專利名稱：一種處理控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理控制系統(tǒng)(process control system)和用于管理自動化系統(tǒng)(automation system)的方法，特別地，雖然可以用于管理在一個環(huán)境，例如辦公室或工棚，中提供的自動系統(tǒng)，但不限于用于這樣的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以用于把數(shù)據(jù)記入日志、監(jiān)控當(dāng)前狀態(tài)和自動化控制動作。
背景技術(shù)：
以下論述的目的是為了使對本發(fā)明的理解更加容易，但是，應(yīng)當(dāng)理解，該論述并不承認(rèn)或認(rèn)可在本申請的優(yōu)先權(quán)日當(dāng)天或之前，任何所引用材料已被公開、知道或是本領(lǐng)域技術(shù)人員所掌握的部分公知知識。
當(dāng)前，處理控制自動化系統(tǒng)多數(shù)被設(shè)計為由該系統(tǒng)解決整個系統(tǒng)自身存在問題的完整系統(tǒng)。在已知系統(tǒng)中，完整的系統(tǒng)設(shè)計非常典型，并且被下載到諸如可編程邏輯控制器(PLC)的控制設(shè)備中。這樣的控制解決方案不容易允許系統(tǒng)的靈活改變或系統(tǒng)內(nèi)部的動態(tài)交互，例如，由該系統(tǒng)控制的設(shè)備中的任何部分以任意方式被移除或改變。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一個用于外部環(huán)境的處理控制系統(tǒng)，其包括控制裝置以及多個與其相連的設(shè)備，其特征在于，這些設(shè)備被提供于一個或多個子環(huán)境中，并具有與關(guān)聯(lián)觸發(fā)條件相鏈接的控制動作，所述控制裝置可以被操作以根據(jù)這些設(shè)備的關(guān)聯(lián)控制動作來控制這些設(shè)備，進(jìn)一步地，其特征在于，這些環(huán)境以及位于所述環(huán)境內(nèi)的設(shè)備被層次化地組織，并且每個設(shè)備具有用于一個關(guān)聯(lián)環(huán)境的關(guān)聯(lián)的、唯一的、層次化的標(biāo)識，該控制裝置可以被操作以依據(jù)所述關(guān)聯(lián)的層次化標(biāo)識來生成用于一個設(shè)備的控制動作。
優(yōu)選地，該控制裝置可以被操作以依據(jù)與所述設(shè)備關(guān)聯(lián)的環(huán)境來生成用于一個設(shè)備的層次化標(biāo)識，并監(jiān)控所述設(shè)備所在的環(huán)境以便如果在環(huán)境中檢測到一個改變，該控制裝置可以被操作來生成一個被更新的層次化標(biāo)識以響應(yīng)被檢測到的改變，并生成任何相關(guān)聯(lián)的控制動作。
優(yōu)選地，所述系統(tǒng)包括一個可視化的顯示裝置，其中，該控制裝置可以被操作以在該顯示裝置上顯示所述層次。
優(yōu)選地，該控制裝置可以被操作以使用所述層次化標(biāo)識來定義多個設(shè)備與任何關(guān)聯(lián)觸發(fā)條件、特性(properties)或控制動作之間的依賴關(guān)系(dependencies)。
優(yōu)選地，這些設(shè)備中的一個或多個是一系統(tǒng)的用戶，并且該控制裝置可以被控制以定義用戶與其他多個設(shè)備之間的依賴關(guān)系和/或特性，以及其他多個設(shè)備的特性。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于在一外部環(huán)境中被提供的處理控制系統(tǒng)的控制器，該控制器被安排用于連接至在一個或多個子環(huán)境中被提供的多個設(shè)備，且這些設(shè)備具有與關(guān)聯(lián)觸發(fā)條件相鏈接的控制動作，其特征在于，該控制器可以被操作來進(jìn)行如下處理根據(jù)這些設(shè)備的鏈接控制動作控制這些設(shè)備；以層次化的方式組織環(huán)境及其中的設(shè)備；將一個用于一關(guān)聯(lián)環(huán)境的唯一的、層次化環(huán)境標(biāo)識關(guān)聯(lián)于一設(shè)備；根據(jù)所述關(guān)聯(lián)的層次化標(biāo)識生成用于一個設(shè)備的控制動作。
優(yōu)選地，該控制器可以被進(jìn)一步操作以依據(jù)與一個設(shè)備關(guān)聯(lián)的環(huán)境為該設(shè)備生成所述層次化標(biāo)識，并監(jiān)控該設(shè)備所在的環(huán)境以便如果檢測到環(huán)境有改變，就操作該控制器來生成一個被更新的層次化標(biāo)識以響應(yīng)被檢測到的改變，并生成任何相關(guān)聯(lián)的控制動作。
優(yōu)選地，該控制器包括一個可視化顯示裝置，其中，該控制器可以被操作以在該顯示裝置上顯示所述層次。
優(yōu)選地，該控制器可以被操作以使用所述層次化標(biāo)識來定義多個設(shè)備與任何關(guān)聯(lián)觸發(fā)條件、特性或控制動作之間的依賴關(guān)系。
優(yōu)選地，這些設(shè)備中的一個或多個是所述處理控制系統(tǒng)的用戶，該控制器可以被操作以定義用戶與其他多個設(shè)備之間的依賴關(guān)系，以及其他多個設(shè)備的特性。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于使在一外部環(huán)境中被提供的處理控制系統(tǒng)自動化的方法，其被安排用于連接至在一個或多個子環(huán)境中的多個設(shè)備，且這些設(shè)備具有與關(guān)聯(lián)觸發(fā)條件相鏈接的控制動作，其特征在于，該方法包括如下步驟根據(jù)這些設(shè)備的鏈接控制動作控制這些設(shè)備；以層次化的方式組織環(huán)境和其中的設(shè)備；將一個用于一關(guān)聯(lián)環(huán)境的唯一的、層次化環(huán)境標(biāo)識與一個設(shè)備關(guān)聯(lián)起來；根據(jù)所述關(guān)聯(lián)的層次化標(biāo)識生成用于一個設(shè)備的控制動作。
優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括如下步驟根據(jù)與一個設(shè)備關(guān)聯(lián)的環(huán)境生成用于該設(shè)備的所述層次化標(biāo)識；并監(jiān)控該設(shè)備所在的環(huán)境以便如果檢測到環(huán)境的改變，則生成一個被更新的層次化標(biāo)識以響應(yīng)被檢測到的改變，并生成任何相關(guān)聯(lián)的控制動作。
優(yōu)選地，該方法包括將所述層次顯示于一顯示裝置的步驟。
優(yōu)選地，該方法包括使用所述層次化標(biāo)識定義多個設(shè)備與任何關(guān)聯(lián)觸發(fā)條件、特性或控制動作之間的依賴關(guān)系的步驟。
優(yōu)選地，這些設(shè)備中的一個或多個是所述處理控制系統(tǒng)的用戶，并且該方法包括定義用戶與其他多個設(shè)備之間的依賴關(guān)系和/或特性，以及其他多個設(shè)備的特性的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種在外部環(huán)境中被提供的處理控制系統(tǒng)，其包括控制裝置和與其相連的多個設(shè)備，其特征在于，在一個或多個子環(huán)境中提供這些設(shè)備，并且環(huán)境和位于其中的設(shè)備被層次化地組織，每個設(shè)備具有一個用于一關(guān)聯(lián)環(huán)境的關(guān)聯(lián)的、唯一的、層次化的標(biāo)識，其中，這些設(shè)備中的一個或多個是一系統(tǒng)的用戶，并且所述控制裝置可以被操作以定義用戶與其他多個設(shè)備之間的依賴關(guān)系和/或特性。
優(yōu)選地，設(shè)備特性包括許可(permissions)、控制及特征(features)，且通過用戶與設(shè)備間被定義的依賴關(guān)系來定義對每個已鏈接用戶可用的特性，所述控制裝置可以被操作。
優(yōu)選地，這些特性包括控制和/或訪問所述關(guān)聯(lián)設(shè)備的權(quán)限。
優(yōu)選地，該控制裝置可以被操作以確定一個設(shè)備是否被增加到該系統(tǒng)或者被從該系統(tǒng)中被移除，并通過關(guān)聯(lián)相關(guān)標(biāo)識來重新定義用戶與該被增加或移除設(shè)備之間的依賴關(guān)系。
