。9.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：呈现视觉上指示第一容器与第一物理元件动态关联的方式的图形化描述，其中，所述动态关联能够在所述过程控制系统的运行时期间改变。10.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：使得用户能够基于所述图形化描述经由用户输入来动态地改变在所述过程控制系统的运行时期间所述第一容器与所述第一物理元件相关联的方式。11.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：呈现表示第一逻辑元件与第二逻辑元件之间的交互的图形化描述。12.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：呈现视觉上指示第一容器被绑住到第二容器的方式的图形化描述。13.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：呈现视觉上指示第一
容器被嵌套在第二容器内的方式的图形化描述。14.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：呈现视觉上指示所述第一逻辑元件与所述第二逻辑元件动态关联的方式的图形化描述，其中，所述动态关联能够在所述过程控制系统的运行时期间改变。15.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：使得用户能够基于所述图形化描述经由用户输入来动态地改变所述第一逻辑元件与所述第二逻辑元件相关联的方式。16.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：呈现图形化描述，所述图形化描述表示所述物理配置的一个或多个物理元件，以及指示所述一个或多个物理元件中的一个物理元件的性能度量的性能指示。17.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：呈现指示由耦合到所述容器协调器的例程所确定的所述物理元件的健康或性能测量的性能指示。18.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：呈现指示以下中的一个或多个的性能指示：消息传递速度、存储利用率、网络带宽、错误率、指派的物理节点、消息诊断、错误状况、物理网络适配器、cpu负载、或温度。19.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：呈现包括在一个或多个计算节点上执行的一个或多个容器的标识的图形化描述。20.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：呈现多个计算节点中的每个计算节点的健康状态的图形化描述。21.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：呈现所述过程控制系统的一个或多个控制容器和i/o子系统的逻辑视图的图形化描述。22.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：呈现包括过程控制现场设备集合、i/o子系统的至少部分、以及一个或多个容器之间的交互的视图、描述所述过程控制现场设备中的每个过程控制现场设备与所述容器之间经由所述i/o子系统的所述部分的数据流的图形化描述。23.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：呈现包括针对所述容器、过程控制现场设备、或所述i/o子系统的一部分中的一个或多个的一个或多个性能或健康测量的图形化描述。24.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述可视化例程包括：呈现包括指示所述过程控制系统的当前操作的配置层级结构的图形化描述，所述配置层级结构包括所述过程控制系统的一个或多个物理元件与一个或多个逻辑元件之间的关系。25.一种工业过程控制系统，包括：数据集群，其包括多个计算节点，每个计算节点包括：执行操作系统的实例的处理器；存储器；以及通信资源，其耦合到所述数据集群中的一个或多个其他计算节点；多个容器，其在所述数据集群上执行，所述多个容器与操作以控制工业过程工厂中的物理过程的多个过程控制现场设备通信；容器协调器，其能够操作以在所述数据集群上实例化并管理所述容器；以及
可视化例程，其在所述数据集群上执行，所述可视化例程能够操作以从所述多个容器中的一个或多个容器或从所述容器协调器接收实时数据，并且基于所接收的数据中的至少一部分呈现图形化描述，所述图形化描述表示包括逻辑配置和物理配置的系统运行时配置，所述逻辑配置与在所述过程控制系统的运行时期间包括所述多个容器的多个逻辑元件的配置相关联，所述物理配置与所述过程控制系统内的一个或多个物理元件相关联。26.根据权利要求25所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程呈现表示逻辑配置的图形化描述，所述逻辑配置视觉上指示所述多个容器的集合相对于彼此嵌套的方式。27.根据权利要求26所述的工业过程控制系统，其中，所述图形化描述视觉上指示所述多个容器的集合内的容器是静态地还是动态地相对于彼此嵌套的。28.根据权利要求25所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程呈现表示所述逻辑配置的第一逻辑元件与所述物理配置的第一物理元件之间的交互的图形化描述。29.根据权利要求28所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程呈现视觉上指示第一容器被绑住到所述物理元件中的一个物理元件的方式的图形化描述。30.根据权利要求28所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程呈现视觉上指示第一容器与第一物理元件动态关联的方式的图形化描述，其中，所述动态关联能够在所述过程控制系统的运行时期间改变。