专利名称：用于提供与来自过程控制系统的告警有关的统计的告警分析系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种提供与过程控制系统收集的告警有关的统计的告警分析系统，该
过程控制系统包括接收并存储来自由控制系统监控的一个或者多个过程段的告警的告警 服务器。本发明还涉及一种用于分析由这样的过程控制系统收集的告警的方法。 本发明与用于任一类工业过程(比如纸浆和造纸工业、石油和燃气工业、金属工 业以及核工业)的控制系统关联是有益的。
背景技术：
传统过程控制系统从外部设备(比如传感器、PLC以及监控和控制过程的控制器) 接收告警。过程控制系统包括告警系统，该告警系统包括整理告警并且产生一个或者多个 操作员的告警列表的告警服务器。告警列表包括活跃告警和尚未被操作员确认的不活跃告 警。例如在超过上限时告警是活跃的而在低于下限时变得不活跃。告警列表实时显示于过 程控制系统的人机接口上，从而立即向操作员通知新告警。在大型控制系统中，不同操作员 可以负责过程的不同部分，例如操作员可以负责工厂的不同过程段并且仅对针对他自己段 的统计感兴趣。因此普遍将接收的告警分类到不同告警列表中并且各操作员可以查看它自 己的告警列表，该告警列表包括来自由操作员负责的过程部分的告警。 通过将告警分类到不同告警列表中，来减少向某个操作员呈现的告警数目。尽管 有这一措施，但是向操作员呈现的告警数目可能极大并且因而可能难以让一个或者多个操 作员进行评估和动作以解决所有告警。如果工程项目尚未仔细选择告警限制而是使用用于 多数执行器的默认限制，则告警数目可能大得不合理。对这一问题的一种已知解决方案是 使用外部告警管理系统，该系统分析告警、提供关于告警的统计并且基于接收的告警生成 报告和趋势。告警管理系统基于从控制系统接收的告警来计算多个关键性能指标KPI。由 告警管理系统提供的统计例子是十个最常见的告警、十个持续最长的告警、随时间的告警 数目和告警优先级分布。 告警管理系统包括用于存储接收的告警的数据库和用于分析数据库中存储的告 警并且对告警进行统计的软件。软件和数据库驻留于外部计算机上。过程控制系统接收的 所有告警被发送到驻留在过程控制系统以外的外部数据库。然后向数据库进行查询，这获 得文字和图表形式的报告。告警分析和统计计算通常由要求提供特定类统计的系统工程师 来手动启动。 告警管理系统的目的在于减少无关告警的数目并且使得可以在所生成的大量告 警中选择最重要的告警。如今的告警管理系统的一个问题在于，它们增加了过程控制系统 的复杂性和成本。必须与控制系统一起安装外部数据库，这既耗费时间又增加了复杂性。数 据库经常由第三方销售商提供，这增添许可成本。从数据库生成的报告并未处理实时数据， 因为数据库报告给出的是数据的快照。另外，不能使实时更新的趋势得以显示。也难以知 道实际上向特定操作员呈现向数据库发送的告警中的哪个告警。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减少上述问题的改进告警管理系统。 根据本发明的一个方面，这一目的用如权利要求1所述的一种告警分析系统来实现。 这样的告警分析系统的特征在于，告警分析系统运行于告警服务器上，并且告警 分析系统适合于基于告警服务器中存储的告警来实时自动地产生统计。 因此，在过程控制系统中直接分析告警，而不是如现有技术中那样向外部数据库 传送告警。直接基于告警服务器中存储的告警在控制系统中实时计算该统计。这向操作员 提供了随着实时更新在过程控制系统中直接查看所得统计的可能性。保证了数据一致，因 为根据过程控制系统中的告警服务器中的数据来直接生成数据而无需附加存储。另外，自 动生成统计，并且更新无需如现有技术的告警管理系统中那样由操作员启动。本发明提供 对控制系统接收的告警的统计的实时连续更新。本发明的另外优点在于，无需外部数据库 或者外部计算机。在过程控制系统的硬件(即告警服务器)上存储和执行告警分析系统的 软件。 根据本发明的一个实施例，告警分析系统适合于基于告警服务器中存储的告警来 计算一个或者多个关键性能指标，并且在接收到向告警服务器的新告警时重新计算性能指 标。在接收告警时，自动重新计算并且向操作员呈现性能指标。