優(yōu)選地，該控制裝置可以被操作來生成與用戶之間的一個通信以響應(yīng)所檢測到的設(shè)備增加或移除操作。
優(yōu)選地，該控制裝置可以被操作以導(dǎo)入和導(dǎo)出與所連接的設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，該控制裝置包括顯示裝置，且該控制裝置可以被操作以在該顯示裝置上顯示所述特性。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于在一外部環(huán)境中被提供的處理控制系統(tǒng)的控制器，其具有與其相連的多個設(shè)備，且在一個或多個子環(huán)境中提供這些設(shè)備，其特征在于該控制器可以被操作來層次化地組織環(huán)境和其中的設(shè)備，并為一關(guān)聯(lián)環(huán)境將一個唯一的層次化環(huán)境標(biāo)識與每個設(shè)備關(guān)聯(lián)起來，其中，這些設(shè)備中的一個或多個是一系統(tǒng)的用戶，且該控制器可以被操作以定義用戶與其他多個設(shè)備之間的依賴關(guān)系和/或特性，以及其他多個設(shè)備的特性。
優(yōu)選地，所述設(shè)備的特性包括許可、控制及特征，通過用戶與設(shè)備間被定義的依賴關(guān)系來定義對每個已鏈接用戶可用的特性，該控制器可以被操作。
優(yōu)選地，這些特性包括控制和/或訪問所述關(guān)聯(lián)設(shè)備的權(quán)限。
優(yōu)選地，該控制裝置可以被操作以確定一個設(shè)備是否被增加到系統(tǒng)中或者被從系統(tǒng)中移除，并通過關(guān)聯(lián)相關(guān)標(biāo)識來重新定義用戶與被增加或移除設(shè)備之間的依賴關(guān)系。
優(yōu)選地，該控制裝置可以被操作來生成與用戶之間的一個通信以響應(yīng)所檢測到的設(shè)備增加或移除操作。
優(yōu)選地，該控制器可以被操作以導(dǎo)入和導(dǎo)出與所連接設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，該控制器包括顯示裝置，該控制裝置可以被操作以在該顯示裝置上顯示所述特性。
根據(jù)本發(fā)明的最后一個方面，提供了一種用于使在一外部環(huán)境中被提供的處理控制系統(tǒng)自動化的方法，其具有與其相連的多個設(shè)備，且這些設(shè)備在一個或多個子環(huán)境中被提供，其特征在于，該方法包括如下步驟層次化地組織環(huán)境和其中的設(shè)備；并為一關(guān)聯(lián)環(huán)境將一個唯一的層次化環(huán)境標(biāo)識與每個用戶關(guān)聯(lián)起來；其中，這些設(shè)備中的一個或多個是一系統(tǒng)的用戶，該方法還進(jìn)一步包括定義用戶與其他多個設(shè)備之間的依賴關(guān)系和/或特性，以及其他多個設(shè)備的特性的步驟。
優(yōu)選地，該方法包括定義所述設(shè)備特性，其中包括許可、控制及特征，且該方法包括通過用戶與設(shè)備之間被定義的依賴關(guān)系來定義對每個已鏈接用戶可用的特性的步驟。
優(yōu)選地，所述特性包括控制和/或接入所述關(guān)聯(lián)設(shè)備的權(quán)限。
優(yōu)選地，所述方法包括步驟確定一個設(shè)備是否被增加到該系統(tǒng)中或者被從該系統(tǒng)中移除，并通過關(guān)聯(lián)相關(guān)標(biāo)識重新定義用戶與該被增加或移除設(shè)備之間的依賴關(guān)系。
優(yōu)選地，所述方法包括生成與用戶之間的一個通信以響應(yīng)所檢測到的設(shè)備增加或移除操作的步驟。
優(yōu)選地，所述方法包括導(dǎo)入和導(dǎo)出與所連接設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)的步驟。
優(yōu)選地，所述方法包括在顯示裝置上顯示所述特性的步驟。
優(yōu)選地，該設(shè)備是一個人或一個無生命的設(shè)備(inanimate device)。
這樣，本發(fā)明提供了一種處理控制系統(tǒng)、一種控制器和一種使得處理控制系統(tǒng)自動化的方法，其被動態(tài)地使用，并使得在處理控制和自動化技術(shù)方面比現(xiàn)有可能的方法更加靈活和容易地被管理。通過處理控制系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)的層次化組織，管理者可以組織和構(gòu)造一個可以被控制的、可以記錄日志和可以被監(jiān)控的層次化自動環(huán)境，該環(huán)境包含(多個)設(shè)備，或者可以采用手動或動態(tài)地增加、移除、重新安排和重新配置設(shè)備。
這與許多已知的處理控制系統(tǒng)形成對比，這些已知處理控制系統(tǒng)將控制系統(tǒng)看作需要被解決的、定義一組控制公式的設(shè)備之間的固定聯(lián)系。
可以看出，本發(fā)明提出的系統(tǒng)允許多用戶采用一種增加效用以及使人不必然參與以擁有并控制其自動化設(shè)備的方式來共享設(shè)備和數(shù)據(jù)的使用。本發(fā)明提出的方案具有較小的復(fù)雜度和較低的費用，且增加自動化系統(tǒng)的效用，通過共享設(shè)備和數(shù)據(jù)的方式降低編程和實現(xiàn)的費用，并改善人們間的知識的交流和傳播。


現(xiàn)在僅通過示例的方式，參照附圖來描述本發(fā)明圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一個處理控制系統(tǒng)的示意圖；以及圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個方面，具有自動處理控制系統(tǒng)的水產(chǎn)業(yè)環(huán)境的一個例子的示意圖，在該系統(tǒng)內(nèi)提供多個設(shè)備。
具體實施例方式
本發(fā)明所提供的是一個管理一處理控制系統(tǒng)的可選擇的方法，該方法允許以更加靈活和復(fù)雜的方式用于更加靈活的改變，同時又更加適合人們思考其所面臨的自動化問題的方式。
在廣義的范圍內(nèi)，本發(fā)明涉及一個在外部環(huán)境(合適的話，還包括子環(huán)境)中被提供的處理控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)中包括多個提供多種功能的不同設(shè)備。
圖1描述了處理控制系統(tǒng)100的一個例子，處理控制系統(tǒng)100包括一個控制器101，例如一個計算機(jī)或其他合適的可編程控制器，以及處理控制裝置(process control equipment)103。該處理控制裝置103包括可能的諸如傳感器、傳動裝置(actuator)及換能器(transducer)等外圍設(shè)備104，其響應(yīng)來自控制器101的信號而操作，同時也可以被操作以根據(jù)其功能以合適的方式向該控制器101提供數(shù)據(jù)。以這種方式，該控制器101可以被操作來按照需求控制、操作和響應(yīng)設(shè)備104從而提供一個自動化系統(tǒng)。這些設(shè)備104可以具有與設(shè)備相鏈接的觸發(fā)條件，這些條件在被激活時，根據(jù)預(yù)設(shè)的控制動作使設(shè)備104發(fā)揮其功能。這些外圍設(shè)備104以任何合適的方式連接于該控制器101，例如通過已知的網(wǎng)絡(luò)無線協(xié)議、互聯(lián)網(wǎng)或以太網(wǎng)。
用于處理自動化的處理控制應(yīng)用是已知的，這樣，除了與本發(fā)明相關(guān)的內(nèi)容而外，其余的就不必在這里做任何更詳細(xì)的描述。
這些設(shè)備104位于所需要的外部環(huán)境中，并且可以被操作與所述控制器101以任何合適的方式通信。
典型地，將該控制器101連接于諸如鍵盤105、可視化顯示器106等用戶接口，該用戶接口還具有，例如觸摸屏。該控制器101還包括一處理器107以及存儲器108(包括一個或多個數(shù)據(jù)庫109)，這些裝置對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講是公知的。該控制器101被編程以允許所述處理控制系統(tǒng)100可以按照將在后面詳細(xì)描述的那樣被操作。
在所述處理控制系統(tǒng)100內(nèi)，在其內(nèi)被提供的環(huán)境及設(shè)備104被以層次化的方式組織起來，以協(xié)助管理者管理和配置作為處理控制系統(tǒng)的設(shè)備，以使其發(fā)揮靈活和有用的控制功能。實際上，這是在控制器101中實現(xiàn)的，這些內(nèi)容將在下面作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
