CN113179656A

CN113179656A - Scada网页hmi系统

Info

Publication number: CN113179656A
Application number: CN201980078091.1A
Authority: CN
Inventors: 东谷谅介; 野岛章; 清水伸夫; 清水亮
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2021-07-27
Also published as: TW202127166A; WO2021106082A1; US20220057780A1; PH12021551335A1; JPWO2021106082A1; TWI746271B; JP7131706B2

Abstract

SCADA网页HMI系统具有显示HMI画面的网页浏览器，根据从可编程逻辑控制器接收到的PLC信号的值使配置在上述HMI画面中的部件的外观变化。合并部件识别符生成部在第1部件数据及第2部件数据的属性识别符相同的情况下，生成新的合并部件识别符。部件数据变更部将上述第1部件数据及上述第2部件数据的部件识别符变更为上述合并部件识别符。合并项目名生成部生成将上述HMI画面的画面识别符、上述结合部件识别符与上述相同的属性识别符组合的合并项目名。上述网页浏览器在接收到的PLC信号与上述合并项目名对应的情况下，根据接收到的PLC信号的值将上述第1部件的显示状态按照上述第1显示信息变更，并且将上述第2部件的显示状态按照上述第2显示信息变更。

Description

SCADA网页HMI系统

技术领域

本发明涉及SCADA网页(web)HMI系统。

背景技术

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition：监控和数据采集)作为对社会基础设施系统进行监视控制的机制被周知。社会基础设施系统是钢铁轧制系统、电力送变电系统、上下水道处理系统、楼宇管理系统、道路系统等。

SCADA是产业控制系统的一种，进行基于计算机的系统监视和过程(process)控制。在SCADA中，需要与系统的处理性能匹配的即时响应性(实时性)。

SCADA通常由以下这样的子系统构成。

(1)HMI(Human Machine Interface：人机接口)

HMI是将对象过程(监视对象装置)的数据向操作者提示、使得操作者能够对过程监视并控制的机构。例如在专利文献1中，公开了一种具备在SCADA客户端上动作的HMI画面的SCADA HMI。

(2)监视控制系统

监视控制系统收集过程上的信号数据(PLC信号)，对过程发送控制命令。监视控制系统由PLC(Programmable Logic Controller：可编程逻辑控制器)等构成。

(3)远程输入输出装置(Remote Input Output：RIO)

远程输入输出装置与设置在过程内的传感器连接，将传感器的信号变换为数字的数据，将该数字数据向监视控制系统发送。

(4)通信基础设施

通信基础设施将监视控制系统与远程输入输出装置连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017－27211号公报

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1的HMI子系统的客户端程序由依存于机器环境的程序构建。为了实现SCADA HMI子系统的低成本化，本申请的发明者开发了不依存于机器环境的基于浏览器的SCADA HMI子系统。

在将SCADA HMI子系统构建为在网页浏览器上动作的网络应用的情况下，有以下的优点。

(1)网页浏览器由于被搭载在个人计算机(PC)、平板PC等的许多终端设备中，所以能够将各种各样的终端设备作为SCADA HMI子系统使用。

(2)网页浏览器具有高性能的绘制功能，容易植入以动画为代表的高度的GUI交互功能。

可是，在以往的SCADA HMI子系统中，使用被称作工程工具(engineering tool)的图(drawing)制作装置制作HMI画面(screen)。

在HMI画面中，配置有多个部件(parts)。在以往的SCADA中，对于各部件分配至少1个被称作“标签”或“点”的数据要素。对于各数据要素，分配固有的PLC信号。对于该HMI画面的n个数据要素(例如部件的显示颜色)分配n个PLC信号，从监视控制系统(PLC)向HMI子系统发送n个PLC信号。HMI子系统随着从监视控制系统(PLC)接收到的PLC信号而变更部件的颜色改变或动画等。

图20是被制作为HMI画面的变电控制电路图的一例。变电控制电路图表示变电控制系统中的两个不同的电压等级的控制电路。在变电控制电路图中，描绘了变压器、断路器、母线。变电控制电路图由组合了基本的部件(直线、四边形、圆形)的20个部件(401～420)构成。对于20个部件分别分配了固有的数据要素。以往，为了将这些部件进行颜色改变控制，监视控制系统(PLC)需要将与20个部件分别对应的20个PLC信号向HMI子系统输出。部件个数越多，需要控制越多的PLC信号，监视控制系统(PLC)的逻辑变得复杂。此外，监视控制系统(PLC)和HMI子系统间的通信量也变多。

但是，在实际的系统中，由于电气上的ON/OFF由断路器的状态决定，所以若干邻接的部件成为同色。图21是表示变电控制电路图的4个颜色改变模式(A)～(D)的图。在图21中，由虚线表示的部件被用绿(OFF)表示，由实线表示的部件被用红(ON)表示。

图21的(A)表示高电压等级的母线为OFF的情况。

图21的(B)表示高电压等级的母线为ON并且两方的断路器为OFF的情况。

图21的(C)表示高电压等级的母线为ON并且仅左侧的断路器为ON的情况。

图21的(D)表示高电压等级的母线为ON并且仅右侧的断路器为ON的情况。

这样，在SCADA HMI子系统的HMI画面上，邻接的若干显示用部件的颜色改变模式相同，能够通过相同的PLC信号进行控制。

本发明的目的是提供一种通过将对HMI画面上的部件分配的信息合并，能够实现PLC信号个数的削减、工程效率的提高和运行时性能的提高的SCADA网页HMI系统。

用来解决课题的手段

为了上述目的的达成，有关本发明的SCADA网页HMI系统如以下这样构成。

SCADA网页HMI系统具有显示HMI画面的网页浏览器。SCADA网页HMI系统根据从可编程逻辑控制器接收到的PLC信号的值，使配置在上述HMI画面中的部件的外观变化。

SCADA网页HMI系统具备第1部件数据生成机构、第2部件数据生成机构、合并部件识别符生成机构、部件数据变更机构、合并项目名生成机构、网页HMI数据生成机构。

第1部件数据生成机构生成将配置在上述HMI画面中的第1部件的配置信息、上述第1部件的第1部件识别符、表示上述第1部件的动态的显示属性的第1属性识别符和规定了与分配给上述第1属性识别符的属性值对应的上述第1部件的显示状态的第1显示信息建立了关联的第1部件数据。

