發(fā)明領(lǐng)域

本文中所公開的主題涉及云網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)，并且更具體地，涉及云網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)之間交換數(shù)據(jù)及信息。

相關(guān)技術(shù)簡述

在當(dāng)今的計(jì)算環(huán)境中，存在云網(wǎng)絡(luò)并且使用云網(wǎng)絡(luò)。能夠通過諸如計(jì)算機(jī)或蜂窩電話的其他裝置而訪問云網(wǎng)絡(luò)（也簡稱為“云”）。云網(wǎng)絡(luò)能夠用來針對(duì)各種用戶而存儲(chǔ)信息。

控制系統(tǒng)也存在于當(dāng)今的市場(chǎng)中和許多不同的環(huán)境中。例如，控制系統(tǒng)可以提供與控制煉油廠或核電站（或這些設(shè)備內(nèi)的裝置）有關(guān)的功能性。在用來致動(dòng)控制裝置或以另外的方式對(duì)控制裝置進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)內(nèi)使用各種類型的控制裝置。而且，控制系統(tǒng)內(nèi)的各種傳感器（例如，與控制裝置耦合）及這些傳感器可以獲得在控制系統(tǒng)或控制系統(tǒng)內(nèi)的裝置內(nèi)存在的各種狀況的讀數(shù)或配置并且報(bào)告這些配置或各種狀況的讀數(shù)。

在先前的系統(tǒng)中，不存在如下的一個(gè)單個(gè)裝置或設(shè)備：從控制系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)地收集處理數(shù)據(jù)，將那個(gè)數(shù)據(jù)安全地傳送至云，并且實(shí)現(xiàn)各種類型的處理或存儲(chǔ)功能。處理及存儲(chǔ)功能可以包括企業(yè)級(jí)功能性，提到幾個(gè)示例，例如歷史學(xué)家服務(wù)、預(yù)測(cè)解析或趨勢(shì)警報(bào)。在這些方面上無能力提供單個(gè)并且改進(jìn)的方法造成了對(duì)這些先前的方法的不滿。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文中所描述的方法提供能夠檢索控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)（例如，可編程邏輯控制器（PLC）變量數(shù)據(jù)）并且將數(shù)據(jù)傳送至云的單個(gè)裝置。在一些方面中，（通過安全加密連接）提供"歷史學(xué)家"，由此實(shí)現(xiàn)具有報(bào)警及趨勢(shì)能力的存檔的數(shù)據(jù)、歷史化的數(shù)據(jù)、時(shí)間戳的數(shù)據(jù)、緩存的數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，而不需要變更任何現(xiàn)有的PLC程序或?qū)Ｓ玫腜LC驅(qū)動(dòng)器。

本方法能夠通過例如傳統(tǒng)的LAN或蜂窩網(wǎng)絡(luò)而將控制系統(tǒng)與云網(wǎng)絡(luò)連接，由此規(guī)避內(nèi)部防火墻，允許在通常的傳統(tǒng)的信息技術(shù)（IT）基礎(chǔ)設(shè)施的外側(cè)的直接的機(jī)器到云的連接。在一個(gè)優(yōu)點(diǎn)中，本方法通過不要求IT資源或人力資源（skilled resource）或跨功能資源以便安裝裝置來大大地降低對(duì)客戶側(cè)要求的努力。在另一優(yōu)點(diǎn)中，實(shí)現(xiàn)顧客的顯著的成本/時(shí)間價(jià)值的節(jié)省。

在一個(gè)方面中，在云處執(zhí)行所有的處理和解析。在本地將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于單個(gè)裝置設(shè)備中，并且轉(zhuǎn)發(fā)至云用于后處理解析和歷史化。

