CN104281119A - 支持分布式控制系统中的技术任务的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明为支持分布式控制系统中的技术任务的方法和计算机系统。系统具有至少一个存储器，存储多个工作流程知晓对象的工作流程知晓对象，其表示自动化系统的至少一个组件。至少一个计算组件与工作流程对象关联，且具有接收自动化系统的特定数据的接口。还包括至少一个处理器，运行至少一个计算组件，以基于具有用户相关信息的工作流程项简档并基于自动化系统的特定数据来计算工作流程项，简档指定对自动化系统的至少一个组件的对象引用，且用户相关信息用于检索与自动化系统工程师关联的用户标识符。工作流程项收集器基于预定义识别规则来识别工作流程项。还包括用户接口组件，通过使用所检索用户标识符将所识别工作流程项传递给自动化系统工程师。

Description

支持分布式控制系统中的技术任务的方法和系统

技术领域

一般来说，本发明涉及电子数据处理，以及更具体来说，涉及与分布式控制系统中的现场装置相关的数据处理。

背景技术

自动化系统、例如分布式控制系统(DCS)通常是硬件和软件组件的动态系统，其中控制器元件不是集中的，而是分布于整个系统，其中各组件子系统由一个或多个控制器来控制。控制器的整个系统通过通信和监测网络来连接。

这类计算机化控制系统监测和控制例如电力网、发电厂、环境控制、炼油厂、化工厂、制药、离散制造、传感器网络、水管理系统、交通管理等中的分布式现场装置。

DCS通常结合大量硬件和软件组件，其需要按照不明显并且复杂的工作流程来运作(例如取得、安装、维护和维修)。各种工具集可用于工作流程工程；常常对特定工作流程上下文要求特定工具。工具集通常是复杂的，并且要求高度专业培训。

所运作的DCS示出对人类专业人员的过程，以便提供和允许人为干预。过程能够是当前过程以及计划(将来)过程。因此，DCS的人机接口(HMI)应当支持工程师执行复杂过程/工作流程。

DSC的工程、使用和维护通常通过例如培训、手册、最佳实践、向导和帮助文件来辅助。但是，在给定上下文中的完全和一致工作流程支持通常是不可用的。可用支持通常硬编码到各工程工具中，因为工具具有所需数据。但是，DCS对工作流程的可视化、操控、执行和状态具有极少控制，因为相关信息未调整或者封装在相应工具中。因此，工程师必须通常应付对具有数千组件的复杂系统内部的大量重要工作流程的低效系统支持。

发明内容

因此，需要改进自动化系统，以便指导自动化系统工程师经过由具有大量组件的复杂系统的分布式控制系统所控制的重要工作流程，并且由此支持自动化系统工程师执行其技术系统任务。

本发明的实施例提供用于支持分布式控制系统(DCS)/自动化系统的自动化系统工程师的系统和方法。这类自动化系统工程师可操作DCS。在这个上下文中操作DCS包括设立组件、维护组件或者自动化系统要求由操作人员来执行的任何其它活动。

本发明的方面提供一种用于支持自动化系统工程师的计算机系统，包括配置成存储多个工作流程知晓对象的工作流程知晓对象的至少一个存储器，其中工作流程知晓对象表示自动化系统的至少一个组件。换言之，工作流程知晓对象(自动化对象)表示或者涉及自动化系统的至少一个物理或虚拟化组件。备选地，自动化对象可表示一组自动化对象，其可表示自动化系统的组件。该计算机系统还可实现为自动化系统的一部分。自动化对象还可以是在自动化系统中运行的对象实例。例如，自动化系统的组件可以是自动化系统的现场装置，或者它可包含一组现场装置，或者它可对应于现场总线。因此，工作流程知晓对象可表示现场装置的装置封装或软件模块或者其它系统功能。例如，工作流程知晓对象可表示I/O信号，或者它可表示传感器。

存储器还能够存储至少一个计算组件，其与工作流程对象关联，并且具有接收自动化系统的特定数据的接口。特定数据能够是由自动化系统组件的任一个所生成的、指示相应系统组件的当前技术状态的数据。自动化系统的特定数据例如可涉及I/O信号的数据、传感器的数据输出或地址。在一个实施例中，自动化系统的特定数据能够是工作流程知晓对象的一部分，以及计算组件能够经过关联工作流程知晓对象来访问特定数据。在一个实施例中，特定数据能够由计算组件主动从自动化系统中的其它数据源来检索。计算组件包括适合执行特定计算操作(其能够基于特定数据)的逻辑。也就是说，工作流程知晓对象可与计算组件所实现的逻辑关联，其可以是自动化系统的组件特定的，或者可引用其它对象或系统功能。

该计算机系统还包括至少一个处理器，其用于运行至少一个计算组件(例如通过运行相应逻辑)，以便基于包括用户相关信息和自动化系统的特定数据的工作流程项简档（workflow item profile）来计算工作流程项。如下文所使用的计算工作流程项包括例示计算机系统中的工作流程项。这个上下文中的工作流程项是描述用户或者描述涉及和引用自动化系统的组件的系统任务的数据集合。工作流程项可包括待执行任务的描述以及用户相关信息(例如对用户的引用)和/或对预计运行它的系统部分的引用。工作流程项能够基于至少一个工作流程简档，其中工作流程项可暂时或永久地创建(今不如昔，用于记录特定功能)。久之，工作流程项能够继承工作流程简档的一个或多个性质。工作流程项简档指定对自动化系统的至少一个组件的对象引用，并且包括允许检索用户标识符的用户相关信息。对象引用可直接涉及至少一个组件或者经由工作流程知晓对象间接地涉及至少一个组件。下文中，在描述中使用直接引用；但是操作人员知道如何实现其它形式的引用、例如间接引用。所检索的用户标识符与自动化系统工程师、即操作DCS的人关联。用户标识符可从特定用户的标识、用户编组或者对系统(其将ID解析到实际用户)的引用来检索。换言之，工作流程项是处理自动化系统以及与工作流程对象关联的逻辑的特定数据的结果，其中工作流程项基于工作流程项简档。工作流程项简档实现对自动化系统的大量组件和多个自动化系统工程师的复杂总体工作流程管理中关于自动化系统的至少一个组件的、自动化系统工程师的单独任务的综合。

