CN112783111A - 用于技术设施的具有趋势曲线图的控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于技术设施的具有趋势曲线图的控制系统，其中，提出一种用于示出技术设施的操控信息的由计算机执行的方法，该技术设施具有至少一个操作员站服务器以及操作员站客户端，该方法包括：借助于操作员站服务器接收技术设施的至少一个技术对象的测量值；连续地产生测量值的实际的趋势变化，其中，对于不能接收至少一个技术对象的测量值的情况，则进行测量值的内插以产生内插的趋势变化，直到能够重新接收测量值；将实际的趋势变化的以及内插的趋势变化从操作员站服务器传递至操作员站客户端；将实际的趋势变化以及内插的趋势变化可视化地呈现给技术设施的操作员，优选在共同的趋势变化图中。

Description

用于技术设施的具有趋势曲线图的控制系统
技术领域
本发明涉及一种由计算机执行的方法和一种控制系统。
背景技术
在事件导向的传输中，过程值要么由于足够大的改变要么在特定的给定时间过期之后(超时)从自动化站被传输至操作员站服务器。改变识别以及超时能被够配置为，使得在某些情况下，在操作员站服务器的过程图像中过程值仅很少被更新。这对于操作和监视重要的方法技术的趋势变化有直接影响，在趋势变化中示出了过程值在时间上的变化。只有在规律的(“周期的”)的更新的情况下才能够保证趋势变化的持续推进。
因此，通过操作员的可靠的操作和监控的基础取决于距趋势变化上一次更新的时间间隔，因为操作员在两次更新之间必须利用“旧值”工作。此外，在遥控系统中，更新率明显降低，因为不是传输每个改变的过程值，而是改变的过程值的整个包被传递，并且以旧的时间戳追溯地写入操作员站服务器的过程图像中。
在短时间的连接故障中表现相似：故障的连接重新建立之后，积压的被设置用于传输的过程数据作为包被传输，并且追溯地被写入数据图像。在测量位置发生故障时，直到排除故障都没有用于导出操作的更新，与此同时操作员必须在“盲飞”中操作设施。
发明内容
本发明的目的在于给出一种用于示出技术设施的操控信息的由计算机执行的方法，该方法提高了技术设施的操作的安全性。
之前描述的目的通过用于示出在场景(Kontext)中的技术设施的操控信息的、具有本发明的特征的由计算机执行的方法实现。在此，技术设施具有至少一个操作员站服务器以及操作员站客户端，根据本发明，该方法包括如下方法步骤：
a)借助于操作员站服务器接收技术设施的至少一个技术对象的测量值；
b)连续产生测量值的实际趋势变化，其中，对于不能接收至少一个技术对象的测量值的情况，则进行测量值的内插以产生内插的趋势变化，直到能够重新接收到测量值；
c)将实际的趋势变化以及内插的趋势变化从操作员站服务器传递至操作员站客户端；
d)将实际的趋势变化以及内插的趋势变化可视化地呈现给技术设施的操作员，优选在共同的趋势变化图中。
技术设施能够是过程工业，例如化学、制药、石化或食品以及饮料工业的设施。这里包括在其中生产所有类型汽车或产品的生产工业、工厂的所有设施。
适合于执行根据本发明的方法的技术设施能够来自发电领域。风力发电机叶轮、太阳能设施或发电厂同样包括在技术设施的概念中。
这些设施分别具有用于控制和调节运行的过程或生产的控制系统或至少一个计算机支持的模块。控制系统在场景中被理解为计算机支持的技术系统，其包括用于示出、操作以及管理技术系统(例如生产设施或制造设施)功能。在本文的情况下控制系统包括用于测定测量值的传感器和不同执行器。此外，控制系统包括所谓的过程导向的用于驱控执行器或传感器的部件。另外，控制系统还包括用于可视化过程设施和用于工程的构件。控制系统的概念另外还能够理解为其他用于更复杂的调节的计算单元以及用于数据存储以及数据处理的系统。
“操作员站服务器”在当前被理解为集中地检测操作系统和监控系统的数据以及通常还检测技术设施的控制系统的警报档案和测量值档案，并且提供给用户(所谓的操作员)。操作员站服务器通常建立到技术设施的自动化系统的通信连接，并将技术设施的用于操作和监视技术设施的单独的功能元件的数据进转发到所谓的操作员站客户端。操作员站服务器能够不受限制地为西门子公司的SIMATICPCS 7工业工作站服务器。
属于操作员站服务器的操作员站客户端能够获得操作员站服务器的数据(档案、消息、标签、变量)并且在对此适合的显示设备上可视化地示出技术设施的操作的画面。此外，操作员站服务器具有输入构件，输入构件用于通过操作员操作技术设施。
