专利名称：工业控制能量对象的制作方法
技术领域：
要求保护的主题内容主要地涉及工业控制系统并且更具体地涉及功率和能量的控制，该控制跨越各种通信网络实现功率和控制的高效和自动化管理。
背景技术：
采用各种工业协议来支持自动化制造操作和通信。这些可以包括设备协议、在设备级与控制级之间的中级协议以及上级协议，比如已经适配成在工厂之间经由工业控制对象进行通信的以太网并且直至高级网络如因特网。在这样的工业协议的一个具体示例中， 通用工业协议(CIP )涵盖用于实现制造自动化应用目标一控制、安全、同步、运动、配置和信息收集一的组织为对象的全套属性、消息和服务。另外，它使得用户能够将这些制造应用与企业级以太网网络和因特网集成。为全球数以百计的供应商所支持，CIP向用户提供遍及制造企业的统一通信架构。CIP协议允许用户如今受益于开放网络的诸多优点同时又在将来升级时保护它们现有的自动化投资。通过添加功能专门化的对象，CIP协议提供控制、运动和同步、配置和诊断以及安全信息的一致集成。该协议包括无缝桥接和路由而不增添桥接器和代理的成本和复杂度。另外，该协议提供部署可互操作的多供应商系统的自由度从而允许用户选择最佳种类的产品同时又保证有竞争力的价格和低集成成本。这包括用于CIP的所有网络适配一 EtherNet/IP 、DeviceNet 、CompoNet 和 ControlNet ——的单个独立于介质的协议， 该协议允许用户为它们的应用选择一个或者多个最佳网络而又仍然使它们在系统工程、安装、集成和试运转上的总投资最少。CIP协议也将对Modbus 服务器设备的支持与用于CIP始发方设备的Modbus转译服务一起集成到CIP架构中；允许支持Modbus TCP和 EtherNet/IP的设备驻留于相同TCP/IP网络上——或者甚至驻留于相同设备中。通过使用对象创建抽象化来实现Modbus集成。然后如同Modbus设备为本地CIP设备一样访问 Modbus。应当认识到CIP对象提供的功能可以用类似方式扩展至其它非CIP网络中。在现代工业制造中已经突显的一个关键问题在于有能力在电厂内或者跨越一组电厂和关联的供应链高效地管理功率和能量，其中这样的管理横跨广阔的地理并且通过网络通信。这包括有能力理解和实时跟踪，其中生成、传输、分布和利用能量。例如在特定电厂的管理中或者甚至跨越可以与电网关联的更广能量域可能必须考虑管制和贸易策略。必须对一些能量管理与电网进行协调，比如有能力从电网接收能量或者反过来向电网返回未使用的能量以获适当的信用。遗憾的是，现有工业协议并未支持一种聚集能量数据或者管理能量资源的标准化能力、更不用说在甚至最基本能量需求应用中进行通信或者便于控制。 目前，由于缺乏能量管理信息交换的统一方法而难以自动化最经常地导致与一种用于控制和管理随时间动态改变的复杂能量流的高效和响应方法相距甚远的人工运用。
发明内容
以下发明内容呈现简化的概述以提供对这里描述的某些方面的基本理解。本发明内容并非穷举概述、也并非为了标识关键要素或者界定这里描述的方面的范围。本发明内容的唯一目的在于以简化的形式呈现一些特征作为后文呈现的具体实施方式
的序言。提供一种实现跨越工业通信网络自动管理所有形式的能量的能量对象。能量对象包括有能力聚集来自各种点源的能量数据，这些点源可以始发于电厂内或者更广泛地跨越限定能量域的电厂外部的网络。这可以包括如下控制设备，这些控制设备报告已经离散地从电网如智能电网取得或者向该电网添加的能量，该电网向用户授信以获得对相应电网的高效能量的使用和传送。通过经由能量对象和离散能量监视源在工业协议内自动核对能量数据，可以通过将能量的使用关联到消耗能量或者反过来生产能量的产品或者服务的实际生产来高效管理能量。通过具有从大量网络位置对最小或者离散能量形式的能量的离散控制和理解，可以动态控制能量作为商品以最佳地服务于各种应用。明显的应用包括节能，其中非必需部件被闲置或者先前使用的过程被用来向外部或者内部电网返回未使用的能量。 