專利名稱：過程控制系統中的操作員終端的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及過程控制系統中的一種操作員終端。更具體地，本發明涉及一種使操作員能夠在過程控制系統中做出控制相關決定或者保護相關決定的方法、一種在過程控制系統中的操作員終端、以及一種用于這種操作員終端的計算機程序產品。
背景技術：
術語平行坐標是用于使高維幾何可視化和分析多元數據的一種方式。這種可視化經常用于發現統計數據中的關系，所述統計數據如關于年齡和失業等的人口數。平行坐標是曲線圖，其中，由平行的坐標軸表示數據集合中的屬性/變量，而數據集合中的每個項目是由折線所表示的，該折線與平行坐標軸相交在項目針對相對應的坐標軸的值處。這種曲線圖可以制成交互式的，其中，除了指令外，用戶還可以改變所表示的屬性，并且用戶可以通過使用如拖動和/或輕觸的交互技術來進一步直接過濾信息。在CA 2308538中將用于呈現商業信息的平行坐標描述為幾種可能的信息呈現方案中的一種。US 2007/0211057描述了用于公開與電力生產有關的數據的平行坐標。其中，將時間、負載、室外溫度和價格在平行坐標軸曲線圖中進行了比較，從而使得能夠對它們的關系進行分析。通過改變這種曲線圖中的線的性質，諸如顏色或者粗細，顯示出另外的變量。US 2007/0118909描述了平行坐標的下述用途用于呈現與以太網的節點有關的數據。諸如用戶、應用程序以及節點的部件的值設置在平行坐標軸上并且由表示連接的線所連接。該文檔還提到存在有工具用來允許操作員定義要顯示警報的條件。US 7336278描述了使用平行坐標軸對多變量過程的值進行顯示，其中，用線將變量值結合起來。每條線是對單個操作點的表示或者是根據歷史記錄而對過程的運行。此外， 通過呈現出表示變量的警報限制的線來呈現出警報。在過程控制系統中，諸如在用于輸電的控制系統中，存在下述問題從過程中獲得了大量的過程控制數據。現今，操作員難以辨別與他或她有關的數據，特別是在系統中生成了一個或者更多個警報的情況下。
發明內容
本發明關注這種情況。由此，本發明致力于解決下述問題改善與在過程控制系統的操作員終端上對過程控制數據進行呈現有關的用戶友好性。因此，本發明的一個目的是簡化過程控制系統中的數據的選擇，以便經由操作員終端被呈現出來。根據本發明的第一方面，該目的是 通過下述方法來解決的一種使操作員能夠在過程控制系統中做出控制相關決定或者保護相關決定的方法，其中，提供過程數據值的過程數據點呈現在操作員終端的顯示器上，該方法包括下述步驟-在操作員終端中接收操作員對呈現出控制對象的視圖中的至少一個控制對象的選擇，其中，每個控制對象與至少一個相對應的數據點有關，且所選擇的控制對象與多于一個數據點有關，-由操作員終端根據數據點選擇準則為包括操作員所選擇的控制對象的控制對象組選擇多個數據點，-由操作員終端抽取與所選擇的數據點相關聯的以及與不同的控制方面相關聯的過程數據值，以及-將數據點的所述過程數據值呈現在顯示器上，其中，每個所選擇的數據點擁有一個相對應的呈現坐標軸，在該呈現坐標軸上呈現出該數據點的數據值，并且，與同一控制方面相關聯的數據點的數據值用呈現中的各個平行坐標軸上的值之間的線連接在一起。根據本發明的第二方面，該目的是通過過程控制系統中的包括顯示器、用戶輸入單元以及控制單元的操作員終端來解決的，所述控制單元被配置為經由用戶輸入單元來接收操作員對控制對象的視圖中的至少一個控制對象的選擇，其中，每個控制對象與至少一個相對應的數據點有關，而所選擇的控制對象與多于一個數據點有關，根據數據點選擇準則為包括所述操作員所選擇的控制對象的控制對象組選擇多個數據點，抽取與所選擇的數據點相關聯的以及與不同的控制方面相關聯的過程數據值，以及將數據點的所述過程數據值呈現在顯示器上，其中，每個所選擇的數據點擁有一個相對應的呈現坐標軸，在該呈現坐標軸上呈現出該數據點的數據值，并且，與同一控制方面相關聯的數據點的數據值用呈現中的各個平行坐標軸上的值之間的線連接在一起。