管理過(guò)程控制系統(tǒng)中的大數(shù)據(jù)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本專利概括而言涉及過(guò)程工廠和過(guò)程控制系統(tǒng)，更具體而言，涉及過(guò)程工廠和過(guò) 程控制系統(tǒng)中的大數(shù)據(jù)（big data)的存儲(chǔ)和管理。
【背景技術(shù)】
[0002] 分布式過(guò)程控制系統(tǒng)，如用于化工、石油或其他過(guò)程工廠中的分布式過(guò)程控制系 統(tǒng)，通常包括一個(gè)或多個(gè)過(guò)程控制器，該過(guò)程控制器經(jīng)由模擬、數(shù)字或組合的模擬/數(shù)字總 線或者經(jīng)由無(wú)線通信鏈路或網(wǎng)絡(luò)可通信地耦接到一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以例 如是閥、閥定位器、開(kāi)關(guān)和發(fā)射器（例如溫度、壓強(qiáng)、液面和流速傳感器），其位于過(guò)程環(huán)境 內(nèi)并且通常執(zhí)行物理或過(guò)程控制功能，如打開(kāi)或關(guān)閉閥、測(cè)量過(guò)程參數(shù)等等，以控制在過(guò)程 工廠或系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程。智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，例如符合已知的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的現(xiàn) 場(chǎng)設(shè)備還可以執(zhí)行控制計(jì)算、報(bào)警功能和其他通常實(shí)現(xiàn)在控制器內(nèi)的控制功能。過(guò)程控制 器也通常位于工廠環(huán)境內(nèi)，其接收指示由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備做出的過(guò)程測(cè)量值的信號(hào)和/或與現(xiàn) 場(chǎng)設(shè)備有關(guān)的其他信息，并且執(zhí)行控制器應(yīng)用，該控制器應(yīng)用例如運(yùn)行不同的控制模塊， 這些控制模塊做出過(guò)程控制決策、基于接收的信息產(chǎn)生控制信號(hào)以及與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（例如 HART?、WirelessHART?和FOUNDATION?現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備）中正在執(zhí)行 的控制模塊或塊進(jìn)行協(xié)作?？刂破髦械目刂颇K通過(guò)通信線路或鏈路向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)送控制 信號(hào)，從而控制過(guò)程工廠或系統(tǒng)的至少一部分的操作。
[0003] 來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制器的信息通暢可以通過(guò)數(shù)據(jù)高速通道被一個(gè)或多個(gè)其他硬 件設(shè)備所用，這些硬件設(shè)備如操作員工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)或計(jì)算設(shè)備、數(shù)據(jù)歷史庫(kù)、報(bào)告產(chǎn) 生器、集中式數(shù)據(jù)庫(kù)或者通常放置在遠(yuǎn)離嚴(yán)苛的工廠環(huán)境的控制室或其他位置中的其他集 中式管理計(jì)算設(shè)備。這些硬件設(shè)備中的每一個(gè)通常集中在過(guò)程工廠或者過(guò)程工廠的一部分 上。這些硬件設(shè)備運(yùn)行例如使得操作員能夠執(zhí)行針對(duì)控制過(guò)程和/或運(yùn)行過(guò)程工廠之類的 功能的應(yīng)用，例如改變過(guò)程控制例程的設(shè)置，修改控制器或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備內(nèi)的控制模塊的操作， 查看過(guò)程的當(dāng)前狀態(tài)，查看由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制器生成的警報(bào)，出于訓(xùn)練人員或者測(cè)試過(guò)程 控制軟件的目的而仿真過(guò)程的操作，保持和更新配置數(shù)據(jù)庫(kù)，等等。硬件設(shè)備、控制器和現(xiàn) 場(chǎng)設(shè)備所使用的數(shù)據(jù)高速通道可以包括有線通信路徑，無(wú)線通信路徑或者有線和無(wú)線通信 路徑的組合。