至少一个处理器还能够运行工作流程项收集器，其配置成基于预定义识别规则来识别工作流程项。这类预定义识别规则可涉及工作流程项简档的信息和/或所检索的用户标识符。预定义识别规则还可针对工作流程项的特定存储位置或者针对所例示工作流程项的特定指示符(例如标志)。换言之，工作流程项收集器具有采取预定义识别规则的形式的知识，从而允许收集相应自动化系统工程师的所有技术任务。因此，自动化系统将知道能够由自动化系统工程师来执行的任何潜在技术任务。工作流程知晓对象能够自动地计算或例示相应工作流程项，从而解除自动化系统工程师了解自动化系统的复杂工作流程或组件结构的负担。

通过使用所检索用户标识符，计算机系统则能够使用用户接口组件将所识别工作流程项传递给自动化系统工程师以提供指导。

在一个实施例中，计算机系统能够存储表示与自动化系统有关的工程阶段的工作流程数据结构。工作流程数据结构具有至少一个工作流程步骤，以及工作流程步骤具有对工作流程知晓对象的工作流程任务的关联。该关联能够存储在至少一个存储器中。换言之，工作流程数据结构能够被理解为描述将要由系统工程师在相应工程阶段中执行的任务的模板。通过存储对工作流程知晓对象的相应任务的关联，系统能够对各对象自动得出工程阶段，其中将要预期(一个或多个)相应自动化系统组件的技术操作。工作流程数据结构可与其它工作流程数据结构相结合，以组成工作流程。也就是说，这种总工作流程能够包括通过相应工作流程数据结构(模板)所表示的多个工程阶段。在这种情况下，系统能够对各对象自动得出工程阶段，其中将要预期(一个或多个)相应自动化系统组件的技术操作。这能够用来对与在工程阶段的对应步骤的工作流程视图中的工作流程知晓对象关联的所有任务进行可视化，从而实现各系统组件的基于组件的工作流程视图。至少一个处理器可在由工作流程项收集器所识别之前例示与这种步骤关联的工作流程任务，作为其它工作流程项。这是可能的，因为系统已经预先知道在将来将运行相应工作流程项。

在本发明的一个实施例中，通过至少一个计算组件的接口所接收的自动化系统的特定数据基于另一个工作流程知晓对象。换言之，另一工作流程知晓对象能够提供自动化系统的特定数据，其影响工作流程知晓对象的工作流程状态。例如，20个工作流程项中的10个指示要求其相应现场装置的物理检验。(聚合)工作流程项引用这10个工作流程项以及10个相应装置要求在现场的物理检验的状态；其它10个工作流程项能够聚合成一个工作流程项，其仅指示参数设定的变化。换言之，提供软件和硬件相关的任务的概述。

在本发明的一个实施例中，存储器还配置成存储纯工作流程知晓对象，其与工作流程知晓对象关联，并且还与至少其它计算组件关联。至少一个其它计算组件在由至少一个处理器运行时能够基于工作流程状态来计算其它工作流程状态。换言之，纯工作流程知晓对象提供对至少一个工作流程知晓对象的抽象层，例如以计算组合或总工作流程状态(例如过滤或聚合)。基本上，纯工作流程知晓对象仅与工作流程状态的处理相关。

在本发明的一个备选实施例中，至少一个存储器还配置成存储与表示自动化系统的任意组件的工作流程非知晓对象关联的工作流程知晓改型对象。工作流程知晓改型对象允许分析工作流程非知晓对象。当今，(自动化)对象通常是工作流程非知晓的。将改型功能性改装到操作计算机系统中的选项允许使相应DCS工作流程是知晓的，因此工作流程支持并不局限于新的DCS安装。

在本发明的一个实施例中，工作流程项具有要传递给自动化系统工程师的数据。这种专有数据不是与工作流程项简档相关，而是基本上仅意在呈现给自动化系统工程师。换言之，存在“有效载荷数据”，其能够传递给工程师，但不是简档(或模板)的一部分。

在一个实施例中，工作流程项引用工作上下文(work context)。工作上下文可能是其中工作流程项已经出现或者能够得到解决的上下文。例如，工作上下文能够由软件工具来定义，其中用户经由用户接口来导航到所引用对象以及其中将要执行任务的相应视图。

在本发明的一个实施例中，采用由自动化系统的组件的子集所共享的附加信息来丰富工作流程项简档。

在本发明的一个实施例中，计算机系统还包括查看组件，其与配置成显示基于工作流程项简档所识别的工作流程项的用户接口组件在通信上耦合。

在本发明的一个实施例中，计算机系统还包括选择器组件，其配置成聚合、分类或过滤基于工作流程状态简档所识别的工作流程项。

在本发明的一个实施例中，自动化系统具有自动化系统组件的编组，以及自动化系统的特定数据涉及编组的任一个。换言之，自动化对象(工作流程知晓对象)可涉及编组的任一个，以及相应计算组件(工作流程逻辑)能够计算描述相关编组的任务的工作流程项。

附图说明

图1是示出计算机系统和自动化系统的概述；

图2示出数据结构和工作流程知晓对象；

图3示出由数据结构所组成的工作流程；

图4示出与工作流程知晓对象关联的纯工作流程知晓对象；

图5和图6示出与工作流程非知晓对象关联的工作流程知晓改型对象；

图7示出表示系统的工作流程知晓对象，并且其与计算组件关联；

图8示出按照本发明的一个实施例的计算机实现方法的简化流程图。

具体实施方式

图1是示出计算机系统150和自动化系统100的概述。自动化系统100的组件101、102可以是分布式控制系统的一部分。组件101、102能够是任何种类的自动化系统100对象，例如任意现场总线装置、无线网络装置、功能、虚拟化计算机或者与操作数据(例如监测、维护等)相关的对象。

例如，自动化系统100的分布式控制系统(DCS)中的装置管理系统(DMS)可装载有大量现场装置实例。现场装置实例的子集可使用现场总线技术；另一个子集可经过显然符合HART协议的远程IO系统。分布式控制系统(DSC)可以是自动化系统100的一部分。DSC能够包括装置、例如远程IO系统，其符合标准化协议、例如HART协议。除了这类装置之外，还可提供装置管理系统。它能够是计算机系统150的一部分。DMS使用与装置对应(或者表示它们)的计算机实例。

