[发明专利]用于模块设计的设计模式

说明书

对相关申请的交叉参考

该申请要求于2006年10月20日提交的美国临时专利申请No.60/862,403，名称为“模块控制和状态传播”以及于2007年2月21日提交的美国临时专利申请No.60/890,973，名称为“模块控制和状态传播”的权益，其所有内容在此引用作为参考。

技术领域

该要求的主题通常涉及工业控制系统，以及特别地涉及通过应用(leveraging)一设计模板表格以便于软件重用和减轻手工编码操作来构造自动化应用程序。

背景技术

一种类型的工业控制处理是指批处理，其包括使原始材料按照利用一个或多个设备来制造一“批”产品的处理步骤来处理。使批处理自动化的努力导致标准化委员会的形成，所述委员会其中的成员为涉及批处理的工业和批处理设备的供应商。这些标准化委员会的通常目的是定义自动化批处理的统一标准。一个关注处理控制问题的国际组织，测量和控制国际协会，公布了一种这样的标准。该标准的题目为“批处理控制部分1：模型和术语”，并且该标准通常被称为ISAS88.01-1995标准(或者在本申请中称为“S88”)。

所述S88.01标准定义了自动化批处理中使用的设备和过程的模型，还定义了涉及那些模型和其单元中所使用的术语。所述S88.01标准把“批处理”定义为一个处理，该处理导致利用一个或多个设备在有限时间段中，通过使大量输入材料按照一有序系列的处理活动来处理而生产出有限数量的材料。一“批”被定义为由执行一次批处理而产生的材料。

批处理设备(例如，可控单元，如真空管、发热器、混频器等等)根据生产一批的过程进行操作。通常这种设备指同义的设备，设备模块，处理设备或物理单元。操作这种物理单元的过程通常被S88.01称为“过程模型”。根据S88.01标准，所述过程模型被结构化为过程的等级排列，最高的等级包含每个较低等级，次高等级包括每个低于它的等级，依此类推。典型地，按降序排列一特定应用的S88.01过程模型的等级是：“过程”、“单元过程”、“操作”以及“阶段”。

术语“过程单元”通常指应用任意等级的S88.01过程模型的组件，而不仅仅使用“过程”等级或者所述过程模型的任意其它单一等级。关注的最高等级过程单元是指一过程，其由一个或多个单元过程组成。每个单元过程依次由一个或多个操作组成，该每一个操作又依次由一个或多个阶段组成。S88.01过程模型不排除其它等级的定义和使用，也不要求每个等级都出现在特定应用中。而是，该标准意在为描述自动化批处理控制中遵循的过程来提供一个宽泛的标准化的模型。

在现代化的制造环境中，控制一工业处理的应用程序变得极其复杂。例如，经常利用多种类型的模块来执行关于一应用的给定处理。但是，通常不清楚与应用相关的哪个模块将得到使用。这导致在设计期间通过试验和错误来选择模块，其因此增加了开发费用、实施开发的时间、开发复杂性以及等等。

发明内容

下面描述了简化的概要，以提供在此描述的一些方面的基本理解。该概要不是一个广泛的观点也不是意欲确定关键要素或描绘在此描述的多个方面的范围。其唯一的目的是以简化的形式描述一些概念，作为后面更详细的描述的序言。

本发明涉及系统和/或方法，便于构造在一工业自动化环境中使用的应用程序。可以使用一设计模式表格以帮助为给定的应用程序选择合适的设计模式。所述设计模式表格能够根据多种特征、功能、标准等来分组设计模式(如，通常被使用的设计模式)。根据一实例，所述设计模式表格能够用图像表示多种设计模式类。此外，每个所述设计模式，例如，能够涉及应用程序的基本单元。一设计模板组件能够提供一设计模板，所述模板生成用于一应用程序的模块化等级框架。所述设计模板能够自动地把可用的模块组装到所述框架。此外，所述设计模板能够应用高度可重用的模块类。此外，一设计模式组件能够把选自所述设计模式表格的一选定设计模式与一设计模板集成以构造所述应用程序(如，所述设计模式可以被应用于一设计模板以提供对相关设备的控制)。通过利用所述设计模板和通用设计模式(如，其可以自动生产可用模块)的库，可以减少编写一特定应用程序的时间。此外，当某些制造商能够具有专用于其设备的标准的设计模板，或者特定的工业能够需要专用于一给定工业的一设计模板时，能够存在多个设计模板。设计模式能够应用到许多设计模板。