CN104412183B - 用于配置控制装置中的模拟过程报警的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于配置数字控制装置中的模拟过程报警的系统和方法。所述系统可包括：逻辑编辑器，所述逻辑编辑器配置用于在所述数字控制系统内创建模板，所述模板包括与模拟过程变量关联的对应一个或多个模拟报警子变量的一个或多个别名；人机界面，所述人机界面配置用于向用户提供使与所述数字控制系统内的所述模拟过程变量关联的处理逻辑可视化的模拟报警虚拟块图，并从所述用户接收从所创建的模板中选择模板的请求；以及模板生成器，所述模板生成器配置用于基于对所述模板的选择，自动生成所述模拟过程报警的所述对应模拟报警子变量的所述别名。所述别名可直接在所述模拟过程变量上定义。

Description

用于配置控制装置中的模拟过程报警的系统和方法

技术领域

本发明大体上涉及控制系统，并且更具体地，涉及用于配置控制装置中的模拟过程报警的系统和方法。

背景技术

在一些发电设备或过程脱离预期操作范围时，用于此类设备或过程的某些数字控制系统的操作员可接收到警告。此类设备可包括发电设备、炼油设备、管道泵站、制造设施以及很多其他适当应用中的机器。这些通知一般采取在人机界面(HMI)上通过如喇叭、指示灯和报警列表的手段向操作员发出通知的“报警”的形式。在一些常规数字控制系统中，存在称为“模拟过程报警”的特定类别的报警。模拟报警可针对任一模拟过程变量进行配置并可生成多种条件下的报警状态。对于任何给定模拟报警，可能存在多种使能(enable)、设定点值、时间延迟值和报警标记变量。

在某些常规系统中配置多个模拟报警可能是耗时的，因为每个模拟报警均可在对应模拟过程变量中进行配置。此外，以这样的方式配置模拟报警可导致模拟报警之间一致性和均一性的缺乏。

在某些常规系统中，控制器运行时间中的功能块可用于生成模拟报警。然而，这可能在过程变量与其模拟报警配置之间引入层，这使得对系统的维护和改变相对更加困难。

另外，在一些情况下，控制系统中的与客户设施处的命名约定可不同。例如，控制系统中的“超过上限”变量的主要名称可为“00AI1000.H”，而变量的客户名称可遵循(例如)电厂标识系统(KKS)命名约定。在此情况下，为了以熟悉的方式显示变量，操作员可能需要手动将KKS名称分配给每个报警变量，这导致了大量努力。

因此，常规系统并未提供配置数字控制系统中的模拟过程报警，这允许从控制逻辑内单个点管理模拟报警的配置和文件编制并提供与报警关联的变量的自动化和交叉引用。此外，现有解决方案并未提供用于数字控制系统中模拟报警的集中式基于模板的命名机制。

发明内容

本发明涉及用于配置控制装置中的模拟过程报警的计算机实现的方法。根据一个实施例中，提供一种方法。所述方法可包括：在数字控制系统内，创建一个或多个模板，其中每个模板包括用于与模拟过程变量关联的对应一个或多个模拟报警子变量的一个或多个别名；通过人机界面向用户提供使与数字控制系统内的模拟过程变量关联的处理逻辑可视化的模拟报警虚拟块图；从用户接收对从一个或多个模板中选择模板的请求；以及基于对模板的选择，自动生成模拟过程报警的对应一个或多个模拟报警子变量的一个或多个别名，其中所述一个或多个别名直接在模拟过程变量上定义。

根据另一个实施例，提供一种系统。所述系统可包括：逻辑编辑器，所述逻辑编辑器配置用于在数字控制系统内创建一个或多个模板，其中每个模板包括用于与模拟过程变量关联的对应一个或多个模拟报警子变量的一个或多个别名；人机界面，所述人机界面配置用于向用户提供使与数字控制系统内的模拟过程变量关联的处理逻辑可视化的模拟报警虚拟块图并从用户接收对从一个或多个模板中选择模板的请求；以及模板生成器，所述模板生成器配置用于基于对模板的选择，自动生成模拟过程报警的对应一个或多个模拟报警子变量的一个或多个别名，其中所述一个或多个别名直接在模拟过程变量上定义。

