CN105144011A - 用于过程控制系统的图形过程变量趋势监控 - Google Patents

Abstract

一种用于过程控制工厂的过程控制监控系统，该系统使用图形趋势符号来辅助检测和监控过程控制工厂内的过程变量的趋势。过程控制监控系统内的图形显示应用程序可以实现和显示每一图形趋势符号以在图形上指示或概述过程控制工厂内的过程变量的当前趋势和值信息。图形显示应用程序可以在保持过程工厂的层次结构或每一层次等级的同时，在过程控制工厂的图形表示内的在空间上真实的位置中显示图形趋势符号。图形显示应用程序还可以包括使得用户能够迅速向下深入挖掘趋势数据以获得更多信息以及以支持问题识别和诊断任务的缩放特征。

Description

用于过程控制系统的图形过程变量趋势监控

技术领域

本公开总体上涉及过程控制系统，并且更具体地，涉及监控过程变量的趋势及过程控制工厂的层次结构、图形导航。

背景技术

诸如那些用于化学、石油或其它工业中的过程工厂通常包括一个或多个集中的或分散的过程控制器，这些控制器经由模拟、数字或组合的模拟/数字总线通信地耦接到至少一个主机或操作人员工作站和一个或多个过程控制和仪表设备，例如现场设备。例如可以是阀、阀定位器、开关、发送器、和传感器(例如，温度、压力、和流速传感器)的现场设备在过程中执行诸如增加或减少流体流以及测量过程参数的功能。过程控制器接收指示由现场设备做出的或与其相关的过程测量或过程变量的信号和/或与现场设备有关的其它信息，使用这些信息来实施控制例程，并接着生成控制信号，通过总线中的一个或多个或其它通信线路发送至现场设备来控制过程的操作。来自现场设备和控制器的信息通常被提供给由操作人员工作站执行的一个或多个应用程序，以使操作人员能够执行所期望的与过程有关的功能，例如查看过程的当前状态、修改过程的操作等。例如，EmersonProcessManagement出售的DeltaV^TM控制系统包括存储在位于过程工厂内多个地方的不同设备内并由这些不同的设备执行的多个应用程序。

虽然典型的过程工厂具有许多过程控制和仪表设备，例如连接到一个或多个过程控制器的阀、发送器、和传感器等，在过程的操作期间过该一个或多个过程控制器执行用于控制这些设备的软件，但是还有许多过程的操作所必需的、或与过程的操作有关的其它配套设备或装置。这些额外的装置包括，例如，电源装置、发电和配电装置、存储罐、加热器、诸如涡轮机等转动装置，等等，它们位于典型工厂中的多个地方。虽然这种额外的装置不一定创建或使用过程变量，而且在许多情况下，为了影响过程操作的目的，这种额外的装置不受控制或甚至不连接到过程控制器，但这种装置仍然是重要的并且最终对过程的适当操作来说是必需的。

为了管理多个现场设备和装置组件的相对位置和来自它们的信息，驻留在一个或多个操作人员工作站内的配置应用程序使得设计者能够创建或更改操作人员界面，该操作人员界面由查看应用程序使用以将数据显示给操作人员，并使得操作人员能够在过程控制例程内更改设置，例如设置点。每个专用控制器以及，在一些情况下，一个或多个现场设备存储并执行用于运行被分配给和下载到专用控制器或现场设备的控制模块的控制器应用程序，来实施实际的过程控制功能。可在一个或多个操作人员工作站上运行的查看应用程序经由总线从控制器应用程序接收数据，并将数据显示给过程控制系统设计者、操作人员、或使用用户界面的用户，并且可提供多个不同的视图中的任何视图，例如操作人员的视图，工程师的视图，技术员的视图等。数据库应用程序通常存储在数据库设备中并由其执行，数据库设备收集并储存跨总线提供的数据中的一些或全部，同时配置数据库应用程序可在附接到这些总线的又一计算机上运行，来存储当前过程控制例程配置和与其相关的数据。可替代地，配置数据库可位于与配置应用程序相同的工作站中。