依賴于所預(yù)訂的其他設(shè)備及其觸發(fā)條件，這些設(shè)備104可以具有控制動作?？刂苿幼饕部梢砸蕾囉谠O(shè)備104所處的環(huán)境。
每個設(shè)備104按照其環(huán)境及子環(huán)境具有定義設(shè)備的相應(yīng)的層次化的標(biāo)識。該層次化的標(biāo)識被生成并存儲于控制器101，并通過定義設(shè)備與其觸發(fā)條件之間的依賴關(guān)系允許包括一個或多個設(shè)備的控制序列被建立。在環(huán)境(以及相應(yīng)地其標(biāo)識)內(nèi)的改變可以觸發(fā)動作和/或一個動作序列在控制器101的控制下被初始化。在控制動作進(jìn)行當(dāng)中，其具有的有關(guān)設(shè)備類型、操作參數(shù)和特性的信息可以被鏈接至層次化信息并被存儲于該控制器101內(nèi)。用于一個設(shè)備的配置數(shù)據(jù)可以包括環(huán)境或設(shè)備的位置、圖示表示(pictorial representation)、校正參數(shù)(calibration parameters)、控制序列、觸發(fā)門限和對其他設(shè)備的依賴。這樣的例子包括設(shè)備的圖片或用于被讀取(，如果是傳感器的話)或被激活(，如果是轉(zhuǎn)發(fā)器的話，)的操作和校正的參數(shù)。
每個設(shè)備104可以是一個物理設(shè)備，諸如傳感器、開關(guān)或閥(valve)，或者可以是采用部分計算方法被建模并在控制器101中被實現(xiàn)的虛擬設(shè)備。這樣的虛擬設(shè)備提供了極大增加的靈活性。例如，它們可以代表通過觸摸屏上的圖片被激活的開關(guān)，或者提供時延或計時功能。它們可以在設(shè)備的操作或評估被初始化之前，指示條件的邏輯集合(或者由設(shè)備觸發(fā)條件和其他設(shè)備上的依賴關(guān)系，或者由計算機(jī)邏輯程序狀態(tài)定義)的依賴關(guān)系。它們也可以用于測試目的臨時地代替實際設(shè)備。這樣的虛擬設(shè)備可以作為真實設(shè)備以層次化的方式組織于系統(tǒng)和環(huán)境中。
設(shè)備還可以是人、動物或任何其他對象，以及可以被相應(yīng)地解釋的術(shù)語，設(shè)備還可以被看作其他設(shè)備的環(huán)境。
如上所述，設(shè)備104被關(guān)聯(lián)于層次化組織的環(huán)境。每個環(huán)境可以將該環(huán)境的圖像或圖片表示，以及空間分離(spatial separation)、拓?fù)浣M織和相對于其他環(huán)境的地理位置以層次化的方式存儲起來。當(dāng)這些信息可以相對于其他環(huán)境和設(shè)備104的時候，還可以采用地理坐標(biāo)(geographicalcoordinates)將其絕對地確定。
可替換地，前述層次化組織的設(shè)備104和它們的控制信息可以被其他傳統(tǒng)裝置來定義，例如通過訪問包括基本上包含同樣信息的分離的數(shù)據(jù)庫。
更進(jìn)一步，設(shè)備104的多個層次之間的關(guān)系可以手動或動態(tài)地改變，這本身可以觸發(fā)自動化動作或新的自動化序列。
處理控制系統(tǒng)100還可以包含設(shè)備104的已有狀態(tài)的一個“日志記錄”歷史，并且也可以允許監(jiān)控該系統(tǒng)的現(xiàn)有狀態(tài)。
參考上述內(nèi)容，現(xiàn)在來描述普通特性(general features)的特例以進(jìn)一步描述本發(fā)明。在這個描述于圖2的例子中，提供了一個處理控制系統(tǒng)1，該處理控制系統(tǒng)1處于一個水產(chǎn)作業(yè)(aquaculture operation)(Acme漁業(yè)公司)之中，該水產(chǎn)作業(yè)包括在其一地產(chǎn)上的一個辦公樓2和生產(chǎn)工棚(production shed)3。生產(chǎn)工棚3包括6個儲水池4、5，其中孵化池4用于孵化魚、養(yǎng)殖池5用于養(yǎng)殖魚。為清楚起見，僅在圖2中示出兩個儲水池，每個儲水池包括多個諸如氧氣泵(oxygen pump)的設(shè)備6，其包括泵內(nèi)的一個水流傳感器(flow sensor)、一個氧氣傳感器(oxygensensor)、一個溫度傳感器、一個PH值傳感器。儲水池4和5通過閥9相連接，該閥允許魚在兩個水池之間穿行。在閥9的每個出口附近有一個RFID發(fā)射器(圖中未示出)，其可以檢測魚通過的情形，并識別該魚以及確定此時該魚的位置。所述工棚3還包括諸如4個安全傳感器、4盞燈和7個安全照相機(jī)的設(shè)備6，所有這些傳感器、泵、燈及照相機(jī)等組成設(shè)備6，并均被連接至控制器7以恰當(dāng)?shù)姆绞絹戆l(fā)送和接收信號。圖2中，為清楚起見，僅描述了一定數(shù)量的設(shè)備6。
辦公室2被分為前辦公室2a和后辦公室2b。辦公室2a和2b都有一個燈和一個安全傳感器，而前辦公室還包括一個照相機(jī)。這些燈、安全傳感器和照相機(jī)也是本發(fā)明所述的設(shè)備6。
通過一定數(shù)量的層次化組織起來的環(huán)境以及連接于所述環(huán)境的設(shè)備來描述本發(fā)明。
環(huán)境Acme(漁場)設(shè)備所有Acme所擁有的或其地產(chǎn)上的設(shè)備。
環(huán)境地產(chǎn)1(Acme的子環(huán)境)環(huán)境標(biāo)識為Acme地產(chǎn)1設(shè)備4個安全傳感器、4盞燈、7個照相機(jī)、6個氧傳感器、6個溫度傳感器、5個RFID發(fā)射器、6個魚閥、6個PH值傳感器、6個氧氣泵、6個水流傳感器環(huán)境辦公樓(地產(chǎn)1的子環(huán)境)環(huán)境標(biāo)識為Acme地產(chǎn)1辦公室設(shè)備2個安全傳感器、1個照相機(jī)、2盞燈環(huán)境辦公室前部(辦公樓的子環(huán)境)環(huán)境標(biāo)識為Acme地產(chǎn)1辦公室前部設(shè)備照相機(jī)、燈、安全傳感器其中每個設(shè)備被唯一地標(biāo)識，例如由其名稱和層次化環(huán)境。
環(huán)境辦公室后部(辦公樓的子環(huán)境)環(huán)境標(biāo)識為Acme地產(chǎn)1辦公室后部設(shè)備燈、安全傳感器環(huán)境(生產(chǎn))工棚(地產(chǎn)1的子環(huán)境)環(huán)境標(biāo)識為Acme地產(chǎn)1工棚設(shè)備燈1、燈2、前安全傳感器、后安全傳感器環(huán)境孵化池(工棚的子環(huán)境)環(huán)境標(biāo)識為Acme地產(chǎn)1工棚孵化池設(shè)備燈、照相機(jī)、氧傳感器、溫度傳感器、PH值傳感器、氧氣泵、水流傳感器、魚閥、照相機(jī)環(huán)境生長池1(工棚的子環(huán)境)環(huán)境標(biāo)識為Acme地產(chǎn)1生長池1設(shè)備燈、氧傳感器、溫度傳感器、PH值傳感器、氧氣泵、水流傳感器、RFID發(fā)射器、照相機(jī)可以針對余下的4個生長池重復(fù)上述最后一個例子。
可以看出，每個設(shè)備被其名稱和其環(huán)境的層次唯一地描述。
對于水流傳感器，它們可以被邏輯地如圖中所示的那樣連接于儲水池。
優(yōu)選地，由于水流傳感器是泵的一部分，所以其可以被看作泵環(huán)境中的設(shè)備，即泵的設(shè)備是可以連接其他設(shè)備的環(huán)境。在此情形中，環(huán)境可以定義為Acme地產(chǎn)1工棚生長池1氧氣泵且設(shè)備是水流傳感器。
這樣的一個層次化方案可以達(dá)到所需的任意深度。
額外地，如果每條魚被安裝一個RFID標(biāo)簽，那么該魚便可以被看作為一個環(huán)境，該環(huán)境自身包含一個具有唯一序列號的設(shè)備(RFID標(biāo)簽)。在這種情形中，環(huán)境可以是鮭魚RFID標(biāo)簽設(shè)備(#000100)，其中#000100是RFID標(biāo)簽的系列號。如果已知其處于生長池1環(huán)境就是Acme地產(chǎn)1工棚生長池1鮭魚RFID標(biāo)簽RFID為#000100的設(shè)備。
為方便計，如果假設(shè)RFID標(biāo)簽代表一條具有RFID標(biāo)簽的魚，那么(為方便計)可選擇地將環(huán)境截短為Acme地產(chǎn)1工棚擁有RFID標(biāo)簽為#000100的設(shè)備的生長池1。
系統(tǒng)1可以基于處理控制系統(tǒng)1內(nèi)的、可以附加于各設(shè)備6和/或各環(huán)境(或通過另外的可編程控制方案)實現(xiàn)水產(chǎn)架構(gòu)(aquaculture setup)的靈活控制。