[0004] 例如，愛(ài)默生過(guò)程管理公司所銷(xiāo)售的DeltaV?控制系統(tǒng)包括存儲(chǔ)在位于過(guò)程工廠 內(nèi)的不同位置處的不同設(shè)備中所存儲(chǔ)和運(yùn)行的多個(gè)應(yīng)用。位于一個(gè)或多個(gè)工作站或計(jì)算設(shè) 備中的配置應(yīng)用使得用戶能夠創(chuàng)建或改變過(guò)程控制模塊并且經(jīng)由數(shù)據(jù)高速通道將這些過(guò) 程控制模塊下載到專用的分布式控制器。通常，這些控制模塊由可通信地互連的功能塊構(gòu) 成，它們是面向?qū)ο蟮木幊虆f(xié)議中的對(duì)象，用于基于輸入來(lái)執(zhí)行控制方案中的功能以及向 控制方案中的其他功能塊提供輸出。該配置應(yīng)用還允許配置設(shè)計(jì)者創(chuàng)建或改變由查看應(yīng)用 所使用的操作員界面以向操作員顯示數(shù)據(jù)，以及使得操作員能夠改變過(guò)程控制例程中的設(shè) 置，例如設(shè)置點(diǎn)。每個(gè)專用的控制器，以及在某些情況下，一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，存儲(chǔ)并執(zhí)行 相應(yīng)的控制器應(yīng)用，該控制器應(yīng)用運(yùn)行分配給它并下載給它的控制模塊，以實(shí)現(xiàn)實(shí)際的過(guò) 程控制功能。查看應(yīng)用可以在一個(gè)或多個(gè)操作員工作站（或者與操作員工作站和數(shù)據(jù)高速 通道可通信地連接的一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備）上運(yùn)行，經(jīng)由數(shù)據(jù)高速通道從控制器應(yīng)用 接收數(shù)據(jù)并且將該數(shù)據(jù)顯示給過(guò)程控制系設(shè)計(jì)者、操作員或者使用該用戶界面的用戶，并 且可以提供任意數(shù)量的不同視圖，例如操作員視圖，工程師視圖，技術(shù)人員視圖，等等。數(shù)據(jù) 歷史庫(kù)應(yīng)用通常存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)歷史庫(kù)設(shè)備中并且由其運(yùn)行，該數(shù)據(jù)歷史庫(kù)設(shè)備收集并存儲(chǔ)跨 數(shù)據(jù)高速通道提供的部分或所有數(shù)據(jù)，而配置數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用可以在附接到該數(shù)據(jù)高速通道的 另一個(gè)計(jì)算機(jī)中運(yùn)行，以存儲(chǔ)當(dāng)前過(guò)程控制例程配置和與其相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。或者，配置數(shù)據(jù) 庫(kù)可以位于與配置應(yīng)用相同的工作站中。
[0005] 當(dāng)前已知的過(guò)程控制工廠和過(guò)程控制系的架構(gòu)受到有限的控制器和設(shè)備存儲(chǔ)器、 通信帶寬以及控制器和設(shè)備處理器能力的極大影響。例如，在當(dāng)前已知的過(guò)程控制系統(tǒng)架 構(gòu)中，在控制器中通常盡量少地使用動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器，或者至少仔細(xì)地管理。 結(jié)果是，在系統(tǒng)配置期間（先驗(yàn)地），用戶通常必須選擇在控制器中歸檔或者保存哪些數(shù) 據(jù)，以哪個(gè)頻率來(lái)保存，以及是否使用壓縮，從而以該組有限的數(shù)據(jù)規(guī)則集合來(lái)對(duì)控制器進(jìn) 行配置。從而，在故障發(fā)現(xiàn)和過(guò)程診斷中有用的數(shù)據(jù)通常未被歸檔，并且即使其被采集，則 有用信息可能由于數(shù)據(jù)壓縮而丟失。
[0006] 此外，在當(dāng)前已知的過(guò)程控制系統(tǒng)中，為了使用最少的控制器存儲(chǔ)器，要?dú)w檔或保 存（由控制器的配置所指示）的所選擇的數(shù)據(jù)被報(bào)告給工作站或計(jì)算設(shè)備以存儲(chǔ)在適當(dāng)?shù)?數(shù)據(jù)歷史庫(kù)或者數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)（data silo)。用于報(bào)告數(shù)據(jù)的當(dāng)前技術(shù)不能很好利用通信資源 并且產(chǎn)生過(guò)度的控制器負(fù)載。此外，由于通信和歷史庫(kù)或數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的采樣的時(shí)間延遲，數(shù) 據(jù)采集和時(shí)間戳通常與實(shí)際過(guò)程不同步。
[0007] 類似的，在批過(guò)程控制系統(tǒng)中，為了使得控制器存儲(chǔ)器使用最小化，批處理（batch recipe)和控制器配置的控制器配置的快照通常仍然存儲(chǔ)在集中式的管理計(jì)算設(shè)備或位置 (例如在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)或歷史庫(kù)），并且只在需要時(shí)被傳遞給控制器。這種策略在控制器中以及 在工作站或集中式管理計(jì)算設(shè)備和控制器之間的通信中引入了巨大的突發(fā)負(fù)載。
[0008] 此外，當(dāng)前已知的過(guò)程控制系統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的容量和性能限制以及之前的盤(pán)存 儲(chǔ)設(shè)備的高成本在將數(shù)據(jù)構(gòu)筑到獨(dú)立實(shí)體或數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)以滿足特定應(yīng)用的目標(biāo)方面占有相 當(dāng)大的一部分。例如，在DeltaV?系統(tǒng)中，過(guò)程模型的歸檔、連續(xù)歷史數(shù)據(jù)以及批和事件數(shù) 據(jù)被保存在三個(gè)不同的應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中。每個(gè)倉(cāng)庫(kù)具有不同的接口來(lái)訪問(wèn)其中存 儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
