用于在圖形顯示中選擇圖形的方法
【專利說明】用于在圖形顯示中選擇圖形的方法
[0001]本申請是申請?zhí)枮?01010589029.X、發(fā)明名稱為“用于在圖形顯示中選擇圖形的方法”的專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明通常涉及過程工廠，尤其涉及與過程控制和仿真系統(tǒng)的圖形顯示編輯器和圖形顯示對象的集成和使用，從而實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行時在連接的組合形狀中進(jìn)行選擇的選擇器形狀的創(chuàng)建，以在選擇器形狀中顯示不同的信息。
【背景技術(shù)】
[0003]分布式過程控制系統(tǒng)，例如那些在化學(xué)、石油或其他過程中使用的，典型地包括一個或更多通過模擬的、數(shù)字的、或者模擬和數(shù)字結(jié)合的總線可通信地耦合到一個或更多現(xiàn)場設(shè)備的過程控制器?，F(xiàn)場設(shè)備，可能是例如閥、閥定位器、開關(guān)和發(fā)射器(例如溫度、壓力、水平和流速傳感器)，處于過程環(huán)境中并執(zhí)行過程功能，例如開關(guān)閥門、測量過程參數(shù)等等。智能現(xiàn)場設(shè)備，例如適合于公知的Fieldbus協(xié)議一比如FOUNDAT1N?的Fieldbus協(xié)議一的現(xiàn)場設(shè)備，還可以執(zhí)行控制運(yùn)算、警報功能、以及其他常在控制器內(nèi)實(shí)現(xiàn)的控制功能。同樣典型地處于工廠環(huán)境中的過程控制器接收由現(xiàn)場設(shè)備產(chǎn)生的表示過程測量的信號，和/或?qū)儆诂F(xiàn)場設(shè)備的其他信息，并執(zhí)行運(yùn)行，例如，不同的控制模塊的控制器應(yīng)用程序，該控制模塊基于接收到的信息進(jìn)行過程控制決策，生成控制信號，以及與在現(xiàn)場設(shè)備中執(zhí)行的控制模塊或塊配合，該現(xiàn)場設(shè)備為例如HART和Fieldbus現(xiàn)場設(shè)備。控制器中的控制模塊在通信線上發(fā)送控制信號到現(xiàn)場設(shè)備從而控制過程操作。
[0004]來自現(xiàn)場設(shè)備和控制器的信息通常在通往典型地被置于控制室內(nèi)或其他遠(yuǎn)離惡劣的工廠環(huán)境的其他地點(diǎn)的一個或更多其他硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)高速公路上是可以獲得的，這些設(shè)備例如操作者工作站、個人電腦、歷史數(shù)據(jù)庫、報告生成器、中央數(shù)據(jù)庫等。這些硬件設(shè)備運(yùn)行應(yīng)用程序，例如可能使得操作者執(zhí)行與過程有關(guān)的功能，該過程例如是改變過程控制例程的設(shè)置、修改控制器或者現(xiàn)場設(shè)備內(nèi)的控制模塊的操作，觀察過程當(dāng)前狀態(tài)，觀察由現(xiàn)場設(shè)備或者控制器產(chǎn)生的警報，為人員培訓(xùn)或測試過程控制軟件的目的而對過程的操作進(jìn)行仿真，保持和更新配置數(shù)據(jù)庫等等。
[0005]舉個例子，由Emerson Process Management銷售的DeltaV?控制系統(tǒng)，包括由分布于過程工廠內(nèi)不同位置的不同設(shè)備來存儲和執(zhí)行的多個應(yīng)用程序。位于一個或多個操作者工作站內(nèi)的配置應(yīng)用程序允許用戶創(chuàng)建或更改控制模塊，并通過數(shù)據(jù)高速公路下載這些過程控制模塊到專用的分布式控制器中。典型地，這些控制模塊由可通信地互聯(lián)的功能塊構(gòu)成，這些塊是面向?qū)ο缶幊虆f(xié)議中的對象，基于輸入執(zhí)行控制方案內(nèi)的功能，并提供輸出到控制方案內(nèi)的其他功能塊。該配置應(yīng)用程序還允許設(shè)計(jì)者創(chuàng)建或改變被查看應(yīng)用程序使用的操作者接口，該接口被一個查看應(yīng)用程序用于向操作者顯示數(shù)據(jù)并使得操作者可以改變過程控制例程內(nèi)的設(shè)置，例如設(shè)定點(diǎn)。每個專用控制器，以及在一些情況下的現(xiàn)場設(shè)備，存儲和執(zhí)行運(yùn)行分配的或下載的控制模塊的控制器應(yīng)用程序，以實(shí)現(xiàn)實(shí)際的過程控制功能?？赡茉谝粋€或更多操作者工作站上運(yùn)行的查看應(yīng)用程序通過數(shù)據(jù)高速公路從控制器應(yīng)用程序接收數(shù)據(jù)，和向過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)者、操作者或者使用用戶接口的用戶顯示這些數(shù)據(jù)，并且還可能提供多種不同視圖中的任何一種，例如操作者視圖、工程師視圖、技術(shù)員視圖等等。