因此，总是向操作员提供实 时更新的新统计。 在过程控制系统中直接生成关键性能指标。在过程控制系统中实时计算并存储关 键性能指标。关键性能指标使得更易于让操作员或者过程工程师对于如何改进报警系统进 行决策。关键性能指标以智能的和易于理解的方式向操作员或者过程工程师提供重要信 息。 根据本发明的又一实施例，告警服务器适合于将告警分类到针对不同操作员的多 个告警列表中，并且对于至少一些所述告警列表，告警分析系统适合于基于告警列表中的 告警来计算一个或者多个关键性能指标。根据这一实施例，针对多个告警列表中的每个告 警列表计算和显示关键性能指标。这一实施例使得易于向每个操作员提供与他监控的过程 部分相关的统计。由于基于告警列表中的告警来计算性能指标，所以没有必要再次对告警 进行分类。另外保证了显示的统计是基于向特定操作员实际呈现的告警。将理解可以将告 警分类到未曾计算性能指标的其它告警列表中。 根据本发明的另一实施例，过程控制系统包括用于显示告警列表的至少一个人机 接口，并且告警分析系统适合于在人机接口上实时显示统计。根据这一实施例，可以让操作 员在相同人机接口上查看告警列表和统计。因此可以与其余过程信息在相同的监视器处查 看统计。这使得更易于让操作员分析告警系统并且启动可能的增强。 根据本发明的又一实施例，人机接口适合于显示按照控制过程的状态图示的过程 图形，并且告警分析系统适合于在过程图形中显示关键性能指标。这一实施例还使操作员 分析报警系统得以简化。 根据本发明的另一方面，该目的由如权利要求6所述的一种方法实现。这样的方 法的特征在于该方法包括基于告警服务器中存储的告警来实时自动地产生和显示统计。
根据本发明的又一方面，该目的由可直接加载到计算机或者处理器的内部存储器 中的一种计算机程序产品实现，该计算机程序产品包括用于在程序运行于计算机上时执行 根据所附一组方法权利要求所述的方法步骤的软件代码部分。可以在计算机可读介质上或 者通过网络提供计算机程序。 根据本发明的另一方面，该目的由其上记录有程序的一种计算机可读介质实现， 并且该程序用于在程序运行于计算机上时使计算机执行根据所附一组方法权利要求所述 的方法步骤。
现在将通过描述本发明的不同实施例并且参照附图更具体地说明本发明。
图1示出了根据现有技术的过程控制系统和告警分析系统。
图2示出了根据本发明一个实施例的过程控制系统和告警分析系统。 图3a示出了示例告警服务的流程图。 图3b示出了示例告警分析服务的流程图。 图4示出了在控制系统的人机接口上显示的包括关键性能指标的过程图形例子。
具体实施例方式
图1示出了根据现有技术的用于提供统计的告警分析系统和过程控制系统的例 子。过程控制系统1包括适合于从外部设备3 (比如传感器、PLC和控制器)接收告警和事 件的多个告警收集单元2。控制系统还包括告警服务器4，该服务器包括用于处理告警和 事件的硬件，比如中央处理单元(CPU)、存储装置和I/0单元。控制系统包括一个或者多个 (在这一情况下为两个)人机接口 5a-5b，该人机接口包括用于向控制系统的一个或者多个 操作员显示信息的显示屏。告警服务器4包括用于存储告警列表的存储器装置7和告警处 理服务8，该服务包括用于处理接收的告警和事件的软件，例如用以将告警分类到不同告警 列表中、存储告警列表以及提供告警列表的图形表示。 在一些控制系统中为过程控制提供单个告警列表就足够了 。然而对于例如监控包 括不同过程段(各过程段由各个操作员监控)的整个工厂的控制系统，为工厂的各过程段 提供一个或者多个告警列表是适宜的。过程段的告警列表包括源于过程段的告警。然后，操 作员仅需查看针对他的过程段的告警列表。向人机接口传送告警列表的图形表示并且在显 示屏5a-5b上显示告警列表的图形表示。在图1中所示例子中提供两个告警列表10a-10b ; 一个告警列表10a显示于人机接口 5a上，而另一告警列表10b显示于人机接口 5b上。
图1还示出了根据现有技术的告警分析系统。告警分析系统驻留于在距控制系统 一定距离处布置的外部计算机12上并且包括用于存储告警的数据库13和告警分析服务 14，该服务适合于分析告警、基于数据库中存储的告警来提供统计并且提供告警列表的图 形表示。告警管理系统还包括人机接口，该人机接口包括在其上显示统计17的图形表示的 显示屏16。向外部数据库13传送由控制系统接收的告警。告警分析和统计计算由系统工 程师手动启动。系统工程师在启动计算时选择将要计算和显示哪一类型的统计。
