阅读说明：本技术 用于工业生产机器控制的技能匹配 (Skill matching for industrial production machine control ) 是由 安德拉斯·瓦罗 古斯塔沃·阿尔图罗·基罗斯·阿拉亚 帕特里克·莱森 弗兰克·勒洛夫斯 彼得· 于 2018-08-09 设计创作，主要内容包括：在工业控制中提供自动技能匹配。将控制器(16)和机器(11)的接口(12、17)和/或生产过程(13、18)进行匹配。接口(12、17)的匹配链接除可选参数以外的参数以检查不兼容性。生产过程(13、18)的匹配使用机器(11)的过程(13)与控制器(16)的过程(18)的叉积来检查不兼容性。技能检查指导手动确认兼容性,从而减少停机时间并减少工程或编程时间。由于自动化的技能匹配,机器(11)更可能采用控制器(16)正确地操作。(Automatic skill matching is provided in industrial control. The controller (16) is adapted to the interfaces (12, 17) of the machine (11) and/or the production processes (13, 18). The matching of the interfaces (12, 17) links parameters other than optional parameters to check for incompatibilities. The matching of the production processes (13, 18) uses the cross product of the process (13) of the machine (11) and the process (18) of the controller (16) to check for incompatibilities. The skill check guides manual validation of compatibility, thereby reducing downtime and reducing engineering or programming time. Due to automated skill matching, the machine (11) is more likely to operate correctly with the controller (16).)

用于工业生产机器控制的技能匹配

相关申请

本专利文件要求于2018年1月22日提交的美国临时专利申请序列号62/620,103的提交日根据35U.S.C§119(e)的权益，其通过引用并入本文。

技术领域

本实施方式涉及用于控制工业生产机器的技能匹配。将一台机器添加到制造过程中，诸如进行改装、更换、升级或作为初始安装的一部分。机器应由控制器控制。为了正确操作，将机器与控制器之间交换的信息进行匹配。待交换的信息包括接口信息(例如，参数)和过程信息(例如，功能的同步)。将生产线控制器所要求的功能与机器所提供的功能进行匹配。

背景技术

所请求和提供的功能的匹配是手动完成的。程序员可能要花费数百个工程小时来确保接口和过程匹配。在一些改装、维修或更换的情况下，由于隐藏的参数和技能不兼容性，匹配导致数小时或数天的停机。

发明内容

通过介绍的方式，以下描述的优选实施方式包括用于工业控制中的自动技能匹配的方法、系统和计算机可读介质。将控制器和机器的接口和/或生产过程进行匹配。接口的匹配链接参数以检查不兼容性。可选参数可以匹配或考虑，但可选地匹配。生产过程的匹配使用机器过程与控制器过程的叉积来检查不兼容性。技能检查指导手动确认兼容性，从而减少停机时间并减少工程设计或编程时间。由于自动化的技能匹配，机器更可能采用控制器正常操作。

在第一方面，提供了一种用于工业控制中的技能匹配的系统。生产机器处于工业生产线中。生产机器具有响应于多个第一参数的生产机器接口，并且具有响应于第一信息的生产机器过程。控制器控制生产机器。控制器具有响应于多个第二参数的控制器接口，并且具有响应于第二信息的控制器过程。匹配处理器被配置为基于控制器和生产机器之间的第一和第二信息的交换，将第一和第二参数进行第一匹配，并将生产机器过程与控制器过程的同步进行第二匹配。匹配处理器被配置为基于第一匹配、第二匹配或第一匹配和第二匹配两者来指示生产机器与控制器的不兼容性。

在第二方面，提供了一种用于工业控制系统中的技能匹配的方法。处理器将可控工业设备的过程模型与可控工业设备的监督器的过程模型进行比较。处理器基于比较来识别可控工业设备的过程模型与监督器的过程模型的不兼容性。

在第三方面，提供了一种用于工业控制系统中的技能匹配的方法。处理器将可控工业设备的接口的参数与可控工业设备的监督器的接口的参数进行比较。处理器基于该比较来识别可控工业设备的接口与监督器的接口的不兼容性。

本发明由所附权利要求书限定，并且本节中的任何内容均不应被视为对那些权利要求的限制。下面结合优选实施方式讨论本发明的其它方面和优点，并且以后可以独立地或组合地要求保护。

