CN110888388A - 一种基于人机接口的多用户管理*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于人机接口的多用户管理***，该基于人机接口的多用户管理***包括若干传感器模块、若干执行器模块、PLC控制模块和HMI模块；该若干传感器模块用于获取关于目标设备的工作状态信息；该PLC控制模块用于根据该工作状态信息判断该目标设备是否存在工作异常情况；该HMI模块用于根据来自外界操作人员的操作，向该PLC控制模块发送操作请求信号；该PLC控制模块还用于在该目标设备被判断存在工作异常情况或者接收到该操作请求信号时，通过该若干执行器模块中的至少一个向所述目标设备发送控制指令。

Description

一种基于人机接口的多用户管理***
技术领域
本发明涉及设备自动化监控的技术领域，特别涉及一种基于人机接口的多用户管理***。
背景技术
工业生产、特别是关于药品制作的工业生产通常都涉及许多机器和设备，为了保证这些机器和设备在生产过程中能够正常运行，需要相应的管理***来对其进行监控。目前，一些全球化机构已经提供相应的自动化监控***，而这种自动化监控***通常由可编程控制器PLC和人机接口HMI共同组成。
为了便于对工业生产涉及的机器和设备进行监控管理，市面上已经存在有功能较为完善先进的***，这种***能够您提供多操作人员的访问功能和一动就HMI解决方案，比如美国专利US8214455B2中的监控***就可以支持HMI实现远程查看与访问。
虽然，现有的自动化监控***能够为工业生产提供多访问和便捷设备管理的解决方案，凡是这些自动化监控***构造复杂且价格昂贵，特别对于如药品生产操作这些高度受限的生产流程，由于该生产流程涉及的所有操作都必须严格遵循预设要求、需要对整个生产流程和操作人员执行的所有关键操作进行充分记录，并且还需要在生产流程启动前对操作人员进行访问级别的确认，这导致其难以提出灵活和方便的解决方案。
此外，现有的自动化监控***中如生物识别访问控制等技术也并不适用于上述高度受限环境。可见，现有的自动化监控***及其相关控制技术并不适用于高度受限环境中的工业生产监控。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于人机接口的多用户管理***，该基于人机接口的多用户管理***包括若干传感器模块、若干执行器模块、PLC控制模块和HMI模块；该若干传感器模块用于获取关于目标设备的工作状态信息；该PLC控制模块用于根据该工作状态信息判断该目标设备是否存在工作异常情况；该HMI模块用于根据来自外界操作人员的操作，向该PLC控制模块发送操作请求信号；该PLC控制模块还用于在该目标设备被判断存在工作异常情况或者接收到该操作请求信号时，通过该若干执行器模块中的至少一个向所述目标设备发送控制指令。该基于人机接口的多用户管理***是通过人机接口HMI技术来实现对设备的远程控制访问，该基于人机接口的多用户管理***可以允许HMI模块或者若干个外界终端来对设备进行相应的管理操作，并且该若干个外界终端均可通过镜像的方式查看该HMI模块显示的内容，以实现相应的设备生产流程监控，但是在同一时刻仅允许一个外界终端进行远程控制访问；该基于人机接口的多用户管理***还能够实现将远程访问控制从一个外界终端切换至另一个外界终端，以便于位于不同地点的不同操作人员对设备的生产流程进行访问控制。
可见，该基于人机接口的多用户管理***具备如下优点：第一，该管理***允许在设备周围设置多个访问点，以便于不同操作人员能够更好地通过对应的访问点对设备进行控制访问，从而提高如制药设备的生产水平合规性；第二该管理***中的HMI模块能够对PLC模块和所有外界终端进行全面控制，以及根据相应的质量管理规范GMP进行审计追踪；第三，该管理***对应的连接的外界终端可为平板电脑或者智能手机等标准硬件，这便于进行维修、交换或者更换；第四，该管理***对应连接的外界终端可集成如指纹识别或者瞳孔识别或者血管识别等生物识别技术，这样能够有效地简化外界终端的操作流程，从而提高外界终端的控制访问速度；第五，该管理***还能够根据实际需要添加连接具有不同功能的模块，从而进一步完善该管理***的监控功能；第六，该多用户管理***可以在已有的已验证***中添加了多终端接入***而无需进行完全的重新验证和重新评估。