[0009] 通過(guò)這種方式構(gòu)建數(shù)據(jù)對(duì)于訪問(wèn)和使用歷史數(shù)據(jù)產(chǎn)生了嚴(yán)重的障礙。例如，產(chǎn)品 質(zhì)量變化的根本原因可能與這些數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的多個(gè)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。然而，由于 倉(cāng)庫(kù)的不同文件結(jié)構(gòu)，不可能提供允許快速容易地訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)以進(jìn)行分析的工具。此外， 必須執(zhí)行審計(jì)或分析功能以保證跨不同倉(cāng)庫(kù)的數(shù)據(jù)是一致的。
[0010] 上面討論的當(dāng)前已知的過(guò)程工廠和過(guò)程控制系統(tǒng)的限制以及其他限制可能不希 望地出現(xiàn)在過(guò)程工廠或過(guò)程控制系統(tǒng)的操作和優(yōu)化中，例如，在工廠操作、故障發(fā)現(xiàn)和/或 預(yù)測(cè)建模期間。例如，這些限制迫使必須執(zhí)行累贅且冗長(zhǎng)的工作流以獲取數(shù)據(jù)用于故障發(fā) 現(xiàn)和產(chǎn)生更新的模型。此外，所獲取的數(shù)據(jù)可能由于數(shù)據(jù)壓縮、不充足的帶寬或者位移的時(shí) 間戳而不準(zhǔn)確。
[0011] "大數(shù)據(jù)"通常是指一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)集的集合，這些數(shù)據(jù)集太大或太復(fù)雜，傳統(tǒng)的 數(shù)據(jù)庫(kù)管理工具和/或數(shù)據(jù)處理應(yīng)用（例如關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和桌面分析包）不能夠在可容忍的 時(shí)間量?jī)?nèi)管理數(shù)據(jù)集。通常，使用大數(shù)據(jù)的應(yīng)用是業(yè)務(wù)性的，并且是針對(duì)或關(guān)注于終端用戶 的。例如，web搜索引擎、社交媒體應(yīng)用、市場(chǎng)應(yīng)用和零售應(yīng)用可以使用和操作大數(shù)據(jù)。大 數(shù)據(jù)可以由允許現(xiàn)代多進(jìn)程、多核服務(wù)器分布式數(shù)據(jù)庫(kù)完全實(shí)現(xiàn)的并行處理能力的分布式 數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)支持。
[0012] 當(dāng)前用于存儲(chǔ)、訪問(wèn)和處理大數(shù)據(jù)，尤其是與過(guò)程工廠和過(guò)程控制系統(tǒng)相關(guān)的大 數(shù)據(jù)，的技術(shù)還不夠有效。例如，各種現(xiàn)有的過(guò)程工廠使用被配置來(lái)存儲(chǔ)過(guò)程控制數(shù)據(jù)的關(guān) 系數(shù)據(jù)庫(kù)，這在某些情況下可能導(dǎo)致分配的存儲(chǔ)空間過(guò)多以及提取時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。此外，連續(xù)歷 史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)使得用戶或者管理員不能有效地或有力地處理來(lái)自多個(gè)數(shù)據(jù)入口的趨勢(shì)或 識(shí)別參數(shù)，或者參數(shù)的組合。因此，存在著開(kāi)發(fā)更有效更有力地組織、處理和管理與過(guò)程工 廠和過(guò)程控制系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的大數(shù)據(jù)的機(jī)遇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] -種過(guò)程控制系統(tǒng)或工廠提供了一種基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)支持過(guò)程控制數(shù)據(jù)的大規(guī)模數(shù) 據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析。過(guò)程控制數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合大數(shù)據(jù)規(guī)劃（big data schema)，該大數(shù)據(jù)規(guī)劃 使用輕量非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)技術(shù)存儲(chǔ)過(guò)程控制數(shù)據(jù)及其屬性。使用這些技術(shù)，大數(shù)據(jù)規(guī)劃 不需要為過(guò)程控制數(shù)據(jù)中不存在的各種過(guò)程控制屬性分配存儲(chǔ)空間。此外，大數(shù)據(jù)規(guī)劃將 過(guò)程控制數(shù)據(jù)組織為具有行鍵和列族的表格，以使得用戶和管理員能夠有效地定位、訪問(wèn) 和分析所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
