过程对象之间的相关性的制作方法

1.本发明涉及一种具有权利要求1的特征的、过程技术设施的控制系统的操作员站服务器。此外，本发明还涉及一种根据权利要求7所述的、用于过程技术设施的控制系统。


背景技术：

2.在图1中示出了用于储存和分配气体的过程技术设施的简化截取部。该设施分为三个子设施1、2、3。第一子设施1具有第一压力室4和与其连接的第一排放阀5。此外，第一压力室4具有第一压力传感器6。第二子设施包括压缩机7，压缩机经由第一流量传感器8与进气阀9连接。第三子设施3具有与进气阀9连接的第二压力室10。第二压力室10具有第二压力传感器11并且与第二排放阀12和第三排放阀13连接。
3.设施的所有所示的技术对象4
‑
13通过控制设施的控制系统的不同的过程对象自动化。例如，压缩机7可以是过程对象“马达控制”，进气阀9可以是过程对象“进气阀控制”等。
4.第一子设施1的所示的技术对象4
‑
6以及第二子设施和第三子设施2、3的技术对象7
‑
13分别位于“过程技术链”处，即它们直接相互依赖或彼此具有操作连接。
5.过程技术的相关性与过程对象之间的警报管理直接相关，通过压缩机中的故障会降低流量，这导致压力下降等。为了过程技术设施的运行和监控，创建符号化的设施图像，其抽象地表示过程技术的关系。由于关系的复杂性，设施图像通常必须强烈简化，从而常常丢失过程技术的关系，这使得很难评估警报激增的原因。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于，提供一种用于操作和监控过程技术设施的设备，该设备在过程技术设施的不同过程对象之间更快并且有效地找到警报原因和警报相关性，而在此不需要额外的分析工具，例如消息序列显示。
7.该目的通过具有权利要求1的特征的过程技术设施、尤其是制造或过程设施的控制系统的操作员站服务器实现。此外，该目的通过根据权利要求7的用于过程技术设施的控制系统实现。有利的改进方案由从属权利要求得出。
8.过程技术设施的控制系统的根据本发明的操作员站服务器具有计算机实施的过程映像，其中，该计算机实施的过程映像在过程技术设施的运行时间包括至少计算机实施的第一过程对象和计算机实施的第二过程对象，这些过程对象分别被分配有过程技术设施的技术对象，并与其操作连接，其中，两个分配的技术对象在过程技术设施的内部操作连接。操作员站服务器的特征在于，第一过程对象具有对第二过程对象的参考。过程技术设施能够是来自过程工业的设施，例如化学的、制药的、石化的设施或者来自食品和饮料工业的设施。
9.这些设施分别具有控制系统或用于控制和调节正在进行的过程或生产的至少一个计算机辅助模块。在本上下文中，控制系统被理解为计算机辅助技术系统，其包括用于显
示、操作和管理如生产设施的技术系统的功能。在当前情况中，控制系统包括用于得出测量值的传感器以及不同的执行器。此外，控制系统包括用于驱控执行器或传感器的所谓的与过程或与生产相关的部件。此外，控制系统还具有用于可视化技术设施和用于工程设计的构件。术语控制系统还包括用于更复杂的调节的其他的处理单元以及用于数据存储和数据处理的系统。
10.技术对象能够是过程技术设施的单个传感器或执行器。技术对象也能够是多个传感器和/或执行器的组合，例如马达、反应器、泵或阀门系统。
11.当前，“操作员站服务器”被理解为这样一种服务器，其集中检测操作系统和监控系统的数据以及通常过程技术设施的过程控制系统的警报和测量值档案并提供给用户。操作员站服务器通常建立至过程技术设施的自动化系统的通信连接，并将过程技术设施的数据转发到所谓的操作员站客户端，操作员站客户端用于操作和监控过程技术设施的各个功能元件的运行。操作员站服务器能够是、但不限于是西门子的simatic pcs 7工业工作站服务器。
12.操作员站服务器具有过程映像，即过程技术设施的技术对象的当前状态在设施运行时被存储在服务器上。过程映像包括至少一个计算机实施的第一过程对象和计算机实施的第二过程对象。