随着过程控制环境中使用的现场设备的复杂性和数量的增加，不同的查看应用程序，例如图形显示应用程序已被提供以使诸如操作人员的用户能够监控该过程。例如，已使用图形显示应用程序以使控制操作人员能够查看过程工厂的当前运转、或过程工厂的区域，或使维护人员能够查看过程工厂内的硬件设备的状态、使能够模拟过程工厂等。

例如，一种类型的图形显示应用程序可使用管线(或过程)和仪表图(P&ID)以使用户能够实时监控过程工厂的当前运转。P&ID通常包括工厂装置和功能的图形表示，其共同形成过程的特定部分的功能平面图。P&ID内的图形表示通常是类实际地布置的，从而提供过程控制装置的更真实的布局，使得P&ID中的每件设备的布局在一定意义上反映了过程工厂中实际装置的布局。例如图形显示应用程序可使用P&ID，通过以在空间中有代表性的布局以描绘包括诸如加热器、存储罐，脱盐设备等若干件设备的原油单元的每件设备，来表示过程工厂的特定区域中原油单元。

此外，P&ID通常允许操作人员实时监控工厂中的参数(例如过程变量值)，同时提供高度地用户可配置的显示选项。然而不幸的是，P&ID中的实时值显示无法有效地支持对这些实时值随时间而变化的检测。换言之，经由P&ID的实时过程变量值的显示并不能使P&ID的用户很容易地检测或了解所描绘的实时数据内的趋势。事实上，由于P&ID倾向于在没有被以在空间上类真实的显示中所描绘的设备使用的屏幕空间内填满实时值，因此对用户来说难以看到和了解实时数据本身，更不必说该数据内的时间趋势。

P&ID开发人员最近以来尝试设计P&ID显示以反映与过程工厂装置相关的更多细节或反映更为复杂的过程工厂，P&ID开发人员相信更多的这些数据有助于用户更好地理解所述过程，这加剧了这一问题。这推动创建更复杂的P&ID，致使开发人员将更多的信息纳入P&ID中，并随后在P&ID中显示，这些信息来自包括更多数量的装置和现场设备的日益复杂的过程工厂。除了运行以在更多的图形杂乱内隐藏实时数据的操作之外，这些更为复杂的P&ID通常包括不一致布局(不同的P&ID之间)，使得对必须在多个不同的P&ID之间切换的用户来说，越来越难以定位实时参数值。实际上，最近的这些趋势只是加剧了P&ID内的杂乱，从而进一步减慢由用户做出的对过程参数数据的搜索。

作为结果，由于操作人员面对如此巨大量的详细数据，使用P&ID监控过程的操作人员可能会很快迷失在P&ID中呈现的巨大信息量中，或者其可能会错过过程中出现的重要的过程变量趋势或模式。此外，尤其是在大型、复杂的过程工厂中，这种巨大量的数据难以查看，更不用说仅使用P&ID(和潜在的其它支持图形或图表，例如可经由P&ID访问的过程变量趋势图)来掌握和理解。作为结果，操作人员可能花费不必要的时间和精力来定位过程变量的当前值和将其与设定点值、期望值等进行比较。此外，通过不在过程中快速地检测或识别问题，例如特定过程变量的状态的恶化等，操作人员可能会对纠正潜在的失控过程反应迟缓，这可能会导致严重的伤害、财产损失、环境污染、甚至死亡。当操作人员尝试经由P&ID监控更复杂和/或更大的工厂时，这些“恐怖事件”有可能更频繁地发生。

另外，对操作人员来说，在大规模、复杂的过程工厂的P&ID中导航可能带来很多困难。由于过程工厂的层次结构的特性以及大规模，经由P&ID导航到过程工厂的不同部分或区域可能是令人迷惑的、困难的以及违反直觉的。根据控制操作人员经由P&ID查看的过程工厂的图示的当前层次结构等级或细节等级，操作人员可能会难以适当地确定在过程工厂的其它区域的上下文的视图中显示的过程工厂的图示内的当前位置。在当前的P&ID查看实现中，当在P&ID中特定的层次结构等级查看过程工厂的图示的该当前位置或区域时，操作人员被提供有有限数量的超链接以遍及工厂的图示而进行导航。可指示工厂中的区域、单元、或一个装置的这些超链接中的每个通常只显示为文本，并且没有给出它们相对于工厂中其它区域或单元的具体位置或层次结构等级。也就是说，在导航链接和这些链接的指向之间通常没有一致的激发-响应映射，从而给经验不足的操作人员在提供一系列互连的P&ID进行导航时留下不确定感。