第2部件数据生成机构生成将配置在上述HMI画面中的第2部件的配置信息、上述第2部件的第2部件识别符、表示上述第2部件的动态的显示属性的第2属性识别符和规定了与分配给上述第2属性识别符的属性值对应的上述第2部件的显示状态的第2显示信息建立了关联的第2部件数据。

合并部件识别符生成机构在上述第1部件数据的上述第1属性识别符和上述第2部件数据的上述第2属性识别符是相同的属性识别符的情况下，新生成合并部件识别符。

部件数据变更机构将上述第1部件数据的上述第1部件识别符及上述第2部件数据的上述第2部件识别符变更为上述合并部件识别符。

合并项目名生成机构生成将上述HMI画面的画面识别符、上述结合部件识别符和上述相同的属性识别符组合的合并项目名。

网页HMI数据生成机构生成包含上述第1部件的上述配置信息、上述第2部件的上述配置信息、上述合并项目名、上述第1显示信息、上述第2显示信息、和根据接收到的上述PLC信号变更上述第1部件及上述第2部件的显示状态的脚本的网页HMI数据。

上述网页HMI数据包括静态显示属性数据和运行时属性数据。静态显示属性数据是将上述第1部件的上述配置信息、上述第2部件的上述配置信息和上述合并项目名建立了关联的数据。运行时属性数据是将上述合并项目名、上述第1显示信息、上述第2显示信息和上述脚本建立了关联的数据。

上述网页浏览器具备静态显示机构和动态显示机构。静态显示机构将上述网页HMI数据读入，显示上述HMI画面。动态显示机构将上述运行时属性数据读入，使用应用了上述合并项目名、上述第1显示信息和上述第2显示信息作为设定参数的上述脚本，在上述接收到的PLC信号与上述合并项目名对应的情况下，根据接收到的上述PLC信号的值，将上述第1部件的显示状态按照上述第1显示信息进行更新，并且将上述第2部件的显示状态按照上述第2显示信息进行更新。

发明效果

根据本发明，通过将HMI画面上的相同属性的部件合并，能够实现PLC信号个数的削减、工程效率的提高和运行时性能的提高。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的SCADA的系统结构的图。

图2是用来说明在本发明的实施方式1的工程工具和网页浏览器中执行的主要的处理的框图。

图3是本发明的实施方式1的工程工具显示的图制作画面的一例。

图4是表示本发明的实施方式1的合并处理前的部件数据的一例的图。

图5是表示本发明的实施方式1的合并处理后的部件数据的一例的图。

图6是用来说明使用本发明的实施方式1的工程工具的合并处理的流程的流程图。

图7是用来说明使用本发明的实施方式1的工程工具的合并处理的流程的流程图。

图8是本发明的实施方式1的被制作为HMI画面的变电控制电路图的一例。

图9是表示用来使图8的组A～组D用4个颜色改变模式显示的PLC信号的组合的表。

图10是表示SCADA网页HMI执行装置和SCADA网页HMI设计装置的硬件结构例的框图。

图11是在本发明的实施方式2中、用来对1个部件定义多个属性的画面例。

图12是表示本发明的实施方式2的合并处理前的部件数据的一例的图。

图13是表示本发明的实施方式2的合并处理后的部件数据的一例的图。

图14是本发明的实施方式2的被制作为HMI画面的变电控制电路图的一例。

图15是表示用来实现图14的变电控制电路图的颜色改变模式的PLC信号的组合的表。

图16是本发明的实施方式3的被制作为HMI画面的图的一例。

图17是用来说明本发明的实施方式3的移动物的动画的图。

图18是用来说明本发明的实施方式3的移动物的动画的图。

图19是本发明的实施方式3的被制作为HMI画面的图的一例。

图20是被制作为HMI画面的变电控制电路图的一例。

图21是表示变电控制电路图的4个颜色改变模式(A)～(D)的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。但是，在以下所示的实施方式中言及了各要素的个数、数量、量、范围等的数量的情况下，除了特别明示的情况或在原理上其数量明显被确定的情况以外，本发明并不限定于该言及的数量。此外，在以下所示的实施方式中说明的构造等除了特别明示的情况或在原理上明显被确定于此的情况以外，对于本发明不必定是必须的。另外，对于在各图中共同的要素赋予相同的标号而省略重复的说明。

实施方式1.

<整体系统>

图1是表示SCADA的系统结构的图。SCADA作为子系统而具备SCADA网页HMI执行装置3、监视控制系统4、通信基础设施5、RIO6。SCADA经由监视控制系统4或RIO6与监视对象装置7连接。在本说明书中，HMI包括作为执行环境的SCADA网页HMI执行装置3和作为HMI开发环境的SCADA网页HMI设计装置1而称作SCADA网页HMI系统。

关于监视控制系统4、通信基础设施5、RIO6的说明是如在背景技术中叙述那样的，所以省略。监视控制系统4包括可编程逻辑控制器(PLC)。监视对象装置7是构成监视控制对象的成套设备(plant)的传感器、致动器等。

SCADA网页HMI设计装置1执行工程工具10。工程工具10生成为了使作为HMI执行环境的SCADA网页HMI执行装置3发挥功能所需要的网页HMI数据2和设备列表23。关于SCADA网页HMI设计装置1的详细情况在后面叙述。

SCADA网页HMI执行装置3(HMI子系统)执行网页服务器31和网页浏览器32。SCADA网页HMI执行装置3其在网页服务器31上动作的HMI服务器运行时311与在网页浏览器32上动作的HMI网络运行时321协调而作为HMI子系统动作。