例如，為響應(yīng)控制方法而魚閥開啟且魚在儲水池之間游動以響應(yīng)魚閥開啟時，可以通過分析由照相機(jī)拍攝的圖片及所確定的魚的位置，估計魚的尺寸和重量。
在檢測到位置改變時，它們的環(huán)境可以動態(tài)地改變。例如如果RFID標(biāo)簽為#000100的鮭魚游到生長池1了，在游動過程中，該移動被位于第一儲水池入口的RDID傳感器檢測到，那么，處理控制系統(tǒng)1就知道該鮭魚進(jìn)入了一個新的環(huán)境。
一個具有新環(huán)境，以及相應(yīng)的新環(huán)境標(biāo)簽，的設(shè)備的動態(tài)關(guān)聯(lián)可以作為某個特定控制系統(tǒng)改變的觸發(fā)。例如，針對魚而言，一個不同的喂食循環(huán)可以被觸發(fā)。足夠數(shù)量的魚穿過閥的運(yùn)動可以將回饋門限復(fù)位到較低的數(shù)值，并復(fù)位計數(shù)器，以基于持續(xù)時間或?qū)︳~尺寸的估計持續(xù)增加喂食。
所述環(huán)境層次化標(biāo)識可以被用于定義設(shè)備與關(guān)聯(lián)觸發(fā)條件之間的關(guān)系，即依賴關(guān)系，以使得處理控制系統(tǒng)1可以引起設(shè)備進(jìn)行操作以響應(yīng)其他設(shè)備中的改變，例如，參照上面的描述，在某條魚(第一設(shè)備)從一個環(huán)境游到另一個環(huán)境，則該魚就具有一個改變了的環(huán)境標(biāo)識，該標(biāo)識可被處理控制系統(tǒng)1(特別是控制器7)來確定該改變是否觸發(fā)一自動喂食設(shè)備(控制系統(tǒng)1的另一個設(shè)備)根據(jù)一預(yù)設(shè)的喂食周期相應(yīng)地操作。
而且，可以將GPS坐標(biāo)在層次中附加于設(shè)備和/或環(huán)境。這些GPS坐標(biāo)(對于固定的環(huán)境或設(shè)備)可以是靜態(tài)的，或作為連接于系統(tǒng)的或一個環(huán)境(例如，一個移動車輛)內(nèi)的或另一個設(shè)備的GPS設(shè)備的輸出時是動態(tài)的。該GPS設(shè)備可以被當(dāng)作系統(tǒng)中的任何其他設(shè)備一樣對待。
很容易理解，在該例中，本發(fā)明提供了一個優(yōu)于通常用于PLC及其他控制設(shè)備的現(xiàn)有方法的靈活方法，而且，還可以理解，這樣的層次化控制方法使人們更加容易去管理，因為其與人們對環(huán)境中設(shè)備的思考方式有關(guān)，而這些設(shè)備被附加到可以連接到地理坐標(biāo)的邏輯組織環(huán)境中。
進(jìn)一步地，很容易理解，所描述的本發(fā)明可以被抽象地應(yīng)用于許多其他傳統(tǒng)工業(yè)控制場景，例如生產(chǎn)線，而且還可以用于許多現(xiàn)在沒有實現(xiàn)自動化的應(yīng)用。例如，魚被作為設(shè)備而賦予了一個RFID標(biāo)簽，同樣，一個人可以是具有諸如所攜帶的移動電話或計算機(jī)的環(huán)境。
在本發(fā)明的另一個實施例中，處理控制系統(tǒng)可以用于聯(lián)系一個人，使得可以有效地管理控制處理中的通信和干涉(intervention)。在一些處理控制系統(tǒng)中，因為多種原因，有必要聯(lián)系到操作者或用戶。
在現(xiàn)有設(shè)備中，在系統(tǒng)內(nèi)存在存放聯(lián)系信息的地方以便在需要時可以聯(lián)系到某人，例如通過移動電話、尋呼機(jī)或電子郵件，來響應(yīng)某個問題或提供信息。例如，可以將一個或多個移動電話號碼存儲起來，使得短信服務(wù)(SMS)消息可以被發(fā)送到第一個電話號碼。如果沒有回應(yīng)，則撥打第二個移動電話，依此類推。
這里就出現(xiàn)了一些問題，第一，不是所有的人都有可用的通信設(shè)備，有時可能在多個用戶間共享這些設(shè)備；第二，不是所有的人都在特定設(shè)備附近，因此可能需要嘗試多個設(shè)備；第三，可能需要通過處理控制系統(tǒng)通知幾個人?？赡苄枰l(fā)出多個聯(lián)系信息，例如通過電子郵件同步發(fā)送給3個人，或者順序地聯(lián)系，例如先聯(lián)系A(chǔ)drew，如果在10分鐘內(nèi)沒有回音(例如使用作為計時器的設(shè)備)，然后聯(lián)系Bruce，而且不是所有的聯(lián)系方式都適合于每個人，例如通過尋呼機(jī)聯(lián)系A(chǔ)ndrew，如果兩分鐘內(nèi)沒有回音，就撥打其家庭固定電話?？梢钥吹剑嬖谠S多種替換方式，而且為了達(dá)到最大的效用，需要一種通用的解決方案來覆蓋所有可能期望的情形。
本發(fā)明可以通過以下方式來實現(xiàn)上面的要求1.將人當(dāng)作(可以手動輸入和輸出響應(yīng)的)設(shè)備來對待，或當(dāng)作用于允許與人通信的通信設(shè)備的環(huán)境；2.將不同通信設(shè)備當(dāng)作層次化的設(shè)備；3.根據(jù)個人位置和設(shè)備動態(tài)改變聯(lián)系方式和指令。
為了描述上一個例子，采用現(xiàn)有實施例的處理控制系統(tǒng)1，假設(shè)水產(chǎn)池的氧化設(shè)備停止工作了，操作者必須被緊急提醒。在一個復(fù)雜的換班工作安排中可能會涉及多個操作者，如果一個不能聯(lián)系上，就必須聯(lián)系第二個或第三個操作者。他們可能具有不同的聯(lián)系方式(例如尋呼機(jī)、移動電話、計算機(jī)(通過電子郵件或即時消息)或固定電話(話音或按鍵音(touchtone))，并且不是所有的操作者都有這樣的設(shè)備。為了增加本實施例的復(fù)雜性，假設(shè)他們共享一個尋呼機(jī)或移動電話，并在換班時進(jìn)行交接。
這樣的信號可以很方便地預(yù)先以層次化的方式存儲于數(shù)據(jù)庫或目錄中以便其可以被導(dǎo)入自動系統(tǒng)，或者預(yù)先以手動方式導(dǎo)入這些信息。舉例來講，可以采用以下方式定義唯一的標(biāo)識環(huán)境標(biāo)識-Acme技術(shù)員地產(chǎn)1Andrew設(shè)備移動電話短信服務(wù)(sms)，移動電話語音，移動電話按鍵音，尋呼機(jī)，計算機(jī)鍵盤、揚(yáng)聲器注意，移動電話本身可以看作SMS的環(huán)境，話音及按鍵音設(shè)備可以由其電話號碼唯一地描述。
環(huán)境標(biāo)識-Acme技術(shù)員地產(chǎn)1Bruce
設(shè)備移動電話短信服務(wù)(sms)，移動電話語音，移動電話按鍵音，尋呼機(jī)，計算機(jī)鍵盤、揚(yáng)聲器環(huán)境標(biāo)識-Acme管理者地產(chǎn)1Colin設(shè)備移動電話短信服務(wù)(sms)，移動電話語音，移動電話按鍵音，尋呼機(jī)，計算機(jī)電子郵件，計算機(jī)鍵盤、揚(yáng)聲器以這種方式，人可以被看作用于設(shè)備(本實施例中的通信設(shè)備)的環(huán)境，每個設(shè)備都已對與之關(guān)聯(lián)的配置和編程響應(yīng)?？梢岳斫?，通過采用具有上述分配的前述方法，對每種類型的設(shè)備進(jìn)行設(shè)置和寫入恰當(dāng)?shù)摹膀?qū)動”，可以以任何用戶需要的方式建立起靈活的控制和響應(yīng)。
例如，A(ndrew)、B(ruce)、C(olin)正在養(yǎng)魚而氧氣泵停止工作，A和B每天有16小時在現(xiàn)場，但沒有人在晚上上班，執(zhí)勤人可以周期地從A、B和C中選擇一個作為第一個夜晚聯(lián)系人來主要負(fù)責(zé)，或者每周改變該第一夜晚聯(lián)系人。但在白天，另外兩人要在現(xiàn)場附近，并應(yīng)首先將問題通知他們。例如，如果A被呼叫(共享尋呼機(jī)，且各成員有同樣的尋呼記錄)，但如果在10分鐘內(nèi)不響應(yīng)該告警，就可以用短信(SMS)方式呼叫B；但基于出現(xiàn)的問題，要向所有人員發(fā)電子郵件?？梢詫⒏婢椒ㄖ芷谛缘厥褂糜谒腥酥校瑫r在試圖聯(lián)系所有三人之后還沒有接收到響應(yīng)，也可以采取其他方法，例如開啟氧氣瓶以阻止魚死亡。
采用上述唯一標(biāo)識，人與地產(chǎn)1環(huán)境關(guān)聯(lián)，這意味著，當(dāng)人在場時不用撥打他們的固定電話，而采用揚(yáng)聲器作為對他們告警的第一方式。優(yōu)選地，通過手動方式(諸如換班或位置的改變)或自動方式(例如通過采用GPS或RFID和人攜帶的合適的傳感器或發(fā)射器)改變環(huán)境關(guān)聯(lián)時，控制器7可以被操作來確定標(biāo)識在何時改變。例如，可以呼叫第二Acme地產(chǎn)(地產(chǎn)2)的固定電話(landline)或家庭固定電話，例如如果A現(xiàn)在在家，那么環(huán)境就是Acme技術(shù)員住處Bruce，設(shè)備就是移動電話短信(sms)，移動電話語音，移動電話按鍵音，尋呼機(jī)，固定電話按鍵音，固定電話語音。