本发明提供一种基于人机接口的多用户管理***，其特征在于：
所述基于人机接口的多用户管理***包括若干传感器模块、若干执行器模块、PLC控制模块和HMI模块；其中，
所述若干传感器模块用于获取关于目标设备的工作状态信息；
所述PLC控制模块用于根据所述工作状态信息判断所述目标设备是否存在工作异常情况；
所述HMI模块用于根据来自外界操作人员的操作，向所述PLC控制模块发送操作请求信号；
所述PLC控制模块还用于在所述目标设备被判断存在工作异常情况或者接收到所述操作请求信号时，通过所述若干执行器模块中的至少一个向所述目标设备发送控制指令，来控制所述HMI模块；
进一步，所述HMI模块向所述PLC控制模块发送所述操作请求信号包括在所述目标设备启动工作之前、工作期间或者结束工作之后的任意时段，向所述PLC控制模块发送所述操作请求信号；
或者，
所述HMI模块包括显示子模块，所述显示子模块用于执行对所述目标设备的工作状态查看操作；其中，
所述显示子模块为图像显示屏或者触摸控制显示屏；
或者，
所述基于人机接口的多用户管理***还包括与所述HMI模块信号连接的打印模块、历史数据存储模块、文件记录模块、批报告生成模块、访问认证模块、外部终端控制模块或者生物数据管理模块；其中，
所述文件记录模块用于在受限环境中进行批记录和审计追踪操作；
所述外部终端控制模块用于对不同外部终端的适用性的控制操作；
所述生物数据管理模块用于对用户的指纹信息、瞳孔信息或者血管扫描信息进行适应性的数据管理操作；
或者，
所述PLC控制模块用于根据所述工作状态信息判断所述目标设备是否存在工作异常情况，以及在所述目标设备被判断存在工作异常情况时，通过所述若干执行器模块中的至少一个向所述目标设备发送控制指令具体包括如下步骤，
步骤(1)，在所述PLC控制模块中设置一个异常情况数据库，所述异常情况数据库包含关于所述目标设备存在和不存在工作异常情况的P条数据，所述P条数据中的每一条数据均包含有所述目标设备工作信息状态对应的N个指标值，根据所述P条数据形成矩阵B，以及根据所述P条数据中的每一数据对应的工作异常与否数值形成向量D，在所述向量D中，若对应的工作异常，则数值取为1，若对应的工作不异常，则数值取为0；
步骤(2)，利用下面公式(1)计算出所述矩阵B的熵值
Figure BDA0002285186170000041
在上述公式(1)中，Hj为矩阵B第j列的熵值，P为矩阵B的总行数，Bi,j为矩阵B第i行第j列的元素值，ln为以自然常数e为底的对数运算，i＝1、2、…、P，j＝1、2、…、N；
步骤(3)，利用下面公式(2)计算出所述矩阵B每一列的比重
Figure BDA0002285186170000042
在上述公式(2)中，wsj为中间参数，wj为矩阵B中第j列的比重，j＝1、2、…、N；
步骤(4)，利用下面公式(3)将所述矩阵B转换为比重得分向量C
Ci＝Bi,1*w1+Bi,2*w2+Bi,3*w3+Bi,N*wN (3)
在上述公式(3)中，Ci为所述比重得分向量C的第i个元素值，i＝1、2、…、P；
步骤(5)，利用下面公式(4)计算出异常检验系数
Figure BDA0002285186170000051
在上述公式(4)中，a1、a2、a3为三个待求解的异常检验系数，通过解算上述公式(4)中的三个联立方程组能够获得异常检验系数a1、a2、a3的具体数值；
步骤(6)，获取所述目标设备当前对应的向量D，将所述向量D代入下面公式(5)和(6)中以此得到关于所述目标设备工作异常情况的判断结果，
rt1＝D1*w1+D2*w2+D3*w3++Dj*wj+DN*wN (5)
Figure BDA0002285186170000052
在上述公式(5)和(6)中，rt1为中间参数，Dj为向量D的第j个元素值且，j＝1、2、…、N，rt为所述判断结果，若rt大于0.5则表明所述PLC控制模块根据所述工作状态信息判断所述目标设备存在工作异常情况，同时所述PLC控制模块通过所述若干执行器模块中的至少一个向所述目标设备发送控制指令；
