CN113220383A - 技术设施的管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种技术设施的管理系统，有至少一个操作员站服务器和操作员站客户端，在操作员站服务器上实现数据模型，操作员站客户端具有显示单元和控制单元，操作员站服务器用于将展示数据模型的可视化信息传输至显示单元，显示单元用于产生管理系统的操作员的接收到的可视化信息的图形表示，并且用于从操作员接收与数据模型相关的命令，并将该命令继续传递至控制单元，控制单元用于从显示单元接收命令，控制单元从接收到的命令产生修改的可视化信息并将其直接传输至显示单元，以调整显示单元的图形表示，从接收到的命令产生调整命令，并将该命令直接传输至操作员站服务器上的数据模型，以在对操作员的命令作出反应时调整数据模型。

Description

技术设施的管理系统
技术领域
本发明涉及一种用于技术设施、特别是制造设施或过程设施的管理系统，该管理系统具有至少一个操作员站服务器和操作员站客户端，该管理系统具有本发明的特征。此外，本发明涉及一种具有本发明的特征的技术设施，特别是制造设施或过程设施。另外，本发明涉及一种具有本发明个的特征的用于运行技术设施的方法。
背景技术
从技术设施的管理系统出发，其具有至少一个操作员站服务器和与之连接的操作员站客户端。在此，操作员站服务器设计用于生成视觉信息，并将其继续传递至操作员站客户端，因此，在操作和监控技术设施时向控制系统的操作员提供视觉信息。
如果技术设施的管理系统的结构信息、例如SFC运行计划(SFC＝序列函数图)在作为操作员站客户端起作用的网页浏览器中由管理系统的操作员创建并改变，出于以下原因会经常出现时间延迟。网页浏览器将技术设施的操作员触发的命令发送至与操作员站客户端连接的操作员站服务器。操作员站服务器执行存储在操作员站服务器上的数据模型中命令所期望的操作。随后，操作员站服务器产生修改的可视化信息，该信息再次传输至网页浏览器或操作员站客户端。
命令的触发与接收到修改的可视化信息之间经过的时间不是恒定的或很难限定。但在操纵网页浏览器中的图形结构时“拖&放”功能很重要。在此，由网页浏览器以图形的形式表示的对象似乎是通过操作员以电脑鼠标的移动被移位：对象“挂”在鼠标上。网页浏览器模拟例如在移位时图形对象的移动。
如果改变分级的、自动排序的图表，例如SIEMENS公司的SIMATIC Batch的SFC结构，又会出现图形“泵送”的问题。这意味着围绕要移动的对象的目标位置的图形对象还必须移动到新位置，以便为移动的对象创建位置。但只要还没有执行“在网页浏览器中触发命令->传输至操作员站服务器->在服务器上修改模型->传输回网页浏览器”的路径，在在触发命令或移动图形对象后，图形表示的旧状态就仍然保持在网页浏览器中，直到由网页浏览器接收到从操作员站服务器传输的修改的表示。因此，操作员必须等待，直到示出修改的表示，并且不得触发新命令。否则，当其试图选择图形对象时，对象会“从其手中被推开”。如果对象在移动后没有保持在新位置，而是在旧位置上短时间(直到之前阐述的路径执行完)示出，则企图的幻想“对象位于操作员的手中(电脑鼠标上)，并且被移动到新位置”消失。
借助网页浏览器可操作的管理系统区域内的当前发展遵循在图1中示出的所谓的MVC方案1(MVC＝模型视图控制器)。(数据)模型3存储在操作员站服务器2上。操作员站服务器2与操作员站客户端4连接，在该操作员站客户端上实施网页浏览器。操作员站客户端4具有显示单元6(视图)和控制单元8(控制器)。操作员站服务器2将与数据模型3有关的可视化信息5传送至操作员站客户端4的显示单元6或网页浏览器的显示单元。网页浏览器以图形的方式显示来自模型3的可视化信息，供控制系统操作员使用。
此外，显示单元6为操作员提供用户界面，操作员借助该用户界面能够触发命令7，例如在图形表示中图形移动示出的图形对象。随后将命令7传递至操作员站客户端4中的控制单元8。控制单元8处理用户的命令7，并在某些情况下将更新的可视化信息直接传输至显示单元6(由箭头9表示)。在此，这些情况下普遍为操作员的简单的格式化命令7，例如改变显示单元6的图示中的字体或颜色。