可以相應(yīng)地改變所述控制動作。揚(yáng)聲器設(shè)備不適合于需要聯(lián)系的人不在地產(chǎn)1的現(xiàn)場的情形，但是，固定電話號碼可以作為被控制來聯(lián)系適合的人的確定設(shè)備。
本發(fā)明可以以簡單的方式建立起來，但可能由于部分人員工作的實際需要也可以具有非常靈活的操作。其他靈活性更差的方案可能在錯誤的時間引起不方便或可能導(dǎo)致昂貴的補(bǔ)救行動(例如打開氧氣瓶)，而之后在真的需要的時候會導(dǎo)致更為不便和昂貴費用。采用方便而正確的聯(lián)系類型，不會產(chǎn)生錯誤的觸發(fā)，并且可以在其使用當(dāng)中培養(yǎng)信任，使得每次警報都被嚴(yán)肅地對待，而不會是個“狼來了”的系統(tǒng)。
進(jìn)一步，可以為操作者預(yù)先設(shè)置這樣的控制層，使得通過較為簡單的用戶界面來協(xié)助用戶采用手動方式，或者通過執(zhí)勤者導(dǎo)入的方式，建立通常的、預(yù)定的行為。用戶還可以繼續(xù)在該預(yù)定方案之外配置更復(fù)雜的行為方式。
可以不困難地將本發(fā)明抽象到許多其他通常的情形，例如，所述控制動作可以是人在房子內(nèi)的房間里走動所導(dǎo)致的，且與不同的房間(環(huán)境)相關(guān)聯(lián)，開啟或關(guān)掉諸如燈的設(shè)備。在這樣的實施例中，該人便是在不同環(huán)境里的、位置隨環(huán)境改變的設(shè)備。
在本發(fā)明的進(jìn)一步的實施例中，系統(tǒng)的用戶/管理者采用可視化顯示裝置106來管理和控制該層次。設(shè)備和環(huán)境的圖標(biāo)或圖片可以被顯示于可視化顯示裝置106上，這樣就允許管理者以通常的方式通過點擊顯示于可視化顯示裝置106上的圖標(biāo)或圖片，以圖示化的方式瀏覽所述層次。用戶可以通過點擊顯示于可視化顯示裝置106上的環(huán)境以顯示當(dāng)前級別的環(huán)境和環(huán)境中的設(shè)備104，以及它們以前或當(dāng)前的狀態(tài)。該圖形表示可以給出所有與設(shè)備和環(huán)境關(guān)聯(lián)的特性和操作的入口，該環(huán)境包括動態(tài)設(shè)備和環(huán)境關(guān)聯(lián)及它們的控制動作。
進(jìn)一步地，設(shè)備被連接于有意義的、可審計的和可發(fā)現(xiàn)的標(biāo)簽，并可以連接于它們可能改變的地理坐標(biāo)或位置。該觸發(fā)和控制信息可以被連接于每個唯一標(biāo)識以便所發(fā)生的不同的自動化動作是設(shè)備和環(huán)境關(guān)聯(lián)或位置改變。這以人類的概念簡化了對自動化動作的理解，因為人們更容易將設(shè)備和環(huán)境及它們的位置相關(guān)聯(lián)。通過這樣的簡化，也同時使得自動化操作實現(xiàn)了新級別的復(fù)雜度和混合度(sophistication)。
在本發(fā)明的另一個實施例中，考慮圖2中的用于水產(chǎn)研究的水產(chǎn)操作。研究人員使用生產(chǎn)棚3里的6個儲水池4、5，一個用于孵化魚，五個用于養(yǎng)殖。在不同的儲水池里實施不同的實驗可能會試驗出不同魚類的生長進(jìn)度?？梢栽趦λ?和5上方提供燈光照明以模擬白天周期，該系統(tǒng)采用下述方式描述環(huán)境Acme(魚類研究者)設(shè)備Acme所擁有的或位于其地產(chǎn)的所有設(shè)備。
環(huán)境地產(chǎn)2(Acme的子環(huán)境)環(huán)境標(biāo)識為Acme地產(chǎn)2設(shè)備1個可轉(zhuǎn)動、傾斜和變焦的照相機(jī)、1個空氣溫度傳感器、4盞燈、6個氧氣傳感器、6個水溫傳感器、6個PH值傳感器、6個鹽度傳感器(salinity sensors)、6個氧氣泵、6個水流傳感器及其他可能在地產(chǎn)上的、用于安全或其他控制目的的設(shè)備。
環(huán)境(研究)工棚(地產(chǎn)2的子環(huán)境)環(huán)境標(biāo)識為Acme地產(chǎn)2工棚設(shè)備1個可轉(zhuǎn)動、傾斜和變焦的照相機(jī)、1個空氣溫度傳感器、4盞燈、6個氧氣傳感器、6個水溫傳感器、6個PH值傳感器、6個鹽度傳感器、6個氧氣泵、6個水流傳感器。
環(huán)境孵化池(工棚的子環(huán)境)環(huán)境標(biāo)識為Acme地產(chǎn)2工棚孵化池設(shè)備氧氣傳感器、溫度傳感器、PH值傳感器、6個氧氣泵、6個水流傳感器。
環(huán)境生長池1(工棚的子環(huán)境)環(huán)境標(biāo)識為Acme地產(chǎn)2工棚生長池1設(shè)備燈、氧氣傳感器、水溫傳感器、PH值傳感器、氧氣泵、水流傳感器、RFID發(fā)射器、照相機(jī)。
對于其它4個生長池可以重復(fù)上例?？梢岳斫猓總€設(shè)備被其名稱及其環(huán)境層次所描述。
這樣的層次化方案可以根據(jù)所需達(dá)到任意的深度。
在該實施例中，環(huán)境的層次化組織及其中所提供的設(shè)備可被用于允許多個不同的人訪問設(shè)備(及其產(chǎn)生的任何數(shù)據(jù))以實現(xiàn)控制和自動化的目標(biāo)。該控制和自動化的目標(biāo)包括監(jiān)控，即確定當(dāng)前狀態(tài)或條件，記錄日志(logging)，即確定以前狀態(tài)，以及控制，即自動響應(yīng)以前及當(dāng)前條件。
在此例中，每個設(shè)備由一個人所有，或者在希望時由多個人共有。一個擁有者可以授權(quán)，例如改變設(shè)備特性的權(quán)限以刪除設(shè)備或(在輸入時或包含輸入的設(shè)備時)授權(quán)讀取訪問或(在輸出時或包含輸出的設(shè)備時)寫入訪問，在處理控制系統(tǒng)1的其他功能的協(xié)助下，這可以在控制器7上實現(xiàn)。
一個擁有者可以選擇“廣告”通知其他人該設(shè)備可供使用或選擇隱藏該設(shè)備。權(quán)限可以基于一個個人用戶被管理以或為了方便而以組的形式來管理，或者可以聯(lián)合使用這些方法。
每個用戶的權(quán)限以恰當(dāng)?shù)姆绞疥P(guān)聯(lián)于每個唯一的層次化設(shè)備或環(huán)境標(biāo)識，使得它們可以根據(jù)關(guān)聯(lián)標(biāo)識單獨地列明并被存儲于控制器7中，或者以一種替代方式鏈接于分離的數(shù)據(jù)庫以管理可以接入設(shè)備6的人員。
通過下述方法，處理控制系統(tǒng)1可以被操作來將允許和控制動作鏈接于層次化標(biāo)識以實現(xiàn)設(shè)備的控制和自動化。
考慮多人可能需要通過設(shè)備接入信息的情形。多個研究者A(ndrew)、B(ruce)及C(harlie)在實施實驗，D(onald)是設(shè)備管理者，E(dward)是設(shè)備管理者助理，G(reg)是水產(chǎn)商人(commercial aquaculturalist)。
A、B和C各有其自己的生長池，各自負(fù)責(zé)其實驗并使用生長池，但他們可能共享孵化池，因為這僅需要較少的使用時間。
在傳統(tǒng)的PLC系統(tǒng)中，根據(jù)需要解決的控制問題的系統(tǒng)范圍的觀點，整個系統(tǒng)將被作為控制系統(tǒng)來編程。這不適合于研究環(huán)境，因為實驗裝置的控制問題經(jīng)常改變。
需要一個靈活的系統(tǒng)來實施實驗，而且設(shè)備的數(shù)據(jù)和控制功能由不同的人共享和管理。不是所有的人都擁有設(shè)備6，但他們以共享某些設(shè)備的方式受益。例如，空氣溫度傳感器設(shè)備可以由D安裝和擁有，但被E校準(zhǔn)。A、B及C都可能通過訪問空氣溫度傳感器為他們的實驗數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)。典型地，A、B及C中任一個都被賦予對在他們的每個生長池中的設(shè)備的擁有權(quán)和控制權(quán)，但在他們的魚被孵化的時候，至少需要訪問孵化池中的設(shè)備。他們不一定具有校準(zhǔn)這些設(shè)備中任一個的職業(yè)或擁有這方面的知識，這可能是E的職業(yè)，他具有完成這件事的權(quán)限。A、B及C都希望使用可轉(zhuǎn)動、傾斜和變焦的照相機(jī)，將其作為他們實驗的一部分，間歇地聚焦于儲水池來監(jiān)控魚，所以這是共享設(shè)備。A和B可能在同一種魚類上做實驗，可能希望共享他們的數(shù)據(jù)。C可能在做保密實驗而不希望與A或B共享他的數(shù)據(jù)。可能需要全局地控制燈光以模擬白天和夜間，燈光的開啟和關(guān)閉的時間則是對A、B和C都有用的數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)的特性，諸如許可、控制和特征被提供以使得系統(tǒng)對多用戶來講具有更多的靈活性且有用。在本實施例中，所定義的用戶與設(shè)備之間的關(guān)系是設(shè)備(及它們的特性)和用戶之間的鏈接(link)。這些特性采用層次化標(biāo)識將設(shè)備、它們的特性與一個或多個用戶相鏈接，所有這些都在控制器7上實現(xiàn)。
