CN102043403A - 用于在图形显示中选择图形的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在图形显示中选择图形的方法。选择器形状可以充当可配置组合形状的背景，可能包括被求值以通过到定义的链接来在几个组合形状定义之间选择的一个或更多表达式。每一个选择器形状包括一动画表达式和一查找表转换器以选择要被加载和显示的组合定义的标识符。当动画表达式的值变化时，该值可以通过使用查找表匹配到一个新的组合定义的名称，并且该新的定义可以被显示。之前用过的组合定义则被缓存系统做上去除标记并且被去除。这些选择器形状还使得相同的图形元素能够在为不同类型的显示设备，例如具有大显示屏的显示设备、标准计算机屏幕和非常小型的显示屏，而设计的显示中使用。

Description

用于在图形显示中选择图形的方法
技术领域
本发明通常涉及过程工厂，尤其涉及与过程控制和仿真系统的图形显示编辑器和图形显示对象的集成和使用，从而实现在运行时在连接的组合形状中进行选择的选择器形状的创建，以在选择器形状中显示不同的信息。
背景技术
分布式过程控制系统，例如那些在化学、石油或其他过程中使用的，典型地包括一个或更多通过模拟的、数字的、或者模拟和数字结合的总线可通信地耦合到一个或更多现场设备的过程控制器。现场设备，可能是例如阀、阀定位器、开关和发射器(例如温度、压力、水平和流速传感器)，处于过程环境中并执行过程功能，例如开关阀门、测量过程参数等等。智能现场设备，例如适合于公知的Fieldbus协议-比如FOUNDATIONTM的Fieldbus协议-的现场设备，还可以执行控制运算、警报功能、以及其他常在控制器内实现的控制功能。同样典型地处于工厂环境中的过程控制器接收由现场设备产生的表示过程测量的信号，和/或属于现场设备的其他信息，并执行运行，例如，不同的控制模块的控制器应用程序，该控制模块基于接收到的信息进行过程控制决策，生成控制信号，以及与在现场设备中执行的控制模块或块配合，该现场设备为例如HART和Fieldbus现场设备。控制器中的控制模块在通信线上发送控制信号到现场设备从而控制过程操作。
来自现场设备和控制器的信息通常在通往典型地被置于控制室内或其他远离恶劣的工厂环境的其他地点的一个或更多其他硬件设备的数据高速公路上是可以获得的，这些设备例如操作者工作站、个人电脑、历史数据库、报告生成器、中央数据库等。这些硬件设备运行应用程序，例如可能使得操作者执行与过程有关的功能，该过程例如是改变过程控制例程的设置、修改控制器或者现场设备内的控制模块的操作，观察过程当前状态，观察由现场设备或者控制器产生的警报，为人员培训或测试过程控制软件的目的而对过程的操作进行仿真，保持和更新配置数据库等等。
举个例子，由Emerson Process Management销售的DeltaVTM控制系统，包括由分布于过程工厂内不同位置的不同设备来存储和执行的多个应用程序。位于一个或多个操作者工作站内的配置应用程序允许用户创建或更改控制模块，并通过数据高速公路下载这些过程控制模块到专用的分布式控制器中。典型地，这些控制模块由可通信地互联的功能块构成，这些块是面向对象编程协议中的对象，基于输入执行控制方案内的功能，并提供输出到控制方案内的其他功能块。该配置应用程序还允许设计者创建或改变被查看应用程序使用的操作者接口，该接口被一个查看应用程序用于向操作者显示数据并使得操作者可以改变过程控制例程内的设置，例如设定点。每个专用控制器，以及在一些情况下的现场设备，存储和执行运行分配的或下载的控制模块的控制器应用程序，以实现实际的过程控制功能。可能在一个或更多操作者工作站上运行的查看应用程序通过数据高速公路从控制器应用程序接收数据，和向过程控制系统设计者、操作者或者使用用户接口的用户显示这些数据，并且还可能提供多种不同视图中的任何一种，例如操作者视图、工程师视图、技术员视图等等。历史数据库应用程序典型地被存储在历史数据库设备中并由历史数据库设备来执行，该历史数据库设备收集和存储通过数据高速公路提供的数据的一些或者全部，而配置数据库应用程序可能运行于连接到数据高速公路上的更远的计算机上以存储当前的过程控制例程的配置以及相关联的数据。可替换的，配置数据库可以与配置应用程序处于同一个工作站中。
由于在过程控制环境中使用的控制和支持应用程序的数量和类型都有所增加，提供了不同的图形显示应用程序以使得用户能够有效地配置和使用他们的应用程序。例如，图形显示应用程序已经用于支持控制配置应用程序以使得配置工程师能够图形化地创建将要下载到过程工厂内的控制设备上的控制程序。此外，图形显示应用程序已经用于使得控制操作者能够观察过程工厂的当前运行状况，或者过程工厂的区域，从而使得维护人员可以观察过程工厂中的硬件设备的状态，和实现过程工厂的仿真等等。然而，在过去，这些图形显示应用程序是被作为与其关联的具体应用程序的一部分而创建的，或者是了支持这些具体应用程序而创建的，因此局限于它们被为之创建的具体过程功能的用处。例如，使用被创建用来支持控制，或者执行维护、配置或仿真功能的其他操作者的图形程序，如果并非不可能，也是很困难的。
作为一个特别的例子，一些过程控制配置应用程序目前包括模板对象库，例如功能块模板对象和在一些情况下还包括用来为过程工厂建立控制策略的控制模块模板对象。模板对象具有默认属性、设定和与之关联的方法，使用图形配置应用程序的工程师可以选择这些模板对象并必备地能够将选中的模板对象的复制件放置到配置屏幕中以建立控制模块。在选择和放置模板对象到配置屏幕的过程中，工程师互联这些对象的输入和输出，改变它们的参数、名称、标签和其他属性，以为过程工厂中的具体用途创建具体的控制模块。在创建好一个或更多这样的控制模块之后，工程师接下来可以实例化控制模块并将其下载到合适的单个控制器或多个控制器以及现场设备中，用来在过程工厂的操作过程中运行。
其后，工程师可以使用一个不同的图形显示创建应用程序，通过在显示创建应用程序中选择和建立显示对象，来为过程工厂中的操作者、维护人员等创建一个或更多显示。这些显示典型地实现于具有从一个到更多工作站的系统上，为操作者或者维护人员提供关于控制系统或者工厂内的设备的操作状态的预先配置的显示。这些显示通常具有下列形式，接收和显示由控制器或过程工厂内的设备产生的警报的警报显示，指示控制器或者过程工厂内的其他设备的操作状态的控制显示，指示过程工厂内的设备的运行状态的维护显示等等。这些显示通常是预先配置的，以公知的方式显示从过程控制模块或过程工厂内的设备接收的信息或数据。在一些系统中，显示是由图形描述来创建的，该图形描述代表物理或逻辑元素并且可通信地关联到物理或逻辑元素以接收关于物理或逻辑元素的数据。显示屏上的图形可以响应于某些事件而变化，例如接收到用来表示罐体半满的数据，和表示流体传感器检测到的流体数据等等。然而，用于配置、操作者控制、维护和仿真活动的图形显示通常是使用不同的图形编辑器分别单独创建的。更进一步的，这些显示的有限的图形能力实现起来很难，并且不作为任何图形对象的部分。
从而，类似于控制配置应用程序，显示创建应用程序可以有模板图形显示项目，例如罐、阀门、传感器和诸如滚动条、开/关切换等操作者控制按键，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显示、维护显示等，等。当被放置到屏幕上时，个体的图形项目之间可以以向用户提供一些信息或者向用户显示过程工厂的内部工作的方式在屏幕上互联起来。然而，为了使图形显示动画化，显示创建人员必须通过指定图形项目和过程工厂中的相关数据源之间的通信链路，手动地将每一个图形项目与过程工厂内部的相关数据源联系起来，例如传感器测量的数据、阀门位置指示等。这一过程沉闷耗时并且容易出错。