根据又一个实施例，提供一种非瞬时性处理器可读介质。所述介质可具有用于配置数字控制系统中的模拟过程报警的指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时，导致所述一个或多个处理器在数字控制系统内创建一个或多个模板，其中每个模板包括用于与模拟过程变量关联的对应一个或多个模拟报警子变量的一个或多个别名；通过人机界面向用户提供使与数字控制系统内的模拟过程变量关联的处理逻辑可视化的模拟报警虚拟块图；从用户接收对从一个或多个模板中选择模板的请求；以及基于对模板的选择，自动生成模拟过程报警的对应一个或多个模拟报警子变量的一个或多个别名，其中所述一个或多个别名直接在模拟过程变量上定义。

根据以下结合随附附图所进行的描述，其他实施例和方面将会变得明显。

附图说明

图1描绘示出根据本发明的实施例的示例性环境和系统的块图。

图2描绘根据本发明的示例性实施例的示例性数字控制系统。

图3描绘示出根据本发明的示例性实施例的用于配置模拟过程报警的系统的各个模块的块图。

图4描绘示出根据本发明的示例性实施例的用于配置模拟过程报警的系统中的模拟报警的配置属性的总结(wrapping)的块图。

图5描绘根据本发明的示例性实施例的基于所创建的模板的模拟报警子变量的别名的自动生成的示意表示。

图6描绘根据本发明的示例性实施例的方法的流程图。

具体实施方式

以下具体实施方式包括对附图的参照，所述附图形成具体实施方式的部分。附图包括根据示例性实施例的图示。这些示例性实施例在本说明书中又被称为“实例”，对其进行足够详细地描述以使得所属领域中的技术人员能够实践本发明的主题。在不脱离要求保护的主题的范围的情况下，可组合示例性实施例、可利用其他实施例、或可做出结构、逻辑和电气的变化。因此，不应以限制性意义理解以下具体实施方式，并且范围是由所附权利要求书和其等效物限定。

本说明书中公开的示例性实施例可使用多种技术实现。例如，本说明书中描述的方法可在计算机系统上执行的软件中或在利用微处理器或其他专门设计的专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置的组合的硬件中、或以它们的各种组合来实现。具体地讲，本说明书中描述的方法可由位于如磁盘驱动器或计算机可读介质的存储介质上的一系列的计算机可执行指令实现。

本说明书中描述的实施例涉及用于配置数字控制系统中的模拟过程报警的计算机实现的方法。数字控制系统用于控制各种设备，如发电设备、炼油设备、管道泵站、制造设施等。有时，数字控制系统所控制的设备或过程可能脱离预期操作范围。例如，过程温度可变得过高、或压力可变得过低。当这种情况发生时，数字控制系统可在HMI上以喇叭、指示灯、报警列表的形式将特定通知提供给操作员。

根据示例性实施例，模拟报警(其生成了多种条件下的报警状态)可由特殊虚拟块来表示和控制。模拟报警虚拟块可提供用户界面以配置和显示模拟报警数据。这可允许用户检查逻辑图上模拟报警的状态和配置。

通过使用模拟报警虚拟块，用户可从单个点集中配置模拟报警，并且由于此块仅仅是可视化而非运行时间构造，因此模拟报警可直接在过程变量上定义。与常规解决方案相比，本说明书中描述的实施例可使得能够在过程变量与用于过程变量的模拟报警配置之间未引入层的情况下配置模拟报警。因此，通过本说明书中描述的示例性实施例可简化对数字控制系统的维护和改变。

在一些示例性实施例中，一种用于配置数字控制系统中的模拟过程报警的方法可包括创建用于生成模拟报警名称的模板。每个模板可包括对应于与模拟过程变量关联的一个或多个模拟报警子变量的一个或多个别名。因此，可通过替换模拟报警子变量的名称的不同部分基于所选择的模板自动生成模拟报警子变量的别名。

