用于工业自动化设备认识的系统和方法

摘要

提供了工业自动化部件、控制器、非暂态计算机可读介质以及工业自动化设备。该工业自动化部件可以接收与工业自动化系统中的至少一个其他工业自动化部件相关联的数据。该工业自动化部件可以关于该工业自动化系统对数据进行处境化并且基于处境化后的数据来识别该工业自动化部件与至少一个其他工业自动化部件之间的关系。然后该工业自动化部件可以将该工业自动化部件与至少一个其他工业自动化部件之间的关系存储在存储器中。

说明书

技术领域

本公开内容总体上涉及使工业自动化系统内的设备变得能够认识属 于该设备所处的工业自动化系统或该工业自动化系统的一部分的某些属 性。更具体地，本公开内容涉及用于由工业自动化设备关于工业自动化系 统的各部分或该工业自动化系统整体来分析其所接收到的数据的系统和 方法。

背景技术

发明内容

在一种实施方式中，一种工业自动化部件可以接收与工业自动化系统 中的至少一个其他工业自动化部件相关联的数据。然后该工业自动化部件 可以关于该工业自动化系统对数据进行处境化并且基于处境化后的数据 来识别该工业自动化部件与至少一个其他工业自动化部件之间的关系。然 后该工业自动化部件可以将该工业自动化部件与至少一个其他工业自动 化部件之间的关系存储在存储器中。

在另一种实施方式中，一种控制工业自动化系统中的一个或更多个工 业自动化部件的一个或更多个操作的控制器可以在通信上耦接至网络并 且将与工业自动化部件中的至少一个相关联的数据广播至该网络上。该数 据可以使在通信上耦接至网络的一个或更多个其他工业自动化部件能够 识别工业自动化部件中的至少一个的存在。

在又一种实施方式中，一种非暂态计算机可读介质可以包括计算机可 执行指令，以当工业自动化系统中的一个或更多个工业自动化部件在通信 上耦接至网络时接收与所述一个或更多个工业自动化部件相关联的数据。 非暂态计算机可读介质还可以包括计算机可执行指令，以基于所述数据来 识别工业自动化部件中的至少一个的存在。

在再一种实施方式中，一种工业自动化设备可以包括处理器，该处理 器可以在当工业自动化系统中的一个或更多个工业自动化部件在通信上 耦接至网络时，接收与所述一个或更多个工业自动化部件相关联的数据。 然后该处理器可以识别该处理器能够访问的数据库中的驱动器。该驱动器 可以使该处理器能够控制工业自动化部件中的至少一个的一个或更多个 操作。然后该处理器可以使用该驱动器来控制工业自动化部件中的至少一 个的一个或更多个操作。

附图说明

当参照附图来阅读以下详细描述时，本发明的这些以及其他特征、方 面和优点将变得更容易理解，在附图中，相似的附图标记表示贯穿附图的 相似的部件，在附图中：

图1示出了表示根据本文中所呈现的实施方式的工业自动化系统的 示例层级级别的框图；

图2示出了根据本文中所呈现的实施方式的可以在图1的工业自动化 系统内采用的示例控制系统的框图；

图3示出了根据本文中所呈现的实施方式的图1的工业自动化系统的 工业控制系统内的部件的框图；

图4示出了根据本文中所呈现的实施方式的图1的工业自动化系统的 示例；

图5示出了描绘了根据本文中所呈现的实施方式的图4的示例工业自 动化系统的层级级别的框图；

图6示出了根据本文中所呈现的实施方式的用于在与图1的工业自动 化系统相关联的工业自动化网络中建立工业控制系统的存在的方法的流 程图；

图7示出了根据本文中所呈现的实施方式的用于识别与图1的工业自 动化系统相关联的工业自动化网络中的工业控制系统的存在的方法的流 程图；

图8示出了根据本文中所呈现的实施方式的用于确定图1的工业自动 化系统中的部件之间的关系信息的方法的流程图；

图9示出了根据本文中所呈现的实施方式的用于基于图1的工业自动 化系统中的部件之间的关系信息来控制工业自动化部件的操作的方法的 流程图；

图10示出了根据本文中所呈现的实施方式的用于在从图1的工业自 动化系统中的部件中的至少一个接收到命令之后调整工业自动化部件的 操作的方法的流程图；

图11示出了根据本文中所呈现的实施方式的用于向工业控制系统提 供对图1的工业自动化系统的一部分的自动控制级别的方法的流程图；

图12A、图12B和图12C示出了描绘了根据本文中所呈现的实施方 式的可以用于选择可以指定工业控制系统对其进行自动控制的图4的示 例工业自动化系统的层级级别的范围的滑动可视化部件的不同选择的框 图；

图13示出了根据本文中所呈现的实施方式的用于基于用户的凭证、 关于图1的工业自动化系统的各层级级别来修改工业控制系统的控制功 能的方法的流程图；

图14示出了根据本文中所呈现的实施方式的用于平衡图1的工业自 动化系统中的控制系统的处理工作负荷的方法的流程图；

图15示出了根据本文中所呈现的实施方式的能够用于图1的工业自 动化系统中的控制系统的示例通信网络的框图；

图16示出了根据本文中所呈现的实施方式的用于基于所预测的针对 控制系统的工作负荷来平衡图1的工业自动化系统中的控制系统的处理 工作负荷的方法的流程图；

图17示出了根据本文中所呈现的实施方式的用于电力平衡图1的工 业自动化系统的操作的方法的流程图；

图18示出了根据本文中所呈现的实施方式的可以在图1的工业自动 化系统中采用的数据分析系统的框图；

图19示出了根据本文中所呈现的实施方式的用于基于大数据分析来 控制图1的工业自动化系统中的一个或更多个部件的操作的方法的流程 图；

图20示出了用于在图19的用于控制部件的操作的方法期间、在已经 识别到相似的数据形态之后执行各种类型的分析的方法的流程图；

图21示出了根据本文中所呈现的实施方式的用于广播图1的工业自 动化系统中的数据和数据标签的方法的流程图；

图22示出了根据本文中所呈现的实施方式的由图21的方法所输出的 数据馈送通道的示例框图；

图23示出了根据本文中所呈现的实施方式的用于使远程控制系统能 够订阅特定控制系统的数据馈送通道的方法330的流程图；

图24示出了根据本文中所呈现的实施方式的用于组织在数据馈送通 道中所发布的数据的方法的流程图；以及

图25示出了根据本文中所呈现的实施方式的用于分析在数据馈送通 道中所发布的数据的方法的流程图。

具体实施方式

下面将描述一个或更多个具体实施方式。为了提供对这些实施方式的 简要描述，在本说明书中并未描述实际实现的所有特征。应当认识到的是， 在任何这样的实际实现的开发中，如在任何工程学或设计项目中，必须做 出例如遵循系统相关或业务相关的约束条件的多个特定于该实现的决策 (其可以在各个实现之间改变)来实现开发者的目标。此外，应当认识到 的是，这样的开发工作可能是复杂且耗时的，然而对于具有本公开内容的 益处的本领域技术人员，不过是承担设计、加工和制造的过程。

在介绍本发明的各种实施方式的元素时，冠词“一(a)”、“一个(an)”、 “该(the)”和“所述(said)”意指存在一个或更多个元素。术语“包括 (comprising)”、“包括(including)”和“具有(having)”意在包括性 的并且意指可以存在除所列出的元素之外的另外的元素。

本公开内容的实施方式总体上意在可以采用多个工业自动化部件来 执行各种工业过程的工业自动化系统。在一种实施方式中，工业自动化部 件中的每一个能够连接至工业自动化网络，该工业自动化网络可以便于所 连接的工业自动化部件中的每一个之间的通信。工业自动化网络可以包括 可以被实现为局域网(LAN)、广域网(WAN)等的任何有线或无线网络。 因此，工业自动化部件可以包括使该工业自动化部件在一旦被连接至工业 自动化网络时能够被识别的性质。此外，已经连接至工业自动化系统的每 个工业自动化部件能够在其他工业自动化部件连接至工业自动化网络时 识别它们。通过提供被工业自动化部件识别以及识别其他工业自动化部件 的能力，工业自动化系统中所采用的对应于所连接的工业自动化部件的设 备和控制器可以认识到它们存在的工业自动化环境。使用该认识信息，设 备和控制器可以通过与其他工业自动化部件通信并且修改设备和控制器 的某些操作来更高效地控制工业自动化系统的操作，以使工业自动化系统 中所使用的能量的效率、工业自动化系统的生产或其任意组合最大化。

在某些情形下，一旦工业自动化部件彼此识别并且经由工业自动化网 络来彼此通信，每个工业自动化部件就可以经由工业自动化网络认识到属 于工业自动化系统中的其他工业自动化部件的各种属性。因此，每个工业 自动化部件可以关于其他工业自动化部件的属性来优化其在工业自动化 系统内的相应操作。例如，工业自动化部件可以从可以处于工业自动化系 统的相同部分或不同部分中的其他部件接收数据。该数据可以包括针对其 他部件的系统配置、针对其他部件的维护计划、针对其他部件的系统设计 修改、针对部件的用户偏好以及可以存储在其他部件中或可以由其他部件 获取的任何其他数据。

在一种实施方式中，在从其他部件接收到数据之后，相应工业自动化 部件然后可以关于工业自动化系统的不同范围或层级级别对所接收的数 据进行处境化。也就是说，相应工业自动化部件可以将所接收的数据关联 至工业自动化系统的范围或层级级别。通过关于工业自动化系统的不同范 围来分析所接收到的数据，相应工业自动化部件可以调整其操作并且发送 命令以调整其他部件的操作，从而更有效且高效地控制整个工业自动化系 统的操作。此外，相应工业自动化部件关于工业自动化系统的不同范围来 对数据进行处境化的能力可以提高在操作和维护整个工业自动化系统或 工业自动化系统的各部分时的用户体验。

作为介绍，图1描绘了可以表示工业自动化系统10的层级级别的示 例的框图。工业自动化系统10可以为材料处理、包装工业、制造、处理、 批处理或采用使用一个或更多个工业自动化部件的任何技术领域中的任 何系统。在一种实施方式中，工业自动化系统10可以包括工厂12，该工 厂12可以包含整个工业自动化系统10的一部分。因此，工业自动化系统 10可以包括另外的工厂14，该另外的工厂14可以与工厂12一起被采用 以执行工业自动化过程等。

每个工厂12(或工厂14)可以被分成多个区域16，该区域16可以 例如包括使用不同类型的工业自动化部件的不同生产过程。在一个示例 中，一个区域16可以包括子组件生产过程，并且另一区域16可以包括核 心生产过程。在另一示例中，每个区域16可以与在制造过程中被执行的 不同操作有关。例如，在果冻豆(jellybean)制造系统中，区域16可以 包括果冻豆制作区域、包装区域、水过滤区域等。在又一示例中，该区域 可以包括其中可以执行特定工业过程的生产线。还参考果冻豆制造系统示 例，生产线可以包括可以产生果冻豆的烹饪线、可以根据相应口味对果冻 豆进行分类的分类线、以及可以将果冻豆包装至盒中的包装线等。

区域16还可以与关于工业自动化系统10的多个部件20的物理位置 相关联。区域16还可以与工业自动化系统10的不同规则区域(例如批操 作区域、连续操作区域、离散操作区域、库存操作区域)等有关。

区域16可以被再分成更小的单位或单元18，该单元18可以进一步 被再分成部件20。使用上述示例，子组件生产过程区域16可以被再分成 单元18，该单元18可以代表可以用于执行子组件生产过程的一个方面的 工业自动化部件20的特定组。同样，单元18可以包括区域16的一部分 例如生产线的第一部分。单元18还可以包括特定程序的不同部分。

这些单元18然后可以被再分成部件20，部件20可以对应于单个的 工业自动化部件，例如控制器、输入/输出(I/O)模块、电机控制中心、 电机、人机接口(HMI)、操作者接口、接触器、起动器、传感器、驱动 器、继电器、保护设备、开关机构、压缩机、网络开关(例如，以太网开 关、模块化管理的、固定管理的、服务路由器、工业的、未管理的等)等。 虽然工厂12、工厂14、区域16和单元18在术语上被称为工厂、区域和 单元，但是应当注意的是，在各种工业中，这些分组可以在不同工业等中 被不同地称呼。例如，分组可以在术语上被称为单位、区域、站等。

部件20还可以与各种工业装备(例如混合器、机器输送机、储槽、 滑道、专用的原始装备制造商机器等)有关。部件20还可以与由装备所 使用的设备(例如扫描仪、计量器、阀门、流量计等)相关联。在一种实 施方式中，可以由单个控制器(例如，控制系统)来控制或操作部件20 的每个方面。在另一种实施方式中，可以经由多个控制器(例如，控制系 统)来分配部件20的控制和操作。

部件20可以用在相应的单元18、区域16或工厂12内以执行针对相 应单元18、区域16或工厂12的各种操作。在某些实施方式中，部件20 可以在通信上彼此耦接、在通信上耦接至工业控制系统22等。另外地， 工业控制系统22还可以在通信上耦接至可以监视和/或控制每个单元18、 区域16或工厂12的操作的一个或更多个控制系统。

因此，工业控制系统22可以为计算设备，该计算设备可以包括通信 能力、处理能力等。例如，工业控制系统22可以为控制器，例如可编程 逻辑控制器(PLC)、可编程自动化控制器(PAC)或可以监视、控制和 操作工业自动化设备或部件的任何其他控制器。工业控制系统22可以被 并入任何物理设备(例如，工业自动化部件20)中或者可以被实现为单 机计算设备(例如，通用计算机)，例如桌上型计算机、膝上型计算机、 平板计算机、移动设备计算设备等。

在某些实施方式中，工业控制系统22可以被实现在使工业自动化部 件20能够彼此连接和通信的设备内。例如，工业控制系统22可以被实现 在网络路由器和/或开关内。以此方式，网络路由器和/或开关可以对工业 控制系统22进行托管，该工业控制系统22可以用于基于分析的结果来更 高效或有效地控制和操作相应工业自动化部件20。

除了以上所提及的物理设备，工业控制系统22还可以包括前述物理 设备中的任何物理设备的基于软件的仿真。例如，工业控制系统22可以 被实现为可以与某些硬件控制器、设备等执行相似的操作的软件模块。同 样，工业控制系统22可以创建硬件部件(例如，控制器、I/O模块)的 虚拟实例。这些虚拟实例可提供工业控制系统22可以被实现成监视和控 制工业自动化部件20的较灵活的方式。