更复杂的应用如管制和贸易以及自动化需求响应(ADR)可以容易地运用能量对象作为控制机制(例如接通或者关断能量源)或者作为收集机制以确定和证明能量用户是符合的。在一个方面中，能量对象可以包括具有设备名称的标识符、合格等级和用于将过程与能量源关联的对象类别。对象可以例如指定消耗的能量的类型，比如水、空气、天然气、 电力和蒸汽(WAGEQ。这可以包括测量、某类聚集和某类时间参考以及其它参数。水例如可以用来移动材料以及提供加热和冷却。同时，考虑到按照公用事业公司的规定以及与气候和地理有关的使用限制，应当清楚以与电力类似的方式来管理水是合理的。在另一方面中， 提供对工业协议的能量对象扩展，该协议具有用于通过制造自动化应用来监视和控制消耗或者生产能量的资源的全套属性、消息和服务。能量对象包括与能量资源相关联的标识符和与能量资源相关联的能量类型，该能量资源与制造自动化应用相关联。这也包括与能量资源相关联的测量特性以便于通过制造自动化应用进行能量管理。为了实现前述和有关目的，下文描述和附图具体阐述某些示例方面。这些方面表明这里描述的原理的各种可能运用方式中的仅少数方式。在结合附图考虑时根据下文的具体实施方式
可以清楚其它优点和新颖特征。
方案3.根据方案1所述的能量对象扩展，所述制造自动化应用用来激活、去激活或者调制消耗或者生产能量的资源以便于能量管理。 方案4.根据方案3所述的能量对象扩展，还包括限制对消耗或者生产能量的资源的激活、去激活或者调制的安全部件。方案5.根据方案3所述的能量对象扩展，所述制造自动化应用与减少基本负载、 安排启动序列、减少非关键负载、生成功率、存储能量以供以后使用、错开功率高峰或者按照减少的速率或者容量工作相关联。方案6.根据方案3所述的能量对象扩展，所述制造自动化应用与智能电网相关联。方案7.根据方案3所述的能量对象扩展，所述制造自动化应用还包括制造执行系统或者能量管理控制系统以便于能量管理。方案8.根据方案3所述的能量对象扩展，所述制造自动化应用还包括记事器部件以生成所述标识符、能量类型或者测量特性。方案9.根据方案1所述的能量对象扩展，还包括聚集参数、角色参数或者工作状态参数。方案10.根据方案1所述的能量对象扩展，还包括单位/缩放参数、续期参数、生产容量参数或者类型参数。方案11.根据方案1所述的能量对象扩展，还包括时间参数、数据日志参数、减少和生产服务或者警报和事件消息。方案12.根据方案1所述的能量对象扩展，还包括用于便于对能量对象实例进行配置的参数对象或者用于便于进行控制的输入/输出组件对象。方案13.根据方案1所述的能量对象扩展，还包括通过消息接发而链接至所述能量对象以便于进行能量控制的能量结构化标记。方案14.根据方案1所述的能量对象扩展，还包括具有能量功能的操作者接口面板应用，包括能量资源标识符、设备名称、能量状态、功率图形、需求收费或者警报。方案15.根据方案1所述的能量对象扩展，还包括具有能量功能的相逻辑以便于在批量过程中进行能量控制。方案16.根据方案1所述的能量对象扩展，还包括控制器以调节能量资源集的能量消耗或者生产水平。方案17.根据方案1所述的能量对象扩展，还包括调控服务，调制消耗或者生产能量的资源以利于与电网相关联的其它部件的性能。方案18.根据方案1所述的能量对象扩展，还包括用来控制能量资源的一个或者多个可持续性规则。方案19.根据方案1所述的能量对象扩展，所述可持续性规则与管制和贸易策略、 浪费管理活动或者维护活动相关联。方案20. —种用于跨越由一个或者多个网络连接的多个设备监视能量的制造自动化系统，包括控制和信息平台，用于自动增加或者减少自动化系统的消耗或者生产能量的资源；以及
