CN117094484A - 控制台任务到控制台的临时委托 - Google Patents

Abstract

一个实施方案是任务选择模块，该任务选择模块使得操作员能够选择任务以临时委托，任务包括动作，该动作包括与第二设备或系统的多个交互。

Description

控制台任务到控制台的临时委托

相关申请的交叉引用

本申请以全文引用的方式并入美国专利公开第2021/0389748号。

背景技术

工业控制台操作员的工作是复杂的，具有可限制操作员的有效性的几个主要因素。两个此类因素是操作员获取和维持对当前操作情形的意识的能力以及他们关注最重要的操作任务的能力。两个因素都可受到执行大量小任务的需要的不利影响，这些小任务增加了他们的工作量并且分散了他们的注意力。此类任务的示例包括监控生产过程变量的增加或减少、在一段时间内将控制变量从一个值递增地斜变到另一个值、暂时超驰调节控制回路、请求现场操作员在现场执行动作等。

这些任务的共同特性是它们经常涉及与诸如自动化系统控制台、双向无线电或任何其他合适设备的设备的大量交互，从而导致工作量增加。这些任务的另一个特性是它们可以在延长的时间段内发生。诸如这些的任务还将操作员的注意力分散在任务与他们管理的更广泛的操作情形之间。这里解决的任务类型的进一步特性是它们临时出现，而不是作为结构化规程或工作指令的一部分。执行这些任务的需要由于当前的操作紧急事件而出现，而不是预定的操作顺序，诸如作为处理单元(例如，原油蒸馏塔)启动或关停。

这个问题的一个解决方案是控制台操作员雇用助理，可能是他们可以将这些任务委托给的初级操作员。这将解放操作员免于专注于更广泛的操作情形，知道这些任务是代表他们可靠地执行的。然而，助理操作员的成本和稀缺性以及对此类辅助的不定时需要通常使得此类解决方案不切实际。

附图说明

图1是示出根据一个实施方案的将控制台任务临时委托给控制台的操作的流程图。

图2是示出控制台任务委托机制的一个实施方案的操作的系统图。

图3是示出根据控制台任务委托机制的一个实施方案的控制台HMI的布局的图。

图4是示出根据控制台任务委托机制的另一实施方案的控制台HMI的布局的图。

图5是示出根据控制台任务委托机制的另一实施方案的控制台HMI的布局的图。

发明内容

一个实施方案是一种设备，该设备包括：任务选择模块，该任务选择模块用于使得操作员能够选择任务以临时委托，任务包括动作，该动作包括与第二设备的多个交互；任务执行模块，该任务执行模块用于当任务由操作员临时委托时执行任务；更新模块，该更新模块用于当任务在任务执行模块中执行的同时更新任务的状态；和警告模块，该警告模块用于当由任务执行模块完成任务时通知操作员。

另一实施方案是一种系统，该系统包括：HMI系统，该HMI系统用于从用户接受输入以委托任务，该任务与第二系统相关联；执行引擎，该执行引擎用于从HMI系统接收任务并且用于当任务在第二系统处操作时管理任务；控制回路，该控制回路用于管理与第二系统相关联的变量，其中执行引擎能够在任务需要时改变变量；和现场应用，该现场应用用于当任务需要子任务时从执行引擎接收子任务的委托，该现场应用能够在完成子任务时向执行引擎提供通知。

另一实施方案是一种界面，该界面包括：与信息的呈现相关联的区域，该区域具有至少两个维度；该区域中的一行或多行，这些行在第一维度上延伸，其中连续的行对应于连续的时间段；该区域中的一列或多列，这些列在第二维度上延伸，其中每一列对应于能够接收任务的委托的设备或系统；以及与任务相关联的视觉指示符，其中该视觉指示符在这些行中的一行与这些列中的一列的交叉处示出。

具体实施方式

各个实施方案提供了一种控制台操作员将任务委托给控制台本身而不是人类助理的方式。本文将更详细地讨论可委托的此类任务的性质。在一个示例中，任务包括涉及与第二设备或系统的多于一个交互的动作。通过委托这些类型的任务，可以提高操作员的情形意识，并且减少他们的工作量和对他们的注意力的需求。

可委托给控制台的任务的示例包括但不限于，基于定时的任务、基于监控的任务、基于斜变的任务、基于超驰的任务以及基于调度的任务。定时提示是基于定时的任务的示例。在定时提示期间，以指定时间或在指定时间间隔之后用指定消息警告操作员。定时提示可以用作操作员跟踪他们需要记住的事情而不必将它们提交到它们自己的存储器或人机界面(HMI)外部的一些其他辅助的方式。