根據本發明的第三方面，該目的是通過數據載體上的計算機程序產品來解決的， 該計算機程序產品包括計算機程序代碼，該計算機程序代碼被配置為當所述計算機程序代碼被載入到設置在過程控制系統中的操作員終端時引起所述操作員終端接收操作員對呈現控制對象的視圖中的至少一個控制對象的選擇，其中，每個控制對象與至少一個相對應的數據點有關，且所選擇的控制對象與多于一個數據點有關，根據數據點選擇準則為包括所述操作員所選擇的控制對象的控制對象組選擇多個數據點，抽取與所選擇的數據點相關聯的以及與不同的控制方面相關聯的過程數據值，以及將數據點的所述過程數據值呈現在顯示器上，其中，每個所選擇的數據點擁有一個相對應的呈現坐標軸，在該呈現坐標軸上呈現出該數據點的數據值，并且，與同一控制方面相關聯的數據點的數據值用呈現中的各個平行坐標軸上的值之間的線連接在一起。本發明具有多個優點。本發明通過使用平行坐標軸為操作員提供了過程數據的能夠容易地理解的表示。為操作員進一步地簡化了對要呈現的過程數據的選擇從而他或她可以集中于對過程的監視而不是對數據點的選擇上。
以下將參照附圖對本發明進行描述，其中
圖1示意性地示出了計算機化的過程控制系統10 ；圖2示意性地示出了本發明的操作員終端； 圖3示意性地示出了本發明的輸電系統中的操作員終端的單線圖；圖4示意性地示出了平行坐標軸圖，其中，示出了系統中所收集的過程控制數據；圖5示意性地示出了平行坐標軸圖，其中，過程控制數據以及警報和事件數據設置在共同的視圖中；圖6示意性地示出了在根據本發明的方法中執行的多個方法步驟的流程圖；以及圖7示意性地示出了示出過程控制數據的可替換方式的平行坐標軸圖。
具體實施例方式以下，對用于使操作員能夠在過程控制系統中做出控制相關決定的方法、操作員終端以及計算機程序產品的優選實施例進行了詳細描述。圖1示意性地示出了計算機化的過程控制系統10。該系統10通常會是基于對象的、用于對過程或者過程的一部分進行控制的計算機化的系統。通常的過程是發電、輸電和配電過程，以及水凈化和配水過程，油氣生產和分配過程，石化、化學、制藥和食品加工過程，以及紙漿和紙張生產過程。這些僅僅是一些可以應用系統的過程的示例。存在有無數的其他過程。過程可以通過操作員終端監視，該操作員終端與對過程的監視和控制進行操縱的控制服務器進行通信。本發明要應用的一個優選的領域是輸電系統。在圖1中，系統10因此包括多個連接到第一總線Bl的操作員和工程終端12與14。 此外還有第二總線B2，并且在第一總線和第二總線之間連接有提供對過程的控制的第一服務器16、提供對過程進行監視的第二服務器17以及存儲了與對過程的控制以及對過程的可能的監視有關的數據的數據庫18。此處，這種與控制有關的數據包括過程控制數據，而與監視有關的數據包括警報和事件數據。此外連接到第二總線的還有用于在系統10中提供控制和測量的過程接口單元。因此，第一服務器16是控制系統的一部分，而第二服務器17 是監視系統的一部分。在圖1中，提供有連接到電力線28的四個這樣的過程接口單元20、 22,24以及26。在此，應該認識到這些接口單元中的一些僅可以被設置用于控制，一些僅可以被設置用于測量而一些被設置用于控制和測量二者。這樣的過程接口單元由此參與對輸電過程的控制或者對受控過程的性質以及對控制單元和測量單元的性質或狀態的測量。過程接口單元可以包括致力于測量系統的性質(諸如電流、電壓)的元件、以及電力測量單元 (如電流互感器和電壓互感器)、以及致力于對操作進行控制的元件(如電路斷路器、繼電器、功率半導體開關以及抽頭變換器)。這些只是可以設置在過程接口單元中的少數幾種不同可能類型的元件。在此，第一服務器16經由過程接口單元接收對過程的測量值，并且基于這些測量值經由過程接口單元對過程進行控制。第一服務器16還將歷史過程控制數據存儲在歷史數據庫18中。第二服務器17經由過程接口單元接收測量值并且第二服務器17接收與對過程接口單元的操作有關的狀態數據，以及第二服務器17可以生成可以經由操作員終端12 與14呈現的警報和事件數據。第二服務器17還可以使過程停止。警報和事件數據也可以存儲在數據庫18中。在圖1的示例中，所謂的網絡管理系統在過程控制系統10上運行，該網絡管理系統屬于SCADA(數據采集與監視控制)系統組。網絡管理系統特別意在用于對輸電系統或者煤氣系統的監視和控制。 過程控制系統10中的操作員終端12和14各自向網絡管理系統提供用戶接口。以下，基于圖2所示的操作員終端12的示例來說明這種操作員終端的細節。操作員終端12 包括用戶輸入單元32、顯示器34、控制單元30以及接口 36，所述接口 36用于經由第一總線 Bl與系統10進行通信。如上所述，操作員終端為控制系統10的操作員提供了圖形用戶接口。