附图说明

组件和附图不一定按比例绘制，而是将重点放在说明本发明的原理上。此外，在附图中，在所有不同的视图中，相似的附图标记表示对应的部分。

图1是用于工业控制中的技能匹配的系统的一个实施方式的框图；

图2A和2B示出接口匹配的示例；

图3示出来自图2A的匹配的示例输出；

图4示出生产过程的示例匹配；

图5示出来自图4的匹配的示例输出；

图6是用于工业控制系统中的技能匹配接口的方法的实施方式的流程图；以及

图7是用于工业控制系统中的技能匹配过程的方法的实施方式的流程图。

具体实施方式

针对生产机器，自动执行技能匹配。为了简化和加快生产线中机器或组件的更换，使用技能匹配来检测生产机器之间的任何不兼容性以及可能导致不兼容性的原因。用于有限状态自动机的同步叉积的、源自逻辑编程和/或图算法的增强统一提供了如何自动执行不兼容性检查的目标的两个示例。

技能匹配的任务可以被分为接口签名匹配和同步匹配。机器提供可由监督器控制的多种功能。如果对来自监督器方的所需功能和来自机器方的所提供的功能的机器可读描述可用，则可以通过使用接口签名和同步匹配来减少查找兼容性问题所需的时间和资源。

监督器和机器的过程模型可以使用同步叉积彼此匹配。该匹配的结果揭示了关于同步和终止的不兼容性，因此可以解决过程不兼容性。一些不兼容性可能会被自动解决，诸如通过在过程中向匹配结束条件添加链接。

可以使用针对过程模型中的功能的增强的统一，通过接口签名匹配来匹配由监督器所请求的参数以及由机器所提供和接受的过程参数。接口匹配产生不兼容性列表。可以通过转换器或适配器自动地解决这些不兼容性中的一些，从而最小化用于手动工程设计的需求。

当前，匹配是手动完成的，这意味着由工程师检查大量参数和同步步骤，而没有增强统一或同步叉积。在出现故障、升级或其它原因的情况下，基于增强统一和/或同步叉积的技能匹配可以显著减少用新机器替代生产线中的机器的时间。该功能可以集成在监督器的固件中或机器的控制软件中。由于技能匹配，使得机器或控制器以改进的方式操作。机器接口的本质会导致需要技能匹配。

图1示出用于工业控制中技能匹配的系统的一个实施方式。当要添加、替代、改装或更换生产机器11时，检查所得机器接口12与控制器接口17的兼容性和/或所得机器过程13与控制过程18的兼容性。接口12、17和/或过程13、18的叉积的统一提供了技能匹配。

该系统包括控制器16、显示器21、制造线10和生产机器11。可以提供附加、不同或更少的组件。例如，提供生产机器11以独立地操作或不作为制造线10的一部分来操作。作为另一示例，提供单独的工作站、计算机和/或服务器以执行用于控制器16和生产机器11的技能匹配。虽然技能匹配的特点在控制器16和生产机器11之间，但是在其它实施方式中，技能匹配在生产机器11和另一生产机器之间和/或在控制器16和另一控制器之间。工业系统或制造的任何交互组件之间的接口和/或同步过程可以被匹配。

系统实现图6、图7的方法或另一种方法。图2和图3示出使用增强统一的示例技能匹配，并且图4和图5示出使用同步叉积的过程的示例技能匹配。

生产机器11是工业生产线中的机器。机器11作用于并改变物体、液体或气体，从而生产产品。机器11是制造过程的一部分。例如，生产机器11是烤箱、输送机、板条、钻床、成型机、压力机、挤压机、切割机、焊机、搅拌机、炊具、离心机、阀门、致动器、捡拾器、放置器、焊锡机、选择器、测量器、机器人、撇渣器或用于生产或制造的其它机器。图2和图4使用烤箱烘烤作为示例机器11。

生产机器11是制造线10的一部分。制造线10使用一台或多台机器作为制造过程的一部分来生产产品。使用机器(包括生产机器11)的任何组合。制造线10可以包括由人执行的手动过程，并且包括由生产机器11执行的至少一个自动化或半自动化过程。

生产机器11是可控制的。使用处理器14，生产机器11基于接口12的参数响应来自控制器16和/或其它源的信号以实现机器过程13。可以使用多于一个的本地处理器14。处理器14根据存储在存储器15或另一存储器中的指令进行操作。接口12和/或机器过程13的参数可以存储在存储器15或另一存储器中。对生产机器11进行编程以实现制造中的一个或多个动作。生产机器11的执行动作、顺序、时间、量和/或另一操作特性是可编程的和可控制的。