监控过程变量的改变是基于监控的任务的一个示例。这个任务的一个示例包括监控指定的过程变量，并且当变量达到指定的目标值时警告操作员。可以指定可选的超时，在该超时之后，系统停止监控变量并且警告操作员未达到目标变量。操作员不需要注意过程变量的值，直到达到目标或超时时段期满。

基于斜变的任务的一个示例包括斜变过程变量。在这个任务期间，可以对过程变量做出一系列递增的改变。一个示例包括控制回路，其中测量值使用控制回路设定点而改变。过程变量、目标值和斜变变量的时间段可以由操作员指定。当变量达到目标变量时，或者如果斜变停滞或以其他方式花费比可选的超时时段更长，则警告操作员。操作员通常不需要注意过程变量的值，直到达到目标或者超时时段期满。

基于超驰的任务的一个示例包括超驰控制回路。在一个示例中，这种类型的任务可以禁用过程变量的自动化控制，并且将其设定为特定值，并且用反映新操作值的新设定点恢复自动化控制。这可用于避免操作员必须改变控制回路的模式、设定控制回路的输出、恢复控制回路的模式以及输入新设定点。它还可以消除与这些操作相关联的错误，诸如忘记恢复控制回路的模式。

基于调度的任务的一个示例包括调度现场活动。在一个示例中，这种类型的任务可以向现场操作员发送请求以执行现场活动，并且可以报告结果，而控制台操作员不必通过双向无线电呼叫现场操作员。为了这个目的，该请求可以由连接到控制台HMI的移动应用路由至现场操作员。在其他实施方案中，可以使用上述任务的多个可能的变型。除了以上提供的示例外，还有根据本发明可自动化的任务。所公开的发明的特征在于，这些任务可以在当前操作紧急事件确定需要时被委托给控制台。

图1是示出根据一个实施方案的将控制台任务临时委托给控制台的操作的流程图。在步骤100处，选择任务。例如，这可以是操作员在用户界面中选择任务并且将该选择传送到用户界面，和/或它可以包括本身接收输入并且处理该选择的用户界面和/或启用这种能力的软件。应当理解，如本文所定义的任务还包括基于定时的任务、基于监控的任务、基于斜变的任务、基于超驰的任务和基于调度的任务等。在步骤110处，执行任务。这可发生例如在具有处理器和通用处理能力或其它类型的执行引擎的计算设备中，如后文所定义。在步骤120处，系统确定任务是否完成。如果不是，则在步骤130处更新任务的状态。否则，当任务完成时，在步骤140处警告操作员。这可以是警报、音频信号、视频信号等的形式。

图1的步骤允许操作员选择任务以委托并且发起任务的执行。在任务执行的同时，任务的状态被呈现给操作员，使得操作员可以监控任务的进展。一旦任务完成，就警告操作员，因此他们知道完成了任务。任务通常正常完成，但是它们也可以在错误条件下完成。处置在错误条件下完成的任务也在本发明的范围内。

图2是示出控制台任务委托机制的一个实施方案的操作的系统图。图2的系统200是适用于执行关于图1描述的步骤等的环境。系统200包括HMI 210。HMI 210使得操作员能够选择任务以委托并且沿通信路径230委托任务。通信路径230可包括例如有线或无线连接和/或通信路径的组合(例如，wi-fi、蜂窝、以太网、蓝牙等)，如本领域中通常理解的。HMI210的主要作用是向操作员提供用于与系统200的其他部件交互的用户界面。这些交互中的许多交互是委托给系统200的候选。在其他示例中，HMI 210可以向操作员提供用户界面以：选择任务以委托；监控任务的进展，接收与任务相关联的警告等。

执行引擎215与HMI 210通信，使得该执行引擎可在任务的整个生命期间管理操作、执行和/或其它处理。在一个示例中，执行引擎可用于自动化委托的任务。例如，可以在HMI 210中发起任务委托，并且可以经由规程调用或API请求沿通信路径230向执行引擎215发送任务委托请求。任务委托请求可以包括指定要委托的请求的细节的一个或多个参数。

对于一些任务，执行引擎215可以利用潜在高级和调节控制系统220的能力。例如，沿通信路径230委托的斜变任务通常将涉及递增地改变控制系统220中操作员希望斜变的控制回路的设定点。可以经由用于控制系统动作的通信路径245来实现交互。在一个示例中，存在影响控制系统220的两类任务-监控和控制。涉及监控过程变量的值的任务请求执行引擎215经由通信路径245向控制系统220查询这些变量的当前值。取决于委托的任务的需要，这可以是一次性地或周期性地进行。要监控的值可以作为参数连同任务委托请求沿通信路径245提供。