控制單元30可以是與包括有用于執行本發明的功能的程序代碼的程序存儲器相關聯的處理器，稍后將對本發明的功能進行描述。用戶輸入單元32是操作員終端12的用戶可以通過其錄入數據的單元。像這樣的輸入單元可以是鍵盤、鍵區或者鼠標。輸入單元還可以與顯示器34組合以形成觸摸屏。操作員終端12還可以包括其他的用戶接口，諸如揚聲器或者話筒，以便以與通過顯示器和鍵盤不同的方式將數據呈現給操作員終端的一個或者更多個用戶或者從操作員終端的一個或者更多個用戶接收數據。以下將這樣的用戶稱為操作員。過程控制系統中的操作員終端僅是可以實現本發明的計算機的一個示例。來自各個過程接口單元的過程控制數據可以由第一服務器16收集并存儲在歷史數據庫18中并且經由顯示器34實時地呈現給操作員。第一服務器16獲得保存在歷史數據庫18中的大量實時測量數據。操作員終端12 或14的圖形用戶接口支持操作員對系統10、在此特別是對圖3所示的變電站進行控制。在操作員終端12和14上可以示出受控過程以及過程接口單元或者這些過程接口單元中的部分的圖形符號。由此，示出了下述圖形符號，該圖形符號可以表示過程接口單元或者過程接口單元的部分、以及輸電系統的部分，諸如發電廠、輸電線和配電線、輸電控制站、特別是變電站、或者所有這些部分的子部分。這些圖形符號由此表示系統元件并且此外這些圖形符號有利地示出為互連在用于對過程進行控制的控制結構中，該結構可以以單線圖示出。這些系統元件是根據本發明的一種類型的控制對象。在顯示器中還可以示出過程數據，如與這些各個元件相關聯的過程控制數據。在圖3中示出了輸電系統的一部分的控制結構的一種這樣的表示，其中，將變電站與測量數據形式的過程控制數據一起可視化。在這樣的視圖中會存在有大量的測量和狀態數據。圖3示出了過程控制系統中的變電站的單線圖(SLD)，在此，過程控制系統是輸電系統。在此，有經由第一變壓器間(bay)間1連接到一對電力線A和B的第一發電機發電機1。還有經由第二變壓器間間2連接到這些電力線A和B的第二發電機發電機2。還存在有經由第三變壓器間間3連接到電力線A和B的第三發電機發電機3。這些全部都是過程控制元件。在此，還有連接在兩條電力線A和B之間的第一電路斷路器斷路器1。在圖中，有通向可以組成另外的過程控制元件的其他變電站、另外的電路斷路器、絕緣點以及其他的元件的另外的連接。然而，這里將不再對這些做進一步描述，這是因為它們不是理解本發明所必須的。由此，圖3的單線圖僅是為了對本發明進行示例而示出的示例圖。然而， 上述各個元件或者控制對象與數據點相關聯，所述數據點具有通過系統元件所收集的數據值。在此，元件可以與多于一個的數據點相關聯，其中，每個數據點提供在過程的數值范圍中的數據值。數據點可以提供過程控制數據，諸如狀態數據或者測量值數據。電路斷路器可以與提供數據點值(例如提供表示是形成連接還是斷開連接的狀態數據)的狀態數據點相關聯，而另一個系統元件如發電機可以提供具有受控過程的各種類型的測量值形式的數據點，例如發電機發電機1、發電機2以及發電機3的測量值。在圖3的視圖中，在一些元件處示出了一些這樣的過程控制值。操作員終端還可以示出警報和事件列表，即發生在系統中的警報和事件的列表。 這些警報和事件是第二類型的控制對象，并且會通常涉及視圖中示出的元件，諸如在圖3 中所看到的元件，并且在很多情況下涉及由在警報限制以上或以下運行的這些元件所提供的數據點的過程控制數據值。在此，警報和事件數據還與諸如類型和優先級的數據點相關聯，指示警報類型以及警報或事件的優先級級別。在過程控制系統中經常有許多信息。這帶來的一個問題是信息會被分散到不同的位置，并且有時信息還被設置在過程控制系統的圖形表示的不同視圖中。另一個問題是諸如警報或者系統元件的控制對象可以與幾個數據點相關聯。這是例如具有變壓器和發電機的情況。此外，還有可能在某個時間點處不是對所有與系統元件相關聯的數據點都感興趣。這也意味著在某個控制相期間不太相關的信息會妨礙操作員或者或使得操作員較難看到或者獲得更多的相關信息的重要性。因此，操作員會難以看到信息中的模式和孤立點 (outlier)，其中，孤立點意味著位于正常值范圍外的值。另一個問題是信息隨著時間而變化，而呈現在圖形用戶接口中的信息通常是當前測量的值而不是歷史數據。系統中的信息之間存在著不同的關系，但是取決于信息是如何表示的，操作員難以看到這些關系。當有許多與控制對象相關聯的數據點時，操作員可以直接選擇用于呈現的數據點。然而，這會涉及由操作員在用戶接口中的許多各種選擇和操作。