生产机器接口12响应于多个参数。每个参数具有名称和测量单位。参数可以是常量或变量。在一个实施方式中，参数包括单位和值或值范围，并且可以表达为常量(文字)或变量。在图2A的示例中，接口12的参数是最小和最大温度单位、烤箱温度单位、加热器温度单位和干燥机温度单位。测量单位是华氏度和摄氏度。在图2B的示例中，接口12的参数是最小和最大温度单位、设定点温度、定时器、自动关闭和功率。测量单位是华氏度、秒、分钟和瓦特。“％”符号将参数指定为变量。具有变量的参数包括变量名称。可以为每个参数提供附加的、不同的或更少的信息(即，特性)。可以提供附加的、不同的或更少的参数。

接口12被用于与控制器16或另一装置的接口17通信。参数定义了在匹配过程期间可交换的信息，诸如变量的值以及这些值的测量单位。一个或多个参数可以被标记为可选的，诸如其中，除了报告以外，预计不传递该参数供其它装置使用。可选参数在一些情况下可能有用，但并非总是必需的，诸如当可选参数仅用于高级或专用特征或功能时。

机器过程13包括步骤的或过程的链。提供了开始和结束步骤。从头到尾，提供任意数量的步骤。机器功能可以是具有一个或多个起点和一个或多个终点的过程链。这些过程可以自动开始或者可以由来自控制器16的同步信号来开始。该步骤对应于机器11的状态。该步骤可以是机器11要采取的内部动作。可以触发一个或多个步骤，诸如通过机器11的传感器或基于诸如来自控制器16的外部控制信号。外部控制信号是同步点，机器过程13在该同步点等待控制信号，或者在将信号发送到控制器11之后等待。当机器11到达机器11必须从控制器16接收信号以继续前进的点时，机器11进入等待状态。这些后面的等待点是同步点(SyncPoints)，并且在图4中用黑色块表示。

图4示出机器过程13的示例。机器过程13在就绪状态中开始。机器11响应于来自控制器16的设定定时器同步信号而转变为设定定时器状态。在接收到同步信号之后，过程13设定时间并开始操作。在操作状态期间，机器11检查用于定时器的控制信号是否完成。定时器完成同步信号在内部生成或从控制器16接收。然后，机器11进入完成状态，基于从控制器16接收到退出或重启信号中的哪一个，转换为就绪状态或结束状态。可以提供具有附加的、不同的或更少的状态和/或同步点的其它机器过程。

控制器16是用于控制生产机器11的操作的监督器或另一控制系统。例如，控制器16是可编程逻辑控制器(PLC)、逻辑单元、现场面板、远程终端单元(RTU)、致动器控制器、传感器控制器和/或监视工作站。

控制器16仅控制生产机器11或控制生产机器11和制造线10的其它组件。控制器16可以是本地控制器或远程控制器。可以使用通过网络或直接到机器11的有线或无线通信。基于存储器20中的指令，处理器19使用接口17来遵循控制过程18。接口17和/或控制过程18被存储在存储器20中。针对控制器16，可以提供附加的、不同的或更少的装置。

控制器16是可控的和/或控制生产机器11。使用处理器19，控制器16基于接口17的参数，响应于来自生产机器11和/或其它源的信号，来实现控制过程18。使用处理器19，控制器16基于接口12的参数将信号发送到生产机器11以控制机器过程13。对控制器16进行编程以实现制造中的一个或多个动作。生产机器11的执行动作、顺序、时间、量和/或另一操作特性可由控制器16编程和控制。

控制接口17由多个参数形成和/或响应于多个参数。每个参数具有名称、值、值范围和/或测量单位。参数可以是常量或变量。在图2A的示例中，接口17的参数是最小和最大温度单位、烤箱温度单位、加热器温度单位和干燥机温度单位。没有提供测量单位，但可以提供。“％”符号表示参数定义内的变量。具有变量的参数包括变量名称。图2B示出其它参数和相应的定义，包括使用值。针对每个参数，可以提供附加的、不同的或更少的信息。可以提供附加的、不同的或更少的参数。

控制接口17被用于与生产机器11或另一装置的机器接口12通信。参数定义了可以为匹配而交换的信息，诸如变量的值以及这些值的测量单位。一个或多个参数可以被标记为可选的，诸如其中，预计不将参数传递用于制造和/或报告以外的其它方面。可选参数在一些情况下可能有用，但并非总是必需的，诸如当可选参数仅被用于高级或专用特征或功能时。