然而控制配置应用程序内的控制模板对象和显示创建应用程序内的显示项目是很方便的，因为它们可以被复制并且被用于创建许多不同的控制模块和图形显示，经常需要为过程工厂内的不同设备创建大量相同的控制模块和图形显示。例如，许多中型到大型过程工厂具有大量的相同或类似的装备，这些装备可以用相同的基本通用控制模块和显示来控制或查看。然而，为了创建这些大量的控制模块和显示，创建了通用控制模块或显示模块，然后为应用这些模块的不同设备中的每一个都复制一份该通用控制或显示模块。当然，在复制以后，每一个新的控制或显示模块都需要在配置应用程序中手动改变以指定其所安装到的特定设备，所有的这些控制和显示模块都必须实例化并下载到过程控制系统中。
然而，为了创建这些大量的控制模块和显示，创建了通用控制模块或显示模块，然后为要应用这些模块的不同设备中的每一个都复制一份该通用控制或显示模块。在过程控制和仿真系统的系统级别上集成和使用图形显示编辑器和图形显示元素的一些技术在美国专利申请No.10/590,574中进行了描述，标题为“GRAPHIC SHAPE WITH MULTIPLEVISUALIZATIONS INAPROCESS CONTROL ENVIRONMENT”，提交于2006年8月22日，其整体内容被结合于此作为参考。这些技术通常实现了创建和使用组合形状，或者与工厂配置、控制、维护和仿真关联的不同的活动中的组合形状。对于过程控制系统中的任何过程、仿真或任务，组合形状是可再用和可再配置的。例如，美国专利申请No.10/590574描述了智能图形元素，其被提供用来作为一个或多个图形显示的部分或组件，这些图形显示可以在过程工厂中执行以向用户显示关于过程工厂环境的的信息，例如过程工厂中的设备的当前状态。图形元素的每一个都是可执行对象，该对象具有可以关联到例如现场设备的有关过程实体的属性或变量，并且具有多显像，当图形元素被作为图形显示的一部分运行时，多显像中的每一个可被用于在用户接口上图形化地描述关联的过程实体。图形元素显像的任意一个都可用于任意特定图形显示，相同图形显示可以在不同时间使用不同的图形元素显像。关联到图形元素的不同显像使得图形元素更加多样化，因为它们允许在使用不同的图形风格或标准的不同显示中使用相同的图形元素。这些显像还使得相同的图形元素能够在为不同类型的显示设备，例如具有大显示屏的显示设备、标准计算机屏幕和如PDA和电话的显示屏之类的非常小型的显示屏，而设计的显示中使用。
在配置时间中，这些可再用组合形状中的每一个都被进行配置，以显示来自控制策略、现场设备以及过程工厂的某些物理元件的具体数据。如上所述，这些形状可以为了不同目的而再用。例如，一个背景形状可以与几个不同的前景形状一同再使用。这些前景形状可能每一个都显示来自过程系统和工厂的不同数据。为了多种目的而使用图形显示或形状的一种常用的再用技术是将所有的前景形状、或组合形状的任何其他唯一的、特定目的，或变化的部分都包括到单独一个父组合形状中，并且仅仅使用父组合形状的布尔可视属性来控制运行时显示哪一个前景形状。这一在单一父形状中“堆叠”唯一的子形状的方法具有几个困难。例如，在图形显示编辑器中修改堆叠的形状很困难，因为只有在堆叠顶端的形状才是能被容易地选中的。还有，堆叠的子形状可能每个都包括在运行时可以持续更新的动画，即使只有一个子形状在显示屏上真正地显示更新的数据。持续的更新和堆叠的子形状可能在图形显示计算机和控制器计算机上都显著地增加运行时的计算负荷。进一步地，决定运行时如何显示组合形状中的动画的表达式可能在表达式中具有别名(alias)以允许在单个图形显示中使用相同的堆叠的图形，但使用不同的路径来将堆叠的图形链接到不同的动画。这不仅要求堆叠的形状，而且要求所有的有关子形状都要被复制，导致了不必要的复制。同样地，比起需要对想要的信息进行显示，包括堆叠的组合形状的典型显示可能成为更大的处理负担。
发明内容
选择器形状可以作为面板或其他可配置组合形状的背景，可以包括一个或更多在运行时被求值以通过到定义的链接来在几个组合形状定义之间选择的表达式。每一个选择器形状可以包括一个动画表达式和一个查找表转换器以选择要被加载和显示的组合定义的标识符。当动画表达式的值变化时，该值可能会使用查找表匹配到一个新的组合定义的名称，并且显示该新的定义。之前用过的组合定义则被缓存系统做上去除标记并且去除。
在一些实施方式中，计算设备可能减少存储在过程控制系统的图形显示的运行时存储器中的组合形状子元素的数量。该设备可以包含处理器，存储器，显示，以及组合形状子元素选择应用程序。该应用程序可以在存储器中维护并在处理器上运行，以选择用于在图形显示的组合形状中显示的组合形状子元素。该组合形状可以被配置为包括一个选择器形状、多个组合形状子元素、以及一个表达式。组合形状子元素选择应用程序可能还包括在运行时为表达式求值以确定表达式结果的指令和使用该表达式结果标识组合形状子元素的指令。该组合形状子元素可以从多个组合形状子元素中被标识。然后该应用程序可以在选择器形状中或替代选择器形状而显示所标识的组合形状子元素，并从运行时存储器中去除任何未被表达式结果所标识的组合形状子元素。
在其他实施方式中，一种方法或者具有计算机可运行指令的计算机可读存储器可以减少存储在过程控制系统的图形显示的运行时存储器中的组合形状子元素的数量。该方法或计算机可执行指令可以首先在图形显示中显示组合形状。该组合形状可以包括一个选择器形状、多个组合形状子元素、以及一个表达式。该方法或指令还可以在运行时对表达式求值以确定表达式结果，并使用该表达式结果来标识组合形状子元素。该组合形状子元素可以被从多个组合形状子元素中标识出来。然后该方法或指令可以在选择器形状中或替代选择器形状而显示所标识的组合形状子元素，并去除任何未被表达式结果所标识的组合形状子元素。
附图说明
图1是位于过程工厂内部的分布式过程控制网络的方块图，该工厂包括执行显示例程以及与过程工厂内的不同功能关联的其他应用程序的操作者工作站，还有提供系统级别图形化支持的工作站，这种支持可以被用来为工厂的每一个不同功能区域创建图形显示元素和图形显示；
图2是示出了在过程工厂控制、查看和仿真系统内的系统级别图形化支持的集成的逻辑方块图；
图3示出图形元素和显示被创建时所在的配置环境，以及图形元素和显示被执行时所在的运行时环境的逻辑图；
图4是与图形显示编辑器相关联的显示屏，该图形显示编辑器被配置以创建包括一个或更多可配置选择器形状的组合形状；
图5是示出将唯一子元素和选择器形状集成起来的逻辑方块图；
图6是翻译表，其可以将上下文表达式结果解析到唯一组合对象的标志；
图7是示出与图形显示关联的显示屏的运行时选择的逻辑图，该图形显示由不同的互联图形元素和连接器组成；
图8一组图形显示屏，可以通过图7的图形显示来访问，以便为图7的显示内的元素显示控制面板和面板；
图9是包括选择器形状的组合形状和唯一子元素之间的关系图；
图10是示出运行时将上下文表达式解析到唯一组合对象以在对应于该上下文表达式的选择器形状内显示该唯一组合对象的逻辑图；以及
图11是用于在图形显示中选择钮合形状的方法的逻辑图。
具体实施方式