图2示出了根据本发明一个实施例的告警分析系统。在图2中向与图1中所示单 元对应的单元给予相同标号。告警服务器4包括告警分析服务18，该服务适合于基于告警
5列表中的告警来计算统计，比如关键性能指标，提供统计的图形表示20a-20b，并且将它显 示于控制系统的人机接口 5a-5b上，即显示在与显示告警列表的图形表示10a-10b相同的 显示屏上。根据本发明，告警分析服务18是过程控制系统1的告警服务器4的一部分。存 储器装置7中存储的一个或者多个告警列表的副本存储于属于告警分析服务18的存储器 装置19中。告警分析服务18适合于基于存储器装置19中存储的告警列表中的告警来计 算统计。 每个告警列表具有预定某些类型的告警的客户机。不同告警列表可以预定相同类 型的告警，因此相同告警可以包含于多个告警列表中。当告警处理服务8接收告警时，预订 处理器向预订该告警的一个或者多个客户机发送告警。告警分析服务18预订来自告警处 理服务8的告警。告警分析服务18具有与告警处理服务相同的客户机、即它将预订相同告 警并且因此将创建与告警处理服务8相同的告警列表。告警处理服务8在存储器装置7中 存储告警列表，而告警分析服务18在存储器装置19中存储告警列表。告警分析服务18根 据它的预订在存储器装置19中的告警列表中来存储告警。 在从告警处理服务8接收新告警时，告警分析服务18基于存储器装置19中存储 的告警列表中的告警来自动计算形式为关键性能参数的统计，并且自动生成关键性能参数 的图形表示20a-20b。关键性能参数的图形表示20a-20b显示于一个或者多个人机接口 5a-5b的一个或者多个显示屏上。告警处理服务8生成告警列表的图形表示10a-10b并且 向人机接口 5a-5b提供这些图形表示。 如图2中所示，第一人机接口 5a查看告警列表的图形表示10a和基于告警列表 10a中的告警而提供的统计的图形表示20a。人机接口 5b显示另一告警列表10b和基于告 警列表10b中的告警而提供的统计的图形表示20b。由此可以向负责控制不同过程段的不 同操作员显示不同告警信息。将告警分析服务18提供为在告警服务器4的硬件(即与执 行告警处理服务8的硬件相同的硬件)上运行的软件。 图3a示出了图示告警处理服务的主要步骤的流程图。图3b示出了图示告警分析 服务的主要步骤的流程图。将理解流程图的各块可以由计算机程序指令实施。
如图3a中所示，告警处理器等待从任何告警收集单元2接收告警(块22)。当从 任何告警收集单元接收告警时，将告警分类到一个或者多个告警列表中(块24)。在这一实 施例中，该分类基于由客户机针对告警列表进行的预订。向预订告警的每个客户机发送告 警。在存储器装置7中的告警列表中存储告警。同时向告警分析服务18传送告警以及与 告警属于哪一个或者哪些告警列表有关的信息(块26)。例如，这一信息包括与哪个或者哪 些客户机预订这一告警有关的信息。随后可以向人机接口 5a-5b传送更新的告警列表的图 形表示(块28)。哪个列表显示于人机接口中可以依赖于用户选择查看哪个告警列表。随 后，告警处理服务等待接收下一告警。 如图3b中所示，告警分析服务等待从告警处理服务接收告警(块30)。在存储器 装置19中的预订告警的一个或者多个告警列表中存储新告警(块32)。 一旦已经接收新告 警，告警分析服务就基于属于新接收告警的告警列表中的告警来计算统计，比如关键性能 指标(块34)。 一旦已经计算统计，就可以向人机接口 5a-5b传送并且在显示屏上显示更新 的统计(比如更新的关键性能指标)的图形表示(块36)。由此可以让操作员在人机接口 上的相同视图中查看告警列表和统计。 一旦接收新告警，就自动更新显示屏。由此可以实时显示统计。
优选地，计算和显示多个关键性能指标。指标的例子是
-在给定的时间段期间的十个最频繁的告警，
-在给定的时间段期间的告警的优先级分布，
-处于告警状态时间最久的告警的标识，