此外，提供给操作人员的超链接通常只用于在当前层次结构等级内的导航，并且不提供用于遍及过程工厂的图示内的位置和层次结构进行导航的其它选项。换言之，P&ID缺少使操作人员“钻”到更详细的层次结构等级而同时保持过程工厂的整个图示的上下文的能力。例如，如果过程工厂的图示的不同区域需要操作人员立即注意，例如该不同区域中的指向所述过程的偏离情况的过程变量，操作人员可能难以确定并随后难以导航到相对于过程工厂的当前位置的过程工厂中的所述不同区域的位置。作为结果，在时间关键事件期间，操作人员可能遭受不可预知的导航(例如，试验和错误点击等)，有可能导致操作人员在不必要的压力和挫折中做出较差的决策。

同样，如果操作人员未成功地导航到所识别的问题的不同区域的位置，则控制操作人员可能仍然需要应付尝试获取过程控制变量的适合等级的细节。在过高的细节等级，操作人员可能仅在查看P&ID时掌握非常少的过程控制信息。替代地，操作人员可能在查看多个过程变量趋势图、试图将当前过程变量值与设定点信息进行比较等时掌握太多细节。此外，详细的信息源可不与P&ID集成，并且可能需要控制操作人员查看跨多个分离的窗口或屏幕分布的各个细节等级的信息。掌握太少或太多的细节可能会分别导致控制操作人员作出不完整的或慢的决策，从而在关键事件或时期期间造成严重后果。

发明内容

一种用于过程控制工厂的过程控制监控系统，其使用图形趋势符号来辅助检测和监控过程控制工厂内过程变量的趋势。过程控制监控系统内的图形显示应用程序可实现并显示每个图形趋势符号，从而以图形指示或概述过程控制工厂内过程变量的当前趋势和值的信息。特别是，图形显示应用程序可使用从现场设备收集的过程变量数据以及存储在数据库中的过程变量数据来生成一个或多个图形元素，所述图形元素一起显示以形成图形趋势符号。每个图形元素可表示与图形趋势符号相关的过程变量的不同的属性，并且可包括指示过程变量的趋势信息的图形趋势元素，例如过程变量的变化速率、过程变量的变化方向、过程变量的变化期望度等。类似地，图形元素也可以包括指示过程变量的当前值信息的图形值元素，例如过程变量相对于期望值的幅度、过程变量相对于期望值的位置等。图形显示应用程序可一起显示这些图形元素中的一个或多个来形成图形趋势符号并以图形或符号来指示过程变量的当前趋势或值。此外，图形显示应用程序可以以过程控制工厂的图形表示内的在空间上的真实位置来显示所述图形趋势符号(例如P&ID)使得操作人员可迅速利用与图形趋势符号相关的过程变量的位置相对于图形表示内的图形趋势符号周围的区域而找准她自己的方向。

有利的是，图形显示应用程序可在所述过程工厂的图形表示内显示所述图形趋势符号，而同时地显示导航窗格，导航窗格可为操作人员提供相对于显示图形表示的过程工厂的层次结构或每个层次结构等级(例如，特定区域、单元、一个装置等)的上下文。重要的是，图形显示应用程序还可通过导航窗格辅助操作人员在不同的层次结构等级之间快速导航，来监控所述过程工厂的图形表示内的不同层次结构等级的上下文内的图形趋势符号。特别地，图形显示应用程序可不断地且一致地在相对于图形表示的相同位置上显示所述导航窗格，以在所述过程工厂的图形表示内提供可预测和高效的导航。特别地，图形显示应用程序可实现导航窗格以包括不同类型的选择器图标，其中每个选择器图标代表一不同的单元、区域、一个装置等，并对应于所述工厂的图形表示内所显示的特定的图形描绘。有利地，图形显示应用程序在不同类型的选择区域内显示不同类型的选择器图标，使操作人员容易区分所述过程工厂内的不同的层次结构等级和相对应的过程变量，同时保持相对于整个工厂的上下文。响应于在导航窗格内的特定选择区域中接收到对选择器图标的选择，图形显示应用程序可根据所选择的选择器图标，重新定位或改变所述过程工厂的图形表示的细节等级。