图1示出了示例性的过程工厂10，其中向工厂10的各种不同功能区域提供了系统级别的图形化支持。如典型的那样，该过程工厂10包括具有一个或更多控制器12的分布式过程控制系统，每一个控制器12都通过输入/输出(I/O)设备或卡18连接到一个或更多现场设备14和16，该输入/输出(I/O)设备或卡18可以是例如Fieldbus接口，Profibus接口，HART接口，标准4-20mA接口等。控制器12还通过数据高速公路24耦接到一个或更多主机或操作者工作站20-23，该数据高速公路24可以是例如以太网连接。数据库28可以连接到数据高速公路24上并作为数据历史记录以收集和存储与工厂10内的控制器和现场设备关联的参数、状态和其他数据，和/或作为存储下载到并存储于控制器12和现场设备14和16内的、工厂10内过程控制系统的当前配置的配置数据库。数据库28此外还可以存储以在此描述的方式创建的图形对象，以在过程工厂10内提供图形化支持。虽然控制器12、I/O卡18和现场设备14和16通常位于或分布于有时是恶劣的工厂环境中，但是操作者工作站20-23和数据库28通常位于控制室内或其他控制人员或维护人员能够容易访问的不太恶劣的环境中。然而，在一些情况下，可以采用手持式设备来实现这些功能并且这些手持式设备通常会被携带到工厂内的各种不同地点。
众所周知，每一个控制器12，其可以是通过例如Emerson ProcessManagement公司销售的DeltaVTM控制器，存储和执行实现控制策略的控制器应用程序，该控制策略使用任意数量的不同的、独立执行的控制模块或块29。控制模块29的每-个能够由通常所称的功能块组成，其中每个功能块都是整体控制例程的一部分或是子例程，并与其他功能块(通过被称作链路的通信)配合操作，以在过程工厂10内实现过程控制环。正如已知的那样，功能块，可以是面向对象编程协议中的对象，典型地执行下列功能的其中一个：输入功能，例如与发射器、传感器或其他过程参数测量设备关联的输入功能；控制功能，例如与执行PID或模糊逻辑等控制的控制例程关联的控制功能；或者输出功能，控制一些例如阀门等设备的操作，以在过程工厂10内实现一些物理功能。当然还存在混合的或其他类型的复杂功能块，例如模型预测控制器(MPC)，优化器等等。尽管Fieldbus协议和DeltaV系统协议使用在面向对象的编程协议下设计和实现的控制模块和功能块，控制模块可以使用任何想要的控制编程方案来设计，例如序列功能块，梯形逻辑等等，并且不限于使用功能块或任何其他特定编程技术来设计和实现。
在图1所示的工厂10中，连接到控制器12的现场设备14和26可以是标准4-20mA设备，可以是具有处理器和存储器智能现场设备例如HART、Profibus、或FOUNDATIONTMFieldbus现场设备，还可以是其他任何想要类型的设备。这些设备中的一些，例如Fieldbus现场设备(以附图1中参考数字16标记)，可以存储和执行与在控制器12中实现的控制策略有关的模块或子模块，例如功能块。功能块30，其在图1中被显示为设置在两个不同的Fieldbus现场设备16中，可以联合控制器12中的控制模块29的执行而执行以实现过程控制，如同公知的那样。当然，现场设备14和16可以是任意类型的设备，例如传感器、阀门、发射器、定位器等等，I/O设备18可以是适合于任何想要的通信或控制器协议的任意类型的I/O设备，这些协议例如是HART、Fieldbus、Profibus等等。
在图1所示的过程工厂10中，工作站20-23可以包括各种应用程序，用于由工厂10中的相同或不同的人员所执行的各种不同的功能。工作站20-23中的每一个包括存储多种应用、程序、数据结构等的存储器31，和可以用来执行存储器31中存储的任何应用的处理器32。在图1所示的例子中，工作站20被指定为配置工作站并且包括一个或更多配置应用程序33，这些应用程序包括，例如控制模块创建应用程序、操作者接口应用程序和其他数据结构，其能够由任何授权的配置工程师访问以创建和下载控制例程或模块，例如创建和下载控制模块29和30，到工厂10的各种不同控制器12和设备16中。工作站21通常在图1中被示为控制操作者查看工作站并且包括许多个显示应用程序34，这些显示应用程序在过程工厂10的操作过程中为控制操作者提供不同显示，以使得操作者能够查看和控制在过程工厂10内或在工厂的不同部分内正在发生什么。应用程序34可以包括支持应用程序34a，例如控制诊断应用程序、整定应用程序、报告生成应用程序或任何其他支持应用程序，其可以用来辅助控制操作者执行控制功能的控制。类似的，工作站22被示为维护查看工作站并包括多个可以被不同维护人员用来查看工厂10的维护需求的维护应用程序35，用来观察不同设备12、14、16等的操作或工作情况。当然，应用程序35可以包括支持应用程序35a，例如维护诊断应用程序、校正应用程序、振动分析应用程序、报告生成应用程序或任何其他可被用来辅助维护人员在工厂10内执行维护功能的维护支持应用程序。此外，工作站23被指示为仿真工作站，包括可以用于为了任意数量的目的而对工厂10或者工厂10的各种不同部分进行仿真操作的多个仿真应用程序36，这些目的包括为了训练的目的，为了辅助工厂维护和控制的工厂建模的目的等等。如同典型的那样，工作站20-23中的每一个包括显示屏37以及其它标准外设，例如键盘、鼠标等。
当然，尽管各种不同的配置、控制维护和仿真应用程序33-36在图1中被示为处在专用于那些功能的不同工作站中，可以理解，根据工厂10的需要和设置，与这些或其他工厂功能关联的各种不同的应用程序33-36也可以位于并且执行于工厂10中的同一个或者不同的工作站或计算机中。这样，例如，一个或更多仿真应用程序36和控制应用程序33可以被执行在相同的工作站20-23中，而不同的个别仿真应用程序36或不同的个别控制应用程序33可以在工作站20-23的不同个体中执行。
如美国专利申请No.10/590574所述，为了减轻各个工厂级别采用不同图形编辑器和程序包所带来的效率不足的状况，还为了在工厂10内提供可更加广泛应用和理解的图形，在过程工厂10的系统级别上提供了图形支持层以支持工厂10的不同功能区域中的每一个功能区域的图形显示和数据结构需求，这些区域包括工厂10的配置、操作者查看、维护查看、仿真和其他功能区域。图2中以图表的方式描述了这一系统级别的支持，图2示出了工厂操作级别40、工厂功能级别42和系统级别44。根据图2可以理解，工厂操作级别40包括执行控制例程或模块29和30的控制器12、现场设备14、16等，以及在工厂10内运行以在工厂的运行时间内实现工厂操作的其他软件。工厂功能级别42描绘为包括配置功能块46、控制功能块47、维护功能块48和仿真块49，尽管其他或不同功能，例如工程和业务功能，也可以被提供。配置功能块46实现与工厂操作级别40内的组件交互或通信的配置例程33，从而向其提供控制策略或控制模块。控制功能块47包括控制查看和其他应用程序34和34a，其也典型地以直接的方式与工厂操作级别40内的不同物理和逻辑组件交互或通信，以在工厂10内实现操作者发起的改变，通过控制显示34向操作者提供信息，为控制应用程序34a获取数据等等。维护功能块48包括维护例程和应用程序35和35a，其与工厂操作级40内的各种物理和逻辑组件交互或通信，以实现维护措施，收集维护数据，通过维护显示35向维护人员提供维护数据或信息，运行诊断应用程序35a等。类似地，仿真功能块49包括实现工厂10的仿真以及还可以被可通信地耦合到工厂操作级40中的组件以获得关于工厂10的数据的仿真例程36。