歷史數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序典型地被存儲在歷史數(shù)據(jù)庫設(shè)備中并由歷史數(shù)據(jù)庫設(shè)備來執(zhí)行，該歷史數(shù)據(jù)庫設(shè)備收集和存儲通過數(shù)據(jù)高速公路提供的數(shù)據(jù)的一些或者全部，而配置數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序可能運(yùn)行于連接到數(shù)據(jù)高速公路上的更遠(yuǎn)的計(jì)算機(jī)上以存儲當(dāng)前的過程控制例程的配置以及相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)?？商鎿Q的，配置數(shù)據(jù)庫可以與配置應(yīng)用程序處于同一個工作站中。
[0006]由于在過程控制環(huán)境中使用的控制和支持應(yīng)用程序的數(shù)量和類型都有所增加，提供了不同的圖形顯示應(yīng)用程序以使得用戶能夠有效地配置和使用他們的應(yīng)用程序。例如，圖形顯示應(yīng)用程序已經(jīng)用于支持控制配置應(yīng)用程序以使得配置工程師能夠圖形化地創(chuàng)建將要下載到過程工廠內(nèi)的控制設(shè)備上的控制程序。此外，圖形顯示應(yīng)用程序已經(jīng)用于使得控制操作者能夠觀察過程工廠的當(dāng)前運(yùn)行狀況，或者過程工廠的區(qū)域，從而使得維護(hù)人員可以觀察過程工廠中的硬件設(shè)備的狀態(tài)，和實(shí)現(xiàn)過程工廠的仿真等等。然而，在過去，這些圖形顯示應(yīng)用程序是被作為與其關(guān)聯(lián)的具體應(yīng)用程序的一部分而創(chuàng)建的，或者是了支持這些具體應(yīng)用程序而創(chuàng)建的，因此局限于它們被為之創(chuàng)建的具體過程功能的用處。例如，使用被創(chuàng)建用來支持控制，或者執(zhí)行維護(hù)、配置或仿真功能的其他操作者的圖形程序，如果并非不可能，也是很困難的。
[0007]作為一個特別的例子，一些過程控制配置應(yīng)用程序目前包括模板對象庫，例如功能塊模板對象和在一些情況下還包括用來為過程工廠建立控制策略的控制模塊模板對象。模板對象具有默認(rèn)屬性、設(shè)定和與之關(guān)聯(lián)的方法，使用圖形配置應(yīng)用程序的工程師可以選擇這些模板對象并必備地能夠?qū)⑦x中的模板對象的復(fù)制件放置到配置屏幕中以建立控制模塊。在選擇和放置模板對象到配置屏幕的過程中，工程師互聯(lián)這些對象的輸入和輸出，改變它們的參數(shù)、名稱、標(biāo)簽和其他屬性，以為過程工廠中的具體用途創(chuàng)建具體的控制模塊。在創(chuàng)建好一個或更多這樣的控制模塊之后，工程師接下來可以實(shí)例化控制模塊并將其下載到合適的單個控制器或多個控制器以及現(xiàn)場設(shè)備中，用來在過程工廠的操作過程中運(yùn)行。
[0008]其后，工程師可以使用一個不同的圖形顯示創(chuàng)建應(yīng)用程序，通過在顯示創(chuàng)建應(yīng)用程序中選擇和建立顯示對象，來為過程工廠中的操作者、維護(hù)人員等創(chuàng)建一個或更多顯示。這些顯示典型地實(shí)現(xiàn)于具有從一個到更多工作站的系統(tǒng)上，為操作者或者維護(hù)人員提供關(guān)于控制系統(tǒng)或者工廠內(nèi)的設(shè)備的操作狀態(tài)的預(yù)先配置的顯示。這些顯示通常具有下列形式，接收和顯示由控制器或過程工廠內(nèi)的設(shè)備產(chǎn)生的警報的警報顯示，指示控制器或者過程工廠內(nèi)的其他設(shè)備的操作狀態(tài)的控制顯示，指示過程工廠內(nèi)的設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的維護(hù)顯示等等。這些顯示通常是預(yù)先配置的，以公知的方式顯示從過程控制模塊或過程工廠內(nèi)的設(shè)備接收的信息或數(shù)據(jù)。在一些系統(tǒng)中，顯示是由圖形描述來創(chuàng)建的，該圖形描述代表物理或邏輯元素并且可通信地關(guān)聯(lián)到物理或邏輯元素以接收關(guān)于物理或邏輯元素的數(shù)據(jù)。顯示屏上的圖形可以響應(yīng)于某些事件而變化，例如接收到用來表示罐體半滿的數(shù)據(jù)，和表示流體傳感器檢測到的流體數(shù)據(jù)等等。然而，用于配置、操作者控制、維護(hù)和仿真活動的圖形顯示通常是使用不同的圖形編輯器分別單獨(dú)創(chuàng)建的。更進(jìn)一步的，這些顯示的有限的圖形能力實(shí)現(xiàn)起來很難，并且不作為任何圖形對象的部分。