操作员被理解为技术设施的人类操作者。操作员借助于特殊的用户接口(例如借助于操作员站客户端)与技术设施或其控制系统相互作用，并且控制技术设施的特定的技术功能。
技术对象被理解为能够集成到高级的控制平台的独立的技术单元。这种技术对象能够是多个测量位置的集合或工业设施的较大的设施部分。但技术对象不必源于工业设施的领域，而是能够例如是汽车或船只或类似物的发动机模块。
操作员站服务器以本身已知的方式接收技术设施(例如温度传感器) 的至少一个技术对象的测量值。操作员将测量值用于产生趋势变化，并为了操作和监视的目的借助于操作员站客户端将趋势变化可视化地呈现给操作员。在此，与接下来描述的内插的趋势变化不同，是实际的趋势变化，即该趋势变化基于真实测量的测量值。
如果测量值未更新，即操作员站服务器出于不同原因不能够接收到测量值，则通过操作员站服务器实施测量值的内插。虽然不存在“真实的”测量值，但给操作员示出“估计的”曲线，操作员识别这种曲线并且能够以此为基础得出可能的操作。能够例如借助于特定的触发器(例如测量值经过特定的时间长度后不再更新)来触发内插。如果不再给出内插的先决条件(例如因为测量值在超时期间被再次连续更新)则再次停止内插。
趋势变化的呈现能够被限制为由操作员在操作和监视的场景中主动选择的趋势变化图。这意味着对于这些测量值不得出趋势变化(最终也不计算内插的替代值)，与这些测量值相关的技术对象目前对操作员没有任何意义，并且由此未被操作员在操作员站客户端中主动选择用于操作和监视。这导致所需资源的明显减少，因为通过所描述的趋势变化的得出的限制，不必持续计算技术设施的每个单独的测量值(这在实践中能够意味着很大的数量)。
在本发明优选的改进方案中，针对这种情况，即在呈现趋势变化的时间段期间出现的、至少一个技术对象的实际的测量值能够之后被操作员站服务器接收的情况，将来自操作员站服务器的、相关的实际的测量值用于产生测量值的真实的趋势变化，并且内插的趋势变化与真实的趋势变化的比较被传输至操作员站客户端以可视化地呈现给技术设施的操作员。如果此后从操作员站服务器补充地接收在内插的时间段中的测量值，则这些测量值与已经存在的内插的测量值追溯地被集成到呈现给操作员的趋势变化中，并行与已经存在的内插的测量值。根据两个(实际的和内插的)变化的差别，操作员能够识别是否必须对基于内插的测量值进行的操作动作进行校正，或者操作员的操作动作是否仍然有效。
内插的趋势变化优选地与实际的趋势变化共同存储在技术设施的控制系统的档案中。因为操作员能够基于内插的测量值做出操作决定，该决定被归档用于以后的追溯。
先前提到的测量值的内插能够基于历史测量值来完成。对此，能够使用数学方法，例如多项式内插。
替选地，测量值的内插能够如下来完成，即考虑技术设施的至少一个第二技术对象的测量值。该方法例如以“软传感器”的概念已知。在此，例如借助于与压力值相关联的变量(例如温度或流量)来内插不能直接测量的压力值。
此外，之前所述的目的通过技术设施(特别是制造设施或过程设施) 的控制系统来实现，该控制系统被设计为实施之前所述的方法。
附图说明
根据附图结合下面实施例的描述更详细地解释上文所述的本发明的特性、特征和优点以及实现他们的方法和方式。
在此示出：
图1示出具有实际的测量值的趋势变化；
图2示出具有内插的测量值的趋势变化；
图3示出具有实际的测量值和内插的测量值的趋势变化；
图4示出第二方面中根据图3的趋势变化；并且
图5示出技术设施的控制系统的结构。
具体实施方式
图1示出设计为过程设施的技术设施的任意的测量值的示例性的趋势变化。在此示出的是测量值的时间上的变化。趋势曲线示出测量值的当前的变化，即时间轴将持续地移动。
在图2中通过三角符号标识过程曲线的右边部分，这意味着，测量值在这里不表示实际(测量的)值，而是表示内插的值(接近的进而非真实测量的值)。操作员获得显示的测量值为内插的值的信息。但与趋势变化的失效相比，通过动态内插能够保证趋势变化的连续的推进。通过内插计算的测量点被写回(像随后阐述的)过程图11中，从而归档这些测量点并且在重新打开趋势变化时能够再次将这些测量点示出。
如果如开头部分所述具有过去的时间戳的测量值的更新现在到达，那么这些更新也追溯地加入到趋势变化中，与已经存在的内插的测量值并行。内插的测量值与实际的测量值的这种对照能够在图3中看到，其中，随后补充的测量值的实际的趋势变化位于内插的测量值略上方。因此，在趋势曲线的历史视图中能够理解，由于更新困难，针对当前的测量值使用内插桥接。根据两条曲线的差别，操作员能够识别其是否必须修正基于内插的测量值进行的操作，或者其操作是否仍然有效。