网页浏览器32显示作为用来监视成套设备的画面的HMI画面。在HMI画面中，配置有显示成套设备的状态的部件(parts)。网页服务器31与网页浏览器32及监视控制系统4通信。例如，网页服务器31在从监视控制系统4接收到的PLC信号是关于当前显示在网页浏览器32上的HMI画面的信号的情况下，向该网页浏览器32发送该PLC信号。由此，SCADA网页HMI执行装置3根据从监视控制系统4接收到的PLC信号的值使配置在HMI画面中的部件的外观变化。关于SCADA网页HMI执行装置3的详细情况在后面叙述。

<SCADA网页HMI设计装置(工程工具)>

SCADA网页HMI设计装置1如后述的图10所示，具备至少一个处理器1a、和存储关于工程工具10执行的处理所记载的程序的存储器1b。通过程序被处理器1a执行，使处理器1a执行记载在程序中的处理。

在SCADA网页HMI设计装置1上动作的工程工具10具有高度的图编辑功能、能够将图数据以SVG(Scalable Vector Graphics：可缩放矢量图)形式保存的功能和扩展功能。图编辑功能和SVG数据保存功能作为一例由Microsoft Visio(注册商标)实现。

图2是用来说明在本实施方式的工程工具10和网页浏览器32中执行的主要的处理的框图。首先，对工程工具10的处理进行说明。

工程工具10作为主要的处理，能够执行制图处理11、部件数据生成处理12、部件数据编辑处理13、网页HMI数据生成处理14、设备列表生成处理15、合并处理16。

(制图处理)

参照图3，对用来制作被作为HMI画面使用的图的制图处理11进行说明。图3是工程工具10显示的图制作画面的一例。图制作画面被显示在显示器1c(图10)上。

制图处理11在图制作画面中排列显示：模板(stencil)区110，排列有为了制作图所需要的部件的原型(主形状：master shape)；和制图区111，描绘有HMI画面用的图。制图处理11能够使用输入输出接口1d(图10)，将由HMI画面设计者选择的模板区110上的部件配置到制图区111的图上。

在图3的例子中，在模板区110中，显示有作为水平线部件的原型(主形状)的HLINE110a、作为垂直线部件的原型的VLINE 110b，作为四边形部件的原型的RECTANGLE 110c、作为圆形部件的原型的CIRCLE 110d。

另外，部件的种类并不限定于此，在模板区110中也可以也显示三角形部件或轮胎部件等的原型。

HMI画面设计者能够将图3的模板区110上的原型复制(拖放：drag and drop)而配置到制图区111上的任意的位置。在制图区111中配置部件而制作图。图3的部件401～420由HMI画面设计者从模板区110复制部件的原型110a～110d并配置到制图区111上。在图3的制图区111中，描绘了变电控制系统的两个不同电压等级的控制电路。

(部件数据生成处理)

图2的部件数据生成处理12当在图3的制图区111上被配置了部件时，自动生成固有的部件数据。

部件数据生成处理12生成将配置在制图区111中的部件的“配置信息”、“部件识别符”、“属性识别符”和“显示信息”建立了关联的部件数据。

“配置信息”是配置在制图区111中的部件的形状、位置、大小等的静态显示属性。所谓的静态显示属性，是不取决于接收到的PLC信号的值而部件的外观不变的信息。静态显示属性能够在制图区111上变更。

“部件识别符”是确定配置在1个图上的各部件的唯一的识别符，例如是部件号码。

“属性识别符”是表示该部件的动态的显示属性的识别符。

“显示信息”是决定与对该属性识别符分配的属性值对应的该部件的显示状态的信息。在属性是显示颜色的情况下，也被称作颜色规则。

进而，部件数据生成处理12生成将该HMI画面的画面识别符、部件识别符与属性识别符组合的、在系统中唯一的“项目(item)名”。

图4是表示本实施方式的部件数据的一例的图。这里，对作为“第1部件”而配置有表示第1四边形的部件和作为“第2部件”而配置有表示第2四边形的部件的图的部件数据进行说明。另外，关于部件的配置信息省略图示。

第1部件数据41是作为第1部件的第1四边形的部件数据。第1部件识别符是“部件号码1”。第1属性识别符是“显示颜色1”。第1显示信息是“在PLC信号是0的情况下部件的颜色被变更为灰色，在PLC信号是1的情况下部件的颜色被变更为红色。”此外，项目名“G1_1SL1”是将表示该HMI画面的画面识别符的“G1”、表示部件号码1的“1”和表示显示颜色1的“SL1”组合的识别符。“G1_1SL1”是与从监视控制系统4向HMI网页HMI执行装置3发送的信号数据(PLC信号)对应的信号名称。项目名和PLC信号1对1地建立了关联。

第2部件数据42是作为第2部件的第2四边形的部件数据。第2部件识别符是“部件号码2”。第2属性识别符是“显示颜色1”。第2显示信息是“在PLC信号为0的情况下部件的颜色被变更为灰色，在PLC信号是1的情况下部件的颜色被变更为绿色。”此外，项目名“G1_2SL1”是将表示该HMI画面的画面识别符的“G1”、表示部件号码2的“2”与表示显示颜色1的“SL1”组合的识别符。“G1_2SL1”是与从监视控制系统4向HMI网页HMI执行装置3发送的信号数据(PLC信号)对应的信号名称。

(部件数据编辑处理)

图2的部件数据编辑处理13对由部件数据生成处理12自动生成的部件数据进行编辑。由于自动生成的部件数据的“显示信息”是默认的内容，所以HMI画面设计者根据监视控制对象的成套设备的HMI画面标准来编辑“显示信息”的内容。

(合并处理)

进而，工程工具10通过将分配给HMI子系统的HMI画面上的部件的项目名合并(integration)，能够实现PLC信号个数的削减、工程效率的提高、运行时性能的提高，所以能够执行合并处理16。

图2的合并处理16是将多个部件合并的处理。HMI画面设计者使用图3的范围指定112选择作为合并对象的多个部件，使工程工具10执行合并处理16。具体而言，使用范围指定112来选择想要合并的部件，通过从菜单列表中“INTEGRATION”菜单，能够将分配给各部件的项目名合并。

可合并的部件只是根据从监视控制系统4(PLC)向SCADA网页HMI执行装置3(HMI子系统)发送的PLC信号来变更显示状态的显示用部件。显示用部件作为关于部件的外观的属性而具有“显示颜色”“非显示”“宽度/高度”“位置”“旋转”的某个，作为属性值的类型而具有“布尔值(boolean)”“整数”“浮点数”的某个。