[0014] 大數(shù)據(jù)規(guī)劃可以使用過(guò)程控制數(shù)據(jù)及其屬性的各種組合來(lái)創(chuàng)建行鍵和列族。通 常，行鍵是用于在大數(shù)據(jù)規(guī)劃中組織數(shù)據(jù)的唯一關(guān)鍵值，用戶可以使用其來(lái)查詢和提取特 定數(shù)據(jù)。例如，一些行鍵結(jié)合了與過(guò)程控制數(shù)據(jù)被記錄的時(shí)間相對(duì)應(yīng)的時(shí)間戳（或其部 分）。每個(gè)列族包括大數(shù)據(jù)規(guī)劃使用過(guò)程控制數(shù)據(jù)屬性創(chuàng)建的一個(gè)或多個(gè)列限定符。大數(shù) 據(jù)規(guī)劃基于對(duì)應(yīng)的行鍵和列限定符存儲(chǔ)有關(guān)的測(cè)量值或值。一些行鍵可能具有多個(gè)相關(guān)聯(lián) 的測(cè)量值（和多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列族），從而產(chǎn)生三維存儲(chǔ)規(guī)劃。
[0015] 大數(shù)據(jù)規(guī)劃還包括用于周期性創(chuàng)建和存儲(chǔ)與底層存儲(chǔ)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的"快照"數(shù)據(jù) 的技術(shù)。例如，對(duì)于消逝的每分鐘，大數(shù)據(jù)規(guī)劃可以計(jì)算和存儲(chǔ)具有該分鐘內(nèi)的時(shí)間戳的底 層數(shù)據(jù)的最小值、最大值、中值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。因此大數(shù)據(jù)規(guī)劃使得用戶能夠訪問(wèn)指定的時(shí)間 段上（例如每小時(shí)、每周、每月）的指定的數(shù)據(jù)（例如指定的過(guò)程變量）。大數(shù)據(jù)規(guī)劃然后 在接口中將該數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給用戶以有效地和有力地評(píng)估快照數(shù)據(jù)和執(zhí)行希望的數(shù)據(jù)分析。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是用于過(guò)程工廠或過(guò)程控制系統(tǒng)的示例性大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的方框圖；
[0017] 圖2是示出了圖1的過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中包含的提供商節(jié)點(diǎn)的示例性配置 的方框圖；
[0018] 圖3是示出了設(shè)施數(shù)據(jù)接收器在圖1的過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)設(shè)施處存儲(chǔ)或歷史化 數(shù)據(jù)的示例性使用的方框圖；
[0019] 圖4是示出了設(shè)施請(qǐng)求伺服器訪問(wèn)存儲(chǔ)在圖1的過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)設(shè)施處的歷 史化的數(shù)據(jù)的示例性使用的方框圖；
[0020] 圖5A是用于組織和存儲(chǔ)大數(shù)據(jù)的示例性表格；
[0021] 圖5B是用于組織和存儲(chǔ)大數(shù)據(jù)的示例性表格的示例性結(jié)構(gòu)；
[0022] 圖5C是配置來(lái)根據(jù)大數(shù)據(jù)規(guī)劃進(jìn)行存儲(chǔ)的示例性大數(shù)據(jù)記錄；
[0023] 圖f5D是用于在大數(shù)據(jù)規(guī)劃中存儲(chǔ)"快照"數(shù)據(jù)的示例性結(jié)構(gòu)；
[0024] 圖6示出了與提取和訪問(wèn)過(guò)程控制數(shù)據(jù)快照相關(guān)聯(lián)的示例性用戶接口；
[0025] 圖7是示出了用于大數(shù)據(jù)的組織技術(shù)的方框圖；
[0026] 圖8是使用行鍵（rowkey)存儲(chǔ)大數(shù)據(jù)的示例性方法的流程圖；
[0027] 圖9是用于存儲(chǔ)來(lái)自多個(gè)數(shù)據(jù)記錄的過(guò)程控制數(shù)據(jù)的示例性方法的流程圖；以及