更复杂的命令7，例如新产生图形对象或改变图形对象之间的分级，涉及操作员站服务器2上模型3的结构。由控制单元8借助调整命令10将这些传输至(数据)模型3，以便操作员站服务器2上修改(数据)模型3。在调整模型3之后，将更新的可视化信息5再传输至显示单元6。因此，在特定情况下，操作员的命令7导致必须跨“服务器-客户端”的边界两次传输数据，这能够导致上述缺点。
命令7触发的操作能够执行两次：一方面借助控制单元8的直接反馈9在显示单元6中进行显示，另一方面经由对操作员站服务器2上的模型3的调整命令10。由此，对操作员的命令7的反应是立刻的，即没有明显的迟延。但两个操作能够出现分歧。这意味着在操作员站服务器2上的模型3中存在与借助显示单元6示出给操作员不同的信息。
因此，两个操作不同的实施或时间上的问题会导致MVC方案中“模型”和“方面”之间的不一致。此外，这能够导致，操作员在触发命令7与从操作员站服务器2获取修改的可视化信息之间的时间内能够在网页浏览器的图示中选择特定的图形对象，根据修改的操作员站服务器2上的模型3，这些对象实际上不应呈现给操作员。这种不一致会对管理系统的可操作性产生负面作用。
在操作员站服务器2上将操作员的命令7和由此预期的操作传送至模型3(即不涉及控制单元8)将与MVC模型的原理相矛盾，因为这里没提供通过显示单元6直接修改模型3。
此外，能够不允许从控制单元8直接反馈至显示单元6。由此，虽然能够排除显示单元6与模型3之间可视化信息的不一致，但尤其由于更长的信号路径，管理系统将必须接受明显差的性能。
发明内容
本发明的目的在于给出一种用于技术设施，特别是制造设施或过程设施的管理系统，其能够在服务器客户连接的上下文中考虑MVC方案并且性能没有显著变差的情况下实现可视化信息的一致性。
该任务由具有本发明的特征的用于技术设施的管理系统解决。此外，该任务由根据本发明的技术设施和根据本发明的用于运行管理系统的方法解决。其他有利的设计方案从改进由各个实施例得出。
开头所述类型的管理系统具有至少一个操作员站服务器和操作员站客户端，其中，在操作员站服务器上实现数据模型，并且其中，操作员站客户端具有显示单元和控制单元，其中：
-操作员站服务器设计用于将展示数据模型的可视化信息传输至操作员站客户端的显示单元，
-操作员站客户端的显示单元设计用于为管理系统的操作员产生接收的可视化信息的图形表示，
-操作员站客户端的显示单元设计用于从操作员接收与数据模型相关的命令，并将该命令继续传递至控制单元，
-控制单元设计用于从显示单元接收命令，
-控制单元设计用于从接收到的命令产生修改的可视化信息，并将其直接传送至显示单元，以调整显示单元的图形表示，
-控制单元设计用于根据接收到的命令产生调整命令，并将该调整命令直接传输至操作员站服务器上的数据模型，以作为对操作员的命令的反应来调整数据模型。
管理系统的特征在于，显示单元设计用于从控制单元获得修改的可视化信息，并且接下来调整图形表示之后产生专用于当前图形表示的校验和。并且特征还在于，操作员站服务器设计用于在从控制单元获得调整命令并且随后调整数据模型之后，产生专用于当前数据模型的校验和，并将其传输至显示单元，其中显示单元设计为用于将自己产生的校验和与操作员站服务器传送的校验和相比较，以能够识别到显示单元的图形表示与操作员站服务器上的数据模型之间可能的不一致，并且以便在不一致的情况下请求从操作员站服务器传输代表当前数据模型的可视化信息。
在本发明中，管理系统被理解为计算机支持的技术系统，该系统包括用于技术系统、例如制造设施或过程设施的显示、操作和管理的功能。在当前情况下，管理系统包括用于得出测量值的传感器以及不同的执行器。此外，管理系统包括所谓的与过程相关的或与制造相关的部件，该部件用于驱控执行器或传感器。另外，管理系统具有用于可视化技术设施和工程的构件。附加地，概念“管理系统”还能够被理解为是用于更复杂的调节的另外的计算单元和用于数据存储和数据处理的系统。
技术设施能够是过程工业，例如化学、制药、石化工业的设施或来自食品工业和饮料工业的设施。就此，包括生产汽车或所有种类货物的生产工业、工具的各种设施。适于执行根据本发明的方法的技术设施也能够来自发电领域。技术设施的概念同样包括用于发电的风力涡轮机、太阳能设施或发电厂。