在工厂的图形表示的在空间上的真实视图内显示所述图形趋势符号时，图形显示应用程序可另外提供与所显示的图形趋势符号相关的过程变量中的一个或多个的不同等级的细节的过程变量信息视图。有利地，图形显示应用程序可确定根据多种因素(例如屏幕空间、处于关键状态的过程变量等)来实施不同等级的细节的一个或多个过程变量信息窗格。图形显示应用程序实施每个窗格以显示针对与图形表示的当前显示的视图内所显示的图形趋势符号相对应的一个或多个过程变量的不同等级的详细信息。例如，图形显示应用程序可显示摘要窗格，该摘要窗格可仅包括针对利用图形表示所显示的一个或多个图形趋势符号的图形趋势符号和过程变量的相关名称。此外，除了摘要窗格中所提供的信息之外，图形显示应用程序还可显示详细窗格，该详细窗格例如可包括针对利用图形表示所显示的一个或多个图形趋势符号的当前过程变量的幅度/位置值以及期望值的比较图和/或实际致动器(actuator)或值位置。此外，除了详细窗格中所提供的信息之外，图形显示应用程序可显示展开窗格，该展开窗格例如可包括过程变量的历史图。重要的是，响应于接收到所述图形表示内的图形趋势符号的选择、摘要窗格内相对应的过程变量视图的选择、详细窗格内相对应的过程变量视图的选择等，图形显示应用程序可动态地突出显示图形表示内的图形趋势符号和窗格内相对应的过程变量的全部变化的详细视图。

附图说明

为了更完整的理解本公开，应参考具体实施方式和附图，其中相同的附图标记标识图中相同的元件，并且其中：

图1是根据本公开的一个方面的具有控制器(或控制元件)的过程控制系统的示意性图示，所述过程控制系统被配置为经由所述控制器和多个现场设备之间传输的通信而接收来自多个现场设备的过程变量信息；

