基于云计算的数据共享系统和方法

摘要

本公开的方案涉及基于云计算的数据共享系统和方法，所述系统包括：多个工业设备管理单元，其被配置以通过定期与所述云服务器通信而将近期共享数据发送至云服务器，接收从所述云服务器接收到的其他工业设备管理单元的近期共享数据，并且通过更新所述近期共享数据至其自身的共享数据来使所述共享数据同步；以及云服务器，其被配置以在通过通信网络从多个工业设备管理单元中的一个工业设备管理单元接收到共享数据的情况下，将所接收到的共享数据与预先存储的共享数据进行比较，作为比较的结果来更新其共享数据，以及通过所述通信网络将包括更新的共享数据的通知报文发送至其他工业设备管理单元。

说明书

技术领域

本公开的方案涉及基于云计算的数据共享系统和方法，且更特别 地涉及被配置以通过云计算环境高效地共享关于包括PLC（可编程逻 辑控制器）或HMI（人机界面）的各种工业设备的运行信息的基于云 计算的数据共享系统和方法。

背景技术

由工业设备管理单元管理和操作包括PLC（可编程逻辑控制器） 或HMI（人机界面）的各种工业设备。工业设备管理单元一般使用个 人计算机来构成，且还安装有用来能够为工业设备准备驱动程序的操 作软件。

通过相关工业设备下载并执行由操作软件准备的驱动程序。例如， 如果在工业设备管理单元处安装有被配置以准备PLC驱动程序的操作 软件，则使用操作程序来准备PLC驱动程序并将PLC驱动程序下载至 PLC。

同时，可以要求包括相同类型或不同类型的若干工业设备的系统 通过被安装在每个工业设备管理单元上的操作软件来共享各种数据。 例如，在PLC驱动程序将某个状态值记录在存储器中的特定位置处且 HMI设备读取所述值并在屏幕上显示所述值的情况下，能够准备HMI 驱动程序的操作程序使得PLC驱动程序必须知道存储相关状态值的存 储器的地址。

也就是说，用于PLC操作的工业设备管理单元的操作软件和用于 HMI操作的工业设备管理单元的操作软件必须共享存储特定值的存储 器地址。为此，常规使用的各种方法包括共享文件格式数据的方法、 单独安装专门管理共享数据管理的软件的方法以及集成全部操作软件 的方法。

然而，在上述的方法之中通过两个或更多个操作软件共享文件格 式数据的方法具有的缺陷在于：不可能实现对共享数据的访问控制而 使得很难确保共享数据的一致性，并且不方便通过文件一次反映出修 改情况。

另外，在两个或更多个软件处单独安装专门管理共享数据管理的 软件的方法同样具有的缺陷在于：随着参与的操作软件增多，复杂度 增加，对各自独立操作的若干软件的管理控制操作增多，因此很难管 理版本和保持互换性。

将所有操作软件集成为一个软件的方法同样具有的问题在于：由 于参与设备的不同特性而使得不可避免地增加成本，并且当操作软件 被集成进一台计算机设备中时，由于是针对每个特性来划分管理器， 所以出现物理上重叠的操作空间的问题。

发明内容

本公开的示例性方案基本上解决了至少上述问题和/或缺陷且提供 了至少下述优势。因此，本公开旨在提供基于云计算的数据共享系统 和方法，其被配置以通过云计算环境来高效地共享关于包括PLC（可 编程逻辑控制器）或HMI（人机界面）的各种工业设备的运行信息。

在本公开的一个总体方案中，提供了一种基于云计算的数据共享 系统，包括：

多个工业设备管理单元，其被配置以通过与云服务器定期通信来 发送近期共享数据至云服务器，接收从云服务器接收到的其他工业设 备管理单元的近期共享数据，并且通过更新近期共享数据至其自身共 享数据来使共享数据同步；以及

云服务器，其被配置以在通过通信网络从多个工业设备管理单元 中的一个工业设备管理单元接收共享数据的情况下，将所接收到的共 享数据与预存储的共享数据进行比较，作为比较的结果来更新其共享 数据，以及通过通信网络将包括更新后的共享数据的通知报文发送至 其他工业设备管理单元。