[0028] 圖10是用于提取來(lái)自多個(gè)數(shù)據(jù)記錄的過(guò)程控制數(shù)據(jù)并且根據(jù)這些數(shù)據(jù)執(zhí)行計(jì)算 的示例性方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 圖1是在過(guò)程工廠或過(guò)程控制系統(tǒng)10中或者與過(guò)程工廠或過(guò)程控制系統(tǒng)10相關(guān) 聯(lián)的示例性大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)100的方框圖。示例性過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)100包括過(guò)程控制 系統(tǒng)大數(shù)據(jù)裝置或設(shè)施102、過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)骨干網(wǎng)105和多個(gè)可通信地連接到 骨干網(wǎng)105的節(jié)點(diǎn)108。多個(gè)節(jié)點(diǎn)108可以采集并高速緩存與過(guò)程有關(guān)的數(shù)據(jù)、與工廠有關(guān) 的數(shù)據(jù)以及其他類型的數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)骨干網(wǎng)105可以將該數(shù)據(jù)傳遞到過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)裝 置或設(shè)施102以長(zhǎng)期存儲(chǔ)（例如"歷史化"）和處理。在一種實(shí)現(xiàn)中，至少一些數(shù)據(jù)可以在 網(wǎng)絡(luò)100的節(jié)點(diǎn)之間傳遞，例如以實(shí)時(shí)控制過(guò)程。
[0030] 過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)100可以采集并存儲(chǔ)與過(guò)程控制系統(tǒng)10有關(guān)的任何類 型的數(shù)據(jù)。例如，過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)1〇〇采集并存儲(chǔ)實(shí)時(shí)過(guò)程數(shù)據(jù)，例如在過(guò)程工廠 10中的過(guò)程被控制時(shí)產(chǎn)生的連續(xù)、批、測(cè)量和事件數(shù)據(jù)（以及在某些情況下，指示過(guò)程的實(shí) 時(shí)運(yùn)行的效果的數(shù)據(jù)）。還可以采集和存儲(chǔ)過(guò)程定義、安排或設(shè)置數(shù)據(jù)，例如配置數(shù)據(jù)和/ 或批處理數(shù)據(jù)以及與過(guò)程診斷的配置、運(yùn)行和結(jié)果相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。當(dāng)前，還可以采集和存儲(chǔ) 其他類型的過(guò)程數(shù)據(jù)。
[0031] 此外，過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)100可以采集并存儲(chǔ)骨干網(wǎng)105以及過(guò)程工廠10 的各種其他通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)高速通道業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)。進(jìn)一步的，過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù) 據(jù)網(wǎng)絡(luò)100可以采集和存儲(chǔ)與用戶相關(guān)的數(shù)據(jù)，如與用戶業(yè)務(wù)、登陸嘗試、查詢和指令有關(guān) 的數(shù)據(jù)，以及文本數(shù)據(jù)（例如日志、操作規(guī)程、手冊(cè)，等等）、空間數(shù)據(jù)（例如基于位置的數(shù) 據(jù)）和多媒體數(shù)據(jù)（例如閉路電視、視頻剪輯等等）。
[0032] 此外，過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)100可以采集并存儲(chǔ)與過(guò)程工廠10(例如與過(guò)程 工廠10中包括的物理設(shè)備，如機(jī)器和設(shè)備）有關(guān)、但是不是由對(duì)過(guò)程進(jìn)行直接配置、控制或 診斷的應(yīng)用所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。例如，過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)100可以采集和存儲(chǔ)振動(dòng)數(shù)據(jù)、 疏水閥（Steam trap)數(shù)據(jù)、指示與工廠安全相對(duì)應(yīng)的參數(shù)的值的數(shù)據(jù)（例如腐蝕數(shù)據(jù)、瓦 斯檢查數(shù)據(jù)等等），和/或指示與工廠安全相對(duì)應(yīng)的時(shí)間的數(shù)據(jù)。在一些情況下，過(guò)程控制 系統(tǒng)大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)100可以采集和存儲(chǔ)與機(jī)器健康情況、工廠裝置和/或設(shè)備相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。 例如，可以采集裝置數(shù)據(jù)（例如基于振動(dòng)數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)確定的栗健康情況數(shù)據(jù)）。在一 些情況下，過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)100可以采集和存儲(chǔ)與裝置、機(jī)器和/或設(shè)備診斷的配 置、運(yùn)行和結(jié)果相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。
