CN110506240A - 工程辅助系统、工程辅助方法、服务器设备、存储介质、客户端设备及客户端程序 - Google Patents

工程辅助系统、工程辅助方法、服务器设备、存储介质、客户端设备及客户端程序 Download PDF

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Abstract

一种工程辅助系统(1)包括：工程服务器(10)，发布工作列表，所述工作列表包括与执行过程控制系统(100)的工程所需工作相关的信息；以及至少一个工程客户端(20)，基于工程服务器(10)发布的工作列表为每个工人授予工作权限，使其能够在授予的工作权限范围内对组成过程控制系统(100)的组成设备执行工作。

Description

工程辅助系统、工程辅助方法、服务器设备、存储介质、客户端 设备及客户端程序
相关申请
以下日本专利申请的内容通过引用并入本文：2017年3月28日在日本递交的专利申请2017-063167
技术领域
本发明涉及工程辅助系统、工程辅助方法、服务器设备、存储介质、客户端设备及客户端程序。
背景技术
在工厂等处构建的过程控制系统具有这样的配置：通常被称为现场仪器的场地仪器(测量仪器、操作仪器)、控制现场仪器的控制器以及执行现场仪器和控制器的操作、监视等的操作监视终端(HMI：Human Machine Interfaces，人机接口)通过通信装置连接。在此过程控制系统中，控制器收集在现场仪器处获得的过程值(例如，关于压力、温度、流速等的测量值)，并且控制器根据收集到的过程值执行动作以操作(控制)现场仪器。在由操作监视终端进行监视的同时重复这些动作，以实现工厂等的高级自动操作。
过程控制系统的设计、构建和维护(工程)通常要由许多工人来完成。例如，过程控制系统的操作计划的设计由工厂工程师完成，过程控制系统的规格的创建以实现设计的操作计划由系统工程师完成。此外，过程控制系统的构建和维护是由系统工程师和现场工程师之间的合作完成的，他们负责组成过程控制系统的各个部件(如在过程控制系统中使用的现场仪器、控制器、操作监视终端、网络、各种程序等等)。
下面提到的专利文献1公开了过程控制系统的辅助维护技术的一个例子。具体地，下面提到的专利文献1公开了一种过程控制系统的辅助维护技术。该技术包括存储装置，存储指示过程控制系统的规格的规格信息；以及提取装置，提取指示过程控制系统的实际情况的实际情况信息，并对存储装置中存储的规格信息与提取装置提取的实际情况信息进行比较，以呈现过程控制系统的实际情况与规格之间的差异。
专利文献
[专利文献1]日本专利第5652444号
发明内容
发明要解决的问题:
另一方面，如上所述，执行过程控制系统的工程会涉及许多工人。过程控制系统的规模越大，过程控制系统的工程中涉及的工人数量就越大。如果工人数量增加，则在许多情况下并行执行各种类型的工作。例如，如果要组成过程控制系统，则并行执行：针对I/O模块的设置工作以将多个现场仪器连接到控制器，针对要在控制器中使用的程序的设置工作，以及针对要在操作监视终端中使用的程序的设置工作。通过以这种方式并行执行各种类型的工作，可以缩短过程控制系统的构建、维护等所需的时间。
然而，在并行执行各种类型的工作的情形下，由于工人技能的差异而可能导致在工程质量上产生差异的缺点，并且由于执行浪费的冗余工作或工作错误而导致可能发生错误设置。例如，可以设想关于已经通过另一工人的设置工作而设置的项目由工人再次执行设置工作的情形。在这种情况下，如果设置了与先前设置的值相同的值，则意味着执行了浪费的冗余工作，如果设置了与先前设置的值不同的值，则意味着由于工作错误而执行了错误设置。
近年来，过程控制系统在各组件之间的协调越来越紧密，因为系统的过程已经数字化并已变得智能化等。这里，即使过程控制系统的一部分是具有低工程质量的部分，在该部分由于工作错误等而执行了错误设置，但仍然担心负面影响可能影响整个过程控制系统。因此，在进行过程控制系统的构建、维护等时，确保工程质量并减少工作错误是极其重要的。
本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供能够在确保工程质量的同时减少工作错误的工程辅助系统、工程辅助方法、服务器设备、存储介质、客户端设备及客户端程序。
解决问题的方案:
(一般公开)
为了解决上述缺陷，本发明的第一方面提供一种工程辅助系统。该工程辅助系统可以为对过程控制系统(100)的工程进行辅助的工程辅助系统(1)。上述工程辅助系统可以包括发布工作列表(L1～L3)的服务器设备(10)，该工作列表包括与执行上述过程控制系统的工程所需工作相关的信息。上述工程辅助系统可以包括至少一个客户端设备(20)，根据服务器设备发布的上述工作列表为每个工人授予工作权限，使其能够在授予的工作权限范围内对组成上述过程控制系统的组成设备执行工作。
另外，在本发明的上述工程辅助系统中，上述工作列表可以包括第一列表(L1)，定义执行上述过程控制系统的工程所需的工作。上述工作列表可以包括第二列表(L2)，根据工人的角色定义与权限相关的信息。上述工作列表可以包括第三列表(L3)，定义指示每个工人角色的信息。
另外，在本发明的上述工程辅助系统中，上述客户端设备可以包括认证单元(24b)，对要使用客户端设备的工人进行认证。上述客户端设备可以包括权限授予单元(24c)，基于上述第二列表和上述第三列表，在第一列表中定义的工作中对允许由上述认证单元认证的工人执行的工作授予工作权限。
另外，在本发明的上述工程辅助系统中，上述第二列表可以包括指示工作管理的信息，该工作管理定义在工人的角色中的哪个负责在上述第一列表中定义的工作。上述权限授予单元考虑上述工作管理可以对工人授予工作权限。
另外，在本发明的上述工程辅助系统中，上述客户端设备可以具有工作进度列表生成单元(24e)，生成指示已经执行的工作的工作进度列表。上述服务器设备可以具有保护设置单元(14c)，基于已经生成的上述工作进度列表设置保护信息，以防止重复执行上述第一列表中定义的工作中已执行的工作。