在這些實(shí)施例中的許多中，創(chuàng)建從控制網(wǎng)絡(luò)至云服務(wù)器的無縫的并且安全的通信路徑。網(wǎng)絡(luò)與一個(gè)或多個(gè)控制裝置耦合。獲得來自控制網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)簽信息。標(biāo)簽信息包括與由控制系統(tǒng)控制的一個(gè)或多個(gè)控制裝置相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)編程的變量。根據(jù)至少一個(gè)預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)而經(jīng)由無縫的通信路徑來將標(biāo)簽信息從控制網(wǎng)絡(luò)無縫地并且自動(dòng)地上傳至云服務(wù)器。

在一些示例中，預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)可以是用來上傳信息的時(shí)間頻率或用來上傳信息的一天中的時(shí)間。其他示例是可能的。

在其他方面中，在云服務(wù)器處接收信息，評(píng)估數(shù)據(jù)，并且基于評(píng)估而采取動(dòng)作。在一些示例中，動(dòng)作可以是發(fā)送電子郵件、生成報(bào)告或發(fā)布警報(bào)消息。動(dòng)作的其他示例是可能的。

在一些方面中，變量包括與機(jī)器特性相關(guān)聯(lián)的變量。僅提到幾個(gè)示例，機(jī)器特性可以是溫度、壓力、頻率、時(shí)間、產(chǎn)量、電氣特性或機(jī)器狀態(tài)。其他示例是可能的。

在其他方面中，云服務(wù)器配置成可經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)連接而由用戶訪問。在其他示例中，標(biāo)簽信息包括時(shí)間戳。

在一些示例中，無縫的并且安全的連接利用蜂窩連接、Wi-Fi連接和以太網(wǎng)連接、局域網(wǎng)（LAN）連接或電纜中的至少一個(gè)。在其他示例中，可以手動(dòng)地配置（或在其他示例中，自動(dòng)地配置）一組用來選擇標(biāo)簽信息的標(biāo)準(zhǔn)，并且根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)而獲得標(biāo)簽信息。在還有其他示例中，標(biāo)準(zhǔn)可以是用來獲得信息的多個(gè)標(biāo)簽和用于將多久獲得一次信息的頻率。

在這些實(shí)施例中的其他中，配置成將標(biāo)簽信息從控制網(wǎng)絡(luò)無縫地上傳至云服務(wù)器的設(shè)備包括控制網(wǎng)絡(luò)接口、安全云接口以及處理器。處理器與控制網(wǎng)絡(luò)接口和安全云接口耦合。處理器配置成創(chuàng)建從控制網(wǎng)絡(luò)至云服務(wù)器的無縫的并且安全的通信路徑?？刂凭W(wǎng)絡(luò)與一個(gè)或多個(gè)控制裝置耦合。處理器配置成經(jīng)由控制網(wǎng)絡(luò)接口而從控制網(wǎng)絡(luò)獲得標(biāo)簽信息。標(biāo)簽信息包括與由控制系統(tǒng)控制的一個(gè)或多個(gè)控制裝置相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)編程的變量。處理器進(jìn)一步配置成根據(jù)至少一個(gè)預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)而經(jīng)由通過安全云接口而創(chuàng)建的無縫的通信路徑來將標(biāo)簽信息從控制網(wǎng)絡(luò)無縫地并且自動(dòng)地上傳至云服務(wù)器。

附圖說明

為了更徹底地理解本公開，應(yīng)當(dāng)參考以下的詳細(xì)描述和附圖，其中：

圖1包含根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的用于將控制數(shù)據(jù)上傳至云的系統(tǒng)的框圖；

圖2包含根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的用于將控制數(shù)據(jù)上傳至云的方法的流程圖；

圖3包含示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的將控制數(shù)據(jù)從控制系統(tǒng)上傳至云的系統(tǒng)中的裝置之間的信息流的圖；以及