如图2所示，系统级别支持层44关联到并且支持工厂功能层42中的功能块46-49的每一个，以实现例如创建和维护通用数据库和显示结构，例如用于不同的功能区域46-49中的软件对象、组合形状和图形显示。更特别地，系统级别支持层44包括应用程序、数据库和图形化支持元件，其使得执行于功能块46-49的每一个中的图形活动能够被集成在一起、或通过使用创建于系统支持层44的通用数据库结构和组合形状来被建立。
系统支持层44可以包括显示编辑器50和图形对象数据库52。显示编辑器50可以用于创建组合形状54和图形显示56，而图形对象数据库52在可被编辑器52和可被块46-49中的不同应用程序访问的存储器中存储该组合形状54和显示56。数据库52还可以存储其他对象58，例如用于组合形状54的子元素，以及将组合形状54连接到工厂操作级别40中的单个硬件和软件元素的数据结构。此外，数据库52还可以存储可用于创建更进一步的组合形状或显示的模板、子元素和基元(primitive)。从图2可以理解，图形显示元素54、显示56和其他数据结构58可被功能块46-49的任何一个或所有使用，以创建和使用关联到那些功能块的图形。
通常而言，系统级别支持块44提供将图1的过程工厂10中使用的图形集成到所有的功能区域49-49中的方式，从而减少或消除为不同功能性上下文中的相同工厂装置重复创建不同的组合形状的必要性，并且使得功能区域46-49中的用户可以容易地与关联到与那些功能区域有关的图形视图中所显示的设备的数据联系起来。可以理解，系统级别支持层44可以用来为功能区域46-49的每一个中的多个应用程序提供图形和数据库支持，还可以为功能区域46-49不同功能区域中的不同应用程序提供支持，等等。
参考图1，系统级别支持块44可以使用连接到其他工作站20-23中的每一个的额外的工作站或用户接口60来实现。工作站60通常可以存储显示编辑器50和数据库52，并且如果有需要也可以存储其他元素54、56和58。此外，工作站60可以通过数据总线24、或者通过单独的有线或无线通信连接(在图1中用虚线表示)、或者以任意其他想要的方式而可通信地连接到工作站20-23。在图1所示的配置中，工作站60存储和执行显示编辑器50以使得用户能够创建包括子元素和其他组合形状的组合形状并将这些图形划归到一个或更多图形显示或显示模块中。这些显示模块然后可以存储在数据库52中，以被图2所示的不同功能块46-49访问和使用，并在不同的工作站20-23上实施。尽管为了说明的目的系统级别块44和功能级别块46-49的功能被表示为实施于图1中的不同或单独的工作站20-23和60上，可以理解与这些不同的块中的任何一个关联的应用程序中的任何一个或者所有都可以在过程工厂10之内的或与过程工厂10关联的相同的或不同的工作站或其他计算机上实施。这样，显示编辑器50可以被存储在其他工作站20-23中的任意一个中在其上执行，或者在与工厂10相关联的任意其他计算机上执行，并且不需要是在独立的或单独的计算机中。
如上所述，图2的系统级别层44实现可用于多种功能环境以及可用来提供更高级别的显示能力的系统级别显示和数据库对象。通常而言，在图2的系统级别44上创建的显示对象可以分类为组合形状和图形显示。组合形状通常是与工厂内的特定物理实体关联的显示对象，这些物理实体例如是硬件设备，比如阀门、传感器、泵、控制器、罐、反应器、燃烧器、管道、管件等。图形显示通常由一组互联的组合形状组成，用来呈现和建模工厂内硬件的更复杂的集合，例如单元、区域等等，并且包括不同硬件单元之间的互联。组合形状可以由多个子元素组成，这些子元素本身可以是组合形状。也就是说，组合形状74可以是嵌套的。例如，反应器图形显示中的一个罐体组合形状可以包括一个或更多阀门、管件、传感器、搅拌器等的组合形状，这些组合形状的每个都由矩形、椭圆、线等组成。类似的，图形显示也可以包括一个或更多组合形状。此外，图形显示可以包括图解、图表以及从工厂、从其他应用程序——例如运行在工作站20-23和60等中的诊断和业务应用程序等——提供的其他数据。
图3一般地示出了两种环境中的组合形状和图形显示的建立和使用，在这两种环境中这些元素和显示可以存在，特别地，是配置环境70和运行时环境72。通常而言，组合形状74(描绘为分离的元素对象74a、74b等)和图形显示76(描绘为分离的显示对象76a、76b等)形式的显示对象是在配置环境70中使用例如显示编辑器50创建的。在被创建之后，组合形状74和图形显示76可以存储在数据库52中。组合形状74和图形显示76可被创建为类对象，在此称之为显示类对象，该类对象定义了未约束或关联到过程工厂10中的特定硬件或逻辑元素的通用对象。然而，类对象可以用来创建与类对象具有相同基本属性但被关联或绑定到过程工厂10中的特定硬件的运行时图形对象。然而通常而言，类对象保持被关联到从中实例化的子对象，使得对类对象的改变可以自动传播到子对象，甚至当这些子对象是在运行时环境中进行实例化的时。
如图3所示，组合形状74的每一个包括多个使得组合形状在许多不同上下文中有用的组件。特别地，每个组合形状74包括一个或更多图形元素或子元素77、任意数量的参数或属性78、任意数量的可使用脚本或触发器来实现的动作或动画79、以及绑定80。通常来说，每个元素77、78、79、80定义了当组合形状74在运行时环境72中实现时将被实际显示在显示屏上的可视属性或元素。典型地，组合形状定义了物理的或逻辑设的备或设备组的图形化表示，尽管组合形状还可以代表其他实体。组合形状74可以通过使用任何想要的描述或定义了实体的图形化描述的细节的编程范例，在运行时环境72中实现。在一个实施方式中，组合形状74可以使用PGXML、XAML或Windows Presentation Foundation(WPF-正式名称是“Avalon”)控件(control)来实现，该公知的控件由微软公司提供，因为是基于对象的，它们很容易在标准的Windows类型显示中实施，并且在显示环境之间可移植。
组合形状74的子元素77可以包括作为组合形状74的构建块的基本图形。如前所述，子元素可以包括矩形、椭圆、曲线、直线、以及其他基本形状，在操作和组合时，这些构成了罐、阀门、管件或其他对象的图形化表示。子元素77本身可以是用来创建复杂、嵌套的结构的组合形状74。因此，子元素77也可以包括参数/属性78、动作/动画79以及绑定80中的一个或更多，如接下来进一步要描述的。
通常而言，参数和属性78定义了与正在描绘的图形或实体关联的变量或其他参数，例如静态的或可变的固有参数。这些参数可由图形74的创建者定义。在一些实施方式中，参数关系到组合形状74的有关的子元素在运行时间内是如何表现的。类似的，动作和动画79定义了执行属性的转换和基于属性值检测过程实体情况的例程、程序或脚本。动画例程可以包括改变在显像77被描绘在显示屏上时要在显像上执行的或要使用该显像的图形显像或者表现的任何例程。类似的，动画例程可以使得用户能够使用显像77或与显像77互动，以引起过程中的变化，例如对过程的输入的变化。这些动作和动画为显像77提供了更有趣的、可理解的或有帮助的图形属性，并允许用户与显像77互动。在一种情况下，这些动作或动画可以采用显像的不同组件的颜色、尺寸(例如高度和宽度、直线尺寸、字体等)的变化、填色以及动画的形式，动画例如是颜色的变化、旋转、尺寸和比例的变化、歪斜等。这些动作和动画向组合形状74提供了图形属性和用户互动属性。绑定80，可以是静态的或者固定的绑定或者使用别名的绑定，定义了当组合形状74被实施为运行时环境72中的显示的一部分时，参数或属性78被绑定到运行时环境72中的数据、标签或其他实体的方式。基本上，每个组合形状74的绑定80建立了组合形状74被关联到在工厂环境中其他地点定义的一个或更多实体或数据元素的方式，从而定义了实际的运行时环境72与组合形状74之间的接口。