本发明的某些实施例的技术效果可包括通过提供集中式用户界面来配置和显示与模拟报警关联的模拟报警数据而改进可用性并简化数字控制系统的维护和修改。另外技术效果可包括通过可视化块并且消除对运行时间构造的需要来直接在过程变量上定义模拟报警的能力。而且，另外技术效果可包括保持模拟报警子变量命名的均一性；促进模拟报警的重命名；以及通过使用用于生成模拟报警名称的预定义的基于别名的模板来减少人为错误和配置时间。

现在参照附图，图1描绘示出根据一个或多个示例性实施例的适用于实施用于配置数字控制系统中的模拟过程报警的方法的系统环境100的简化图。具体地，系统环境100可包括设备110、具有用于配置模拟过程报警的系统300的数字控制系统200、HMI 130以及用户140。

设备110可包括发电设备、炼油设备、管道泵站、制造设施中的机器等。设备110和用于设备110的模拟报警的配置可受数字控制系统200控制。数字控制系统200可包括用于配置模拟过程报警的系统300，所述用于配置模拟过程报警的系统300在控制逻辑中将设备110的模拟报警的配置和文件编制总结到一处，由此允许与报警关联的变量的自动化和交叉引用。

用户140可通过人机界面130来与数字控制系统200交互。人机界面130可提供对模拟报警配置的控制和可视化并且可包括简单文本显示、图形操作员面板、触摸屏、工业化个人计算机(iPC)、监视控制与数据采集系统(SCADA)、基于web的HMI解决方案等。

图2描绘根据一个或多个示例性实施例的具有用于配置模拟过程报警的引入系统300的数字控制系统200的示意性图示。数字控制系统200可包括操作来运行用于配置模拟过程报警的系统300的处理器215。处理器215可通信地连接至输入装置225、显示器220和控制器205。控制器205可通信地连接至设备(未示出)，所述设备可(例如)包括发电设备、炼油设备、管道泵站、制造设施等。在操作中，用于配置模拟过程报警的系统300可由处理器215运行并且在显示器220上图形显示。用户140可使用输入装置225来将命令输入至用于配置模拟过程报警的系统300。设备110的数据可由控制器205接收并且由处理器215处理。模拟报警和模拟变量定义的逻辑可位于处理器215和/或控制器205中。用于配置模拟过程报警的系统300可接收关于模拟报警和模拟变量定义的逻辑的数据并在显示器220上虚拟表示这些数据。当用户140为用于配置模拟过程报警的系统300来向输入装置225输入命时，可使命令传输至模拟报警的逻辑，并且可在那里直接执行模拟变量定义。

图3描绘示出一个或多个示例性实施例的用于配置模拟过程报警的系统300的各个模块的块图。用于配置模拟过程报警的系统300可包括、嵌入或连接至逻辑编辑器305、人机界面310和模板生成器315。总体上，用于配置模拟过程报警的系统300可配置用于实施本说明书中公开的用于配置模拟报警的方法。在示例性实施例中，用于配置模拟过程报警的系统300可为可安装在数字控制系统200上的专用软件应用程序。

在一些示例性实施例中，逻辑编辑器305、人机界面310和模板生成器315可集成在单个设备内，或替代地，可远程地定位并且通过第三方任选地访问。用于配置模拟过程报警的系统300可进一步包括额外模块，但此类模块的公开内容省略，以便避免使得本教义的完整描述繁琐。

逻辑编辑器305可配置用于针对数字控制系统200内的模拟报警变量的名称创建模板。每个模板可包括用于模拟过程变量的对应模拟报警子变量的一个或多个别名。基于子变量的别名，可生成报警变量名称。

人机界面310可配置用于向用户提供模拟报警虚拟块图。模拟虚拟块图可使与数字控制系统内的模拟过程变量关联的处理逻辑可视化。另外，通过人机界面310，可从用户接收对从数字控制系统中可用的模板中选择模板的请求。

模板生成器315可配置用于基于由用户140选择的模板自动生成用于模拟过程报警的对应模拟报警子变量的别名。对于用于配置模拟过程报警的系统300，别名可直接在模拟过程变量上以及使用系统来修改的其他配置属性定义。