当任务涉及操纵控制系统时，执行引擎215对控制系统220执行控制动作。例如，调节控制回路的设定点或对高级控制策略的限制可以在过程斜变任务中递增地改变。在这种情况下，控制回路或控制策略限制斜变的时间、目标值和斜变应当发生的时间将作为参数连同任务委托请求沿通信路径245提供。设定点或限制斜变的增量可指定为可选参数或由执行引擎215计算。该任务将通过继续递增设定点或限制来执行直到已经达到目标值。

斜变的进展可以在HMI 210中反映，包括斜变是否如预期进行的指示。另一示例是控制系统超驰任务，其中调节控制回路的模式可以从自动变为手动，回路的输出设定为期望值，模式返回到手动，并且设定点改变为针对控制回路的新操作值。在这种情况下，要超驰的控制回路和目标操作值将连同任务委托请求沿通信路径245被指定为参数。

在一个实施方案中，控制系统220使用调节控制回路和高级控制策略来管理生产过程。调节控制回路通常通过操纵过程的物理元件(诸如控制阀)以控制过程的另一物理方面(诸如罐中的液位)来提供生产过程的自动化控制。调节控制可以扩展到液位、温度、压力、密度等的控制。控制回路的操作通常涉及操作员干预，以改变设定点(例如，罐中的目标液位)或超驰如操作情形所需的自动化算法的操作。调节控制回路通常在与受控过程共同定位的专用硬件控制器中执行。

高级控制策略提供根据基于模型的算法针对调节控制系统自动地确定设定点的更高级别形式的控制。基于模型的算法可以针对一些目标优化过程的操作。这些算法通常跨许多调节控制回路操作。在这些算法的操作中的操作员干预通常涉及改变算法对调节控制系统的动作的限制。高级控制策略可以在通过通信网络与调节控制系统通信的中央计算机上执行，尽管它们也可以在用于调节控制系统的相同控制器中执行。

在另一示例中，执行引擎215可以沿通信路径240调度请求给现场操作员。现场操作员移动应用225经由通信路径240耦合到执行引擎215。以这种方式，当执行引擎215需要时，可以调度现场操作员以执行子任务。一个实施方案沿通信路径255使用推送通知机制。然后，操作员可以查看应用上的任务并且输入任务的结果。一些示例包括但不限于，完成状态、现场数据、观察和评论。此后，现场应用225可以沿通信路径255将结果发送回执行引擎215，该执行引擎然后可以结束任务并且向操作员警告任务的结果。

在一个示例中，现场应用225是由工业生产设施中的现场操作员使用的移动应用。现场应用225可以向他们提供HMI，该HMI然后给出对来自控制系统220的信息的访问，该信息诸如为过程变量值、过程值的趋势、警报等。该信息可以以适用于移动工作的形式提供。在这个实施方案的上下文中，现场应用225还提供用于接收由控制台操作员委托的任务并且返回这些任务的结果的用户界面。

在另一示例中，执行引擎215可以在内部处置任务，如在跟踪操作员已经由HMI210委托的提示的时间的示例中。在这个示例中，执行引擎215可跟踪时间的流逝并且沿通信路径260用剩余的时间更新任务的状态。当提示到来时，执行引擎215结束任务并且用提示警告操作员。提示文本和提示时间(绝对或相对)可以作为参数连同任务委托请求而提供。应当理解，可扩展执行引擎215以支持更广范围类型的任务以及与其它系统的集成，以上仅为示例。

图3是示出根据控制台任务委托机制的一个实施方案的控制台HMI的布局的图。图3包括可具有多个用户界面元素的界面。在本实施方案中，任务列表模块310用于提供已经委托给执行引擎的任务的列表。在各个实施方案中，任务列表模块310可显示关于任务的信息，诸如定时、任务类型以及变量的状态和/或被任务影响的系统。还可以使用对话界面模块320，其提供对委托的任务的基于列表的选项的替换。对话界面模块320可用于使操作员对所需信息的管理更容易处置的情况。在这个示例中，经由对话界面模块320使得操作员能够以镜像与人谈话的方式委托任务。