在一个实施方式中，工业控制系统22可以在可访问的云平台(即， 云计算系统)、一个或更多个服务器和各种计算设备(例如，通用计算机) 等中虚拟地实现。因此，工业控制系统22可以作为软件控制器或云计算 系统运行的控制引擎来操作。通过在云计算系统中虚拟地实现工业控制系 统22，工业控制系统可以使用分布式计算架构来执行各种分析并且控制 操作。由于与工业自动化部件20、单元18、区域16和工厂14相关联的 越来越多的数据变得可用，云计算系统中的分布式计算架构可以使得数据 分析被更有效地执行。也就是说，由于云计算系统可以合并许多计算系统 和处理器来执行数据分析，所以能够更迅速地获得分析的结果。以此方式， 工业自动化部件20、单元18、区域16和工厂14的相应操作可以被实时 地或接近实时地控制。

考虑到前述内容，应当理解的是，贯穿本公开内容所提及的工业控制 系统22被实现为用于对工业自动化部件20、单元18、区域16和工厂14 进行监视和/或操作的物理部件和/或虚拟部件(即，基于软件的)。此外， 通过提供将工业控制系统22合并至各种类型的环境中的能力，工业自动 化系统10可以非常适合于通过增加新的工业自动化部件20来扩展和扩 大。

图2示出了可以与工业控制系统22一起使用的示例性控制系统23。 如图2所示，工业控制系统22可以在通信上耦接至操作者接口24，该操 作者接口24可以用于修改和/或查看工业控制系统22的设定和操作。操 作者接口24的可以是用户接口，该用户接口可以包括用于与工业控制系 统22进行通信的显示器和输入设备。显示器可以用于显示由工业控制系 统22生成的各种图像，例如用于操作工业控制系统22的图形用户接口 (GUI)。例如，显示器可以是任何类型的显示器，例如液晶显示器(LCD)、 等离子显示器或有机发光二极管(OLED)显示器。另外地，在一个实施 方式中，显示器可以被设置成与可以用作工业控制系统22的控制接口的 一部分的触敏机构(例如，触摸屏)结合。在一些实施方式中，操作者接 口24可以被称为人机接口、人接口机器等。

工业控制系统22还可以在通信上耦接至输入/输出(I/O)模块25。 I/O模块25可以使工业控制系统22与工业自动化系统中的各种设备进行 通信。此外，I/O模块25可以使工业控制系统22从各种设备接收信息， 以使得该信息可以提供关于该工业自动化系统的参考点和其它细节，以协 助工业控制系统22认识工业控制系统22可以操作的环境。

通常，工业控制系统22还可以在通信上耦接至可以用于控制或管理 工业自动化系统的操作的某些设备。例如，在一个实施方式中，工业控制 系统22可以耦接至驱动器26。驱动器26可以是电驱动器，该电驱动器 可以使用整流电路和逆变电路将一个输入的交流(AC)电压变换成可控 制的AC电压。在一个实施方式中，工业控制系统22中可以是可以控制 驱动器26的操作的控制器。驱动器26可以耦接至电机27，该电机27可 以操作部件，例如输送机28等。在一个实施方式中，工业控制系统22 可以经由以太网/IP、控制网络、设备网络或任何其他工业通信网络协议 在通信上耦接至操作者接口24、I/O模块25或驱动器26等。

考虑到控制系统23并且参照如图1，驱动器26、电机27和输送机 28均可以被认为是单个部件20。然而，驱动器26、电机27和输送机28 也可以被认为是特定单元18、区域16和工厂12的一部分。因此，工业 控制系统22可以有能力调整部件20、单元18、区域16和工厂12的操作。 例如，通过调整驱动器26的操作，工业控制系统22可以调整电机27和 输送机28的操作。因此，工业控制系统22可以调整以输送机28作为部 件的单元18、区域16和工厂12的操作。通过了解就每个区域16、每个 单元18和每个部件20而言每个部件20与工业自动化系统10可以如何相 关，工业控制系统22可以开始变得能够更有效地管理工业自动化系统10 的操作(例如，生产、能源使用、设备的生命周期)。

如上面所提及的，工业控制系统22可以是可以包括通信能力和处理 能力等的控制器或任何计算设备。图3示出了工业控制系统22的可以用 于执行本文所描述的技术的部件的详细框图30。现在参照图3，工业控制 系统22可以包括通信部件32、处理器34、存储器36、存储部38和输入 /输出(I/O)端口40等。通信部件32可以是可以促进工业自动化部件20、 用于工厂12的控制系统、区域16和单元18等之间的通信的无线或有线 通信部件。处理器34可以是能够执行计算机可执行代码的任何类型的计 算机处理器或微处理器。处理器34还可以包括可以执行下面所述的操作 的多个处理器。存储器36和存储部38可以是可以用作存储处理器可执 行代码或数据等的介质的任何合适制品。这些制品可以表示可以存储由处 理器34使用以执行当前所公开的技术的处理器可执行代码的计算机可读 介质(即，任何合适的形式的存储器或存储部)。存储器36和存储部38 还可以用于存储数据和对数据的分析等。存储器36和存储部38可以表示 可以存储由处理器34使用以执行本文所描述的各种技术的处理器可执行 代码的非暂态计算机可读介质(即，任何合适的形式的存储器或存储部)。 要指出的是，非暂态仅仅指示该介质是有形的而不是指示信号。

I/O端口40可以是可以耦接至上面所讨论的I/O模块25的接口。尽 管针对工业控制系统22描绘了框图30，但应当指出的是，用于厂12、区 域16和单元18等的控制系统也可以包括相同的部件以执行本文所描述的 各种技术。

考虑到前述内容，工业控制系统22可以使用通信部件32以在通信上 耦接至一个或更多个控制系统。工业控制系统22还可以监视和/或控制每 个相应部件20、单元18、区域16或工厂12的操作。例如，控制系统22 可以接收从可以位于工厂12、区域16或单元18中的资产、控制器和类 似物(例如，部件20)等接收的数据。在一个实施方式中，工业控制系 统22或用于每个区域16、单元18或部件20的控制系统可以接收下述信 息：与工业自动化系统10可以被如何细分有关的信息；与每个区域16、 单元18和部件20彼此可以如何进行交互有关的信息；与哪些部件20是 每个工厂12、区域16或单元18的一部分等有关的信息。例如，每个区 域16可以与制造过程中的特定过程有关。同样，由相应控制系统接收的 信息可以详述某些区域16中执行的哪些过程可能取决于正在其它领域16 中完成的其他过程。

在某些实施方式中，相应控制系统可以基于从每个相应部件20接收 的数据来确定每个部件20与相应单元18或区域16可以如何相关。例如， 第一部件20的控制系统可以从多个其他部件20(例如，用于传送带的电 机和用于一些工业自动化设备的压缩机)接收数据。当从与用于传送带的 电机相对应的第二部件20接收到数据时，第一部件20的控制系统可以基 于电机可以操作的速度来确定第二部件20与一些单元18相关联，该一些 单元18可以是一些区域16的一部分。也就是说，第一部件20的控制系 统可以参考诸如用于工业自动化系统10的系统设计参数之类的信息，并 且通过识别具有由系统设计参数指定的操作参数的电机具有与所接收到 的速度基本上相似的速度来确定电机所在位置。在某些实施方式中，如果 工业自动化系统10中的其他电机以相同的速度进行操作，则该电机可以 操作的速度不足以识别特定电机。因此，控制系统可以通过监视工业自动 化系统10中的每个电机的速度分布图(即，随时间变化的速度曲线)来 识别电机。控制系统可以识别特定部件20的另外的方式可以包括：监视 每个部件20的操作模式(例如，运行/停止/暂停)；检查与每个部件20 相关联的网络相关信息(例如，IP地址、MAC地址、子网掩码或这些中 的任意一些的组合等)；监视每个部件20的操作温度(在可用(例如，某 些单元18中的部件20与其他单元18中的部件20相比暴露于更多的热/ 冷)的情况下)；监视与每个部件相关联的能量消耗数据(例如，较大的 驱动器可以是某些单元18的一部分或用于某些单元18，而较小的驱动器 用于其他单元18)等。

在任何情况下，在对与每个部件20相关联的数据进行分析之后，第 一部件20的控制系统可以确定其就工业自动化系统10的各种范围或层级 级别而言与工业自动化系统的其它部件20的关系。通过了解就工业自动 化系统10的各种范围而言与其他部件20的关系，第一部件20的控制系 统可以认识可能直接或间接影响第一部件20的操作的过程、区域16或单 元18中出现的状况。因此，第一部件20的控制系统可以调整其操作，并 且向其他部件20发送命令以调整它们的相应操作，从而使可能由于区域 16或单元18等中的状况而出现的负面后果得到补偿或达到最小。例如， 相应单元中的控制系统通过监视与相应控制系统相邻或相关的单元的生 产水平来自动地调整上游或下游的单元的生产能力。作为结果，控制系统 可以通过降低可能会导致生产过剩或生产不足的瓶颈单元的影响来优化 工业自动化系统10的生产。在另一示例中，用于输送材料的输送机的工 段可以基于输送机的其它工段或与区域16、单元18或整个工厂12相关 联的生产差异来开始调整其相应速度。在又一示例中，第一部件20的控 制系统可以考虑与第二部件相关联的能量消耗数据，以调整第一部件20 的操作(例如，转到较低能量消耗模式以使整个消耗保持恒定等)。另外 地，在每个部件20认识出现或存在另一部件20之后，部件20中的一些 部件可以基于预定准则(例如，能量消耗/率、生产配合比、生产水平等) 来协商和确定用于每个部件20的最佳生产率。考虑到前述内容，在图4 中描绘了包装工厂50的示例性工业自动化系统10以及包装工厂50可以 如何被划分和细分成区域16和单元18。如图4所示，包装厂50可以表 示可用于可以处理饮料容器(如饮料线)的食品和饮料行业的示例性高速 包装线。因此，包装工厂50可以包括例如能够使机器部件对容器进行灌 装、贴标、包装或堆垛的工业自动化部件。包装工厂50还可以包括可以 在机器部件之间对容器进行传输、对齐或缓冲的一个或更多个输送机工 段。尽管图4示出了包装工厂，但应当指出的是，本文所描述的实施方式 不限于用于包装工厂。相反，应当理解的是，本文所描述的实施方式可以 用于任何工业自动化环境。

如图4所示，包装工厂50可以包括被配置成实施与饮料包装过程有 关的特定功能的机器部件。例如，饮料包装过程开始于装载站52，在装 载站52处将要灌装的空罐或瓶的托盘经由输送机工段54供给包装工厂 50。输送机工段54将该空罐从装载站52运输到清洗站56，在该清洗站 56处对空罐和瓶进行清洗和准备以用于灌装。当经清洗的罐和瓶退出清 洗站56时，输送机工段54可以逐渐地过渡到对齐输送机工段58，以使 得经清洗的灌和瓶成单行线地进入灌装和封口站60。

当经清洗的罐和瓶以稳定一致的流进入灌装和封口站60时，灌装和 封口站60可以以最佳速率工作。然而，如果输送机工段54与对齐输送机 工段58之间的过渡不稳定或比所期望的过渡快，则灌装和封口站60可能 无法以最佳速率工作。因此，优化输送机工段(即，输送机工段54或对 齐输送机工段58)的性能参数(例如，速度、尺寸、功能、位置/布置或 数量)可以有益于包装工厂50的效率。

当经封口的罐退出灌装和封口站60时，缓冲输送机工段62可以保持 经封口的罐以使其延迟进入下一站。另外，缓冲输送机工段62可以单行 线地传输经封口的罐，使得经封口的罐在期望的时间以期望的数量达到灭 菌站64或贴标站66。与灌装和封口站60相类似，当缓冲输送机工段62 以最佳性能参数(例如，最佳速度、尺寸、功能、位置/布置或数量)操 作时，灭菌站64或贴标站66有效地工作。在罐和瓶已经被灭菌和/或贴 标之后，并且在对其进行堆垛以用于在站70处运输或存储在仓库72中之 前，在包装站68处将罐和瓶封装成箱(6个一箱、24个一箱等)。明显地， 对于其他应用，特定系统部件、输送机机器及其功能将会不同，并且专门 适合于该应用。

包装工厂50还可以包括可以位于控制室74等中的工业控制系统22。 工业控制系统22可以耦接至可以监视包装工厂50的机器部件或输送机工 段的各种方面的一个或更多个传感器76。传感器76可以包括任何类型的 传感器，例如压力传感器、加速计、热传感器、运动传感器和电压传感器 等。传感器76可以位于包装工厂50内的各种位置中，并且可以在包装工 厂50的操作期间测量所关注的与该饮料包装过程有关的参数值。例如， 在某些实施方式中，传感器76可以包括每分钟瓶或容器进入或离开机器 部件(即，站54、56、58、64、66、68或70)(BPM)的速率或者瓶在输 送机工段的一部分(例如，输送机工段54或62)上的累积率。通常，可 以使用能够测量所关注的与包装工厂50的饮料包装过程有关的参数值 (例如，速率、压力、速度、累积、密度、间距、位置/布置、数量、尺 寸等)的任何传感器76。

在一些实施方式中，包装工厂50可以包括许多工业自动化电力部件 78，工业自动化电力部件78可以用于控制由包装工厂50中的各种机器部 件使用的电力。电力部件78可以包括可以用于操作相应机器部件的设备， 例如驱动器、电机、逆变器和开关装置等。例如，输送机工段54可以使 用电机来转动，该电机可以经由电力部件78(如可变频率驱动器)进行 控制。

电力部件78可以包括可以监视和控制相应电力部件78的操作的控制 系统。因此，电力部件78可以与上述针对图1所描述的部件20相对应。 再次参照上面的示例，电力部件78的控制系统(例如用于控制使输送机 工段54转动的电机的驱动器)可以监视提供给该电机的电压，并且可以 确定输送机工段54可以移动的速度。在一个实施方式中，电力部件78 的控制系统可以向工业自动化系统22或可以控制其他部件20的其他控制 系统发送与输送机工段54可以移动的速度有关的数据。以此方式，工业 控制系统22或其它控制系统可以认识电力部件78的操作，并且在确定其 相应部件应当如何操作时考虑这些操作。

考虑图4的包装工厂50，工业控制系统22可以从分散于整个包装工 厂50中的多个电力部件78接收数据。然后，工业控制系统22可以针对 上面参照图1所描述的不同范围或层级级别将所接收的数据进行处境化。 例如，图8示出了包装工厂50的电力部件78可以被如何归类到不同的范 围。