本发明的第二方面提供一种工程辅助方法。上述工程辅助方法可以为对过程控制系统(100)的工程进行辅助的工程辅助方法。上述工程辅助方法可以包括第一步骤(S12)，发布工作列表(L1～L3)，该工作列表包括与执行上述过程控制系统的工程所需工作相关的信息。上述工程辅助方法可以包括第二步骤(S22)，根据第一步骤中发布的上述工作列表为每个工人授予工作权限，使其能够在授予的工作权限范围内对组成上述过程控制系统的组成设备执行工作。
本发明的第三方面提供一种服务器设备。上述服务器设备可以为服务器设备(10)，提供信息以辅助过程控制系统(100)的工程。上述服务器设备可以包括存储单元(13)，存储组成上述过程控制系统的组成设备的设计信息。上述服务器设备可以包括发布单元(14a)，使用存储在上述存储单元中的上述设计信息来发布包括与执行上述过程控制系统的工程所需工作相关的信息的工作列表(L1～L3)。
本发明的第四方面提供一种存储介质。上述存储介质可以在其上记录有服务器程序，使计算发挥存储装置(13)的功能，以存储组成过程控制系统(100)的组成设备的设计信息。上述存储介质可以在其上记录有服务器程序，使计算机发挥发布装置(14a)的功能，使用存储在上述存储装置中的设计信息来发布包括与执行上述过程控制系统的工程所需工作相关的信息的工作列表(L1～L3)。
本发明的第五方面提供一种客户端设备。上述客户端设备可以为用于执行过程控制系统(100)的工程所需的工作的客户端设备(20)。上述客户端设备可以包括认证单元(24b)，对要使用上述客户端设备的工人进行认证。上述客户端设备可以包括权限授予单元(24c)，基于包括与执行上述过程控制系统的工程所需工作相关的信息的工作列表(L1～L3)，对允许由上述认证装置认证的工人执行的工作授予工作权限。
本发明的第六方面提供一种客户端程序。上述客户端程序可以使计算机执行认证装置(24b)的功能，以对工人进行认证。上述客户端程序可以使计算机执行权限授予装置(24c)的功能，以基于包括与执行过程控制系统(100)的工程所需工作相关的信息的工作列表(L1～L3)，对允许由上述认证装置认证的工人执行的工作授予工作权限。
附图说明
图1是表示根据本发明的一实施方式所述的工程辅助系统和过程控制系统的主要部分结构框图。
图2是表示工程服务器的主要部分结构框图。
图3是表示工程客户端的主要部分结构框图。
图4是表示在本发明的一实施方式中使用的工作指令列表的一个示例图。
图5是表示在本发明的一实施方式中使用的工作权限列表的一个示例图。
图6是表示在本发明的一实施方式中使用的用户权限列表的一个示例图。
图7是表示根据本发明的一实施方式所述工程辅助方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，参考附图详细解释本发明的一实施方式所述的工程辅助系统、工程辅助方法、服务器设备、存储介质、客户端设备及客户端程序。在下面的说明中，首先解释作为工程辅助对象的过程控制系统，然后解释执行过程控制系统的工程辅助的工程辅助系统。
[过程控制系统]
图1是表示根据本发明的一实施方式所述工程辅助系统和过程控制系统的主要部分结构框图。如图1所示，过程控制系统100包括现场仪器110、I/O模块120、控制器130和操作监视终端140，通过控制器130根据来自操作监视终端140的指令等控制现场仪器110来执行对在工厂中实现的工业过程的控制(省略图示)。过程控制系统100在由下面提到的工程辅助系统1辅助的同时进行构建或维护。
现场仪器110和I/O模块120通过传输线C1连接，I/O模块120和控制器130通过电缆C2连接。在构造过程控制系统100时，I/O模块120和控制器130中的每一个的各种设置在I/O模块120和控制器130未通过电缆C2连接的情况下执行。因此，电缆C2在图1中用虚线表示。另外，控制器130和操作监视终端140连接到控制网络N。控制网络N例如是连接工厂现场和监控室的网络。
现场仪器110例如是：传感器仪器，如流量计或温度传感器；阀门仪器，如流量控制阀或开关阀；执行器仪器，如风扇或电动机；或安装在工厂现场的其他仪器。在本实施例中，为了便于理解，解释了应当控制的工业过程中的状态量是流体流速的示例情况。因此，在图1中示出了用于测量流体流速的一个传感器仪器111和用于控制(操作)安装在工厂的多个现场仪器110之间的流体流速的一个阀门仪器112。
I/O模块120设置在现场仪器110和控制器130之间，设置有现场仪器110所连接的多个I/O通道(图示省略)，对控制器130和连接到各个I/O通道的现场仪器110之间的信号输入/输出执行处理。例如，其执行处理以将从现场仪器110获得的信号转换为控制器130可以接收的信号。该I/O模块120可选地可以是将多个现场仪器110连接到控制器130的模块，执行在现场仪器110处输入和输出的信号以及在控制器130处输入和输出的信号的中继。
控制器130根据来自操作监视终端140等的指令执行与现场仪器110的通信，以执行现场仪器110的控制。具体地，控制器130获取由特定现场仪器110(例如，传感器仪器111)测量的过程值，计算并发送另一现场仪器110(例如，阀门仪器112)的操作量，从而控制另一个现场仪器110(例如，阀门仪器112)。
操作监视终端140例如是由工厂操作员操作并用于对过程进行监视的终端。具体地，操作监视终端140从控制器130获取现场仪器110的输入/输出数据，并将组成过程控制系统100的现场仪器110和控制器130等的行为传送给操作员，并基于来自操作员的指令另外执行控制器130的控制。
[工程辅助系统]
如图1所示，工程辅助系统1包括工程服务器10(服务器设备)、工程客户端20(客户端设备)及仪器数据库30，辅助上述过程控制系统100的工程。
