用于控制设备的系统

1. 用于控制设备(2)的系统(1)，其中所述设备(2)具有至少一个传感器或至少一个执行器，其中所述系统(1)包括至少一个输入/输出组件(4)，其中所述系统(1)包括处理单元，其中所述输入/输出组件(4)通过通信连接与所述处理单元耦合，其特征在于，所述系统(1)包括计算云(10)，其中所述计算云(10)被设立以完成所述处理单元的任务，所述输入/输出组件(4)布置在所述计算云(10)之外且接近所述设备(2)，且所述输入/输出组件(4)通过通信连接与所述计算云(10)连接。
2. 根据权利要求1所述的系统(1)，其特征在于，所述计算云(10)作为所谓的公共计算云而执行。
3. 根据权利要求1所述的系统(1)，其特征在于，所述计算云(10)作为所谓的私有计算云而执行。
4. 根据权利要求1所述的系统(1)，其特征在于，所述E/A设备(4、5、6)和所述计算云(10)之间的所述通信连接通过因特网实现。
5. 根据权利要求1所述的系统(1)，其特征在于，所述E/A设备(4、5、6)和所述计算云(10)之间的所述通信连接通过电话连接实现。
6. 用于控制设备(2)的方法，其特征在于，所述设备(2)借助于应用程序(13)被控制，其中所述应用程序(13)在计算云(10’)中被执行。
7. 一种计算机可读介质，其中存储有用于控制设备(11)的计算机程序，其中所述计算机程序被设立，以当所述计算机程序在处理器上执行时，执行根据权利要求6所述的方法。
8. 一种用于控制设备(11)的计算机程序，其被设立以当所述计算机程序在处理器上执行时，执行根据权利要求6所述的方法。

用于控制设备的系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于控制设备的系统，其中，该设备具有至少一个传感器或至少一个执行器，其中该系统包括至少一个输入/输出组件，其中该系统包括处理单元，其中该输入/输出组件通过通信连接与该处理单元耦合。\n[0002] 本发明另外涉及用于控制设备的方法、其中存储有用于控制设备的计算机程序的计算机可读介质以及用于控制设备的计算机程序。\n背景技术\n[0003] 这种类型的用于控制设备的系统例如是可存储器编程的控制装置，也简称为SPS。\n[0004] 设备例如可以为设施、机器或者机器部件，诸如泵、灯、发动机。\n[0005] SPS与设备的连接利用传感器和执行器来进行。传感器接到SPS的输入端，且将设备中的事件传递到SPS。传感器的示例为例如光电装置对（Lichtschranken）、增量传送器(Inkrementgeber)、终端开关、温度探头、转速仪、水平传感器、位置传感器等。执行器附连到SPS的输出端，并且提供控制设备的可能性。执行器的示例为用于接通发动机的闸门、用于液压或压缩空气的电气阀门等。\n[0006] 设备的传感器向用于控制的系统传递关于设备中的事件或关于设备的一个或多个状态变量(例如温度、压力、转速、或开关的开关状态是接通还是断开)的状态的信息。执行器提供影响设备的可能性，例如激活功能、促动开关、改变转速等等。\n[0007] 在最简单的情况下，SPS具有输入端、输出端、处理器、操作系统（也称为固件）以及用户程序。输入端和输出端实现为模拟或数字的输入端组件或输出端组件、或组合的输入/输出组件（也简称为E/A组件或I/O组件）的形式。这些输入端与传感器连接，这些输出端与执行器连接。固件和应用程序存在于程序存储器中。处理器和程序存储器是处理单元的部分。处理单元和E/A组件通过内部总线、通信连接相互连接。通常还存在对外部的接口，通过该接口可将应用程序载入到程序存储器中。\n[0008] 应用程序通常确定，应如何根据输入端来开关输出端。固件确保传感器的当前状态总是可供用户程序使用。按照该信息，用户程序可如此开关输出端，使得设备、机器或设施按照希望的方式起作用。