在一个实施方式中，可以基于包装工厂50的部件20和单元18的功 能来对包装工厂50的范围进行归类。例如，参照图4和图5，装载站52 可以被归类为单元1，清洗站56可以被归类为单元2，封口站60可以被 归类为单元3，灭菌站64可以被归类为单元4，贴标站可以被归类为单元 5以及包装站68可以被归类为单元6。如图5所示，每个部件20可以与 特定单元18相对应。也就是说，可以由相应站使用的每个部件20可以被 归类为相应单元18的一部分。

以相同的方式，可以基于在包装工厂50的单元18的功能来对区域 16进行归类。例如，包装工厂50的单元1至单元3可以与准备过程相对 应，并且包装工厂50的单元4至单元6可以与封装过程相对应。因此， 单元1至单元3可以被归类为区域1，而单元4至单元6可以被归类为区 域2。

在一种实施方式中，工业控制系统22可以基于工厂示图或说明书来 确定工业自动化系统10的种类或范围，其中工厂示图或说明书描述了用 于相应处理的工业自动化系统10和部件20所采用的各种处理。在另一实 施方式中，用于各个部件20的各个控制系统可以包括指示部件20的功能、 部件20关于工业自动化系统10的位置、与部件20相关联的制造处理的 一部分等的信息。这里，各个相应部件20的各个相应控制系统可以将此 信息发送至工业控制系统22，或者发送至与部件20邻近的其他控制系统。 接收此信息的控制系统然后可以确定传送此信息的部件20如何可以与工 业自动化系统10的各个范围相关、接收此信息的部件20如何可以关于工 业自动化系统10的各个范围与传送此信息的部件20相关等。在某些实施 方式中，每个控制系统可以将与工业自动化系统10的范围相关的信息、 详述工业自动化系统10的各个范围之间的关系的信息、详述工业自动化 系统中的每个部件20与工业自动化系统10的每个范围之间的关系的信息 等发送至数据库80，其中数据库80可以作为集中式数据库或者分布于多 个机器、计算机等之间的数据库被每个控制系统访问。

记住前述内容，在一种实施方式中，为了在控制系统之间共享数据， 每个工业控制系统22可以首先连接至工业自动化网络。工业自动化网络 可以包括电信网络，该电信网络可以允许工业控制系统22如上所述交换 数据。因此，工业自动化网络可以包括：包括基于云的网络等的任何类型 的通信网络。工业自动化网络可以存在于工业自动化系统10中，并且可 以用作与工业自动化系统10内的各种设备进行通信的方式。工业控制系 统22可以经由有线连接或无线连接经由其通信部件32连接至工业自动化 网络。

当工业控制系统22连接至工业自动化网络时，工业控制系统22可以 经由工业自动化网络提供某些信息，以使得已经存在于工业自动化网络的 其他控制系统或者以通信方式耦接至工业自动化网络的其他控制系统能 够识别工业控制系统22。例如，图6示出了工业控制系统22可以采用的 用以建立或指示与工业自动化系统10相对应的工业自动化网络的存在的 方法90的流程图。

现在参照图6，在块92处，工业控制系统22可以连接至工业自动化 网络。在一种实施方式中，工业控制系统22可以使用使得工业控制系统 22能够连接至工业自动化网络的某些验证码或安全性参数来连接至工业 自动化网络。

在工业控制系统22建立与工业自动化网络的连接之后，在块94处， 工业控制系统22可以向工业自动化网络广播诸如识别信息等数据。在一 种实施方式中，工业控制系统22可以在与工业自动化网络的连接建立之 后自动推送数据。当广播该数据时，工业控制系统22可以向以通信方式 耦接至工业自动化网络的每个设备或控制系统发送指示工业控制系统22 已经连接至工业自动化网络的通知或消息。

广播至工业自动化网络的数据或识别信息可以包括与工业控制系统 22相关联的某些细节。例如，该数据可以包括由工业控制系统22提供的 序列号、产品名称、产品种类、数据输出的类型、服务列表等，这些可以 使得工业自动化网络上的其他控制系统能够识别现在存在于工业自动化 网络上的工业控制系统22的类型。该数据还可以包括与可以由控制系统 22控制和/或操作的设备或部件20相关的信息。因此，该数据可以包括与 工业控制系统22的某些能力相关的信息。也就是说，该信息可以提供与 在工业自动化系统10的单元18、区域16或工厂12中工业控制系统22 如何可以能够操作某些部件20以及工业控制系统22影响某些操作的能力 相关的细节。

除了发送识别信息之外，工业控制系统22还可以发送与如何可以将 与工业控制系统22相关联的部件20、单元18、区域16、或工厂12彼此 相关联有关的背景数据。例如，工业控制系统22可以发送与如何可以将 工业自动化系统10细分的信息、如何可以使每个区域16、单元18和部 件20彼此相互作用(其中部件20是工厂12、区域16或单元18等的一 部分)、如何可以将与工业控制系统22相关联的每个部件20的操作与相 应的单元18或区域16、用于工业自动化系统10的系统设计参数相关联、 如何关于工业自动化系统10的不同范围或层级级别等将工业控制系统22 与工业自动化系统10的其他部件20相关联。

工业控制系统22还可以发送如下通知或消息：该通知或消息列出了 指定与相应的部件20、单元18或区域16相关联的操作程序的所有工件 或文件。工业控制系统22还可以发送如下通知或消息：该通知或消息提 供与工业控制系统22相关联的各种部件20的物理描述或物理特性列表。 照此，操作者可以通过它们各自的物理特性来识别各种部件20。

工业控制系统22还可以发送与相应部件20、相应单元18和相应区 域16可能正在使用的或者期望执行工作或处理操作的材料的类型相关联 的信息。在另一示例中，工业控制系统22还可以发送如下信息：该信息 有关于与各个部件20、各个单元18或各个区域16相关联的地理位置， 或者所述信息有关于关于工业自动化系统10的与相应部件20、相应单元 18或相应区域16相关联的物理位置。另外，该信息可以包括地理参照， 该地理参照指示了各个部件20、各个单元18或者各个区域16可以被置 于服务中的区域(例如北美、亚洲)。

在广播识别信息之后，在块96处，工业控制系统22可以接收来自先 前连接至工业自动化网络的其他控制系统或控制器的一个或更多个确认 消息。该确认消息可以用作对于工业控制系统22的、已经由相应控制系 统识别出其存在的通知。

在一种实施方式中，在块98处，工业控制系统22可以接收与发送确 认消息的控制系统相关联的识别信息。所述识别信息可以对应于以上参照 块94所描述的信息。通过接收与连接工业自动化网络的每个部件20相对 应的识别信息，新添加的部件20的控制系统可以基于部件20关于周围的 部件20的位置来确定其操作参数，并且设备类型对应于周围的部件20。 例如，如果将新的加载站52和新的清洗站56添加到封装厂50，则与缓 冲输送器部分62相关联的控制系统可以确定：由于用于瓶子的输入机器 增加了一倍，所以控制系统可以接收其先前可以接收到的瓶子两倍的瓶 子。这样，用于缓冲输送器部分62的控制系统可以使其进行操作的速度 增加一倍，以增大封装厂50的生产能力。

在某些实施方式中，工业控制系统22可以包括驱动器或其他软件工 具的数据库，数据库可以用于建立与工业控制系统22的通信链路并且可 以使工业控制系统22连接至各种部件20，各种部件20包括可能不由工 业控制系统22的同一制造商制造的部件。也就是说，工业控制系统22 可以能够在工业控制系统20经由工业自动化网络部件而检测到各种类型 的部件20的存在之后与由不同制造商制造的各种类型的部件20进行交互 并且使用驱动器来控制所述部件20。这样，工业控制系统可以能够向由 不同制造商制造的各种类型的部件20发送控制命令。在一种实施方式中， 驱动器的数据库可以存储在工业控制系统22的存储器36或存储装置38 中。然而，应注意的是，驱动器的数据库还可以存储在连接至工业自动化 网络的云计算设备、服务器、另一控制系统等中。

通常，驱动器可以用作工业控制系统22与各个部件20的相应控制接 口或操作系统之间的译码器。这样，通过使用与特定部件20相关联的驱 动器，工业控制系统22迅速建立通信链路，并且在不配置工业控制系统 22或者不调整工业控制系统22的配置的情况下能够控制各种部件20。也 就是说，操作者不必对工业控制系统22的配置进行编程或更改工业控制 系统22的配置，以使得工业控制系统22可以建立与各种类型的部件20 的通信连接和/或控制各种类型的部件20的操作。

记住前述内容，图7示出了以通信方式耦接至工业自动化网络的其他 控制系统在识别新耦接的控制系统时可以采用的方法100的流程图。例 如，在工业控制系统22建立与工业自动化网络的连接之后，已经耦接至 工业自动化网络的控制系统或其他设备可以采用方法100，以向工业控制 系统22提供其存在已经被识别的指示。

现在参照图7，在块102处，已经连接至工业自动化网络的控制系统 可以接收来自工业控制系统22(其可以最新耦接至工业自动化网络)的 识别信息。在接收到来自工业控制系统22的识别信息时，在块104处控 制系统可以向工业控制系统22发送确认消息。

在块106处，控制系统可以向工业控制系统22发送与其本身和其相 应操作有关的识别信息。在一种实施方式中，控制系统可以在识别到工业 控制系统22已经连接至工业自动化网络时自动地将该识别信息发送至新 连接的工业控制系统22。因此，耦接至工业自动化网络的每个控制系统 可以认识在工业自动化系统10中可用的每个部件的存在和功能。

通常，当本文中所描述的控制系统认识到彼此时，每个控制系统通常 识别工业自动化网络中的各个控制系统的存在以及在工业自动化系统中 它们各自的性能和关系。照此，认识控制系统可以考虑到决定对工业自动 化网络上的其他控制系统的操作的影响而做出操作决定。通过考虑到其他 控制系统的操作而有意识地做出操作决定，认识控制系统可以有效地管理 整个工业自动化系统10的操作。

在一种实施方式中，工业控制系统22可以分析从工业自动化网络上 的每个控制系统接收到的识别信息以确定每个控制系统的各种特性以及 每个控制系统与工业自动化系统10的关系。例如，图8示出了用于确定 工业自动化系统10的部件20之间的关系信息的方法110的流程图。方法 110可以由工业控制系统22来执行，但应注意的是，任何控制系统(即， 关于区域16、单元18或部件20)均可以用于执行方法110。在一种实施 方式中，工业控制系统22的处理器34可以执行方法110的块。

现在参照图8，在块112处，工业控制系统22可以接收来自工业自 动化系统10中的一个或更多个部件20的数据。该数据可以包括对应于特 定部件20的识别信息。该数据还可以包括与由该部件控制或操作的设备 有关的信息、与提供给这些设备的电力有关的信息、由置于部件20上的 各种传感器收集的信息等。

在块114处，工业控制系统22可以对所接收到的关于工业自动化系 统的不同范围的数据进行组织，如上所述。也就是说，工业控制系统22 可以基于详述工业自动化系统10的操作的示图或说明书将所接收到的数 据与工业自动化系统10的不同范围或层级级别相关。

在块116处，工业控制系统22可以确定工业控制系统22可以从其中 接收数据的部件20之间的影响关系。该影响关系可以包括指示一个部件 20如何可以影响不同部件20的操作的信息。例如，返回参照图4，如果 在输送机部分54上的负载增加(例如，在输送器上有更多的瓶子)，则与 输送机部分54相关联的电机可以从电源部件78得到更多的电流来保持输 送机部分54用以进行操作的期望速度。这样，在检测到负载增加时，工 业控制系统22可以增加对来自电源部件78的电力的需求，以保持输送机 部件54的速度。另外，假定负载增加，则工业控制系统22可以确定清洗 站56应当更迅速地清洗每个容器，并且可以增加清洗站56用以进行操作 的速度。这样，清洗站56可以从各个电力部件78得到额外的电力，其中 各个电力部件78可以向清洗站56提供电力。在该情况下，工业控制系统 22可以确定与输送机部分54相关联的电力部件78可以具有和与清洗站 56相关联的电力部件78的影响关系。

在工业控制系统22确定关于从中接收数据的部件20的影响关系信息 之后，在块118处工业控制系统22可以存储影响关系信息作为影响关系 数据。在一种实施方式中，工业控制系统22可以将影响关系数据存储在 工业控制系统22的存储器36或存储部件38中。可替选地或另外地，工 业控制系统22可以将影响关系数据发送至与每个部件20相关联的控制系 统或者发送至数据库80，以使得其他控制系统可以访问数据并且基于存 储在其中的信息进行操作。

在某些实施方式中，工业控制系统22可以分析从每个部件20接收的 数据，并且基于所述分析来调整各个区域16、单元18或部件20的操作。 例如，图9描绘了用于基于上述影响关系数据来控制部件20的操作的方 法120的流程图。在一种实施方式中，与上述方法120一样，工业控制系 统22的处理器34可以执行方法120。

现在参照图9，在块122处，工业控制系统22可以关于工业自动化 系统10的不同范围来监视从工业自动化系统10的部件20接收的数据。 也就是说，工业控制系统22可以接收来自不同部件20的数据，针对工业 自动化系统10的工厂14、区域16和单元18使所接收到的数据处境化。

在对所接收的数据处境化之后，在块124处，工业控制系统22可以 确定处境化后的数据是否关于工业自动化系统10的每个相应范围在可接 受范围内。在一种实施方式中，工业自动化系统10的每个范围可以根据 特定的说明书进行操作。例如，每个范围可以预期在一段时间内消耗特定 范围的能量。在该示例中，基于针对工业自动化系统10的每个范围的处 境化后的能量数据，工业控制系统22可以确定由每个相应范围所消耗的 能量是否落在相应可接受范围内。

如果在块124处工业控制系统22确定处境化后的数据确实落在可接 受范围内，则工业控制系统22可以返回至块122并且继续监视从部件20 接收到的数据。然而，如果工业控制系统22确定处境化后的数据没有落 在可接受范围内，则工业控制系统22可以进行至块126。

在块126处，工业控制系统22可以将一个或更多个命令发送给某些 部件20，某些部件20可以为工业自动化系统的相应范围的、不将处境化 后的数据包括在可接受范围内的部分。命令可以改变或调节接收命令的相 应部件20的操作，以使得处境化后的数据可以落在可接收的范围内。因 此，在一种实施方式中，工业控制系统22可以确定应如何对工业自动化 系统10的每个范围中的每个部件20的操作进行调节以确保处境化后的数 据落入可接受的范围内。在确定应如何对工业自动化系统10的每个范围 中的每个部件20的操作进行调节之后，工业控制系统22可以将对应的命 令发送给对应部件20以调节其相应的操作。

紧记方法120，图10示出了在接收到来自另一控制系统的命令之后 对工业自动化部件20的操作进行调节的方法130的流程图。在一种实施 方式中，在块126处工业控制系统22将命令发送给部件之后，方法132 可以与上述方法120对应，方法130描绘了接收命令的部件可以如何调节 其操作。

