分布式控制系统中控制应用的在线和动态调度配置的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及分布式控制系统（DCS）中的控制应用的在线和动态调度配置的方法。本发明考虑具有包含多个控制器的DCS，其中控制器包括源控制器中的一个或多个以及目的地控制器中的一个或多个。本发明的方法包括以下步骤：a）以最佳的方式选择控制应用的一个或多个块。一个或多个源控制器中的控制应用的这样的块可以跨一个或多个目的地控制器迁移；b）识别一个或多个目的地控制器中用于执行块的一个或多个潜在插槽。采用这些潜在插槽用于相应地容纳控制应用的所述选择的一个或多个块；c）由该一个或多个目的地控制器向中央管理实体或向对应的一个或多个所述源控制器公布关于所述识别的潜在插槽中的一个或多个的信息；d）相应地对于所述目的地控制器中的每个由中央管理实体或由所述一个或多个源控制器确定所述一个或多个潜在插槽和与之对应的所述选择的块；以及e）由所述中央管理实体或由所述一个或多个源控制器提出控制应用的调度配置；以及f）对于所述一个或多个块或其逻辑组合中的每个执行可调度性分析。本发明还涉及用于根据本发明的方法在具有多个控制器的分布式控制系统（DCS）中执行控制应用的在线和动态调度配置的系统。
【专利说明】分布式控制系统中控制应用的在线和动态调度配置的方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及分布式控制系统中的控制应用，并且更特定地涉及分布式控制系统中的控制应用的在线和动态调度配置的方法和系统。
【背景技术】
[0002]大体上，在过程控制工厂中采用分布式控制系统(DCS)用于控制该工厂中的过程。DCS具有实时控制器，其包括但不限于一般或工业个人计算机(PC)、编程逻辑控制器(PLC)、能够向控制应用提供实时执行环境的任何计算单元等，并且需要通过工业自动化来管理实时控制应用、通信接口、现场装置等。
[0003]过程控制工业中牵涉的过程由与硬件、控制应用、工作流程等有关的因素来表征。这些控制应用在控制器中基于控制应用的调度而执行。当前，控制应用或其部分的调度或调度配置(用于控制应用的执行)以预定的方式在执行控制应用之前进行。而且，可以理解调度配置局限于控制器中的每个，因为在本DCS中，控制应用或其部分未实时动态地跨其他控制器迁移或共享。
[0004]在DCS中具有控制应用的调度配置(其中控制应用或其部分的执行被实时动态调度并且考虑控制应用在DCS中的一个或多个控制器内或之间的在线迁移、共享、修改或类似)变得重要。
[0005]发明目的
本发明的目的是提供控制应用的调度配置的方法，该方法是动态的并且在线进行。
[0006]提供控制应用或其部分的调度配置的方法，这也是本发明的目标。
[0007]本发明的另一个目的是提供在一个或多个控制器中或跨一个或多个控制器的控制应用的调度配置的方法。
[0008]本发明的再另一个目的是提供迎合控制应用的高效迁移工作流程的控制应用的调度配置的方法。
[0009]本发明的另外的目的是提供考虑并且计入与控制应用有关的变化(例如控制应用和其工厂的控制方案的增加、删除、修改和级联等)的控制应用的调度配置的方法。
[0010]提供用于进行本发明的方法的系统，这是本发明的再另一个目的。
【发明内容】
[0011]相应地，本发明提供分布式控制系统(DCS)中的控制应用的在线和动态调度配置的方法。本发明考虑具有带多个控制器的DCS，其中控制器包括源控制器中的一个或多个以及目的地控制器中的一个或多个。本发明的方法包括以下步骤:a)以最佳的方式选择控制应用的一个或多个块。一个或多个源控制器中的控制应用的这样的块可以跨一个或多个目的地控制器迁移；b)识别一个或多个目的地控制器中用于执行块的一个或多个潜在插槽(slot)。采用这些潜在插槽用于相应地容纳控制应用的所述选择的一个或多个块；c)由该一个或多个目的地控制器向中央管理实体或向对应的一个或多个所述源控制器公布关于所述识别的潜在插槽中的一个或多个的信息；d)相应地对于所述目的地控制器中的每个由中央管理实体或由所述一个或多个源控制器确定所述一个或多个潜在插槽和与之对应的它的所述选择的块；以及e)由所述中央管理实体或由所述一个或多个源控制器提出控制应用的调度配置；以及f)对于所述一个或多个块或其逻辑组合中的每个执行可调度性分析。
[0012]相应地，根据本发明的方法，本发明还提供用于在分布式控制系统(DCS)中执行控制应用的在线和动态调度配置的系统。该系统包括:a)多个控制器，其包括一个或多个源控制器以及一个或多个目的地控制器；和b)中央管理实体，用于相应地对于所述目的地控制器中的每个确定用于执行块的一个或多个潜在插槽和与之对应的它的选择块、提出控制应用的调度配置以及对于所述一个或多个块或其逻辑组合中的每个执行可调度性分析。独立提供用于所述目的的中央管理实体或在一个或多个源控制器内提供相似的部件。