可直接在模拟过程变量上定义别名，因为用于配置模拟过程报警的系统300可能不存储模拟报警的配置属性，而是总结它们并且将它们的表示提供给用户140。

图4描绘示出根据一个或多个示例性实施例的用于配置模拟过程报警的系统300中的模拟报警的配置属性的总结400的块图。

与数字控制系统内的模拟过程变量405关联的模拟报警410可包括配置属性415。这些配置属性415可包括设定点值、时间延迟值、报警标记变量等。用于配置模拟过程报警的系统300可总结配置属性415、将它们呈现给用户并且使得用户能够修改配置属性415。由于总结配置属性415，变量的属性415的配置可执行而不会在报警过程变量405与模拟报警配置之间创建层。

数字控制系统200中的报警过程变量405表示设备110的一些参数，如温度、压力、水平、pH值、密度、水分含量、重量、速度等。在设备110的操作期间，参数中的一些可偏离预期操作范围。当这种情况发生时，报警条件可发生。

在一些示例性实施例中，当数字控制系统200确定报警条件发生时，可触发模拟报警，并且用户140(包括数字控制系统200的系统工程师和操作员)可被告知报警条件。在一些示例性实施例中，可通过声音、指示灯、报警列表等告知用户140。

根据某些示例性实施例，可基于对报警条件已经发生的确定执行动作。这些动作可相对于设定点值、时间延迟值、报警标记变量执行并可通过用于配置模拟过程报警的系统300进行控制。为了这个目的，用于配置模拟过程报警的系统300可向用户140提供使与数字控制系统内的模拟过程变量关联的处理逻辑可视化的模拟报警虚拟块图。在使用这个模拟报警虚拟块图时，用户140可查看和修改模拟报警的状态和配置。

另外，模拟报警虚拟块图提供对可允许管理与模拟报警子变量关联的一些模拟报警特性的配置框的访问。此类模拟报警特性可包括(例如)输入、输出、参数等。

根据某些示例性实施例，模拟报警虚拟块图可以具有智能块形状的块的形式提供。

可根据与用户140的组织所采用的命名约定不同的命名约定来对数字控制系统200中的模拟报警变量命名。为了以熟悉的方式查看模拟报警，用户140可能想要显示用别名(即变量的第二名称，其允许了单个变量同时遵循多个命名约定)替换的模拟报警名称。为了这个目的，用于配置模拟过程报警的系统300也可允许为模拟报警变量的名称来创建模板。

基于模板，用于配置模拟过程报警的系统300可自动生成用于每个模拟报警子变量的别名。可通过“替换”字符串来每系统一次地定义别名以生成名称的不同部分，而非针对每个报警变量手动分配另一名称。

在一些示例性实施例中，用于模拟报警变量的名称的每个模板可对应于特定命名约定(如KKS)。

图5描绘根据一个或多个示例性实施例的基于所创建的模板的模拟报警子变量的别名的自动生成500的示意表示。

在将模拟报警虚拟块插入数字控制系统200中时，可由数字控制系统200的操作员或控制工程师创建模板。操作员可选择要处理的模板，并被提示模板中定义的每个属性的输入值。

模板的模板属性505可包括多个属性，包括属性名称、描述等。操作员可根据模板的命名约定来指定所选择的模板的属性的值。

基于针对属性指定的值，可通过由属性的名称组成别名来自动生成子变量名称的别名字符串510。随后可将属性值替换成别名字符串，并且可将每个别名应用于对应报警变量。

在一些示例性实施例中，在生成时，可将别名置入对应子变量的别名特性。

用于配置模拟过程报警的系统300可包含根据不同命名约定来创建的多个模板。用户140可选择将使用的模板。

报警变量的别名的自动生成促进提供用于报警变量的别名，由此消除人为错误和时间。此外，由于自动生成，别名可保持均一性和一致性并且避免格式差异和变异。

图6描绘根据一个或多个示例性实施例的用于配置模拟过程报警的方法600的流程图。方法600可由处理逻辑执行，所述处理逻辑可包括硬件(例如，专用逻辑、可编程逻辑和微代码)、软件(如在通用计算机系统或专用机器上运行的软件)或两者的组合。在一个示例性实施例中，处理逻辑位于用于配置模拟过程报警的系统300处，所述用于配置模拟过程报警的系统300可位于数字控制系统200中。方法600可由以上参照图3所述各种模块执行。这些模块中的每个均可包括处理逻辑。所属领域中的技术人员应了解，前述模块的实例可为虚拟的，并且被认为由模块执行的指令实际上可由处理器检索和执行。前述模块还可包括存储卡、服务器和/或计算机磁盘。虽然各种模块可配置用于执行本说明书中描述的一个或多个步骤，但更少或更多的模块可被提供并仍落在示例性实施例的范围内。