照此，在块132处，部件20的控制系统可以接收命令以调节其操作。 在一种实施方式中，命令可以仅指示控制系统应对部件20的操作进行调 节以使处境化后的数据落入可接受的范围内。

在块134处，部件20的控制系统可以基于有效的关系数据来确定如 何调节其操作以使处境化后的数据落入可接受的范围内。也就是说，控制 系统可以评估对其相应部件的操作的不同调节，以确定调节操作会怎样影 响对应的处境化后的数据。在确定可以促使处境化后的数据落入可接收范 围内的、对其相应部件的操作的调节之后，部件20的控制系统可以在块 136处对部件20的操作进行相应的调节。

在一种实施方式中，在确定可以促使处境化后的数据落入可接收范围 内的、对其相应部件的操作的调节时，部件20的控制系统可以基于有效 的关系数据来确定可以对其他部件20进行的调节以进一步促使处境化后 的数据落入可接受的范围内。因此，在块138处，部件20的控制系统可 以将命令发送给其他部件20以调节其相应的操作，从而促使处境化后的 数据落入可接收的范围内。

各个层级级别的部件的自治控制

总的来说，上述方法包括对可以在通信上耦接至工业控制系统22的 部件20的操作的调节。如上所述，任何部件20可以包括可以对相应部件 20的相应操作进行控制的相应工业控制系统22。此外，在一些实施方式 中，一个工业控制系统22可以对一个或更多个区域16的一个或更多个单 元18中的部件20的操作进行控制。照此，工业控制系统22可以被配置 成对单个部件20或一组部件20的操作进行自治控制。在某些实施方式中， 工业控制系统22可以被指定为关于一个或更多个部件20相对于工业自动 化系统10的对应层级级别，对工业自动化系统10中的一个或更多个部件 20进行自治控制。也就是说，用户可以指定工业自动化系统10的层级级 别，以使得工业控制系统22可以对应于选择的层级级别对相应部件20 的相应操作进行自治控制。因此，工业控制系统22能够对工业自动化系 统10提供不同级别的自治控制。在某些实施方式中，工业控制系统22 还可以对工业自动化系统10提供多级别的自治控制。此外，工业控制系 统22可以对工业自动化系统10的一个或更多个层级级别的仅一部分提供 控制。

工业控制系统22可以被指定为用于可以在通信上耦接至工业控制系 统22的部件20中的一些部件20或所有部件20的自治控制器。也就是说， 工业控制系统22可以对某些部件20的一些操作或所有操作进行独立控 制，而不考虑另一控制系统的命令或控制。例如，工业控制系统22可以 在通信上耦接至可以由第一控制系统操作的第一部件20，以及可以在通 信上耦接至可以由第二控制系统操作的第二部件20。当工业控制系统22 被指定为用于第一部件20和第二部件20的自治控制器时，工业控制系统 22可以控制第一部件20和第二部件20的操作，而不考虑由第一控制系 统或第二控制系统生成的任何冲突操作命令。

通过对处于工业自动化系统10的特定层级级别的某些部件20的操作 进行自治控制，工业控制系统22可以关于与对应于某些部件10的特定层 级级别关联的各个参数来分析与某些部件20关联的数据。因此，工业控 制系统22可以控制与工业自动化系统10的特定层级级别关联的操作、能 耗、生产、效率以及其他变量。

记住前述，图11示出了工业控制系统22可以用以根据工业自动化系 统10的对应层级级别对工业自动化系统10中的一个或更多个部件20进 行自治控制的方法150的流程图。在某些实施方式中，工业控制系统22 可以在通信上耦接至可以被设置在工业自动化系统10的各个层级级别的 多个部件20。

在块152处，工业控制系统22可以从指定工业自动化系统10的一个 或更多个层级级别的用户接收输入。简要地参照图1，工业自动化系统10 的层级级别可以包括工厂级别(12)、工作区域级别(16)、单元级别(18) 或部件级别(20)。此外，选择的层级级别可以包括工作区域16中的一个 或更多个、单元18中的一个或更多个，或者部件20中的一个或更多个。 工业控制系统22可以经由工业控制系统22的I/O部40接收指示所选择 的层级级别的输入。也就是说，用户可以经由来自键盘装置、鼠标装置、 触摸屏装置等的输入向工业控制系统22指定哪个层级级别可以被选择。 下面将参照图12A至图12C来提供关于用户如何选择包括用户想要工业 控制系统22自治控制的部件20的层级级别的另外的细节。

在块154处，工业控制系统22可以将从模式命令发送给与所选择的 层级级别关联的每个部件20的每个控制系统。在接收到从模式命令时， 相应部件20的相应控制系统可以操作为主/从通信配置中的从者。也就是 说，从模式命令可以使得相应的控制系统向工业控制系统22延迟其对相 应部件20的控制操作中的所有或一部分控制操作。在接收到从模式命令 之前，相应部件20的相应控制系统可以控制相应部件20的所有操作。在 一种实施方式中，在接收到从模式命令之后，相应的控制系统可以继续控 制相应部件20的所有操作，直到相应控制系统从工业控制系统22接收到 操作命令为止。也就是说，当相应控制系统从工业控制系统22接收到与 相应部件20的当前操作冲突的操作命令时，相应控制系统可以使工业控 制系统22的操作命令延迟，从而使得工业控制系统22能够根据操作命令 改变对相应部件20的操作。

在另一实施方式中，在接收到从模式命令之后，相应控制系统可以使 相应部件20的所有操作向工业控制系统22延迟。因此，相应控制系统可 以将从工业控制系统22接收到的操作命令转发给相应部件20。可替代地， 相应控制系统可以用作为可以基于从工业控制系统22接收的操作命令来 调节相应部件20的操作的媒介或接口。

在块156处，工业控制系统22可以从所选择的层级级别中的每个部 件20的每个控制系统接收数据。数据可以包括经由设置在相应部件20 上的一个或更多个传感器获取的原始数据。传感器可以包括旋转传感器、 速度传感器、重量传感器、电压传感器、电流传感器等。

数据还可以包括被相应部件20的相应控制系统的处理器处理的经分 析或解释的数据。例如，相应控制系统可以从设置在相应部件20上的传 感器接收电压和电流数据，并且可以对电压和电流数据进行分析以确定与 相应部件20关联的功耗特性。以该方式，工业控制系统22可以从相应控 制系统接收经分析的数据，从而可以不对从设置在相应部件20上的传感 器接收的原始数据进行分析或解释。因此，可以有效地使用工业控制系统 22和每个相应控制系统的处理能力。

在块158处，工业控制系统22可以接收一个或更多个工业自动化系 统参数，该一个或更多个工业自动化系统参数可以指定关于工业自动化系 统10或工业自动化系统10的各个层级级别可以如何操作的所需特性或特 征。在一种实施方式中，工业自动化系统参数可以包括与工业自动化系统 10关联的工作流。工作流可以指示工业自动化系统10的每个部件20可 以怎样与工业自动化系统10的各个处理或层级级别关联。此外，工作流 可以指示关于工业自动化系统10工业自动化系统10的各个层级级别可以 怎样彼此关联。例如，参照图4的包装厂50，工作流可以提供指示部件 20(例如，例如操作输送部54的马达)为单元20的一部分的细节。此外， 与包装厂50关联的工作流还可以指示包装厂50的操作如下：单元1到单 元2到单元3到单元4到单元5到单元6。与包装厂50关联的工作流还 可以指定哪个单元18为每个工作区域16的一部分。工作流还可以指示工 业自动化系统10可以如何组织。例如，工作流可以指示工作区域1被馈 送给工作区域2。

在块160处，工业控制系统22在考虑到在块158处接收的工业自动 化系统参数的情况下对在块156处接收的数据进行分析。因此，工业控制 系统22可以确定每个部件20、单元18以及工作区域16是否可以根据工 业自动化系统参数操作。在一种实施方式中，工业控制系统22可以使来 自处于所选择的层级级别的每个部件20的所有相似数据聚合。然后，工 业控制系统22关于工业自动化系统参数对所选择的层级级别的聚合数据 进行分析。例如，工业控制系统22可以使从所选择的层级级别的相应部 件20接收的所有功耗数据聚合。然后，工业控制系统22可以将聚合的功 耗数据与由工业自动化系统参数所指定的对应层级级别的预期功耗值进 行比较。工业控制系统22可以基于比较来生成针对所选择的层级级别的 相应部件20的相应控制系统的某些命令。

在块162处，工业控制系统22可以基于在块160处进行的分析将命 令发送给与和在块152处接收的相应层级级别对应的相应部件20关联的 相应控制系统。也就是说，如果与所选择的层级级别的部件20关联的所 接收的数据指示工业自动化系统10的某些层级级别不根据工业自动化系 数而进行操作，则工业控制系统22可以将命令发送给与所选择的层级级 别的相应部件20关联的相应控制系统以改变其操作。相应部件20的修改 的操作可以使得工业自动化系统10的层级级别根据工业自动化系统参数 而操作。

在某些实施方式中，工业控制系统22可以基于工业自动化系统10 的工作流来确定向与所选择的层级级别关联的相应控制系统提供的命令。 通过对工业自动化系统10的工作流进行评估，工业控制系统22可以认识 到或知道部件20如何影响工业自动化系统10的各个层级级别(包括所选 择的层级级别)的操作。因此，在确定用于所选择的层级级别的任何相应 部件20的任何命令时，工业控制系统22可以解释对工业自动化系统10 的影响。例如，如果工业控制系统22接收到指示操纵填充和封装站60 的马达将其操作速度突然改变为其先前操作速度的50％的数据，则工业 控制系统22可以对包装厂50的工作流进行分析以确定哪个部件20和哪 个层级级别会受到对填充和封装站60的操作的变化的影响。然后，工业 控制系统22可以在考虑到填充和封装站60的改变的操作参数的情况下将 命令发送给与所选择的层级级别的部件20关联的控制系统，以调节其相 应的操作。如果在块152处接收的所选择的层级级别包括包装厂50的工 作区域1，则工业控制系统22可以识别在填充和封装站60之前的部件20 (例如，输送部54、清洗站56、对准输送部58)，并且将命令发送给与 所识别的部件对应的控制系统以改变所识别的部件的相应操作从而适应 或匹配填充和封装站60的当前操作速度。

通过对与特定层级级别关联的部件20的操作的自治控制，工业控制 系统22可以使得能够对工业自动化系统10进行更有效的控制。在一种实 施方式中，可以通过相应的工业控制系统22对工业自动化系统10的不同 层级级别进行单独控制。因此，可以根据分散的控制方式来控制或者操作 工业自动化系统10。也就是说，每个自治控制系统可以在不考虑其他控 制系统的操作的情况下对其相应层级级别的相应部件20进行控制。因此， 每个相应控制系统可以针对工业自动化系统10的不同层级级别进行分布 式确定，以及对相应的确定会怎样影响对应层级级别的部件20的操作或 各个特性(例如，能耗、生产时间、效率等)进行确定。

虽然，工业自动化系统10在上文被描述为以分散的方式控制，但应 注意，所选择的用于工业控制系统22的层级级别可以包括整个工厂12。 因此，工业控制系统22可以提供集中式控制系统。也就是说，工业控制 系统22可以对工厂12中的每个部件20的操作进行控制。在某些实施方 式中，即使在工业控制系统22被操作作为用于工业自动化系统10中的所 有部件的中心控制系统的情况下，在块158处接收的工业自动化系统参数 仍可以包括针对工业自动化系统10的各个层级级别的说明书或操作说明 书。此处，工业控制系统22可以以集中的方式操作，并且对工业自动化 系统10的每个部件20的操作进行控制以满足用于各个层级级别的工业自 动化系统参数。

无论工业控制系统22是以集中的方式操作还是以分散的方式操作， 在某些实施方式中，工业控制系统22不可能能够适应或满足用于工业自 动化系统10所选择的层级级别的所有的工业自动化系统参数。在该情况 下，工业控制系统22可以对工业自动化系统参数中的每个的值划分优先 顺序，或者确定用于工业自动化系统参数中的每个的优先级值。在一种实 施方式中，工业控制系统22可以基于与工业自动化系统10对应的工作流 来建立每个工业自动化参数的优先级。也就是说，工业控制系统22可以 确定工业自动化系统10的每个层级级别或一部分的重要度，以及可以在 不可能适应工业自动化系统参数中的两个或更多个参数时确定适应工业 自动化系统参数中的哪个参数。在某些实施方式中，用户可以向工业控制 系统22指定工业自动化系统参数中的每个的优先级值。可替代地，用户 可以提供工业自动化系统10的每个层级级别的优先级值。因此，工业控 制系统22可以基于由用户提供的优先级值在不可能适应工业自动化系统 参数中的两个或更多个参数时确定要适应工业自动化系统参数中的哪个 参数。

返回到块152处，工业控制系统22可以以多种方式接收指定用于自 治控制的层级级别。在一种实施方式中，工业控制系统22可以包括图形 用户界面(GUI)，图形用户界面可以描绘表示工业自动化系统10的层级 级别的某些可视化部件。例如，参照图4中描绘的示例性工业自动化系统， GUI可以根据与如图12A所示的包装厂50对应的层级级别来描绘包装厂 50。

现在参照图12A，在一种实施方式中，在GUI170中描述的可视化 部件可以包括工业控制系统22的相应位置的图形指示172。例如，如图 12A所示，GUI170可以通过为与表示部件13的块提供与星形图形相似 的图形指示172来指示部件13与工业控制系统22的位置对应。尽管图形 指示172在图12A中被描述为星形图形，但是应当注意图形指示172可 以为如下任何类型的图形或视觉效果：其可以使得用户识别工业自动化系 统10中的、可以直接耦接至工业控制系统22的一部分。

除了上述图形指示器172之外，GUI170还可以包括滑动可视化部件 174。滑动可视化部件174可以为用户提供如下能力：选择工业自动化系 统10的用户期望工业控制系统22可以自动控制的层级级别。因此，滑动 可视化部件174可以在滑动可视化部件174的一端提供关于工业自动化系 统10的更多粒度的层级级别的选择，并且可以在滑动可视化部件174的 另一端提供关于工业自动化系统10的更广层级级别的选择。例如，如图 12A所示，滑动可视化部件174的一端可以与层级级别的部件级别对应， 另一端可以与层级级别的工厂级别对应。也就是说，在一种实施方式中， 工业自动化系统10的最多粒度层级级别可以与工业自动化系统10中的特 定部件对应，而工业自动化系统10的最广层级级别可以与工业自动化系 统10的整个工厂12对应。