-告警已经活跃多久。 图4示出了控制系统的显示屏上的视图，该视图示出了由控制系统控制的过程的 过程图形41和覆盖该过程图形的、告警统计的图形表示42。过程图形也包括受控过程的状 态信息。该统计示出了 20个最频繁告警。优选地实时更新统计。 可以自动显示统计，或者操作员/过程工程师可以例如通过按动图标来手动开启 统计。 本发明不限于公开的实施例而是可以在所附权利要求书的范围内加以变化和修 改。例如在上述实施例中，基于告警来计算统计，然而还可以基于事件和事件列表来计算统 计。
权利要求
一种用于提供与过程控制系统(1)收集的告警有关的统计的告警分析系统，所述过程控制系统包括接收并存储来自由所述控制系统监控的一个或者多个过程的告警的告警服务器(4)，其特征在于，所述告警分析系统运行于所述告警服务器上，并且所述告警分析系统适合于基于所述告警服务器中存储的所述告警来实时自动地产生所述统计。
2. 根据权利要求1所述的告警分析系统，其中所述告警分析系统适合于基于所述告警 服务器中存储的所述告警来计算一个或者多个关键性能指标，并且在接收到向所述告警服 务器的新告警时重新计算所述关键性能指标。
3. 根据权利要求1或者2所述的告警分析系统，其中所述告警服务器(4)适合于将所 述告警分类到针对不同操作员的多个告警列表中，并且对于至少一些所述告警列表，所述 告警分析系统适合于基于所述告警列表中的所述告警来计算一个或者多个关键性能指标。
4. 根据任一前述权利要求所述的告警分析系统，其中所述过程控制系统包括用于显示 所述告警列表的至少一个人机接口 (5a-5b)，并且所述告警分析系统适合于在所述人机接 口上显示所述统计(20a-20b)。
5. 根据权利要求4所述的告警分析系统，其中所述人机接口适合于显示对受控过程 的状态进行图示的过程图形，并且所述告警分析系统适合于在所述过程图形上显示所述统 计。
6. —种用于提供与过程控制系统收集的告警有关的统计的方法，所述过程控制系统包 括接收并存储来自由所述控制系统监控的一个或者多个过程的告警的告警服务器(4)，其 特征在于，所述方法包括基于所述告警服务器中存储的所述告警来实时自动地产生所述统 计。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中所述方法包括基于所述告警服务器中存储的所述 告警来自动产生一个或者多个关键性能指标，并且在接收到向所述告警服务器的新告警时 重新计算所述关键性能指标。
8. 根据权利要求6或者7所述的方法，其中所述告警服务器适合于将所述告警分类到 针对不同操作员的多个告警列表中，并且产生统计包括对于至少一些所述告警列表为每个 告警列表计算一个或者多个关键性能指标。
9. 根据权利要求6至8中的任一权利要求所述的方法，其中所述过程控制系统包括用 于显示所述告警列表的至少一个人机接口 (5a-5b)，并且所述方法包括在所述人机接口上 实时显示所述统计(20a-20b)。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中所述人机接口适合于显示对受控过程的状态进 行图示的过程图形，并且所述方法包括在所述过程图形上显示所述统计。
11. 一种可直接加载到计算机的内部存储器中的计算机程序产品，包括用于进行根据 权利要求6至10中的任一权利要求所述的步骤的软件。
12. —种其上记录有程序的计算机可读介质，其中所述程序用于在所述程序运行于计 算机上时使所述计算机执行根据权利要求6至10中的任一权利要求所述的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种用于提供与过程控制系统(1)收集的告警有关的统计的告警分析系统，该过程控制系统包括接收并存储来自由控制系统监控的一个或者多个过程的告警的告警服务器(4)。告警分析系统运行于告警服务器上，并且告警分析系统适合于基于告警服务器中存储的告警来实时自动地产生和显示统计。
文档编号G05B19/042GK101772742SQ200780100163
公开日2010年7月7日 申请日期2007年8月8日 优先权日2007年8月8日
发明者J·M·格杰尔塞斯, J·拉格尼罗维, J·阿克塞尔森, M·霍伦德, S·沙辛扎德 申请人:Abb公司