图2是过程控制工厂的一部分内的示例性原油单元的图形表示和过程控制工厂导航窗格的截屏；

图2A示出了图2的导航窗格的另一实施方式；

图2B示出了包含图2A中的示例性导航键的另一示例性导航窗格；

图2C示出了包含图2A和/或2B中的示例性导航键的另一示例性导航窗格；

图2D示出了图2C中的示例性导航窗格的另一视图；

图3是过程控制工厂的导航窗格的详细视图；

图4是过程控制工厂的一部分内的示例性原油单元的图形表示内的加热器的突出显示和过程控制工厂的导航窗格截屏；

图5是过程控制工厂的一部分内的示例性加热器的图形表示、导航窗格、摘要窗格、和展开窗格的截屏；

图6是示例性图形趋势符号的视图；

图7是可用来创建图形趋势符号的过程变量属性图；

图7A-D和8-17示出了指示与图1的示例性过程控制系统内的组件相对应的过程变量相关的情况、特性、趋势、和/或其它信息的示例性图标；

图18是图5中摘要窗格、详细窗格和展开窗格的截屏的详细视图；

图18A示出了图18中的摘要窗格的替代实施例；

图18B示出了详细的图18中的窗格的替代实施例，其包含比图18A中的示例图形指示更多信息的示例性过程变量图形；

图18C示出了图18中的过程变量窗格的替代实施例，其包含比图18B中的示例性图形指示更多信息的示例性过程变量图形；

图18D以收起的形式示出了图18A-18C中的示例性过程变量摘要窗格；

图18E示出了用于显示的示例事件历史表；

图19是突出显示的所选择的过程变量和所选择的过程变量的多个相对应的突出显示的截屏；以及

图20A-20B是生成图形趋势符号的示例性方法。

具体实施方式

图1中所示的过程控制监控系统10可用于实现并显示本文所描述的图形趋势符号，该过程控制监控系统10包括经由网络总线31(例如，以太网通信网络)连接到数据库12和一个或多个主机工作站或计算机14(其可以是任何类型的个人计算机、工作站等)的过程控制器11。每个工作站14可包括用于存储包括例如图形显示应用程序30的多个应用程序的存储器，并可可通信地耦接到用户界面13。控制器11还经由输入/输出(I/O)卡26和28连接到现场设备15-22。数据库12可以是任何所期望类型的数据收集单元，所述数据收集单元具有存储器和用于存储数据的任何所期望或已知的软件、硬件或固件。系统10可还在数据库12内存储过程变量值或过程变量数据以用于生成图形趋势符号并随后将图形趋势符号显示给操作人员。在图1中，控制器11使用硬连线通信网络和通信方案，或可替代地使用无线网络和无线通信方案通信地连接到现场设备15-22。

通常，现场设备15-22可以是任何类型的设备，例如传感器、阀、发送器、定位器等，而I/O卡26和28可以是符合任何期望的通信或控制器协议(例如Fieldbus协议、HART协议、4-20ma模拟协议等)的任何类型的I/O设备。图1中所示的阀、传感器和其它设备可以是任何期望的种类或类型的装置，包括例如Fieldbus现场设备、标准4-20ma现场设备、HART现场设备等，并且可以以任何期望的方式连接到控制器11并由控制器11控制。另外，其它控制器可经由例如以太网通信线路31连接到控制器11和工作站14来控制与过程工厂16相关的其它设备或区域，这种额外控制器的操作可以以任何期望的或已知的方式与图1中所示的控制器11的操作进行协调。

控制器11包括处理器23，处理器23用于实现或监督存储在存储器24中的一个或多个过程控制例程(或其任何模块、块、或子例程)。一般而言，控制器11与设备15-22、主机计算机14和数据库12进行通信，从而以任何期望的方式控制过程。此外，控制器11可使用通常被称为功能块的事物来实施控制策略或方案，其中，每个功能块为整个控制例程的一个对象或者另一部分(例如，子例程)，其与其它功能块一起(经由被称为链路的通信)运行以在过程控制监控系统10内实现过程控制循环。功能块通常执行以下功能中的一种，以在过程控制监控系统10内执行一些物理功能：输入功能(例如与发送器、传感器或其它过程参数测量设备相关的输入功能)、控制功能(例如与执行PID、模糊逻辑等控制相关的控制功能)、或者控制一些设备(例如阀)的运行的输出功能。当然，在本文中也可存在并使用混合的和其它类型的功能块。功能块可存储在控制器11或其它设备中并由其执行，如下文所述。

一般而言，图1的过程控制监控系统10可用于监控一个或多个过程控制工厂的过程，其中，例如，工作站14中的一个执行图形显示应用程序，该图形显示应用程序允许操作人员经由用户界面13通过工厂的在空间上的真实图形表示来监控所述过程，并在所述过程工厂的层次结构的上下文中导航到所述过程工厂的表示的不同区域。在图1所示的示例性过程控制监控系统中，这一图形显示应用程序30驻留在工作站14中。然而，图形显示应用程序30可在其它工作站14中存储并执行，或者在以任何期望的方式(包括以任何无线方式)通信地连接到总线31的其它计算机中(包括以任何无线方式)。

再次参照图1，数据库12可存储包括装置数据的配置数据，所述设备数据例如是工厂中装置单元的列表和装置层次结构、与工厂的各个区域有关的管理信息、装置单元与工厂区域的关联、装置的层次结构分解、诸如每个现场设备的位置数据的现场设备数据、现场设备与多件装置的关联、以及其它配置数据。另外，应注意，数据库12可以是一个单独的服务器或一组服务器，或者，如果过程工厂控制监控网络10足够小，则数据库12可被简单地实施为工作站14中的一个的文件系统的专用过程服务部分。重要的是，系统10可在数据库12内存储从现场设备15-22采集的当前和历史过程变量值，或由图形显示应用程序30生成的过程变量数据，例如，以用于生成图形趋势符号并显示给操作人员。