基于前述内容，滑动可视化部件174可以包括选择器176，该选择 器176可以由用户沿滑动可视化部件174的任一方向移动。在一种实施方 式中，选择器176沿滑动可视化部件174的位置可以如同由工业控制系统 22自动控制地向工业控制系统22指示用户可以指定的层级级别或多个层 级级别的选择。如图12A所示，例如，选择器176位于滑动可视化部件 174的部件级别端处。因此，GUI170可以提供与工业控制系统22可以 自治控制的部件对应的范围或层级级别的视觉指示178。在一种实施方式 中，图12A中所示的视觉指示178可以包括与选择器176沿滑动可视化 部件174的位置对应的层级级别周围的粗的或突出显示的边框。然而，应 当注意可以将其他可视化效果应用于与选择器176沿滑动可视化部件178 的位置对应的层级级别，以指示选择了相应的层级级别。继续参照图12A， 视觉指示178指示工业控制系统22可以关于其施加自治控制的层级级别 可以包括可以与工业控制系统22的位置对应的部件20(即部件13)或可 以直接耦接至工业控制系统22的部件20。

在一些实施方式中，当选择器176移动通过滑动可视化部件174时， 可以改变针对自治控制选择的工业自动化系统10的范围或层级级别。例 如，图12B示出了图12A中所示的GUI170；然而，与图12A相比，图 12B中描述的选择器176朝向滑动可视化部件174的相反端移动。因此， 与图12A相比，视觉指示178可以突出显示或包括工业自动化系统10的 更大范围。如图12B所示，选择器176可以位于沿滑动可视化部件174 的、与工厂12的单元级别对应的位置。因此，图12B的视觉指示178包 括工厂12的单元5和单元6。如果选择器176朝向滑动可视化部件174 的部件级别移动，则视觉指示178可以只包括单元5。此外，如果选择器 176朝向滑动可视化部件174的部件级别更接近地移动，则视觉指示178 可以只包括两个部件(例如部件13和部件14，或部件13和部件15)。

现在参照图12C，如果选择器176朝向滑动可视化部件174的工厂级 别移动，则视觉指示178可以包括单元4、单元5和单元6。结果是，视 觉指示178可以包括工厂12的区域2。以相同方式，如果选择器176朝 向滑动可视化部件174的工厂级别进一步移动，则视觉指示178可以包括 工厂12的区域2和区域1的一个部件20(例如部件7)。当选择器176朝 向工厂级别继续移动时，视觉指示178可以包括附加的部件20、单元18 以及区域16(例如区域1)直至其包括整个工厂12为止。

除了指定关于工业控制系统22可以施加自治控制的各个层级级别之 外，工业控制系统22可以基于向工业控制系统22提供输入的用户来提供 不同的控制选项或操作功能。也就是说，工业控制系统22可以基于用户 的特定证书、经由GUI170向用户提供不同操作选项。用户的证书可以 基于提供至工业控制系统22的信息中的用户识别或日志来确定。在一种 实施方式中，用户证书可以向工业控制系统22指示用户关于工业自动化 系统10的角色。例如，一些用户可以为操作或维护团队中的一部分，而 其他用户可以为监督或管理团队中的一部分。因此，工业控制系统22可 以基于用户的相应角色来为各个用户提供不同的控制选项。

例如，图13示出了用于基于用户的证书来修改工业控制系统22的控 制功能的方法190。在块192处，工业控制系统22可以接收与操作工业 控制系统22的用户关联的用户证书。在一种实施方式中，用户证书可以 链接至提供至工业控制系统22的信息中的用户识别号或日志。

在块194处，工业控制系统22可以确定工业自动化系统10中的、各 个用户可以被批准访问或控制的层级级别的列表。在一些实施方式中，可 以限制低级别用户(例如维护/操作人员)使用如下控制功能：可以控制 直接耦接至工业控制系统22的部件20的操作或可获得的较低粒度层级级 别的操作。可替换地，可以向高级别用户(例如监督者/管理者)提供访 问如下附加控制功能：可以控制可以作为工业自动化系统10的更广层级 级别的一部分的部件20的操作。以这种方式，高级别用户可以更大地控 制工业自动化系统10。在块196处，工业控制系统22可以呈现在块194 处确定的、对于各个用户可获得的控制功能。

返回参照图11中的方法150,在一些实施方式中，在块152处接收层 级级别指定之后，工业控制系统22可以采用方法190以确保不由于错误 或事故而修改工业自动化系统10的各个层级级别的操作。也就是说，因 为整个工业自动化系统10的大多数的控制可以通过单个工业控制系统22 获得，所以由方法190提供的用户证书验证过程可以帮助确保合适的人员 访问工业自动化系统10的各个部分。

负荷平衡

除了自动控制工业自动化系统10的不同部件20和向用户提供不同级 别的自治控制选项之外，工业控制系统22还可以采用各种负荷平衡协议 或算法以平衡工业自动化系统10中的各个控制系统之间的计算处理负 荷。也就是说，当向部件20添加更多传感器或当与每个部件20、单元18、 工作区域16、工厂12以及工业自动化系统10关联的数据量变得可获得 时，与工业控制系统22关联的处理需求也可能增加。由于使用任意处理 器，所以工业控制系统22的处理器34可以包括限制数量的处理电力(例 如3.2千兆赫处理器)。

以这种方式，为了有效控制工业自动化系统10的各个层级级别的部 件20如何实时或准实时地操作，工业控制系统22的处理器34可以向工 业自动化系统10中的各个控制系统分配其处理任务。换言之，如果工业 控制系统22确定可能不能够分析与工业自动化系统10的指定的层级级别 中的每个部件20关联的数据从而实时或准实时地充分操作各个部件20 时，工业控制系统22可以向工业自动化系统10中的其他控制系统发送请 求或命令以执行各种计算或数据分析从而更好地使得工业控制系统22能 够更高效地操作工业自动化系统10的部件20。因此，除了认识每个部件 20的操作之外，工业控制系统22还可以认识工业自动化系统10中的每 个控制系统的处理特性和能力，以使得工业控制系统22可以采用各种处 理负荷平衡技术以确保由工业自动化系统10中的每个控制部件使用的处 理电力被有效使用。

基于前述内容，图14示出了用于向工业自动化系统10中的各个控制 系统分配处理工作负荷的方法210的流程图。在一种实施方式中，方法 210可以由如下工业控制系统22来执行：其可以被指定为工业自动化系 统10中的各个部件20的自治控制器。然而，应当理解工业自动化系统 10中的任意控制系统可以采用方法210以在其他控制系统中分配其相应 的处理工作负荷。

为了简化与方法210相关的讨论，图15描述了可以与图5中的工作 区域1对应的示例通信网络230。在一种实施方式中，工作区域1中的每 个部件20可以包括如下各个控制系统：该各个控制系统可以包括参照图 3上述的通信部件32、处理器34、存储器36、存储装置38以及I/O端口 40。因此，每个相应控制系统可以包括具有特定处理能力的处理器。除了 包括特定处理能力之外，每个相应控制系统还可以包括可以存储在存储器 36或存储装置38中的特定处理或数据分析工具。可以指定处理或数据分 析工具以执行特定任务或数据分析操作从而对由布置在部件20等上的传 感器获取的数据进行解释。

如图15所示，工业控制系统22可以和与图5中的部件4关联的控制 系统对应。然而，应当注意工业控制系统22可以与工业自动化系统10 中的任意部件20关联，或者可以为在图5中描述的独立计算设备。在一 种实施方式中，图15中描述的工业控制系统22可以在通信上直接耦接至 可以分别与图5中的部件1、部件5、部件6以及部件7的控制系统对应 的控制系统1、控制系统5、控制系统6以及控制系统7(即直接耦接控 制系统232)。每个直接耦接控制系统232可以通过有线或无线连接建立 直接通信链接，以使得直接耦接控制系统232与工业控制系统22之间的 通信可以不包括任何中间系统或部件。

此外，尽管工业控制系统22未必直接耦接至工作区域1中的所有控 制系统，但是工业控制系统22可以经由直接耦接控制系统232建立与其 他控制系统的间接通信链接。因此，工业控制系统22可以经由直接耦接 控制系统232与间接耦接控制系统234进行通信。也就是说，直接耦接控 制系统232可以在工业控制系统22与间接耦接控制系统234之间中继请 求、命令以及数据。以这种方式，工业控制系统22可以进一步控制可能 未在通信上直接耦接至工业控制系统22的部件20的操作。另外，通过建 立工业控制系统22与间接耦接控制系统234之间的通信方式，工业控制 系统22可以进一步向直接耦接控制系统232和间接耦接控制系统234分 配工业控制系统22的处理工作负荷。

基于图15中的通信网络230并返回参照图14中的方法210，在块212 处，工业控制系统22可以向特定层级级别中的每个控制系统发送请求。 该请求可以为提供与每个相应控制系统相关的处理信息的请求。在一种实 施方式中，工业控制系统22可以经由工业自动化系统22与直接耦接控制 系统232之间的直接通信链接向每个直接耦接控制系统232发送请求。

如果选中的层级级别包括其他间接耦接控制系统234，则当接收到来 自工业控制系统22的请求时，直接耦接控制系统232可以向在通信上直 接耦接至直接耦接控制系统232的控制系统转发请求。例如，关于工业控 制系统22为直接耦接控制系统232的控制系统1和控制系统7可以向图 15中的控制系统2、控制系统3、控制系统8和控制系统9转发所接收的 来自工业控制系统22的请求。因此，工业控制系统22可以向间接耦接控 制系统234发送关于处理信息的请求。

该处理信息可以包括关于每个相应控制系统的通信部件32、处理器 34、存储器36以及存储装置38的各种细节或属性。例如，处理信息可以 包括：相应控制系统的性能的列表，例如通信部件32的带宽、处理器34 的处理速度、存储器36中可获得的存储量；以及可以存储在存储装置38 中的程序和/或数据处理工具的列表等。处理信息还可以包括一些关于相 应控制系统的处理器34的多少处理电力被使用的指示细节。在一种实施 方式中，处理信息可以提供如下百分比值：其可以代表相应控制系统的处 理器34的总处理电力中的多少处理电力用于执行相应控制系统的各个过 程。该百分比值因此可以对应于处理器34的处理负荷。

在块214处，工业控制系统22可以接收来自每个相应控制系统的处 理信息。当接收到处理信息时，在块216处，工业控制系统22可以确定 选中的层级级别中的各个相应控制系统之间的处理负荷是否平衡。在一种 实施方式中，工业控制系统22可以确定每个相应控制系统的处理负荷是 否在选中的层级级别的所有控制系统的平均处理负荷(包括工业控制系统 22的处理负荷)的特定百分比或范围(例如5％至10％)内。

如果在块216处工业控制系统22确定选中的层级级别的相应控制系 统中的各个控制系统之间的处理负荷平衡，则工业控制系统22可以返回 块214并且继续接收来自每个相应控制系统的处理信息。然而，如果在块 216处工业控制系统22确定选中的层级级别的相应控制系统中的各个控 制系统之间的处理负荷不平衡，则工业控制系统22可以进行至块218。

在块218处，工业控制系统22可以基于接收的处理信息来分配每个 相应控制系统之间的处理负荷。也就是说，工业控制系统22可以首先识 别如下特定控制系统：其可以具有比相应控制系统之间的平均处理负荷低 的处理负荷。工业控制系统22然后可以识别由可以具有可以比平均处理 负荷高的处理负荷的其他控制系统22执行的特定处理操作，并且可以向 具有低于平均处理负荷的控制系统分配具有高于平均处理负荷的控制系 统的一些处理操作。

在一些实施方式中，在块218处，控制系统22可以向每个相应控制 系统发送如下推荐：其指示每个相应控制系统的处理负荷可以如何分配。 以这种方式，与自动调整处理负荷相对，控制系统22的用户可以提供输 入以继续调整每个相应控制系统的处理负荷。

在块218处分配控制系统之间的一些处理负荷之后，工业控制系统 22可以返回块214并且接收来自每个相应控制系统的更新后的处理信息。 因此，工业控制系统22可以在块216处再次确定各个相应控制系统之间 的处理负荷是否平衡，并且还可以在块218处分配各个控制系统之间的处 理负荷。

在一些实施方式中，工业控制系统22可以基于与每个控制系统关联 的各种属性来分配控制系统之间的处理负荷。例如，一些控制系统可以包 括特定数据分析工具而其他控制系统可以不包括特定数据分析工具。因 此，当在控制系统之间分配处理负荷时，工业控制系统22可以在请求执 行相应处理操作的特定控制系统之前，识别在其上具有数据分析工具的控 制系统。

此外，为了更好地实现选中的层级级别的控制系统之间的处理负荷平 衡，工业控制系统22可以确定其处理操作中的那些处理操作可以由其他 控制系统更有效地执行。例如，如果工业控制系统22计算出了每个单元 18的电力消耗特性，则工业控制系统22可以接收来自每个单元18中的 每个控制系统的电力消耗数据并且然后可以对与每个单元18相关的电力 消耗数据进行聚合。在一种实施方式中，替代使用工业控制系统22的处 理器34执行聚合计算，工业控制系统22可以向每个单元18中的一个控 制系统发送命令以确定相应单元18的电力消耗数据。被指定用于确定相 应单元18的电力消耗数据的每个相应控制系统然后可以向工业控制系统 22发送相应单元18的聚合后的电力消耗数据。例如，参照图15，工业控 制系统22可以向控制系统7发送命令以确定相应单元18(单元3)的电 力消耗数据。因此，控制系统7可以接收来自控制系统8和控制系统9 的电力消耗数据并且将所接收的电力消耗数据与控制系统7分配给其相 应部件(即部件7)的电力消耗数据进行聚合。结果是，控制系统7可以 确定单元3的电力消耗数据并且可以向工业控制系统22发送电力消耗数 据，从而保留之前用于对来自单元3中的每个控制系统的接收数据进行聚 合的工业控制系统22的处理电力的一部分。

在一种实施方式中，工业控制系统22可以保留针对进行关于工业自 动化系统10的各个层级级别中的部件20的各种操作的控制的处理的各种 决定的处理电力。因此，工业控制系统22可以识别工业自动化系统10 中的可以能够执行各种中间处理任务的不同控制系统，从而生成可以确定 部件20应当如何操作的数据。

在又一种实施方式中，工业控制系统可以通过指定特定层级级别中的 一个或更多个控制系统负责执行与特定层级级别中的部件20关联的各种 计算和数据分析，来在控制系统之间分配处理负荷。也就是说，作为特定 层级级别中的一部分的一个或更多个控制系统可以执行对特定层级级别 中的部件20的所有数据分析操作。该一个或更多个控制系统然后可以向 工业控制系统22转发数据分析操作的结果，以使得工业控制系统22可以 鉴于数据分析结果来操作工业自动化系统10。