“操作员站服务器”当前被理解为一种服务器，其检测操作系统和观察系统的中央数据以及通常技术设施的管理系统的警报和测量值档案，并提供给用户。操作员站服务器通常产生到技术设施的自动化系统的通信连接，并将技术设施的数据继续传递给所谓的用于操作和观察技术设施的单个功能元件的运行的所谓的操作员站客户端。操作员站服务器能够自身具有客户端功能，以便访问其他操作员站服务器的数据(档案、消息、标签、变量)。由此，的技术设施的运行的图像能够在操作员站服务器上与其他操作员站服务器(服务器-服务器-通信)的变量结合。操作员站服务器能够是SIEMENS公司的SIMATIC PCS 7工业工作服务器，但不限于此。
“数据模型”为组合在共同的模型中的不同数据的连接。数据模型在操作员站服务器上实现。换句话说：数据模型存储在操作员站服务器的存储器中。该存储器还能够物理上位于操作员站服务器之外，例如在云环境中。
借助根据本发明的管理系统，通过图形表示相应地几乎无延迟地适配操作员的命令，显示单元能够与控制单元连接。同时，通过校验和的产生和比较产生了确定性，即响应于操作员的命令呈现给操作员的内容也是正确的，即与在操作员站服务器上要示出的数据模型一致。根据本发明的管理系统的特征在于改进的可操作性，而不损害MVC方案。管理系统能够“流畅地”操作，并且在此保证借助操作员站客户端图形表示的可视化信息与操作员站服务器上基础的数据模型的一致性。
用于校验和的产生算法有利地设计为，使得操作员的所有引起图形表示改变的命令也被引入校验和的产生中。对此，尤其能够有利地使用“消息摘要算法5”(缩写：MD5)方法。此外，该方法考虑通过操作员的纯图形移动操作。此外，之前提出的目的由一种技术设施，特别是制造设施或过程设施解决，该设施如上所述设计为具有至少一个管理系统。
另外，之前提出的目的通过一种用于运行技术设施、特别是制造设施或过程设施的管理系统的方法实现，该技术设施具有至少一个操作员站服务器和操作员站客户端，其中，在操作员站服务器上实现数据模型，并且其中，操作员站客户端具有显示单元和控制单元，该方法包括：
a)通过操作员站服务器将代表数据模型的可视化信息传送至操作员站客户端的显示单元，
b)通过操作员站客户端的显示单元为管理系统的操作员产生接收到的可视化信息的图形表示，
c)接收操作员的命令，该命令应该引起在显示单元中的图形表示的改变，并且通过显示单元将该命令继续传递至控制单元，
d)通过控制单元从显示单元接收命令，
e)从接收到的可视化信息产生修改的可视化信息，并通过控制单元(8)将该修改的可视化信息直接传送至显示单元，以调整显示单元的图形表示，
f)从接收到的命令产生调整命令，并通过控制单元将该调整命令直接传输至操作员站服务器上的数据模型，因此，作为对操作员的命令的反应，操作员站服务器调整数据模型，
g)在显示单元从控制单元获得修改的可视化信息并且因为相应地调整图形表示之后，通过显示单元产生专用于当前图形表示的校验和，
i)在操作员站服务器从控制单元获得调整命令并且因而相应地调整数据模型之后，通过操作员站服务器产生专用于当前数据模型的校验和，
j)将校验和从操作员站服务器传输至显示单元，
k)将由显示单元产生的校验和与由操作员站服务器产生的校验和相比较，以能够识别到显示单元的图形表示与操作员站服务器上的数据模型之间的可能的不一致，
l)在两个互相比较的校验和不一致的情况下，通过显示单元从操作员站服务器请求代表当前数据模型的可视化信息，
m)将代表当前数据模型的可视化信息从操作员站服务器传输至显示单元，并且以图形表示可视化信息。
附图说明
结合下面借助于附图对实施例的说明，更加清楚地解释本发明的上述特点。特征和优点，以及如何实现他们的方式和方法。示出：
图1是根据现有技术的MVC方案；
图2是操作员站客户端的显示单元以图形的方式表示的可视化信息；
图3是根据另一方面的图2的可视化信息；
图4是根据另一方面的图3的可视化信息；
图5是根据本发明的方法的流程。
具体实施方式
