监控和数据采集系统及其数据设计方法与流程

本发明涉及监控和数据采集系统及其数据设计方法，且更具体地涉及能够在人机界面的图形编辑器中增加且操控数据库的系统和方法。

背景技术：

监控和数据采集(scada)系统是基于工业过程或基础设施和设备来监测且控制工作过程的系统。

在scada系统中，人机界面(hmi)是在监测屏幕上以用户可以识别数据的形式显示与现场设备或工作过程有关的数据且通过该数据辅助用户控制对应过程的工具。

用于连接现场中的监测装置例如远程终端单元的点值被映射到监测屏幕。这些点值被分类且通过数据库以某种格式来管理。专用数据库编辑工具应当用于建立点值作为数据库。

图1是示出在典型scada系统中增加最新增加的设备的数据的过程的示意图。

scada系统具有管理数据库120的服务器和提供监测屏幕的客户端130的结构。

由于用于创建基本位置的数据库120是庞大的，所以使用数据库编辑器来创建数据库文件和架构文件。

然而，如果通过现场中的最新增加的设备获得数据被额外地显示在监测屏幕上，则应当建立适合于该设备的数据库120。

在首先建立数据库120之后当在现场中最新增加设备时，最新增加的设备的数据通过数据库编辑器被增加，如图1所示(s101)。

之后，增加的数据被分布到客户端130，从而可以在客户端130中查看通过增加的设备获得的实际值(s102)。

通过hmi上的图形编辑器在监测屏幕上创建最新增加的对象(s103)。这里，该对象可以为在现场中增加的设备。

通过hmi上的图形编辑器针对每个屏幕增加对象(s104)，且标记值(即数据库值)被映射到对象(s105)。

个别操作且管理当前构建scada系统的组件。因此，在图1中示出的过程中，工程师应当个别地编辑且增加服务器的数据库和客户端的监测屏幕。

此外，不能通过在服务器或客户端的屏幕上增加对象例如断路器来生成新数据库。因此，在数据设计中需要大量的成本和努力。

进一步地，根据在增加的设备上增加数据库或维持现有数据库难以在设计监测屏幕的过程中编辑数据库。

技术实现要素：

实施例提供一种其中当维持现场中的之前建立的远程监控和数据采集系统时用于创建监测屏幕的图形编辑器生成新对象且同时生成且编辑数据库文件且之后分布数据库文件到客户端使得用户可以对增加的对象执行数据设计的方法。

在本公开内容中实现的技术目标不限于上述目标，且未描述的其它技术目标可以从以下描述中由本领域的那些技术人员清楚理解。

在一个实施例中，一种监控和数据采集(scada)系统包括：数据库，其被配置为存储关于scada系统的数据；服务器，其被配置为响应于客户端的请求而将在数据库中存储的数据发送到客户端；以及客户端，其被配置基于所发送的数据来显示用于监视scada系统的监测屏幕，其中，当随着执行用于编辑监测屏幕的图形编辑器而增加关于对象的数据时，服务器或客户端基于关于对象的数据来更新数据库且向监测屏幕反映通过图形编辑器输入的对象的创建。

下面在附图和描述中给出一个或多个实施例的细节。其他特征将从描述和附图中且从权利要求中变得显而易见。

附图说明

图1是示出在典型监控和数据采集(scada)系统中增加最新增加的设备的数据的过程的示意图。

图2是示出根据一个实施例的scada系统的配置的示意图。

图3是示出根据一个实施例的在scada系统中执行数据设计方法的图形编辑器的结构的示意图。

图4a和图4b是示出根据一个实施例的在scada系统中执行数据设计方法的图形编辑器的执行屏幕的示例的示意图。

图5是示出根据一个实施例的在scada系统中的数据设计过程的示意图。

图6是示出根据一个实施例的在scada系统中的数据设计过程的示意图。

图7是示出根据一个实施例的在scada系统中的数据设计过程的示意图。

具体实施方式

现在将详细参考本公开内容的示例性实施例，其示例在附图中被示出。然而，本公开内容的精神和范围可以不限于本文的实施例。而且，可以容易提出其它实施例，其将被解释为通过其它组件的增加、改变、删除而被包括在现有技术公开内容或本公开内容的精神和范围。