除了实时监视处理负荷的平衡之外，工业控制系统22可以预测被监 视的控制系统的处理负荷是否可能变得不平衡。基于此，图16示出了用 于基于控制系统的预测工作负荷来平衡图1中的工业自动化系统的控制 系统的处理工作负荷的方法240的流程图。

在块242处，如以上参照图14中的块214所述，工业控制系统22 可以接收来自每个控制系统(即直接耦合接控制系统和间接耦接控制系 统)的处理信息。在一种实施方式中，工业控制系统22可以根据处理信 息识别相应控制系统的处理负荷。

在块244处，工业控制系统22可以将每个相应控制系统的处理信息 或处理负荷存储在存储器36或存储装置38中。在一种实施方式中，工业 控制系统22可以将每个相应控制系统的处理负荷存储在如下查找表中： 该查找表可以根据接收处理信息的时间编制索引。

在存储处理信息之后，工业控制系统22可以等待特定时间量期满。 工业控制系统22可能等待的时间量可以与接收的来自用户的输入对应。 因此，用户可以向工业控制系统22指定如下频率:工业控制系统22可以 以该频率评估接收的来自相应控制系统的处理信息。在时间量期满后，在 块246处，工业控制系统22可以再次启动接收来自相应控制系统的处理 信息。

在块248处，工业控制系统22可以将在块244处存储的处理信息与 在块246处接收的处理信息进行比较。在一种实施方式中，如果在块244 处存储的处理负荷与在块246处接收的处理负荷之间的变化不大于阈值， 则工业控制系统22可以返回块244并且存储最近接收的处理信息或处理 负荷。然而，如果在块244处存储的处理负荷与在块246处接收的处理负 荷之间的变化大于特定阈值，则工业控制系统22可以进行至块250。在 块250处，如参照图14中的块218所述的，业控制系统22可以在相应的 控制系统之间分配处理工作负荷。

方法240示出了如下示例：在该示例中工业控制系统22可以预测工 业自动化系统10的特定层级级别的控制系统之间的处理工作负荷在未来 是否可能变得不平衡。也就是说，如果在块248处确定的关于处理负荷的 变化超过阈值，则工业控制系统22可以确定相应控制系统之间的处理负 荷在未来的特定时间可能变得不平衡。因此，工业控制系统22可以在处 理工作负荷变得不平衡之前，预先在相应控制系统之间分配处理工作负 荷。

在一些实施方式中，工业控制系统22还可以通过评估关于特定时间 量的每个相应控制系统或工业控制系统22的数据处理操作来预测处理工 作负荷是否可能变得不平衡。也就是说，用户可以向工业控制系统22指 定用于分析工业自动化系统10中的一个或更多个控制系统的处理负荷的 时间量。工业控制系统22然后可以评估或监视可以包括工业控制系统22 自身的处理负荷的相应控制系统的处理负荷。如果工业控制系统22确定 关于该时间量相应控制系统的处理负荷大于特定阈值，则工业控制系统 22可以如上所述在各个控制系统之间分配处理工作负荷。在此，阈值可 以被表示为负荷关于时间的曲线。

除了平衡各个控制系统之间的处理负荷之外，工业控制系统22还可 以动态地平衡区域16、单元18等之间的电力负荷。例如，图17示出了 用于工业自动化系统10的电力平衡操作的方法260的流程图。工业自动 化系统10的电力平衡操作可以总体上包括监视与工业自动化系统10的各 个层级级别关联的电力消耗特性以及调整各个部件20的操作以确保工业 自动化系统10的每个层级级别之间的电力消耗负荷可以平衡。以下通过 由工业控制系统22执行来描述方法260，但是应当理解任意控制系统或 多个控制系统可以采用方法260。

在块262处，工业控制系统22可以接收与工业自动化系统10的每个 层级级别关联的电力消耗数据。在一种实施方式中，工业控制系统22可 以接收来自用户的指定工业自动化系统10中的一个或更多个层级级别的 输入。在这种情况下，工业控制系统22可以接收与选中的层级级别关联 的电力消耗数据。在一些实施方式中，工业控制系统22可以如上所述接 收来自指定的特定控制系统的电力消耗数据以确定相应层级级别的电力 消耗数据。可替换地，工业控制系统22可以接收来自每个层级级别中的 每个控制系统的原始电力消耗数据并且计算与每个层级级别关联的电力 消耗数据。

在接收每个层级级别(或选中的层级级别)的电力消耗数据后，在块 264处，工业控制系统22可以确定每个层级级别的电力负荷是否平衡。 确定每个层级级别的电力负荷是平衡的可以包括确定在一些层级级别或 一个或更多个层级级别内的区域所消耗的电力低于每个层级级别的特定 阈值。也就是说，工业控制系统22可以确定每个相应层级级别的电力负 荷在与每个层级级别关联的相应电力负荷阈值的特定百分比或范围(例如 5％至10％)内。

在一种实施方式中，电力消耗数据可以包括与在层级级别的部件级 别、单元级别、区域级别或工厂级别中的一个或更多个部件20所消耗的 能量的量相关的信息。与部件20所消耗的能量的量相关的信息可以包括 与在相应部件20断电、以降低的能量级别操作(例如休眠模式)以及再 次上电时所消耗的能量的量相关的数据。除了电力消耗数据之外，工业控 制系统22还可以接收与每个相应部件20的闲置时间的预期量关联的历史 数据。当接收到电力消耗数据和历史闲置时间数据时，控制系统22确定 在预期的闲置时间期间掉电、在预期的闲置时间期间以降低电力模式操作 等时由相应部件20所消耗的能量的量。

电力消耗数据还可以包括如下信息：该信息涉及一些部件20的电力 模式的改变可以如何影响其他部件20中的电力消耗或命令。因此，控制 系统22可以认为一个部件20中的电力操作的改变可以表明存在另外的部 件20中的新需求。

基于前述内容，控制系统22还可以接收关于如下电力管理的目标： 所述电力管理包括降低工业自动化系统10中的特定层级级别的总能量/ 电力消耗或更加降低用于生产产品的能量成本。为了降低用于生产产品或 操作工业自动化系统10(或工业自动化系统10中的各个层级级别)的能 量成本，控制系统22如下所述可以分析与由部件20消耗的电力关联的历 史数据：该历史数据与由控制系统22接收的数据、相应部件20之间的操 作关系、根据由工业自动化系统10执行的功能的关系、与这些功能相关 的部件以及能量成本计划等对应。基于该数据分析，控制系统22可以确 定和/或调整各个部件20的操作以满足电力管理目标。

通过示例，控制系统22可以接收与部件20之间发现的的能量关系、 能量成本的计划、前瞻生产计划以及包括在生产计划中的部件20之间的 已知关系相关的数据。控制系统22然后可以识别应当执行针对不同部件 20的不同操作以使总能量成本最小化并且还满足生产计划的特定时刻。 也就是说，控制系统22可以接收能量成本计划，该能量成本计划指示在 一天、一周、一年等期间的各个时刻的能量价格。控制系统22然后可以 执行针对在能量成本比峰值需求时刻低的时刻使用显著能量的部件20的 操作。

如果电力消耗数据指示一个或更多个层级级别的各个部分之间的电 力平衡、在相应阈值以下操作或有效消耗能量，则工业控制系统22可以 返回块262。然而，如果电力消耗数据指示一个或更多个层级级别的各个 部分之间的电力不平衡、在相应阈值以上操作或未有效消耗能量，则工业 控制系统22可以进行至块266。

在块266处，工业控制系统22可以向一些部件20或与所述一些部件 20对应的控制系统发送命令以改变或调整其操作。调整操作可以使得部 件20调整其操作，以使得相应层级级别的各个部分之间的电力平衡可以 保持平衡或在相应阈值以下操作。例如，工业控制系统可以确定从特定区 域16吸取的电力高于特定阈值。如果区域16的一个特定单元18(例如 单元1)比同一区域16的另一个单元18(例如单元2)吸取更多的电力， 则工业控制系统22可以调整单元1中的部件20的操作以消耗更少的电力 从而降低从区域16吸取的总电力。在一种实施方式中，可以在工业控制 系统22确定对部件20的操作的任何改变是否能够使得工业自动化系统 10按照特定系统设计参数、任何指定的操作参数等继续操作之后，进行 所述改变。

因此，发送至部件20的命令可以包括使在相应层级级别内的装备的 一部分所使用的电力量最小化(即保持在特定总阈值以内)。因此，工业 控制系统22可以延迟或减速一些部件20的一些操作以使相应层级级别保 持在与相应层级级别关联的特定阈值处或使整个工业自动化系统10保持 在与整个工业自动化系统10关联的特定阈值以下。

在将命令发送至部件20之后，工业控制系统22可以返回块262。因 此，工业控制系统22可以继续监视工业自动化系统10的电力平衡特性。 基于多数据源的控制操作

如上提及的，工业控制系统22可以使用工业自动化系统10中的多个 控制系统以执行各种数据处理任务。基于此，随着可以从工业自动化系统 10采集的数据的量增加，控制系统可以集中处理大量的采集数据以识别 数据形态，所述形态可以指示与工业自动化系统10相关的一些特征或预 测。也就是说，控制系统可以评估采集数据以确定如下不同方式：工业自 动化系统10中的各个部件以所述不同方式操作以改进经由工业自动化系 统10生产或制造的项的效率或效能。在一些实施方式中，除了分析从各 个其他工业自动化系统采集的数据之外，工业控制系统22中存在的控制 系统可以不包括处理从工业自动化系统10采集的所有数据所需的充分处 理电力和/或存储容量。此外，从工业自动化系统10采集的数据可以大并 且复杂，使得工业自动化系统10的控制系统可以不能使用其集合处理器 或数据处理应用来处理所有数据。因此，在一种实施方式中，如图18所 示，工业控制系统22可以为数据分析系统270的一部分。

现在参照图18，数据分析系统270可以包括本地工业控制系统22(其 可以与本地工厂12关联)、数据库80、一个或更多个服务器272以及云 计算设备274等。在一些实施方式中，服务器272可以包括可以执行个各 种处理或数据分析操作的计算机或计算机的集合。

云计算设备274可以包括可以通过实时通信网络(例如因特网、以太 网/IP、控制网等)连接的多个计算机。在一种实施方式中，大规模分析 操作可以分配至构成云计算设备274的计算机。通常，由云计算设备274 提供的计算机或计算设备可以专用于执行可以包括分析大量数据的各种 类型的复杂且耗时的分析。结果是，与管理相应部件20、单元18或区域 16的操作关联的工业控制系统22或其他控制器可以继续其相应处理操作 而不需要执行可能包括分析从各种工业控制系统采集的大量数据的附加 处理或分析操作。

从与各个工业自动化系统关联的各个控制系统采集的大量数据可以 被统称为大数据。随着由于控制系统的通信能力而引起的大数据的可获得 性的增加，可以分析或使用大数据作为识别两个或更多个工业自动化系统 之间的相似数据形态的参考。通过识别两个或更多个工业自动化系统之间 的相似形态，云计算设备274、服务器272或工业控制系统22可以诊断 出相应工业自动化系统中的一些问题，预测问题何时在相应自动化系统中 出现，确定操作在相应自动化系统中可以如何调整等。

基于前述内容，如图18所示，本地工业控制系统22、服务器272以 及云计算设备274可以彼此通信。为了讨论，由本地工业控制系统22、 服务器272以及云计算设备274能够执行的操作和任务的以下描述将通过 由云计算设备274执行来讨论。然而，应当理解本地工业控制系统22(或 大量工业控制系统)或服务器272也可以用于执行以下讨论的操作。

如上提及的，云计算设备274可以经由以上讨论的工业自动化网络在 通信上耦接至本地工业控制系统22和数据库80。以这种方式，本地工业 控制系统22可以向云计算设备274发送其经由在通信上耦接至本地工业 控制系统22的传感器获取的原始数据。在一些实施方式中，本地工业控 制系统22可以对原始数据执行特定分析。在这种情况下，本地工业控制 系统22还可以向云计算设备274发送这些分析的结果。因此，云计算设 备274可以接收可以由本地工业控制系统22接收或处理的任何类型的数 据。

云计算设备274还可以接收来自布置在本地工厂12中的其他工业控 制系统22的数据。此外，云计算设备274可以接收来自可以布置在不同 工厂12中的其他工业控制系统22的数据。在一些实施方式中，不同工厂 12未必彼此相关。也就是说，各个工厂可以由不同实体拥有并操作并且 可以制造或生产相似或不同的产品。另外，各个工厂可以为相同或不同工 业的一部分。但是，由云计算设备274从每个工厂12中的每个工业控制 系统22接收的数据可以包括与相似部件20或以相似方式一起操作的一组 部件20(例如单元18或区域16)相关的数据。因此，云计算设备274可 以分析来自每个工业控制系统的数据并且识别数据形态，该形态可以指示 来自两个或更多个不同工厂的部件20可以如何在相似负荷或操作条件下 操作。

除了接收来自各个工业控制系统22的数据之外，云计算系统274还 可以从数据库80接收与各个部件或一组部件20的操作相关的数据。例如， 如图18所示，数据库80可以包括与不同工厂12关联的数据276。在一 些实施方式中，数据276还可以包括来自作为本地工业控制系统22的、 在同一本地工厂12中的其他工业控制系统22的数据。应当注意，数据库 80还可以包括分层信息、有效数据信息、工作流信息以及贯穿本公开内 容所讨论的其他类型的数据。

数据276还可以包括由各种制造商等提供的经验数据。经验数据可以 包括由每个相应制造商提供的关于时间的、与部件20的操作关联的历史 数据。因此，数据库80可以包括与不同工业相关并且与不同时间段(例 如天、周、年)关联的数据276。

基于前述内容，图19示出了方法280，云计算设备274可以采用方 法280基于由云计算设备274获取的大数据来控制本地工厂12的部件20 的操作。如以上提及的，尽管以下通过由云计算设备274执行来描述方法 280，但是应当注意服务器272、本地工业控制系统22或一组工业控制系 统22可以执行下述方法280。

现在参照图19，在块282处，云计算设备274可以接收与本地工厂 12的本地部件20关联的第一组数据。第一组数据可以包括与本地工厂12 的本地部件20关联的原始数据和/或经处理的数据。在一种实施方式中， 可以从可以为关联的或在通信上耦接至本地工厂12的本地部件20的一个 或更多个本地工业控制系统22来接收第一组数据。