优选地，但不是必要的，所述云服务器可以包括数据库，所述数 据库被配置以针对每个设备来划分、整体地存储和/或维护由各个工业 设备管理单元相互共享的数据。

优选地，但不是必要的，所述工业设备管理单元可以包括：存储 器，所述存储器存储其自身的共享数据；操作模块，其被配置以准备 工业设备的驱动程序并且将待与其他工业设备管理单元共享的数据存 储在存储器中；以及数据中继模块，其被配置以经由定期与所述云服 务器通信而通过发送被存储在所述存储器中的所述共享数据至所述云 服务器来使所述共享数据同步，并且在接收到包括有从所述云服务器 更新的所述其他工业设备管理单元的共享数据的通知报文的情况下， 使用被包括在所述通知报文中的所述共享数据来更新被存储在所述存 储器中的共享数据。

优选地，但不是必要的，所述工业设备管理单元中的每一个都可 以被安装有被配置以准备所述工业设备的驱动程序的工业设备操作软 件，并且所述共享数据包括待由所述工业设备操作软件使用的元数据。

优选地，但不是必要的，所述元数据可以包括可由所述工业设备 的驱动程序访问的存储器位置信息数据。

在本公开的另一个总体方案中，提供了一种基于云计算的工业设 备管理设备，其通过通信网络与云服务器通信，所述工业设备管理设 备包括：

存储器，所述存储器存储其自身的共享数据；

操作模块，其被配置以准备工业设备的驱动程序，并且将待与其 他工业设备管理单元共享的数据存储在存储器中；以及

数据中继模块，其被配置以经由定期与所述云服务器通信而通过 发送被存储在所述存储器中的所述共享数据至所述云服务器来使所述 共享数据同步，并且在接收到包括有从所述云服务器更新的所述其他 工业设备管理单元的共享数据的通知报文的情况下，使用被包括在所 述通知报文中的所述共享数据来更新被存储在所述存储器中的共享数 据。优选地，但不是必要的，所述工业设备管理单元中的每一个都可 以被安装有被配置以准备所述工业设备的驱动程序的工业设备操作软 件，并且所述共享数据包括待由所述工业设备操作软件使用的元数据。

优选地，但不是必要的，所述元数据可以包括可由所述工业设备 的驱动程序访问的存储器位置信息数据。

在本公开的另一个总体方案中，提供了一种基于云计算的数据共 享系统的数据共享方法，所述基于云计算的数据共享系统包括多个工 业设备管理设备和云服务器，所述方法包括：通过多个工业设备管理 单元中的一个工业设备管理单元与经由网络连接的所述云服务器定期 通信，且经由所述网络将其自身的近期共享数据发送至所述云服务器； 通过所述云服务器将所发送的共享数据与被存储在数据库中的先前的 共享数据进行比较且作为比较的结果来更新被存储在所述数据库中的 共享数据；在所述共享数据更新之后，通过所述云服务器经由所述网 络将包括更新的共享数据的通知报文发送至其他工业设备管理单元； 以及通过已接收到通知报文的所述工业设备管理单元使用被包括在所 接收到的通知报文中的共享数据来更新其自身的共享数据。

优选地，但不是必要的，所述共享数据可以包括待由工业设备操 作软件使用的元数据。

优选地，但不是必要的，所述元数据可以包括可由所述工业设备 的驱动程序访问的存储器位置信息数据。

有益地配置本公开示例性实施例使得每个工业设备管理单元通过 在基于云计算环境中与云服务器进行定期同步来维护共享数据处于最 新状态。

另外，有益地配置本公开示例性实施例使得在共享数据中产生变 化的情况下，云服务器通知共享数据的变化，由此能够立即更新共享 数据。特别地，被配置为通过被安装在工业设备管理单元处来准备各 种工业设备的驱动程序的工业设备操作软件能够用于共享元数据。