计算机系统150可通知自动化工程师110关于作为自动化系统100的部分的组件101、102的工程和操作任务或数据。

计算机系统150可包括存储器，其配置成存储多个工作流程知晓对象的工作流程知晓对象162。工作流程知晓对象162可表示142自动化系统100的组件102。组件101、102能够表示IO模块、IO头站、现场总线主控或者自动化系统100中可用的任何其它现场装置或者装置编组。计算机系统150能够例示每个这种组件的工作流程知晓对象(自动化对象)，其中自动化对象表示相应技术设施中的实际装置组件101、102。换言之，自动化对象可涉及自动化系统的至少一个物理或虚拟化组件。备选地，自动化对象可表示一组自动化对象，其可表示自动化系统的组件。

存储器还可配置成存储计算组件164，其与工作流程知晓对象162关联。计算组件162具有接口165，以接收144自动化系统100的特定数据。特定数据可以是与组件102有关的数据或者与组件102相关的数据。计算组件162能够包括能够在运行时被运行以评估特定数据的逻辑。对象经过允许对工作流程状态的评估的关联计算组件的逻辑成为工作流程知晓对象，如以下所述。

计算机系统150还可包括处理器，其配置成运行计算组件164以计算工作流程项175。计算基于工作流程项简档170、所检索148的用户标识符以及自动化系统100的特定数据。换言之，工作流程项能够提供与自动化系统100的组件101、102有关的状态。逻辑以及对其应用逻辑的系统数据(即，特定数据)的子集可涉及相应工作流程知晓对象，但是也可涉及其它对象或系统功能。

例如，在计算组件164与表示现场总线主控102的工作流程知晓对象162关联的情况下，计算组件164的相应逻辑的执行可在从自动化系统接收特定地址数据时检查相应现场总线装置和远程IO头站的寻址。例如，逻辑的执行可识别具有相同地址的同一段上的两个装置的存在。在本示例中，这种相同地址能够引起差错，并且应当避免。

如所述，计算机150通知工程师110关于工程和操作任务。这类任务能够作为工作流程项来呈现。要计算描述这种状况的工作流程项175，计算组件利用工作流程项简档170，其具有对现场总线主控组件以及对用户相关信息的引用146。如所述，用户能够是自动化系统工程师110。

所计算的工作流程项175可分类为差错描述，其涉及现场总线主控组件和相应自动化系统工程师110。备选地，计算组件164可计算描述这种状况的多个工作流程项(在分类为差错的示例中)，其涉及相应自动化系统组件(例如现场总线主控组件102所包含的装置)并且涉及相应自动化系统工程师。为了通知工程师110的这种目的，可例如通过使用与自动化系统100的组件分级结构有关的知识，来丰富工作流程项简档。表示自动化对象可存储现场总线主控组件与相应包含的现场装置组件之间的父子关系。换言之，基于所表示的组件分级结构，可参照现场总线主控的子现场装置组件来丰富具有对现场总线、主控组件102的引用的工作流程项简档170。一般来说，工作流程项简档能够基于自动化系统的组件的子集的共同性来丰富。对组件的这个子集所计算/例示的工作流程项使用丰富简档。基于附加引用，计算组件能够基于工作流程项简档170来计算多个对应工作流程项。这对工程师110是有利的，因为考虑物理装置之间的关系，使得工程师110能够考虑装置互相关性（interdependency）。

对自动化系统工程师的引用可作为对应用户标识符148存储在工作流程项简档170中。工作流程项简档170还可以只存储用户相关信息(例如链接)，以检索原本例如来自另一个系统或者作为手动提供的查询输入的用户标识符。用户标识符还可允许经由工作流程项简档170来对有关组件102的状态提供特定视图。在那种情况下，不同用户具有不同视图。或者，将要呈现给人类用户的信息量能够限制到限定的人。

除了用户相关信息以及对自动化系统组件的引用之外，基本工作流程项简档170还可包括：技术任务总结，描述待执行活动及其目标；对工作流程知晓(自动化)对象(其关联逻辑已经创建工作流程项(源))的引用；以及对自动化系统的组件或者其表示自动化对象(其上将要执行该任务)的引用。例如，现场总线主控的工作流程知晓自动化对象能够通过筛选其从装置上的相同地址来识别重复地址；表示主控的自动化对象是工作流程项的源，要求重新寻址的装置或者多个装置是目标。可以是充分的是，现场总线主控是工作流程知晓自动化对象，从装置可以不必由自动化对象来表示，而是在引用中仅使用其标签。

基本工作流程项简档能够通过任务管理细节(其对管理与目标或源组件的上下文中的工作流程简档的任务类型关联的任务是有用的)来丰富成被管理工作流程项简档。这类任务管理细节可包括执行相应任务所需的工作量、任务所处的当前工作流程状态或工作流程步骤、指示用于运行该任务的时间极限的到期日期以及指示任务的实际完成的估计日期。例如，通过现有工作流程项所描述的任务可首先‘被请求’、然后‘批准’、‘调度’、‘执行’并且最终‘完成’。

被管理工作流程项简档能够通过技术任务细节(其对相应自动化系统组件的维护是有用的)进一步丰富成维护简档。这类技术任务细节可包括可由自动化组件来表明的症状、可指示症状发生的原因的根本原因以及可适合使自动化系统组件从所述症状进行恢复的建议动作。这个信息能够由对应丰富的工作流程逻辑来提供，或者它可取自自动化系统的另一个专家功能。例如，同一现场总线段上的相同地址可能已经是引起‘通信冲突’的症状的根本原因，并且建议动作可以是对装置之一‘改变相同地址’或者对现场总线主控‘触发自动地址分配’。在另一个示例中，条件监测系统提供关于装置的健康报告(例如状态报告、操作报头)，包括症状、根本原因和建议动作。健康问题的检测可以是引起工作流程逻辑创建与修复健康问题相关的工作流程项的方面；工作流程逻辑则将症状、根本原因和建议动作接管到被管理工作流程项简档中，以使它易于是管理工作流程项并且因而运行该任务中所涉及的每一个用户或系统可用的。

还可通过附加性质、例如任务类型(例如软件配置或设定参数值、例如编程等以软件为中心的任务、与也要求在现场的物理存在的装置的物理交互)来丰富任何工作流程项简档。任务类型能够硬编码到工作流程逻辑中。任务影响可从所表示的自动化系统组件(其可以是项目特定的)关联性来推断；它能够例如作为故障的‘每小时成本’来给出。