工程服务器10连接到控制网络N，并创建包括与执行过程控制系统100的工程所需工作相关信息的工作列表。具体地，例如，基于来自系统工程师或项目经理的指令，工程服务器10使用存储在仪器数据库30中的设计信息来创建上述工作列表。
由工程服务器10创建的工作列表的示例包括图2中所示的工作指令列表L1(第一列表)、工作权限列表L2(第二列表)和用户权限列表L3(第三列表)。此外，工程服务器10制作创建的工作列表的副本，并将它们发送(发布)到工程客户端20。如日本专利第5652444号的公报中所公开的那样，可以自动创建上述工作列表。
工作指令列表L1是定义执行过程控制系统100的工程所需工作的列表。工作权限列表L2是定义与执行过程控制系统100的工程的工人角色对应权限的相关信息的列表。用户权限列表L3是定义指示每个工人角色信息的列表。下面提到工作指令列表L1、工作权限列表L2和用户权限列表L3的细节。
此处，上述工人角色是指工人的职业类型，或者说工人的技能，并且例如，其中的例子包括系统工程师、现场工程师和测试人员。例如，系统工程师是针对过程控制系统100的设计、构建、测试等发出指令的工程师，现场工程师例如是在工厂现场工作的工程师，测试人员例如是在工厂现场进行各种类型测试的工程师。也就是说，可以基于工人的角色掌握各个工人的工作所针对的仪器/设备。
此外，工程服务器10获取在工程客户端20产生的工作进度列表L4(其细节会在下面提到，参见图7)，并确认工作的进展情况。此外，工程服务器10基于所获取的工作进度列表L4的内容，为在工作指令列表L1中定义的工作中已经执行的工作设置保护标志(保护信息)。该保护标志用于防止对工作指令列表L1中定义的工作中已经执行的工作进行编辑，并且用于防止错误编辑、冗余工作等。
工程客户端20是终端设备，其基于在工程服务器10发布的上述工作列表(工作指令列表L1、工作权限列表L2和用户权限列表L3)来执行组成过程控制系统100的组成设备的工作。组成过程控制系统100的组成设备是图1所示的现场仪器110、I/O模块120、控制器130和操作监视终端140等。
该工程客户端20对要使用工程客户端20的工人进行认证，基于上述工作指令列表L1、工作权限列表L2和用户权限列表L3授予工作权限，使经过认证的工人可以在工程客户端20执行该工作。授予此类工作权限是为了减少工作错误并同时确保工程质量。此外，工程客户端20生成工作进度列表L4，来指示根据来自工人的指令所执行的工作的进展情况。
此处，在图1中，为了便于理解，例如由现场工程师E1使用的工程客户端20a，由控制工程师E2使用的工程客户端20b和由HMI工程师E3使用的工程客户端20c作为工程客户端20。在下面的说明中，当区分这些工程客户端20a至20c时，它们被称为“工程客户端20a至20c”，当不区分工程客户端20a至20c时，则被统称为“工程客户端20”。
上述现场工程师E1是例如在工厂的现场对现场仪器110、I/O模块120等进行设置工作等的工程师。上述控制工程师E2例如是对控制器130等进行设置工作的工程师。上述HMI工程师E3例如是对操作监视终端140等进行设置工作的工程师。因此，工程客户端20a用于设置现场仪器110、I/O模块120等的工作；工程客户端20b用于设置控制器130等的工作；工程客户端20c用于设置操作监视终端140等的工作。从工程服务器10发送到各个工程客户端20a到20c的工作列表可以是相同的。
图1所示的例子表示工程客户端20b、20c连接到控制网络N，工程客户端20a没有连接到控制网络N的状态。如果上述工作指令列表L1、工作权限列表L2和用户权限列表L3及工作进度列表L4可以传送到工程服务器10或从工程服务器10传送，则工程客户端20不必然需要连接到控制网络N。
此外，图1所示的示例示出了工程客户端20a通过电缆C3连接到I/O模块120的状态。例如，在构建过程控制系统100等时，工程客户端20a连接到I/O模块120，但是在完成过程控制系统100的构建时，工程客户端20a从I/O模块120断开连接。因此，电缆C3在图1中用虚线表示。工程客户端20的细节在下面提到。
仪器数据库30存储要在工程服务器10处参考的上述设计信息。该设计信息例如是定义组成过程控制系统100的现场仪器110的规格、控制器130的规格、操作监视终端140的屏幕设置等的信息，由系统工程师创建。
[工程服务器]
图2是表示工程服务器的主要部分的结构框图。如图2所示，工程服务器10包括操作单元11、显示单元12、存储单元13(存储装置)、处理单元14、通信单元15和驱动设备16。这种工程服务器10例如由个人计算机、工作站等实现。
操作单元11例如包括诸如键盘或指示设备等输入设备，并且向处理单元14输出与使用工程服务器10的工人的操作相对应的指令(对工程服务器10的指令)。显示单元12例如包括诸如液晶显示设备等显示设备，并且显示从处理单元14输出的各种类型的信息。操作单元11和显示单元12可以是物理上分离的单元，或者可以是物理上集成的单元，如具有显示功能和操作功能的触摸板液晶显示设备。
存储单元13例如包括诸如HDD(硬盘驱动器)或SSD(固态驱动器)等辅助存储设备，并且存储各种类型的数据。例如，存储单元13存储在工程服务器10处创建的工作列表(工作指令列表L1、工作权限列表L2和用户权限列表L3)。例如，存储单元13还存储要在工程服务器10处执行的各种类型的程序。
处理单元14基于通过操作单元11输入的操作指令或通过控制网络N发送的指令，全局控制工程服务器10的动作。该处理单元14包括工作列表发布单元14a(发布装置)、工作进度确认单元14b、保护设置单元14c和工作权限修改单元14d。基于对操作单元11的操作，工作列表发布单元14a使用存储在仪器数据库30中的设计信息来执行工作列表(工作指令列表L1、工作权限列表L2和用户权限列表L3)的创建和发布。