通常，在操作期间或在模拟环境中，操作人员可运行或执行图形显示应用程序30以在过程工厂的图形表内实现并显示图形趋势符号。图形显示应用程序30可从数据库12取回或接收针对特定过程变量的过程变量信息，以生成过程变量数据和过程变量趋势数据。图形显示应用程序可在在所述过程工厂的所述图形表示内生成并显示所述图形趋势符号时，使用这些过程变量数据和过程变量趋势数据。

如图2中所示，例如，图形显示应用程序30向操作人员呈现出包括构成过工厂组件的图形表示的示例性截屏50，在该事例中为显示在观察口52和导航窗格54中的原油单元53。所显示的原油单元图形表示53仅描绘出所述过程工厂的整个图形表示(即，整个P&ID)的一部分，尤其是仅描绘出所述过程工厂的原油单元(例如，被标记为“原油单元1”)内包含的装置。如图2所示，图形显示应用程序可显示原油单元图形表示53，以包括工厂中原油单元的在空间上的真实布局(例如，P&ID)，所述原油单元包括构成原油单元的诸如加热器56、蒸馏塔58、脱盐设备60等装置的以图形的真实描绘。图形显示应用程序可显示所示出的每件装置，以包括该件装置的真实描绘、识别符标签、以及可将该件装置耦接到其它装置或诸如燃油、燃气、水等其它流入/流出源的任何管线、连接等。例如，加热器56包括加热器的真实描绘以及识别符标签“H-138”，同时指示与加热器56相关的输入和输出，例如用于蒸汽管57的入口、用于燃油管59的入口、用于燃油管63的入口、以及用于原油管65的出口。图形显示应用程序可在观察口52内显示原油单元的图形表示53，从而也包括针对每件装置的特定或关键的过程变量信息。例如，如图2所示，图形显示应用程序30显示针对与加热器56相关的多个过程变量的过程变量数据，例如入口压力、出口压力、和原油温度(下文中将更详细的讨论)。

如图2所示，导航窗格54允许操作人员高效地导航到整个过程工厂的图形表示61或其它过程工厂内的图形趋势符号，同时为操作人员提供反映所述过程工厂的实际层次结构的层次框架或结构内的上下文。特别地，导航窗格54可允许操作人员快速地识别在所述过程工厂61的整个表示的上下文中或关于所述整个表示的当前在观察口52内显示的所述过程工厂的区域或部分。此外，导航窗格54可清楚地给操作人员提供一些或所有可能的位置导航选项，以用于高效地导航到过程工厂的图示的不同区域，而不考虑所述过程工厂的图示的不同区域的层次结构等级。有利的是，图形显示应用程序30可不断地并始终如一地在相对截屏50内的观察口52的相同位置中显示导航窗格54，从而向操作人员提供在所述过程工厂的图示内的可预测和高效的导航。

在图2中，导航窗格54可表示过程工厂61以及在过程工厂61的层次结构结构中与过程工厂61相关的单元和装置。特别地，导航窗格54包括单元选择区域62，单元选择区域62包括一个或多个单元选择器图标66、68、70，在这个示例中，它们分别被标有“原油单元1”、“原油单元2”、和“原油单元3”。导航窗格54还可包括装置选择区域64，装置选择区域64可以包括一个或多个与实际工厂中的特定装置相对应的装置选择器图标72-82。响应于接收到选择一个单元选择器图标(例如“原油单元1”单元选择器图标66)，图形显示应用程序30可在装置选择区域64中填充对应于与所选择的单元相关的或包含在其中的一个或多个装置的一个或多个装置选择器图标72-82。例如，如图2所示，图形显示应用程序30显示与所选择的“原油单元1”单元选择器图标66相关的所有装置，这包括“脱盐设备”装置选择器图标72、“存储罐”装置选择器图标74、“塔”装置选择器图标76、“高架接收机”装置选择器图标80、和“加热器”装置选择器图标82。当然，过程控制监控系统10的导航窗格54可包括任何数量的层次结构等级和选择区域，并且不限于包括单元和装置的两个层次结构等级。同样，响应于接收到选择“原油单元2”单元选择器图标68，例如图形显示应用程序30可利用与新选择的单元相关的或包含在其中的装置选择器图标(未示出)来填充装置选择区域64。