进一步，所述HMI模块包括连接子模块，所述连接子模块用于构建通信网络；
若干外界终端中的每一个通过所述通信网络，实现与所述HMI模块的信号连接；其中，
所述通信网路为无线通信网络；
当所述若干外界终端中的每一个与所述HMI模块实现信号连接后，所述HMI模块用于提供对所述目标设备进行全面操作的主操作***，所述若干外界终端中的每一个用于提供对所述目标设备进行接管操作的子操作***；
进一步，所述若干外界终端中的每一个均包括显示单元，每一个所述显示单元用于持续镜像地显示所述HMI模块所显示的内容；
或者，
所述若干外界终端中的每一个均能够从所述HMI模块中接管对所述目标设备的操作，并且在同一时刻仅只有一个外界终端能够接管对所述目标设备的操作；
或者，
当所述若干外界终端中的任意一个从所述HMI模块接管对所述目标设备的操作时，所述任意一个外界终端是通过所述HMI模块下的远程访问模式来接管所述操作；
进一步，在所述HMI模块对所述目标设备进行全面操作或者在所述若干外界终端中的每一个对所述目标设备进行接管操作时，所述HMI模块都能够记录其自身或者所述若干外界终端中的每一个的操作活动，同时协调其自身或者所述若干外界终端中的每一个、与所述PLC控制模块之间的信息沟通；
进一步，所述HMI模块还包括显示子模块，所述显示子模块用于实时显示当前对所述目标设备执行操作对应的操作方信息和/或操作状态信息；
所述HMI模块还包括切换控制子模块，所述切换控制子模块用于提供在所述若干外界终端中的每一个对所述目标设备进行接管操作时，将所述目标设备切换至所述HMI模块的全面操作之下；
进一步，所述HMI模块还包括控制权限确认子模块；
所述若干外界终端中的每一个均包括显示单元、操作接管确定单元和输入单元；其中，
所述显示单元用于实时显示当前对所述目标设备执行操作对应的操作方信息和/或操作状态信息；
所述操作接管确定单元用于向所述HMI模块发送其对应的外界终端关于对所述目标设备进行接管操作的请求消息；
所述输入单元用于向所述HMI模块发送其对应的外界终端当前使用者的身份信息和/或接入信息；
所述控制权限确认子模块用于根据所述身份信息和/或所述接入信息，确定其对应的外界终端当前使用者是否具备对所述目标设备进行接管操作的权限；
进一步，所述若干外界终端中的一个或者多个还包括生物特征信息获取单元；
所述HMI模块还包括本地数据存储子模块和生物特征信息对比子模块；其中，
所述生物特征信息获取单元用于获取其对应的外界终端当前使用者的指纹信息和/或瞳孔信息和/或血管扫描信息；
所述本地数据存储子模块用于存储具有认证资格的用户的指纹信息和/或瞳孔信息和/或血管扫描信息；
所述生物特征信息对比子模块用于将所述外界终端当前使用者的指纹信息和/或瞳孔信息和/或血管扫描信息、与所述具有认证资格的用户的指纹信息和/或瞳孔信息和/或血管扫描信息进行匹配处理；
所述控制权限确认子模块还用于根据所述身份信息、所述接入信息和所述匹配处理的结果中的至少一者，确定其对应的外界终端当前使用者是否具备对所述目标设备进行接管操作的权限；
进一步，所述HMI模块还包括反馈子模块、撤销控制子模块和切换控制子模块；其中，
所述反馈子模块用于在所述控制权限确认子模块确认某一个外界终端当前使用者不具备进行接管操作的权限时，向所述某一外界终端反馈关于权限受限的消息；
所述撤销控制子模块用于在所述控制权限确认子模块确认某一个外界终端当前使用者具备进行接管操作的权限时，撤销当前对所述目标设备进行操作的所述HMI模块或者其他外界终端的操作权限；
所述切换控制子模块用于在所述撤销控制子模块完成所述操作权限撤销后，将所述目标设备切换至所述某一个外界终端的接管操作之下；
进一步，所述HMI模块还包括认证数据编辑子模块或者审计创建子模块；其中，
所述认证数据编辑子模块用于根据所述目标设备对应的质量管理规范GMP，对所述身份信息、所述接入信息、所述指纹信息、所述瞳孔信息或者所述血管扫描信息进行删除或者更新处理；
所述审计创建子模块用于根据所述目标设备对应的质量管理规范GMP，在受限环境中创建关于所述目标设备活动信息的审计追踪。