图2示出与数据模型3对应的可视化信息11，在操作员站服务器2上示出该数据模型(对此也参见图5)。可视化信息包括十个图形对象12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12i、12j。使用连接线13将这些对象以图形的方式连接。在此，例如能够是SFC图表(SFC＝顺序功能图)的图形表示，该图表能够基于设计为方法技术设施的技术设施的顺序链实现状态或结果受控地实施。
现在，操作员例如想把对象12a(图2中在绘图区域左下方)在绘图区域中以图形的方式向上移动，从而将其布置在对象12h下方。在此，图3示出对象12a应该沿方向14向上移动，而应该将具有相关联的连接线13的对象沿着反方向15向下移动，以便为对象12a提供在可视化信息11中必要的位置。图4示出对象12a的新位置。
根据图5，下面阐述操作员发出之前阐述的(移动)命令期间哪些操作自动在后台进行。图5示出管理系统16，其包括操作员站服务器2和与之连接的操作员站客户端4。在操作员站服务器2中实现数据模型3。操作员站客户端4具有显示单元6和控制单元8。
在第一方法步骤I中，通过操作员站服务器2将展示数据模型3的可视化信息11传输至操作员站客户端4的显示单元6。
在第二方法步骤II中，显示单元6为管理系统16的操作员产生接收到的可视化信息11的在图2中可视化的图形表示。
显示单元6接收操作员的(移动)命令，并在第三方法步骤III中，将该命令继续传递至操作员站客户端8的控制单元8。
在控制单元8从显示单元6接收命令后，控制单元8根据接收到的命令产生修改的可视化信息11，并将修改的可视化信息11直接传输至显示单元6，以调整显示单元6的图形表示(第四方法步骤IV)。
附加地，控制单元8从接收到的命令产生调整命令，并在第五方法步骤V中，将该调整命令直接发送至操作员站服务器2上的数据模型3，由此，作为对操作员的命令的响应，操作员站服务器2调整数据模型3。
在第六方法步骤VI中，在显示单元6从控制单元8获得修改的可视化信息11，并且因此相应地调整图形表示之后，显示单元6产生特定于当前图形表示的校验和。
在能够在第六方法步骤VI之前、之后或并行进行的第七方法步骤VII中，在操作员站服务器2从控制单元8获得调整命令，并且因此相应地调整数据模型3之后，操作员站服务器2产生特定于当前的、根据调整命令修改的数据模型3的校验和。
在第八方法步骤VIII中，将校验和从操作员站服务器2传输至显示单元6。
在第九方法步骤IX中，显示单元6将由显示单元6产生的校验和与操作员站服务器2产生的校验和相比较，以便能够识别显示单元6的图形表示与操作员站服务器2上的数据模型3之间的可能的不一致。
所述方法步骤能够任意次数重复。
在两个相互比较的校验和之间不一致的情况下，显示单元6能够从操作员站服务器2请求表示当前数据模型3的可视化信息11，紧接着，代表当前数据模型3的可视化信息11从操作员站服务器2传输至显示单元6，并(准确的)可视化信息11以图形的方式呈现。出于概览的原因，在图5中放弃了最后的方法步骤的标识。在出现不一致的情况下，这些方法步骤也能够任意次数重复。

Claims (5)

1.一种用于技术设施的管理系统(16)，所述技术设施特别是制造设施或过程设施，所述管理系统具有至少一个操作员站服务器(2)和操作员站客户端(4)，其中，在所述操作员站服务器(2)上实现数据模型(3)，并且其中，所述操作员站客户端(4)具有显示单元(6)和控制单元(8)，其中，
-所述操作员站服务器(2)设计用于将展示所述数据模型(3)的可视化信息(5)传送至所述操作员站客户端(4)的所述显示单元(6)，
-所述操作员站客户端(4)的所述显示单元(6)设计用于为所述管理系统(16)的操作员产生接收到的所述可视化信息(5)的图形表示，
-所述操作员站客户端(4)的显示单元(6)设计用于，从所述操作员接收与所述数据模型(3)相关的命令(7)，并将该命令继续传递至所述控制单元(8)，
-所述控制单元(8)设计用于从所述显示单元(6)接收所述命令(7)，
-所述控制单元(8)设计用于从接收到的所述命令(7)产生修改的可视化信息(9)，并将该修改的可视化信息直接传送至所述显示单元(6)，以调整所述显示单元(6)的所述图形表示，