例如，图2A示出了与过程控制系统(例如，图1中的示例性过程控制系统10)的至少一部分相关的示例性导航窗格2600。示例性导航窗格2600包括被分组或布置在分离的列2620、2622、2624中的多个导航键2602、2604、2606、2608、2610、2612、2614、2616、2618。每个导航键2602、2604、2606、2608、2610、2612、2614、2616、2618对应于过程控制系统中的一个特定的组件(例如，工厂、区域、单元、装置模块、控制模块等)。每个列2620、2622、2624对应于过程控制系统的组件的层次结构中的不同等级，并且因此，每个列2620、2622、2624包含与对应于每个列2620、2622、2624的层次结构等级的组件相关的导航键2602、2604、2606、2608、2610、2612、2614、2616、2618。在图示的示例中，组件的更高或上部的等级(例如，父组件)朝向左边，较低的等级(例如，子组件)朝向右边。例如，在图2A所示的示例中，左侧的列2620对应于所述过程控制系统的层次结构中的工厂级，并且包括被标注为“德克萨斯工厂”的单个导航键2602，其对应于所述过程控制系统内的单个工厂。图示示例的层次结果中的下一等级(对应于中间列2622)为单元级，包含分别被标注为“原油单元1”、“原油单元2”、和“原油单元3”的导航键2604、2606、2608，这些导航键对应于所述过程控制系统内的三个过程单元。示例性层级结构的下一等级(和在列2624示例性导航窗格2600中所表示的底层)为装置模块级，包括分别被标注为“存储罐”、“脱盐设备”、“加热器”、“塔”和“高架接收机”的导航键2610、2612、2614、2616、2618，这些导航键对应于所述过程控制系统内的五个过程模块。在一些示例中，导航窗格2600可包含更多的列来表示过程控制系统层次结构内的其它等级(例如，装置块级和/或控制模块级)。

在图示的示例中，示例中的每一列2620、2622、2624对应于与层次结构中的共同父组件相关的子组件的单个分支。即，示例性导航窗格2600中所示出的与所述层次结构中的较低等级相关的导航键对应于一些组件，这些组件是在由紧挨着相对应的较低等级之上的一等级中的导航键中的一个所表示的组件中的一个内包含的组件的子集。例如，位于右侧列2624的导航键2610、2612、2614、2616、2618可对应于均与过程控制系统内的同一过程单元相关的过程模块(与中间列2622中的导航键2604相关的第一原油过程单元)。类似地，中间列2622中的三个导航键2604、2606、2608中的每一个可对应于均与同一工厂(例如，与位于左侧列2620的导航键2602相关的工厂)相关的过程单元。因此，虽然与导航键2606、2608相关的原油过程单元可具有多个子组件(例如，多个设备和/或控制模块)，但是这些单元不是用图2A中所示的导航窗格2600中的导航键来表示的，这是因为这些子组件在层次结构的非所示出的分支内。在图示的示例中，在任何给定时间在导航窗格2600中所显示的层次结构的每一级的特定分支可基于过程控制系统的当前视图(例如，在P&ID显示区域302中的当前过程图304)。