相比于现有技术，该基于人机接口的多用户管理***是通过人机接口HMI技术来实现对设备的远程控制访问，该基于人机接口的多用户管理***可以允许HMI模块或者若干个外界终端来对设备进行相应的管理操作，并且该若干个外界终端均可通过镜像的方式查看该HMI模块显示的内容，以实现相应的设备生产流程监控，但是在同一时刻仅允许一个外界终端进行远程控制访问；该基于人机接口的多用户管理***还能够实现将远程访问控制从一个外界终端切换至另一个外界终端，以便于位于不同地点的不同操作人员对设备的生产流程进行访问控制。
还有，该基于人机接口的多用户管理***具备如下优点：第一，该管理***允许在设备周围设置多个访问点，以便于不同操作人员能够更好地通过对应的访问点对设备进行控制访问，从而提高如制药设备的生产水平合规性；第二该管理***中的HMI模块能够对PLC模块和所有外界终端进行全面控制，以及根据相应的质量管理规范GMP进行审计追踪；第三，该管理***对应的连接的外界终端可为平板电脑或者智能手机等标准硬件，这便于进行维修、交换或者更换；第四，该管理***对应连接的外界终端可集成如指纹识别或者瞳孔识别等生物识别技术，这样能够有效地简化外界终端的操作流程，从而提高外界终端的控制访问速度；第五，该管理***还能够根据实际需要添加连接具有不同功能的模块，从而进一步完善该管理***的监控功能；第六，该多用户管理***可以在已有的已验证***中添加了多终端接入***而无需进行完全的重新验证和重新评估。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种基于人机接口的多用户管理***的结构示意图。
图2为本发明提供的另一种基于人机接口的多用户管理***的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，为本发明实施例提供的一种基于人机接口的多用户管理***的结构示意图。该基于人机接口的多用户管理***包括若干传感器模块1、若干执行器模块2、PLC控制模块3和HMI模块4；其中，
优选地，该若干传感器模块1用于获取关于目标设备的工作状态信息；
优选地，该PLC控制模块3用于根据该工作状态信息判断该目标设备是否存在工作异常情况；
优选地，该HMI模块4用于根据来自外界操作人员的操作，向该PLC控制模块发送操作请求信号；
优选地，该PLC控制模块3还用于在该目标设备被判断存在工作异常情况或者接收到该操作请求信号时，通过该若干执行器模块中的至少一个向该目标设备发送控制指令，来控制该HMI模块4；
优选地，该HMI模块4向该PLC控制模块3发送该操作请求信号包括在该目标设备启动工作之前、工作期间或者结束工作之后的任意时段，向该PLC控制模块3发送该操作请求信号；
优选地，该HMI模块4包括显示子模块，该显示子模块用于执行对该目标设备的工作状态查看操作；
优选地，该显示子模块为图像显示屏或者触摸控制显示屏；
优选地，该基于人机接口的多用户管理***还包括与该HMI模块4信号连接的打印模块2、历史数据存储模块6、文件记录模块7、批报告生成模块8、访问认证模块9、外部终端控制模块10或者生物数据管理模块11；
优选地，该文件记录模块7用于在受限环境中进行批记录和审计追踪操作；
优选地，该外部终端控制模块10用于对不同外部终端的适用性的控制操作；
优选地，该生物数据管理模块11用于对用户的指纹信息、瞳孔信息或者血管扫描信息进行适应性的数据管理操作；
优选地，该PLC控制模块3用于根据该工作状态信息判断该目标设备是否存在工作异常情况，以及在该目标设备被判断存在工作异常情况时，通过该若干执行器模块中的至少一个向该目标设备发送控制指令具体包括如下步骤，步骤(1)，在该PLC控制模块3中设置一个异常情况数据库，该异常情况数据库包含关于该目标设备存在和不存在工作异常情况的P条数据，该P条数据中的每一条数据均包含有该目标设备工作信息状态对应的N个指标值，根据该P条数据形成矩阵B，以及根据该P条数据中的每一数据对应的工作异常与否数值形成向量D，在该向量D中，若对应的工作异常，则数值取为1，若对应的工作不异常，则数值取为0；