可合并的部件是显示用部件，是具有相同属性识别符的部件。例如，在图4中，作为第1部件的第1四边形及作为第2部件的第2四边形由于属性名(属性识别符)为“显示颜色1”是相同的，所以能够合并。另外，在是相同的属性识别符的情况下，属性值的类型也相同。在图4的例子中，第1部件及第2部件的属性名(属性识别符)是“显示颜色1”，属性值的类型是布尔值。

在以下的说明中，为了容易说明，假设将第1部件与第2部件合并而进行说明，但合并的部件也可以是3个以上。

参照图4、图5，对将第1部件与第2部件合并的合并处理中的具体的部件数据的变更进行说明。图4是表示合并处理前的部件数据的一例的图。图5是表示合并处理后的部件数据的一例的图。

图2的合并处理16作为主要的处理而具有合并部件识别符生成处理17、部件数据变更处理18、合并项目名生成处理19。

合并部件识别符生成处理17在第1部件数据41的第1属性识别符和第2部件数据42的第2属性识别符是相同的属性识别符的情况下，新生成合并部件识别符。

例如，图4的第1部件数据41的第1属性识别符“显示颜色1”和第2部件数据42的第2属性识别符“显示颜色1”相同。在此情况下，合并部件识别符生成处理17新生成图5所示的合并部件识别符“部件号码11”。

部件数据变更处理18将第1部件数据41的第1部件识别符及第2部件数据42的第2部件识别符变更为合并部件识别符。

例如，部件数据变更处理18将图4的第1部件数据41的第1部件识别符“部件号码1”变更为图5的合并部件识别符“部件号码11”。同样，部件数据变更处理18将图4的第2部件数据42的第2部件识别符“部件号码2”变更为图5的合并部件识别符“部件号码11”。

合并项目名生成处理19生成将HMI画面的画面识别符、结合部件识别符和相同的属性识别符组合的合并项目名。

在图5所示的例子中，合并项目名生成处理19生成将该HMI画面的画面识别符“G1”、表示结合部件识别符“部件号码11”的“11”和表示相同的属性识别符“显示颜色1”的“SL1”组合的合并项目名“G1_11SL1”。

这样，图4的两个项目名“G1_1SL1”及“G1_2SL1”被合并为图5的1个合并项目名“G1_11SL1”。通过该合并处理，项目名从两个被削减为1个，结果在后述的设备列表生成处理15中分配给项目名的PLC信号也从两个削减为1个。

(合并处理的流程图)

图6及图7是用来对使用工程工具10的合并处理16的流程进行说明的流程图。

首先，在图6的步骤S100中，HMI画面设计者使用工程工具10，在制图区111上配置构成HMI画面的部件。如果制图区111上配置部件，则通过部件数据生成处理12自动生成固有的部件数据。

在步骤S101中，HMI画面设计者根据监视控制对象的成套设备的HMI画面标准，将部件数据的显示信息变更。例如，对于与属性识别符“显示颜色”有关的显示信息，变更属性值(PLC信号的值)为0的情况下的部件的显示颜色、属性值(PLC信号的值)为1的情况下的部件的显示颜色、闪烁属性的有无。

在步骤S102中，HMI画面设计者使用图3的范围指定112选择合并处理的对象部件。

在步骤S103中，工程工具10执行图7所示的合并处理子例程。参照图7对合并处理16的流程进行说明。

首先，在步骤S104中，合并处理16判定所选择的部件是否是可合并的部件。所谓的可合并的部件，是根据从监视控制系统4(PLC)向SCADA网页HMI执行装置3(HMI子系统)发送的PLC信号而变更显示状态的显示用部件。在所选择的部件是可合并的部件的情况下判定条件成立。在判定条件成立的情况下，向步骤S105的处理前进。

在步骤S105中，判定是否选择了两个以上的部件。在选择了两个以上的部件的情况下判定条件成立。在判定条件成立的情况下，向步骤S106的处理前进。

在步骤S106中，工程工具10将多个部件分组。

在步骤S107中，在原来的各部件(第1部件、第2部件)的部件数据之外另外地新生成已合并部件的部件数据。

在步骤S108中，对已合并部件赋予各部件的属性。

在步骤S109中，分配新的部件号码。对于已合并部件的部件数据，分配新的合并部件识别符“部件号码11”。

在步骤S110中，将原来的各部件(第1部件、第2部件)的部件号码变更为11。

在上述的步骤S104或步骤S105的处理中的判定条件不成立的情况下，在步骤S111中，工程工具10在显示器1c上显示不能将所选择的部件合并的消息。

在步骤S110或步骤S111之后，图7的合并处理子例程结束。然后，图6的例程结束。

根据以上说明的合并处理16，能够将图4的部件数据变更为削减了项目名的图5的部件数据。然后，通过后述的网页HMI数据生成处理14、设备列表生成处理15，能够生成削减了PLC信号个数的设备列表23和网页HMI数据2。

在图6的例程后，执行图2的网页HMI数据生成处理14及设备列表生成处理15，生成使用合并项目名的网页HMI数据2及设备列表23。

(网页HMI数据生成处理)

对图2的网页HMI数据生成处理14进行说明。这里，说明对于关于图4的部件数据执行了合并处理16后的图5的部件数据的网页HMI数据生成处理14。

网页HMI数据生成处理14生成网页HMI数据2。网页HMI数据2包括静态显示属性数据21和运行时属性数据22。所谓的静态显示属性，是不论接收到的PLC信号的值如何、部件的外观都不变的信息。例如是部件的配置信息(形状、位置、大小等)。所谓运行时(runtime)属性，是用来根据接收到的PLC信号的值改变部件的外观的信息、以及能够在网页浏览器32上执行的脚本(程序)。例如是部件的动态的显示属性及信号数据处理算法。

静态显示属性数据21是将上述的第1部件的配置信息、第2部件的配置信息与合并项目名建立了关联的数据。静态显示属性数据是SVG(Scalable Vector Graphics)形式的数据，作为SVG元件的属性，包括部件的配置信息(形状、位置、大小)。