在块284处，云计算设备274可以接收与一个或更多个其他工厂12 的其他部件20关联的第二组数据。即，第二组数据可以包括与本地工厂 12的本地部件20相似的数据，即使其他部件20会在不同的工厂12中进 行操作。在接收第二组数据之后，在一个实施方式中，云计算设备274 可以检查用于其他部件20的配置数据以识别在第二组数据中的与本地部 件20相似的被配置(即，被布置)并且被使用的部件20。然后，云计算 设备274可以分析和/或比较在这些相似的部件20之间的操作和配置数据 以确定针对本地部件20的各种操作调节。

记住，任何工厂12的部件20通常可以一起工作以执行与工厂12内 的生产和处理相关的各种操作。例如，电子驱动部件可以用于控制在可以 生产或制造不同的产品的许多不同的工厂12中的电机部件。虽然每个不 同的工厂12可以生产不同的产品，但是每个工厂12的部件20中的一些 部件可以执行相似的功能。

返回参照以上所呈现的示例，在第一工厂12中的电子驱动部件可以 基于与在第一工厂12中生产第一种产品相关的各种操作参数来控制电机 部件的速度。虽然第二工厂12可以生产第二种产品，但是第二工厂12 可以使用与在第一工厂12中所使用的相似的电子驱动部件和相似的电机 部件。然而，在第一工厂12中使用的电子驱动部件和电机部件与在第二 工厂12中使用的电子驱动部件和电机部件相比可以不同地进行操作。例 如，在第一工厂12中使用的电子驱动部件可以以第一速度对相应的电机 部件进行操作，而在第二工厂的电子驱动部件20可以以第二速度对相应 的电机部件进行操作。即使来自每个不同的工厂12的电子驱动部件可以 以不同的相应速度对相应的电机部件进行操作，对每个电子驱动部件和电 机部件的操作特征的数据表示也有利于确定如何进行以下操作：有效地操 作每个相应的部件、诊断每个相应的部件中的问题、维护每个相应的部件 等。

返回参照块284，在某些实施方式中，云计算设备274可以经由数据 库80、服务器272等来接收第二组数据。如上所述，第二组数据可以包 括来自与对应于第一组数据的本地工厂12相比不同的工厂12的数据。第 二组数据可以包括关于以下项的信息：部件20的操作参数、部件20的功 耗、部件20的操作负载、部件20的维护历史等。

虽然已指出第二组数据可以包括来自与对应于第一组数据的本地工 厂12相比不同的工厂12的数据，但是应当注意，第二组数据也可以包括 来自对应于第一组数据的同一本地工厂12的数据。即，第二组数据可以 包括与在相应的工厂12中的部件20的操作相关的经过某时间量(例如， 数周、数月、数年)的经验数据或历史数据。

记住前述，在块286处，云计算设备274可以在考虑到第二组数据的 与其他部件20相关的信息的情况下分析第一组数据。因此，云计算设备 274可以将第一组数据与第二组数据进行比较以识别在两个数据集之间 的相似的数据形态。例如，相似的数据形态可以包括：来自本地部件20 的部件20的与其他部件20相比相似操作参数、在本地部件与其他部件 20之间的相似功耗特征、对本地部件20与其他部件20进行的相似维护 操作等。在一个实施方式中，在接收与本地部件20相比相似的部件20 关联的数据某时间量(例如，一个月)之后，云计算设备274可以基于趋 势或其他分析来确定可以优化本地工厂12的生产或本地部件的操作的各 种方式，所述趋势或其他分析基于经过时间获取的数据来确定。

此外，替代分析第一组数据和第二组数据，云计算设备274可以仅分 析第二组数据。通过仅分析第二组数据，云计算设备274仍然可以识别在 第二组数据中的形态。云计算设备274可以使用所识别的在第二组数据中 的形态来预测本地部件20当在与所识别的形态相似的环境下进行操作时 可以如何执行。

在任何情况下，当在第一组数据和/或第二组数据中识别形态时，在 块288处，云计算设备274可以基于所识别的形态来对第一组数据执行各 种类型的分析。即，云计算设备274可以针对所识别的形态分析第一组数 据以确定关于本地工厂12的部件20的操作或效率的附加细节。

在一个示例中，当针对所识别的形态分析第一组数据时，云计算设备 274可以确定针对某些部件20的各种操作参数的某些预期值。例如，在 分析针对各种部件20的在不同的条件(例如，负载、环境等)下进行操 作的温度数据时，云计算设备274可以确定针对负载部件20的在其当前 条件下进行操作的预期温度值。此外，当在不同的条件下对本地部件20 进行操作时，云计算设备274可以确定针对该本地部件20的预期温度值。 即，操作员可以调节本地部件20的操作并且可以使用在如由云计算设备 274确定的调节后的操作条件下的预期温度值以验证出本地部件20正在 正确地进行操作。因此，通过分析与其他部件20关联的相似数据形态， 云计算设备274可以确定用于本地部件20的有效操作参数，即使过去可 能没有以相同的方式对本地部件20进行操作。以这样的方式，使用与部 件20关联的大数据确定的附加分析可以对下述提供更好的了解和理解： 如何提高本地工厂12的生产的效率或效力。

在图20的流程图300中示出了可以在块288处执行的类型的分析的 附加示例。简短地参照图20，在块302处，如以上所讨论的，云计算设 备274可以将与由本地工业控制系统22监测或操作的本地部件20关联的 能耗数据(例如，第一组数据)和与在不同的工厂12中的其他部件20 关联的能耗数据(例如，第二组数据)进行比较。能耗数据可以包括在不 同的负载条件、操作参数等情况下进行操作的同时由本地部件20和每个 其他部件20消耗的电力的量相关的信息。

在块304处，云计算设备274可以对第一组数据与第二组数据之间的 生产率数据进行比较。生产率数据可以包括：由相应的工厂12生产的许 多元件、某些部件20可以进行操作的速度等。在块306处，云计算设备 274可以对第一组数据与第二组之间的维护数据进行比较。维护数据可以 包括：可能已对相应的部件20执行的一列各种维护操作。在一个实施方 式中，云计算设备274可以将在第一组数据和第二组数据中的所识别的形 态与针对每个部件的与所识别的形态关联的维护记录交叉参考。在某些情 况下，一些数据形态通常可以与特定维护事件关联。例如，如果提高能耗 的形态在第二组数据中被识别并且继之以维护事件，例如，替换在相应的 部件20内的某个部件，则云计算设备274当本地部件20的能耗数据呈现 相似的能耗模式时可以提供替换本地部件20的相同部件的推荐。

除比较第一组数据与第二组数据以外或者替代比较第一组数据与第 二组数据，在块288处，云计算设备274可以推算或者预测部件20的可 能不与被分析的数据相关的行为。例如，云计算设备274可以接收与在特 定单元18中操作的部件20的温度相关的第一组数据。云计算设备274可 以使用与温度相关的第一组数据来推算或者确定相应部件20的不同于温 度的特征。作为示例，云计算设备274可以基于温度数据来确定相应的部 件的电力特征。在另一示例中，云计算设备274可以使用电力数据来推论 与生产相关的数据。因此，云计算设备274可以使用一种数据来推论与相 应部件20、相应单元18、相应区域16、相应工厂12等相关的不同类型 的数据。

或者，云计算设备274可以使用一种数据来推论与不同部件20、不 同单元18、不同区域16、不同工厂14等相关的不同类型的数据。例如， 云计算设备274可以接收与第一部件20相关的电力数据。云计算设备274 可以使用针对第一部件20的电力数据来推理或推论针对可以耦接至第一 部件20或者受第一部件20的操作的影响的第二部件20的温度数据。以 这样的方式，云计算设备274可以使用与一个部件20关联的一种数据来 确定与其他部件20关联的另一种数据。在一个实施方式中，云计算设备 274可以基于两个部件20之间的影响关系、两个部件20中的层级级别等 来确定这两个部件20可以如何彼此相关。

记住前述并且返回参照图19，在块290处，云计算设备274可以基 于在块288处执行的分析来确定针对在本地工厂12中的本地部件20的操 作调节。然后，在块292处，云计算设备274可以将一个或更多个命令发 送到本地工业控制系统22以调节通信上耦接至本地控制系统22的本地部 件20的操作以更有效地操作、更有效地生产、节省能源等。例如，如果 云计算设备274识别在其他部件20中的数据的、紧接着对其他部件20执 行操作变化的形态，则云计算设备274可以将命令发送到本地工业控制系 统22以对相似的本地部件20进行相同的操作变化。以这样的方式，云计 算设备274可以假设本地工业控制系统22的操作员可以期望进行与由数 据的形态所指示的操作变化相同的操作变化。

然而，应当注意，在其他实施方式中，在块292处，云计算设备274 可以替代地将指示建议的操作变化的推荐发送给本地工业控制系统22 (例如，经由GUI)。该推荐还可以包括：细化所识别的与其他部件20 关联的形态以及使用其他部件20实现的接下来的操作变化的数据报告。 此外，该报告可以包括可以将所识别的形态解释成可以用于确定可以如何 维护相应的部件20的警报状况的分析。在某些实施方式中，该报告还可 以指示进行操作变化的结果或影响。例如，操作变化可以导致能耗的降低， 因此关于部件20可用的能量，操作更加有效。

除了将推荐和/或报告发送至工业控制系统22以外，云计算设备274 还可以将与所识别的形态相关的信息发送到远程监测服务、与本地工业自 动化系统关联的技术员、可以能够说明所识别的形态的技术支持人员、专 门的故障检修员、与本地工业控制系统关联的顾问等。以这样的方式，恰 当的人员可以立即接收与本地工业自动化系统的操作相关的数据。

在一种实施方式中，云计算设备274可以观察出另一工业控制系统 22可以在与本地部件20相似的条件下操作相似的部件20。另一工业控制 系统22可以位于与本地工业控制系统22不同的地理位置但是可以由同一 实体拥有并且操作或者与同一实体关联。因此，这些工业控制系统22中 的每个工业控制系统即使会略微不同地操作每个相应的部件20也可以生 产相同的产品。在这样的情况下，云计算设备274可以针对工业自动化系 统10的各种层级级别来分析与相应的部件20关联的其他数据。然后，云 计算设备274可以确定工业自动化系统10的部件20中的一些部件或者层 级级别中的一些层级级别是否可以更有效地操作。然后，云计算设备274 可以基于两个相似地操作工厂之间的分析来对本地工业控制系统22进行 操作调节或者推荐。

除了分析与由同一实体拥有并且操作的或者与同一实体关联的相似 部件20相关的数据以外，数据276可以包括与位于下述项内的子工业自 动化系统关联的数据：本地工厂12内、用户的同一企业内、用户的同一 产业内、任何其他产业中等。此处，云计算设备274可以基于包括与被使 用与本地部件20相似的操作参数操作的部件20相关的信息的数据276的 一部分来将推荐发送到本地工业控制系统22。

在另一实施方式中，云计算设备274可以分析第一组数据和第二组数 据以执行各种类型的预兆分析，该预兆分析可以基于本地工业控制系统 22的操作历史和维护历史来指示是否应当对本地部件20执行某些维护过 程或质量检查。即，经由第二组数据收集的信息可以包括指示对其他工厂 12中的各种部件20执行的维护历史的信息。以这样的方式，基于在其他 工厂12中使用的相似部件的使用历史和维护历史，云计算设备274可以 分析是否在与其他部件20相比相似的环境下操作本地部件20并且确定何 时可以来服务或替换设置在本地工厂12中的本地部件20。

在又一实施方式中，在块292处，云计算设备274可以将命令发送到 本地工业控制系统22以采取行动防止本地工厂12的各种部分或者本地部 件20脱机。即，云计算设备274可以分析第一组数据和/或第二组数据并 且确定本地工业自动化系统10或本地工厂12是否由于在本地工厂12的 特定部分或一个或更多个部件20中的某些问题或潜在问题而处于停止生 产的风险下。例如，如果云计算设备274基于从其他部件20识别的相似 的数据形态来确定出本地工厂12的特定部分或者本地部件20中的一个本 地部件会经历故障或失效，则云计算设备274可以将命令发送到本地工业 控制系统22以改变本地工厂12的可以促成问题部分的某部分或部件22 的操作以减小在问题部分上的负载并且有助于防止故障或失效发生。

如以上关于图9至图13所讨论的，云计算设备274还可以针对工业 自动化系统10的各种层级级别来分析第一组数据和第二组数据。因此， 云计算设备274可以基于收集的关于本地工业自动化系统的层级级别以 及其他工业自动化系统的各种层级级别的第一组数据和第二组数据来在 工业自动化系统10的特定范围、部分或层级级别中改变本地部件20的操 作。例如，控制系统可以接收关于在本地工厂12中的电力设备的数据以 及关于在其他工厂12中的电力设备的数据。此处，云计算设备274可以 基于关于在其他工厂12中的电力设备的数据做出影响在本地工厂12中的 电力设备的决定。

在某些实施方式中，云计算设备274可以针对在每个相应的工业自动 化系统10中的各种层级级别来评估关于电力设备的第一组数据和第二组 数据。因此，云计算设备274可以针对在工厂12的各种层级级别中的电 力设备的操作基于关于在其他工厂12中操作的电力设备的数据做出影响 本地工厂12的各种层级级别的决定。以相同的方式，云计算设备274还 可以针对较低层级级别评估所收集的数据，以使得可以根据关于电力设备 数据的各种数据分析结果来调节在较低层级级别中的部件的操作。因此， 云计算设备274可以做出影响本地工业自动化系统10的各种层级级别的 各种类型的决定。

当执行各种类型的分析时在块288处，云计算设备274可以基于各种 网络因素来确定工业自动化系统274的哪个层级级别分析所接收的数据。 例如，属于工业自动化系统的更多方面的数据的有效性也可以用作用于确 定分析第一数据集与第二数据集的适当的层级级别的因素。例如，如果与 云计算设备274关联的网络延迟、容量与使用性能和收集的数据是低级 的，云计算设备274可以关于工业自动化系统10的更高层级级别和更低 层级级别来分析第一数据集与第二数据集。然而，例如，如果延迟增加或 者变高，由于分析这样数据的处理时间可能对进行实时操作调整或者接近 实时操作调整是无效的，因此云计算设备274可以抑制分析与更高层级级 别关联的可利用数据。因此，云计算设备274当进行确定时可以关于更低 层级级别分析第一数据集与第二数据集并且因此可以使用从部件20或单 元18获取的数据。