进一步地，如本文中使用的术语，选择目前广泛使用的通用术语，但是在特定情况下，可以使用由本申请任意选择的术语。在这种情况下，要注意，由于所使用的术语的含义在详细描述的对应部分中清楚地讲解，但是他们不应当仅仅被解释为仅在本发明的详细描述中使用的术语的名义上的含义，但是应当通过理解对应术语的隐含含义来解释。在以下描述中，术语“包括”或者其变化不排除在权利要求中未列出的元件或步骤的存在。

图2是示出根据一个实施例的监控和数据采集(scada)系统的配置的示意图。

根据本实施例的scada系统200包括远程终端单元(rtu)210、服务器220和人机界面(hmi)110。

rtu210被布置在实际现场中以从现场设备获得数据值。

为此，rtu210直接连接到在现场设备或过程中安装的传感器215，以检测从传感器215输出的信号且从检测到的信号获得数据值。然后，rtu210相互将从传感器215输出的信号转换成服务器220的计算机可以识别的数字数据且将所转换的数据发送到服务器220。

在一些实施例中，可以使用可编程逻辑控制器(plc)(未示出)而不是rtu210。

服务器220收集与现场设备或工作过程有关的数据且发布用于控制包括现场设备等的硬件的大量命令。

为此，服务器220编辑且管理数据库120。数据库120的编辑可以包括数据的生成、增加且删除。数据库120的编辑可以使用数据库编辑器来执行。

同时，通过rtu210获得的数据值可以连接到数据库120。数据库120可以为实时数据库(rtdb)。

hmi110转换且显示在现场设施或工作过程中使用的数据，即由rtu210获得的数据值。因此，用户可以监测且控制对应过程。hmi110可以包括表示其中放置rtu210的现场的配置的专用屏幕文件。

hmi110通常连接到scada系统200的软件和数据库120。

当在hmi110上执行图形编辑器时，可以在监测屏幕上创建最新增加的对象。可以针对每个创建的屏幕增加对象，且标记值可以被映射到对象。

根据本实施例，因为在hmi110上执行图形编辑器，所以生成新对象且同时增加关于新对象的数据，由此编辑数据库120。然后，增加的数据被分布到客户端130(参见图3)。这将在稍后参照图3详细描述。

同时，虽然在图2中未示出，但是scada系统200还可以包括通信单元和装置单元。

通信单元(未示出)可以将由rtu210获得的数据值发送到服务器220，且允许scada系统200的远程放置的组件例如rtu210和服务器220彼此通信。

装置单元可以执行各种过程和分析。

图3是示出根据一个实施例的在scada系统中执行数据设计方法的图形编辑器的结构的示意图。

以通过简化对应工作过程获得的示意图的形式将由hmi110提供的数据和信息被提供给管理器。由此，管理者可以容易知道如何执行且控制整个工作过程。

例如，连接到管道的泵的图片示出泵正在运行且当前控制多少流体速率。此时，如果管理者关闭泵，则连接到hmi110的软件实时显示降低对应管道的流速。

如上述使用的简单示意图可以被配置有线和符号，其表示对应工作过程的元件。此外，该示意图可以以其中表示每个设备的数字化图像与动画符号组合的形式配置。

以这种方式，在hmi110中频繁使用图像、照片和动画，且因此在hmi上的程序通常包括图形编辑器300，其为负责与图形有关的操作的程序。

负责scada系统200的维护的管理者或人可以通过图形编辑器300直接确定且修改在hmi110上如何显示每个工作过程或者现场设备。

根据本实施例的scada系统200中的数据设计过程可以由图形编辑器300执行。

图形编辑器300可以被实施为由程序编写在介质上由计算机可读的代码或者可以以模块形式实施。计算机可读介质可以包括其中存储由计算机系统可读的数据的各种记录装置。记录装置包括不仅有形存储装置而且(例如经由互联网传输)以载波形式实施的装置。计算机可以包括服务器220或客户端130的处理器或控制器。