对根据图5所例示的部件数据生成的静态显示属性数据21进行说明。静态显示属性数据21是包括将合并项目名“G1_11SL1”与第1部件(图4的第1四边形)的配置信息建立了关联的数据、和将合并项目名“G1_11SL1”与第2部件(图4的第2四边形)的配置信息建立了关联的数据的SVG形式的数据。

运行时属性数据22是将合并项目名、第1部件的第1显示信息、第2部件的第2显示信息和脚本建立了关联的数据。如上述那样，“显示信息”是决定了与分配给该属性识别符的属性值对应的该部件的显示状态的信息。脚本是按照部件的每个类别定义的JavaScript(注册商标)程序。脚本能够作为设定参数而应用运行时属性数据(项目名及显示信息)并在网页浏览器32上执行。脚本根据从监视控制系统4接收到的PLC信号使第1部件及第2部件的显示状态变更。

对根据在图5中例示的部件数据生成的运行时属性数据22进行说明。运行时属性数据22包括将合并项目名“G1_11SL1”、第1部件(图4的第1四边形)的第1显示信息和脚本建立了关联的数据，以及将合并项目名“G1_11SL1”、第2部件(图4的第2四边形)的第2显示信息和脚本建立了关联的数据。如上述那样，在图4及图5中，第1显示信息是“在PLC信号为0的情况下部件的颜色被变更为灰色，在PLC信号为1的情况下部件的颜色被变更为红色。”第2显示信息是“在PLC信号为0的情况下部件的颜色被变更为灰色，在PLC信号为1的情况下部件的颜色被变更为绿色。”

对包含在运行时属性数据22中的脚本进行说明。在图5的例子中，第1部件及第2部件是四边形部件，在运行时属性数据22中包括四边形部件的脚本。

脚本通过应用合并项目名“G1_11SL1_1”及第1显示信息作为设定参数，作为第1部件的脚本发挥功能。第1部件的脚本在后述的网页浏览器32中动作，在PLC信号的值为0(属性值为0)的情况下，将第1部件的显示颜色变更为灰色，在PLC信号的值为1(属性值为1)的情况下，将第1部件的显示颜色变更为红色。

此外，脚本通过应用合并项目名“G1_11SL1_1”及第2显示信息作为设定参数，作为第2部件的脚本发挥功能。第2部件的脚本在后述的网页浏览器32中动作，在PLC信号的值为0(属性值为0)的情况下，将第1部件的显示颜色变更为灰色，在PLC信号的值为1(属性值为1)的情况下，将第1部件的显示颜色变更为绿色。

(设备列表生成处理)

对图2的设备列表生成处理15进行说明。这里，说明对于对图4的部件数据执行合并处理16后的图5的部件数据的设备列表生成处理15。

设备列表生成处理15对于各部件，生成作为将项目名与PLC信号建立了关联的数据的列表的设备列表23。在设备列表23中，将项目名和PLC信号(用来接收PLC信号的PLC地址)以1对1的关系建立了关联。设备列表被网页服务器31读入，用于在网页浏览器32与监视控制系统4之间收发信号。

在执行合并处理16前的图4的例子中，项目名是两个，PLC信号也需要两个。另一方面，在执行合并处理16后的图5的例子中，两个项目名被合并为1个合并项目名，与合并项目名对应的PLC信号也是1个。这样，能够削减PLC信号个数。

<SCADA网页HMI执行装置(HMI子系统)>

回到图1，对SCADA网页HMI执行装置3进行说明。SCADA网页HMI执行装置3如后述的图10所示，具备至少一个处理器3a、和存储关于SCADA网页HMI执行装置3执行的处理记载的程序的存储器3b。程序通过被处理器3a执行，使处理器3a执行记载在程序中的处理。

如上述那样，SCADA网页HMI执行装置3执行网页服务器31和网页浏览器32。

(网页服务器)

网页服务器31将网页HMI数据2和设备列表23读入。网页服务器31将网页HMI数据2读入，将静态显示属性数据21和运行时属性数据22作为HMI网络运行时内容配置。网页服务器31将设备列表23读入，成为能够在网页浏览器32与监视控制系统4之间收发信号的状态。

在网页服务器31上动作的HMI服务器运行时311的处理是以下这样的。

(1)内置应用服务器，对网页浏览器32供给HMI网络运行时内容。

(2)与监视控制系统4(PLC)通信，将来自监视对象装置7的信号数据向HMI网络运行时321发送，并将来自HMI网络运行时321的控制命令向监视控制系统4发送。

(网页浏览器)

参照图2对网页浏览器32的处理进行说明。网页浏览器32将网页HMI数据2(静态显示属性数据21及运行时属性数据22)读入，能够执行静态显示处理和动态显示处理。这里，假设网页HMI数据2是基于上述的图5的部件数据制作的数据而进行说明。

静态显示处理从网页服务器31将作为SVG形式的图数据的静态显示属性数据21读入，显示HMI画面。在HMI画面中，按照配置信息而配置图5的第1部件和第2部件。

动态显示处理将运行时属性数据22读入，使用应用了合并项目名、第1显示信息和第2显示信息作为设定参数的脚本，在接收到的PLC信号与合并项目名对应的情况下，一边根据接收到的PLC信号的值将第1部件的显示状态按照第1显示信息更新一边将第2部件的显示状态按照第2显示信息更新。

通过将脚本作为设定参数而应用项目名及显示信息，能够在网页浏览器32上执行。在图5的例子中，脚本通过应用合并项目名“G1_11SL1_1”及第1显示信息作为设定参数，作为第1部件的脚本发挥功能。此外，脚本通过应用合并项目名“G1_11SL1_1”及第2显示信息作为设定参数，作为第2部件的脚本发挥功能。