计算机系统150仅要求工作流程项简档的知识来管理工作流程项，而与其源无关。这使计算机系统150能够甚至基于源自在自动化系统的部署期间未知的组件、对象或系统的特定数据来计算和管理工作流程项。工作流程项的管理包括比较、聚合、过滤、记录、呈现或可视化或者转发用户、其它系统功能或者整个其它系统的工作流程项。

所计算的工作流程项175可由工作流程项收集器18根据预定义识别规则来识别。例如，能够由DMS来通知工作流程项收集器180，以检索(一个或多个)所计算的工作流程项，并且基于预定义规则(例如，通过使用对其计算了工作流程项的自动化系统组件的装置标签)将(一个或多个)所检索工作流程项指配给(一个或多个)相应自动化系统工程师。工作流程状态由系统功能(通过轮询工作流程状态变更事件或者作为其接收器)来收集，其中系统功能可进行附加处理(例如过滤)。一般来说，工作流程项收集器的收集功能能够使所选工作流程项是作为计算机系统150的用户接口的一部分的工作流程状态查看器可用的。换言之，收集器180能够被理解为识别对工程师110的适当工作流程的工作流程组装器。自动化系统工程师能够是工作流程项信息的接收方；工作流程状态查看器可经过附加过滤或聚合功能来支持用户。

工作流程项收集器还可与外部系统进行交互，以交换所选工作流程项的子集(例如，发送、接收或发起一个或多个往返，其中包括工作流程项内容的更新)。因此，不同系统能够进行协作并且向用户提供跨系统工作流程，而用户无需知道其它系统并且无需系统的运行时方面的任何紧密耦合。例如，DCS中的装置管理系统以及来自独立服务公司(或者来自独立计算机)的计算机化维护管理系统(CMMS)按照这种方式来耦合。根据工作流程项的状态，工作流程项收集器将工作流程项的子集转发到CMMS。这可包括数据的变换，例如将对自动化对象的DCS内部引用变换为如CMMS所使用的资产引用。根据来自CMMS的响应，工作流程项收集器更新工作流程项的状态和其它数据(例如预计到期日期)。这样，与DCS集成的工作流程管理系统允许跨DCS和CMMS的共享工作流程。

计算机系统150还可包括用户接口组件190，以将(一个或多个)工作流程项175传递给(一个或多个)相应自动化系统工程师110(或者一般来说是用户)。

例如，第一自动化系统工程师可开启其工作项列表。他能够看到工作流程项175，与工作流程项进行交互(例如通过点击工作流程项的图形表示或者通过任何其它适当用户交互)，并且然后能够判定解析向他呈现的系统100中的状况，这将他带到现场总线主控实例(工作流程知晓对象162实例)。在用户接口中，他还能够进行导航以查看与其中例如已经标记两个装置组件实例的现场总线段有关的信息。他可通过手动设置空闲数字，或者通过要求现场总线主控实例自动指配地址，来将重复现场装置地址其中之一改变成新数字。将这种变更转发到自动化系统100以实行。

通过经过用户接口组件190与现场总线主控工作流程知晓对象162的(用户110的用户交互)所触发，关联计算组件165的逻辑能够通过检索修改地址数据来检查修改装置组件102实例，并且能够去除先前创建的工作流程项，因为它由自动化系统工程师成功地运行。自动化系统工程师的工作项列表现在为空。

在另一个示例实施例中，计算组件164的逻辑与工作流程知晓对象162(其表示现场装置组件102)关联。该逻辑可配置成把来自现场装置组件的装置类型的描述的缺省参数值与经过接口165作为特定数据所接收的实际值进行比较。装置类型能够提供特定一组装置共同的性质或能力的描述。例如，可存在更适合于高温范围的温度传感器心服适合于低温范围的其它传感器。相应地，高温范围的传感器可具有能够按照对应高温传感器装置类型来概括的性质或能力的共同集合。类似地，低温传感器可具有低温传感器装置类型。这些共同性质或能力的工作流程相关信息能够是工作流程项简档170的组成部分。

例如，该逻辑可推断现场装置组件仍然仅采用缺省值来设置。这种设定可被认为是非典型的，并且最可能是不正确的。计算组件能够计算描述这种状况的工作流程项，其可描述为告警(不是差错)，其涉及相应现场装置组件实例以及涉及自动化系统工程师。使工程师110知道该状况，并且能够采取适当动作、例如手动重置值。

工作流程项收集由DMS来通知，检索工作流程项－或者在多个现场装置组件的情况下检索相应工作流程项，以及基于预定义规则(例如使用装置标签)将(一个或多个)工作流程项指配给可用自动化系统工程师。

第一系统工程师A可开启其工作项列表。列表实现选择A的所有工作流程项，并且可聚合具有任务描述的工作流程项，从而产生一个聚合工作流程项，其陈述一定数量的现场装置可要求(项目特定)参数化。

第一系统工程师A能够展开工作项的原始列表，并且例如点击第一项，其能够将他带到装置实例参数化对话框。例如，他能够将现场装置的温度单位从缺省值°F设置成校正值°C，保存变更，并且关闭参数化对话框。

通过与相应工作流程知晓对象(装置自动化对象)的用户交互，关联计算组件的逻辑检查修改装置组件实例，并且能够在工作流程项的成功执行的情况下去除先前创建的工作流程项。工作流程项列表这时显示少一个条目，其也通过聚合工作流程项来反映。

系统工程师A然后可折叠该列表，并且例如点击聚合工作流程项，以便带到被聚合的下一个工作流程项。在完成相应现场装置组件之后，能够通过去除成功运行的工作流程项、按照所述方式再次更新该列表。

为了改进效率，系统工程师A可开启过滤器对话框，并且选择作为温度发射器的所有现场装置组件。聚合工作流程项这时能够改变成显示需要参数化的这类现场装置组件。他能够例如点击聚合工作流程项，并且选择所包含工作流程项的编组参数化。如果并非所有现场装置组件实例均从同一装置类型来得出，则DMS可将其拒绝。系统工程师A可通过还根据装置类型对温度发射器进行编组，来更新所应用的过滤器。这可产生根据装置类型所编组的多个工作流程项，其中各编组能够通过其自己的聚合工作流程项来表示。