当图形编辑器300被实施为由程序编写在介质上由计算机可读的代码时，图形编辑器300可以在服务器220或客户端130中执行以执行scada系统200中的数据设计。

在图3中，示出了图形编辑器300在服务器220的hmi110上执行，但是本公开内容不限于此。在图3中示出的图形编辑器300可以在客户端130中执行。

为了执行根据本实施例的scada系统200中的数据设计方法，如图3所示，图形编辑器300可以包括输入/输出(i/o)块301、编辑块302和通信块303。

i/o块301负责i/o界面和hmi110。

具体地，i/o块301可以接收与通过hmi110输入的数据设计有关的命令。这里，与数据设计有关的命令可以包括建立关于最新增加的对象的数据，在监测屏幕上创建对应对象等。例如，如果对象即断路器被最新增加到当前正在由scada系统监测的电力系统，则管理者将关于断路器的数据最新增加到现有数据库且在监测屏幕上创建代表断路器的图像或示意图。在这种情况下，与数据设计有关的命令可以包括建立关于断路器的数据，在监测屏幕上创建断路器等。

i/o块301可以在监测屏幕上输出从编辑块302或通信块303发送的数据和信息。

这里，i/o块301可以从编辑块302接收由编辑块302创建的对象且在监测屏幕上输出接收到的对象。此外，i/o块301可以从通信块303接收通信块303查询且搜索数据库120的数据且在监测屏幕上输出接收到的数据。

编辑块302创建要在监测屏幕上显示的对象。

对象可以为包括断路器、晶闸管阀、液压联动装置等的现场设备。对象可以被表示为线或图形、图像或图片、动画图像等。

通信块303执行与数据120或客户端130的通信。

通信口303与数据库120或客户端130的通信可以包括各种有线/无线通信。具体地，通信块303可以经由包括电力线、电缆、光缆等的电线连接到数据库120或客户端130，以执行有线通信，或者可以执行包括短程通信、无线lan通信、移动通信等的无线通信。

在这种情况下，通信块303可以通过查询数据120来搜索期望的数据且从数据库120接收期望的数据。此外，通信块303可以向客户端130分布关于该数据库120和修改的数据库120的信息。这里，分布可以通过发行与订阅通信结构来执行。

通常，构建scada系统的组件独立操作。因此，当新设备被增加到系统时，工程师分别编辑且增加服务器的数据库和hmi的监测屏幕。而且，工程师可以仅仅编辑系统水平处的对象，但是不能在服务器或客户端的屏幕上增加或者编辑对象。因此，在数据设计中需要大量的成本和努力。进一步地，难以执行用于维持之前建立的数据库的设计。

当如图3所示配置的图形编辑器300在hmi110上执行时，通过图形编辑器300在监测屏幕上生成新对象，且同时，通过增加关于新对象的数据来编辑数据库120。然后，增加的数据被分布到客户端130。

因此，可以通过图形编辑器300同时执行对象的创建和数据的编辑。而且，当图形编辑器300在服务器220或客户端130中执行时，与新对象有关的数据设计可以在服务器220或客户端130的屏幕上执行。

因此，可以执行有效设计且减小设计成本。此外，甚至当执行之前建立的位置的维持，在用户的屏幕上执行对象的创建或数据的增加，由此执行有效数据设计。

图4a和图4b是示出根据一个实施例的在scada系统中执行数据设计方法的图形编辑器的执行屏幕的示例的示意图。

与通过执行图形编辑器300而增加的对象有关的数据设计可以在用户的屏幕上执行。在这种情况下，用户可以在图形编辑器300的屏幕上增加对象且编辑关于所增加的对象的数据。