控制过程18包括步骤的或过程的链。提供开始和结束步骤。从头到尾，提供了任意数量的步骤。控制功能可以是具有一个或多个起点和一个或多个终点的过程链。这些过程可以自动开始，或者可以通过来自生产机器11的同步信号来开始。这些步骤对应于控制器16或控制过程的状态。这些步骤可以是控制器16要采取的内部动作。可以诸如由传感器或基于诸如来自生产机器11的外部信号来触发一个或多个步骤。外部信号是同步点，控制过程18在该同步点等待信号，或者在发送信号之后等待。当控制器16到达控制器16必须从生产机器11接收信号以继续前进的点时，控制器16进入等待状态，至少用于控制机器11。这些后面的等待点是同步点(SyncPoints)，并且在图4中用黑色框表示。

图4示出控制过程18的示例。控制过程18在开始步骤中开始。控制器16诸如响应于感测到的激活或输送机上的产品可用性，将设定的定时器同步信号发送到机器11。在发送同步信号之后，控制过程18进入等待状态或计数器状态，以等待定时器完成或接收指示定时器完成的信号。一旦定时器完成，定时器完成信号就被发送到机器11或从机器11接收。控制过程18然后进入完成状态，直到生成或接收到重新开始为止，诸如通过感测在输送机上的产品进行烘烤。当处于控制过程18的开始状态时，可以退出生成或接收退出信号的控制过程18。可以提供具有附加的、不同的或更少状态和/或同步点的其它控制过程。

为了接口12、17和/或机器和控制过程13、18的技能匹配，匹配处理器被配置为执行匹配。为了安装新的生产机器11，改装、更换、更改生产机器11(例如，接口12和/或机器过程13)和/或更改控制器16(例如，接口17和/或控制过程18)，匹配处理器被配置为执行技能匹配。匹配处理器由控制器16的处理器19、生产机器11的处理器14和/或由另一处理器(例如，计算机、工作站或服务器)实现。

由固件、软件和/或硬件来配置匹配处理器。用于配置匹配处理器的指令被存储在存储器15、存储器20和/或另一存储器中。匹配处理器执行图6和/或7的比较和识别动作或其它基于该配置的动作。

在一个实施方式中，匹配处理器执行接口签名匹配。控制接口17的参数与机器接口12的参数匹配。每个机器功能由参数描述。如图2A和图2B中所示，参数描述控制器16的要求(左手侧)或机器11的功能的能力(右手侧)。接口签名匹配将由控制器16所请求的参数与由机器11所提供的功能匹配和/或由机器11所请求的参数与由控制器16提供的控制匹配。该匹配说明名称、测量单位、值，用作具体值(例如，常量或预定值)和/或用作变量。图2A示出用于参数单位的简化示例。相同的方法可以用于名称或其它参数特性。图2B示出另一个示例，该示例在参数定义中包括值和变量之间的链接。匹配确定控制器11所需的参数集合是否可以由机器11满足，反之亦然。匹配确定任何变量替代和/或不兼容性。

接口技能匹配基于控制接口17的参数的名称和单位与机器接口12的参数的名称和单位的兼容性。可匹配其它特性。在图2A的示例中，参数的名称被用于匹配链接变量的和单位的名称。在图2B的示例中，参数的名称被用于匹配链接变量、值和单位的名称。

接口12、17的技能匹配使用增强的统一。代替在逻辑编程表达式之间进行统一，在控制器接口17和机器接口12之间进行统一。对逻辑编程系统中采用的统一被修改，以在工业控制中的接口12、17之间进行统一。增强包括匹配中使用的规则或指令的变化，诸如以说明机器接口编程和/或不必匹配的参数。

每个参数可以通过其名称唯一地标识。所有参数都应基于其标识符(名称)在两个接口12、17上具有匹配对。否则，将发出参数的不兼容错误的信号，提供标识符。定义为“可选”的参数不会触发不兼容错误，因为不需要匹配对。在图2A和图2B的示例中，接口12、17中每个接口中的每个参数名称在接口之间配对。不存在被识别为可选的参数名称。不基于名称匹配来指示不兼容性。