工作进度确认单元14b获取在工程客户端20生成的工作进度列表L4，参考所获取的工作进度列表L4以确认工作的进度情况。基于在工作进度确认单元14b处获取的工作进度列表L4的内容，保护设置单元14c为工作指令列表L1中定义的工作中已经执行的工作设置上述保护标志。
如果根据工作的进展情况需要修改工作权限，则工作权限修改单元14d执行工作权限的修改。需要进行这种修改的情况的示例包括已完成特定部分工作的情况。例如，这种情况为，在完成I/O模块120的设置之后，当针对连接到I/O模块120的传感器仪器111和基于该传感器仪器111的测量结果而动作的阀门仪器112的各种设置成为可能时，则认为对I/O模块120的设置已完成。在该示例中，如果工作进度确认单元14b确认I/O模块120的设置工作已经完成，则工作权限修改单元14d向工人(现场工程师E1)授予关于传感器仪器111和阀门仪器112的工作权限。
通信单元15由处理单元14控制，并通过控制网络N进行通信。在图1所示的示例中，例如，工程客户端20a在某些情况下直接连接到工程服务器10。此外，在某些情况下，诸如USB(通用串行总线)存储器(省略图示)的可连接且可拆卸的电子介质连接到工程服务器10上。在这种情况下，通信单元15与直接连接的工程客户端20a或USB存储器进行通信。通信单元15可以执行有线通信或者可以执行无线通信。
例如，驱动设备16读出记录在诸如CD-ROM或DVD(注册商标)-ROM等计算机可读存储介质M中的数据。该存储介质M存储实现工程服务器10的各块功能(例如，在处理单元14中提供的工作列表发布单元14a至工作权限修改单元14d的功能)的程序。
存储介质M中存储的这种程序由驱动设备16读入，并安装在工程服务器10上，从而像软件一样实现工程服务器10的各块功能。也就是说，这些功能通过彼此协作的软件和硬件资源来实现。实现工程服务器10的各块功能的程序可以在被记录在存储介质M中的同时被分发，或者可以通过诸如因特网的外部网络来分发。
[工程客户端]
图3是表示工程客户端的主要部分的结构框图。如图3所示，工程客户端20包括操作单元21、显示单元22、存储单元23、控制处理单元24和通信单元25。这样的工程客户端20例如由桌面型电脑、笔记本型电脑或平板型电脑实现。
操作单元21和显示单元22分别类似于图2中所示的操作单元11和显示单元12。类似于图2中所示的操作单元11和显示单元12，操作单元21和显示单元22可以是物理上分离的单元，或者可以是物理上集成的单元，如既具有显示功能又具有操作功能的触摸板液晶显示设备。存储单元23包括例如易失性存储器或非易失性存储器，存储要在工程客户端20处使用的各种类型的数据。
控制处理单元24全局控制工程客户端20的动作，另外还执行在执行组成过程控制系统100等的现场仪器110、I/O模块120、控制器130和操作监视终端140的各种设置时所需的处理。该控制处理单元24包括：列表接收单元24a、用户认证单元24b(认证单元，认证装置)、用户权限授予单元24c(权限授予单元、权限授予装置)、工作执行单元24d和工作进度列表生成单元24e。
列表接收单元24a接收由工程服务器10发布的工作列表(工作指令列表L1、工作权限列表L2和用户权限列表L3)。用户认证单元24b对要使用工程客户端20的工人进行认证。例如，用户认证单元24b将通过操作单元21输入的用于认证的用户ID和密码与预先留存的用于认证的用户ID和密码进行比对，以便对要使用工程客户端20的工人进行认证。
用户权限授予单元24c基于在列表接收单元24a处接收到的工作权限列表L2和用户权限列表L3，对工作指令列表L1中定义的工作中允许由用户认证单元24b认证的工人执行的工作授予工作权限(使得由用户认证单元24b认证的工人能够使用工作客户端20来执行的工作)。下面提到关于由用户权限授予单元24c执行的关于授予工作权限的具体细节。
基于通过操作单元21输入的指令，工作执行单元24d执行在执行过程控制系统100的工程时所需的各种类型的工作。例如，工程客户端20a的工作执行单元24d对现场仪器110、I/O模块120执行设置工作等，工程客户端20b的工作执行单元24d对控制器130执行设置工作等，工程客户端20c的工作执行单元24d对操作监视终端140执行设置工作等。
工作进度列表生成单元24e执行工作进度列表L4的生成和发布，该工作进度列表L4指示在工作执行单元24d执行的工作的进展情况。在工作执行单元24d执行的工作可以在没有异常的情况下结束(完成)或者可以由于异常而结束(失败)。工作进度列表生成单元24e不仅包括指示在工作执行单元24d处执行的工作的信息，还包括指示已执行工作的结果信息。
这里，如上所述，工作指令列表L1是定义在执行过程控制系统100的工程时所需工作的列表。因此，其中添加有与在工作执行单元24d处执行的工作相关的信息的工作指令列表L1可以用作工作进度列表L4。也就是说，工作进度列表生成单元24e可以生成在列表接收单元24a处接收的添加有与在工作执行单元24d处执行的工作相关的信息的工作指令列表L1作为工作进度列表L4。
通信单元25执行与外部仪器的通信。例如，如果图1所示的工程客户端20a直接连接到工程服务器10，则设置在工程客户端20a的通信单元25通过控制网络N与工程服务器10进行通信。另外，设置在图1所示的工程客户端20b、20c的通信单元25通过控制网络N与工程服务器10进行通信。如果诸如USB存储器(省略图示)的可连接且可拆卸的电子介质连接到工程客户端20，则通信单元25执行与USB存储器的通信。通信单元25可以执行有线通信或者可以执行无线通信。
设置在上述控制处理单元24的每个模块(列表接收单元24a、用户认证单元24b、用户权限授予单元24c、工作执行单元24d和工作进度列表生成单元24e)由程序实现，以实现在设置于计算机的CPU(中央处理单元)处执行的它们中的每一个功能。也就是说，设置在控制处理单元24的每个模块由彼此协作的软件和硬件资源实现。