在与第一工作流程项的用户交互以及选择“编组参数化”的选择时，DMS能够检查所施加动作是否正确(例如，参数化对特定编组是否可能)，以及如果是的话，则可开启编组参数化对话框。系统工程师A再次可将温度单位从°F改变成°C，其然后应用于相应编组中的所有现场装置组件实例。

在另一个实施例中，特定类型的装置、例如流程发射器可要求现场校准(CD)。在这个实施例中，能够检查对这种校准的需要的工作流程逻辑可作为装置类型描述集合的一部分来部署。当安装现场装置组件并且在设施中因装置的经过时间或使用而可需要重复校准时，可需要这个方面。在一种示例情况中，10个装置可要求这种校准。根据装置类型与其每个关联的逻辑能够识别对校准的需要，并且例如创建具有对应任务描述的10个对应工作流程项。10个工作流程项可涉及系统工程师A负责的现场装置组件。在这种情况下，它们全部出现在A的工作流程项列表中，并且可聚合为陈述10个现场装置要求校准的聚合工作流程项。

一般来说，对于现场装置，能够提供装置类型描述以及特定类型的装置的装置工具(例如来自特定厂商的温度发射器的一个版本)。装置类型描述文件例如能够描述现场装置的数据和功能性、它们如何映射到通信电报以及在参数之间存在哪些逻辑限制。它们还可提供用户接口供用户查看，并且修改从这种类型所得出的任何装置实例的功能。示例格式是电子装置描述语言(EDDL)、现场装置工具装置类型管理器(FDT DTM)和装置描述语言GSDML。在一个实施例中，相应工作流程逻辑能够在实现为EDDL中的一个或多个方法的装置描述集合中传递，从而经过EDD变量来实现所支持的简档。

图2示出数据结构220、240和工作流程知晓对象262。数据结构220、240可表示例如按照传感器网络的详细工程、传感器网络的使用工程或者传感器网络的传感器部分的维护工程的顺序的DSC的工程阶段210、230。数据结构220例如可表示具有工作流程步骤D1、D2、D3的“传感器详细工程阶段II”。另一方面，数据结构240可表示具有工作流程步骤M1、M2、M3的“传感器维护工程阶段”。

工作流程知晓对象262可表示具有装置类型S1的温度传感器组件。此外，工作流程知晓对象262能够是表示装置类型S1的所有传感器并且具有与装置类型S1的特定工程步骤T1、T2、T3有关的数据(例如，T1：“S1电源工程”，“T2：S1Profibus连接的设立”，或者“T3：清洁传感器”)的通用工作流程知晓对象。

工作流程步骤可与工程步骤关联。也就是说，工作流程步骤是实际工程任务的至少一部分的表示。例如，工作流程步骤D1可关联251到工作步骤T1，D2可关联252到T2，以及M3可关联253到T3。将工作流程步骤关联到工程步骤使工作流程知晓对象能够还具有与它所关联的数据结构有关的知识。换言之，这种通用工作流程知晓对象知道其工程步骤的哪一个与相应工程阶段的特定工作流程步骤关联。因此，甚至不需要通用工作流程知晓对象对相应数据结构的显式指针，但是它能够实现为冗余信息。

图3示出由多个数据结构305、310、315、320所组成的优良工作流程300。优良工作流程300能够经由用户接口190向工程师用户110呈现。优良工作流程300能够被理解为组合若干子工作流程的元工作流程（meta-workflow），或者换言之，工作流程300是分级工作流程。优良工作流程300是表示工程阶段的数据结构305、310、315、320的布置，工作流程知晓对象可具有与它们作为其组成部分的工作流程的特定阶段以及其工程步骤的哪一个在特定阶段中运行有关的知识。

换言之，工作流程知晓对象具有与在工作流程300的哪一个工作流程步骤中对其工程关联哪些工程任务有关的数据，而工作流程300从准备与工作流程知晓对象关联的兼容工作流程结构305、310、315、320来设计。

这还允许工程工具基于表示工程阶段的数据结构来设计和组合工作流程。在这种工作流程设计之后，工作流程知晓对象自动与工作流程关联。

例如，各种数据结构305、310、315、320能够按照预定义依次顺序来放置，因而将优良工作流程300定义为所表示工程阶段传感器详细工程阶段I、传感器详细工程阶段II、传感器使用工程阶段、传感器维护工程阶段的布置。因此，工作流程知晓对象能够提供与对计算机系统的用户接口组件的关联251、252、253(参见图2)有关的可视化信息。可视化信息能够用来例如指示优良工作流程300的可视化中的工作流程知晓对象的工程步骤T1、T2、T3。该指示能够使用任何适当的可视化效果，例如加亮显示、覆盖、动画等。这可用来对自动化系统工程师提供与相应自动化系统组件(例如装置类型S1的传感器)关联的技术任务的简要概述。在图3的示例中，工程步骤的可视化指示在传感器详细工程阶段II中要求T1和T2(数据结构310)，并且在传感器维护工程阶段中要求T3(数据结构320)。

将工作流程知晓对象的工程步骤与相应数据结构的工作流程步骤关联的另一技术含意在于，计算机系统能够预计工作流程知晓对象的工作流程项，因为它已经知道，按照优良工作流程，随后将是哪些工程任务。例如，维护任务将始终发生，同时差错修复或维修任务可发生。至少对于能够预计的那些工程任务，系统能够离线例示相应工作流程项，而无需来自所表示的自动化系统组件、采取特定数据的形式的任何在线输入。例如，“T3：清洁传感器”工程任务将作为“M3：传感器维护工程阶段”(参见图2)的一部分始终是必需的。换言之，工作流程知晓规划对象可涉及能够预先规划的任务。当添加这种新规划对象时，它能够适应优良工作流程，并且使其是优良工作流程已知的。系统能够只基于维护工作流程项简档信息离线例示相应工作流程项，而无需来自相应自动化系统组件、采取特定自动化系统数据的形式的触发。换言之，计算机系统能够在由正常在线模式的工作流程项收集器所识别之前，来例示作为其它工作流程项的工程工作流程任务。正常在线模式被认为是图1的描述中所述的模式，其中工作流程项收集器最终例示相应自动化系统工程师的所计算工作流程项。