为了匹配，通过变量名称唯一地识别变量。在图2A的示例中，“％”表示参数定义中的变量。可以使用其它标签，无论是嵌入名称中还是单独存储。匹配来自一个接口12或17的参数意味着参数信息(例如名称、单位)与另一个接口17或12上匹配的参数的对应信息匹配。在提供值的情况下，用值替代变量以获得匹配。变量的和/或单位的名称被用于替代。变量可以用另一个变量或具体值代替。变量可以用任意数量的其它变量代替。变量可以用一个且只有一个常量代替。具有相同值的常量是等效的。常量与具有相同值的另一个常量匹配，否则会发生不匹配。

在图2A的示例中，控制接口17中的参数名称最小温度单位被链接到机器接口12中相同名称的参数。控制接口17中的该参数是变量“％TempU”。机器接口12中的该参数是测量单位–“华氏度”。基于替代规则，将“％TempU”替代为“华氏度”。由于参数“最大温度单位”也与变量“％TempU”相关联，因此将“华氏度”分配给“最大温度单位”。基于链接参数名称，接口17中的“最大温度单位”与接口12中的“最大温度单位”链接。基于替代规则，控制接口12中的“最大温度单位”的变量“％SPU”用“华氏度”替代。鉴于用“华氏度”替代“％SPU”，控制接口17的“加热器温度单位”用“华氏度”替代。通过在接口12、17之间链接“加热器温度单位”，变量“％HeaterUnit”用“华氏度”替代。同样，两个接口中的参数名称“烤箱温度单位”都将导致用“摄氏度”替代“％OvenUnit”。“％OvenUnit”还被链接到参数“干燥机温度单位”，该参数对应于变量“％OvenUnit”和“％HeaterUnit”这两者。这两个变量由“华氏度”和“摄氏度”替代。由于常量不能具有多于一个的值，因此基于替代存在不兼容性。图2A示出统一报告24中的单位的映射。对于常量值(例如10)而不是单位可以进行类似的处理。

在图2B的示例中，常量和单位被包括在参数定义中。控制接口17中的参数名称最小温度被链接到机器接口12中相同名称的参数。控制接口17中的该参数具有两个链接变量“％TempU”和“％MinT”。机器接口12中的该参数是测量单位-“华氏度”和值“200”。基于替代规则，将“％TempU”用“华氏度”替代，并且将“％MinT”用“200”替代。由于参数“最大温度”也与变量“％TempU”相关联，因此将“华氏度”分配给“最大温度”。基于链接参数名称，接口17中的“最大温度”与接口12中的“最大温度”链接。接口17中的变量“％MaxT”与来自接口12的值“500”匹配。接口17的设定点温度参数与接口12的设定点温度匹配。基于替代规则，控制接口12中“设定点温度”的变量“％SPU”用“华氏度”替代，其先前被分配给“％TempU”。通过在接口12、17之间链接“定时器”，然后将变量“％TimeU”用“秒”替代。两个接口的“自动关闭”参数以单位(“分钟”)匹配，并且基于匹配规则将值30分配给变量“％AutoOff”。两个接口12、17的“功率”参数匹配，包括值“300”和单位“瓦特”。不存在不兼容性，因此匹配指示接口12、17兼容。图2B示出统一报告24中的单位的映射。

在替代的情况下，针对变量存储替代信息，从而允许跟踪任意变量的替代。用另一个变量替代的变量将保存另一个变量的替代历史、替代变量和/或常量。该存储允许通过给定变量或常量的各种常量和/或变量来跟踪替代。在变量发信号通知错误的情况下，如果变量已与常量相关联并与不同的常量匹配，则存储的替代跟踪会提供关联历史。关联历史包含当前的(不然就是错误的)关联，或者存储该冲突(即，两个冲突的关联)。在图2A的示例中，由于分配给变量％OvenUnit和％HeaterUnit的值之间不匹配，因此一个参数具有关联错误。保留替代历史可以显示关于发生不兼容性的详细信息。

作为最后的步骤，检查每个接口12、17中未被标记为可选的所有变量的列表以进行关联。每个变量都应分配单位和/或值。对于没有关联常量或单位的每个变量，都会发出错误。可以使用其它规则和/或检查。

具有或不具有图2A或图2B的参数和参数特性的列表的、图2A或图2B的统一24被输出和/或用于校正接口12、17。图3示出另一个示例输出统一24。在30处示出了变量和相关联的常量，其中即使不兼容也提供第一分配常量。不匹配消息32被提供有一个或多个变量的绑定历史(即，替代历史)34。可以提供其它输出，诸如仅关于存在不兼容性或仅关于不兼容的变量、参数名称和/或单位的通知。

