用于部分地由实现运行时过程的一个或者多个计算机实现的过程控制系统中的控制的方法

摘要

一种用于过程控制系统中的控制的方法，其中所述过程控制系统的图形用户接口布置有一个或者多个控制对象的图形表示，用于监视和/或控制过程或者设备。控制系统GUI由计算机或者工作站上的控制系统客户端应用(22)显示。此外，在与所述过程控制系统分离的计算过程环境(44，46)中运行用于监视和/或控制至少一个所述控制对象的一个或者多个应用(48，50)。以这种方式，没有代码组件在与运行用于过程控制系统的GUI的处理空间相同的处理空间中执行。以这种方式，在扩展应用(48，50)中的任何缺陷或者错误无法影响实时控制工业过程的控制系统程序。此外，公开了一种控制系统和计算机程序。

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业控制系统图形用户接口。具体而言，本发 明涉及一种用于工业装备中的监视和控制目的的过程控制系统的图 形用户接口。

背景技术

在用于控制诸如化工厂、炼油厂、纸浆和造纸厂、钢厂等制造 业和加工业的基于计算机的控制系统中，通常需要集成不同来源的 广泛的不同应用。具体而言，这种集成包括集成用户接口从而使得 系统的用户体验面向系统所有功能的单个接口，即使这种接口的不 同部分由不同的计算机实现的应用提供。

提供这种用户接口集成的传统方法包括提供软件环境，其中插 入来自不同应用的用户接口组件以提供集成的用户接口。此类技术 的示例包括ActiveX和Java Beans。

常规的工业控制系统通常包括实时运行的一个或者多个计算 机程序。此类程序实时控制一个或者多个过程，这意味着控制系统 必须总是对于至少某些过程具有立即的或者很短的响应时间。由于 对许多过程的控制从安全观点来看通常是关键的，所以重要的是严 格测试控制系统以消除任何可能引起控制系统的延迟乃至故障的程 序执行问题或者计算机程序设计代码问题。

对用于控制系统中的用户接口集成的当前方式的一个挑战在 于，来自集成应用的代码组件在与对于用于控制和监督工业过程的 控制系统的核心功能而言是关键的组件相同的环境中执行。如果任 何此类集成代码组件包括缺陷，则它可能潜在地引起控制系统的整 个用户接口环境崩溃或者出故障。

发明内容

本发明的目的在于弥补上文提到的问题中的一个或者多个问 题。这一目的和其它目的由根据本发明的方法实现。

在本发明的第一方面中，公开一种用于过程控制系统中的控制 的方法，其中所述过程控制系统的图形用户接口布置有一个或者多 个控制对象的图形表示，用于监视和/或控制过程或者设备，由计算 机或者工作站上的控制系统客户端应用显示，该方法包括以下步骤： 在与所述过程控制系统分离的计算过程环境中运行用于监视和/或控 制至少一个所述控制对象的应用；借助应用来生成包括至少一个所 述控制对象的第二图形用户接口显示；经由中间服务以图形输出格 式从应用向所述过程控制系统发送第二图形用户接口显示；在所述 图形用户接口中集成应用的第二图形用户接口。

在本发明的另一方面中，公开一种过程控制系统，在所述过程 控制系统中，所述过程控制系统的图形用户接口布置有一个或者多 个控制对象的图形表示，用于监视和/或控制过程或者设备，由计算 机或者工作站上的控制系统客户端应用(22)显示，所述系统还包 括：服务器节点，其布置用于在与所述过程控制系统分离的计算过 程环境中运行用于监视和/或控制至少一个所述控制对象的应用；以 及中间服务或者远程查看器服务，其布置用于从应用向所述过程控 制系统以图形输出格式发送包括借助应用来生成的至少一个所述控 制对象的第二图形用户接口显示以用于在所述图形用户接口中集成 应用的第二图形用户接口。

在本发明的另一方面中，公开一种用于监视的人机接口。

在本发明的另一方面中，公开一种计算机程序和记录于计算机 可读介质上的计算机程序。

本发明的主要优点在于它提供如下解决方案，其中集成应用的 用户接口可以集成于单个系统用户接口中而不安装来自那些应用的 任何代码组件。这被称为视图集成。本发明涉及远程查看或者共享 视图并且不涉及共享可执行计算机应用或者程序。