第一，傳感器的安裝者可以使他們自己或另外一個用戶成為該傳感器的擁有者，有特殊的權(quán)利來校準(zhǔn)、讀取其中的數(shù)據(jù)、控制其狀態(tài)、對其進(jìn)行配置或刪除。這些權(quán)限可以被單獨地、唯一地分配給一個人，或以任何混合和置換的方式聯(lián)合地或共有地分配給他們。這可以在首次安裝時完成或在之后予以改變，因為實驗結(jié)束意味著設(shè)備被更為有用地重新分配或為一個新的個體賦予訪問控制設(shè)備的權(quán)限。
從上面給出的例子可以看出，由一個人，可能是D，管理公共設(shè)備是有利的。但是，E可以是被訓(xùn)練以恰當(dāng)?shù)匦?zhǔn)一些設(shè)備并且最好被給予部分或所有設(shè)備的校準(zhǔn)權(quán)限。A可能希望與B共享日志記錄數(shù)據(jù)，但不是實時的當(dāng)前數(shù)據(jù)，而僅僅是日志記錄的數(shù)據(jù)?？刂葡到y(tǒng)通過諸如密碼或一些其他類型的軟件或硬件密鑰的公共認(rèn)證裝置為設(shè)備分配權(quán)限，使得這些權(quán)限和功能只能被賦予正確的人。
對于每個設(shè)備，如果校準(zhǔn)和維護(hù)計劃是與每個設(shè)備相關(guān)聯(lián)的信息，則校準(zhǔn)和維護(hù)計劃是最好的。該信息可以在增加設(shè)備時手動輸入，或者可以自動地輸入來自生產(chǎn)者的配置數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)可以在該校準(zhǔn)執(zhí)行過早或過遲的時候，警告校準(zhǔn)者(例如E)。如果設(shè)備沒有按照恰當(dāng)?shù)男?zhǔn)計劃被維護(hù)，用戶(A、B和C)還可以被提醒，使得他們知道他們的數(shù)據(jù)或控制應(yīng)用可能受到影響。
基于單個設(shè)備為用戶分配權(quán)限是有利的，或者基于設(shè)備(例如儲水池1中的所有設(shè)備)關(guān)聯(lián)的環(huán)境分配或管理權(quán)限是方便和有用的，或者通過這樣的設(shè)備類型(例如，所有的氧氣探頭)完成此項工作可能是有利的。優(yōu)選地，將設(shè)備和/或環(huán)境組合到項目或?qū)嶒灢⑶‘?dāng)?shù)胤峙錂?quán)限。相應(yīng)地，由控制器7生成層次化標(biāo)識，且改變環(huán)境配置參數(shù)的權(quán)限可以被分配給該項目包含的相關(guān)設(shè)備6或者將配置信息分配給與層次化標(biāo)識相連接的獨立的個人。
設(shè)備的配置數(shù)據(jù)可以包含環(huán)境的位置，或設(shè)備、圖片表示、校準(zhǔn)參數(shù)、控制序列、觸發(fā)門限以及其他設(shè)備的依賴關(guān)系。用戶的意見與設(shè)備和環(huán)境相關(guān)聯(lián)。用戶的意見表現(xiàn)為改變的歷史記錄以及以實驗室記錄本的方式標(biāo)記的實驗記錄。即，一旦輸入記錄，為了遵從科學(xué)審計的要求，它們不能被刪除。記錄被認(rèn)為是輸入它們的、經(jīng)驗證的操作者所記錄的，并可以被附加到設(shè)備和環(huán)境。記錄可以如任何被記入日志的數(shù)據(jù)那樣被用戶、設(shè)備和環(huán)境所閱讀和檢索。
當(dāng)用戶使用控制器時，所述圖片表示可以是設(shè)備的圖標(biāo)、圖片或圖形或?qū)⒈伙@示的環(huán)境。可以通過采用處理控制系統(tǒng)1的應(yīng)用導(dǎo)入或提取這些圖片表示。
另外一個特性是不同的圖片可以授權(quán)給對設(shè)備具有權(quán)限的一個和多個用戶。進(jìn)一步地，設(shè)備的圖標(biāo)、圖片或圖形可以改變以指示對環(huán)境或設(shè)備具有授權(quán)的權(quán)限。同樣地，圖標(biāo)、圖片或圖形的色彩或形狀可以根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)或觸發(fā)門限而改變。
還可以看出，這樣的方式是有用的，即不同用戶具有關(guān)聯(lián)不同設(shè)備的不同圖片，還可以基于每個用戶提供不同的參數(shù)。例如，考慮空氣溫度傳感器每秒都對空氣溫度進(jìn)行采樣的情況。A在其實驗中可能需要每秒都讀取數(shù)據(jù)，而B可能需要每分鐘讀取，C需要每30秒讀取。A可能關(guān)心溫度(觸發(fā)門限)是否到達(dá)10攝氏度，而B可能關(guān)心是否到達(dá)15攝氏度。這樣的公共參數(shù)可以存儲到設(shè)備里，并基于每個用戶的的需求賦予其修改這些參數(shù)的許可。
一旦B完成他的研究，他可能希望與他人共享現(xiàn)場(實時)的或以往數(shù)據(jù)記錄檔案中的數(shù)據(jù)。所述他人可以包括同事或水產(chǎn)商人G。B可以授予G接入B的權(quán)限，使其可以接入并直接從控制系統(tǒng)中記錄的數(shù)據(jù)中獲取歷史數(shù)據(jù)。該許可將阻止G修改或改變數(shù)據(jù)、設(shè)備和環(huán)境，并不允許他查看A或C的驗數(shù)據(jù)。
第二個應(yīng)用級別可以通過導(dǎo)入或?qū)С鲈O(shè)備、環(huán)境和用戶與系統(tǒng)間的實驗架構(gòu)(experimental setups)來實現(xiàn)。例如，如果B開發(fā)一個用于鮭魚的良好的處理，可以將該控制架構(gòu)(control setups)直接導(dǎo)出到具有相似的控制系統(tǒng)和希望養(yǎng)殖鮭魚的水產(chǎn)商人(G)。這里，G被允許直接獲取環(huán)境和設(shè)備，或者智能地將該架構(gòu)移植入他的環(huán)境，并通過替換環(huán)境和設(shè)備控制該架構(gòu)。相似地，設(shè)備的生產(chǎn)者可以提供數(shù)據(jù)，以使其他部件可以很容易地被替換，傳感器和傳動裝置可以很容易地被增加上去。
這樣的導(dǎo)入和導(dǎo)出數(shù)據(jù)可以是手動轉(zhuǎn)換的計算機(jī)文件的形式，或通過用于手動安裝的諸如電子郵件的電子通信裝置被發(fā)送，或由特殊協(xié)議自動發(fā)送和建立，該協(xié)議被設(shè)于控制器之間以促進(jìn)此項服務(wù)。例如，一種簡單的方式就是通過TCP/IP通信端口。
對于被導(dǎo)出數(shù)據(jù)而言，通過邏輯圖顯示導(dǎo)出控制方案中的設(shè)備和環(huán)境之間的關(guān)系是有利的。在導(dǎo)入控制數(shù)據(jù)之前，這樣的邏輯圖可以是獨立的和可觀察的，或者可以在導(dǎo)入之后，通過作為其通常操作一部分的系統(tǒng)控制器軟件被觀察。
最后，如果設(shè)備和環(huán)境在用戶之間共享，那么在增加、改變或刪除用戶、設(shè)備和環(huán)境時，需要特殊的考慮。如果D準(zhǔn)備(并具有這樣做的權(quán)限去)移除公共的空氣溫度傳感器，但A、B及C依賴于該信息成功地做實驗，那么實驗的完整性就出現(xiàn)折扣。為實現(xiàn)目標(biāo)，幾個方案可以被使用。第一，如果一個設(shè)備將要被D移除或重分配至一新環(huán)境中，那么A、B和C可以自動地通過電子郵件或另一個通信裝置被告知該改變。在另一個復(fù)雜度級，A、B和C可能不具有該設(shè)備的擁有權(quán)或改變權(quán)，但該設(shè)備所提供的數(shù)據(jù)對他們的工作是重要的。在他們的實驗工作完成之前，他們可以具有系統(tǒng)賦予的對移除該設(shè)備的否決權(quán)。
如果新設(shè)備被增加到一環(huán)境或一系統(tǒng)中，并可供一般地或受限地使用，那么其服務(wù)可以提供給用戶以使得他們獲益于所提供的數(shù)據(jù)或控制。這可以通過電子郵件或另一種通信方式進(jìn)行通訊，或者其服務(wù)可以在未用設(shè)備中的一個列表中進(jìn)行廣告。