步骤(2)，利用下面公式(1)计算出该矩阵B的熵值
Figure BDA0002285186170000111
在上述公式(1)中，Hj为矩阵B第j列的熵值，P为矩阵B的总行数，Bi,j为矩阵B第i行第j列的元素值，ln为以自然常数e为底的对数运算，i＝1、2、…、P，j＝1、2、…、N；
步骤(3)，利用下面公式(2)计算出该矩阵B每一列的比重
Figure BDA0002285186170000112
在上述公式(2)中，wsj为中间参数，wj为矩阵B中第j列的比重，j＝1、2、…、N；
步骤(4)，利用下面公式(3)将该矩阵B转换为比重得分向量C
Ci＝Bi,1*w1+Bi,2*w2+Bi,3*w3+Bi,N*wN (3)
在上述公式(3)中，Ci为该比重得分向量C的第i个元素值，i＝1、2、…、P；
步骤(5)，利用下面公式(4)计算出异常检验系数
Figure BDA0002285186170000121
在上述公式(4)中，a1、a2、a3为三个待求解的异常检验系数，通过解算上述公式(4)中的三个联立方程组能够获得异常检验系数a1、a2、a3的具体数值；
步骤(6)，获取该目标设备当前对应的向量D，将该向量D代入下面公式(5)和(6)中以此得到关于该目标设备工作异常情况的判断结果，
rt1＝D1*w1+D2*w2+D3*w3++Dj*wj+DN*wN (5)
Figure BDA0002285186170000122
在上述公式(5)和(6)中，rt1为中间参数，Dj为向量D的第j个元素值且，j＝1、2、…、N，rt为该判断结果，若rt大于0.5则表明该PLC控制模块根据该工作状态信息判断该目标设备存在工作异常情况，同时该PLC控制模块3通过该若干执行器模块2中的至少一个向该目标设备发送控制指令。
参阅图2，为本发明实施例提供的另一种基于人机接口的多用户管理***的结构示意图。该图2所示的基于人机接口的多用户管理***相对于该图1所述的基于人机接口的多用户管理***，还包括连接子模块12，该连接子模块12用于构建通信网络‘
优选地，若干外界终端13中的每一个通过该通信网络，实现与该HMI模块4的信号连接，其中，该若干外界终端13中的每一个可为但不限于是平板电脑、智能手机或者PC机；
优选地，该通信网路可以为无线通信网络，其中，该无线通信网络可为但不限于是LAN网络或者WLAN网络；
优选地，当该若干外界终端13中的每一个与该HMI模块4实现信号连接后，该HMI模块4用于提供对该目标设备进行全面操作的主操作***，该若干外界终端中的每一个用于提供对该目标设备进行接管操作的子操作***；
优选地，该若干外界终端13中的每一个均包括显示单元，每一个该显示单元用于持续镜像地显示该HMI模块4所显示的内容；
优选地，该若干外界终端13中的每一个均能够从该HMI模块4中接管对该目标设备的操作，并且在同一时刻仅只有一个外界终端能够接管对该目标设备的操作；
优选地，当该若干外界终端13中的任意一个从该HMI模块4接管对该目标设备的操作时，该任意一个外界终端13是通过该HMI模块4下的远程访问模式来接管该操作；
优选地，在该HMI模块4对该目标设备进行全面操作或者在该若干外界终端13中的每一个对该目标设备进行接管操作时，该HMI模块4都能够记录其自身或者该若干外界终端13中的每一个的操作活动，同时协调其自身或者该若干外界终端13中的每一个、与该PLC控制模块3之间的信息沟通；
优选地，该HMI模块4还包括显示子模块，该显示子模块用于实时显示当前对该目标设备执行操作对应的操作方信息和/或操作状态信息；
优选地，该HMI模块4还包括切换控制子模块，该切换控制子模块用于提供在该若干外界终端中的每一个对该目标设备进行接管操作时，将该目标设备切换至该HMI模块4的全面操作之下。
另外，对于该图2所示的基于人机接口的多用户管理***，其中的HMI模块4还包括控制权限确认子模块，并且该若干外界终端中的每一个均包括显示单元、操作接管确定单元和输入单元；
优选地，该显示单元用于实时显示当前对该目标设备执行操作对应的操作方信息和/或操作状态信息；
优选地，该操作接管确定单元用于向该HMI模块4发送其对应的外界终端关于对该目标设备进行接管操作的请求消息；
