CN113366397A - 规划系统中查管道一致记录的方法、规划系统和控制程序 - Google Patents

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Abstract

为了检查在第一规划(1)中被二维地记录并在第二规划(2)中被三维地记录的管道(10、20)的一致记录，针对在两个规划中记录的管道分别确定在相应规划内的至少一个主路径。针对在两个规划内记录的主路径分别确定包括线路组件(11、21)、分支(12、22)和/或接口的对象的彼此待比较的序列。从待比较的序列中相应消除不具有相互对应关系的对象，该对象仅被记录在两个规划之一中和/或仅在两个规划之一的主路径中。此后在待比较的序列内迭代确定和分类具有不同次序的对象，该对象在待比较的序列内在该对象的次序方面具有最大次序差异。继续该步骤直到所有在分类后剩余的对象在待比较的序列内在该对象的次序方面不具有次序差异为止。

Description

规划系统中查管道一致记录的方法、规划系统和控制程序
技术领域
工业自动化系统用于监视、控制和调节工艺过程，尤其用在制造、过程和楼宇自动化领域中，并实现控制装置、传感器、机器和技术系统基本上独立的运行。通过过程自动化系统可靠地提供监视、控制和调节功能的基本基础在于，在工程或规划系统中完整且正确地记录和反映工业过程自动化系统的组件。
背景技术
通过工程系统尤其可以配置用于自动化设备的控制程序，该控制程序设置用于技术设施或复杂机器的图像及其控制或调节的可视化。在控制程序运行时或在运行时工作期间，工艺过程由诸如可编程逻辑控制器之类的自动化设备控制或调节。作为运行期间过程监控的一部分，操作员可以调用过程图像以获得当前系统状态的概览并了解过程控制和操作。
在EP 1 166 215 B1中描述了一种用于从技术系统中自动获得工程数据的方法，其中工程和运行时对象由统一的对象模型描述。这在对象级别建立工程对象和运行时对象之间实现直接对应关系，从而不会由于对象模型上的系统组件映射而导致信息丢失。此外，工程和运行时对象之间可以直接通信。
EP 2 808 749 B1公开了一种用于在工业自动化系统的操作和监控设备之间交换控制信息的方法。根据控制信息，通过自动化设备调节或控制的技术设备在相应操作和监控设备的图形用户界面上的至少分段式的映像被可视化。代表技术系统的元件的基于计算机的对象被分配给可视化映像，该对象由在相应操作和监控设备上设置的运行时环境提供。根据统一的寻址方案，在不同的操作和监控设备上提供的所有对象类型都可用于跨设备访问。
US 6 063 128涉及一种系统，该系统包括存储设备、第一和第二硬件或软件平台、持久便携式数据模型、以及依赖于第一和第二平台的基于计算机的建模系统。每个平台具有至存储设备的接口并提供依赖于系统的服务。第一操作系统类型和第一计算机硬件类型被分配给第一平台，而第二操作系统类型和第二计算机硬件类型被分配给第二平台。便携式数据模型以独立于平台的格式存储在存储设备中并包括持久组件对象。此外，用于第一平台的基于计算机的建模系统存储在存储设备的第一存储区中，而用于第二平台的基于计算机的建模系统存储在存储设备的第二存储区中。每个基于计算机的建模系统提供从存储设备检索便携式数据模型、通过添加和删除组件对象来更改数据模型、以及将数据模型永久存储在存储设备中的服务。此外，每个基于计算机的建模系统包含静态内核和动态软件框架。内核在相应的平台上运行并形成至指定的操作系统和至相应计算机硬件的接口。软件框架在相应的平台上运行，形成至指定内核的接口并相应地提供独立于平台的图形用户界面。
在WO 2010/037145 A2中描述了一种用于在计算机系统中管理过程控制的方法，该计算机系统被提供用于配置和监控过程设施。计算机系统提供用于管理过程设施中的多个对象的交互式用户界面。在此，多个对象中的每个对象对应于过程设施中的物理或逻辑单元。此外，创建了一个导航区域来显示一组可选项目。在一组可选项目中的每个项目对应于来自多个对象中的相应一个。此外，创建了用于显示一组可选控制项目的命令区域。一组可选控制项目中的每一个控制项目对应于要对过程设施中的多个对象中的至少一个对象执行的任务。经由导航区域接收对来自可选项目组的项目的选择，而经由命令区域接收来自可选控制项目的控制项目的选择。根据获得的选择确定操作环境。如果选择是项目选择，操作环境对应于适用于选择的一组动作，如果选择是控制项目选择，则对应于选择所使用的一组项目。导航区域或命令区域根据操作环境进行调整。