這樣的選擇會將操作員的注意力帶離重要的方面，即對過程的縱覽。因此，還感興趣的是簡化操作員對要監視的數據點的選擇。這意味著因為被呈現有諸如圖3中的系統視圖的系統視圖的操作員不能容易地理解系統中的不同數據點的數據值之間的關系，所以操作員難以做出正確的控制相關決定。本發明致力于解決這個以及其他相關問題。根據本發明的一個方面，在特定的時刻從數據庫提取信息，并將信息在平行坐標曲線圖中呈現為與對過程的控制相關的感興趣的數據點。更具體地，數據點可以是過程數據點，諸如過程控制數據點，如從在過程控制中所使用的過程接口單元或者過程接口單元的部分所檢索到的測量值以及狀態數據，其中， 測量值以及狀態數據涉及過程接口單元自身或者涉及輸電系統的部分，諸如發電單元、輸電線和配電線、或者輸電控制站(諸如變電站)。過程數據點還可以是警報以及事件數據點。如果控制系統10支持，也可以實時完成信息的提取。由此每個過程數據點具有可變化的值。數據點的該可變化的值在平行坐標曲線圖中由坐標軸來表示。這樣的曲線圖在圖4 中示出。在該曲線圖中，示出有第一坐標軸時間、與圖3中的第一發電機相關聯的第二坐標軸發電機1、與圖3中的第二發電機相關聯的第三坐標軸發電機2、與圖3中的第一變壓器間相關聯的第四坐標軸間1、與圖3中的第二變壓器間相關聯的第五坐標軸間2、與圖3 中的第三變壓器間相關聯的第六坐標軸間3、以及與圖3中的第一電路斷路器相關聯的第七坐標軸斷路器1。這些元件、它們的數據點以及這些數據點的值僅是示例性的以便描述本發明。來自控制系統的數據、即上述數據點的值隨著時間而改變。因此，數據點是時變的。
因為控制系統的過程控制數據是時變的，所以需要以某種方式包括時間依賴性。 在這種情況下，整個系統、更確切地說是系統中的被選擇用于呈現的數據點是通過線穿過各個平行坐標軸連接在一起的。這意味著每個在具體時間點處所呈現的數據點的值是通過平行坐標曲線圖中的線(參見圖4中的粗線)連接在一起的。對于這樣的線，時間點是控制方面。在此，數據點的值可以是與系統中的發電機或者傳輸線或者任何其他元件有關的值。 在此，元件由變壓器、發電機和電路斷路器示例出。這意味著數據點形成時間線的屬性，其中數據點值是這些屬性的變量。圖5示意性地示出了下述平行曲線圖的視圖，該平行曲線圖包括來自圖4的一些平行曲線圖坐標軸數據，并具有一些其他的過程數據，即從包括警報和事件形式的控制對象的警報列表中所選擇的警報和事件數據。在該曲線圖中有用于時間、第一發電機發電機 1、第二發電機發電機2、第一變壓器間間1、第二變壓器間間2的平行坐標軸。這些數據點設置在圖的右側。在此，還有具有警報和事件數據點形式的、與來自警報列表的警報和事件相關聯的過程數據點，在此，將這些數據點以及它們的值示出在過程控制數據的左側。在此，有命名為天的時間坐標軸、命名為小時的時間坐標軸、命名為類型的警報和事件類型坐標軸、以及命名為優先級的優先級類型坐標軸。時間無需說明，而類型表示警報或事件的類型，優先級表示它在系統中具有哪種優先級。現在將關于圖1至圖5以及圖6對本發明的第一實施例進行描述，圖6示出了在根據本發明的第一實施例的方法中所執行的多個方法步驟的流程圖。網絡管理系統在每個時間點上具有針對系統中的多個數據點的值。令人感興趣的是對多個這些點一起進行分析。操作員可以經由鍵盤32在顯示器34上選擇數目為N個的感興趣的數據點。在此，他或她可以通過對圖3中的單線圖中的元件形式的控制對象進行指示來選擇這些數據點。例如，在此，操作員選擇了圖3中的元件發電機1、間1、發電機2、 間2、間3以及斷路器1。在此，這些元件中的一些可以提供多于一個的數據點。由此會有幾種數據點類型。由此，由操作員所做出的選擇由控制單元30所接收(步驟38)，然后控制單元30根據數據點選擇準則選擇有限數目的數據點(步驟40)。之后，控制單元30從數據庫18和/或第一服務器16中抽取與所選的元件相對應的N個數據點的時變數據(步驟 42)，并且將它們以平行的形式呈現在顯示器34上。由此，控制單元抽取了與數據點相關聯的以及與控制方面相關聯的過程控制數據值，其中，控制方面在此是某個時間點。此外，過程控制數據值在此被設置成用表示時間即控制方面的線連接起來，同時還設置了單獨的時間坐標軸(步驟44)。這在圖4中示意性地示出。在此，每個所選的感興趣的數據點在平行坐標曲線圖中具有其自己的垂直坐標軸，例如，來自表示發電機發電機1的數據點的測量值可以具有采用千伏(kV)刻度的坐標軸，如同其他發電機以及變壓器間會具有的那樣。