该输出被用于手动校正。程序员可以检查并校正控制器16和/或机器11的编程，以提供匹配(即，消除不兼容性)。可替代地或另外地，匹配处理器自动执行修复。可以应用转换器或适配器，诸如将“华氏度”转换为“摄氏度”，使得将给定接口12、17所期望的单位提供给该接口。

在一个实施方式中，匹配处理器执行同步匹配。控制过程18与机器过程13相匹配，以检查过程内的同步。检查开始、改变状态以及结束在过程之间的信号(例如数据)交换以正确地进行这些过程的能力。生产机器过程13与控制过程18的同步是基于控制器16与生产机器11之间的信息或信号的交换。通过同步匹配来检查该同步。机器11可以提供多种功能，并且可以与几个其它机器(例如，控制器16)一起工作，因此，同步检查确保机器过程11与其它装置同步地工作。

匹配基于过程13、18的步骤(例如，功能或过程动作)和同步点来检查同步。过程的和同步点的链被表示为每个过程13、18的图。过程或步骤是顶点，并且命名的边是同步点。未标记的箭头(边)表示不需要同步(即无外部同步)的内部步骤。可以使用其它图表示，诸如包括决策点、相同链接的替代同步点(即，在相同步骤之间)和/或沿着给定边的多于一个的同步点。

图4示出一示例。匹配可在两个以上的装置之间。不同机器之间的匹配可以途经控制器16，因此控制过程18可以与多个机器11匹配，而每个机器11的机器过程13仅与控制过程18匹配。

给定图，该匹配使用控制过程18与生产机器过程13的同步叉积。用于生产机器过程13和控制过程18的步骤的起点被链接。步骤之间的链接在叉积中被标记为内部或同步点。为了确定机器11是否可以满足控制器16所需的功能，创建了所请求的和提供的功能的同步叉积(同步图40)。

可以使用用于生成图叉积的任何过程。在一示例中，同步叉积图选取控制过程18的起点(左监督器图)和机器过程13的起点(右机器图)，并创建新的图顶点作为起点，将原始顶点组合(例如合成)到新顶点(例如，开始/就绪)中。如果在控制过程18或机器过程13上当前顶点与下一个顶点之间没有未标记的边，则会创建新顶点并将其添加到同步叉积图中。这表示发生在相应一侧的内部步骤。在图4的示例中，来自控制过程18的等待被分配给与机器过程13中的内部边相关联的两个顶点“设定定时器”和“操作”。如果每个过程13、18在同步点之间具有多个状态，则为每种可能的组合创建分支或顶点。

创建新的顶点并将其添加到同步叉积图40中，其中在控制过程18和机器过程13二者中，当前顶点和下一个顶点之间都存在命名边。创建的顶点表示发生在两侧的同步步骤。如果仅在过程13、18中的一个过程中存在命名边，则存在不匹配。

叉积图40被用于检测不兼容性。遵循一个或多个规则来检测不兼容性。可以使用任何规则。以下是在一个实施方式中一起使用的三个示例规则。可以使用附加的、不同的或更少的规则。

例如，通过识别同步图40中的状态来检测缺少的同步点，其中同步点出现在原始图的相应状态中，但是由于缺少匹配而在同步图40中没有出现。如果在两侧都不存在命名边，但是存在将两个图都推进到下一个同步顶点的另一个边，则会用当前顶点的名称和缺少边的名称发信号通知错误。该错误指示处于当前状态的控制器16或机器11不能接受来自其它的缺少的同步信号。

在另一示例规则中，在同步叉积图40不具有更多要添加的节点之后，检查图40，即访问了来自过程13、18的所有命名边。任何缺少的命名边的名称都会引发错误。缺少的命名边意味着相应的同步点不可到达。图4示出示例。来自控制过程18的“退出”命名边和来自机器过程13的“退出”命名边没有被包括在图中，因此是不可到达的。控制器16不能给出退出命令。

在另一个规则中，在同步叉积图40不具有更多要添加的节点之后，检查图40，即所有同步终点在同步图中都是可到达的。在图4的示例中，终点未被添加到图40。来自过程13、18的两个终点均不可到达。任何缺少的同步终点的名称都会引发错误。该错误指示新机器配置中有些情况下进程13将永远无法完成。