[0009]從而，類似于控制配置應(yīng)用程序，顯示創(chuàng)建應(yīng)用程序可以有模板圖形顯示項(xiàng)目，例如罐、閥門、傳感器和諸如滾動條、開/關(guān)切換等操作者控制按鍵，其可以在任何想要的配置中被放置在屏幕上以建立操作者顯示、維護(hù)顯示等，等。當(dāng)被放置到屏幕上時，個體的圖形項(xiàng)目之間可以以向用戶提供一些信息或者向用戶顯示過程工廠的內(nèi)部工作的方式在屏幕上互聯(lián)起來。然而，為了使圖形顯示動畫化，顯示創(chuàng)建人員必須通過指定圖形項(xiàng)目和過程工廠中的相關(guān)數(shù)據(jù)源之間的通信鏈路，手動地將每一個圖形項(xiàng)目與過程工廠內(nèi)部的相關(guān)數(shù)據(jù)源聯(lián)系起來，例如傳感器測量的數(shù)據(jù)、閥門位置指示等。這一過程沉悶耗時并且容易出錯O
[0010]然而控制配置應(yīng)用程序內(nèi)的控制模板對象和顯示創(chuàng)建應(yīng)用程序內(nèi)的顯示項(xiàng)目是很方便的，因?yàn)樗鼈兛梢员粡?fù)制并且被用于創(chuàng)建許多不同的控制模塊和圖形顯示，經(jīng)常需要為過程工廠內(nèi)的不同設(shè)備創(chuàng)建大量相同的控制模塊和圖形顯示。例如，許多中型到大型過程工廠具有大量的相同或類似的裝備，這些裝備可以用相同的基本通用控制模塊和顯示來控制或查看。然而，為了創(chuàng)建這些大量的控制模塊和顯示，創(chuàng)建了通用控制模塊或顯示模塊，然后為應(yīng)用這些模塊的不同設(shè)備中的每一個都復(fù)制一份該通用控制或顯示模塊。當(dāng)然，在復(fù)制以后，每一個新的控制或顯示模塊都需要在配置應(yīng)用程序中手動改變以指定其所安裝到的特定設(shè)備，所有的這些控制和顯示模塊都必須實(shí)例化并下載到過程控制系統(tǒng)中。
[0011]然而，為了創(chuàng)建這些大量的控制模塊和顯示，創(chuàng)建了通用控制模塊或顯示模塊，然后為要應(yīng)用這些模塊的不同設(shè)備中的每一個都復(fù)制一份該通用控制或顯示模塊。在過程控制和仿真系統(tǒng)的系統(tǒng)級別上集成和使用圖形顯示編輯器和圖形顯示元素的一些技術(shù)在美國專利申請N0.10/590，574中進(jìn)行了描述，標(biāo)題為“GRAPHIC SHAPE WITH MULTIPLEVISUALIZAT1NS IN A PROCESS CONTROL ENVIRONMENT”，提交于 2006 年 8 月 22 日，其整體內(nèi)容被結(jié)合于此作為參考。這些技術(shù)通常實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)建和使用組合形狀，或者與工廠配置、控制、維護(hù)和仿真關(guān)聯(lián)的不同的活動中的組合形狀。對于過程控制系統(tǒng)中的任何過程、仿真或任務(wù)，組合形狀是可再用和可再配置的。例如，美國專利申請N0.10/590574描述了智能圖形元素，其被提供用來作為一個或多個圖形顯示的部分或組件，這些圖形顯示可以在過程工廠中執(zhí)行以向用戶顯示關(guān)于過程工廠環(huán)境的的信息，例如過程工廠中的設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)。圖形元素的每一個都是可執(zhí)行對象，該對象具有可以關(guān)聯(lián)到例如現(xiàn)場設(shè)備的有關(guān)過程實(shí)體的屬性或變量，并且具有多顯像，當(dāng)圖形元素被作為圖形顯示的一部分運(yùn)行時，多顯像中的每一個可被用于在用戶接口上圖形化地描述關(guān)聯(lián)的過程實(shí)體。圖形元素顯像的任意一個都可用于任意特定圖形顯示，相同圖形顯示可以在不同時間使用不同的圖形元素顯像。關(guān)聯(lián)到圖形元素的不同顯像使得圖形元素更加多樣化，因?yàn)樗鼈冊试S在使用不同的圖形風(fēng)格或標(biāo)準(zhǔn)的不同顯示中使用相同的圖形元素。這些顯像還使得相同的圖形元素能夠在為不同類型的顯示設(shè)備，例如具有大顯示屏的顯示設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)屏幕和如PDA和電話的顯示屏之類的非常小型的顯示屏，而設(shè)計(jì)的顯示中使用。
[0012]在配置時間中，這些可再用組合形狀中的每一個都被進(jìn)行配置，以顯示來自控制策略、現(xiàn)場設(shè)備以及過程工廠的某些物理元件的具體數(shù)據(jù)。如上所述，這些形狀可以為了不同目的而再用。例如，一個背景形狀可以與幾個不同的前景形狀一同再使用。這些前景形狀可能每一個都顯示來自過程系統(tǒng)和工廠的不同數(shù)據(jù)。為了多種目的而使用圖形顯示或形狀