脚本根据从监视控制系统4接收到的PLC信号使第1部件及第2部件的显示状态变更。如图5所示，第1部件的脚本在网页浏览器32上执行，在PLC信号的值为0(属性值为0)的情况下，将第1部件的显示颜色变更为灰色，在PLC信号的值为1(属性值为1)的情况下，将第1部件的显示颜色变更为红色。第2部件的脚本被在网页浏览器32上执行，在PLC信号的值为0(属性值为0)的情况下，将第2部件的显示颜色变更为灰色，在PLC信号的值为1(属性值为1)的情况下，将第2部件的显示颜色变更为绿色。

<变电控制电路图的合并例>

参照图8和图9说明对变电控制系统应用了上述的合并处理16的例子。

图8与上述的图20同样是被描绘为HMI画面的变电控制电路图的一例。变电控制电路图表示变电控制系统的两个不同的电压等级的控制电路。变电控制电路图的颜色改变模式如上述的图21那样是4个模式。

所以，将具有邻接的相同的显示颜色属性的显示用部件如图8那样分组为4个组。组A是构成高电压等级的母线的部件群。组B是构成左侧的断路器的部件群。组C是构成右侧的断路器的部件群。组D是构成低电压等级的母线的部件群。关于组A，通过合并处理，对于部件401～404，生成1个合并项目名，分配1个PLC信号。关于组B，通过合并处理，对于部件405～410，生成1个合并项目名，分配1个PLC信号。关于组C，通过合并处理，部件411～416，生成1个合并项目名，分配1个PLC信号。关于组D，通过合并处理，部件417～420，生成1个合并项目名，分配1个PLC信号。

由此，通过与4个合并项目名建立了关联的4个PLC信号的组合，对于变电控制电路图能够实现图21所示的4个颜色改变模式。

图9是表示用来以图21的4个颜色改变模式使组A～组D显示的PLC信号的组合的表。需要的PLC信号的数量在组中是1个，整体是4个。如关于图20上述那样，以往需要20个PLC信号，但根据本实施方式的系统，能够将PLC信号的数量减少至4个。

这样，根据本实施方式的SCADA网页HMI系统，通过将向HMI画面上的部件分配的信号合并，能够实现PLC信号个数的削减、工程效率的提高和运行时性能的提高。

顺便说一下，在上述的实施方式1的系统中，将网页服务器31及网页浏览器32在相同的计算机上执行，但并不限定于此。也有对于1个网页服务器31连接多个网页浏览器32的情况。因此，也可以通过其他的计算机使网页服务器31及网页浏览器32动作。另外，这一点在以下的实施方式中也是同样的。

此外，在上述的实施方式1的系统中，使用SVG形式的图数据，但图数据并不限定于此。在网页浏览器32对应于WebGL的情况下，图数据也可以是对应于WebGL的形式。

<硬件结构例>

参照图10对SCADA网页HMI系统的主要部的硬件结构进行说明。图10是表示SCADA网页HMI系统具有的硬件结构例的框图。

图2所示的SCADA网页HMI设计装置1的各处理由处理电路实现。处理电路是处理器1a、存储器1b、显示器1c和输入输出接口1d连接而构成的。输入输出接口1d是键盘、鼠标等的输入设备，和能够将网页HMI数据2及设备列表23进行文件输出的输出设备。处理器1a通过执行存储在存储器1b中的各种程序，实现SCADA网页HMI设计装置1的各处理。

图2所示的SCADA网页HMI执行装置3的各处理由处理电路实现。处理电路是处理器3a、存储器3b、显示器3c、输入接口3d和网络接口3e连接而构成的。输入接口3d包括键盘、鼠标等的输入设备，和能够将网页HMI数据2及设备列表23读入的设备。网络接口3e与监视控制系统4连接，是能够收发信号数据及控制命令的设备。此外，处理电路通过处理器3a执行存储在存储器3b中的各种程序，实现SCADA网页HMI执行装置3的各处理。

实施方式2.

接着，参照图11～图15对本发明的实施方式2进行说明。本实施方式的系统除了数据定义不同这一点以外，与实施方式1是同样的，所以省略共同的说明。

在上述的实施方式1中，对1个部件定义1个颜色规则。但是，也可以对1个部件定义多个颜色规则。在本实施方式中，将定义了多个颜色规则的部件合并。

图11是在本实施方式中用来对1个部件定义多个属性的画面例。对于1个部件，定义表示显示颜色的多个属性识别符(SL1～SL3)。对于1个颜色规则，能够指定显示颜色和闪烁属性。对于各个颜色规则，能够分配具有1比特(ON/OFF)的值的PLC信号(项目名)。各个颜色规则具有优先级(SL1<SL2<SL3)。在被分配的PLC信号的值为ON的颜色规则有多个的情况下，将优先级最高的颜色规则的显示颜色和闪烁属性反映到图部件中。

图12是表示本实施方式的合并处理前的部件数据的一例的图。这里，对作为“第1部件”而配置有表示第1四边形的部件、作为“第2部件”而配置有表示第2四边形的部件的图的部件数据进行说明。另外，关于部件的配置信息省略图示。对第1部件定义两个颜色规则。对第2部件定义3个颜色规则。在图12中，属性名(属性识别符)相同者是相同的优先级。

第1部件数据A51是决定了第1部件的第1个颜色规则的部件数据。第1部件识别符是“部件号码1”。第1属性识别符A是“显示颜色1”。第1显示信息A是“在PLC信号为0的情况下部件的颜色被变更为灰色，在PLC信号为1的情况下部件的颜色被变更为红色。”此外，项目名“G1_1SL1”是将表示该HMI画面的画面识别符的“G1”、表示部件号码1的“1”和表示显示颜色1的“SL1”组合的识别符。

第1部件数据B52是决定了第1部件的第2个颜色规则的部件数据。第1部件识别符是“部件号码1”。第1属性识别符B是“显示颜色2”。第1显示信息B是“在PLC信号为0的情况下部件的颜色被变更为灰色，在PLC信号为1的情况下部件的颜色被变更为橙色。”此外，项目名“G1_1SL2”是将表示该HMI画面的画面识别符的“G1”、表示部件号码1的“1”和表示显示颜色2的“SL2”组合的识别符。