在一个实施例中，自动化系统工程师可对自动化系统的装置组件拓扑来添加新的自动化系统组件。如果新组件的装置类型与表示优良工作流程的工程阶段的对应数据结构关联，则表示新组件的(通用)工作流程知晓对象能够自动与优良工作流程300关联。从各工作流程步骤(若关联的话)，能够研究所考虑的新组件和上下文敏感工程任务。另一方面，从各具体传感器，能够研究隶属工作流程步骤和对应工程任务。在一个实施例中，在添加新的工作流程知晓规划对象时，优良工作流程配置成执行自动完成功能。这可在优良工作流程中的任何位置发生。例如，在添加表示要求特定校准组件的特定传感器的新工作流程知晓规划对象时，在自动添加校准组件的相应表示的意义上，优良工作流程可自动完成。

图4示出与工作流程知晓对象462、466关联的纯工作流程知晓对象452。与工作流程知晓对象462、466关联447、448的纯工作流程知晓对象452还与至少其它计算组件454关联。至少一个其它计算组件454配置成基于工作流程项475(其由与工作流程知晓对象462、466关联的计算组件的逻辑来计算)来计算其它工作流程项485。换言之，纯工作流程知晓对象的任务是进一步处理由其它工作流程知晓对象所计算的工作流程项。也就是说，纯工作流程知晓对象的其它计算组件可以不接收来自自动化系统组件的任何特定数据。其它计算组件的唯一输入可精算已经计算的工作流程项。与其它工作流程知晓对象的关联447、448指示哪些工作流程项是对其它计算组件454提供输入的潜在候选。但是，纯工作流程知晓对象一般可对来自自动化系统的任何种类的可访问数据子集进行工作。它们并不局限于仅访问工作流程项。

因此，纯工作流程知晓对象能够用于工作流程项的过滤或聚合，同时使用其来描述关于任何其它种类的工作流程项的方法。例如，工作流程知晓对象的工作流程逻辑检查是否存在至少一个装置仍然要求参数化。如果情况是这样，则它可创建陈述这个任务以及所涉及装置(其中每个已经具有其单独工作流程项)的数量的对应聚合工作流程项。数据的评估和工作流程项的创建因此如先前所述进行工作。差别在于，在这种情况下，可评估工作流程项。聚合工作流程项引用作为其基础的先前存在的工作流程项。这允许工作流程项收集器和工作流程项列表把来自工作流程知晓装置对象的单独工作流程项的潜在长列表进行编组。

图5和图6示出与工作流程非知晓对象563、663关联的工作流程知晓改型对象562、662。工作流程知晓改型对象能够用来使工作流程非知晓对象是工作流程知晓的。例如，考虑没有任何工作流程知晓性、已经操作的可扩展DCS。在维护关机期间，工作流程支持系统以及用于特定类型的温度发射器的工作流程逻辑可安装到DCS中并且启用。工作流程逻辑不改变这种类型的温度发射器的装置实例(工作流程非知晓对象实例)的现有部分，它仅与其关联并且访问数据(例如经由OPC)、例如先前已经存在的装置参数。在另一个示例中，DMS经由OPC展示装置相关数据。安装工作流程支持系统，其包含现场装置的改型对象，并且充当OPC客户端。然后，它经由OPC提供工作流程知晓改型对象中的工作流程逻辑的数据访问。现有DMS无需任何修改。

在图5的示例中，自动化系统500的自动化系统组件502在计算机系统550中由工作流程非知晓对象563来表示。工作流程知晓改型对象562这时能够与工作流程非知晓对象563关联。通过建立这种关联，工作流程非知晓对象563成为经过关联工作流程知晓改型对象562的计算组件564的逻辑所启用的工作流程。这使计算机系统550能够通过还相对计算机系统550中没有充分工作流程启用表示的自动化系统组件(例如组件502)使用计算组件564的逻辑，来计算工作流程项(例如工作流程项575)。由此，计算组件564的接口配置成接收评估相应工作流程项所需的相应特定系统数据。由此，按照与改型工作流程知晓对象562直接表示自动化组件502时的相同方式，关联工作流程项简档570包括与自动化系统组件502有关的关联简档信息。

图6示出用于实现改型工作流程知晓对象的一个备选实施例。除了图5所述的示例之外，作为对表示自动化系统组件602的工作流程非知晓对象663的覆盖来添加由改型工作流程知晓对象662的计算组件664的逻辑所计算的工作流程项675。因此，按照好像是其自己的数据一样的方式，工作流程非知晓对象663与所计算工作流程项699直接关联，相当于该对象从开始一直是工作流程知晓时原本存在的状态。这能够通过下列步骤进行：将工作流程逻辑和工作流程项简档注入现有工作流程非知晓对象(例如通过将变量和方法添加到导入的标记化电子装置描述(EDD)文件中)，或者DCS模拟这种状况(例如通过聚合两个独立对象，一个是改型对象，用于数据访问的所有目的)。实现这种模拟的一种方法是通过两个OPC统一架构(OPC UA)对象的适当聚合。例如，OPC UA服务器的信息模型可展示作为工作流程非知晓的自动化装置对象。通过没有任何变更地从第一服务器中的现有工作流程非知晓获得信息，并且对每个对象关联改型工作流程逻辑和那个逻辑所生成的工作流程项的源，按照OPC UA标准的第二个所谓的“聚合服务器”能够提供对应工作流程知晓信息模型(即，具有工作流程知晓自动化装置对象)。对所连接的OPC UA客户端，聚合改型服务器和原始工作流程知晓服务器可完全相同地表现，同时改型服务器无需任何改变。

图7示出表示自动化系统组件703、704、705的编组700的工作流程知晓对象762。这种工作流程知晓对象能够基于其自己的数据并且基于来自自动化系统的其它部分的数据，来访问工作流程状态。工作流程知晓对象762能够与一个或多个计算组件764、766、768关联。计算组件764、766、768可具有配置成处理与不同编组相关的自动化系统的特定数据的逻辑。例如计算组件743可以能够接收并且处理与编组700(例如现场总线)相关的特定数据，而计算组件744、745可涉及子编组(例如组件703、704)或者涉及单独现场装置组件705。换言之，自动化系统能够具有自动化系统组件的编组，以及自动化系统的特定数据能够涉及编组的任一个。在计算机系统750中，表示这种编组700的单个工作流程知晓对象762的相应计算组件可以能够评估编组700中的任何子编组的特定数据，一直到单独组件级。