具有或不具有用于控制过程18和/或机器过程13的图的图4的叉积40被输出和/或用于校正同步。图5示出用于同步匹配的另一个示例输出。输出叉积图40、机器过程13的图和控制过程18的图。可以输出更多、不同或更少的图。提供不匹配消息50，列出比较图时发现的各种不兼容性。可以提供其它输出，诸如仅关于存在不兼容性或仅关于不具有图的不兼容性的通知。

输出被用于手动校正。程序员可以检查并校正控制器16和/或机器11的编程，以提供匹配(即，消除不兼容性)。可替代地或另外地，匹配处理器自动地执行修复。可以添加顶点和/或同步点。

基于接口匹配、同步匹配和/或任何其它匹配，指示任何确定的不兼容性。指示生产机器11与控制器16和/或另一机器的不兼容性。例如，不兼容被指示为缺少的名称或单位、名称或单位的不匹配或它们的组合。作为另一示例，不兼容性被指示为缺少的同步点和/或终点。

图1的显示器21是监视器、液晶显示器、等离子屏幕、投影仪、打印机或用于输出将由工程师或程序员观看的信息的其它装置。显示器21由处理器19或其它处理器配置为显示任何不兼容性22或指示兼容性。可以输出接口和/或同步信息。例如，图3和/或图5的图像一起显示或顺序显示。可能显示其它不兼容性信息，诸如示出无需过多的任何错误。

在替代实施方式中，不兼容性被用于自动地或半自动地校正接口和/或过程。将软件转换器或适配器链接到参数和/或更改过程以消除不兼容性。可以显示该更改以供程序员确认。不兼容性可能会显示也可能不会显示为校正的一部分。

由软件、固件和/或硬件配置处理器14、19(例如，匹配处理器)。处理器14、19分别是单个处理器或多个处理器。数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、通用处理器、信号处理器、数字电路、模拟电路、其它处理装置或它们的组合可以被用作处理器14、19。处理器14、19被配置以使用来自接口12、17、存储器15、20和/或来自控制器16与机器11之间的通信的数据以遵循过程13、18。

存储器15，20分别是高速缓存、缓冲器、RAM、可移动介质、硬盘驱动器或其它计算机可读存储介质。存储器15、20由相应的处理器14、19或另一处理器控制或格式化。可以分配每个存储器15、20。

存储器15、20被配置为存储由相应处理器14、19使用的数据。例如，存储接口12、17、控制过程18、机器过程13、匹配、叉积图、链接、替代、统一信息、同步信息或其它信息。

在一个实施方式中，存储器15、20存储用于对相应处理器14、19进行编程的指令。在非暂态计算机可读存储介质或存储器(诸如高速缓存、缓冲器、RAM、可移动媒体、硬盘驱动器或其它计算机可读存储介质)上提供用于实现本文所讨论的过程、方法和/或技术的指令。计算机可读存储介质包括各种类型的易失性和非易失性存储介质。响应于存储在计算机可读存储介质中或计算机可读存储介质上的一组或多组指令，执行在附图中示出或在此描述的功能、动作或任务。功能、动作或任务独立于特定类型的指令集、存储介质、处理器或处理策略，并且可以由单独或组合操作的软件、硬件、集成电路、固件、微代码等执行。同样，处理策略可以包括多处理、多任务、并行处理等。

图6示出用于工业控制系统中的技能匹配的方法的一个实施方式。机器和控制器接口被匹配。使用增强的统一，其中参数或参数的特性在匹配中是可选的。增强的统一对机器接口和相应的机器接口参数进行操作。

图7示出用于工业控制系统中的技能匹配的方法的另一实施方式。将装置之间的同步功能进行匹配。例如，检查用于两个或更多个装置的过程之间的调用、控制接收或确认，以确保兼容性。检查过程的叉积图是否与用于形成叉积图的过程不兼容。

对于给定的一对或一组装置，图6和图7的方法被单独地或一起实现。可以在没有图7的方法的情况下执行图6的方法，反之亦然。可能执行附加不兼容性检查。

图6和图7的方法由图1的系统或另一个系统实现。人员可以执行动作60和70。处理器(例如，服务器、计算机、工程工作站或控制系统)可以执行动作62和72的比较以及动作64和74的识别。该比较中使用装置(例如，可控工业设备和监督器)或来自装置的信息。