如图6所示，方法600可在操作605处开始，其中逻辑编辑器305针对模拟报警子变量的别名创建模板。在一些实施例中，创建模板可包括向操作员提供配置对话框。在这个配置对话框中，操作员可输入子变量的别名。当接收到与子变量的别名相关的输入数据时，可将别名保存至数字控制系统数据库。

在操作610处，人机界面310可向用户提供使处理逻辑可视化的模拟报警虚拟块图。模拟报警虚拟块图可提供用户界面来配置和显示模拟报警数据。用户界面可为用户显示逻辑图上模拟报警的状态和配置。

在一些实施例中，模拟报警虚拟块图可通过以具有智能块形状的用户块的形式在逻辑图上显示模拟报警数据来引用变量。

在操作615处，人机界面310可接收对从用于配置模拟过程报警的系统300中可用的模板中选择模板的用户请求，以用对应于特定命名约定的别名替换模拟报警名称。

在操作620处，模板生成器315可基于对模板的选择自动生成用于模拟报警子变量的别名。所产生的别名可对应于特定命名约定并可替换模拟报警子变量的主要名称，如为用户所显示的。

在一些示例性实施例中，所生成的别名可存储到对应子变量的别名性质。

方法600可实现对模拟过程报警别名和配置的集中配置并允许与报警关联的变量的自动化和交叉引用。以它们的状态、参数和配置表示模拟过程报警的模拟报警虚拟块图可能不是运行时间构造、而是可视化，这样使得模拟报警可直接针对过程变量维持。

对根据示例性实施例的系统、方法、装置和计算机程序产品的块图进行了参考。应了解，块图中的至少一些块，以及块图中的块组合分别可至少部分地由计算机程序指令实施。这些计算机程序指令可加载到通用计算机、专用计算机、基于硬件的专用计算机或者其他可编程数据处理装置上来构成一种机器，所述机器借助在计算机或其他可编程数据处理设备中执行的指令来构成实施块图中至少一些块或者所述块图中的块组合的功能的手段。

这些计算机程序指令还可存储在计算机可读存储器中，所述存储器可引导计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式运作，以使得存储在所述计算机可读存储器中的指令产生一种制品，所述制品包括实施一个或多个块中指定的功能的指令手段。所述计算机程序指令还可加载到计算机或其他可编程数据处理装置上，以使得将要在所述计算机或其他可编程装置上执行的一系列操作步骤产生一种计算机实施过程，以使得在所述计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于执行一个或多个块中指定的功能的步骤。

本说明书中描述的系统的一个或多个部件以及方法的一个或多个要素可通过计算机的操作系统上运行的应用程序实施。系统的一个或多个部件还可通过其他计算机系统配置来实践，包括手持装置、多处理器系统、基于微处理器的或可编程的消费电子装置、微型计算机、主计算机等。

为本说明书中描述的系统和方法的组成部分的应用程序可包括实施特定抽象数据类型并且执行特定任务或动作的例行程序、程序、部件、数据结构等。在分布式计算环境中，应用程序(整体或部分地)可位于本地存储器或其他存储器中。另外或替代地，应用程序(整体或部分)可定位于远程存储器中或存储装置中，以便顾及到由通过通信网络而连接的远程处理设备来执行任务的情况。

受前述描述和相关附图中提出的教义的启发，将会想到本说明书中所陈述的与前述描述有关的示例性描述的许多修改和其他实施例。因此，将了解，本发明可以许多形式体现，并且不应限于上述示例性实施例。因此，应了解，本发明并不限于所公开的具体实施例，各种修改和其他实施例意图包括在随附权利要求书的范围内。尽管本说明书中采用了特定术语，但是这些术语具有通用意义并仅用于说明意义，而不用于限制目的。