圖4包含根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的接入裝置的框圖。

熟練工匠將領(lǐng)會(huì)，為了簡明和清楚，圖示圖中的元件。將進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)，可以按照特定的發(fā)生順序描述或描繪某些動(dòng)作和/或步驟，而本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解到，實(shí)際上不要求關(guān)于序列的這種特異性。還將理解到，除了在本文中另外闡述了特定含義之外，本文中所使用的術(shù)語和表達(dá)具有如與關(guān)于其對(duì)應(yīng)的相應(yīng)的查詢和研究領(lǐng)域的這類術(shù)語和表達(dá)一致的通常含義。

具體實(shí)施方式

提供自動(dòng)地檢索可編程邏輯控制器（PLC）變量數(shù)據(jù)（以及其他類型的控制數(shù)據(jù)）并且將數(shù)據(jù)傳送至云的方法。提供通過安全加密連接的歷史學(xué)家的功能性，由此實(shí)現(xiàn)具有報(bào)警和趨勢(shì)能力的存檔的數(shù)據(jù)、歷史化的數(shù)據(jù)、時(shí)間戳的數(shù)據(jù)、緩存的數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，而不需要變更任何現(xiàn)有的PLC程序或提供專用的PLC驅(qū)動(dòng)器。

在一個(gè)優(yōu)點(diǎn)中，由于數(shù)據(jù)自動(dòng)地上傳至云網(wǎng)絡(luò)，因而不要求用戶（例如，銷售團(tuán)隊(duì)）論證方法。在另一優(yōu)點(diǎn)中，由于本文中所描述的裝置提供功能性，因而不要求IT資源執(zhí)行上傳。在另一優(yōu)點(diǎn)中，能夠在線銷售向?qū)?qū)動(dòng)要求。如本文中所使用的，“向?qū)А笔侨缦碌奶卣鳎合蛴脩粼儐柵渲脝栴}，以便使將另外是耗時(shí)的和/或困難的任務(wù)的東西自動(dòng)化。在又一優(yōu)點(diǎn)中，實(shí)現(xiàn)顯著的時(shí)間價(jià)值節(jié)省。如本文中所使用的，“時(shí)間價(jià)值”節(jié)省指減少如從發(fā)動(dòng)實(shí)現(xiàn)并且獎(jiǎng)勵(lì)期望的結(jié)果的計(jì)劃（initiative）測(cè)量的時(shí)間投入。

現(xiàn)在，參考圖1，描述用于將標(biāo)簽信息從控制網(wǎng)絡(luò)101無縫地上傳至云服務(wù)器114的系統(tǒng)100。控制網(wǎng)絡(luò)101包括第一控制裝置102和第二控制裝置104。系統(tǒng)100進(jìn)一步包括可編程邏輯控制器（PLC）106、接入裝置108、Wi-Fi路由器110、蜂窩網(wǎng)絡(luò)112、云網(wǎng)絡(luò)113、云服務(wù)器114以及用戶116。

控制網(wǎng)絡(luò)101包括第一控制裝置102和第二控制裝置104?？刂蒲b置102和104可以配置成提供任何類型的控制功能性。例如，控制裝置102和104可以操作開關(guān)、致動(dòng)閥或激活/停用裝置?？梢圆捎萌魏尉W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或使用任何類型的網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)的組合來將控制裝置102和104在控制網(wǎng)絡(luò)101中耦合在一起。控制網(wǎng)絡(luò)101可以設(shè)置于任何類型的環(huán)境、設(shè)定或位置中，提到幾個(gè)示例，例如工廠、工業(yè)廠房、學(xué)校、商店、住宅。其他示例是可能的。

可編程邏輯控制器106是運(yùn)行編程的計(jì)算機(jī)指令的任何處理裝置。在一個(gè)方面中，接入裝置108是配置成自動(dòng)地提供、配置、布置或設(shè)置（或有助于這些功能）控制網(wǎng)絡(luò)101與云服務(wù)器114之間的無縫的通信路徑的單個(gè)裝置。部分地，由接入裝置108提供這些功能，接入裝置108在預(yù)先布置或預(yù)先選擇的通信協(xié)議下與其他系統(tǒng)元件交換適當(dāng)?shù)南⒒蛐畔?。在這些點(diǎn)上，接入裝置可以包括運(yùn)行編程的軟件指令的編程的控制元件，例如微處理器。