此外，可以使曲線圖歸一化。第一電路斷路器斷路器1提供狀態數據，因此它僅具有斷開和閉合兩個狀態。結果，在曲線圖中有數目為N的平行的垂直坐標軸。在該第一實施例中，還有也繪制有時間刻度的平行的垂直時間坐標軸(時間)，這是在該第一實施例中的情況。在本發明的一些變化中，該坐標軸可以省略。然后，以時間間隔對數據點的數據值進行采樣，這可以從系統繼承或者由用戶定制。然后，每次采樣的N個值以及數據被采樣的時間可以繪制在相應的坐標軸上，并且畫出點之間的線。由此，可以由線表示時間點，該時間點具有多個屬性，并且其中屬性是數據點的不同值。結果是如果操作員選擇以一分鐘的周期時間在一個小時期間從系統提取時變數據，那么他或她將在曲線圖中得到60條線。此外，在配置的時間間隔處可以向曲線圖中添加新的時間線，意味著可以在系統中經由服務器16或者經由數據庫18收集數據點的新數據值并示出為曲線圖中的時間線。 由此，可以通過在平行坐標曲線圖中添加與新的時間點相關聯的線來實時地更新曲線圖。 隨著添加新的數據，還可以將舊數據移除。從圖4中示出的該曲線圖中，操作員可以篩選出感興趣的信息，以使得他可以發現感興趣的模式、關系和孤立點。根據數據點選擇準則對曲線圖中表示的數據點的選擇可以由系統來定義或者是操作員可配置的。這意味著根據選擇準則，所選擇的用于呈現的數據點可以是例如根據數據點類型所預先指定的。因此，當操作員選擇一個元件時，呈現該元件的一個或者更多個預先指定的數據點。由此，這意味著選擇并呈現具有預先指定的數據點類型的數據點。還可以的是操作員交互地改變對數據點的選擇。作為替代，可以的是選擇準則是系統選擇一個或者更多個數據點類型，例如與操作員所選擇的過程控制元件具有最大數目的關聯的數據點類型，或者操作員所選擇的過程控制元件中的大多數與之相關聯的數據點類型，諸如類型電壓。對于與該類型缺少關聯的元件，那么可能的是選擇與之最為接近的類型。在本發明的這種變化中，操作員不會直接選擇用于呈現的數據點類型。選擇準則也會限于提供測量值的數據點。數據點的次序是重要的，這是因為如果兩個變量被放置成彼此緊鄰，那么就更容易檢測到這兩個變量之間的關系。次序可以是由系統定義的或者是用戶可配置的。還可能的是用戶可以交互地改變數據點的次序。另一個重要的功能是用戶可以直接對曲線圖進行操縱和過濾以改變所表示的數據。由此，用戶可以在曲線圖中添加和移除坐標軸。這意味著控制單元可以接收數據點改變選擇并且根據該數據點改變選擇來改變所呈現的坐標軸。以這種方式，操作員可以從曲線圖添加或者移除坐標軸。根據本發明的該第一實施例，還可能的是將對過程控制數據的呈現與警報和事件數據相結合。然而，警報和事件數據不是時變的，這是因為對于一個警報而言時間是不變的。時間僅是標識警報或事件何時發生的警報和事件數據的另一個屬性。在此，每個警報是用線呈現在平行坐標曲線圖中的項目，所述平行坐標曲線圖具有多個屬性，例如時間(時間還可以劃分成周日、小時等)、優先級、類型等。由此，這些屬性是可以具有一定范圍的值的警報和事件數據的數據點。警報線與不同的屬性坐標軸相交在與針對這些屬性該警報項目的值相對應的點處。由此，此處控制方面是具體的警報或事件。根據該第一實施例，操作員可以例如經由鍵盤32來選擇使警報平行坐標曲線圖關于過程控制數據與過程控制數據曲線圖呈現在相同的視圖中并具有與圖5中相同的時間間隔，或者呈現在另一個畫面或者視圖中。然而，警報和事件數據的平行坐標曲線圖與控制系統數據的平行坐標曲線圖是協作的。它們因此共享共同的屬性即時間，所述共同的屬性被設置成平行坐標軸方案中的坐標軸。因此，隨著操作員對具有警報和事件對象形式的一個或者更多個控制對象進行選擇，這可以通過在警報列表中的選擇來完成，這些選擇然后由操作員終端的控制單元30所接收(步驟46)，然后繼續并將所使用的時間坐標軸限于所選擇的警報和事件數據時間間隔的時間間隔(步驟48)。在此，為兩幅曲線圖、即過程控制數據曲線圖以及警報和事件數據曲線圖都進行了上述操作。控制單元30然后抽取與這些控制對象相關聯的數據點的數據值，即從歷史數據庫18和/或第二服務器17中抽取警報和事件數據(步驟50)，并且之后控制單元30將警報和事件數據值呈現在顯示器34上(步驟52)。在本實施例中，在與過程控制數據相同的視圖中呈現出了警報和事件數據，如圖5所示。