進(jìn)一步，如果一個擁有或使用設(shè)備的人被從系統(tǒng)中移除，就需要被系統(tǒng)管理。在所述第一種情形，所有權(quán)和權(quán)限可以被增加到已有的權(quán)利人名單中或分配給一個新人。進(jìn)一步地，如果基于一個人的移除而未對設(shè)備進(jìn)行分配，則他們應(yīng)該以同樣的方式被提供給現(xiàn)有人員，作為如上所述的一新設(shè)備的服務(wù)。
可以推衍出在多個應(yīng)用領(lǐng)域的商業(yè)和研究設(shè)施的多用戶的相似用途。該方法可以普遍地被應(yīng)用于除上述水產(chǎn)例子以外的廣泛類型的自動化和控制應(yīng)用。
類似地，雖然這里給出的例子是單個企業(yè)，但共享設(shè)備和服務(wù)的概念可以應(yīng)用于跨多個企業(yè)、位置或世界的任何控制網(wǎng)絡(luò)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，術(shù)語“處理”可以解釋為包括在任何內(nèi)容中的任何處理和操作，并不應(yīng)被限制于，例如，工業(yè)或商業(yè)內(nèi)容。設(shè)備可以是任何對象或人，可以包括例如人和動物以及無生命的物體。術(shù)語“環(huán)境”可以解釋為事物、條件或周圍環(huán)境的任何集合，并可以是，例如，一個人、空間地域或物體，可以是實體或虛擬物。
縱覽本說明書，除非上下文需要，否則詞語“包括(comprise)”或諸如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”的變形可以理解為包含一個確定整數(shù)或整數(shù)集合，但不排除任何其他整數(shù)或整數(shù)集合。
權(quán)利要求
1.一種在外部環(huán)境中被提供的處理控制系統(tǒng)，其包括控制裝置和與之相連的多個設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備被提供于一個或多個外部子環(huán)境中并具有與關(guān)聯(lián)觸發(fā)條件相鏈接的控制動作，所述控制裝置可以被操作以根據(jù)這些設(shè)備的鏈接控制動作來操作這些設(shè)備，進(jìn)一步地，其特征在于，環(huán)境和其中的設(shè)備被以層次化方式組織起來，且每個設(shè)備具有一個用于一關(guān)聯(lián)環(huán)境的關(guān)聯(lián)的、唯一的、層次化的標(biāo)識，所述控制裝置可以被操作來根據(jù)所述關(guān)聯(lián)的層次化標(biāo)識生成用于一設(shè)備的控制動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理控制系統(tǒng)，其中，所述控制裝置可以被操作以依據(jù)與所述設(shè)備關(guān)聯(lián)的環(huán)境來生成用于一個設(shè)備的層次化標(biāo)識，并監(jiān)控所述設(shè)備所在的環(huán)境以便如果在環(huán)境中檢測到一個改變，所述控制裝置可以被操作來生成一個被更新的層次化標(biāo)識以響應(yīng)被檢測到的改變，并生成任何相關(guān)聯(lián)的控制動作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理控制系統(tǒng)，包括一個可視化顯示裝置，其中，所述控制裝置可以被操作以在該顯示裝置上顯示所述層次。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的處理控制系統(tǒng)，其中，所述控制裝置可以被操作以使用所述層次化標(biāo)識來定義多個設(shè)備與任何關(guān)聯(lián)觸發(fā)條件、特性或控制動作之間的依賴關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理控制系統(tǒng)，其中，所述設(shè)備中的一個或多個是一系統(tǒng)的用戶，并且所述控制裝置可以被控制以定義用戶與其他多個設(shè)備之間的依賴關(guān)系和/或特性，以及其他多個設(shè)備的特性。
6.一種用于在一外部環(huán)境中被提供的處理控制系統(tǒng)的控制器，該控制器被安排用于連接至在一個或多個子環(huán)境中被提供的多個設(shè)備，且這些設(shè)備具有與關(guān)聯(lián)觸發(fā)條件相鏈接的控制動作，其特征在于，該控制器可以被操作來進(jìn)行如下處理根據(jù)這些設(shè)備的鏈接控制動作控制這些設(shè)備；以層次化的方式組織環(huán)境及其中的設(shè)備；將一個用于一關(guān)聯(lián)環(huán)境的唯一的、層次化環(huán)境標(biāo)識關(guān)聯(lián)于一設(shè)備；根據(jù)所述關(guān)聯(lián)的層次化標(biāo)識生成用于一個設(shè)備的控制動作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制器，其中，所述控制器可以被進(jìn)一步操作以依據(jù)與一個設(shè)備關(guān)聯(lián)的環(huán)境為該設(shè)備生成所述層次化標(biāo)識，并監(jiān)控該設(shè)備所在的環(huán)境以便如果檢測到環(huán)境有改變，就操作該控制器來生成一個被更新的層次化標(biāo)識以響應(yīng)被檢測到的改變，并生成任何相關(guān)聯(lián)的控制動作。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的控制器，包括一個可視化顯示裝置，其中，所述控制器可以被操作以在該顯示裝置上顯示所述層次。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的控制器，其中，所述控制器可以被操作以使用所述層次化標(biāo)識來定義多個設(shè)備與任何關(guān)聯(lián)觸發(fā)條件、特性或控制動作之間的依賴關(guān)系。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項所述的控制器，其中，所述設(shè)備中的一個或多個是所述處理控制系統(tǒng)的用戶，該控制器可以被操作以定義用戶與其他多個設(shè)備之間的依賴關(guān)系，以及其他多個設(shè)備的特性。
11.一種用于使在一外部環(huán)境中被提供的處理控制系統(tǒng)自動化的方法，其被安排用于連接至在一個或多個子環(huán)境中的多個設(shè)備，且所述設(shè)備具有與關(guān)聯(lián)觸發(fā)條件相鏈接的控制動作，其特征在于，該方法包括如下步驟根據(jù)所述設(shè)備的鏈接控制動作控制所述設(shè)備；以層次化的方式組織環(huán)境和其中的設(shè)備；將一個用于一關(guān)聯(lián)環(huán)境的唯一的、層次化環(huán)境標(biāo)識與一個設(shè)備關(guān)聯(lián)起來；根據(jù)所述關(guān)聯(lián)的層次化標(biāo)識生成用于一個設(shè)備的控制動作。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，進(jìn)一步包括以下步驟根據(jù)與一個設(shè)備關(guān)聯(lián)的環(huán)境生成用于該設(shè)備的所述層次化標(biāo)識；并監(jiān)控該設(shè)備所在的環(huán)境以便如果檢測到環(huán)境的改變，則生成一個被更新的層次化標(biāo)識以響應(yīng)被檢測到的改變，并生成任何相關(guān)聯(lián)的控制動作。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的方法，包括將所述層次顯示于一顯示裝置的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項所述的方法，包括使用所述層次化標(biāo)識定義多個設(shè)備與任何關(guān)聯(lián)觸發(fā)條件、特性或控制動作之間的依賴關(guān)系的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項所述的方法，所述設(shè)備中的一個或多個是所述處理控制系統(tǒng)的用戶，并且該方法包括定義用戶與其他多個設(shè)備之間的依賴關(guān)系和/或特性，以及其他多個設(shè)備的特性的步驟。