优选地，该输入单元用于向该HMI模块4发送其对应的外界终端当前使用者的身份信息和/或接入信息；
优选地，该控制权限确认子模块用于根据该身份信息和/或该接入信息，确定其对应的外界终端13当前使用者是否具备对该目标设备进行接管操作的权限；
优选地，该若干外界终端13中的一个或者多个还包括生物特征信息获取单元；
优选地，该HMI模块4还包括本地数据存储子模块和生物特征信息对比子模块；
优选地，该生物特征信息获取单元用于获取其对应的外界终端当前使用者的指纹信息和/或瞳孔信息和/或血管扫描信息；
优选地，该本地数据存储子模块用于存储具有认证资格的用户的指纹信息和/或瞳孔信息和/或血管扫描信息；
优选地，该生物特征信息对比子模块用于将该外界终端当前使用者的指纹信息和/或瞳孔信息和/或血管扫描信息、与该具有认证资格的用户的指纹信息和/或瞳孔信息和/或血管扫描信息进行匹配处理；
优选地，该控制权限确认子模块还用于根据该身份信息、该接入信息和该匹配处理的结果中的至少一者，确定其对应的外界终端当前使用者是否具备对该目标设备进行接管操作的权限；
优选地，该HMI模块4还包括反馈子模块、撤销控制子模块和切换控制子模块；
优选地，该反馈子模块用于在该控制权限确认子模块确认某一个外界终端当前使用者不具备进行接管操作的权限时，向该某一外界终端13反馈关于权限受限的消息；
优选地，该撤销控制子模块用于在该控制权限确认子模块确认某一个外界终端当前使用者具备进行接管操作的权限时，撤销当前对该目标设备进行操作的该HMI模块4或者其他外界终端13的操作权限；
优选地，该切换控制子模块用于在该撤销控制子模块完成该操作权限撤销后，将该目标设备切换至该某一个外界终端的接管操作之下；
优选地，该HMI模块4还包括认证数据编辑子模块或者审计创建子模块；
优选地，该认证数据编辑子模块用于根据该目标设备对应的质量管理规范GMP，对该身份信息、该接入信息、该指纹信息、该瞳孔信息或者该指纹信息进行删除或者更新处理；
优选地，该审计创建子模块用于根据该目标设备对应的质量管理规范GMP，在受限环境中创建关于该目标设备活动信息的审计追踪。
从上述实施例可以看，该基于人机接口的多用户管理***是通过人机接口HMI技术来实现对设备的远程控制访问，该基于人机接口的多用户管理***可以允许HMI模块或者若干个外界终端来对设备进行相应的管理操作，并且该若干个外界终端均可通过镜像的方式查看该HMI模块显示的内容，以实现相应的设备生产流程监控，但是在同一时刻仅允许一个外界终端进行远程控制访问；该基于人机接口的多用户管理***还能够实现将远程访问控制从一个外界终端切换至另一个外界终端，以便于位于不同地点的不同操作人员对设备的生产流程进行访问控制。
综上所述，该基于人机接口的多用户管理***具备如下优点：第一，该管理***允许在设备周围设置多个访问点，以便于不同操作人员能够更好地通过对应的访问点对设备进行控制访问，从而提高如制药设备的生产水平合规性；第二该管理***中的HMI模块能够对PLC模块和所有外界终端进行全面控制，以及根据相应的质量管理规范GMP进行审计追踪；第三，该管理***对应的连接的外界终端可为平板电脑或者智能手机等标准硬件，这便于进行维修、交换或者更换；第四，该管理***对应连接的外界终端可集成如指纹识别或者瞳孔识别等生物识别技术，这样能够有效地简化外界终端的操作流程，从而提高外界终端的控制访问速度；第五，该管理***还能够根据实际需要添加连接具有不同功能的模块，从而进一步完善该管理***的监控功能。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于人机接口的多用户管理***，其特征在于：
所述基于人机接口的多用户管理***包括若干传感器模块、若干执行器模块、PLC控制模块和HMI模块；其中，
所述若干传感器模块用于获取关于目标设备的工作状态信息；
所述PLC控制模块用于根据所述工作状态信息判断所述目标设备是否存在工作异常情况；
所述HMI模块用于根据来自外界操作人员的操作，向所述PLC控制模块发送操作请求信号；