这里，实现上述功能的程序例如在被记录在诸如CD-ROM或DVD(注册商标)ROM的计算机可读存储介质中的同时被分发，或者通过诸如因特网的外部网络分发。设置在工程客户端20的控制处理单元24的上述各种类型的功能通过记录在读出和安装的存储介质中的程序或者通过安装的外部网络下载的程序像软件般实现。
[工作指令列表]
图4是表示在本发明的一实施方式中使用的工作指令列表的一个示例的图。工作指令列表L1包括图4(a)中所示的工作指令列表L11和图4(b)中所示的工作指令列表L12。图4(a)所示的工作指令列表L11是定义针对I/O模块120的工作指令的列表，图4(b)所示的工作指令列表L12是定义针对控制器130的工作指令的列表。如上所述，工作指令列表L1由工程服务器10发出，并在工程客户端20处使用。
如图4(a)所示，工作指令列表L11是输入/输出信息J1和I/O保护信息PR(保护信息)与为I/O模块120的每个I/O通道(省略图示)设置的I/O标签T1相关联的列表。输入/输出信息J1是与连接到每个I/O通道等的现场仪器110的输入/输出相关的信息。在图4(a)所示的例子中，输入/输出信息J1的项目包括“P&ID标签”、“I/O类型”、“通信方法”、“设备地址”、“设备型号名称”、“通道信息”、“I/O通道测试结果”、“现场仪器测试结果”等。
“P&ID标签”是用于在工厂的通道和仪器图(P&ID)中逻辑地指示设置在I/O模块120的每个I/O通道的标签。“I/O类型”是指示现场仪器110的输入/输出类型(模拟信号输入(AI)、模拟信号输出(AO)、离散信号输入(DI)、离散信号输出(DO)等)的信息。
“通信方法”是指示在现场仪器110处使用的通信方法的信息。在图4(a)所示的例子中例举出了使用4～20mA信号的通信方法、符合HART(注册商标)的通信方法、以及符合FF(Foundation Fieldbus)(注册商标)的通信方法。“设备地址”是表示分配给现场仪器110的地址的信息，“设备型号名称”是表示现场仪器110的格式(型号名称)的信息，“通道信息”是表示在现场仪器110中使用的通道的信息。
“I/O通道测试结果”是对每个I/O通道进行的测试(例如，状态确认测试)的测试结果，“现场仪器测试结果”是对连接到每个I/O通道的现场仪器110进行的测试(例如，状态确认测试)的测试结果。在图4(a)所示的例子中，表示“通过”的“OK”、表示“未通过”的“NG”和表示没有测试结果的“无”被表示为I/O通道测试结果和现场仪器测试结果。
I/O保护信息PR定义是否允许修改(编辑)与I/O标签T1相关联的输入/输出信息J1。由于该I/O保护信息PR定义是否允许修改输入/输出信息J1中包括的“I/O通道测试结果”和“现场仪器测试结果”，所以I/O保护信息PR还定义是否允许对设置了I/O标签T1的I/O通道进行测试。也就是说，I/O保护信息PR用于定义是否保护I/O通道的状态。
在图4(a)所示的例子中，I/O保护标志的存在或不存在(“已选中复选框”或“未选中复选框”)被显示为I/O保护信息PR。如果有I/O保护标志(在“已选中复选框”的情况下)，则表示I/O通道的状态受到保护；如果没有I/O保护标志(在“未选中复选框”的情况下)，则表示I/O通道的状态不受保护。如果工作指令列表L11显示在工程服务器10或工程客户端20，例如，如图4(a)所示，则有I/O保护标志的行变灰，这意味着在没有认证的情况下不允许修改内容。有权限能够执行I/O保护标志的设置(修改)的人例如是系统工程师。
如图4(b)所示，工作指令列表L12是用在控制器130处的用于逻辑地识别I/O模块120的每个I/O通道的标签T2与I/O通道上的输入/输出信息J2彼此相关联的列表。在图4(b)所示的例子中，I/O通道处的输入/输出信息J2的项目包括“P&ID标签”、“设备类型”、“I/O类型”、“范围”、“工程单位”等。工作指令列表L12可以是提供I/O保护信息项的列表，或者是与工作指令列表L11集成在一起的列表。此外，输入/输出信息J2不能由现场工程师、测试人员等(在现场侧设置下面提到的工作管理的工人)修改，无论是否存在I/O保护信息的复选标记。
“P&ID标签”和“I/O类型”类似于包括在工作指令列表L11的输入/输出信息J1中的那些信息。“设备类型”是指示连接到I/O通道的现场仪器110的功能的信息。在图4(b)所示的例子中，举例说明了温度测量、流速测量、流速调节等。“范围”是指示在I/O通道处输入和输出的信号幅度范围的信息。“工程单位”是指示在I/O通道处输入和输出的信号的单位信息。例如，如果在I/O通道处的输入和输出的信号是指示温度的信号，则“摄氏度”被定义为“工程单位”。
[工作权限列表]
图5是表示在本发明的一实施方式中使用的工作权限列表的一个示例的图。如上所述，工作权限列表L2也由工程服务器10发布并在工程客户端20处使用。工作权限列表L2用于根据工人的角色，在工作指令列表L1中的项目(I/O标签T1、输入/输出信息J1中的每个项目和I/O保护信息PR)单位中，限制工作指令列表L1中定义的可执行的工作范围。换句话说，工作权限列表L2用于根据工人的角色，在工作指令列表L1中的上述项目单位中，对工作指令列表L1中定义的可执行工作授予权限。
如图5所示，工作权限列表L2是定义是否允许修改工作指令列表L1中的每个项目的可能性信息ED与工人Q1的角色相关联的列表。在图5所示的例子中，工人Q1的角色包括“系统工程师”、“现场工程师”和“测试人员”。此外，在图5所示的示例中，对于工人Q1的角色与工作指令列表L1中的项目的每个组合，是否存在许可标志(“已选中复选框”或“未选中复选框”)显示为可能性信息ED。工人的角色“现场工程师”可以细分为诸如传感器、阀门或发射器等每个指定设施的角色，并且可以为每个细分角色设置权限。例如，同样可以应用于工人角色“系统工程师”和“测试员”，并且可以为每个分配的设施细分角色。