如图3所示，图形显示对象76的每一个包括多个组件，例如一个或更多图形元素81、连接器元素82、动作和动画83、属性84和绑定85的参考或者副本。通常而言，图形显示76可以是描述不同图形元素81之间的互动的显示，这些图形元素通过代表管道、线路、传送带等的连接器元素82而可视化地连接在一起。这些连接器对象在美国专利No.7,110,835中进行了描述。图3中的一条虚线表示了图形显示对象76a对组合形状74之一的参考。可以理解参考了组合形状74的图形显示76包括该组合形状74的全体属性、参数、动作和动画等。类似于组合形状74，每一个图形显示76可以包括一个或更多与此有关的附加动作或动画，这些动作或动画执行诸如显示上的动画、用户接口互动、数据操作等等。类似地，每一个图形显示76可以包括任意数量与显示有关的属性，并且典型地这些属性定义了单元的、区域的或在显示中描绘的其他元素组的属性。当然，绑定85定义了图形显示76被联系到在工厂环境中其他地点定义的一个或更多实体或数据元素的方式，从而定义了实际的运行时环境72与图形显示76之间的接口。
一旦被创建，组合形状74和图形显示76可以被关联到例如在图1的工作站20-23中的任意一个上的运行时环境72并在运行时环境72中执行。特别地，在组合形状74或者图形显示76被创建为类对象并且存储在数据库52中以后，那个元素或显示可以被实例化为实际的运行时对象并且在运行时环境72中执行。如块86所示，实例化过程填充在对象74和76中定义的绑定，这可以使用一个或更多可以加载有过程工厂或过程控制系统中适当的变量名、标签、别名等的解析表来完成，以提供过程工厂中的实际实体与运行在工厂10中的显示设备上的图形对象之间的特定关联。作为绑定过程的一部分，对象74和76按照解析表的定义连接到过程工厂内的数据源，并因而获得对工厂的访问，从而逻辑地且通信地连接到过程工厂10。
如块87所示，显示元素74或图形显示76可以在运行时环境72中的多个不同功能中执行或者作为这些功能的一部分而执行，包括配置显示、控制操作者显示、维护显示和仿真显示，以及其他例子。此外，显示对象74和76可以被用在执行系统级别的功能中，例如那些使用来自图2所示的功能级别中不同个体的数据的功能，包括诸如预测控制或预测维护功能、系统级别误差检测、诊断等。实际上，显示76一旦在配置环境70中被创建并且存储于数据库52中，可以用于许多不同的活动。更进一步的，显示对象74和76可以在任何想要的显示或计算机硬件上执行，例如工作站90、膝上型电脑91、手持式设备92，例如个人数字助理(PDA)、电话设备等、或任何其他专业显示93，例如具有多个监视器的大屏幕显示等。如果有需要，单个图形显示76可以被分层为包括一个或更多视图，例如配置视图、操作者视图、维护视图和仿真视图。可替换的，单独的图形显示76可被配置为使用相同或类似的图形元素81来提供这些单独的视图，以提供贯穿为这些不同功能创建的多个显示的一致的外观和感觉。
如块95所示，为了被移植到运行时环境72，组合形状74或图形显示76可以被复制或实例化，并加载到运行时机器上。通常而言，有利的是，仅在被调用或在运行时机器上实际执行时，才将显示对象74或76关联到运行时环境72，这在此被称为运行时绑定。也就是说，实例化的对象中的每一个的解析表只在该显示对象实际运行或执行于运行时计算机中时才被填充或绑定到运行时环境。该措施保证了包括其显像、控件、脚本等的显示对象只在对象的显像实际绘制在显示屏上时才被执行从而消耗处理能力。这样，显示对象优选地仅在该对象实际运行于运行时计算机上时才绑定到运行时环境72，这意味着显示对象74和76可以以这样的方式间歇地连接到运行时环境72，即以由查看这些对象所创建的显像的用户的活动所定义的方式。特别地，这些对象可以在被请求以供查看的时候被绑定到运行时环境72，并且可以在不被用户查看的时候被解除绑定或释放，例如当用户最小化或关闭一个这些对象正在其中提供显像的屏幕时。
因此，显示对象74和76是这样的对象，其可以在单独的环境即配置环境70中创建，但可以被联系到或连接到在过程工厂环境中定义的其他对象或者数据结构，或者任意在过程工厂环境中运行的应用程序，包括例如在任何控制、仿真、维护或配置环境中定义的对象、数据结构、应用程序等。更进一步的，一旦被创建，显示对象74和76可以通过直接参考、解析表定义的变量或标签被直接关联到物理或逻辑过程实体，或通过使用别名、变量和参数进行间接关联，这可以在当显示对象74或76被当运行时环境72中下载或实例化的时候或者在某些情况下当显示对象74或76实际运行于运行时环境72中的时候进行。
图3的显示编辑器50可以使得显示对象74和76在不同的细节级别上被创建，以加强显示对象74和76的易用性和多样性。例如，组合形状74可以首先被创建以定义更多作为基元的物理或逻辑实体的属性和操作，接下来图形显示76可以通过互联一个或更多图形74被创建以建立更高级或更复杂的显示，该显示描述更复杂的物理或逻辑实体、或者物理或逻辑实体组。当然，图形元素74和图形显示76可以被存储在多种不同类别中，并在这些类别中被访问，使得更高级别显示对象的创建对用户来说更简单。
图4示出了可以由显示编辑器50产生的示例性屏幕显示400。屏幕显示400包括主编辑区405，调色视图410、分级视图415和属性视图420。面板图形425的第一个显像被描绘在主编辑区405中。如分级视图所示，该元素的标题是“面板”并且该元素包括三个名为可视的1(默认显像)、可视的2和可视的3的显像。如位于分级视图415内的可视的1标题以下所示的，第一显像由包括一个选择器形状元素和一个矩形的画布背景组成。当前定义的属性，在本例中是显像的名称、高度和宽度，在属性视图420中列出。当在分级视图415中选择任意项目时，关联到所选的项目的子基元或子元素中的任意一个会在编辑视图405中展示，并且当前选中的元素的属性在属性视图420中显示。
在屏幕400中，调色视图410包括许多可用来创建显像的基本元素。例如，调色视图410包括一组基础UI(用户接口)元素，例如按钮、文本框、滑动条、旋钮等，一组基本面板和一组基本形状。定义的面板可以包括用作定位器的选择器形状以在各种相连的组合形状之间进行选择，以在运行时将其显示在选择器形状中。调色区410也可以包括各种其他面板，例如定义了一块用户可以通过与画布区域相关的坐标来明确地定位元素的区域的画布面板，定义了一块用户可以在其中将元素相对于另一元素水平地或者垂直地放置的区域的停靠面板，和用来通过指示的流方向断开(break)、折行(wrap)、对齐(align)的流面板区域中的内容的流面板。调色视图410中的基本图形可以包括ISA(美国仪表协会)符号、发射器符号、阀门符号、PI&D图符号或其他控制符号等，或任意其他想要的形状，所有这些都可用来建立图形元素。当然，其他基本元素，例如基本控制元素、设备等可以作为基元在调色视图410中提供，以用来创建所定义的图形元素的显像。