由EP 3 364 257 A1已知一种用于工业过程自动化系统的工程系统，其中工业过程自动化系统的组件分别由基于计算机的对象表示并且持久地存储在至少一个服务器侧数据库中。由用户选择指定的对象被加载到至少一个处理存储区以从数据库进行处理。当用户释放加载到选定处理存储区中的待释放对象被启动时，执行检查以确定直接优先级处理存储区是否可用。对于加载到选定处理存储区中的可释放对象，如果检查结果是肯定的，则确定优先处理存储区中的直接前任并将其添加到可释放对象中。在可释放对象中识别在层次上属于要释放的对象的对象并将其标记为释放。标记为释放的对象通过更改其分配从选定的用户存储区移动到优先的用户存储区。
由US 2006/247902 A1已知一种用于铺设管道、通道、供应管线和HVAC(加热、通风和冷却)管线的3D CAD方法。用于2D实时应用程序的路由器软件和图形用户界面相结合，以创建加工环境，在该环境中，设计人员可以为管道、HVAC管线、缆车和其他弯曲的3D物体快速创建完全有效的3D路线。
管道在其构造中借助于规划系统首先在管道和仪表图(P&ID)被示意性地和二维地创建。然后创建管道的三维构造。组件和分支必须在二维和三维图示中都存在，并且必须在它们的次序方面匹配。此外，这两种图示中的管道必须在其连接或至外部设备或管道的接口方面匹配。
发明内容
本发明的目的在于，提供用于在规划系统中可靠且快速地检查管道的二维和三维的一致记录的方法，并给出用于实施该方法的合适装置。
根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的方法、具有权利要求12的特征的规划系统和具有权利要求13的特征的控制程序来实现。
按照根据本发明的用于在规划系统中检查管道的一致记录的方法，其中，管道在第一规划中被以二维方式记录并且在第二规划中被以三维方式记录，针对在两个规划中记录的管道分别确定在相应的规划内的至少一个主路径。优选地，将主路径确定为在相应的管道内不与另外的路径相交的、作为分支和/或沿支流方向的另外的路径的接口的路径。在此，每个分支具有刚好一个沿主流方向的输入接口、刚好一个沿主流方向的输出接口、以及沿支流方向的至少一个输入或输出接口。原则上，通过消除在管道内引导至环路和/或平行分支的路径来确定主路径。
根据本发明，针对在两个规划内记录的主路径分别确定包括线路组件、分支和/或接口的对象的彼此待比较的序列。从待比较的序列中相应地消除不具有相互对应关系的对象，该对象仅被记录在两个规划之一中或仅被记录在两个规划之一的主路径中。在消除不具有相互对应关系的对象之后，在待比较的序列内迭代地确定和分类具有不同次序的对象，该对象在待比较的序列内在该对象的次序方面具有最大的次序差异。继续确定具有不同次序的对象，直到所有在分类后剩余的对象在待比较的序列内在该对象的次序方面不具有次序差异为止。最后在第一规划和第二规划中记录的相对应的对象之间创建次序正确的分配，并将该分配显示在图形用户界面上。以这种方式，可以显示两个规划之间在次序、完整性和连通性方面的不一致性，以便导出用于消除不一致性的操作指示。
根据本发明的一个优选设计方案，除了代表第一阶主路径的确定的主路径之外，还确定与该确定的主路径不相交的次要路径。在次要路径内必要时迭代地确定与第一阶主路径类似地被处理的、第二阶和/或更高阶的主路径。对第二阶和/或更高阶的主路径的处理包括：确定对象的待相应彼此比较的序列，消除不具有相互对应关系的对象，以及迭代确定并消除待比较的序列内具有不同次序的对象。因此还能可靠确定次要路径中的不一致性。
例如，可以根据识别、组件类型、标称直径或标称直径组合来识别包括管道组件、分支或接口的对象。此外，可以根据对象的识别或标记有利地确定来自待比较的序列的对象的相互对应关系。将具有相同或分配的识别或标记的对象彼此链接。优选地，在待比较的序列内，在链接具有相同或分配的识别或标记的对象之后，在未链接的对象中迭代地确定具有匹配的对象类型的待彼此链接的对象，该对象在其彼此的次序差异方面和/或在待比较的序列内该对象与相同类型的邻居的距离方面具有最小的差异度。将已确定的待链接的对象处理为具有相互对应关系的对象。尤其能够相应确定具有匹配的对象类型的待相应彼此链接的对象，该对象在其彼此的次序差异方面以及在该对象与待比较的序列中第一级和第二级的相同类型的邻居的加权距离方面具有最小的差异度。
根据本发明的一个有利改进方案，将在第一规划或第二规划的主路径以及相应的另外的规划的次要路径中记录的、没有相互对应关系的对象分类为陌生对象，而将仅在两个规划之一中记录的、没有相互对应关系的对象归类为缺失对象。此外，将具有不同次序的对象分类为具有错误次序的对象，而将在对具有不同次序的对象进行分类之后剩余的对象分类为次序正确的对象。例如，将对象的分类作为以二维和三维方式记录的管道之间的一致性检查的结果显示在图形用户界面上。