图6和图7的动作以所示顺序(按数字或从上到下)或另一顺序执行。例如，在动作64和74以及不兼容性的任何校正之后执行动作60和70。

可执行相对于图6和图7中所示的更多、不同或更少的动作。例如，提供用于自动地、半自动地或手动地补救任何不兼容性的动作。作为另一个示例，提供用于显示不兼容性和/或相关联信息的动作。在另一个示例中，不提供动作60和/或70。

在动作60和70中，添加、改装或更换可控的工业设备。用于生产物体、化学物质、气体或其它物质的制造线包括一件或多件可控的工业设备。可控的工业设备是用于制造或生产诸如以改变物体状态的机器或装置。可控的工业设备遵循更改其中设备可被监督器控制的状态的过程。该过程响应于来自监督器的数据。

添加、改装或更换形成新的接口和/或过程。附加内容可用于最初安装制造产品或为现有制造添加功能。改装可更改设备的功能或控制，从而形成不同的接口和/或过程。更换是通过在一些方面不同的设备进行的，从而带来接口和/或过程中的不同。可替代地，使用相同的接口和/或过程。

在动作62中，处理器将可控工业设备的接口的参数与可控工业设备的监督器的接口的参数进行比较。可以比较参数的任何特性，诸如单位、名称、变量、值和/或关联。例如，将可控工业设备的接口的参数名称、变量和单位与可控工业设备的监督器的接口的参数名称、变量和单位进行比较。

该比较遵循统一规则。规则包括替代规则(何时替代、替代什么和/或按参数跟踪替代)、名称规则的唯一性、变量被变量或常量替代、检查所有变量是否被常量替代、检查除可选参数外的所有参数是否在接口之间配对，和/或另一规则。统一规则在接口之间链接参数，以确保参数在不同接口中具有相同的含义或标记(例如，相同的测量单位)。允许可选的匹配允许在接口中使用一些参数，而在另一个接口中不使用链接或匹配的参数。通过允许机器中的本地参数进行独立操作，这有利于机器接口。

在动作64中，处理器识别可控工业设备的接口与监督器的接口的不兼容性。动作62的比较结果被用于识别一个或多个不兼容性。识别没有被标记为可选的未链接参数的名称、没有被分配给常量或单位的变量、未链接变量、被分配了多个常量或单位的变量，和/或其中一个接口缺少或者在接口之间具有不同单位或常量的接口的单位或常量。

检查统一是否不兼容。将相同的变量与多个常量匹配会指示错误。与常量不匹配的变量会指示错误。该比较识别接口之间的任何不一致。对一个接口中但没有在另一接口中出现的参数使用可选标记会避免指示不兼容性。

在图7的动作72中，处理器将可控工业设备的过程模型与可控工业设备的监督器的过程模型进行比较。比较过程模型以确定模型是否同步。由于过程可依赖于可控工业控制设备与监督器(控制器或控制系统)之间的通信，因此该比较将确定过程模型是否正确交互，从而避免过程模型中的冲突或失败。

过程模块的比较是基于可控工业设备的过程模型与监督器的过程模型的叉积的同步图的生成。同步图表示一起操作的过程模型。叉积图中任何缺少的通信、终点或过程的其它功能均指示不兼容性。

在动作74中，处理器识别可控工业设备的过程模型与监督器的过程模型的一种或多种不兼容性。识别是基于该比较。比较指示过程模型之间的同步的任何失败。

将同步图与每个过程模型进行比较。任何同步错误都会指示不兼容性。过程模型之一中的同步点(不在同步图中)会指示错误。不在同步模型中的过程缺少终止(例如，结束状态)会指示错误。取决于应用，可能要求过程中至少有一种可能的最终状态是可到达的，而不一定是所有这些状态。识别其中过程中的一个过程不会完成或同步或通信不可到达的任何不兼容性。

输出从任何比较中识别出的任何不兼容性，使得程序员可以校正接口或过程模型。可替代地，自动执行校正。校正之后，由于接口或过程模型不兼容性，在制造线中添加、改装和/或更换可控工业设备将以更少的停机时间执行。由于兼容性的确认，可控制的工业设备在制造中与监督器一起使用接口和过程模型进行操作。

尽管上面已经参考各种实施方式描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下可以做出许多改变和修改。因此，旨在将前面的详细描述视为说明性的而不是限制性的，并且应当理解，旨在限定本发明的精神和范围的是包括所有等同物的随附的权利要求书。