13.根据本发明，扩展在操作员站服务器参考的过程映像中的(第一和第二)过程对象，以便能够在运行时将过程技术设施的不同的过程对象分配设施的过程技术链(strang)的映像。
14.当前，该参考是对其他的过程对象的结构化的和定向的参照。例如，在工程设计阶段，结构化的参考的值能够从cfc计划(连续功能图)或表格关系矩阵中导出，并集成到操作员站服务器的配置中。
15.根据本发明的操作员站服务器能够在过程技术设施的运行时间期间动态地得出各个过程对象之间的过程技术链的信息，并将其转发到任何下游装置处以进行操作和监控。
16.在本发明的优选的改进方案的范畴中，在操作员站服务器中存储分配给第一过程对象和第二过程对象的两个技术对象之间的操作连接是哪个类型的信息。第一桶(tank)与第二桶(作为技术对象)之间的操作连接例如能够使得流体能够从第一桶流入第二桶中。
17.优选地，除了对第二过程对象的参考之外，第一过程对象具有对其他的过程对象的其他的参考，
18.其中，过程对象被分别被分配给过程技术设施的技术对象，并与其操作连接，
19.并且其中，分配给其他的过程对象的技术对象与分配给第一过程对象的技术对象操作连接，并且其中，第一过程对象被分配有关于第一过程对象具有多少对其他的过程对象的参考的信息。
20.操作员站服务器能够与操作员站客户端连接，其中，操作员站客户端被设置和设计用于，在过程技术设施的运行时间期间，由操作员站服务器接收可视化信息，以便以符号化的设施图像的形式可视地显示至少第一过程对象和第二过程对象以及分配给第一过程对象和第二过程对象的两个技术对象之间的操作连接。
21.因此，操作员站服务器能够从设施图像中存在的符号的过程对象中得出相关性，
可以说从过程技术链中导出。
22.非常特别优选地，操作员站服务器具有操作员站客户端，其中，该操作员站客户端被设置和设计用于在过程技术设施的运行时间由操作员站服务器接收可视化信息，以便以符号化的设施图像的形式可视地显示至少第一过程对象和第二过程对象以及分配给第一过程对象和第二过程对象的两个技术对象之间的操作连接，
23.并且其中，操作员站客户端被设置和设计用于，在技术设施的运行时间期间产生至少一个第一可视图示和一个第二可视图示，其中，第一可视图示包括至少一个属于第一过程对象的符号化的设施图像，第二可视图示包括至少一个属于第二过程对象的符号化的设施图像，
24.其中，第一可视图示具有对第二可视图示的图示参考，反之亦然，
25.其中，过程技术设施的操作员能够通过选择相应的图示参考在两个可视图示的显示之间切换。
26.操作员被理解为过程技术设施的人工操作员。操作员借助于专门的用户界面与技术设施或其控制系统进行交互，并控制设施专门的技术功能。为此，操作员能够使用控制系统的操作系统和监控系统。
27.利用在设施运行时间期间动态创建的“图像更改按钮”，操作员能够沿着导出的过程技术链从设施图像到设施图像进行导航，以便例如能够快速并且高效地识别警报激增的、或类似等的原因。
28.在此，表述“控制系统已知”是指控制系统、或更准确地说是控制系统的可视化服务已知有关相应的数据结构类型的信息，以便能够将该信息传输到连接的操作员站客户端用于图形显示。
29.上述目的还通过一种用于过程技术设施的控制系统来实现，该过程技术设施具有至少一个如上所述的操作员站服务器。
附图说明
30.根据下面结合附图对实施例的描述，更加详细地解释本发明的上述特性、特征和优点以及实现它们的方式和方法。
31.附图示出：
32.图2以框图示出根据本发明的控制系统；
33.图3示出过程技术设施的第一设施图像；
34.图4以修改的设计形式示出根据图3的设施图像；和
35.图5示出过程技术设施的第二设施图像。
具体实施方式
36.在图2中示出了设计为过程技术设施的技术设施的根据本发明的控制系统14的一部分。控制系统14包括操作系统的第一服务器或操作员站服务器15和第二操作员站服务器16。此外，控制系统具有操作员站客户端17。