根据本发明的规划系统用于执行根据前述的方法，并且被设计和设置为，在第一规划中以二维方式记录管道并且在第二规划中以三维方式记录管道。此外，规划系统被设计和设置为，针对在两个规划中记录的管道分别确定在相应的规划内的至少一个主路径，并且针对在两个规划内记录的主路径分别确定包括线路组件、分支和/或接口的对象的彼此待比较的序列。此外，规划系统被设计和设置为，从待比较的序列中相应地消除不具有相互对应关系的对象，该对象仅被记录在两个规划之一中和/或仅被记录在两个规划之一的主路径中。
此外，根据本发明的规划系统被设计和设置为，在消除不具有相互对应关系的对象之后，在待比较的序列内迭代地确定和分类具有不同次序的对象，该对象在待比较的序列内在该对象的次序方面具有最大的次序差异。此外，规划系统被设计和设置为，继续确定具有不同次序的对象，直到所有在分类后剩余的对象在待比较的序列内在该对象的次序方面不具有次序差异为止，并且最后在第一规划和第二规划中记录的相对应的对象之间创建次序正确的分配，并将该分配显示在图形用户界面上。
根据本发明的控制程序能够存储在计算机的工作存储器中并且具有至少一个代码段，当在计算机中运行该控制程序时，在实施控制程序时，执行根据本发明的方法的前述步骤。
附图说明
下面根据附图借助实施例更详细地阐述本发明。附图示出：
图1示出了具有以二维方式记录的管道的第一规划以及以三维方式记录的管道的对应的第二规划的图示，
图2示出了用于确定待彼此比较的路径内的陌生对象和缺失对象的方法流程的示意图，
图3示出了用于随后确定具有错误次序的对象和次序正确的对象的方法流程的示意图。
具体实施方式
根据图1，在包括至少一个计算机100和控制程序的、基于计算机的规划系统中，管道10、20被以二维方式记录在第一规划1中并且被以三维方式记录在第二规划2中。控制程序持久地存储在计算机100的非易失性存储器103中并且能被加载到其工作存储器102中，并且具有至少一个代码段，当在计算机100上运行控制程序时，在其由计算机100的处理器101处理期间执行接下来描述的步骤。
针对在两个规划1、2中记录的管道10、20，根据图2中所示的方法流程的步骤201，分别在相应的规划1、2内确定至少一个主路径。在此，主路径被确定为如下的路径，该路径作为分支或沿支流方向的另外的路径的接口在相应管道10、20内不与另外的路径相交。在此，每个分支12、22具有刚好一个沿主流方向的输入接口、刚好一个沿主流方向的输出接口和至少一个沿支流方向的输入或输出接口。原则上，可以通过消除管道10、20内的引导至环路或平行分支的路径来确定主路径。
此外，根据步骤202，为在规划1、2内记录的主路径确定包括管道组件11、21、分支12、22或接口的对象的彼此待比较的序列。包括管道组件11、21、分支12、22或接口的对象优选地根据标记、组件类型、标称直径或标称直径组合来识别。然后在步骤203中，根据对象的识别或标记来确定来自待比较的序列的对象的相互对应关系。将具有相同或分配的识别或标记的对象彼此链接。
从仅记录在两个规划1、2之一中或仅记录在两个规划之一的主路径中的待比较的序列中消除不具有相互对应关系的对象(步骤204)。将在第一规划1或第二规划2的主路径和相应另外的规划的次要路径中记录的、不具有相互对应关系的对象分类为陌生对象。相反，将已知不具有相互对应关系并且仅记录在两个规划之一中的对象分类为缺失对象。
在根据步骤204链接具有相同的或分配的识别或标记的对象并消除这些对象之后，在未链接的对象中迭代地确定具有匹配的对象类型的待彼此链接的对象，该对象在其彼此的次序差异方面和/或在待比较的序列中该对象与相同类型的邻居的距离方面具有最小的差异度。为此，根据步骤205检查是否存在迄今为止未链接的对象。如果存在未链接的对象，则随后根据步骤206检查对于所选对象是否存在至少一个相同的或相同类型的对象。如果存在至少一个相同类型的对象，则确定相对于待比较的序列内的所选对象具有最小的距离或差异度的待链接的对象(步骤207)。然后将选择的对象与确定的对象连接(步骤208)，并返回到步骤205。将确定的相互待链接的对象处理为具有相互对应关系的对象。
如果根据步骤205不再有未链接的对象，则转到对在待比较的序列内具有相互对应关系的次序正确的对象的确定(步骤301，参见图3)。如果相对于根据步骤206所选择的对象不存在相同类型的对象，则根据步骤209将所选择的对象消除并归类为缺失对象。然后返回到步骤205。