Wi-Fi路由器110是如在本領(lǐng)域中是已知的任何類型的Wi-Fi路由器。蜂窩網(wǎng)絡(luò)112是在本領(lǐng)域中是已知的任何類型的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，并且可以包括路由器、開關(guān)、基站以及其他元件。云網(wǎng)絡(luò)113是適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)的任何組合。云服務(wù)器114是設(shè)置于云網(wǎng)絡(luò)113處的任何服務(wù)器，并且可以實(shí)現(xiàn)為硬件和軟件的任何組合。

在圖1的系統(tǒng)的操作的一個(gè)示例中，創(chuàng)建從控制網(wǎng)絡(luò)101至云服務(wù)器114的無縫的并且安全的通信路徑。云服務(wù)器114與控制裝置102或104耦合。獲得來自控制網(wǎng)絡(luò)101和PLC 106（例如，來自PLC 106以及控制裝置102和104）的標(biāo)簽信息。標(biāo)簽信息包括與由控制系統(tǒng)控制的PLC 106以及控制裝置102和104相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)編程的變量。根據(jù)至少一個(gè)預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)而經(jīng)由通過PLC 106和接入裝置108的無縫的通信路徑來將標(biāo)簽信息無縫地并且自動(dòng)地從控制網(wǎng)絡(luò)101上傳至云服務(wù)器114。

在一些示例中，預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)可以是用來上傳信息的時(shí)間頻率或用來上傳信息的一天中的時(shí)間。包括具有由接入裝置108確定的動(dòng)作的其他示例是可能的。

在其他方面中，在云服務(wù)器114處接收信息，評(píng)估數(shù)據(jù)，并且基于評(píng)估而采取動(dòng)作。在一些示例中，動(dòng)作可以是發(fā)送電子郵件、生成報(bào)告或?qū)τ脩?16發(fā)布警報(bào)消息。在這些點(diǎn)上，用戶116可以操作便攜式裝置或接口（例如個(gè)人計(jì)算機(jī)或蜂窩電話）來接收這些消息。動(dòng)作的其他示例是可能的。

在一些方面中，變量包括與機(jī)器特性相關(guān)聯(lián)的變量。例如，控制裝置102或104可以是機(jī)器，并且機(jī)器特性可以是溫度、壓力、頻率、時(shí)間、產(chǎn)量、電氣特性或機(jī)器狀態(tài)。其他示例是可能的。

在其他方面中，云服務(wù)器114配置成可經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)連接而由用戶訪問。在其他示例中，標(biāo)簽信息包括時(shí)間戳。時(shí)間戳可以指示從控制裝置102或104中的一個(gè)或PLC 106獲得信息的時(shí)間。

在一些示例中，無縫的并且安全的連接利用蜂窩連接（經(jīng)由蜂窩網(wǎng)絡(luò)112）或Wi-Fi連接（經(jīng)由Wi-Fi路由器110）中的至少一個(gè)。在其他示例中，通過手動(dòng)地（或在其他情況下，自動(dòng)地）配置一組用來選擇PLC標(biāo)簽信息的標(biāo)準(zhǔn)而可以獲得PLC標(biāo)簽信息，并且根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)而獲得PLC標(biāo)簽信息。例如，用戶116可以使用任何類型的適當(dāng)?shù)难b置處的任何適當(dāng)?shù)慕涌趤碇甘驹撔畔?。在還有其他示例中，標(biāo)準(zhǔn)可以是用來獲得信息的多個(gè)標(biāo)簽和用于將多久獲得一次信息的頻率。在一個(gè)方面中，除了所指示的無線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之外，在圖1中示出以及在本文中描述的系統(tǒng)還示出傳統(tǒng)的局域網(wǎng)（LAN）連接。