[0033] 此外，過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)100可以采集和存儲(chǔ)由過(guò)程工廠10外部的實(shí)體產(chǎn) 生或者發(fā)送給過(guò)程工廠10外部的實(shí)體的數(shù)據(jù)，如與原材料的成本有關(guān)的數(shù)據(jù)、零件或裝置 的預(yù)期到達(dá)時(shí)間、天氣數(shù)據(jù)以及其他外部數(shù)據(jù)。如果希望，可通信地連接到網(wǎng)絡(luò)骨干網(wǎng)105 的所有節(jié)點(diǎn)108產(chǎn)生、接收或觀測(cè)到的所有數(shù)據(jù)都可以被采集并且使得存儲(chǔ)在過(guò)程控制系 統(tǒng)大數(shù)據(jù)設(shè)施102處。
[0034] 如圖1中所示，過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)100包括過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)工作室 (studio) 109,其被配置為提供到過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)100的主要接口以用于配置和 數(shù)據(jù)瀏覽，例如用戶接口或者供其他應(yīng)用所使用的接口。過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)工作室109 可以經(jīng)由過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)105連接到大數(shù)據(jù)設(shè)施102,或者可以直接連接到過(guò) 程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)設(shè)施102。
[0035]討稈棹制大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)
[0036] 如圖1中所示，過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)100的多個(gè)節(jié)點(diǎn)108可以包括若干個(gè)不 同組的節(jié)點(diǎn)11〇、112、115。第一組節(jié)點(diǎn)110,這里稱為"提供商節(jié)點(diǎn)110"或者"提供商設(shè)備 110"，可以包括一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)或設(shè)備，其產(chǎn)生、路由和/或接收過(guò)程控制數(shù)據(jù)以使得過(guò)程 能夠在過(guò)程工廠環(huán)境10中被實(shí)時(shí)控制。提供商設(shè)備或節(jié)點(diǎn)110的實(shí)例可以包括主要功能是 用于產(chǎn)生過(guò)程控制數(shù)據(jù)和/或?qū)^(guò)程控制數(shù)據(jù)進(jìn)行操作以控制過(guò)程的設(shè)備，例如有線和無(wú) 線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、控制器或者輸入/輸出（I/O設(shè)備）。提供商設(shè)備110的其他實(shí)例可以包括主 要功能是提供對(duì)過(guò)程控制系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)（過(guò)程控制大網(wǎng)絡(luò)100是其中一個(gè)） 的訪問(wèn)或者通過(guò)過(guò)程控制系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)（過(guò)程控制大網(wǎng)絡(luò)100是其中一個(gè)） 進(jìn)行路由的設(shè)備，例如接入點(diǎn)、路由器、到有線控制總線的接口、到無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)、到 外部網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)以及其他這種路由和組網(wǎng)設(shè)備。提供商設(shè)備110的又一些實(shí)例可以 包括主要功能是臨時(shí)存儲(chǔ)整個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)10中累計(jì)的過(guò)程數(shù)據(jù)和其他有關(guān)數(shù)據(jù)，并且 使得發(fā)送臨時(shí)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以在過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)設(shè)施102處歷史化的設(shè)備。