如图5所示，选择器形状500可以有多个唯一子元素505或与之有关的表示，可以理解不同的子元素505可以使用不同的次数或在使用了选择器形状500的不同显示中使用。子元素505中的任意一个可以由任意数目的基元510以及动画和动作515组成。更进一步的，选择器形状500可以包括任意数目的属性或参数520，这些属性和参数可以联系到动作和动画515或者被动作和动画515使用，以执行对子元素505的改变以及操作与子元素505有关的可视触发器。更进一步的，子元素505或者构成子元素505的单个的基元可以有为预先定义的事件而定义的动作，这些事件例如鼠标悬停事件，鼠标点击事件等。这些动作(也被称之为例程)使得事件处理器能够被设置或定义为进一步定制组合形状的行为，以及能够允许用户与子元素505互动以例如引起运行时环境内的变化。特别地，用户可以通过输入值或其他数字或信息到子元素、移动子元素上的元素诸如滑动条、或者通过采取一些其他动作来改变例如子元素505内的属性，来与子元素505互动。这一属性改变可以通过脚本或直接地与关联到过程输入，例如过程运行时变量，以使该变量改变。特别地，该属性可以连接到为图形元素定义的属性，该图形元素转而可以被绑定到过程输入。以这种方式，用户可以通过动作或动画例程与子元素505互动，以引起过程或其他运行时环境的变化，或向过程或其他运行时环境提供输入，该运行时环境例如是仿真环境。
如上所述，图4的属性视图420提供或展示了为分级视图415中选定的项目并由此为在主编辑视图405中描述的项目而定义的属性和事件。用户可以使用例如工具条按钮在属性视图420中的属性、固有属性和事件之间切换。图6A展示了选择器形状的属性视图420A，其中展示了固有属性，在本例中包括项目选择器、查找表、固定示像比、固定宽度、固定高度、尺寸、和比例属性。属性视图420A展示了这些变量的数据类型和这些变量的任意默认设置。如上所述，用户可以增加、从中删除、或者编辑属性列表以定义具有任意想要的数据类型的属性，这些数据类型包括枚举、表结构等。如果有需要，属性视图420还可以展示为这些属性而定义的任意运行时绑定，并且这些运行时绑定可以是固定的变量或标签，或者可以是使用在运行时或将图形元素下载到运行时机器上时所填写的别名的标签，。
为了创建和配置包括选择器形状的组合形状，用户可以选择和编辑属性视图420A中所展示的各种属性。例如，随着项目选择器属性的选中，项目选择器视图420B(图6B)可以出现在显示编辑器50中以允许用户定义项目选择器属性。在一个实施方式中，项目选择器属性是上下文表达式，该表达式在被求值时确定在选择器形状中或替代选择器形状而显示哪一个图形对象。例如，上下文表达式425可以包括一个或更多用户可配置的参数、该参数标识将要在选择器形状中或替代选择器形状而显示的子元素505。表达式425还可以包括其它默认的或可由用户可配置的参数，这些参数确定子元素505如何在选择器形状中或替代选择器形状而被显示。这些其他参数中的一些可以包括子元素颜色、文本格式、到过程参数绑定或链接以及用于在子元素505中显示的现场设备数据等。
随着查找表属性的选中，查找表视图420C可以出现在图形编辑器中以允许用户定义查找表属性。在一些实施方式中，查找表属性是一种数据结构，例如阵列或可用于执行阵列索引操作的关联阵列，该阵列索引操作的执行通过将表达式425(图6B)的结果与数据结构中的名称或其他项目匹配，以标识将在选择器形状中或替代选择器形状而显示的子元素505。查找表属性还可以用于通过与数据结构中的有效(或无效)项目进行匹配来验证任何表达式的值，还可以包括处理匹配的输入表达式结果的指针函数(或相对于标记的偏移)。如图6C所示，查找表中的一个或更多条目可以包括表达式结果430和组合名称435。表达式结果条目可以对应到上述对表达式425求值的结果，组合名称可以对应到将在选择器形状中或替代选择器形状而被显示的子元素505组合形状的标识(例如名称、路径、链接、绑定等)，如上所述。查找表属性还可以包括默认条目，例如“未列出”和“表达式错误”，以管理由表达式结果未呈现在表420C中所导致的错误、在表达式求值期间出现的错误、或者对应于不存在的、不正确的或出错的子元素505的表达式结果。这样的错误结果可以对应于一般默认子元素505、错误子元素505、或任意其他标准子元素505的组合名称435，该其他标准子元素505可传达在对表达式425求值以及将表达式结果与查找表属性对比的时候出现错误。
为了配置查找表420C，用户可以在查找表视图420C的表达式结果430列中输入值，例如“AI_FP”。然后用户可以选择组合形状类并将其链接到在表达式结果430列中所输入的值。在一些实施方式中，用户从调色视图410(图4)中选择组合形状或组合形状类，并使用“拖放”方法将选中的项目放置到查找表视图420C中。随着在表达式结果430列条目的附近释放选中的项目，相应的组合名称435条目将自动以选中项目的图像、文本、或者名称、绑定、路径的其他表达、或者其他标识特征来填充。附加地或者可替代地，用户可以手工将组合名称435输入到对应于输入的表达式结果430的域中。用户可以为组合形状和任意嵌套的选择器形状中的每个选择器形状重复相同过程。
附图7以运行时的控制操作者显示的形式示出了一个示例性图形显示的显示屏700，该图形显示可以使用显示编辑器50在配置时间中创建。显示屏700包括通过连接器元素716连接到阀门元素712和连接到一个或更多泵元素714的反应器元素710，连接器元素716在本例中是液流线。液流或流元素718提供进入和离开由屏幕700所描绘的工厂区域的物料流的参考。显示屏700中的图形可以通过选择和将不同图形元素互连在一起的方式创建，从而显示屏700可以包括高分辨率图形、动画、动作、可视触发器，相对于单独的图形元素。通过这种方式，动画和用户动作可以被合并到图形显示中。例如，使用这种能力，过程设备的静态图形组件可以被修改以指示设备的状态，(例如马达是否处于开启或运动状态，阀门的工作情况或位置等)，动画可以用来通过指示运动的显示变化(动画)表示与设备有关的动态数据，(例如使用填充技术的正在被填充的罐体的水位)，或者表示搅拌器的状态。进一步地，如上所述，包括一个或更多如上所述的选择器形状的组合形状可用于减少图形组件、动画、和其他元素的运行时显示的计算负荷。每个包括如上所述的可替代功能的组合形状可以允许对该图形的特定图形表达形式的运行时选择。由于如前所述的在显示中“堆叠”所有可能图形的典型方法，该运行时选择可以导致在运行时图形显示中出现的对象显著减少。特别地，可替代的功能可以允许更少的库对象，因为那些非常类似的库对象无需是全新的对象，而可以是图形的一个基本组的变形。
尽管上述使用选择器形状的可替换功能可以在任何包括一个或更多可替换部分的组合形状中实现，选择器形状的一种可能的用途和显示使得用户能够以这样的方式与显示屏700交互，即以允许用户通过与显示屏700的互动来查看附加信息或对运行时环境采用动作的方式。在一些情况下，这些互动可以用鼠标悬停和关于图形元素的其他动作来实现。例如，按钮720A可为用户提供关于冷却塔组成的信息的进一步查看，而按钮720B可以提供反应器710的面板显示。这样，尽管显示屏700包括使用三维组件来图释组成过程或过程的一部分的设备部件的一组元素，这可基于从许多不同来源导入的图形，该不同来源包括例如In-Tools，Auto-Cad，Windows元文件比如Visio，向量图，JPEG和位图图像格式，然而屏幕700还可以包括用来在元素级别执行例如旋转、调整尺寸、缩放、斜切、变色等的动画，以提供更有趣的和真实的动画，以及因此而更便于理解的显示。
