自動化中的服務(wù)導(dǎo)向架構(gòu)

　　服務(wù)導(dǎo)向架構(gòu)的概念是幾年來信息技術(shù)領(lǐng)域的一個既定要素并主要用于業(yè)務(wù)流程。從一開始，SOA便是軟件架構(gòu)的一個抽象概念，作為可重復(fù)使用的開放式服務(wù)，它代表不同的方法或應(yīng)用，并以這種方式實現(xiàn)平臺無關(guān)的使用和重復(fù)使用。

　　為了將SOA的理念應(yīng)用于工業(yè)自動化技術(shù)中，工廠控制系統(tǒng)中的所有控制功能必須囊括為服務(wù)。在自動化金字塔的較高層，SOA-IT中只有純軟件構(gòu)件。而在較低層，服務(wù)不是純軟件功能，而是代表了執(zhí)行實際技術(shù)流程的機電一體化功能性。為了能夠直接影響技術(shù)流程，這些服務(wù)能對機電一體化構(gòu)件的物理狀態(tài)產(chǎn)生作用。與純軟件服務(wù)不同的是，這里服務(wù)執(zhí)行的位置以及技術(shù)系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)起到很重要的作用。眾所周知的SOA準則建議，要讓服務(wù)使用不受內(nèi)部狀態(tài)的影響，最好是無狀態(tài)實施。但機電一體化構(gòu)件可以有一種物理狀態(tài)，比如說氣瓶的當(dāng)前位置，而這能對生產(chǎn)流程產(chǎn)生相關(guān)影響。為了準確界定一種服務(wù)，硬件描述和位置的準確指示以及軟件功能范圍的描述都是必不可少的。表一列舉了SOA-IT和SOA-AT之間的差異。

　　由于這些差異，自動化SOA應(yīng)用從根本上有異于傳統(tǒng)的SOA應(yīng)用程序。首先，一般條件和要求完全不同于傳統(tǒng)業(yè)務(wù)流程的SOA應(yīng)用，以致于在實現(xiàn)最佳實施的同時要系統(tǒng)地支持SOA在自動化中的應(yīng)用則需要其他的程序、方法和技術(shù)。

　　SOA-AT的定義與優(yōu)點

　　在這里，我們稱之為SOA-AT的自動化 SOA的特定方式，明確了在工業(yè)工廠環(huán)境中自動化SOA的應(yīng)用概念框架。其基礎(chǔ)理念是根據(jù)服務(wù)導(dǎo)向架構(gòu)的范式開發(fā)綜合控制架構(gòu)。這種服務(wù)導(dǎo)向架構(gòu)有以下特征：使用標準化通信接口和協(xié)議以及機電一體功能和控制功能的封裝。在這一點上，作為技術(shù)流程接口的現(xiàn)場設(shè)備的基本功能稱為基本服務(wù)，可以編配到控制程序更高次服務(wù)中并通過其標準服務(wù)接口進行調(diào)用。圖一所示為服務(wù)導(dǎo)向控制架構(gòu)的示例。所有構(gòu)件之間的通信通過服務(wù)調(diào)用實現(xiàn)。

　　由于服務(wù)描述的標準化接口以及標準化通信協(xié)議的使用，服務(wù)可以進行跨層調(diào)用，大大簡化了自動化構(gòu)件的垂直整合。通過這種方式，當(dāng)更換或增加構(gòu)件時整合工作就可以大大減少。此外，由于控制邏輯不再通過處理I/O信號實施，且可以通過使用服務(wù)提升至更抽象的水平，控制編程從根本上發(fā)生了改變。這樣，便有可能實現(xiàn)控制項目規(guī)劃獨立于硬件，從而大大提升了規(guī)劃和重新配置流程的靈活性，將編程工作減到最少并確?？刂瞥绦蚋叩目芍貜?fù)使用性。而前提是除了能充分支持服務(wù)導(dǎo)向的優(yōu)勢的適當(dāng)?shù)囊?guī)劃方法，還需要有獨立于各自制造商的僅基于構(gòu)件功能性的通用服務(wù)規(guī)范。

　　示范

　　圖二所示的示范用于評估SOA-AT開發(fā)方面的概念。示例產(chǎn)生流程物件填充構(gòu)成，緊接著是質(zhì)量檢查。借助于RFID標簽(射頻識別標簽)，精確的訂單數(shù)據(jù)直接存儲在產(chǎn)品上，而不是存儲在中央數(shù)據(jù)庫中。原始設(shè)計的硬件和軟件配置得以加強，從而所有設(shè)備都有了服務(wù)網(wǎng)關(guān)，而網(wǎng)關(guān)就是服務(wù)實施的地方。微型控制器用于現(xiàn)場設(shè)備的服務(wù)擴展，而中央PLC(可編程邏輯控制器)被工業(yè)個人計算機所替代。微型控制器通過以太網(wǎng)連接至個人計算機，并建立到變頻器、RFID讀寫設(shè)備、感應(yīng)傳感器和超聲波傳感器、攝像頭及其他現(xiàn)場設(shè)備之間的連接。在這種情況下，現(xiàn)場設(shè)備和微型控制器的連接是分別產(chǎn)生和實施的，取決于現(xiàn)場設(shè)備本身的接口(Profi - bus、 I/O信號、RS232等)。

　　評估與展望

　　SOA-AT的概念是在工業(yè)工廠環(huán)境中系統(tǒng)規(guī)劃和實施服務(wù)導(dǎo)向自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)。時下，為了支持和確立SOA-AT的應(yīng)用，需要制定相應(yīng)的方法和準則，而重點在于對服務(wù)的最佳定義，服務(wù)取決于無狀態(tài)、松耦合、可重復(fù)利用性、唯一性等特性。為了得到用戶的認可接受，協(xié) 調(diào) 新 舊 技 術(shù)，需 要 逐 步 推 行 SOA-AT。

　　如今，服務(wù)導(dǎo)向技術(shù)的實施通常需要大量的工作，因此，除了有效的在產(chǎn)服務(wù)導(dǎo)向架構(gòu)設(shè)置和處理工具，還需要有用于生產(chǎn)流程特別編配的標準流程描述語言、跨廠家語義設(shè)備和計算機支持規(guī)劃和試運以及生產(chǎn)設(shè)備運行的系統(tǒng)模型。

（轉(zhuǎn)載）