在此，通過在某個時間點處生成的警報和事件到同一時間點的過程控制數據的連接線來將曲線圖彼此連接起來。這還意味這對于警報和事件而言，具體的警報或者事件是控制方面。在此，還可能的是當網絡中產生新數據時，該新數據可以被添加。在此，操作員可以選擇對平行坐標曲線圖中的一幅圖中的一個時間間隔內的信息進行過濾。然后控制單元30自動地過濾其他的曲線圖以示出具有匹配時間的數據。還可以將與任何所選擇的警報和事件都無關的過程控制數據移除。這是另一個數據點限制準則。例如，操作員可以從警報平行坐標曲線圖看出在周一有大量的高優先級警報。他或她然后可以對警報項目進行過濾以僅示出這些警報。他或她然后可以看到大多數警報發生在上午8:00至上午10:00的時間間隔期間。他或她然后可以對警報進行過濾以僅示出在該時間段期間的警報。現在，可以在警報平行坐標曲線圖中示出在周一的上午8點至10 點期間所有高優先級的警報。如果用戶具有針對控制系統數據的協作平行坐標曲線圖，那么僅示出與警報時間相匹配的項目即另一視圖中的左部。用戶然后對針對控制系統數據的平行坐標曲線圖進行分析以發現關系。也許當發電機具有某個值的時候，警報看起來連接到同一時刻傳輸線的某個值？根據本發明的一個變體，將過程控制系統中的數據點的值提取出來并直接地即在線地以平行坐標呈現。根據本發明的另一個變體，提供有不同的交互技術用于對呈現在平行坐標曲線圖中的數據點的類型進行選擇。例如，用戶可以直接從圖3所示的單線圖拖動數據點并將數據點添加到平行坐標曲線圖。他或她還可以將系統中的趨勢視圖轉換為平行坐標曲線圖。這些由此是數據點改變選擇的示例。他或她還可以根據警報列表來直接創建平行坐標曲線圖。如果完成該操作，則可以通過操作員對單線圖中的元件的選擇將其與另一個曲線圖中同時地示出過程控制數據相結合。如果完成了這個，那么然后控制單元可以通過僅對與所呈現的警報和事件相關的操作員所選擇的元件的數據點進行選擇，將數據點選擇準則應用到過程控制數據點上。如果例如所選的警報是變壓器間超過了電壓水平，則當例如變壓器元件是由操作員在圖3中的單線圖中的所選擇的，則可能是的僅該變壓器間的電壓被系統所選擇用于呈現，而不呈現有功功率。然后可以將連接到當前示出的警報的所有數據點呈現在平行坐標曲線圖中。如之前所提到的，可能的是兩種不同的平行坐標可以連接在一起并且相關。這是可能的，因為警報項目具有時間屬性，而控制系統平行坐標也具有與數據采樣的時間相對應的時間屬性。通過完成這個，可以將具有警報項目的平行坐標曲線圖連接至具有時變控制系統數據的平行坐標曲線圖。結果是操作員可以連同控制系統數據一起對警報和事件進行分析，以發現關系以及警報的原因。在本發明的另外的實施例中，碰巧沿著同一圖形路徑的幾條線可以被組合在一起以形成新的線，以便降低在平行坐標曲線圖中所示出的圖形信息的復雜度。這種功能可以被稱為聚類(clustering)。例如，在警報平行坐標曲線圖的情況下，幾個發生在同一時間點的并由此在平行坐標曲線圖中落在一起、即沿著同一圖形路徑的警報可以被聚類以形成這樣的新的線。在這樣的情況下，操作員錄入與線有關的聚類指令，而系統然后將具有同一路徑的線結合起來用于形成共同的線。根據本發明的另一個變體，操作員可以在單線圖中選擇某種類型的元件，然后同一類型的其他元件相關的數據點被自動選擇并連同操作員所選擇的元件的數據點一起由系統呈現。由此，此處的數據點選擇準則是在所呈現出的單線圖中選擇同一類型的其他元件的數據點。例如，如果操作員選擇圖3中的間1，則在圖3中的變電站處的或者在更大的地理區域中的所有變壓器可以被控制單元選擇并呈現在平行坐標軸曲線圖中。這在圖7中被示例出，圖7示出了平行坐標軸曲線圖，其中有指示所選的元件是變壓器的第一坐標軸站/間(Station/Bay)以及多個指示變壓器的各個數據點的另外的坐標軸。在此，在指示有功功率的第二坐標軸MW上有第一數據點，在指示無功功率的第三坐標軸MVAr上有第二數據點，在指示視在功率的第四坐標軸MVA上有第三數據點，在指示功率因子的第五坐標軸PF上有第四數據點，在指示電壓的第六坐標軸KV上有第五數據點，而在指示額定無功功率(reactive power rating)的第七坐標軸KVar上有第六數據點。然后針對與操作員所選擇的元件類型相同的所有元件呈現這些數據點的數據值，即對例如變壓器元件的選擇會導致呈現所有變壓器的相同類型的數據點。