视图集成在本说明书中所使用的含义是在向控制系统用户接 口(UI)中的集成视图用流发送非核心应用或者扩展应用的用户接 口(UI)时，使用在原理上与被称为远程桌面的Windows服务类似 的技术。

集成应用在分离的计算过程环境(有时被称为沙盒)中运行并 且按照通常方式呈现它的用户接口(UI)。然而，截获并且通过作 为像素信息(或者按照用于传递图形图像的任何其它格式)向其中 控制系统的用户接口运行的环境发送图形信息而不是在这一分离环 境中的用户接口上表现这一图形信息。这里向控制系统的集成图形 用户接口中组合来自集成应用的图形信息和代表控制系统的用户接 口以及其它集成应用的用户接口的其它图形信息。当集成应用的用 户接口的图形信息成为焦点时，向运行于单独计算机过程环境中的 集成应用发送鼠标点击和键盘事件。

附图说明

可以通过参照在与以下附图结合时的以下具体描述来更完整 地理解本发明的方法和系统，其中：

图1示出了根据本发明第一方面的一个实施例的过程控制系 统的示意框图；

图2示出了根据图1的本发明的并且特别是根据本发明一个方 面的一个实施例的控制系统的客户端节点和布置成连接到控制系统 的服务器节点的示意框图；

图3示出了图1的本发明的另一实施例并且特别是不包括沙盒 应用中的业务逻辑组件的模块化布置；

图4示出了图1的本发明并且特别是使用广泛使用的操作系统 的已知组件来布置的一个实施例；

图5a、图5b各自示出了根据图1的本发明的并且特别是用于 根据本发明另一方面的一个实施例的方法的示意流程图；

图6示出了图1的本发明并且特别是根据本发明该方面的一个 实施例的多用户布置。

具体实施方式

图1示出了用于过程控制系统的简化图。该系统包括控制器2， 以及运行控制功能和业务逻辑以用于控制在工业过程中包括的控制 和设备的服务器6，。这些控制功能中的诸多控制功能是实时操作的 核心过程，并且它们中的多个控制功能可能是安全关键的。该图示 出了连接到设备(诸如马达3、阀4)、现场设备(比如流量计5) 的过程控制系统1。过程控制系统1包括数据网络10和现场总线12。 数据通信的部分可以由有线和无线链路实现。

如下工作站(工作地)连接到过程控制系统，该工作站布置为 客户端节点并且运行控制系统客户端应用22，该应用提供第一图形 用户接口(GUI)23。这一第一图形用户接口(GUI)是到如下客户 端应用的接口，该客户端应用运行与过程的控制有关的业务逻辑或 者核心过程。

服务器节点40通过数据网络10连接到过程控制系统。在服务 器节点中，在分离计算环境或者分离计算过程环境中运行一个或者 多个扩展应用。扩展应用各自也提供在本说明书中被称为第二图形 用户接口48和50的GUI或者UI。截获并且经由远程呈现协议35 或者远程查看器系统向控制系统客户端应用22发送这些接口的图形 图像数据输出。一个或者多个第二图形用户接口48g、50集成到控 制系统客户端应用22的第一图形用户接口中。因此，某些控制对象 在控制系统客户端应用22的GUI中由GUI图形代表，但是在控制 系统客户端应用22的过程环境中没有代码针对那些GUI而执行。该 代码(即产生GUI 48、50的应用)运行于服务器节点40中。

图2示出了另一实施例。该图示出了服务器节点40，单个远 程用户会话41在该服务器节点运行。在远程用户会话中运行沙盒应 用，例如ABB沙盒应用44。扩展应用(或者应用1)在沙盒内运行， 该应用在这一情况中被称为ABB UI组件1(用标号48表示)。在 沙盒中还运行ABB业务逻辑应用。这一业务逻辑应用具有UI(ABB  UI)。截获并且经由远程呈现协议(RPP)35向控制系统客户端应 用(这里表示为ABB客户端应用22)发送该应用48的GUI。客户 端应用22然后向控制客户端应用(ABB客户端应用22)的GUI中 集成48g来自沙盒中的应用48的GUI的图形图像。服务器节点40 可以包括远程会话管理器功能(在这一实施例中为ABB远程会话管 理器39)。分离协议37可以由ABB远程会话管理器39用来与ABB 客户端应用22交互。