另外，有益地配置本公开示例性实施例使得，由于无文件收发方 法，所以不存在共享数据的不一致的问题，由于不需要安装单独的专 用共享程序，所以不存在版本或互换性管理问题，以及由于没有集成 工业设备操作软件，所以不存在操作空间的物理重叠问题。其结果是， 能够高效且快速地实现用于工业自动化的各种数据共享。

附图说明

图1是示出根据本公开的基于云计算的数据共享系统的网络连接 配置的原理框图。

图2是示出在根据本公开的基于云计算的数据共享系统中云服务 器与工业设备管理单元之间的数据同步过程的原理框图。

图3是示出根据本公开的基于云计算的数据共享系统的详细的网 络连接配置的原理框图。

图4是示出图3的数据中继模块的详细操作过程的流程图。

具体实施方式

下文中，将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。

图1是示出根据本公开的基于云计算的数据共享系统的网络连接 配置的原理框图。

参照图1，根据本公开的基于云计算的数据共享系统包括多个工业 设备管理单元21、云服务器22和服务器侧存储器23。

工业设备管理单元21是一种集成设备，其被配置经由通信网络11 与云服务器22通信，并且与其他工业设备管理单元共享数据。工业设 备管理单元21根据其类型，可以或不可以被连接至一个或多个工业设 备13。工业设备13可以包括各种类型。例如，工业设备13可以是PLC （可编程逻辑控制器）或HMI（人机界面）设备。

工业设备管理单元21一般被配置使用个人计算机，但可以被配置 使用移动终端，只要性能允许，可以被配置成各种类型。工业设备管 理单元21安装有工业设备操作软件，其中所述工业设备操作软件是被 配置为特定工业设备准备驱动程序的计算机程序。由工业设备操作软 件准备的驱动程序通过被下载至相关的工业设备上而被执行。工业设 备管理单元21与其他工业设备管理单元共享数据且所述共享数据可以 产生实际上实现集成软件的效果。

云服务器22与经由通信网络11而被连接到其上的每个工业设备 管理单元通信。云服务器22与服务器侧存储器23进行交互，所述服 务器侧存储器23被配置存储并保持与每个工业设备管理单元21相互 共享的数据，从每个工业设备管理单元21接收共享数据来将服务器侧 存储器23更新成近期共享数据，或者响应来自每个工业设备管理单元 21的请求而发送被存储在服务器侧存储器23中的近期共享数据。

每个工业设备管理单元21基本起到通过与云服务器22定期通信 而使共享数据同步的作用，其中共享数据的同步意味着相对于彼此不 同的两个或更多个数据存储空间保持相同的数据结构和格式。可以基 于需要可变地配置受到同步的数据的类型或内容，其包括操作信息、 状态信息、环境信息和设置信息。

特别地，共享数据可以包括待由每个工业设备操作软件使用的元 数据，其中所述元数据可以包括待由每个工业设备的驱动程序访问的 信息的存储位置或使用。通过更具体的示例，在PLC在存储器的特定 地址处记录预定传感器的状态值“0”或者“1”且HMI设备读取所述 值并且在屏幕上显示所述值的情况下，用于操作PLC的工业设备管理 单元和用于操作HMI设备的工业设备管理单元可以共享被配置存储相 关传感器的状态值的存储器地址（元数据）。

通过云服务器22共享数据的工业设备管理单元21可以被划分成 组。此时，工业设备操作软件可以起到在被配置成一起共享数据的组 上注册自己的作用。特别地，云服务器22发送通知报文至另一个工业 设备管理单元，在被自身保持的共享数据和由预定的工业设备管理单 元保持的共享数据不同的情况下，所述通知报文通知被自身保持的共 享数据和被预定的工业设备管理单元保持的共享数据不同。

如果必要的话，可以可变化地配置通知报文，例如，通知报文可 以包括进行通知的对象（这是谁的数据）和共享数据的变化事项（什 么数据或哪些数据被改变）。

在从云服务器22接收到通知报文的情况下，每个工业设备管理单 元21将被包括在所接收到的通知报文中的共享数据与其自身的共享数 据进行比较以便在存在需要更新的数据的情况下使用近期共享数据来 更新。其结果是，除了定期同步以外，每个工业设备管理单元21能 够基于通知来更新共享数据，由此能够更迅速而准确地共享数据。现 在将参照图2说明根据本公开实现数据共享的过程。