选择器形状的一个示例性用途可以在操作者从显示屏700访问用户互动组件时产生。脚本或其他程序可以生成另一个屏幕或显示，例如面板显示或控制面板显示，图8示出了一些示例。例如，如下述参考图9-11而进一步解释的，当用户接口按钮，例如屏幕700中展示的按钮720B被访问时，反应器710的面板可以呈现给操作者，操作者则可以使用该面板来修改或查看关于反应器710的细节。每一个面板都可以包括定义可配置表达式的选择器形状或其他对象，如上所述。随着诸如按钮720B的用户接口按钮的选中，表达式被求值以确定在选择器形状中显示何种唯一信息，或使用何种唯一信息替代选择器形状而显示。
在图8的例子中，面板信息800被关联到用户可以通过屏幕700中的按钮702A来访问的反应器710的控制环(称为FIG2 28/TC2-1)。使用面板800的一部分800A，可以在滑动条形状820上查看操作参数的当前值，可以使用箭头830改变与控制环有关的设置点等。此外，可以在显示区800B中向用户提供控制环的限度和整定参数的信息，用户还可以在区域840中启用仿真能力。如果有需要，区域800B可以通过在区域800A上选择按钮850中的一个而从区域800A的视图中获得。类似地，通过其他按钮850，用户可以访问关于控制环进一步的信息，例如趋势数据、诊断数据等，或者可以访问和运行控制和诊断程序，例如环整定程序。这样，响应于用户在屏幕700上采取的或允许的动作，任何其他活动、屏幕和动作可以通过显示屏700被访问。
在控制系统支持在设备的类似部件的定义中使用别名之处，动态显示组件也可被设计为基于在显示屏400中被选中的设备的部件而支持动态参考。在这种情况下，预先配置的别名和属性可用于替代通常被定义为显示对象的一部分的对象标签或图形属性。这种别名能力支持高度的灵活性和重用性，因为类似的显示对象可以连接到不同的I/O点并代表不同的图形属性、外观、和安全性。这种能力可以消除为工厂内重复设备的不同部件重建类似显示对象或类似显示的需求。通过这种方式，相同的图形显示可被用于查看工厂中的具有相同组成和用途的不同硬件单元。
参考图9，包括上述可替代功能的组合形状的一个示例是面板对象900。运行时，依照配置时对象900的配置(例如用于选择器形状的表达式)，对象900可以将对象900的不同的组合形状或子元素(例如，组合形状900A或组合形状900B)显示在对象900的选择器形状子元素中或者替代对象900的选择器形状子元素而进行显示。这样，仅有实际在图形显示屏700(图7)中可见的、或者随着另一个对象(例如图9的面板对象900)的选中而可见的所需的子元素对象900A，900B等等才会随较大的图形显示而实例化。仅实例化所需的组合形状和子元素可以显著地减少运行时图形显示700的计算负荷。
在一个实施方式中，并且参考图10，每个包括可替换功能的组合形状1000可以包括一个或更多选择器形状1005，每个选择器形状1005都包括一个或更多上下文表达式1010(类似于上述的上下文表达式425)和查找表1020(类似于上述的查找表视图420C)。运行时，每个上下文表达式1010被求值以确定表达式结果1025。然后表达式结果1025被与相应于另一个组合形状，例如组合形状1030，的标识符相匹配。例如，上下文表达式1010的求值可能产生匹配于第一组合名称1030A的第一表达式结果1025A，或者表达式1010可能求值生成相应于第二组合名称1030B的第二表达式结果1025B。每一个标识符或组合名称1030A、1030B可以分别对应于唯一的子元素1035A和1035B，一旦上下文表达式被求值，子元素1035A和1035B就被显示在组合形状1000的选择器形状1005中，或者替代组合形状1000的选择器形状1005而显示。当然，每个唯一子元素1035A、1035B还可以包括类似于包括一个或更多类似于上下文表达式1010的上下文表达式的选择器形状1005的选择器形状，该一个或更多上下文表达式可转而分别被求值以显示类似于唯一子元素1035A和1035B的唯一子元素(即选择器形状是嵌套的)。
参考图7-11，可以使用配置好的图形显示700(图7)和选择器形状来在运行时执行方法1100，以选择组合形状并通过在组合形状中消除“堆叠”不需要的子元素来减少运行时计算负荷。方法1100可以包括一个或更多计算机可执行指令形式的例程，该指令存储于计算机可读存储器中并使用计算设备的处理器来在运行时运行。例如，例程1105可以从包括选择器形状的配置好的图形显示700中选择组合形状。在一个实施方式中，选择按钮720B可以为包括选择器形状1005的反应器710提供面板显示。在例程1110处，选择器形状表达式1010可以被求值以确定表达式结果1025。例如，选择器形状表达式1010可以求值为AI_FP(1025A)。在例程1115处，方法1100可以确定由已求值的选择器形状表达式1010得到的表达式结果1025是否对应于查找表1020中的任意表达式结果1025。方法1100可以确定，由于表达式1010本身中的造成无法在块1110中求值的错误，表达式结果1025未出现在查找表中。在例程1120，如果表达式结果是错误，则在例程1125处，方法1100可以在选择器形状中或者替代选择器形状而显示“错误”组合形状。“错误”图形可以包括文本或一些其他标识特征以指示例程1110的表达式求值产生了错误。可替换的，如果例程1110的表达式求值没有发生错误，但是表达式结果不能在查找表中找到，则在例程1130处，方法1100可以在选择器形状中显示“未列出”组合形状或者替代选择器形状而进行显示，以指示没有对应于表达式结果的组合形状。类似于例程1125的“错误”组合形状，“未列出”组合形状可以包括指示了表达式求值例程1110的表达式结果没有对应到任何其他组合形状的文本和其他指示。返回例程1115，如果例程1110的表达式值在查找表720中找到了，并对应于组合名称730，则对应于该表达式结果的组合形状和组合名称将被显示在选择器形状内，或者替代选择器形状进行显示。例如，选择器形状表达式1010的值为AI-FP(1025A)，根据查找表1020，该值对应于具有名称NewAI_CD(1030A)和子元素组合形状1035A的组合形状。子元素组合形状1035A随后被显示在选择器形状1005中，或替代选择器形状1005而被显示。在例程1140处，一旦组合形状1000显示出子元素组合形状(1035A或1035B等)，包括在运行时就不再通过选择器形状1005可见的子元素的组合形状1000之前的定义，以及显示那些额外形状所需的所有数据都被进行标记以去除。在一些实施方式中，未被选择器形状1005以及表达式1010指定的图形和数据可以被使用图形显示700、显示编辑器50的计算机系统或其他系统的缓存系统去除。在例程1145处，如果更多的选择器形状和表达式存在于图形显示700的形状中，则方法1100可以返回例程1105以重复上述例程。如果没有更多的选择器形状存在于显示700中，则可以结束方法1100。