如图4中所示，如果不再满足内插的先决条件，例如因为测量值在超时内再次被连续地更新，则内插直接停止。
在图5中示出过程设施的根据本发明的控制系统1的一部分。控制系统1包括操作系统的服务器或操作员站服务器2以及与此相关联的操作员站客户端3。操作员站服务器2和操作员站客户端3经由终端总线4相互连接，并且与控制系统1的其他未示出的部件(例如工程系统服务器或过程数据档案)连接。
在操作和监视的场景中，使用者或操作员借助于操作员站客户端3借助于终端总线4访问操作员站服务器2。终端总线4能够不受限制地例如被设计为工业以太网。
操作员站服务器2具有与设施总线6连接的设备接口5。对此，操作员站服务器2能够与控制系统1的自动化设备7通信。设施总线6能够不受限制地例如被设计为工业以太网。自动化设备7具有到第一技术对象8 和第二技术对象9的连接。
在操作员站服务器2中集成有可视化服务10，经由该可视化服务能够将(可视化的)数据传输至操作员站客户端3。此外，操作员站服务器2 具有过程设施的过程图(Process Image)11。
操作员站服务器2在正常操作模式下借助自动化设备7接收第一技术对象8的测量值。该测量值被存储在操作员站服务器2的过程图11中。示出可视化服务10的一部分的趋势部件12读取过程图11的测量值，由此产生趋势变化(具有实际测量的测量值)，并将趋势变化传达给操作员站客户端3，操作员站客户端将趋势变化以趋势变化图13的形式呈现给技术设施的操作员。
然而，趋势元件12还实施之前描述的内插函数，该内插函数在测量值未进行更新的情况下起作用。在此，能够使用基于第一技术对象8的历史测量值的数学方法。但内插也能够借助间接测量方法(“软传感器”)通过考虑第二技术对象9(如在通常说明书部分所述)来实现。趋势部件12 既能够在由操作员打开的趋势变化图13中输出内插更新，也能够将内插更新经由操作员站服务器2的过程图11存储在控制系统1的未示出的档案中。
虽然通过优选的实施例和附图在细节上详细说明和描述了本发明，但本发明不受公开的实例的限制，并且本领域的技术人员能够在不脱离本发明的保护范围内由此推导出其他变体方案。

Claims (8)

1.一种用于展示技术设施的场景中的操控信息的由计算机执行的方法，所述技术设施具有至少一个操作员站服务器以及操作员站客户端，所述方法包括：
a)借助于所述操作员站服务器接收所述技术设施的至少一个技术对象(8、9)的测量值；
b)连续地产生所述测量值的实际的趋势变化，其中，对于不能接收至少一个所述技术对象(8、9)的测量值的情况，则进行所述测量值的内插以产生内插的趋势变化，直到能够重新接收测量值为止；
c)将所述实际的趋势变化和所述内插的趋势变化从所述操作员站服务器传递至所述操作员站客户端；
d)将所述实际的趋势变化和所述内插的趋势变化可视化地呈现给所述技术设施的操作员。
2.根据权利要求1所述的由计算机执行的方法，其特征在于，将所述实际的趋势变化和所述内插的趋势变化可视化地在共同的趋势变化图(13)中呈现给所述技术设施的操作员。
3.根据权利要求1所述的由计算机执行的方法，其中，针对在呈现所述内插的趋势变化的时间段期间出现的、至少一个技术对象(8、9)的实际的测量值能够随后被从所述操作员站服务器接收的情况，将来自所述操作员站服务器的、相关的实际的测量值用于产生测量值的真实的趋势变化，并且将所述内插的趋势变化与所述真实的趋势变化的比较传输至所述操作员站客户端以可视化地呈现给所述技术设施的所述操作员。
4.根据权利要求1或3所述的由计算机执行的方法，其中，将所述内插的趋势变化与所述实际的趋势变化共同存储在所述技术设施的控制系统(19)的档案中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的由计算机执行的方法，其中，基于历史测量值进行内插。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的由计算机执行的方法，其中，在考虑所述技术设施的至少一个第二技术对象(9)的测量值的情况下进行内插。
7.一种技术设施的控制系统(19)，所述控制系统被设计为执行根据权利要求1至5中任一项所述的方法。
8.根据权利要求7所述的技术设施的控制系统，其特征在于，所述技术设施是制造设施或者过程设施。
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