例如，通信网络的工程可要求检查网络中的所有主机是否已经配置有地址。表示通信网络的编组工作流程知晓对象能够聚合网络的装置的总体状态。它还能够检查所有主机地址是否在网络中是唯一(而不是各主机自行检查其同属（sibling），以及它们是否与网络地址一致。

这种协作不要求表示通信主机的自动化对象知道工作流程。充分的是，表示整体网络的自动化对象是知晓的。此外，用于工作流程项的简档甚至无需是网络工程特定的。最小要求可在于，它能够描述任务、指示用户或用户编组执行该任务，并且引用其上可能执行任务的(工作流程非知晓)对象(即，这与网络工程的特定任务相比是相当一般的信息)。

计算机系统750还可包括选择器组件，其配置成对于基于工作流程项简档的对象特定数据值所识别的工作流程项进行聚合、分类、过滤和评级。例如，在离线工程期间，滤出涉及通信的工作流程项。在另一个示例中，所有项均按照其临界性来编组。一般来说，选择器组件可由工程师来参数化，以影响查看组件显示的内容。它可由工程师配置成选择与外部连接系统进行通信的项。此外，可预先配置该系统(例如，该系统能够配置成处于某个生存周期阶段、例如使用，其间接地仅将使用相关项配置成被显示)。

总之，关于先前所公开的实施例，计算机系统可包括用于跟踪工作流程知晓对象的多个目录。各目录可跟踪一个或多个工作流程知晓对象。它同样可跟踪工作流程非知晓对象连同与哪一个工作流程知晓对象提供工作流程改型功能性(参见改型工作流程知晓对象)有关的信息。各工作流程知晓对象可与具有评估所需工作、例示工作流程项并且计算所例示工作流程项的简档数据的值的一个或多个计算组件关联。各计算组件逻辑可访问自动化系统100(参见图1)的特定数据的各种子集。这种特定数据可属于相应自动化系统组件本身或者在编组或者任何其它可访问组件的情况下属于父组件。一般来说，所公开的功能、自动化对象和工作流程项简档还可自由地引用并且相互访问数据。任何逻辑可从包括其它工作流程项的任何自动化对象来访问任何数据。

图8示出按照本发明的一个实施例、用于支持自动化系统工程师的计算机实现方法800的简化流程图。

方法800包括接收810自动化系统的至少一个组件的特定数据，其中至少一个组件由多个工作流程知晓对象的工作流程知晓对象来表示。在本公开的上下文中，自动化系统的组件能够涉及自动化系统的特定装置组件或者这类组件的任何编组。也就是说，组件还能够提供关于多个装置组件的数据。当运行820与工作流程知晓对象关联的至少一个计算组件时，它基于具有用户相关信息的工作流程项简档并且基于自动化系统的特定数据来计算830工作流程项。用户相关信息用来检索与自动化系统工程师关联的用户标识符。关联的所检索用户标识符能够包含在工作流程项简档中，或者它能够经由简档的用户相关信息来访问。运行方法800的计算机系统然后能够基于预定义识别规则来识别840工作流程项。例如，工作流程项简档和所检索用户标识符能够由预定义识别规则来使用。通过使用所检索用户标识符，系统能够传递850所识别的工作流程项供自动化系统工程师110使用。

可通过将所识别工作流程项发送给适合按照工作上下文传递所识别工作流程项的计算机系统的用户接口，来实现传递850。上下文例如能够涉及优良工作流程中的相应工程阶段，从而允许自动化系统工程师更有效地浏览工作流程项的列表，因为工作流程项能够按照上下文来存储、过滤或聚合。久之，工作流程项对用户的可视化可根据从上下文所得出的信息(例如在优良工作流程定义的情况下的“过滤”设定或阶段信息)而改变。

还可通过向外部系统发送所识别工作流程项，来实现传递850。在这个实施例中，工作流程项还可用作用于机器对机器通信的输入。外部系统可采用自动化系统工程师的其它外部信息来丰富工作流程项。

本发明的实施例能够通过数字电子电路、或者通过计算机硬件、固件、软件或者它们的组合来实现。本发明能够实现为计算机程序产品，例如信息载体、例如机器可读存储装置中有形地包含的计算机程序，供数据处理设备、例如可编程处理器、计算机或多个计算机执行或者控制其操作。如要求保护的计算机程序能够通过任何形式的编程语言(包括编译或解释语言)来编写，并且它能够通过任何形式来部署，包括作为独立程序或者作为模块、组件、子例程或者适合于计算环境中使用的其它单元。计算机程序可部署成在一个计算机或者在一个站点处或分布于多个站点并且通过通信网络互连的多个计算机上运行。所述方法能够全部由相应装置上的对应计算机产品(例如第一和第二计算机、受托计算机和通信部件)来运行。

本发明的方法步骤能够由运行计算机程序的一个或多个可编程处理器来执行，以通过对输入数据进行操作并且生成输出来执行本发明的功能。方法步骤还能够由专用逻辑电路来执行并且本发明的设备能够实现为专用逻辑电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。

适合运行计算机程序的处理器作为举例包括专用和通用微处理器以及任何种类的数字计算装置的任何一个或多个处理器。一般来说，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或者它们两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于运行指令的至少一个处理器以及用于存储指令和数据的一个或多个存储器装置。一般来说，计算机还将包括用于存储数据的一个或多个大容量存储装置(例如磁、磁光盘、光盘或固态磁盘等)，并且在操作上与其耦合以便从其中接收数据或者对其传递数据或者接收和传递数据。这类存储部件也可按需提供，并且是经过因特网可访问的(例如云计算)。适合于包含计算机程序指令和数据的信息载体包括所有形式的非易失性存储器，作为举例包括例如EPROM、EEPROM和闪速存储器装置等的半导体存储器装置、例如内部硬盘和可拆卸磁盘等的磁盘、磁光盘以及CD-ROM和DVD-ROM光盘。处理器和存储器能够由专用逻辑电路来补充或者结合到其中。