用户界面300的另一实施方案可包括任务委托模块340。任务委托模块340是界面300的子集，该界面可以在任务的生命期间向与任务的委托和/或操作相关联的操作员提供多个选项。在一个示例中，任务委托模块340使得操作员能够委托新任务，该新任务然后将显示在任务列表模块310中。在另一示例中，使用空间界面模块330。空间界面模块330可以具有与信息的呈现相关联的区域，该区域具有被布置为行和列的至少两个维度。一行或多行可以在第一维度上延伸，其中连续的行对应于连续的时间段。一列或多列可以在第二维度上延伸，其中每一列对应于能够接收任务的设备或系统。空间界面模块330还可使用与任务相关联的视觉指示符，其中视觉指示符在这些行中的一行与这些列中的一列的交叉点处示出。本领域普通技术人员应当理解，用户界面300可以具有其他GUI元素，并且先前描述仅仅是为了示例的目的。

图4是示出根据控制台任务委托机制的另一实施方案的控制台HMI的布局的图。图4示出了更详细地描述了任务委托模块340的界面400。界面400可用于在任务的生命期间向与任务的委托和/或操作相关联的操作员提供多个选项。这些选项可以是图形用户界面(GUI)元素、“按钮”或允许人类输入(诸如，用鼠标光标悬停在按钮上并且选择按钮)的其他视觉指示器的形式。

可以使用的按钮的一些示例是提示410、带时间的提示420、带目标的监控430、监控改变440、斜变上升450、斜变下降460和现场请求470。关于如何通过界面400委托任务有大量变型，包括使用附加的屏幕或界面部分以执行任务的一部分。在其他示例中，可在任务执行时表示任务。在其他示例中，可以在委托的任务完结时警告操作员。例如，涉及控制回路的任务可以从与回路相关联的上下文菜单和细节页面访问，在这种情况下，可以自动地提供一些期望的任务参数，诸如以上下文敏感的方式命名的控制回路标签。

图5是示出根据控制台任务委托机制的另一实施方案的控制台HMI的布局的图。图5包括可以具有与信息的呈现相关联的区域的界面500，该区域具有被布置为行510和列520的至少两个维度。一行或多行510可以在第一维度上延伸，其中连续的行对应于连续的时间段。一列或多列520可以在第二维度上延伸，其中每一列对应于能够接收任务和/或已经被委托任务的设备或系统。界面500还可使用与任务相关联的视觉指示符530，其中视觉指示符530在这些行中的一行与这些列中的一列的交叉点540处示出。界面500可提供在一段时间内执行的委托的任务的表示，该委托的任务诸如为斜变变量或基于时间的提示，如本文先前所述。

尽管已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了本主题，但应当理解，所附权利要求书中限定的主题不一定限于上述特定特征或动作。相反，上文所述的具体特征和动作被公开为实现权利要求的示例形式。

Claims (10)

1.一种设备，所述设备包括：

任务选择模块(340)，所述任务选择模块用于使得操作员能够选择任务以临时委托，任务包括动作，所述动作包括与第二设备或系统的多个交互；

任务执行模块(310)，所述任务执行模块用于当所述任务由所述操作员临时委托时执行所述任务；

更新模块(330)，所述更新模块用于当所述任务在所述任务执行模块中执行的同时更新所述任务的状态；和

警告模块(400)，所述警告模块用于当由所述任务执行模块(310)完成所述任务时通知所述操作员。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二设备或系统(200)包括定时器，并且其中所述任务包括以指定时间或指定时间间隔的一个或多个警告。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二设备或系统(200)包括监控器，并且其中所述任务包括确定变量何时达到目标值。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二设备或系统(200)包括斜变模块，并且其中所述任务包括朝目标值斜变变量。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二设备或系统(200)包括禁用模块，并且其中所述任务包括超驰控制回路。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二设备或系统(200)包括调度模块，并且其中所述任务包括向现场操作员(225)发送请求。

7.一种系统，所述系统包括：

HMI系统(210)，所述HMI系统用于从用户接受输入以委托任务，所述任务与第二系统(200)相关联；

执行引擎(215)，所述执行引擎用于从所述HMI系统(210)接收所述任务并且用于当所述任务在所述第二系统(200)处操作时管理所述任务；

控制回路(220)，所述控制回路用于管理与所述第二系统(200)相关联的变量，其中所述执行引擎(215)能够在所述任务需要时改变所述变量；和

现场应用(225)，所述现场应用用于当所述任务需要子任务时从所述执行引擎(215)接收所述子任务的委托，所述现场应用(225)能够在完成所述子任务时向所述执行引擎(215)提供通知。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述任务包括动作，所述动作包括与所述第二系统(200)的多个交互。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述多个交互包括斜变与所述第二系统(200)相关联的变量。

10.根据权利要求8所述的系统，其中所述多个交互包括监控与所述第二系统(200)相关联的变量。