如果用户通过hmi110执行图形编辑器300，则如图4a所示显示执行屏幕400。执行屏幕400可以包括对象内容410和数据内容420。在这种情况下，可以彼此对应地显示对象内容410和数据内容420。彼此对应的对象内容410和数据内容420的配对可以存在多个。

与对象的编辑有关的项目可以被输入到对象内容410。具体地，新对象可以被增加，或者现有对象可以被替换或删除。例如，断路器作为新对象可以在scada系统200中被增加，或者晶闸管阀作为现有对象可以用另一个晶体管替换或者在scada系统200中被删除。因此，断路器作为新对象可以被增加且显示为在hmi110的屏幕上显示的示意图。

如果对象被增加到对象内容410，则增加的对象可以被增加到图形数据。因此，增加的对象可以表示为在监测屏幕上显示的示意图。

与关于对应的对象的数据的编辑有关的项目可以被输入到数据内容420。具体地，关于对应的对象的数据可以被增加、替换或删除。例如，最新增加的断路器的数据可以被增加或者关于现有晶闸管阀的数据可以被替换或删除。

图4b示出当执行关于对象的数据的编辑时显示的数据编辑窗口430的示例。

当特定数据被输入到数据内容420时，数据编辑窗口430被显示在屏幕上。在这种情况下，用户可以输入关于数据编辑窗口430的数据的详细内容。关于该数据的详细内容可以包括数据的类、数据的离散类、数据的属性等。

类指代数据的类。

具体地，在电力系统中包括的断路器可以以分层结构被配置。例如，断路器可以被配置有在城市的单元中安装的高级断路器和在区的单元中安装的低级断路器。在该情况中，如果最新增加的断路器被安装在区的单元中，则最新增加的断路器被分类为低级断路器。

离散类为表示离散值的属于与现场设备(例如具有接通/断开值的断路器)对应的设施的类。

属性为类的低级结构且指代对象的详细信息。例如，属性可以为增加的现场设备的详细信息。

在图4b中示出的数据编辑窗口430中，用户将数据的类输入在类项目431中且然后设置该类是否为离散类项目432中的离散类。

用户要输入的对象的属性可以取决于该类是否为离散类而改变。如果属性项433的内容基于输入到离散类项目432来设置且显示，则用户选择对象在属性项目433中的详细信息。

关于编辑的数据，要验证处理功能、执行关于编辑中的错误的逻辑处理的功能和确定编辑的数据的有效性的功能。如果验证了编辑的数据的有效性，则编辑的数据最终永久地被存储在数据库中，且数据库通过反映编辑的数据而没有任何错误来建立。

为此，用户通过在数据编辑窗口430上显示的更新项目434检查编辑的数据的有效性。具体地，如果在选择有效性项目435之后完成了有效性验证，则用户选择确认项目436。

通常地，数据的数据库更新和创建独立执行。即，随着工程师在系统水平处校正单独程序而执行数据库更新，且当在图形编辑器中创建监测屏幕时，管理者选择且映射用于每个对象的数据库值。因此，不可以在图形编辑器中增加任何数据。此外，在创建对象之前工程师在先增加数据。

根据本公开内容，随着图形编辑器在用户的屏幕上执行，用户增加数据到现有数据库而同时在监测屏幕上增加对象。即，用户可以通过图形编辑器增加在数据库中不存在的数据来更新数据库。