在此，每條線或者控制方面表示控制對象，該控制對象在本發明的這種變體中是系統元件、更具體地是過程控制元件，該元件還可以被設置成在第一坐標軸站/間上的點。在此，還可能的是添加各個數據點的警報界限，這通過曲線圖中的箭頭指示。在此，應該認識到這里所描述的原理可以用于示出系統的各個控制級處的數據、 即高于或者低于這里所示例出的變電站級的級處的數據。圖1中的輸電系統的簡化之處在于該輸電系統限于包括一個過程控制系統10和一條電力線觀。然而，系統可以包括若干控制站以及若干電力線。在這種情況下，可以的是控制和保護計算機以及操作員和工程操作員終端存在于更高的分級級別、即系統級上。如前所述，操作員終端可以優選地設置為連同計算機程序存儲器一起的一個或更多個處理器的形式，所述計算機程序存儲器包括用于執行本發明的計算機程序代碼。該計算機程序代碼還可以設置在一個或更多個數據載體上，所述數據載體在其上的程序代碼被載入到操作員終端時執行本發明的功能。
權利要求
1.一種使操作員能夠在過程控制系統(10)中做出控制相關決定或者保護相關決定的方法，其中，提供過程數據值的過程數據點呈現在操作員終端(12)的顯示器(34)上，所述方法包括下述步驟-在所述操作員終端中接收操作員對呈現控制對象的視圖中的至少一個控制對象(發電機1、發電機2、間1、間2、間3、斷路器1)的選擇(38)，其中，每個控制對象與至少一個相對應的數據點有關，且所選擇的控制對象與多于一個數據點有關，-根據數據點選擇準則，由所述操作員終端為包括所述操作員所選擇的控制對象的控制對象組選擇多個數據點(40)，_由所述操作員終端抽取與所選擇的數據點相關聯的以及與不同的控制方面相關聯的過程數據值(42)，以及-將所述數據點的所述過程數據值呈現在所述顯示器上(44)，其中，每個所選擇的數據點擁有一個相對應的呈現坐標軸，在所述呈現坐標軸上呈現該數據點的數據值，并且，與同一控制方面相關聯的數據點的數據值用所述呈現中的各個平行坐標軸上的值之間的線連接在一起。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括下述步驟數據點值一呈現在所述系統中就連續地抽取并呈現所述數據點值。
3.根據權利要求1或2所述的方法，還包括下述步驟接收對數據點值呈現范圍的選擇以及移除所有在所述范圍外的線。
4.根據任意一項前述權利要求所述的方法，還包括下述步驟接收數據點改變選擇， 以及根據所述數據點改變選擇來改變所呈現的坐標軸。
5.根據任意一項前述權利要求所述的方法，還包括下述步驟接收與多條線有關的聚類指令，以及將沿著同一路徑的線結合成共同的線。
6.根據任意一項前述權利要求所述的方法，其中，所抽取的數據值包括從所述過程實時獲得的過程控制數據值。
7.根據任意一項前述權利要求所述的方法，其中，所選擇的用于呈現的數據點是根據所述選擇準則預先指定的。
8.根據權利要求1至6中任意一項所述的方法，其中，所選擇的用于呈現的數據點是與操作員所選擇的控制對象具有最大數目的關聯的數據點。
9.根據權利要求1至6中任意一項所述的方法，其中，所述同一控制方面是控制對象。
10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述操作員所選擇的控制對象是第一類型的控制對象，而所述根據選擇準則選擇多個數據點的步驟包括基于所述操作員所選擇的控制對象在所述視圖中選擇該第一類型的所有控制對象的數據點。
11.根據權利要求1至8中任意一項所述的方法，其中，根據所述選擇準則，針對相對應的控制對象僅有一個數據點要呈現。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，所述同一控制方面是時間點。
13.根據權利要求12所述的方法，還包括下述步驟在所述呈現中提供時間坐標軸。
14.根據權利要求12或13所述的方法，其中，所選擇的控制對象是呈現在被互連在控制結構中的系統元件的視圖中的過程控制元件，且所選的數據點值是與該過程控制元件相關聯的過程控制數據值，以及所述方法還包括下述步驟在所述操作員終端中接收操作員對具有警報和事件對象形式的至少一個另外的控制對象的選擇(46)，由所述操作員終端抽取與所選擇的警報和事件對象相關聯的數據點的數據值(50)，以及在多個平行坐標軸上呈現所述警報和事件對象的所述數據點的數據值(52)，其中，一條坐標軸是時間坐標軸，并且每個警報或事件對象由穿過每條坐標軸的相對應的線表示。