第2部件数据A53是决定了第2部件的第1个颜色规则的部件数据。第2部件识别符是“部件号码2”。第2属性识别符A是“显示颜色1”。第2显示信息A是“在PLC信号为0的情况下部件的颜色被变更为灰色，在PLC信号为1的情况下部件的颜色被变更为绿色。”此外，项目名“G1_2SL1”是将表示该HMI画面的画面识别符的“G1”、表示部件号码2的“2”和表示显示颜色1的“SL1”组合的识别符。

第2部件数据B54是决定了第2部件的第2个颜色规则的部件数据。第2部件识别符是“部件号码2”。第2属性识别符B是“显示颜色2”。第2显示信息B是“在PLC信号为0的情况下部件的颜色被变更为灰色，在PLC信号为1的情况下部件的颜色被变更为蓝色。”此外，项目名“G1_2SL2”是将表示该HMI画面的画面识别符的“G1”、表示部件号码2的“2”和表示显示颜色2的“SL2”组合的识别符。

第2部件数据C55是决定了第2部件的第3个颜色规则的部件数据。第2部件识别符是“部件号码2”。第2属性识别符C是“显示颜色3”。第2显示信息B是“在PLC信号为1的情况下部件的颜色被变更为紫色。”此外，项目名“G1_2SL3”是将表示该HMI画面的画面识别符的“G1”、表示部件号码2的“2”和表示显示颜色3的“SL3”组合的识别符。

参照图13对合并处理16中的具体的部件数据的变更进行说明。

选择第1部件和第2部件而执行合并处理16。

图12的第1部件数据A51的第1属性识别符“显示颜色1”与第2部件数据A53的第2属性识别符“显示颜色1”相同。在此情况下，合并部件识别符生成处理17新生成图13所示的合并部件识别符“部件号码11”。另外，如果属性识别符相同，则优先级也相同。

部件数据变更处理18将图12的第1部件数据A51及第2部件数据B52的第1部件识别符“部件号码1”变更为图13的合并部件识别符“部件号码11”。同样，部件数据变更处理18将图12的第2部件数据A53～第2部件数据C55的第2部件识别符“部件号码2”变更为图13的合并部件识别符“部件号码11”。

合并项目名生成处理19基于第1部件数据A51和第2部件数据A53，生成将该HMI画面的画面识别符“G1”、表示结合部件识别符“部件号码11”的“11”和表示相同的属性识别符“显示颜色1”的“SL1”组合的合并项目名“G1_11SL1”。

此外，合并项目名生成处理19基于第1部件数据B52和第2部件数据B54，生成将该HMI画面的画面识别符“G1”、表示结合部件识别符“部件号码11”的“11”和表示相同的属性识别符“显示颜色2”的“SL2”组合的合并项目名“G1_11SL2”。

此外，合并项目名生成处理19基于第2部件数据C55，生成将该HMI画面的画面识别符“G1”、表示结合部件识别符“部件号码11”的“11”和表示属性识别符“显示颜色3”的“SL3”组合的合并项目名“G1_11SL3”。

根据以上说明的合并处理，图12所示的5个项目名被合并为图13所示的3个项目名。然后，通过在实施方式1中说明的网页HMI数据生成处理14、设备列表生成处理15，制作削减了PLC信号个数的设备列表23和网页HMI数据2。

<变电控制电路图的合并例>

图14与上述的图8同样是被描绘为HMI画面的变电控制电路图的一例。变电控制电路图表示变电控制系统的两个不同的电压等级的控制电路。关于分组，与图8是同样的，所以省略说明。

图14所示的例子，是将变压器(407、408、413、414)根据电压等级进行颜色改变的模式。图14的(A)表示高电压等级的母线为ON并且仅左侧的断路器为ON的情况。图14的(B)表示高电压等级的母线为ON并且仅右侧的断路器为ON的情况。

在此情况下，对于变压器，作为第2个颜色规则而追加表示电压等级信号的颜色规则。表示电压等级信号的颜色规则其优先级比表示ON/OFF信号的颜色规则高。因此，在电压等级信号是ON并且ON/OFF信号是ON的情况下，以表示电压等级信号的颜色规则为优先。表示电压等级信号的颜色规则仅由变压器的图部件(407、408、413、414)定义。

对于向高电压等级的变压器(407、413)的部件追加的颜色规则而分配紫色，对于向低电压等级的变压器(408、414)的部件追加的颜色规则分配淡蓝色。

对于合并后的组的颜色规则分配两个PLC信号，但变压器以外的显示部件由于仅具有1个颜色规则，所以不受第2个PLC信号的值的影响。

通过如图15那样以监视控制系统4的逻辑对PLC信号的值进行控制，能够支持将变压器根据电压等级进行颜色改变的模式。

实施方式3.

接着，参照图16～图19对本发明的实施方式3进行说明。本实施方式的系统除了数据定义不同这一点以外，与实施方式1是同样的，所以省略共同的说明。

在上述的实施方式1中，对将部件的属性作为显示颜色而变更显示颜色的情况进行了说明。顺便说一下，部件的属性并不限定于此。在实施方式3中以动画属性为例进行说明。

图16是本发明的实施方式3的被制作为HMI画面的图的一例。图16所示的移动物(车)的图由5个部件构成。对于两个轮胎的部件(61、62)，赋予了数值侧的PLC信号的值每增加1就顺时针旋转1/8圈的旋转动画属性。其他的3个部件(63、64、65)被赋予了根据数值型的PLC信号的值而在上下方向(y坐标轴方向)上移动10个像素(pixel)的移动动画属性。将轮胎的半径设为20个像素。

如上述那样，在以往的SCADA中，该图具有5个PLC信号，需要将各个信号的值通过PLC逻辑进行控制。如果使用上述的实施方式1的合并处理16进行整合，则这些PLC信号被合并为两个PLC信号。通过这两个信号的值，能够实现以下这样的动画。

图17是用来对本实施方式的移动物的动画进行说明的图。在接收到由图17的下表所示的(a)～(d)模式表示的两个PLC信号的情况下，如上图的(a)～(d)模式那样，移动物的轮胎部件(61、62)旋转，车体部件(63、64、65)向y坐标轴方向移动。