因此，用户通过图形编辑器立即访问数据库文件来执行编辑，从而可以减小设计成本和时间。

此外，当编辑监测屏幕时，编辑的数据的在线更新立即被施加以分布到客户端。由于在编辑中立即连接对应对象和数据库，所以便于提供可视区分。

图5是示出根据一个实施例的在scada系统中的数据设计过程的示意图。

当在scada系统200中执行数据设计时，图形编辑器300在hmi110上执行(s501)。hmi110可以在服务器220或客户端130中执行。

通过图形编辑器300增加关于对象的数据(s502)。

在这种情况下，scada系统200可以响应于来自用户的输入而增加关于对象的数据。

这里，对象可以包括断路器、晶闸管阀、液压联动装置等的现场设备。

scada系统200基于关于对象的数据来更新数据库120(s503)。

scada系统200通过图形编辑器300输入对象的创建(s504)。具体地，scada系统200可以响应于来自用户的输入而输入对象的创建。

对象的创建可以为设置表示对象的线、图片、图像、照片和连接关系中的至少一个的操作。

scada系统200向监测屏幕反映通过图形编辑器300输入的对象的创建(s505)。

scada系统200将关于对象的数据分布到客户端130(s506)。

这里，分布可以通过发行与订阅通信结构来执行。

图6是示出根据一个实施例的在scada系统中的数据设计过程的示意图。

在该实施例中，图形编辑器300在客户端130的hmi110上执行，且数据设计基于在客户端130的hmi110上的图形编辑器300的执行来进行。

图形编辑器300在客户端130的hmi110上执行(s601)。

通过图形编辑器300来增加关于对象的数据(s602)。

在这种情况下，在客户端130的hmi110上执行的图形编辑器300可以响应于来自用户的输入而增加关于对象的数据。

客户端130将关于增加的对象的数据发送到服务器220(s603)。

服务器220基于关于增加的对象的数据来更新数据库120(s604)。

客户端130通过图形编辑器300输入对象的创建(s605)。具体地，客户端130可以响应于来自用户的输入而输入对象的创建。

客户端130向监测屏幕反映通过图形编辑器300输入的对象的创建(s606)。

服务器220将关于对象的数据分布到客户端(s607)。在这种情况下，服务器220可以将关于对象的数据分布到除了已经增加了关于对象的数据的客户端130之外的客户端。

图7是示出根据一个实施例的在scada系统中的数据设计过程的示意图。

在该实施例中，图形编辑器300在客户端220的hmi110上执行，且数据设计基于在服务器220的hmi110上的图形编辑器300的执行来进行。

图形编辑器300在服务器220的hmi110上执行(s701)。

通过图形编辑器300来增加关于对象的数据(s702)。

在这种情况下，在服务器220的hmi110上执行的图形编辑器300可以响应于来自用户的输入而增加关于对象的数据。

服务器220基于关于增加的对象的数据来更新数据库120(s703)。

服务器220通过图形编辑器300输入对象的创建(s704)。具体地，服务器220可以响应于来自用户的输入而输入对象的创建。

客户端130向客户端130传输通过图形编辑器300输入的对象的创建的内容(s706)。

客户端130向监测屏幕反映通过图形编辑器300输入的对象的创建(s706)。

服务器220将关于对象的数据分布到客户端(s707)。

根据本公开内容，随着通过图形编辑器在屏幕上增加对象，数据被增加到现有数据库文件。因此，用户通过图形编辑器立即访问数据库文件来执行编辑，从而可以减小设计成本和时间。

此外，在在线更新的情况下，随着在屏幕的编辑中立即施加在线更新，所增加的数据被分布到客户端。由于在编辑中立即连接对应对象和数据库，所以便于提供可视区分。

上述特征、配置、效果等被包括在本公开内容的实施例中的至少一个中，且不应当限于仅一个实施例。此外，如在每个实施例中示出的特征、配置、效果等可以关于其他实施例被实施，因为它们可以彼此组合或者由本领域的那些技术人员修改。因此，与这些组合和修改有关的内容应当被解释为包括在如所附权利要求中所公开的公开内容的范围和精神中。

进一步地，虽然直到现在主要描述了实施例，但是他们仅仅是示例性的且不限于本公开内容。因此，本公开内容属于的那些本领域的技术人员将知道未说明的各种修改和应用可以在脱离本实施例的基本特征的范围内实施。例如，在示例性实施例中详细描述的组成元件可以被修改以被实施。进一步地，与这种修改和应用有关的区别应当被解释为包括在所附权利要求中指定的本公开内容的范围中。