如果存在许可标志(在“已选中复选框”的情况下)，则表示对于该行中的工人角色允许修改列中的项目。与此相反，如果没有许可标志(在“未选中复选框”的情况下)，则表示对于该行中的工作角色不允许修改该列中的项目。然而，即使存在许可标志，如果不包括在预定义的工作管理中(定义在工人角色中的哪个负责关于工作指令列表L1中的每个项目的工作的信息)，则不允许修改。这样的工作管理用于根据工人的角色严格限制工作指令列表L1中定义的可执行工作的范围。
在图5所示的示例中，工作管理包括为工作指令列表L1中的每个项目设置的“系统”和“现场”。可以由控制整个项目的人(例如，项目负责人)或具有修改权限的人(例如，系统工程师等)来修改该工作管理的设置。“系统”表示它是允许系统工程师修改的项目，“现场”表示它是允许在工厂现场工作的现场工程师和测试人员修改的项目。
因此，在图5所示的例子中，“系统工程师”行中的“I/O保护”栏中有许可标志，“I/O保护”的工作管理是“系统”，因此，“系统工程师”能够修改“I/O保护”。与此相反，在图5所示的例子中，“现场工程师”行中的“I/O类型”栏中有许可标志，但“I/O类型”的工作管理是“系统”，并不包括在“现场工程师”的工作管理中，因此，“现场工程师”不能修改“I/O类型”。在图5所示的示例中，“测试人员”行中没有许可标志，这是因为测试人员无权修改各种类型的设置，而只允许他们进行测试。
如果工作权限列表L2显示在工程服务器10或工程客户端20，例如，如图5所示，则工作管理中未包括的范围变灰。具体而言，如果工作管理是“系统”，则“现场工程师”和“测试人员”的相应单元格将变灰。与此相反，如果工作管理是“现场”，则“系统工程师”的相应单元格将变灰。无论是否存在许可标志，都不能修改(编辑)变灰的单元格。因此，如上所述，“现场工程师”行中的“I/O类型”栏中有许可标志，但“I/O类型”的工作管理不包含在“现场工程师”的工作管理中。因此，“现场工程师”不能修改“I/O类型”。
根据如图5所示的工作管理显示的信息，工人可以立即掌握各个工人的工作管理。这里，因为在工作权限列表L2中，为灰色范围设置的许可标志变为无效，例如，即使对于发挥具有修改权限的角色的用户(为其设置了允许标志)，也不允许修改(编辑)变灰的部分。
[用户权限列表]
图6是表示在本发明的一实施方式中使用的用户权限列表的一个示例的图。类似于工作权限列表L2，用户权限列表L3由工程服务器10发布并在工程客户端20处使用。用户权限列表L3用于为工人(用户)设置角色。该用户权限列表L3通过角色名称与工作权限列表L2相关联。
如图6所示，用户权限列表L3是定义要设置的角色的分配信息AS与工人U1相关联的列表。在图6所示的例子中，工人(用户)U1包括“AAA”、“BBB”和“CCC”。此外，在图6所示的示例中，对于工人(用户)U1与角色的每个组合是否存在许可标志(“已选中复选框”或“未选中复选框”)被显示为分配信息AS。
如果有标志(在“已选中复选框”的情况下)，则表明该列的角色被分配给该行的工人。如果没有标志(在“未选中复选框”的情况下)，则表明该列的角色未分配给该行的工人。如果用户权限列表L3显示在工程服务器10或工程客户端20，如图6所示，例如，没有标志的部分变灰。通过以这种方式显示的信息，每个工人可以立即掌握分配给他/她自己的角色。
这里，由于如上所述，用户权限列表L3和工作权限列表L2通过角色名称彼此相关联，因此可以为使用工程客户端20的每个工人设置修改工作指令列表L1的权限。因此，例如，通过将“现场工程师”的角色分配给用户权限列表L3中的多个用户，如果多个工人使用多个工程客户端20也可以执行适当的权限设置，从而在多个I/O模块120和现场仪器110上并行地进行设置和测试。
在本实施例中，为了便于理解，假设工作指令列表L1、工作权限列表L2和用户权限列表L3作为来自工程服务器10的单独列表被发布。然而，这些工作指令列表L1、工作权限列表L2和用户权限列表L3可以作为单个列表发布。此外，可以向所有工程客户端20a、20b、20c发布具有相同内容的列表，或者也可以发布专用于每个工程客户端20a、20b、20c的列表(具有不同内容的列表)。
[工程辅助方法]
图7是表示根据本发明的一实施方式所述工程辅助方法的流程图。如图7所示，首先，在工程服务器10中，执行创建工作列表(工作指令列表L1、工作权限列表L2和用户权限列表L3)的处理(步骤S11)。
具体地，例如，工程服务器10的操作单元11由系统工程师或项目经理操作，在工程服务器10的工作列表发布单元14a处基于通过操作单元11输入的指令，使用存储在仪器数据库30中的设计信息执行创建工作列表的处理。所创建的工作列表存储在工程服务器10的存储单元13中。
接下来，在工程服务器10的工作列表发布单元14a处执行发布所创建的工作列表的处理(步骤S12：第一步骤)。使得在工程服务器10处创建的工作列表从工程服务器10传输到工程客户端20。例如，通过控制网络N执行将工作列表从工程服务器10到工程客户端20b、20c的传输，并且例如，当工程客户端20a直接连接到工程服务器10时，执行将工作列表从工程服务器10到工程客户端20a的传输。
接下来，在工程客户端20执行接收在工程服务器10处发布的工作列表的处理(步骤S21)。具体地，在设置在工程客户端20的控制处理单元24的列表接收单元24a处执行接收在工程服务器10处发布的工作列表的处理。接收到的工作列表存储在设置在工程客户端20的存储单元23中。
在此之后，在工程客户端20执行对工人(用户)进行认证并向经过认证的工人授予工作权限的处理(步骤S22：第二步骤)。具体地，例如通过在用户认证单元24b处对由操作工程客户端20的工人通过操作操作单元21输入的认证用的用户ID和密码与预先留存的认证用的用户ID和密码进行比对来执行对工人的认证。可以在将工人登录到工程客户端20时执行对工人的认证，或者可以在开始使用工作指令列表L1的工作时执行工人的认证。