优选地，根据步骤205-208，确定具有匹配的对象类型的相互待链接的对象，这些对象在其彼此之间的次序差异方面以及在其与待比较的序列中的第一级和第二级的相同类型的邻居的加权距离方面具有最小的差异度。例如，可以使用二作为一级邻居的加权因子，而将二级邻居的加权因子设置为一。
在待比较的序列内消除不具有相互对应关系的对象后，根据图3迭代地确定和分类具有不同次序的对象，这些对象在待比较的序列内在其次序方面具有最大的次序差异。继续确定具有不同次序的对象，直到所有在分类后剩余的对象在待比较的序列内在其次序方面不具有次序差异为止。为此，在根据步骤302开始确定具有相互对应关系的次序正确的对象(步骤301)之后，检查是否仅存在具有相互对应关系的对象，这些对象在待比较的序列内不具有次序差异。如果存在具有次序差异的对象，则根据步骤303确定具有相互对应关系的对象，这些对象在待比较的序列内在其次序方面具有最大的次序差异。根据步骤304，将这些对象分类为具有错误的次序的对象。然后返回到步骤302。
如果根据步骤302中的检查不存在具有次序差异的对象，则将在具有不同次序的对象的分类后剩余的对象分类为次序正确的对象。最后，创建在第一规划和第二规划中记录的对应对象之间的次序正确的分配(步骤305)，并将其显示在计算机的图形用户界面104上(步骤306)。此外，作为以二维方式和以三维方式记录的管道之间的一致性检查的结果，陌生对象、缺失对象或具有错误次序的对象能够以其相应的分类被选择性地显示在图形用户界面104上。
除了确定了代表第一阶的主路径的确定的主路径之外，还确定了与其不相交的次要路径。在该次要路径内确定与第一阶主路径类似地被处理的、第二阶或更高阶的主路径。特别地，对第二阶或更高阶的主路径的处理包括：确定对象的待相应彼此比较的序列，消除不具有相互对应关系的对象，以及迭代确定并消除在待比较的序列内具有不同次序的对象。

Claims (15)

1.一种用于在规划系统中检查管道的一致记录的方法，其中，
-管道(10、20)在第一规划(1)中被以二维方式记录并且在第二规划(2)中被以三维方式记录；
-针对在两个规划(1、2)中记录的管道(10、20)，分别确定(201)在相应的规划内的至少一个主路径；
-针对在两个规划(1、2)内记录的所述主路径，分别确定(202)包括线路组件(11、21)、分支(12、22)和/或接口的对象的彼此待比较的序列；
-从所述待比较的序列中相应地消除(204)不具有相互对应关系的对象，不具有相互对应关系的所述对象仅被记录在两个规划之一中和/或仅被记录在两个规划之一的主路径中；
-在消除不具有相互对应关系的对象之后，在所述待比较的序列内迭代地确定和分类(301-304)具有不同次序的对象，具有不同次序的所述对象在所述待比较的序列内在具有不同次序的所述对象的次序方面具有最大的次序差异；
-继续确定具有不同次序的对象，直到所有在分类后剩余的对象在所述待比较的序列内在剩余的所述对象的次序方面不具有次序差异为止；
-最后在所述第一规划和所述第二规划中记录的相对应的对象之间创建(305)次序正确的分配，并将该分配显示(306)在图形用户界面上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述主路径确定为在相应的所述管道(10、20)内不与另外的路径相交的、作为分支和/或沿支流方向的另外的路径的接口的路径，其中，每个分支(12、22)具有刚好一个沿主流方向的输入接口、刚好一个沿主流方向的输出接口、以及沿支流方向的至少一个输入或输出接口。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，通过消除在管道内引导至环路和/或平行分支的路径来确定所述主路径。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，根据标记、组件类型、标称直径和/或标称直径组合来识别包括管道组件(11、21)、分支(12、22)和/或接口的所述对象。