\n[0009] 在许多工业控制和调节领域，SPS已经借助于继电器的固定接线的装置接替先前已知的固定接线的控制装置。然而，在一些应用领域，SPS的使用当前是不可能的或没有意义的。因而将SPS用于非常专业化的机器或设施中可能是没有意义的，其中市场缺口小且件数少，从而SPS太昂贵。\n[0010] 在具有非常少的输入端和输出端的简单控制任务中使用SPS也不太有意义。对此的示例是例如玩具、工艺安装(Kunst-Installationen)的可移动部分、花园照明或商店照明、花园中或田地上的灌溉水泵、单个电动机的起动控制。通常这样的简单控制任务以类似的方式在空间上相互隔开的多个使用地点同时完成。例如可能需要相互独立但相对彼此功能等同地在一个地区的许多建筑处由计时器控制地接通或断开花园照明。功能等同意味着，对许多使用者并行地提供简单的标准功能（但必要时具有针对每个使用者不同的参数值）。数千个使用者通过计时器控制他们的照明，没有使用者知道其他使用者的一些情况，尽管在数千个地点在相对紧凑的时间窗内同时进行计时器控制的开关。\n[0011] 用于控制设备的系统的另一个示例是现代建筑安装系统，其中，借助于KNX总线、电气装置的总线系统，建筑的不同设备（例如灯的开关执行器、或卷帘百叶窗控制装置、或空调控制装置等）相互联网并通过建筑中的控制中心进行控制。如果现在用户仅具有他想智能地控制的一个或两个设备（例如只有花园照明或只有花园中的喷泉的泵）而没有其他设备，则对此将不值得安装建筑自动化系统，且这个用户目前必须安装分散式的、固定接线的控制装置。\n发明内容\n[0012] 因此，本发明的任务在于说明成本低且可灵活应用的、用于控制设备的系统，利用该系统可以以少的耗费在许多相互远离的地点彼此相对实时地（zeitnah）执行简单的控制任务。\n[0013] 本发明的另外的任务在于，提出一种用于控制设备的方法，其中，可以成本低地、可灵活应用地且以少的耗费在许多相互远离的地点彼此相对实时地执行简单的控制任务。\n[0014] 在用于控制的系统方面，该任务通过具有权利要求1的特征的系统解决。\n[0015] 根据本发明，系统因此包括计算云，其中该计算云被设立以完成处理单元的任务，输入/输出组件布置在该计算云之外且接近设备，且该输入/输出组件通过通信连接与计算云连接。计算云也以概念“云计算”公知。\n[0016] 概念“云计算”或“计算云”说明通过网络动态匹配于需求地提供抽象化的IT基础架构（例如计算容量、数据存储器、网络容量或者还有现成软件）的方案。从使用者角度来看，所提供的抽象化IT基础架构显得遥远而不透明地发生，如遮挡在“云”中那样。在此，这些服务的供应和使用仅仅通过限定的技术接口和协议进行。多个使用者可同时和并行地访问相同的服务。在云计算框架中供应的服务的延展范围包括信息技术的整个范围且除其它之外还包含基础架构，例如计算性能、存储空间、平台或软件。简化地，该理念可被描述如下：计算机领域（Computer-Landschaft）的一部分、就此而论如硬件（诸如处理器、数据存储器）以及软件在使用者侧不再自己运行或本地提供，而是在一个或多个供应商处作为业务而租用，供应商大多情况下位于地理上遥远之处。应用和数据于是不再存在于本地计算机上或本地存在于计算机中，而是存在于(比喻性的)云中。抽象化的云轮廓的外形要素在网络图中通常被用于示出因特网的未进一步详细说明的部分。\n[0017] 对远程系统的访问通过网络（例如因特网）和/或通过移动无线电网络来进行。但在公司的环境中也存在所谓的“私有云”，其中，通过公司内部的内联网进行该提供。大多数云解决方案供应商对于其商业模型使用联营效应（Poolingeffekte），其产生于资源的共同使用。\n[0018] 为了引入（vorstellen）云架构，可引入简单的计算机。