此外，基于在列表接收单元24a处接收到的工作权限列表L2和用户权限列表L3，由用户权限授予单元24c向经过认证的工人授予工作权限。例如，如果经过认证的工人是“AAA”，则可以从图6所示的用户权限列表L3得知工人“AAA”被分配了“现场工程师”的角色。因此，由用户权限授予单元24c基于图5所示的工作权限列表L2执行向工人“AAA”授予关于项目的工作权限的处理，其工作管理为行中的“现场”，其角色Q1为“现场工程师”。
如上所述，工作权限列表L2是定义是否允许修改工作指令列表L1中的每个项目的可能性信息ED与工人的角色Q1相关联的列表。因此，通过由用户权限授予单元24c执行的上述处理，关于允许认证工人执行在工作指令列表L1中定义的工作(项目)授予工作权限。例如，在图4(a)所示的工作指令列表L1的输入/输出信息J1中的项目中，关于诸如“通信方法”、“设备地址”、“设备型号名称”、“通道信息”、“I/O通道测试结果”或“现场仪器测试结果”之类的工作的工作权限被授予给上述工人“AAA”。
在完成向工人授予工作权限后，基于来自工人的指令执行使用工程客户端20的工作(步骤S23)。例如，由工作执行单元24d基于来自工人“AAA”的指令执行其工作权限被授予工人“AAA”的上述工作(“通信方法”、“设备地址”、“设备型号名称”、“通道信息”、“I/O通道测试结果”、“现场仪器测试结果”等)。
如果已经执行了上述工作，则在工作进度列表生成单元24e中执行基于工作结果创建工作进度列表L4的处理(步骤S24)。例如，如果上述项目“通信方法”的工作已经结束，则创建工作进度列表L4，包括指示项目(通信方法)的工作已经结束的信息和指示其工作结果的信息。指示工作结果的上述信息包括指示完成的信息(这意味着工作已经结束且没有异常)或指示失败的信息(这意味着工作由于异常而结束)。可以生成工作进度列表L4作为其中添加了有关在工作执行单元24d处执行的工作的信息的工作指令列表L1。
此后，在工程客户端20的工作进度列表生成单元24e处执行发布所创建的工作进度列表L4的处理(步骤S25)。从而将在工程客户端20生成的工作进度列表L4从工程客户端20传输到工程服务器10。例如，通过控制网络N执行将工作进度列表L4从工程客户端20b、20c到工程服务器10的传输的处理，并且例如，当工程客户端20a直接连接到工程服务器10时，执行将工作进度列表L4从工程客户端20a到工程服务器10的传输的处理。
接下来，在工程服务器10处执行接收在工程客户端20处发布的工作进度列表L4的处理(步骤S13)。具体地，接收在工程客户端20处发布的工作进度列表L4的处理在设置于工程服务器10的处理单元14的工作进度确认单元14b处执行。如果在多个工程客户端20发布工作进度列表L4，则执行单独接收每个工作进度列表L4的处理。
在接收到工作进度列表L4时，在工程服务器10的工作进度确认单元12b处执行确认是否所有工作已完成的处理(步骤S14)。如果判断出所有工作尚未完成(如果步骤S14的判断结果为“否”)，则在保护设置单元14c处执行仅针对已完成工作的部分设置保护标志的处理(步骤S15)。例如，如果在图4(a)所示的工作指令列表L1中设置了I/O标签T1(即“I/O-1”)的I/O通道上的工作已经结束，则I/O保护标志被设置为I/O标签T1(即“I/O-1”)的行中的I/O保护信息PR。执行这样的设置以防止此后的错误编辑。
如果上述处理已经结束，则根据需要在工程服务器10的工作权限修改单元14d处执行修改工作权限的处理(步骤S16)。例如，执行这种工作权限的修改，例如在I/O模块120的设置已经完成的情形下，在I/O模块120的设置已完成之后的情况下，连接到I/O模块120的传感器仪器111和基于该传感器仪器111的测量结果而动作的阀门仪器112的各种设置成为可能。如果不需要修改工作权限，则省略步骤S16的处理。然后，如果步骤S16的处理已经结束，则再次执行发布工作列表的处理(步骤S12)。
与此相反，如果判断出所有工作都已完成(如果步骤S14的判断结果为“是”)，则在保护设置单元14c执行为所有工作设置保护标志的处理(步骤S17)。也就是说，对于上次被判断为尚未完成的部分工作也设置保护标志，从而为所有工作都设置保护标志。通过上述处理，图7中所示的一系列处理结束。
图7中所示的一系列处理优选地在为所有工作设置保护标志之后结束。然而，如果原因很明显，即使没有为所有工作设置保护标志，图7中所示的一系列处理也能够结束。这种情况的示例可能包括无法完成工作的情况，例如因为没有准备好更换所需的部件的供应。
如上所述，在本实施例中，工程服务器10发布包括与执行过程控制系统100的工程所需的工作相关的信息的工作列表(工作指令列表L1、工作权限列表L2和用户权限列表L3)给每个工程客户端20。然后，在工程客户端20，基于在工程服务器10发布的工作列表向每个工人授予工作权限，并可以在授予的工作权限范围内对组成过程控制系统100的组成设备执行工作。
由于在本实施例中以这种方式向工人授予对应于角色和技能的工作权限，使得发生错误设置的可能性降低。而且，即使并行地执行工作，也可以针对已经由另一工人的设置工作设置的项目防止由工人再次执行设置工作。在本实施例中以这种方式可以在确保工程质量的同时减少工作错误。
在上面的说明中，解释了根据本发明的一实施方式所述的工程辅助系统、工程辅助方法、服务器设备、存储介质、客户端设备和客户端程序，但是本发明不限于上述提到的实施方式，可以在本发明的范围内自由地修改。例如，除了在上述实施方式中说明的工作指令列表L1、工作权限列表L2和用户权限列表L3之外，还可以使用工作顺序列表。
上述工作顺序列表是定义工作顺序的列表。例如，其是包括指示例如可以在完成I/O模块120的安装之后设置现场仪器110的信息的列表。通过工程客户端20参考这样的工作顺序列表的内容，可以更严格和精确地限制工作权限。