图18是对于除了图17的动画以外还对移动物在横向上移动的动画也进行说明的图。

在本实施方式的系统中，也能够向合并后的部件赋予动画属性。合并后的部件66是将轮胎部件和车体部件的全部进行了分组的部件。在图18的例子中，对于合并后的部件66，赋予了根据PLC信号的值而在x坐标轴方向上移动的移动动画属性。

在接收到由图18的下表所示的(a)～(d)模式表示的3个PLC信号的情况下，如上图的(a)～(d)模式那样，移动物的轮胎部件(61、62)旋转，车体部件(63、64、65)上下移动，合并后的部件(66)向x坐标轴方向移动。

在图16所示的例子中，在以往的SCADA中，对5个部件(61～65)分别赋予不同的PLC信号，需要在监视控制系统4(PLC)侧管理5个PLC信号。此外，通过应用的标准，可以预想到构成移动物的图形的轮胎部件及车体部件的部件数会容易地变化，但以往需要每次变更监视控制系统4(PLC)的逻辑。例如，如图19那样，仅通过稍稍改变设计，追加两个部件(67、68)，部件个数增加，所以需要PLC的逻辑的变更。

另一方面，如果使用本实施方式的合并功能将PLC信号合并，则即使构成车的车体及轮胎的图部件的数量变化，PLC的逻辑也不受到影响。由于生产性变高并且信号数被削减，所以也能够期待执行时的通信性能的提高。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够各种各样变形而实施。

标号说明

1 SCADA网页HMI设计装置

1a 处理器

1b 存储器

1c 显示器

1d 输入输出接口

2 网页HMI数据

3 SCADA网页HMI执行装置

3a 处理器

3b 存储器

3c 显示器

3d 输入接口

3e 网络接口

4 监视控制系统(PLC)

5 通信基础设施

6 RIO

7 监视对象装置

10 工程工具

11 制图处理

12 部件数据生成处理

13 部件数据编辑处理

14 网页HMI数据生成处理

15 设备列表生成处理

16 合并处理

17 合并部件识别符生成处理

18 部件数据变更处理

19 合并项目名生成处理

21 静态显示属性数据

22 运行时属性数据

23 设备列表

31 网页服务器

32 网页浏览器

41 第1部件数据

42 第2部件数据

51 第1部件数据A

52 第1部件数据B

53 第2部件数据A

54 第2部件数据B

55 第2部件数据C

61～68 部件

110 模板区

111 制图区

112 范围指定

110a 水平线部件的原型

110b 垂直线部件的原型

110c 四边形部件的原型

110d 圆形部件的原型

311 HMI服务器运行时

321 HMI网络运行时

401～420 部件

Claims

1.一种SCADA网页HMI系统，具有显示HMI画面的网页浏览器，根据从可编程逻辑控制器接收到的PLC信号的值，使配置在上述HMI画面中的部件的外观变化，其特征在于，

具备：

第1部件数据生成机构，生成将配置在上述HMI画面中的第1部件的配置信息、上述第1部件的第1部件识别符、表示上述第1部件的动态的显示属性的第1属性识别符和规定了与分配给上述第1属性识别符的属性值对应的上述第1部件的显示状态的第1显示信息建立了关联的第1部件数据；

第2部件数据生成机构，生成将配置在上述HMI画面中的第2部件的配置信息、上述第2部件的第2部件识别符、表示上述第2部件的动态的显示属性的第2属性识别符和规定了与分配给上述第2属性识别符的属性值对应的上述第2部件的显示状态的第2显示信息建立了关联的第2部件数据；

合并部件识别符生成机构，在上述第1部件数据的上述第1属性识别符和上述第2部件数据的上述第2属性识别符是相同的属性识别符的情况下，新生成合并部件识别符；

部件数据变更机构，将上述第1部件数据的上述第1部件识别符及上述第2部件数据的上述第2部件识别符变更为上述合并部件识别符；

合并项目名生成机构，生成将上述HMI画面的画面识别符、上述结合部件识别符和上述相同的属性识别符组合的合并项目名；以及

网页HMI数据生成机构，生成包含上述第1部件的上述配置信息、上述第2部件的上述配置信息、上述合并项目名、上述第1显示信息、上述第2显示信息、和根据接收到的上述PLC信号变更上述第1部件及上述第2部件的显示状态的脚本的网页HMI数据；

上述网页浏览器执行以下处理：

将上述网页HMI数据读入；

显示上述HMI画面；以及

在接收到的上述PLC信号与上述合并项目名对应的情况下，根据接收到的上述PLC信号的值，将上述第1部件的显示状态按照上述第1显示信息进行变更，并且将上述第2部件的显示状态按照上述第2显示信息进行变更。

2.如权利要求1所述的SCADA网页HMI系统，其特征在于，

上述网页HMI数据包括：

静态显示属性数据，将上述第1部件的上述配置信息、上述第2部件的上述配置信息和上述合并项目名建立了关联；以及

运行时属性数据，将上述合并项目名、上述第1显示信息、上述第2显示信息和上述脚本建立了关联；

上述网页浏览器具备：

静态显示机构，将上述静态显示属性数据读入，显示上述HMI画面；以及

动态显示机构，将上述运行时属性数据读入，使用应用了上述合并项目名、上述第1显示信息和上述第2显示信息作为设定参数的上述脚本，在接收到的上述PLC信号与上述合并项目名对应的情况下，根据接收到的上述PLC信号的值，将上述第1部件的显示状态按照上述第1显示信息进行更新，并且将上述第2部件的显示状态按照上述第2显示信息进行更新。

3.如权利要求1或2所述的SCADA网页HMI系统，其特征在于，

上述第1部件及上述第2部件是显示颜色根据接收到的上述PLC信号的值而变化的显示用部件。

4.如权利要求1或2所述的SCADA网页HMI系统，其特征在于，

上述第1部件及上述第2部件是显示位置根据接收到的上述PLC信号的值而变化的显示用部件。

5.如权利要求1或2所述的SCADA网页HMI系统，其特征在于，

上述第1部件及上述第2部件是旋转角根据接收到的上述PLC信号的值而变化的显示用部件。