37.第一操作员站服务器15、第二操作员站服务器16和操作员站客户端17经由终端总线18相互连接，并且与控制系统14的未示出的其他部件(例如工程系统服务器或过程数据
存档)连接。
38.在操作和监控的上下文中，用户或操作员借助于操作员站客户端17借助于终端总线18访问第一操作员站服务器15以及第二操作员站服务器16。终端总线18例如能够被设计为工业以太网，但不限制于此。
39.第一操作员站服务器15具有能够与未示出的设施总线连接的第一设施接口19。在此，第一操作员站服务器15能够与(外部)设备或应用、尤其是网络应用进行通信。类似与此，第二操作员站服务器16具有第二设施接口20，第二设施接口同样也能够与未示出的系统总线连接。
40.第一操作员站服务器15具有第一计算机实施的过程映像(过程图像)21，其中存储有在过程技术设施的运行时接收的过程值。第一操作员站服务器15还包括用于向操作员站客户端17输出可视化信息的可视化服务23。
41.在过程映像21中，过程值被分配给不同的计算机实施的过程对象22a、22b、22c。计算机实施的过程对象22a、22b、22c分别被分配给过程技术设施的技术对象并与它们相应地操作连接。这意味着，例如，在被分配的技术对象中产生的传感器值被映射到配属的过程对象22a、22b、22c中。过程对象22a、22b、22c在图2中设有标识“poi:motl”、“poi:monanl”和“poi:pid1”。每个过程对象22a、22b、22c具有多个分配的参数，这些参数在图2中被标识为“警报状态”、“pv_out”、“sp_out”等。
42.每个过程对象22a、22b、22c具有结构化的和定向的参考24a、24b、24c，其在图2中被标识为“依赖标签结构(dependency tag struct)”。结构化的“依赖标签(dependency tag)”参考24a、24b、24c的值在工程设计阶段中从cfc计划中导出，并且相应地加载到第一操作员站服务器15的配置中。第一操作员站服务器15的过程映像21中的每个结构化的和定向的“依赖标签(dependency tag)”参考24a、24b、24c具有以下内容：
43.‑
对相关的过程对象22a、22b、22c的参考(其在图2中通过双箭头25a、25b、25c被符号化)。在此，表述“相关”是指分配的技术对象在过程技术设施的内部处于操作连接中(例如“进气开口”和“压力室”)。过程对象22a、22b、22c之间的操作连接的类型同样也存储在操作员站服务器15中。
44.‑
沿过程技术设施的过程技术链的“左”或“右”相关性的限定
45.‑
对沿过程技术链“左”或“右”的参考的次数。
46.可视化服务23由存储在过程映像21中的信息(此外)产生符号化的设施图像27，设施图像被传输到操作员站客户端17处用于可视化。在此，可视化服务23的第一软件部件26使用参考24a、24b、24c来得出由过程对象22a、22b、22c在符号化的设施图像27中产生的块符号的相关性，即以便导出用于设施图像27的过程技术链。可视化服务23(所谓的“屏幕对象模型”或简称为som)的第二软件部件28用于产生过程对象22a、22b、22c的块符号以在设施图像27中显示。
47.第一软件部件26计算整个过程技术链，即还引入用于计算链的过程对象22a、22b、22c，其中，在当前显示的设施图像27中没有显示块符号。如果在过程技术链中包括其块符号在当前设施图像27中不存在的过程对象22a、22b、22c，则针对这些过程对象22a、22b、22c得出设施图像27，在该设施图像中存在这些过程对象。
48.针对得出的设施图像27，计算和更新相应的相关过程对象22a、22b、22c(即，其块
符号显示在相应的设施图像27中)的组警报。利用得出的设施图像27和组警报，然后能够在运行时在当前打开的设施图像27中动态设立“图像更改按钮”，以便能够沿导出的过程技术链从设施图像27到设施图像27进行导航。这方面在图3
‑
7中更清楚地示出这方面。