所述PLC控制模块还用于在所述目标设备被判断存在工作异常情况或者接收到所述操作请求信号时，通过所述若干执行器模块中的至少一个向所述目标设备发送控制指令，来控制所述HMI模块。
2.如权利要求1所述的基于人机接口的多用户管理***，其特征在于：所述HMI模块向所述PLC控制模块发送所述操作请求信号包括在所述目标设备启动工作之前、工作期间或者结束工作之后的任意时段，向所述PLC控制模块发送所述操作请求信号；
或者，
所述HMI模块包括显示子模块，所述显示子模块用于执行对所述目标设备的工作状态查看操作；其中，
所述显示子模块为图像显示屏或者触摸控制显示屏；
或者，
所述基于人机接口的多用户管理***还包括与所述HMI模块信号连接的打印模块、历史数据存储模块、文件记录模块、批报告生成模块、访问认证模块、外部终端控制模块或者生物数据管理模块；其中，所述文件记录模块用于在受限环境中进行批记录和审计追踪操作；
所述外部终端控制模块用于对不同外部终端的适用性的控制操作；
所述生物数据管理模块用于对用户的指纹信息、瞳孔信息或者血管扫描信息进行适应性的数据管理操作；
或者，
所述PLC控制模块用于根据所述工作状态信息判断所述目标设备是否存在工作异常情况，以及在所述目标设备被判断存在工作异常情况时，通过所述若干执行器模块中的至少一个向所述目标设备发送控制指令具体包括如下步骤，
步骤(1)，在所述PLC控制模块中设置一个异常情况数据库，所述异常情况数据库包含关于所述目标设备存在和不存在工作异常情况的P条数据，所述P条数据中的每一条数据均包含有所述目标设备工作信息状态对应的N个指标值，根据所述P条数据形成矩阵B，以及根据所述P条数据中的每一数据对应的工作异常与否数值形成向量D，在所述向量D中，若对应的工作异常，则数值取为1，若对应的工作不异常，则数值取为0；
步骤(2)，利用下面公式(1)计算出所述矩阵B的熵值
Figure FDA0002285186160000021
在上述公式(1)中，Hj为矩阵B第j列的熵值，P为矩阵B的总行数，Bi,j为矩阵B第i行第j列的元素值，ln为以自然常数e为底的对数运算，i＝1、2、…、P，j＝1、2、…、N；
步骤(3)，利用下面公式(2)计算出所述矩阵B每一列的比重
Figure FDA0002285186160000031
在上述公式(2)中，wsj为中间参数，wj为矩阵B中第j列的比重，j＝1、2、…、N；
步骤(4)，利用下面公式(3)将所述矩阵B转换为比重得分向量C
Ci＝Bi,1*w1+Bi,2*w2+Bi,3*w3+Bi,N*wN (3)
在上述公式(3)中，Ci为所述比重得分向量C的第i个元素值，i＝1、2、…、P；
步骤(5)，利用下面公式(4)计算出异常检验系数
Figure FDA0002285186160000032
在上述公式(4)中，a1、a2、a3为三个待求解的异常检验系数，通过解算上述公式(4)中的三个联立方程组能够获得异常检验系数a1、a2、a3的具体数值；
步骤(6)，获取所述目标设备当前对应的向量D，将所述向量D代入下面公式(5)和(6)中以此得到关于所述目标设备工作异常情况的判断结果，
rt1＝D1*w1+D2*w2+D3*w3+ +Dj*wj+DN*wN (5)
Figure FDA0002285186160000041
在上述公式(5)和(6)中，rt1为中间参数，Dj为向量D的第j个元素值且，j＝1、2、…、N，rt为所述判断结果，若rt大于0.5则表明所述PLC控制模块根据所述工作状态信息判断所述目标设备存在工作异常情况，同时所述PLC控制模块通过所述若干执行器模块中的至少一个向所述目标设备发送控制指令。
3.如权利要求1所述的基于人机接口的多用户管理***，其特征在于：所述HMI模块包括连接子模块，所述连接子模块用于构建通信网络；若干外界终端中的每一个通过所述通信网络，实现与所述HMI模块的信号连接；其中，
所述通信网路为无线通信网络；
当所述若干外界终端中的每一个与所述HMI模块实现信号连接后，所述HMI模块用于提供对所述目标设备进行全面操作的主操作***，所述若干外界终端中的每一个用于提供对所述目标设备进行接管操作的子操作***。