【专利附图】
【附图说明】 [0013]参考附图，其中:
图1示出通过示范性实施例描绘本发明的方法的流程图；以及 图2示出根据提出的本发明的方法的控制应用的调度配置。
【具体实施方式】
[0014]参考图1和2通过非详尽的示范性实施例详细解释本发明。在图1中，流程图描绘由分布式控制系统(DCS)中的系统执行的本发明的方法(100)。DCS具有许多控制器。
[0015]如在图1中示出的，在初始提出(101)时的控制应用的调度配置。计算(108)该配置的灵活性指数。灵活性指数是关于配置适应于配置中的任何未来变化的灵活性的度量，并且计算如下:
灵活性指数，
【权利要求】
1.一种具有多个控制器的分布式控制系统(DCS)中的控制应用的在线和动态调度配置的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 在一个或多个源控制器中最佳地选择能够跨一个或多个目的地控制器迁移的控制应用的一个或多个块； 识别一个或多个目的地控制器中用于执行块的一个或多个潜在插槽，采用所述潜在插槽以用于相应地容纳控制应用的所述选择的一个或多个块； 由所述一个或多个目的地控制器向中央管理实体或向对应的一个或多个所述源控制器公布关于所述识别的潜在插槽中的一个或多个的信息； 相应地对于所述目的地控制器中的每个由所述中央管理实体或由所述一个或多个源控制器确定所述一个或多个潜在插槽及其与之对应的所述选择的块； 由所述中央管理实体或由所述一个或多个源控制器提出控制应用的调度配置；以及 对于所述一个或多个块或其逻辑组合中的每个执行可调度性分析。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述块是独立逻辑块，其是能独立执行的对应应用或控制应用的块或部分，并且具有相应的运行时间状态和数据，并且能够与相同应用中的其他块中的一个或多个或属于相同控制器或其他控制器的其他应用中的块通信并且共享运行时间状态和数据。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述一个或多个应用或控制应用能够独立于所述控制器而执行。
4.如权利要求1所述的方法，其中最佳地选择控制应用中的一个或多个块包括识别所述一个或多个源控制器中的控制应用的块并且基于所述块的可行性及其潜力执行所述识别的块的比较排序以用于迁移。
5.如权利要求1或4所述的方法，其中基于例如迁移指数、块可靠性指数等的块级别指数中的一个或多个来最佳地选择控制应用的一个或多个块。
6.如权利要求1所述的方法，其中基于例如接受指数、节点可靠性指数、节点负载指数等的节点级别指数中的一个或多个来识别一个或多个目的地控制器中的一个或多个潜在插槽。
7.如权利要求1所述的方法，其中基于例如时间保证、块或其控制应用的执行顺序、总稳定性等的因素中的一个或多个来对所述一个或多个块或其逻辑组合中的每个执行可调度性分析。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述方法允许动态变化中的一个或多个、例如所述工厂的额外或新控制方案的增加、删除、修改、级联等，以及控制应用的逻辑或算法的变化，等。
9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述方法在线或在所述一个或多个控制器或其工厂的操作期间执行，从而维持所述一个或多个控制器或工厂以及其中的操作序列的平稳运行。
10.一种用于根据如在权利要求1-9中任一项所述的方法在具有多个控制器的分布式控制系统(DCS)中执行控制应用的在线和动态调度配置的系统，所述系统包括: 多个控制器，其包括一个或多个源控制器以及一个或多个目的地控制器； 单独提供的或是在一个或多个源控制器内提供的相似部件的中央管理实体，用于相应地对于所述目的地控制器中的每个确定一个或多个潜在插槽及其与之对应的选择的块、提出控制应用的调度配置以及对于所述 一个或多个块或其逻辑组合中的每个执行可调度性分析。
【文档编号】G05B19/418GK103765336SQ201180071794
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2011年12月23日 优先权日:2011年6月20日
【发明者】S.格霍斯, A.K.德, M.瓦尔勒, S.拉马斯瓦米, R.雷迪 申请人:Abb研究有限公司