49.类似于第一操作员站服务器15，第二操作员站服务器16具有第二计算机实施的过程映像(过程图像)30，其中存储有在过程技术设施的运行时接收的过程值。第二操作员站服务器16还包括用于向操作员站客户端17输出可视化信息的可视化服务29。
50.在过程映像30中，过程值被分配有不同的计算机实施的过程对象31a、31b、31c。计算机实施的过程对象31a、31b、31c分别被分配有过程设施的技术对象并且与它们相应地操作连接。过程对象31a、31b、31c在图2中设有标识“poi:monan2”、“poi:pid2”和“poi:pid3”。每个过程对象31a、31b、31c都具有多个在图2中以“警报状态”标识的分配的参数。
51.每个过程对象31a、31b、31c具有结构化的和定向的参考32a、32b、32c，其在图2中标记为“参考”(相关性由双箭头33a、33b、24c标识)。在图2中能识别，参考24a、24b、24c、32a、32b、32c(这里用双箭头24c标记)也能够与存储在其他操作员站服务器15、16的过程映像21、30中的过程对象22a、22b、22c、31a、31b、31c相关。
52.在与第一操作员站服务器15类似的作用方式中，第二操作员站服务器16的可视化服务29具有第一软件部件34和第二软件部件35。
53.在图3中利用块符号36
‑
40示出了图1的第一子设施1和第二子设施2的示例性设施图像27，块符号与图1的第一子设施1和第二子设施2的技术对象相关。第一块符号36对应于第一排放阀5，第二块符号37对应于第一压力传感器6，第三块符号38对应于流量传感器8，第四块符号39对应于压缩机7并且第五块符号40对应于进气阀9。
54.在图3中还示出了压缩机7(“m”)、流量传感器8(“箭头”)和进气阀9(“阀”)的符号图示，然而这些符号图示并不提供关于取决于过程技术的相关性的块符号36
‑
40之间的过程技术的关系的陈述。
55.在图3中可以看出，两个块符号37、38将配属的过程对象的警报可视化。如果过程对象之间的相关性不是直接从设施图像中出现，特别是如果这种相关性是跨设施图像的，则过程技术设施的操作员能够在运行时间期间使用设施图像中过程对象的相关性的动态得出和可视化。为此，操作员例如利用键组合选择块符号38
‑
40(报警或不报警)中的一个(结果如图4所示)。通过第一软件部件26(“dcs域逻辑”)得出的相关性借助于第一操作员站服务器15的第二软件部件27在块符号36
‑
40所基于的技术对象之间动态地被用于扩展设施图像27，以便标记所选择的块符号所基于的过程技术链。
56.为此，过程技术数据流通过有向的箭头41、42、43被可视化，在此，箭头的颜色(此处不可见)对应于沿过程技术链的最高优先级警报的警报类别颜色。由于过程技术链在另一个设施图像45(参见图5和6)中继续，因此还插入了图示参考44(所谓的“图像更改按钮”，用“子设施3”表示)。在此，图示参考44包括过程对象的警报的列表，其块符号46、47、48位于另一个设施图像45中。
57.在图5中示出了图1的第三子设施3的示例性的其他的设施图像45，该设施图像具有与图1的第三子设施3的技术对象相关的块符号46、47、48。第一块符号46对应于第二压力传感器11，第二块符号47对应于第二排放阀12并且第三块符号48对应于第三排放阀13。
58.与图4类似，先前得出的过程技术数据流也在图5中通过有向的箭头49、50、51被可
视化。此外，图5中的设施图像45具有图示参考52(“子设施2”)，图示参考能够改变设施图像27和过程对象的警报列表，过程对象的块符号38
‑
40位于根据图4的设施图像27中。
59.为了直接到达图示参考44、52之一中的源，操作员还能够直接在图示参考44、52中选择警报状态。操作员还能够在设施图像27、45中停用过程工艺链的显示。
60.尽管通过优选的实施例更详细地说明和描述了本发明，但本发明不受所公开的示例限制，并且本领域技术人员能够在不脱离本发明的保护范围的情况下从中得出其他变体方案。