此外，尽管在上述实施方式中说明了I/O保护信息PR包含在所述工作指令列表L11中，但I/O保护信息PR不一定必须包括在工作指令列表L11中。例如，它可以被准备为与工作指令列表L11不同的列表，同时它与工作指令列表L11的I/O标签T1相关联。此外，尽管在上述实施方式中说明了工作管理包括在工作权限列表L2中，但是也可以将工作管理准备为与工作权限列表L2不同的列表。此外，工作列表(工作指令列表L1、工作权限列表L2和用户权限列表L3)可以被组织成单个列表或者可以被分布为压缩文件。
此外，工程服务器10和仪器数据库30可以通过例如云计算实现。这里，云计算可以是例如满足由以下URL(统一资源定位符)指定的文档中描述的定义的云计算(由美国国家标准与技术研究院推荐的定义)。
http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/SP/nistspecialpublication800- 145.pdf
https://www.ipa.go.jp/files/000025366.pdf
此外，在上述实施例中说明了用于发布工作列表(工作指令列表L1、工作权限列表L2和用户权限列表L3)的工程服务器10和用于存储设计信息的仪器数据库30被作为单独的设备实现。然而，这些工程服务器10和仪器数据库30可以作为集成设备实现。如果工程服务器10和仪器数据库30被作为集成设备实现，则仪器数据库30的设计信息被存储在图2所示的存储单元13中。
虽然对本发明的实施方式进行了说明，但本发明的技术范围不限于上述实施方式所记载的范围。另外，本领域技术人员应当清楚，在上述实施方式的基础上可以增加各种变更或改进。此外，由权利要求的记载可知，这种加以变更或改进的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
应当注意的是，权利要求书、实施方式或附图中所示的装置、系统、程序以及方法所执行的各个处理的动作、顺序、步骤及阶段，只要没有特别明示“更早”、“早于”等，或者只要前面处理的输出并不用在后面的处理中，则可以以任意顺序实现。关于权利要求书、实施方式或附图中的动作流程，为方便起见而使用“首先”、“然后”等进行了说明，但并不意味着必须按照这样的顺序实施。
附图标记列表
1:工程辅助系统；10:工程服务器；13：存储单元；14a：工作列表发布单元；14c：保护设置单元；20：工程客户端；24b：用户认证单元；24c：用户权限授予单元；24e：工作进度列表生成单元；100：过程控制系统；L1：工作指令列表；L2：工作权限列表；L3：用户权限列表

Claims (10)

1.一种对过程控制系统的工程进行辅助的工程辅助系统，所述工程辅助系统包括：
服务器设备，发布工作列表，所述工作列表包括与执行所述过程控制系统的工程所需工作相关的信息；以及
至少一个客户端设备，根据服务器设备发布的所述工作列表为每个工人授予工作权限，使其能够在授予的工作权限范围内对组成所述过程控制系统的组成设备执行工作。
2.根据权利要求1所述的工程辅助系统，其中，所述工作列表包括：
第一列表，定义执行所述过程控制系统的工程所需的工作；
第二列表，根据工人的角色定义与权限相关的信息；以及
第三列表，定义指示每个工人角色的信息。
3.根据权利要求2所述的工程辅助系统，其中，所述客户端设备具有:
认证单元，对要使用客户端设备的工人进行认证；以及
权限授予单元，基于所述第二列表和所述第三列表，在第一列表中定义的工作中对允许由所述认证单元认证的工人执行的工作授予工作权限。
4.根据权利要求3所述的工程辅助系统，其中：
所述第二列表包括指示工作管理的信息，所述工作管理定义在工人的角色中的哪个负责在所述第一列表中定义的工作；以及
所述权限授予单元考虑所述工作管理对工人授予工作权限。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的工程辅助系统，其中：
所述客户端设备具有工作进度列表生成单元，生成指示已经执行的工作的工作进度列表；以及
所述服务器设备具有保护设置单元，基于已经生成的所述工作进度列表，设置保护信息，以防止重复执行所述第一列表中定义的工作中已执行的工作。
6.一种工程辅助方法，对过程控制系统的工程进行辅助，所述工程辅助方法包括：
发布工作列表，所述工作列表包括与执行所述过程控制系统的工程所需工作相关的信息；以及
根据发布中发布的所述工作列表为每个工人授予工作权限，使其能够在授予的工作权限范围内对组成所述过程控制系统的组成设备执行工作。
7.一种服务器设备，提供信息以辅助过程控制系统的工程，所述服务器设备包括：
存储单元，存储组成所述过程控制系统的组成设备的设计信息；以及
发布单元，使用存储在所述存储单元中的所述设计信息来发布包括与执行所述过程控制系统的工程所需工作相关的信息的工作列表。
8.一种计算机可读存储介质，其上记录有服务器程序，所述服务器程序使计算机发挥以下功能：
存储装置，存储组成过程控制系统的组成设备的设计信息；以及
发布装置，使用存储在所述存储装置中的设计信息来发布包括与执行所述过程控制系统的工程所需工作相关的信息的工作列表。
9.一种客户端设备，用于执行过程控制系统的工程所需的工作，所述客户端设备包括：
认证单元，对要使用所述客户端设备的工人进行认证；以及
权限授予单元，基于包括与执行所述过程控制系统的工程所需工作相关的信息的工作列表，对允许由所述认证单元认证的工人执行的工作授予工作权限。
10.一种客户端程序，使计算机执行如下功能：
认证装置，对工人进行认证；以及
权限授予装置，基于包括与执行过程控制系统的工程所需工作相关的信息的工作列表，对允许由所述认证装置认证的工人执行的工作授予工作权限。
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