图3示出了一个优选实施例。该图示出了服务器节点40，单 个远程用户会话41在该服务器节点运行。在远程用户会话中运行沙 盒应用，例如ABB沙盒应用44。在沙盒内运行扩展应用(或者应用 1)，该应用在这一情况中被称为ABB UI组件1(用标号48表示)。 截获并且经由远程呈现协议(RPP)35向控制系统客户端应用(这 里表示为ABB客户端应用22)发送该应用48的GUI。客户端应用 22然后向控制客户端应用(ABB客户端应用22)的GUI中集成48g 来自沙盒中的应用48的GUI的图形图像。服务器节点40可以包括 远程会话管理器功能(在这一实施例中为ABB远程会话管理器39)。 分离协议37可以由ABB远程会话管理器39用来与ABB客户端应 用22交互。

图6示出了其中包括多个远程用户(用户1、用户2)的另一 实施例。在图3中，服务器节点40包括多个远程用户会话(会话1、 会话2等等)。在远程用户会话1中运行两个沙盒应用(ABB沙盒 应用)。在这一实施例中，业务逻辑应用或者功能可以运行于沙盒 中。截获并且经由远程呈现协议(RPP)35发送而且借助ABB远程 UI查看器功能在客户端控制应用(ABB客户端应用22)中集成第一 业务逻辑功能的GUI(ABB UI)。该图示出了在第一客户端节点20 的用户1具有使用远程查看器在ABB客户端应用22中集成的两个 GUI。在第二客户端节点22”的用户2也具有来自扩展应用(该扩展 应用在沙盒中执行，该沙盒在相同服务器节点40上的远程用户会话 2中运行)的GUI，该GUI的图形图像输出由RPP 35截获并且向 ABB客户端应用22”路由，其中该客户端应用类似地集成到22”的 GUI中。

图4示出了一个实施例，其中多个应用和服务是Windows操 作系统环境的部分。该图示出了客户端节点20和服务器节点40。在 客户端节点，控制系统客户端应用22运行和显示图形用户接口(未 示出)。客户端节点在工作站或者其它适合的终端设备上运行。服 务器节点40运行一个或者多个终端服务器会话41、42。每个终端服 务器会话包括分离计算过程环境(另外称为沙盒44、45)。在沙盒 中运行的扩展应用(应用1)产生图形用户接口(GUI)48，并且类 似地，第二扩展应用(应用2)也可以在分离终端会话42中产生GUI 50。

在这一实施例中，集成应用或者沙盒应用在服务器节点上的终 端服务会话中运行，并且它的图形用户接口经由远程桌面协议 (RDP)向过程控制系统1的客户端节点上的控制系统客户端应用 路由(remoted)35。控制系统客户端应用能够并行地查看来自若干 并行用户会话(终端服务器会话)的若干远程用户接口。控制系统 客户端应用可以通过使用服务器节点上的终端服务器会话管理器服 务49来动态创建远程会话。采用这一方式提供如下解决方案，其中 集成应用的用户接口可以集成于过程控制系统的单个系统用户接口 中而不安装来自那些应用的任何代码组件。

经由中间服务向运行于客户端节点上的控制系统客户端应用 22发送应用1(扩展应用)的GUI 48。中间服务可以使用远程桌面 协议(RDP)35来运行并且实现为远程桌面会话(Windows(TM) 操作系统环境所提供的服务(如例如Windows Server 2003))。客 户端节点可以运行RDP查看器客户端，该客户端可以是适配用于与 Windows不同的另一操作系统(如比如Unix)或者与该操作系统端 口连接的客户端。

服务器节点40可以包括终端服务器会话管理器服务49，该服 务管理一个或者多个终端服务器会话41、42。管理器服务49可以使 用与来自中间服务(在这一情况中为使用RDP 35的通信)的协议分 离并且不同的信道39来与运行于客户端节点20上的控制系统客户 端应用22交互。

控制系统客户端应用20向控制工业过程的一个或者多个核心 过程提供图形用户接口。这些核心过程可以是运行时实现。仅向控 制系统客户端应用20发送运行于分离计算环境(沙盒44、45)中的 图形用户接口48、50作为图形信息。客户端应用20将那些GUI 44、 45集成到客户端应用20的图形用户接口中。