它具有一个或多个处理器核、工作存储器、硬盘和程序。这些组件也出现在云中，只是采用的形式使得大规模缩放以及由多个用户并行使用成为可能。\n[0019] 针对根据本发明的控制，在计算云中，处理单元的任务（也即例如读入输入、产生输入的过程映像、向应用程序传送输入的过程映像、通过应用程序产生输出的过程映像、通过操作系统向设备传送输出的过程映像）不再由单个计算机就地（vor Ort）在待控制的设备中或在待控制的设备处执行或处理，而是动态匹配于需求地在计算机的网络中执行或处理。SPS的计算和存储密集的任务几乎都在计算云中开展。仅一个或多个简单的E/A单元就地保持在待控制的设备处。算法、逻辑、控制或调节不再就地存在，这些都存在于计算云中。在尤其有益的实施方式中，简单的E/A单元是非智能的。由此本地安装非常成本低且简单，这是因为仅仅还必须安装简单的、非智能的E/A单元。\n[0020] 所有复杂的、计算和存储密集的任务都在计算云中执行。因此它们被集中地安装和维护，且由此它们能够并行地供多个用户使用。\n[0021] 单个用户在硬件和软件的安装和维护时具有小的耗费，他仅仅还安装非智能的硬件，确切的说（eben）E/A设备。计算云的供应商负责所有复杂的事。在那里集中地进行、集中地维护和集中地匹配处理单元的任务执行。只有当单个使用者需要用于控制其设备的计算云时，该使用者才支付相对少的使用费。\n[0022] 因为在多个并行使用者的情况下，总是一些使用者将需要用于控制的计算云的业务，所以计算云的运行对其供应商来说是值得的。\n[0023] 在一个有利的实施中，计算云作为所谓的公共计算云执行。这以广泛的公共性以及从任意地点、例如通过因特网提供对处理单元的任务的执行的入口。公共计算云的供应商允许其客户、使用者在对实际的使用程度的支付的灵活的基础上租用用于设备控制的计算云，而不必在特有的SPS及其维护和维修方面投入资金。也将其称为“按使用付费（pay-per-use）”商业模型。\n[0024] 在一个有利的实施例中，计算云作为所谓的私有计算云而执行。这提供对在封闭的组织内的处理单元的任务的执行的入口，例如用于在企业的多个工厂中的多个类似设备的控制、用于房屋协会的多个居住区中的花园照明的控制、等等。\n[0025] 根据本发明的一个有利的实施方式，通过因特网实现E/A设备和计算云之间的通信连接，其中可设置对因特网的有线的或无线的接入。\n[0026] 根据本发明的一个有利的实施方式，通过电话连接实现E/A设备和计算云之间的通信连接，其中可设置固定网络电话连接、GSM连接或移动电话连接。\n[0027] 本发明的其它有利的扩展方案可从属权利要求得出。\n[0028] 按照示出本发明的实施例的附图，本发明以及其它有利的扩展方案和改进方案以及其它优点应被更详细地阐述和描述。\n附图说明\n[0029] 其中：\n图1示意性地示出根据本发明的包括计算云的系统，\n图2示出用于控制小型机器的本发明系统的实施方式，\n图3示出用于开关两个灯的本发明系统的实施方式。\n具体实施方式\n[0030] 图1在以虚线描绘的框内示出用于控制两个设备2、3的系统1。设备2、3的每一个具有至少一个传感器或至少一个执行器（未示出）。系统1包括每组三个的两组输入/输出组件4、5、6；7、8、9。第一设备2连接到第一组输入/输出组件4、5、6，例如通过总线或通过单独的信号线。该系统包括处理单元，在该处理单元中，输入/输出组件的输入端信号被处理，且被转换成输出端信号用于传送到设备2、3。系统1包括计算云10。该计算云10被设立以完成处理单元的任务。输入/输出组件4、5、6、7、8、9布置在计算云10之外且接近设备2、3。输入/输出组件4、5、6、7、8、9通过通信连接（在此为因特网）与计算云10连接。图1示出如何在计算云中实现简单的控制系统，该控制系统可并行地服务于多个使用者且因此可并行地操作和控制在空间上可能相互远离的多个设备。