为了提供与用户的交互，本发明能够在计算机上实现，其中计算机具有：显示装置，例如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)监视器，用于向用户显示信息；输入装置、例如键盘、触摸屏或触摸板，指针装置、例如鼠标或轨迹球，用户能够通过其向计算机提供输入。其它种类的装置也能够用来提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈能够是任何形式的感测反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或者触觉反馈；以及能够接收采取任何形式的来自用户的输入，包括声音、语音或触觉输入。

本发明能够在计算系统中实现，计算系统包括例如作为数据服务器的后端组件，或者包括例如应用服务器等中间件组件，或者包括例如客户端计算机(其具有图形用户接口或者万维网浏览器，用户能够通过其与本发明的实现进行交互)等前端组件，或者这类后端、中间件或前端组件的任何组合。客户端计算机还能够是移动装置，例如智能电话、平板PC或者任何其它手持或者可佩戴计算装置。系统的组件能够通过数字数据通信的任何形式或介质、例如通信网络来互连。通信网络的示例包括局域网(LAN)和广域网(WAN)，例如因特网或无线LAN或电信网络。

计算系统可包括客户端和服务器。客户端和服务器一般相互远离，并且通常经过通信网络进行交互。客户端和服务器的关系依靠运行于相应计算机并且相互具有客户端-服务器关系的计算机程序而出现。

Claims (16)

1.一种用于支持自动化系统工程师(110)的计算机系统(150)，包括：

至少一个存储器，配置成存储

       多个工作流程知晓对象的工作流程知晓对象(162)，其中所述工作流程知晓对象表示(142)自动化系统(100)的至少一个组件(102)；以及

       至少一个计算组件(164)，其与所述工作流程对象(162)关联，并且具有接收(144)所述自动化系统(100)的特定数据的接口(165)；

所述计算机系统(150)还包括至少一个处理器，其配置成运行：

       所述至少一个计算组件(164)，基于具有用户相关信息的工作流程项简档(170)并且基于所述自动化系统(100)的所述特定数据来计算工作流程项(175)，其中所述工作流程项简档(170)指定对所述自动化系统(100)的所述至少一个组件(102)的对象引用(146)，并且其中所述用户相关信息配置用于检索(148)与所述自动化系统工程师(110)关联的用户标识符；以及

       工作流程项收集器(180)，配置成基于预定义识别规则来识别所述工作流程项(175)；以及

所述计算机系统(150)还包括用户接口组件(190)，其配置成通过使用所述检索(148)的用户标识符将所述识别的工作流程项(175)传递给所述自动化系统工程师(110)。

2.如权利要求1所述的计算机系统，还包括：

表示工程阶段(210，230)的工作流程数据结构(220，240)，其中所述工作流程数据结构(220，240)具有至少一个工作流程步骤(D1，D2，D3，M1，M2，M3)，并且其中所述工作流程步骤(D1，D2，D3，M1，M2，M3)具有对所述工作流程知晓对象(262)的工作流程任务(T1，T2，T3)的关联(251，252，253)；

所述至少一个存储器还配置成存储所述关联(251，252，253)。

3.如权利要求2所述的计算机系统，其中，所述工作流程数据结构(220，240)与其它工作流程数据结构相结合，以组成工作流程(300)。

4.如权利要求2或3所述的计算机系统，其中，至少一个处理器配置成在由所述工作流程项收集器所识别之前，将所述工作流程任务例示为其它工作流程项。

5.如以上权利要求中的任一项所述的计算机系统，其中，通过所述至少一个计算组件的所述接口所接收的所述自动化系统的所述特定数据基于另一个工作流程知晓对象。

6.如以上权利要求中的任一项所述的计算机系统(450)，其中，所述存储器还配置成存储

纯工作流程知晓对象(452)，其与所述工作流程知晓对象(462，466)关联(447，448)并且还与至少一个其它计算组件(454)关联，所述至少一个其它计算组件(454)在由所述至少一个处理器运行时配置成基于所述工作流程项(475)来计算其它工作流程项(485)。

7.如以上权利要求中的任一项所述的计算机系统(550，650)，其中，所述至少一个存储器还配置成存储与表示所述自动化系统(500，600)的任意组件(502，602)的工作流程非知晓对象(563，663)关联的工作流程知晓改型对象(562，662)。

8.如以上权利要求中的任一项所述的计算机系统，其中，所述工作流程项引用工作上下文。

9.如以上权利要求中的任一项所述的计算机系统，其中，所述工作流程项简档基于所述自动化系统的组件的子集的共同性来丰富。

10.如以上权利要求中的任一项所述的计算机系统，其中，所述工作流程项简档还包括下列中的任一个：

用户相关信息、对象引用、技术任务总结描述、任务管理细节和技术任务细节。

11.如以上权利要求中的任一项所述的计算机系统，还包括选择器组件，其配置成对于基于所述工作流程项简档的对象特定数据值所识别的工作流程项进行聚合、分类、过滤和评级。

12.如以上权利要求中的任一项所述的计算机系统，其中，所述自动化系统具有自动化系统组件的编组，以及所述自动化系统的所述特定数据涉及所述编组的任一个。

13.一种用于支持自动化系统工程师(110)的计算机实现方法(800)，包括：

接收(810)自动化系统(100)的至少一个组件(102)的特定数据，其中所述至少一个组件(102)由多个工作流程知晓对象的工作流程知晓对象(162)来表示；

运行(820)与所述工作流程知晓对象关联的至少一个计算组件(164)；

由所述至少一个计算组件(164)基于具有用户相关信息的工作流程项简档(170)并且基于所述自动化系统(100)的所述特定数据来计算(830)工作流程项(175)，其中所述用户相关信息用来检索(148)与所述自动化系统工程师(110)关联的用户标识符；

基于预定义识别规则来识别(840)所述工作流程项(175)；以及

通过使用所述检索(148)的用户标识符，传递(850)所述识别的工作流程项供所述自动化系统工程师(110)使用。

14.如权利要求13所述的计算机实现方法，其中，所述传递步骤将所述识别的工作流程项(175)发送给适合按照工作上下文来传递所述识别的工作流程项(175)的用户接口。

15.如权利要求13或14所述的计算机实现方法，其中，传递(850)包括：

将所述识别的工作流程项(175)发送给外部系统。

16.一种计算机程序产品，在加载到计算装置的存储器中并且由所述计算装置的至少一个处理器来运行时，运行权利要求13至15中的任一项所述的计算机实现方法的步骤。