現(xiàn)在，參考圖2，描述用于將標(biāo)簽信息無縫地上傳的方法的一個(gè)示例。在步驟202處，配置接入裝置（例如，圖1的接入裝置108）。通過“配置”并且如本文中所使用的，意味著裝置加載有用來與PLC 106以及控制裝置102和104接口/交談(interface/talk)的所要求的參數(shù)以及關(guān)于標(biāo)簽地址、標(biāo)簽計(jì)數(shù)和云上傳的頻率（提到幾個(gè)示例）的信息。

在步驟204處，在控制網(wǎng)絡(luò)至云服務(wù)器之間創(chuàng)建安全的并且無縫的路徑?？刂凭W(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)或多個(gè)控制裝置。路徑通過例如PLC、接入裝置，并且然后通過安全連接而至云網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)成。

在步驟206處，從控制裝置獲得標(biāo)簽信息。在一個(gè)示例中，PLC獲得標(biāo)簽信息。在一個(gè)示例中，標(biāo)簽信息與變量相關(guān)聯(lián)，并且，變量與機(jī)器特性相關(guān)聯(lián)。機(jī)器特性可以是溫度、時(shí)間、壓力、頻率、產(chǎn)量、電氣特性以及機(jī)器狀態(tài)。其他示例是可能的。能夠從Modbus裝置及其他現(xiàn)場(chǎng)裝置獲得標(biāo)簽信息。

在步驟208處，標(biāo)簽信息發(fā)送至云網(wǎng)絡(luò)中的云服務(wù)器。云服務(wù)器能夠提供信息的更多處理。同樣地可以實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)關(guān)級(jí)執(zhí)行處理和解析的能力。

現(xiàn)在，參考圖3，描述本文中所描述的系統(tǒng)的操作的一個(gè)示例。在步驟302處，在云服務(wù)器與接入裝置之間交換自動(dòng)配置命令，以在步驟304處配置接入裝置。自動(dòng)配置的功能是在連接時(shí)云自動(dòng)地下載信息。

在步驟306處，在接入裝置與云服務(wù)器之間創(chuàng)建通信路徑。在步驟308處，標(biāo)簽查詢隨標(biāo)簽從PLC發(fā)送至控制裝置。在一個(gè)方面中，標(biāo)簽信息與變量相關(guān)聯(lián)，并且變量與機(jī)器特性相關(guān)聯(lián)。機(jī)器特性可以是溫度、壓力、頻率、時(shí)間戳、產(chǎn)量、電氣特性以及機(jī)器狀態(tài)。其他示例是可能的。

在步驟310處，裝置標(biāo)簽數(shù)據(jù)從控制裝置返回至PLC。在步驟312處，存儲(chǔ)裝置標(biāo)簽數(shù)據(jù)。在步驟314處，由PLC對(duì)所推導(dǎo)出的標(biāo)簽信息進(jìn)行計(jì)算。通過“所推導(dǎo)出的標(biāo)簽信息”并且如本文中所使用的，意味著另外處理用來使用標(biāo)簽信息來推導(dǎo)其他類型的信息或數(shù)據(jù)。

在步驟316處，標(biāo)簽查詢消息從接入裝置發(fā)送至PLC。在步驟318處，所采集的標(biāo)簽信息發(fā)送至接入裝置。將領(lǐng)會(huì)，標(biāo)簽查詢消息以及關(guān)于圖3而描述的其他消息可以是任何適當(dāng)?shù)母袷健?/p>

在步驟320處，標(biāo)簽信息推送至Wi-Fi和/或蜂窩網(wǎng)絡(luò)。在步驟322處，標(biāo)簽信息推送至蜂窩網(wǎng)絡(luò)。