[0037] 提供商設(shè)備110中的至少一個(gè)可以以直接方式可通信地連接到過(guò)程控制大數(shù)據(jù) 網(wǎng)絡(luò)骨干網(wǎng)105。此外，提供商設(shè)備110中的至少一個(gè)可以經(jīng)由路由器和接入點(diǎn)以及無(wú)線網(wǎng) 關(guān)可通信地連接到骨干網(wǎng)105。例如，無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以經(jīng)由路由器和接入點(diǎn)以及無(wú)線網(wǎng)關(guān) 可通信地連接到骨干網(wǎng)105。典型地，提供商設(shè)備110不具有集成的用戶接口，盡管提供商 設(shè)備110中的一些可能具有例如通過(guò)有線或無(wú)線通信鏈路或者通過(guò)向提供商設(shè)備110的端 口插入用戶接口設(shè)備來(lái)與用戶計(jì)算設(shè)備或用戶接口進(jìn)行通信連接的能力。
[0038] 如圖1中所示，第二組節(jié)點(diǎn)112,這里稱為"用戶接口節(jié)點(diǎn)112"或"用戶接口設(shè)備 112"，可以包括一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)或設(shè)備，每個(gè)具有集成的用戶接口，用戶或操作者可以經(jīng)由 該用戶接口與過(guò)程控制系統(tǒng)或過(guò)程工廠10交互，以執(zhí)行與過(guò)程工廠10有關(guān)的活動(dòng)（例如 配置、查看、監(jiān)控、測(cè)試、分析、診斷、預(yù)訂、計(jì)劃、調(diào)度、注釋和/或其他活動(dòng)）。這些用戶接口 節(jié)點(diǎn)或設(shè)備112的實(shí)例可以包括移動(dòng)或固定計(jì)算設(shè)備、工作站、手持設(shè)備、平板電腦、表面 計(jì)算設(shè)備和任何其他具有處理器、存儲(chǔ)器和集成的用戶接口的計(jì)算設(shè)備。集成的用戶接口 可以包括屏幕、鍵盤(pán)、小鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、按鈕、觸摸屏、觸摸板、生物學(xué)接口、揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)、照 相機(jī)和/或任何其他用戶接口技術(shù)。每個(gè)用戶接口節(jié)點(diǎn)112可以包括一個(gè)或多個(gè)集成的用 戶接口。用戶接口節(jié)點(diǎn)112可以包括到過(guò)程控制大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)骨干網(wǎng)105的直接連接，或者 可以包括到骨干網(wǎng)105的間接連接，例如經(jīng)由接入點(diǎn)或網(wǎng)關(guān)。用戶接口節(jié)點(diǎn)112可以以有 線方式和/或無(wú)線方式可通信地連接到過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)骨干網(wǎng)105。
[0039] 當(dāng)然，過(guò)程控制大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)100的多個(gè)節(jié)點(diǎn)108并不僅僅局限于提供商節(jié)點(diǎn)110 和用戶接口節(jié)點(diǎn)112。多個(gè)節(jié)點(diǎn)108中可以可選地包括一個(gè)或多個(gè)其他類型的節(jié)點(diǎn)115。例 如，過(guò)程工廠10外部的系統(tǒng)（例如實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)或材料管理系統(tǒng)）的節(jié)點(diǎn)可以經(jīng)由直接或間 接連接可通信地連接到骨干網(wǎng)105。節(jié)點(diǎn)或設(shè)備115可以經(jīng)由直接或間接連接可通信地連 接到骨干網(wǎng)105。此外，節(jié)點(diǎn)或設(shè)備115可以經(jīng)由有線或無(wú)線連接可通信地連接到骨干網(wǎng) 105〇
[0040] 過(guò)程控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)100的節(jié)點(diǎn)108中的至少一些可以包括集成的防火墻。 此外，任意數(shù)量的節(jié)點(diǎn)1〇8(例如零個(gè)節(jié)點(diǎn)、一個(gè)節(jié)點(diǎn)或多于一個(gè)節(jié)點(diǎn)）中的每一個(gè)可以包 括相應(yīng)的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備（圖1中用標(biāo)記1表示）以實(shí)時(shí)存儲(chǔ)或高速緩存任務(wù)、測(cè)量值、事 件和其他數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備M x可以包括高密度存儲(chǔ)器存儲(chǔ)技術(shù)，例如固態(tài)驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器、 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、光存儲(chǔ)器、分子存儲(chǔ)器、生物存儲(chǔ)器或者任何其他適當(dāng)?shù)母呙芏却鎯?chǔ)器技術(shù) 以及閃速存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備M x(以及在一些情況下，閃速存儲(chǔ)器）可以被配置為暫時(shí) 存儲(chǔ)或高速緩存由相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)108產(chǎn)生、接收到或以其他方式觀測(cè)到的數(shù)據(jù)。節(jié)