图2是示出在根据本公开的基于云计算的数据共享系统中云服务 器与工业设备管理单元之间的数据同步过程的原理框图。

参照图2，首先，操作PLC13-1的工业设备管理单元21-1使其自 身的共享数据与云服务器22进行定期同步。如果因为由云服务器22 保持的共享数据和操作PLC的工业设备管理单元21-1的共享数据不同 而判定为有必要更新共享数据，则云服务器22在此过程中执行以将判 定通知给另一个操作HMI设备的工业设备管理单元21-2。然后，操作 HMI设备的工业设备管理单元21-2使用近期共享数据来更新其自身的 共享数据。

图3是示出根据本公开的基于云计算的数据共享系统的详细的网 络连接配置的原理框图。

参照图3，工业设备管理单元21包括共享数据存储器31、数据中 继模块32以及工业设备操作软件33。

共享数据存储器31是允许工业设备操作软件33存储其自身的共 享数据的部件，且可以具有易失性或非易性的特性。工业设备操作软 件33是允许准备特定工业设备的驱动程序的计算机程序，其中所准备 的驱动程序通过被下载至相关的工业设备上而被执行。

特别地，在待与其他工业设备操作软件共享的数据在执行期间被 生成的情况下，工业设备操作软件33允许相关的共享数据在共享数据 存储器31中。

数据中继模块32基本上起到通过定期与云服务器22通信而使共 享数据存储器31的共享数据同步的作用。可以用工业设备操作软件33 中的一些模块配置数据中继模块32，或者可以用单独的计算机程序配 置数据中继模块32。

在共享数据的同步过程中，在云服务器22自身维护的共享数据不 同于工业设备管理单元21的共享数据的情况下，云服务器22使用服 务器侧存储器23更新变化的数据，并经由通知报文发送所更新的共享 数据至另一个工业设备管理单元。在这一点上，在从云服务器22接收 到通知报文的情况下，数据中继模块32提取被包括在从云服务器22 接收到的通知报文中的变化的近期数据，并且使用所提取到的数据来 更新共享数据存储器31的共享数据。现在，将参照图4详细地描述数 据中继模块32的操作。

图4是示出图3的数据中继模块的详细操作过程的流程图。

首先，如上所述，在生成与另一个工业设备管理单元的共享数据 的情况下，工业设备操作软件33将相关的共享数据存储在共享数据存 储器31中。

此时，工业设备操作软件33可以执行数据标识的过程，其包括在 相关数据上附加上固有ID（标识）和/或附加相关工业设备管理单元的 标识信息。

数据中继模块32定期与云服务器22通信以便使被存储在共享数 据存储器31中的共享数据同步（S41、S42）。也就是说，在数据中继 模块32自身的共享数据是近期数据的情况下，数据中继模块32将其 自身的近期共享数据上传至云服务器22，并且在由云服务器22保持的 共享数据是近期数据的情况下，数据中继模块32接收相关的共享数据 以便更新其自身的共享数据。

另外，在从云服务器22接收到通知报文的情况下（S43），数据中 继模块32更新共享数据存储器31的共享数据（S44）。

工业设备操作软件33访问共享数据存储器31以检查共享数据的 近期历史记录，并且对其做出响应而操作。也就是说，每个工业设备 管理单元能够通过来自云服务器23的通知报文立即更新成变化的近期 共享数据，并且工业设备操作软件33能够立即使用相关的数据。其结 果是，能够高效地实现使用每个工业设备操作软件33的共享数据的协 同工作。

尽管已经参照许多其示例性实施例描述了多个实施例，应当理解 的是，本领域的技术人员可以设想将落在本公开的原理的精神和范围 内的许多其他修改和实施例。更特别地，在本公开、附图和所附的权 利要求书的范围内的主题组合安排的部件部分和/或安排中各种变型例 和修改都是可能的。