在步驟324處，標(biāo)簽信息從Wi-Fi路由器推送至云服務(wù)器。在步驟326處，標(biāo)簽信息從蜂窩網(wǎng)絡(luò)推送至云服務(wù)器。將領(lǐng)會(huì)，在該示例中，使用Wi-Fi路由器和蜂窩網(wǎng)絡(luò)兩者，但是在其他示例中，可能僅使用一個(gè)。

在步驟328處，云服務(wù)器將標(biāo)簽信息存檔。在步驟330處，用戶將查詢消息發(fā)送至云服務(wù)器。在步驟332處，云服務(wù)器可以處理另外的標(biāo)簽信息。

在步驟336處，動(dòng)作發(fā)送至用戶。在一些示例中，動(dòng)作可以是發(fā)送電子郵件、生成報(bào)告或?qū)τ脩?16發(fā)布警報(bào)消息。在這些點(diǎn)上，用戶116可以操作便攜式裝置或接口（例如個(gè)人計(jì)算機(jī)或蜂窩電話）來接收這些消息。動(dòng)作的其他示例是可能的。

現(xiàn)在，參考圖4，描述接入裝置400的一個(gè)示例。接入裝置400包括控制網(wǎng)絡(luò)接口402、安全云接口404、處理器406、數(shù)據(jù)檔案408以及存儲(chǔ)器410。

在輸出414處發(fā)送對(duì)標(biāo)簽信息的請(qǐng)求。響應(yīng)于請(qǐng)求，在第一輸入412處接收標(biāo)簽信息。網(wǎng)絡(luò)連接416將裝置400與云418連接。

數(shù)據(jù)檔案408存儲(chǔ)標(biāo)簽數(shù)據(jù)和警報(bào)。存儲(chǔ)器410可以存儲(chǔ)由處理器406運(yùn)行的編程的計(jì)算機(jī)指令。存儲(chǔ)器410和數(shù)據(jù)檔案408可以是任何適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置或存儲(chǔ)器裝置或裝置的組合。

在設(shè)備400的操作的一個(gè)示例中，設(shè)備配置成將標(biāo)簽信息從控制網(wǎng)絡(luò)無縫地上傳至云服務(wù)器。處理器406與控制網(wǎng)絡(luò)接口402和安全云接口404耦合。處理器406配置成創(chuàng)建從控制網(wǎng)絡(luò)至云服務(wù)器的無縫的并且安全的通信路徑。

控制網(wǎng)絡(luò)與一個(gè)或多個(gè)控制裝置耦合。處理器406配置成經(jīng)由控制網(wǎng)絡(luò)接口402而從控制網(wǎng)絡(luò)獲得標(biāo)簽信息。標(biāo)簽信息包括與由控制系統(tǒng)控制的一個(gè)或多個(gè)控制裝置相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)編程的變量。處理器406進(jìn)一步配置成根據(jù)至少一個(gè)預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)而經(jīng)由通過安全云接口404而創(chuàng)建的無縫的通信路徑來將標(biāo)簽信息從控制網(wǎng)絡(luò)無縫地并且自動(dòng)地上傳至云服務(wù)器。

將領(lǐng)會(huì)，能夠使用能夠運(yùn)行編程的計(jì)算機(jī)指令的通用處理裝置來實(shí)現(xiàn)本文中所描述的許多功能。然而，將領(lǐng)會(huì)，能夠通過使用硬件元件和軟件元件的任何組合來實(shí)現(xiàn)這些功能。

通過本領(lǐng)域技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)，可以在各種方面中作出對(duì)前面的實(shí)施例的修改。其他變型顯然也將起作用，并且處于本發(fā)明的范圍和實(shí)質(zhì)內(nèi)。在所附權(quán)利要求中以特殊性闡述本發(fā)明。人們認(rèn)為，那個(gè)發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍囊括如將對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見的并且熟悉本申請(qǐng)的教導(dǎo)的對(duì)本文中的實(shí)施例的這類修改和變更。