Claims (19)

1.一种用于配置数字控制系统中的模拟过程报警的方法，所述方法包括：

在所述数字控制系统内创建一个或多个模板，其中每个模板包括与模拟过程变量关联的对应一个或多个模拟报警子变量的一个或多个别名；

通过人机界面向用户提供使与所述数字控制系统内的所述模拟过程变量关联的处理逻辑可视化的模拟报警虚拟块图；

从所述用户接收从所述一个或多个模板中选择模板的请求；以及

通过替换模拟报警子变量的名称的不同部分，基于对所述模板的选择，自动生成所述模拟过程报警的所述对应一个或多个模拟报警子变量的所述一个或多个别名，其中所述一个或多个别名直接在所述模拟过程变量上定义。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：

确定报警条件已经发生；以及

基于所述确定，选择性地将一个或多个通知提供给所述数字控制系统的操作员。

3.根据权利要求2所述的方法，所述方法进一步包括基于对所述报警条件已经发生的所述确定，执行以下动作中的一个或多个：实现过程；提供设定点值；提供时间延迟值；以及设定报警标记变量。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述报警条件包括意外操作值。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述一个或多个通知包括声音、指示灯和报警列表中的一个或多个。

6.根据权利要求1所述的方法，其中创建模板包括：

向操作员提供配置对话框；

从所述操作员接收输入数据，所述输入数据包括所述子变量的所述一个或多个别名；以及

将所述一个或多个别名保存至数字控制系统数据库。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述子变量与以下模拟报警特性中的一个或多个关联：输入、输出、参数，并且所述操作员能够使用所述配置对话框设定所述模拟报警特性。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个别名对应于特定命名约定。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个模板中的每个对应于特定命名约定。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述模拟报警虚拟块图是以具有智能块形状的块的形式提供。

11.一种用于配置数字控制系统中的模拟过程报警的系统，所述系统包括：

逻辑编辑器，所述逻辑编辑器配置用于在所述数字控制系统内创建一个或多个模板，其中每个模板包括与模拟过程变量关联的对应一个或多个模拟报警子变量的一个或多个别名；

人机界面，所述人机界面配置用于向用户提供使与所述数字控制系统内的所述模拟过程变量关联的处理逻辑可视化的模拟报警虚拟块图并且从所述用户接收从所述一个或多个模板中选择模板的请求；以及

模板生成器，所述模板生成器配置用于通过替换模拟报警子变量的名称的不同部分，基于对所述模板的选择，自动生成所述模拟过程报警的所述对应一个或多个模拟报警子变量的所述一个或多个别名，其中所述一个或多个别名直接在所述模拟过程变量上定义。

12.根据权利要求11所述的系统，其中与所述模拟过程变量关联的所述处理逻辑用于确定报警条件已经发生，并且基于所述确定，选择性地将一个或多个通知提供给所述数字控制系统的操作员。

13.根据权利要求12所述的系统，与所述模拟过程关联的所述处理逻辑进一步配置用于执行以下动作中的一个或多个：实现过程；提供设定点值；提供时间延迟值；以及设定报警标记变量。

14.根据权利要求12所述的系统，其中所述报警条件包括意外操作值。

15.根据权利要求12所述的系统，其中所述一个或多个通知包括声音、指示灯和报警列表中的一个或多个。

16.根据权利要求11所述的系统，其中所述模板生成器配置用于：

向操作员提供配置对话框；

从所述操作员接收输入数据，所述输入数据包括所述子变量的所述一个或多个别名；以及

将所述一个或多个别名保存至数字控制系统数据库。

17.根据权利要求11所述的系统，其中所述子变量与以下模拟报警特性中的一个或多个关联：输入、输出、参数，并且所述操作员能够使用所述配置对话框设定所述模拟报警特性。

18.根据权利要求11所述的系统，其中所述一个或多个别名对应于特定命名约定。

19.根据权利要求11所述的系统，其中所述一个或多个模板中的每个对应于特定命名约定。