-所述控制单元(8)设计用于从接收到的所述命令(7)产生调整命令(10)，并将该调整命令直接传输至所述操作员站服务器(2)上的所述数据模型(3)，以作为对所述操作员的所述命令(7)的反应来调整所述数据模型(3)，
并且其中，所述显示单元(6)设计用于，在从所述控制单元(8)获得所述修改的可视化信息(9)并且接下来调整所述图形表示之后，产生专用于当前图形表示的校验和，
并且所述操作员站服务器(2)设计用于，在从所述控制单元(8)获得所述调整命令(10)并且随后调整所述数据模型(3)之后，产生专用于当前数据模型(3)的校验和，并且将该校验和传送至所述显示单元(6)，
其中，所述显示单元(6)设计用于，将由所述显示单元产生的校验和与从所述操作员站服务器(2)传送的校验和相比较，以能够识别到所述显示单元(6)的所述图形表示与所述操作员站服务器(2)上的所述数据模型(3)之间可能的不一致，以便在不一致的情况下请求从所述操作员站服务器(2)传输代表当前数据模型(3)的所述可视化信息(5)。
2.根据权利要求1所述的管理系统，其中，所述显示单元(6)和所述操作员站服务器(2)设计用于，在通过所述显示单元(6)和所述操作员站服务器(2)产生校验和时，分别使用“消息摘要算法5”。
3.一种技术设施，特别是制造设施或过程设施，具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的管理系统(16)。
4.一种用于运行管理系统(16)的方法，所述管理系统用于技术设施，特别是制造设施或过程设施，所述技术设施具有至少一个操作员站服务器(2)和操作员站客户端(4)，其中，在所述操作员站服务器(2)上实现数据模型(3)，并且其中，所述操作员站客户端(4)具有显示单元(6)和控制单元(8)，所述方法包括：
a)通过所述操作员站服务器(2)将代表所述数据模型(3)的可视化信息(5)传送至所述操作员站客户端(4)的所述显示单元(6)，
b)通过所述操作员站客户端(4)的所述显示单元(6)为所述管理系统(16)的操作员产生接收到的所述可视化信息(5)的图形表示，
c)接收所述操作员的命令，该命令应该引起在所述显示单元(6)中的所述图形表示的改变，并且通过所述显示单元(6)将该命令(7)继续传递至所述控制单元(8)，
d)通过所述控制单元(8)从所述显示单元(6)接收所述命令(7)，
e)从接收到的所述命令(7)产生修改的可视化信息(9)，并通过所述控制单元(8)将该修改的可视化信息直接传送至所述显示单元(6)，以调整所述显示单元(6)的所述图形表示，
f)从接收到的所述命令(7)产生调整命令(10)，并通过所述控制单元(8)将该调整命令直接传输至所述操作员站服务器(2)上的所述数据模型(3)，因此，作为对所述操作员的所述命令的反应，所述操作员站服务器(2)调整所述数据模型(3)，
g)在所述显示单元(6)从所述控制单元(8)获得修改的可视化信息(5)并且因为相应地调整所述图形表示之后，通过所述显示单元(6)产生专用于当前图形表示的校验和，
i)在所述操作员站服务器(2)从所述控制单元(8)获得所述调整命令(10)并且因而相应地调整所述数据模型(3)之后，通过所述操作员站服务器(2)产生专用于当前数据模型(3)的校验和，
j)将校验和从所述操作员站服务器(2)传输至所述显示单元(6)，
k)将由所述显示单元(6)产生的校验和与由所述操作员站服务器(2)产生的校验和相比较，以能够识别到所述显示单元(6)的所述图形表示与所述操作员站服务器(2)上的所述数据模型(3)之间的可能的不一致，
l)在两个互相比较的校验和不一致的情况下，通过所述显示单元(6)从所述操作员站服务器(2)请求代表当前数据模型(3)的所述可视化信息(5)，
m)将代表当前数据模型(3)的所述可视化信息(5)从所述操作员站服务器(2)传输至所述显示单元(6)，并且以图形表示所述可视化信息(5)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，在通过所述显示单元(6)和所述操作员站服务器(2)产生校验和时，分别使用“消息摘要算法5”。
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