能量对象，具有标识符、能量类型和测量部件，用于便于增加或者减少所述自动化系统的消耗或者产生能量的资源。方案21.根据方案20所述的制造自动化系统，还包括安全部件以限制增加或者减少能量源。方案22.根据方案20所述的制造自动化系统，还包括制造执行系统或者能量关联控制系统以便于能量管理。方案23.根据方案20所述的制造自动化系统，能量对象还包括聚集参数、角色参数、工作状态参数、单位/缩放参数、续期参数、生产容量参数或者类型参数、时间参数、数据日志参数、减少和生产服务或者警报和事件消息。方案24.根据方案23所述的制造自动化系统，还包括用于便于对能量对象实例进行配置的参数对象或者用于便于进行控制的输入/输出组件对象。方案25.根据方案23所述的制造自动化系统，还包括能量结构化标记以便于进行能量控制。方案26. —种用于通过关联用于与能量生产和消耗有关的制造自动化应用的全套属性、消息和服务来扩展工业协议的方法，包括监视多个能量源；将所述能量源与多个能量对象关联；将所述能量源与工业自动化协议关联；并且运用所述工业自动化协议以在自动化工厂环境内动态增加或者减少能量需求。方案27.根据方案沈所述的方法，所述能量对象还包括标识符、测量特性、聚集参数、角色参数、工作状态参数、单位/缩放参数、续期参数、生产容量参数或者类型参数、时间参数、数据日志参数、减少和生产服务或者警报和事件消息。方案28. —种用于跨越在工业过程内进行通信的多个设备监视管制和贸易排放的制造自动化系统，包括至少一个能量对象，具有与能量源相关联的标识符、排放类型和监视部件，用于便于对来自所述工业过程内的所述资源的排放进行测量记录；控制器，具有在所述控制器的存储器内设置的排放管制参数，其中所述控制器处理所述至少一个能量对象；以及积累功能，与所述控制器一起操作并且与所述至少一个能量对象有效地通信以积累来自所述能量源的所述排放并且计算总排放、与所述管制参数进行比较并且如果确定要增加所述管制则为贸易提供通知。方案29.根据方案观所述的制造自动化系统，还包括用于通过从所述控制器向便于所述贸易的外部源的通信来增加所述管制参数的部件。
权利要求
1.一种对工业协议的能量对象扩展，所述工业协议具有用于通过制造自动化应用来监视和控制消耗或者生产能量的资源的全套属性、消息和服务，所述能量对象扩展包括标识符，与能量资源相关联，所述能量资源与制造自动化应用相关联； 能量类型，与所述能量源相关联；以及测量特性，与所述能量源相关联以便于通过所述制造自动化应用进行能量管理。
2.根据权利要求1所述的能量对象扩展，所述工业协议为通用工业协议的扩展。
3.根据权利要求1所述的能量对象扩展，所述制造自动化应用用来激活、去激活或者调制消耗或者生产能量的资源以便于能量管理。
4.根据权利要求3所述的能量对象扩展，还包括限制对消耗或者生产能量的资源的激活、去激活或者调制的安全部件。
5.根据权利要求3所述的能量对象扩展，所述制造自动化应用与减少基本负载、安排启动序列、减少非关键负载、生成功率、存储能量以供以后使用、错开功率高峰或者按照减少的速率或者容量工作相关联。
6.根据权利要求3所述的能量对象扩展，所述制造自动化应用与智能电网相关联。
7.根据权利要求3所述的能量对象扩展，所述制造自动化应用还包括制造执行系统或者能量管理控制系统以便于能量管理。
8.根据权利要求3所述的能量对象扩展，所述制造自动化应用还包括记事器部件以生成所述标识符、能量类型或者测量特性。
9.根据权利要求1所述的能量对象扩展，还包括聚集参数、角色参数或者工作状态参数。
10.根据权利要求1所述的能量对象扩展，还包括单位/缩放参数、续期参数、生产容量参数或者类型参数。
全文摘要
提供了工业控制能量对象。提供一种对工业协议的能量对象扩展，该协议具有用于通过制造自动化应用来监视和控制消耗或者生产能量的资源的全套属性、消息和服务。能量对象包括与能量资源相关联的标识符和与能量资源相关联的能量类型，该能量资源与制造自动化应用相关联。这包括与能量源相关联的测量特性以便于通过制造自动化应用进行能量管理。
文档编号G05B19/418GK102156457SQ20111000655
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月10日 优先权日2010年1月8日
发明者大卫·A·维斯科, 大卫·D·布兰特, 大卫·W·西格勒, 安格尔·苏斯泰塔, 拉姆达斯·M·帕伊, 理查德·亚瑟·摩根 申请人:洛克威尔自动控制技术股份有限公司