31.根据权利要求30所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程使得用户能够经由用户输入设备动态地改变在所述工业过程控制系统的运行时期间所述第一容器与所述第一物理元件相关联的方式。32.根据权利要求25所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程呈现表示性能指示的图形化描述，所述性能指示指示所述一个或多个物理元件中的一个物理元件的性能度量。33.根据权利要求25所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程呈现指示由耦合到所述容器协调器的例程所确定的物理元件的健康或性能测量的性能指示。34.根据权利要求33所述的工业过程控制系统，其中，所述物理元件是计算机设备或通信连接。35.根据权利要求33所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程使用一个或多个颜色呈现指示健康或性能测量的性能指示。36.根据权利要求33所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程呈现指示以下中的一个或多个的性能指示：消息传递速度、存储利用率、网络带宽、错误率、指派的物理节点、消息诊断、错误状况、物理网络适配器、cpu负载、或温度。37.根据权利要求25所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程呈现包括在一个或多个计算节点上执行的一个或多个容器的标识的图形化描述。38.根据权利要求37所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程呈现包括在一个或多个计算节点中的一个或多个处理器上执行的一个或多个容器的标识的图形化描述。39.根据权利要求25所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程呈现包括多个计算节点中的每个计算节点的健康状态的图形化描述。40.根据权利要求25所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程呈现所述过程控制系统的一个或多个控制容器和i/o子系统的逻辑视图的图形化描述。
41.根据权利要求25所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程呈现包括一个或多个服务器和物理资源管理例程的视图的图形化描述。42.根据权利要求25所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程呈现包括过程控制现场设备集合、i/o子系统的至少部分、以及一个或多个容器之间的交互的视图、描述所述过程控制现场设备中的每个过程控制现场设备与所述一个或多个容器之间经由所述i/o子系统的所述部分的数据流的图形化描述。43.根据权利要求42所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程呈现包括针对所述容器、过程控制现场设备、或所述i/o子系统的所述部分中的一个或多个的一个或多个性能或健康测量的图形化描述。44.根据权利要求25所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程呈现包括指示所述过程控制系统的当前操作的配置层级结构的图形化描述，所述配置层级结构包括所述过程控制系统的一个或多个物理元件与逻辑元件之间的关系。45.根据权利要求44所述的工业过程控制系统，其中，所述层级结构示出一个或多个逻辑元件被嵌套在其他逻辑元件中或被绑住到其他逻辑元件的方式。46.根据权利要求44所述的工业过程控制系统，其中，所述层级结构示出一个或多个逻辑元件当前被绑住到一个或多个物理元件的方式。47.根据权利要求44所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程呈现指示逻辑元件是否动态地被绑住到一个或多个物理元件的图形化描述，其中，所述动态的绑住关系是用户能够经由所述图形化描述改变的。48.根据权利要求25所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程呈现包括逻辑元件集合之间关系的描述和所述逻辑元件中的一个或多个当前在其上被执行的所述物理元件的指示的图形化描述。49.根据权利要求48所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程呈现还包括所述逻辑元件中的一个或多个逻辑元件的性能指示的图形化描述。50.根据权利要求25所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程呈现包括物理元件集合的描述和由所述一个或多个物理元件实现的一个或多个逻辑元件的指示的图形化描述。51.根据权利要求50所述的工业过程控制系统，其中，所述可视化例程呈现还包括所述物理元件中的一个或多个物理元件的性能指示的图形化描述。

技术总结
软件定义过程控制系统(SDCS)将控制器和其它与过程控制相关的业务逻辑实现为与硬件和软件计算平台资源分离的逻辑抽象(容器、VM等中执行的应用层服务)。SDCS的SD联网层响应于业务逻辑的要求和需求、以及在过程工厂运行时期间动态改变SDCS硬件和/或软件资产的条件(硬件和/或软件资产的性能、故障、添加/删除等)而利用过程控制特定操作系统支持服务来管理对计算平台资源的使用、并对应用层服务与现场环境中部署的设备和其它服务的创建、删除、修改和联网。SDCS的可视化系统向用户提供在当前计算平台上被配置/运行时关于SDCS状态的视图，使用户查看当前在控制系统的逻辑元件与控制系统的其他逻辑和/或物理元件之间的配置相互关系。可视化系统还提供了在当前配置时系统的性能度量，使用户理解在当前配置时控制系统的操作健康。的操作健康。的操作健康。


技术研发人员：A
受保护的技术使用者：费希尔-罗斯蒙特系统公司
技术研发日：2022.06.16
技术公布日：2022/12/16