在待控制的设备2、3的地点，分别仅仍存在简单的、成本低的、非智能的输入/输出组件。输入/输出组件可由设备2、3的使用者自己设计且构建成设备特定的。但也可使用第三方供应商的标准化产品。\n[0031] 在计算云中实现用于控制设备2、3的简单自动化机器。设备2、3之一的每一个操作者可在其需要该基于云的自动化机器时初始化、激活和利用该基于云的自动化机器。基于云的自动化机器和设备2、3的操作者可以是不同的人。从而运营公司可运行、完好保持基于云的自动化机器10以及分别使其匹配于新任务。待控制的设备2、3的操作者仅仅是运营公司的客户。他们仅仅在也使用基于云的自动化机器的时间内根据所谓的“按使用付费”商业模型进行支付。\n[0032] 基于云的自动化机器可包括不同的功能块，例如计时器、依赖于条件的触发器、数据记录功能、通知业务（其通过SMS或电子邮件发送有关设备状态的消息）、或通过浏览器提供所记录的数据的、可调用的显示或可视化。对此的示例是温室内部的温度监控。\n[0033] 图2示出用于控制小型机器11的本发明系统的示例，小型机器11例如为工艺安装的驱动器。系统1’包括两个输入组件4’、5’、输出组件6’和计算云10’。输入组件4’、\n5’作为成本低的、简单的输入组件而执行，例如数字输入组件，以查询机器11中的终端开关的状态，以及简单的模拟输入组件5’，以查询发动机转速。输出组件6’可以是简单的数字输出组件，以开关机器11的开始-停止开关。机器11与输入或输出组件4’、5’、6’的连接常规地通过电信号线缆实现。输入或输出组件4’、5’、6’与计算云的连接通过因特网实现。\n[0034] 在计算云10’中执行SPS的应用程序13和操作系统12的功能。因此，在计算云\n10’中执行SPS处理单元的任务，也即例如读入输入、产生这些输入的过程映像、传送输入端的过程映像到应用程序、通过应用程序产生输出的过程映像、通过操作系统传送输出的过程映像到机器11。\n[0035] 根据本发明的通过计算云的控制的优点在于，对于小型机器的用户、即操作者而言节约成本。因为在小型机器、如在示例性所述的工艺安装或简单的控制任务的情况下安装SPS经常是不值得的。于是，根据本发明对仅仅利用仍必需的简单输入输出设备的云中的控制的使用对简单但不灵活的固定接线的控制提供有利替代方案。一个另外的优点在于，可从任意地点进行对控制程序和数据的访问。\n[0036] 图3作为另一示例示出通过计时器的简单灯控制，例如其例如在家庭中作为花园照明的控制被使用。示出两个灯14、15，其安装在可相互远离的、两个不同的住房中。两个灯14、15仅仅是示例，也可以明显更多，直至几百或数千灯。它们全部借助于根据本发明的系统1’’在使用计算云10’’的情况下被控制。在计算云10’’中实现计时器功能。由多个用户14、15并行地在不同的地点在相同时间使用计时器功能，其方式是就地位于待控制的灯14、15处的开关执行器4’’、5’’通过因特网与计算云10’’连接。从而所述许多用户并行地受计算云10’’中所实现的计时器功能控制。就地不再需要计时器且不再需要另外的复杂控制，而只需要便宜的、有因特网能力的开关执行器4’’、5’’。\n[0037] 附图标记列表\n1 用于控制的系统\n1’ 用于控制的系统\n1’’ 用于控制的系统\n2 第一设备\n3 第二设备\n4 输入/输出组件\n4’ 输入组件\n4’’ 开关执行器\n5 输入/输出组件\n5’ 输入组件\n5’’ 开关执行器\n6 输入/输出组件\n6’ 输出组件\n7 输入/输出组件\n8 输入/输出组件\n9 输入/输出组件\n10 计算云\n10’ 计算云\n10’’ 计算云\n11 小型机器\n12 操作系统\n13 应用程序\n14 灯\n15 灯\n16 计时器功能。