16.一種在外部環(huán)境中被提供的處理控制系統(tǒng)，其包括控制裝置和與其相連的多個設(shè)備，其特征在于，在一個或多個子環(huán)境中提供這些設(shè)備，并且環(huán)境和位于其中的設(shè)備被層次化地組織，每個設(shè)備具有一個用于一關(guān)聯(lián)環(huán)境的關(guān)聯(lián)的、唯一的、層次化的標(biāo)識，其中，這些設(shè)備中的一個或多個是一系統(tǒng)的用戶，并且所述控制裝置可以被操作以定義用戶與其他多個設(shè)備之間的依賴關(guān)系和/或特性。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的處理控制系統(tǒng)，其中，所述設(shè)備特性包括許可、控制及特征，且通過用戶與設(shè)備間被定義的依賴關(guān)系來定義對每個已鏈接用戶可用的特性，所述控制裝置可以被操作。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的處理控制系統(tǒng)，其中，所述特性包括控制和/或訪問所述關(guān)聯(lián)設(shè)備的權(quán)限。
19.根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一項所述的處理控制系統(tǒng)，其中，所述控制裝置可以被操作以確定一個設(shè)備是否被增加到該系統(tǒng)或者被從該系統(tǒng)中被移除，并通過關(guān)聯(lián)相關(guān)標(biāo)識來重新定義用戶與該被增加或移除設(shè)備之間的依賴關(guān)系。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的處理控制系統(tǒng)，其中，所述控制裝置可以被操作來生成與用戶之間的一個通信以響應(yīng)所檢測到的設(shè)備增加或移除操作。
21.根據(jù)權(quán)利要求16至20中任一項所述的處理控制系統(tǒng)，其中，所述控制裝置可以被操作以導(dǎo)入和導(dǎo)出與所連接的設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求16至21中任一項所述的處理控制系統(tǒng)，其中，所述控制裝置包括顯示裝置，且所述控制裝置可以被操作以在該顯示裝置上顯示所述特性。
23.一種用于在一外部環(huán)境中被提供的處理控制系統(tǒng)的控制器，其具有與其相連的多個設(shè)備，且在一個或多個子環(huán)境中提供這些設(shè)備，其特征在于該控制器可以被操作來層次化地組織環(huán)境和其中的設(shè)備，并為一關(guān)聯(lián)環(huán)境將一個唯一的層次化環(huán)境標(biāo)識與每個設(shè)備關(guān)聯(lián)起來，其中，這些設(shè)備中的一個或多個是一系統(tǒng)的用戶，且該控制器可以被操作以定義用戶與其他多個設(shè)備之間的依賴關(guān)系和/或特性，以及其他多個設(shè)備的特性。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的控制系統(tǒng)，其中，所述設(shè)備特性包括許可、控制及特征，通過用戶與設(shè)備間被定義的依賴關(guān)系來定義對每個已鏈接用戶可用的特性，該控制器可以被操作。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的控制系統(tǒng)，其中，所述特性包括控制和/或訪問所述關(guān)聯(lián)設(shè)備的權(quán)限。
26.根據(jù)權(quán)利要求23至25中任一項所述的處理控制系統(tǒng)，其中，所述控制裝置可以被操作以確定一個設(shè)備是否被增加到系統(tǒng)中或者被從系統(tǒng)中移除，并通過關(guān)聯(lián)相關(guān)標(biāo)識來重新定義用戶與被增加或移除設(shè)備之間的依賴關(guān)系。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的處理控制系統(tǒng)，其中，所述控制裝置可以被操作來生成與用戶之間的一個通信以響應(yīng)所檢測到的設(shè)備增加或移除操作。
28.根據(jù)權(quán)利要求23至27中任一項所述的處理控制系統(tǒng)，其中，所述控制器可以被操作以導(dǎo)入和導(dǎo)出與所連接設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)。
29.根據(jù)權(quán)利要求23至28中任一項所述的處理控制系統(tǒng)，其中，所述控制器包括顯示裝置，該控制裝置可以被操作以在該顯示裝置上顯示所述特性。
30.一種用于使在一外部環(huán)境中被提供的處理控制系統(tǒng)自動化的方法，其具有與其相連的多個設(shè)備，且這些設(shè)備在一個或多個子環(huán)境中被提供，其特征在于，該方法包括如下步驟層次化地組織環(huán)境和其中的設(shè)備；以及為一關(guān)聯(lián)環(huán)境將一個唯一的層次化環(huán)境標(biāo)識與每個用戶關(guān)聯(lián)起來；其中，這些設(shè)備中的一個或多個是一系統(tǒng)的用戶，該方法還進(jìn)一步包括定義用戶與其他多個設(shè)備之間的依賴關(guān)系和/或特性，以及其他多個設(shè)備的特性的步驟。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中，所述方法包括定義所述設(shè)備特性，其中包括許可、控制及特征，且所述方法包括通過用戶與設(shè)備之間被定義的依賴關(guān)系來定義對每個已鏈接用戶可用的特性的步驟。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中，所述特性包括控制和/或接入所述關(guān)聯(lián)設(shè)備的權(quán)限。
33.根據(jù)權(quán)利要求30至32中任一項所述的方法，包括如下步驟確定一個設(shè)備是否被增加到該系統(tǒng)中或者被從該系統(tǒng)中移除，并通過關(guān)聯(lián)相關(guān)標(biāo)識重新定義用戶與該被增加或移除設(shè)備之間的依賴關(guān)系。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的方法，包括生成與用戶之間的一個通信以響應(yīng)所檢測到的設(shè)備增加或移除操作的步驟。
35.根據(jù)權(quán)利要求3或34中的方法，包括導(dǎo)入和導(dǎo)出與所連接設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)的步驟。
36.根據(jù)權(quán)利要求30至35中任一項所述的方法，其中該方法包括在顯示裝置上顯示所述特性的步驟。
37.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項以及16至22中任一項所述的處理控制系統(tǒng)，其中該設(shè)備是一個人或無生命的設(shè)備。
38.根據(jù)權(quán)利要求6至10中任一項以及23至29中任一項所述的控制器，其中該設(shè)備是一個人或無生命的設(shè)備。
39.根據(jù)權(quán)利要求11至15中任一項以及30至36中任一項所述的方法，其中該設(shè)備是一個人或無生命的設(shè)備。
40.一種處理控制系統(tǒng)，其中，基本上如附圖1和2所描述。
41.一種控制器，其中，基本上如附圖1和2所描述。
42.一種方法，其中，基本上如附圖1和2所描述。
全文摘要
一種自動處理控制系統(tǒng)(100)和方法，包括一個控制器(101)和一定數(shù)量的由該控制器(101)控制的外圍設(shè)備(104)。這些設(shè)備位于一定數(shù)量的環(huán)境和子環(huán)境中。這些設(shè)備、環(huán)境及子環(huán)境被層次化地組織，且每個設(shè)備都具有依賴于該設(shè)備所處環(huán)境的關(guān)聯(lián)的、層次化的標(biāo)識。如果環(huán)境改變，就會導(dǎo)致關(guān)聯(lián)的標(biāo)識改變。當(dāng)環(huán)境改變時，該控制器可以被操作來確定并實現(xiàn)任何因環(huán)境改變所需的控制操作。用于這些設(shè)備的標(biāo)識可以被鏈接至系統(tǒng)的用戶來定義設(shè)備與用戶之間的依賴關(guān)系。這些設(shè)備的特性可以通過該標(biāo)識鏈接至用戶，從而使得多個用戶可以訪問同樣的設(shè)備。
文檔編號H04Q7/00GK101040229SQ200580033610
公開日2007年9月19日 申請日期2005年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月30日
發(fā)明者薩希德·阿布－巴卡爾·塞薩伊, 馬丁·約翰·彼得·塞比斯 申請人:嵌入技術(shù)有限公司