4.如权利要求3所述的基于人机接口的多用户管理***，其特征在于：所述若干外界终端中的每一个均包括显示单元，每一个所述显示单元用于持续镜像地显示所述HMI模块所显示的内容；
或者，
所述若干外界终端中的每一个均能够从所述HMI模块中接管对所述目标设备的操作，并且在同一时刻仅只有一个外界终端能够接管对所述目标设备的操作；
或者，
当所述若干外界终端中的任意一个从所述HMI模块接管对所述目标设备的操作时，所述任意一个外界终端是通过所述HMI模块下的远程访问模式来接管所述操作。
5.如权利要求3所述的基于人机接口的多用户管理***，其特征在于：在所述HMI模块对所述目标设备进行全面操作或者在所述若干外界终端中的每一个对所述目标设备进行接管操作时，所述HMI模块都能够记录其自身或者所述若干外界终端中的每一个的操作活动，同时协调其自身或者所述若干外界终端中的每一个、与所述PLC控制模块之间的信息沟通。
6.如权利要求3所述的基于人机接口的多用户管理***，其特征在于：所述HMI模块还包括显示子模块，所述显示子模块用于实时显示当前对所述目标设备执行操作对应的操作方信息和/或操作状态信息；
所述HMI模块还包括切换控制子模块，所述切换控制子模块用于提供在所述若干外界终端中的每一个对所述目标设备进行接管操作时，将所述目标设备切换至所述HMI模块的全面操作之下。
7.如权利要求3所述的基于人机接口的多用户管理***，其特征在于：所述HMI模块还包括控制权限确认子模块；
所述若干外界终端中的每一个均包括显示单元、操作接管确定单元和输入单元；其中，
所述显示单元用于实时显示当前对所述目标设备执行操作对应的操作方信息和/或操作状态信息；
所述操作接管确定单元用于向所述HMI模块发送其对应的外界终端关于对所述目标设备进行接管操作的请求消息；
所述输入单元用于向所述HMI模块发送其对应的外界终端当前使用者的身份信息和/或接入信息；
所述控制权限确认子模块用于根据所述身份信息和/或所述接入信息，确定其对应的外界终端当前使用者是否具备对所述目标设备进行接管操作的权限。
8.如权利要求7所述的基于人机接口的多用户管理***，其特征在于：
所述若干外界终端中的一个或者多个还包括生物特征信息获取单元；
所述HMI模块还包括本地数据存储子模块和生物特征信息对比子模块；
其中，
所述生物特征信息获取单元用于获取其对应的外界终端当前使用者的指纹信息和/或瞳孔信息和/或血管扫描信息；
所述本地数据存储子模块用于存储具有认证资格的用户的指纹信息和/或瞳孔信息和/或血管扫描信息；
所述生物特征信息对比子模块用于将所述外界终端当前使用者的指纹信息和/或瞳孔信息和/或血管扫描信息、与所述具有认证资格的用户的指纹信息和/或瞳孔信息进行匹配处理；
所述控制权限确认子模块还用于根据所述身份信息、所述接入信息和所述匹配处理的结果中的至少一者，确定其对应的外界终端当前使用者是否具备对所述目标设备进行接管操作的权限。
9.如权利要求7或8所述的基于人机接口的多用户管理***，其特征在于：所述HMI模块还包括反馈子模块、撤销控制子模块和切换控制子模块；其中，
所述反馈子模块用于在所述控制权限确认子模块确认某一个外界终端当前使用者不具备进行接管操作的权限时，向所述某一外界终端反馈关于权限受限的消息；
所述撤销控制子模块用于在所述控制权限确认子模块确认某一个外界终端当前使用者具备进行接管操作的权限时，撤销当前对所述目标设备进行操作的所述HMI模块或者其他外界终端的操作权限；
所述切换控制子模块用于在所述撤销控制子模块完成所述操作权限撤销后，将所述目标设备切换至所述某一个外界终端的接管操作之下。
10.如权利要求7或8所述的基于人机接口的多用户管理***，其特征在于：所述HMI模块还包括认证数据编辑子模块或者审计创建子模块；其中，所述认证数据编辑子模块用于根据所述目标设备对应的质量管理规范GMP，对所述身份信息、所述接入信息、所述指纹信息、所述瞳孔信息或者所述血管扫描信息进行删除或者更新处理；
所述审计创建子模块用于根据所述目标设备对应的质量管理规范GMP，在受限环境中创建关于所述目标设备活动信息的审计追踪。
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