广播数据和数据标签

因为工业控制系统22、服务器272或云计算设备274从工业自动化 系统10的各个部分获取数据，所以更加明显的是工业控制系统22、服务 器272或云计算设备274可以在没有用通过组织数据或将数据分类的高效 方式的情况下来访问大量数量的数据。也就是说，由于每个工业自动化部 件20可以关于单元18、区域16、工厂12等提供数据，控制系统22或任 何其他数据处理部件(例如，服务器272、云计算设备274)可能难以将 用于分析、监控等的所有可利用的数据进行分类。因此，假定可以从能够 认识的工业自动化控制系统10收集大量的数据，那么结合可以帮助控制 系统22更高效地对可能已经获取的数据进行识别和/或分类的协议或分类 系统可能是有利的。控制系统22将获取的数据进行分类或归类后，对于 控制系统22或任何其他数据处理部件将数据与相应的分类向下述数据馈 送进行广播可能是有利的：在该数据馈送中其他工业自动化部件20能够 跟踪和检查。

考虑前述内容，图21示出了用于广播工业自动化系统10中的数据和 数据标签的方法310的流程图。如上所述，每个工业控制部件22可以接 收来自在自动化系统10之内的各种源的数据。除了来自各种源的数据之 外，可以关于上述各种层级级别(例如，部件级别、单元级别、区域级别、 工厂级别等)来处境化所接收的数据。用这种方式，有控制部件22所获 取的数据可以具有许多不同方式的特征。例如，根据数据类型(例如，能 源、通信、连接、处理能力等)来表示数据的特征，数据可以是可能已经 发送数据的设备(例如，工业自动化部件20)、对应于数据的层级级别等。 考虑到这一点，方法310提供下述方式：在该方式中由相应的控制部件 22接收的数据可以在消息馈送通道或者数据馈送通道中广播消息或通 知，以使得其他控制部件22可以察觉或认识到由相应的控制部件22所接 收的数据。

现在参照图21，下面呈现的方法310的描述将按照由控制部件22执 行来讨论。然而，应该注意的是，在本文中呈现的方法和技术可以由任何 数据处理部件例如服务器272与云计算设备274来执行。

借助于示例，控制部件22可以接收来自一个或更多个工业自动化部 件20的数据。如上所述，数据可以与特定部件20关联，可以与一组部件 20关联，可以与层级级别关联等。在一个实施方式中，与数据有关的关 联可以存储在相应数据的元数据内。也就是说，元数据可以包括表示各种 关系或关联可以怎样从属于相应数据的信息。

考虑到这一点，在块314处，控制部件22可以确定数据是否与存在 的数据标签或数据分类关联。数据标签可以限定可以与相应数据对应的关 联或数据分类。在一些实施方式中，数据标签可以预先通过工业自动化部 件20的用户来限定，可以通过工业控制系统22的应用程序员来限定(例 如，应用程序员限定的数据标签)、可以由控制系统自动地生成(例如， 系统限定的标签)等。也就是说，在一些示例中，用户可以指定可以用特 定数据标签分类的特定数据类型。数据标签指定可以存储在相应数据的元 数据中，以及因此可以是作为传输和存储的相应数据的部分相应数据。在 一些实施方式中，相应数据的元数据可以跟踪可能已经存储相应数据的工 业自动化部件20。也就是说，元数据可以存储可能在前面已经在其上存 储或者向其传输的部件20的历史。

在一个实施方式中，控制系统可以向可以用来帮助控制系统将收集的 数据分成一个或更多个可搜索的分类的所收集数据的元数据增加标签或 信息。所收集数据的分类可以使控制系统能够识别与由控制系统分析的某 些数据集有关的附加数据。

如果数据与在其相应元数据中存储的存在的数据标签关联或者如果 数据具有在其相应元数据中存储的存在的数据标签，控制部件22可以进 行至块320并且与在数据馈送通道中的数据标签一起来广播数据或者显 示数据。数据馈送通道可以通过应用编程接口(API)例如表现状态传输 (REST)架构来实现，API是限定处理与访问数据的资源和方式的网络 设计原则的集合。因此，数据馈送通道可以与各种网络联合格式像真正简 单联合(RSS)与原子联合格式(Atom)接合，数据馈送通道可以通过 各种网络联合格式像RSS与Atom来访问。

数据馈送通道可以包括可以公布可能更新多次的信息的一族标准网 络(例如，基于因特网)馈送格式。因此，数据馈送通道可以是可以在控 制部件22的显示器上描画或者可以通过其他部件20或其他控制系统22 来访问的丰富站点摘要(RSS)文件(例如，馈送、网络馈送，或频道)。 RSS文件可以包括与上面提到的包括全文或概述文、公布日期、公布者的 部件识别号等的数据和数据标签。在一些实施方式中，RSS文件可以包括 确保与许多不同机器/程序兼容的标准可扩展标记语言(XML)文档格式。 因此，通过使用RSS文件，控制系统22可以自动地联合数据，使得其他 部件20或控制系统22可以自动地更新属于公布相应数据的相应部件20 或相应控制系统22的状态。

考虑前述内容，在一个实施方式中，数据馈送通道可以与在工业自动 化系统10之内的某些等级关联。例如，数据馈送通道可以与工业自动化 系统10层级级别的特定的部件20、单元18、区域16、工厂14等关联。 在这种情况下，数据、数据标签与其他信息可以在与数据、数据标签或其 他信息对应的相应的数据馈送通道中公布。在一些实施方式中，不同控制 系统22、部件20或用户然后可以订阅相应的数据馈送通道或请求访问相 应的数据馈送通道，以及可以因此认识到可能与工业自动化系统10的相 应的层级级别有关的所有数据、所有数据标签等。尽管已经关于工业自动 化系统10的层级级别的特定部件20、单元18、区域16、工厂14等描述 了数据馈送通道，但是应当注意的是数据馈送通道可以与特定的工业对 应。因此，与特定工业关联的所有数据、所有数据标签等可以在与特定工 业关联的一个数据馈送通道上公布。并且，各种控制系统22可以订阅与 一个或更多个相应的部件20、单元18、区域16、工厂14、工业等关联的 一个或更多个数据馈送通道。在一个实施方式中，当数据馈送通道与特定 部件20、单元18、区域16、工厂14或工业关联时，数据馈送通道可以 通过云计算设备274来管理和/或操作。因此，云计算设备274可以执行 上述方法310。然而，应该注意的是在本文中描述的技术可以通过控制系 统22、服务器272等来执行。

图22示出了可以使用上述方法310输出的数据馈送通道332的示例 框图330。如图22中所示，数据馈送通道332可以公布由控制系统22接 收的数据，控制系统22可以接收与在图4中的包装工厂50的缓冲传送部 62和消毒站64关联的数据。数据馈送通道332可以公布可以描述被公布 数据的消息或记录。例如，记录334可以公布缓冲传输部62每小时消耗 500瓦能量，这可以是由相应的控制系统22接收的数据。与所消耗能量 关联的数据标签可以包括被公布的数据类型(例如，能量)和与数据对应 的层级级别(例如，单元4)。在一些实施方式中，数据标签可以使用符 号例如“#”等来与数据区分。

除了数据与数据标签之外，记录334、记录336可以包括数据公布的 日期和/或时间、与公布数据的控制系统22或部件20有关的识别信息、 与公布者关联的层级级别、公布者的物理位置等。在一些实施方式中，可 以呈现记录334、记录335以使得最近公布的数据在数据馈送通道的顶上。 然而，也可以呈现记录334、记录336使得最近公布的数据可以取决于订 阅者、相应控制系统22、相应控制系统22的用户等的优先权在数据馈送 通道的底部。而且，数据馈送通道332的订阅者可以展开或搜索数据馈送 通道332的所有记录来定位较旧的记录。

现在回到块314，如果由控制系统22接收的数据没有与数据标签关 联，控制系统32可以进行至块316。在块316处，控制系统22可以向另 一控制系统22、服务器272、云计算设备274等发送请求以识别可以与所 接收的数据关联的数据标签。在一些实施方式中，其他设备可以查询数据 库或其本地数据以及可以识别与由在313处的相应的控制系统22所接收 的数据类似的数据。根据定位的类似数据，其他设备可以确定类似数据是 否包括在其可以限定数据类型的元数据之内的数据标签。如果其他设备确 定可以与在块312处接收的数据关联的数据标签，其他设备可以向相应的 控制系统22发送所确定的标签。因此，在块318处，如果控制系统22接 收相应数据的数据标签，控制系统22可以进行至块320并且与对应的数 据标签一起广播或者公布数据。然而，如果在块318处控制系统22没有 接收数据标签，控制系统22可以返回至块312并且继续接收来自各种工 业自动化部件20的数据。

在一些实施方式中，控制系统22可以使用可能已经由控制系统22 的用户、控制系统22的应用程序员等指定的标准单位来公布数据。当各 种控制系统22接收来自其他数据馈送通道的数据时，相应的控制系统22 可以将数据转化成由相应的用户、程序员等指定的单位。

在一个实施方式中，除了向其他设备发送数据标签的请求或者代替向 其他设备发送数据标签的请求，控制系统22可以检查相应的控制系统22 可以订阅的各种数据馈送通道并且对可能与在块312处接收的数据关联 的数据标签进行识别。也就是说，相应的控制系统22可以搜索可能对相 应的控制系统22可利用的数据馈送并且对与在块312处接收的数据类似 的公布数据进行识别。根据定位在数据馈送通道中的这些记录，相应的控 制系统22可以识别表示公布数据特征的数据标签。相应的控制系统22 然后可以使用识别的标签来广播在块320处接收的数据。

图32示出了用于使远程控制系统22能够订阅特定控制系统22的数 据馈送通道的方法340的流程图。如在图23中所示，在块342处，特定 控制系统22可以接收下述请求：订阅与从在工业自动化系统10中的远程 控制系统22或其他控制系统22中的特定控制系统22关联的数据馈送通 道的请求。

在块344处，特定控制系统22可以验证请求的控制系统22是否被授 权访问相应的数据馈送通道。也就是说，特定控制系统22可以包括可以 授权访问相应的数据馈送通道的部件20的列表或其他控制系统22。在这 种情况下，如果请求控制系统22没有被列出为授权实体，特定控制系统 22可以拒绝允许其他控制系统22订阅相应的数据馈送通道的请求。

在块346处，特定控制系统22可以提供请求控制系统22至相应数据 馈送通道的访问。因此，远程控制系统22可以监控由特定控制系统22 公布的数据和数据标签。在一些实施方式中，不是数据馈送通道，而是特 定控制系统22可以向远程控制系统22发送电子邮件消息、文本消息(例 如，短信服务(SMS))或其他电子通信形式(例如，更新RSS文件)以 通知远程控制系统22由特定控制系统22接收的数据和数据标签。

在一些实施方式中，每个控制系统22可以操作相应的数据馈送通道。 在这种情况下，当相应的控制系统22提供请求控制系统22至相应的数据 馈送通道的访问时，相应的控制系统可以公布相应的控制系统22的数据 馈送通道中的相应的数据馈送通道的信息。用这种方式，请求控制系统 22可以监控提供请求控制系统22至他们的相应的数据馈送通道的访问的 许多控制系统22的数据馈送通道。结果，请求控制系统22可以监视或认 识到与许多其他控制系统22关联的数据。

通过公布由特定控制系统22接收的数据和数据标签并且通过提供给 其他控制系统至特定控制系统22的数据馈送通道的访问，特定控制系统 22可以使得其与其他控制控制系统22更高效地对数据进行分类。例如， 可以访问数据馈送通道的任何控制系统22可以使用在图24中所示的方法 来对公布数据进行分类。

图24示出了用于对在数据馈送通道中的公布数据进行组织的方法 350的流程图。方法350可以通过可以访问数据馈送通道的任何控制系统 22来执行。在块352处，控制系统22可以接收请求以显示在特定数据馈 送通道中公布的所有类似的贴标签的数据。也就是说，控制系统22可以 访问可以与许多不同控制系统22关联的许多不同数据馈送通道。因此， 请求控制系统22可以指定数据被组织的特定数据馈送通道。在一些实施 方式中，请求控制系统22可以指定许多不同数据馈送通道以识别具有类 似数据标签的数据。

在块354处，控制系统22可以搜索用于数据标签的每个指定数据馈 送通道并且生成由具有相同数据标签的相应的数据馈送通道公布的记录 列表。在一个实施方式中，数据标签可以由特定特征或符号来表示，从而 使控制系统22能够更高效地定位数据标签。

当识别具有类似数据标签的数据时，控制系统22可以显示识别的数 据在块356处。在一个实施方式中，识别的数据可以根据相应的数据标签 成组显示。应该注意的是查询的相应数据馈送通道在这时可以不改变其显 示。反而可以呈现具有识别的数据的新数据馈送通道或可视化部件。因此， 查询的每个相应的数据馈送通道可以继续实时广播或公布数据。

考虑到上述内容，控制系统22、服务器272、云计算设备274等可以 使用在数据通道馈送中的数据和数据标签来控制工业自动化系统10的操 作。在一些实施方式中，控制系统22、服务器272、云计算设备274等按 照在图19中的上述方法280来识别在公布的数据中的形态。

用相同的方式，图25示出了用于对可以在数据馈送通道中广播或公 布的数据进行分析的方法360的流程图。在一些实施方式中，方法360 可以发生在方法350已经被执行之后。考虑到这点并且参照图25，在块 362处，控制系统22可以接收在具有类似数据标签的一个或更多个数据 馈送通道中识别的数据。

在块364处，控制系统22可以分析在块362处接收的数据。在一些 实施方式中，可以使用在本文中描述的各种技术来分析数据。例如，可以 分析所接收的数据以识别形态，形态然后可以被用来预测与所接收的数据 关联的部件20、单元18、区域16、工厂14等的行为。在一些实施方式 中，在块364处分析的数据可以包括来自各种不同数据通道的数据。也就 是说，数据可以包括来自可以订阅相应的控制系统22的所有控制系统22 的数据。

此外，控制系统22可以通过与许多其他工业自动化部件关联的具有 历史数据的相应数据馈送通道(或与其他数据馈送通道一起)的交叉引用 记录来分析数据。控制系统22也可以确定记录之间是否存在各种关系。 使用这些类型的分析，控制系统22可以预测或确定在相应的工业自动化 系统10中的各种部件的期望行为。

在块366处，控制系统22基于分析来向工业自动化系统10中的控制 系统22的一个控制系统22发送推荐。也就是说，控制系统22可以基于 预测的行为、阈值等发送推荐以改变与相应的控制系统22对应的工业自 动化部件20的操作。

尽管在本文中只示出和描述了本发明的一些特征，但是对于本领域的 普通技术人员将会发生许多修改和改变。因此，要理解的是所附权利要求 旨在覆盖落在本发明的真正精神之内的所有这样的修改和改变。