集成应用运行于分离环境(所谓的沙盒)中并且按照通常方式 呈现它的用户接口。然而，截获并且通过作为像素信息(或者按照 用于构造图形的任何其它适合的格式)向控制系统的用户接口的运 行环境发送图形信息，而不是在分离环境中的用户接口上表现这一 图形信息。这里向集成用户接口中组合图形信息和代表控制系统的 用户接口以及其它集成应用的用户接口的其它图形信息。

当集成应用的用户接口的图形信息聚焦为GUI 48g或者50g 时，向集成应用48、50发送鼠标点击和键盘事件。因此，没有来自 集成应用的代码组件在与控制系统的核心功能相同的计算过程环境 中执行。集成应用在沙盒的隔离环境中运行(执行)。仅向控制系 统的图形用户接口中组合作为位图或者作为到图形处理器卡或者芯 片的指令的来自集成应用的图形输出。可以有线或者无线地实现通 信。客户端节点20可以连接到有线或者无线LAN的节点或者网关， 或者可以是另一种数据通信网络并且运行适合于工业环境的任何无 线电协议，诸如由蓝牙特别兴趣组(SIG)发布的任何标准、 IEEE-802.11的任何变体、WiFi、超宽带(UWB)、ZigBee或者 IEEE-802.15.4、IEEE-802.13或者等效或者类似协议。

用户可以使用连接到控制系统的工作站来监视、监督和/或控 制过程设备。这也可以在远程模式中由具有适当特权的登录到控制 系统中的工程师或者其他已授权人士实现。如上文和在本说明书中 的别处描述的控制方法可以由如下计算机应用实现，该计算机应用 包括在载入处理器或者计算机中时使计算机或者处理器实现方法步 骤的计算机程序单元或者软件代码。

可以将方法描述为包括根据图5a、图5b的步骤。图5a示出了 用于根据本发明另一方面的一种或者多种方法的简化流程图。该图 示出了：

55扩展应用1运行和生成包括该过程的控制对象的GUI 48；

56在远程用户会话或者终端用户会话中运行的过程截获运行 于沙盒中的应用1的GUI 48；

57在远程用户会话或者终端用户会话中运行的过程向控制系 统客户端应用22(或者ABB客户端应用22)发送应用1的GUI 48；

58控制系统客户端应用22向控制系统客户端应用22的GUI 中集成来自运行于沙盒中的扩展应用1的GUI的图形图像信息。

图5b示出了

65控制系统客户端应用22显示它的GUI、第一GUI其中向 第一GUI中集成图形信息48g；

67控制系统客户端应用22接收向集成于控制系统客户端应 用22的第一GUI中的GUI 48g的用户输入并且经由中间服务(RPP 或者RDP)向运行于沙盒中的扩展应用1发送该输入的信息；

69运行于沙盒中的应用1处理用户输入信息，并且更新GUI 48以示出GUI 48中的控制对象的更新的状态。

按照步骤55截获并且经由RPP/RDP向客户端应用22发送GUI 48的图形图像数据。

在一个备选实施例中，该解决方案被布置成使得沙盒应用44、 45管理一个或者多个终端服务会话41、42。在这一情况中，沙盒应 用必须有能力控制什么GUI(窗口)暴露于哪个会话中。

本发明的方法可以如先前描述的那样借助一个或者多个如下 计算机程序来实现，该计算机程序包括运行于计算机或者处理器上 的计算机程序代码或者软件部分。微处理器(或者处理器)包括如 下中央处理单元CPU，该CPU执行根据本发明一个或者多个方面的 方法的步骤。程序的一部分可以存储于处理器中、但也存储于ROM、 RAM、PROM、EPROM或者EEPROM芯片中、存储于类似的存储 器装置中或者服务器节点40上。应用(诸如控制系统中的控制系统 客户端应用22)可以借助OPC、OPC服务器、对象请求代理(broker) (比如COM、DCOM或者CORBA)、web服务中的任意项访问数 据。

应当注意，尽管上文描述本发明的示例实施例，但是可以对所 公开的解决方案做出若干变化和修改而不脱离如在所附权利要求书 中限定的本发明的范围。