当被实施时，在此描述的任意软件和例程可以是存储于任何计算机可读存储器中的计算机可执行指令，例如存储在磁盘、光盘、或其他存储媒介上的，或者存储于计算机或处理器的RAM或ROM中的，等等。类似地，该软件可以使用任何已知或想要的传送方法被传送到用户、过程工厂或操作者工作站，传送方法包括，例如，在计算机可读盘片上，或其他可移动计算存储机制，或通过通信信道，比如电话线、互联网、万维网、任何其他局域网或广域网等(在此传送被视为与通过可移动存储媒介提供这些软件是相同或可互换的)。进一步地，该软件可以无需调制或加密而直接提供，或者在被通过通信信道发送之前，被使用任何适当的调制载波和/或加密技术来进行调制和/或加密。
尽管本发明参照具体的例子来描述，然而这些具体的例子只是示例性的而并不限制本发明，对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，在位背离本发明的精神和范围的情况下，可以对公开的实施方式做出改变、添加或删除。

Claims (22)

1.一种用于减少存储在过程控制系统的图形显示的运行时存储器中的组合形状子元素的数量的计算设备，该设备包括：
处理器；
存储器；
显示；以及
组合形状子元素选择应用程序，其在所述存储器中维护、并在所述处理器上执行以选择用于在所述图形显示的组合形状内显示的组合形状子元素，该组合形状被配置为包括选择器形状、多个组合形状子元素、以及表达式，该组合形状子元素选择应用程序包括用于以下各项的指令：
在运行时对所述表达式求值以确定表达式结果；
使用该表达式结果标识组合形状子元素，该组合形状子元素是从所述多个组合形状子元素中被标识的；
在所述选择器形状内或者替代所述选择器形状而显示所述标识的组合形状子元素；以及
去除任何未被所述表达式结果所标识的组合形状子元素。
2.如权利要求1所述的计算设备，其中所述组合形状子元素中的每一个包括基元、动画、和动作中的一个或更多。
3.如权利要求2所述的计算设备，其中每个动作和动画包括一个或更多参数以执行对所述组合形状子元素的改变和以操作与所述子元素关联的可视触发器。
4.如权利要求1所述的计算设备，其中所述表达式包括一个或更多用户可配置的参数，该一个或更多用户可配置的参数标识所述组合形状子元素。
5.如权利要求4所述的计算设备，其中所述一个或更多用户可配置的参数包括确定所述标识的组合形状子元素如何在所述选择器形状内或者替代所述选择器形状而显示的附加的用户可配置的参数，该附加的用户可配置的参数包括子元素颜色、子元素文本格式、子元素绑定、以及到过程参数和现场设备数据的链接中的一个或更多。
6.如权利要求1所述的计算设备，其中使用所述表达式结果标识所述组合形状子元素包括将所述表达式结果与标识所述组合形状子元素的项目进行匹配的阵列索引操作。
7.如权利要求1所述的计算设备，其中所述表达式包括一个值，以及所述指令进一步包括通过将该值与有效值进行匹配来验证所述表达式值。
8.如权利要求1所述的计算设备，其中，如果所述表达式结果包含错误，或者如果使用所述表达式结果标识出不存在的组合形状子元素，则被显示的组合形状子元素包括默认的子元素或错误子元素。
9.如权利要求1所述的计算设备，其中去除任何未被所述表达式结果所标识的组合形状子元素包括对所述未被标识的组合形状子元素进行标记以从所述过程控制系统的所述图形显示的所述运行时存储器中去除。
10.如权利要求9所述的计算设备，其中缓存系统去除所述未被标识的组合形状子元素。
11.一种用于减少存储在过程控制系统的图形显示的运行时存储器中的组合形状子元素的数量的方法，该方法包括：
在所述图形显示中显示组合形状，该组合形状包括选择器形状、多个组合形状子元素、以及表达式；
在运行时对所述表达式求值以确定表达式结果；
使用所述表达式结果标识组合形状子元素，该组合形状子元素是从所述多个组合形状子元素中被标识的；
在所述选择器形状内或者替代所述选择器形状而显示所述标识的组合形状子元素；以及
去除任何未被所述表达式结果所标识的组合形状子元素。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述组合形状子元素中的每一个包括基元、动画、和动作中的一个或更多，其中每个动作和动画包括一个或更多参数以执行对组合形状子元素的改变和以操作与所述子元素关联的可视触发器。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述表达式包括标识所述组合形状子元素的一个或更多用户可配置的参数，其中所述一个或更多用户可配置的参数包括确定所述标识的组合形状子元素如何在所述选择器内或者替代所述选择器形状而显示的附加的用户可配置的附加参数，该附加的用户可配置的参数包括子元素颜色、子元素文本格式、子元素绑定、以及到过程参数和现场设备数据的链接中的一个或更多。
14.如权利要求11所述的方法，其中使用所述表达式结果标识所述组合形状子元素包括将所述表达式结果与标识所述组合形状子元素的项目进行匹配的阵列索引操作。
15.如权利要求11所述的方法，其中，如果所述表达式结果包含错误，或者如果使用所述表达式结果标识出不存在的组合形状子元素，则被显示的组合形状子元素包括默认的子元素或错误子元素。
16.如权利要求11所述的方法，其中去除任何未被所述表达式结果所标识的组合形状子元素包括对所述未被标识的组合形状子元素进行标记以从所述过程控制系统的所述图形显示的所述运行时存储器中去除，其中缓存系统去除所述未被标识的组合形状子元素。
17.一种具有用于执行步骤以减少存储在过程控制系统的运行时存储器中的组合形状子元素的数量的计算机可执行指令的计算机可读存储器，包括：
在所述图形显示中显示组合形状，该组合形状包括选择器形状、多个组合形状子元素、以及表达式；
在运行时对所述表达式求值以确定表达式结果；
使用所述表达式结果标识组合形状子元素，该组合形状子元素是从所述多个组合形状子元素中被标识的；
在所述选择器形状内或者替代所述选择器形状而显示所述标识的组合形状子元素；以及
去除任何未被所述表达式结果所标识的组合形状子元素。
18.如权利要求17所述的计算机可读存储器，其中所述组合形状子元素中的每一个包括基元、动画、和动作中的一个或更多，其中每个动作和动画包括一个或更多参数以执行对组合形状子元素的改变和以操作与所述子元素关联的可视触发器。
19.如权利要求17所述的计算机可读存储器，其中，所述表达式包括标识所述组合形状子元素的一个或更多用户可配置的参数，其中所述一个或更多用户可配置的参数包括确定所述标识的组合形状子元素如何在所述选择器形状内或者替代所述选择器形状而显示的附加的用户可配置的参数，该附加的用户可配置的参数包括子元素颜色、子元素文本格式、子元素绑定、以及到过程参数和现场设备数据的链接中的一个或更多。
20.如权利要求17所述的计算机可读存储器，其中使用所述表达式结果标识所述组合形状子元素包括将所述表达式结果与标识所述组合形状子元素的项目进行匹配的阵列索引操作。
21.如权利要求17所述的计算机可读存储器，其中，如果所述表达式结果包含错误，或者如果使用所述表达式结果标识出不存在的组合形状子元素，则被显示的组合形状子元素包括默认的子元素或错误子元素。
22.如权利要求17所述的计算机可读存储器，其中去除任何未被所述表达式结果所标识的组合形状子元素包括对所述未被标识的组合形状子元素进行标记以从所述过程控制系统的所述图形显示的所述运行时存储器中去除，其中缓存系统去除所述未被标识的组合形状子元素。
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