15.根據權利要求14所述的方法，其中，所述警報和事件數據呈現的所述時間坐標軸在時間上與所述過程控制數據呈現對準。
16.根據權利要求15或16所述的方法，還包括下述步驟由所述操作員終端將所述警報和事件數據呈現以及所述過程控制數據呈現的所述時間坐標軸限于由其間生成了所述警報和事件數據的時間間隔所定義的時間間隔(48)。
17.根據權利要求14至16中任意一項所述的方法，還包括下述步驟將所述警報和事件數據點值連接到相對應的過程控制數據點值。
18.根據權利要求14至17中任意一項所述的方法，還包括下述步驟接收用戶對其間要呈現警報和事件數據或者過程控制數據的時間間隔的選擇，以及將所述對兩種類型的數據的呈現限于所述用戶所選擇的時間間隔。
19.根據權利要求14至18中任意一項所述的方法，其中，根據所述選擇準則，所唯一呈現的警報和事件數據是與所選擇的過程控制數據點相對應的數據。
20.根據權利要求14至18中任意一項所述的方法，其中，根據所述選擇準則，所選擇的過程控制數據點僅是與所選擇的警報和事件數據點相關聯的過程控制數據點。
21.一種過程控制系統(10)中的操作員終端(12)，所述操作員終端(12)包括顯示器 (34)、用戶輸入單元(32)以及控制單元(30)，所述控制單元被配置為經由所述用戶輸入單元接收操作員對呈現控制對象的視圖中的至少一個控制對象 (發電機1、發電機2、間1、間2、間3、斷路器1)的選擇，其中，每個控制對象與至少一個相對應的數據點有關，且所選擇的控制對象與多于一個數據點有關，根據數據點選擇準則為包括所述操作員所選擇的控制對象的控制對象組選擇多個數據點，抽取與所選擇的數據點相關聯的以及與不同的控制方面相關聯的過程數據值，以及將所述數據點的所述過程數據值呈現在所述顯示器上，其中，每個所選的數據點擁有一個相對應的呈現坐標軸，在所述呈現坐標軸上呈現該數據點的數據值，并且，與同一控制方面相關聯的數據點的數據值用所述呈現中的各個平行坐標軸上的值之間的線連接在一起。
22.根據權利要求21所述的操作員終端，其中所述同一控制方面是時間，所選的控制對象是呈現在被互連在控制結構中的系統元件的視圖中的過程控制元件，且所選的數據點值是與該過程控制元件相關聯的過程控制數據值，所述控制單元還被配置為經由所述用戶輸入單元來接收操作員對具有警報和事件對象形式的至少一個另外的控制對象的選擇、抽取與所選擇的警報和事件對象相關聯的數據點的數據值、以及在多個平行坐標軸上呈現所述警報和事件對象的所述數據點的所述數據值，其中，一條坐標軸是時間坐標軸，并且每個警報或事件對象由穿過每條坐標軸的相對應的線表示。
23.一種數據載體上的計算機程序產品，所述計算機程序產品包括計算機程序代碼，所述計算機程序代碼被配置為當所述計算機程序代碼被載入到所述操作員終端時引起設置在過程控制系統中的操作員終端 接收操作員對呈現控制對象的視圖中的至少一個控制對象的選擇，其中，每個控制對象與至少一個相對應的數據點有關，而所選擇的控制對象與多于一個數據點有關，根據數據點選擇準則為包括所述操作員所選擇的控制對象的控制對象組選擇多個數據點，抽取與所選擇的數據點相關聯的以及與不同的控制方面相關聯的過程數據值，以及將所述數據點的所述過程數據值呈現在所述顯示器上，其中，每個所選的數據點擁有一個相對應的呈現坐標軸，在所述呈現坐標軸上呈現該數據點的數據值，并且，與同一控制方面相關聯的數據點的數據值用所述呈現中的各個平行坐標軸上的值之間的線連接在一起。
全文摘要
本發明涉及一種使操作員能夠在過程控制系統中做出控制相關決定或者保護相關決定的方法、一種過程控制系統中的操作員終端以及一種用于這種操作員終端的計算機程序產品。所述方法包括下述步驟接收操作員對控制對象的視圖中的控制對象的選擇(38)；根據數據點選擇準則為包括操作員所選擇的控制對象的控制對象組選擇多個數據點(40)；抽取與所述數據點相關聯的以及與不同的控制方面相關聯的過程數據值(42)，以及將所述過程數據值呈現在顯示器上(44)，其中，每個數據點擁有一個相對應的呈現坐標軸，在所述呈現坐標軸上呈現出該數據點的數據值，并且，與同一控制方面相關聯的數據點的數據值用線連接在一起。
文檔編號G05B23/02GK102405448SQ200980158758
公開日2012年4月4日 申請日期2009年6月25日 優先權日2009年4月20日
發明者克里斯蒂娜·米克爾森 申請人:Abb研究有限公司