5.根据权利要求4的方法，其中，根据所述对象的识别和/或标记来确定来自所述待比较的序列的对象的相互对应关系，并且其中，将具有相同或分配的识别和/或标记的对象彼此链接(203)。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述待比较的序列内，在链接具有相同或分配的识别和/或标记的对象之后，在未链接的对象中迭代地确定(205-207)具有匹配的对象类型的待相应彼此链接的对象，确定的所述对象在确定的所述对象相对彼此的次序差异方面和/或在确定的所述对象在待比较的序列内与相同类型的邻居的距离方面具有最小的差异度，并且其中，将待彼此链接的已确定的所述对象处理(208)为具有相互对应关系的对象。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，确定(205-207)具有匹配的对象类型的待相应彼此链接的对象，确定的所述对象在确定的所述对象相对彼此的次序差异方面以及在确定的所述对象与所述待比较的序列中第一级和第二级的相同类型的邻居的加权距离方面具有最小的差异度。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，将在所述第一规划或所述第二规划的主路径以及相应的另外的规划的次要路径中记录的、没有相互对应关系的对象分类为陌生对象，并且其中，将仅在两个规划之一中记录的、没有相互对应关系的对象归类为缺失对象。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，将具有不同次序的对象分类为具有错误次序的对象，并且其中，将在对具有不同次序的对象进行分类之后剩余的对象分类为次序正确的对象。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，将对象的分类作为以二维和三维方式记录的管道之间的一致性检查的结果显示在图形用户界面上。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，除了代表第一阶主路径的确定的主路径之外，还确定与确定的所述主路径不相交的次要路径，并且其中，在所述次要路径内确定以与第一阶主路径类似的方式处理的、第二阶和/或更高阶的主路径。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，对第二阶和/或更高阶的主路径的处理包括：确定对象的待相应彼此比较的序列，消除不具有相互对应关系的对象，以及迭代确定并消除在所述待比较的序列内具有不同次序的对象。
13.一种用于执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法的规划系统，其中，所述规划系统被设计和设置为，
-在第一规划中以二维方式记录管道，并且在第二规划中以三维方式记录管道；
-针对在两个规划中记录的管道，分别确定在相应的规划内的至少一个主路径；
-针对在两个规划内记录的所述主路径，分别确定包括线路组件、分支和/或接口的对象的彼此待比较的序列；
-从所述待比较的序列中相应地消除不具有相互对应关系的对象，不具有相互对应关系的所述对象仅被记录在两个规划之一中和/或仅被记录在两个规划之一的主路径中；
-在消除不具有相互对应关系的对象之后，在所述待比较的序列内迭代地确定和分类具有不同次序的对象，具有不同次序的所述对象在所述待比较的序列内在具有不同次序的所述对象的次序方面具有最大的次序差异；
-继续确定具有不同次序的对象，直到所有在分类后剩余的对象在所述待比较的序列内在剩余的所述对象的次序方面不具有次序差异为止；
-最后在所述第一规划和所述第二规划中记录的相对应的对象之间创建次序正确的分配，并将该分配显示在图形用户界面上。
14.一种能加载到计算机的工作存储器中并且具有至少一个代码段的控制程序，当在所述计算机上运行所述控制程序时，在实施所述控制程序时，
-在第一规划中以二维方式记录管道，并且在第二规划中以三维方式记录管道；
-针对在两个规划中记录的管道，分别确定在相应的规划内的至少一个主路径；
-针对在两个规划内记录的所述主路径，分别确定包括线路组件、分支和/或接口的对象的彼此待比较的序列；
-从所述待比较的序列中相应地消除不具有相互对应关系的对象，不具有相互对应关系的所述对象仅被记录在两个规划之一中和/或仅被记录在两个规划之一的主路径中；
-在消除不具有相互对应关系的对象之后，在所述待比较的序列内迭代地确定和分类具有不同次序的对象，具有不同次序的所述对象在所述待比较的序列内在具有不同次序的所述对象的次序方面具有最大的次序差异；
-继续确定具有不同次序的对象，直到所有在分类后剩余的对象在所述待比较的序列内在剩余的所述对象的次序方面不具有次序差异为止；
-最后在所述第一规划和所述第二规划中记录的相对应的对象之间创建次序正确的分配，并将该分配显示在图形用户界面上。
15.根据权利要求14的控制程序，其中，当在所述计算机中运行所述控制程序时，执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法。
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