例如，如果当前正在查看(与导航键2604相关的第一原油过程单元的)与导航键2614关联的加热器模块，则将分支中从顶部等级(例如，与导航键2602相关的工厂)向下到与加热器模块相关的等级的所有导航键全部显示。如图中的示例所示，还显示位于层次结构的每一级的兄弟组件(例如，直接从层次结构上一级的同一父组件分支的组件)。在一些实施例中，与当前正被查看(例如，通过P&ID显示区域302)的特定组件相对应的导航键可与其它导航键从图形上进行区分。例如，如图2A所示，当操作人员正在针对工厂的第一单元的加热器模块而查看P&ID时，对应于加热器模块的导航键2614具有独特的视觉特性(例如，不同的图案)，从而与其余的导航键区分开。尽管所示的实施例示出了具有独特图案的导航键2614，但也可以使用任何其它视觉上不同的特性(例如，阴影、颜色、形状、大小、勾勒、朝向、符号、标记、边框、闪烁、突出显示等)。另外或可替代地，在从层次结构的顶级(例如，工厂)向下至被查看的特定组件(例如，区域、单元、模块等)的直接路径或线路中的每个导航键进行图形上的改变以便区别于其它导航键。例如，导航键2602、2604、2614包括一个粗的边框；然而，可替代地使用任何其它视觉识别特性。以这种方式，操作人员可迅速地确定他们所查看的组件以及所述组件如何与过程控制系统内的其它组件和导航窗格2600内的其它导航键相联系。

优选地，例如，通过给所选择的单元选择器图标(例如，“原油单元1”单元选择器图标66)增加阴影，图形显示应用程序30可指示对图2中单元选择器图标66-70的选择，以及通过给如图2所示的装置选择区域64的背景增加阴影来指示与选定的单元选择器图标66相关的装置选择器图标72-82。类似地，图2B示出了与图2A中的示例性导航窗格2600所表示的示例性过程控制系统的相同部分相关的另一示例性导航窗格2700。示例性导航窗格2700与示例性导航窗格2600类似，不同之处在于在层次结构中的每个分支(包括与导航键2602相关的工厂)被置于分离的选项栏2702、2704、2706、2708中。由此，在所示的示例中，与在层次结构的直接线路中的每个组件相关的栏2702、2704、2706、2708被呈现为正视图并用粗体轮廓突出显示和/或以其它图形所标识。图2B中与观察口52的当前视图(如图形表示53)相关的导航键(例如，与加热器模块相关的导航键2614)直观地进行区分(如，通过阴影、颜色、图案、突出显示、勾勒、闪烁等)。以这种方式，操作人员可相对于过程控制系统的其它部分直观地识别在观察口52中所显示的当前视图的上下文。此外，栏2702、2708的轮廓用于以图形表示三个原油过程单元(由导航键2604、2606、2608表示)中的每一个是工厂(由导航键2602表示)内的子组件、并且五个处理模块(由导航键2610、2612、2614、2616、2618表示)中的每一个是第一原油过程单元(由导航键2604表示)内的子组件。

图2C示出了与图2、2A和/或2B中的示例性过程控制系统的相同部分相关的另一示例性导航窗格2800。然而，与其它示例性导航窗格不同，导航窗格2800包括顶部横幅2802，顶部横幅2802具有用于识别在导航窗格中表示的过程控制系统的顶层的标题2804(例如，德克萨斯工厂)。因此，在图2C所示的示例中，左侧列2806对应于层次结构的单元级且包含导航键2604、2606、2608，中间列2808对应于层次结构的区域级且包含导航键2610，2612、2614、2616、2618。示例性导航窗格2800的右侧列2810包括与层次结构的下一等级(例如，装置和/或控制模块)中的组件相对应的导航键2812、2814、2816。在一些示例中，考虑到与层次结构中相对应的等级相关的更多或更少的组件，每一列2806、2808、2810可具有可调节的宽度。另外或可替代地，列2806、2808、2810可包含比任一时刻所示的更多的、但可通过使用相对应的滚动条2818来查看的导航键。示例性导航窗格2800与图2中的示例性导航窗格54相似或相同，区别在于导航窗格2800显示出额外的细节并且对应于经由观察口52显示的热器模块，而不是对应于如图2所示的经由观察口52显示的原油过程单元53的图形表示。

在图示的示例中，包含在示例性导航窗格2800中所表示的特定的较高级别组件内的较低级别组件可通由标记2820(例如，三角形或箭头)来标识，标记2820在与向下指向和当前所查看的组件相关的导航键的层次结构中的组件的直接线路相对应的每个较高级别的导航键旁边。例如，在导航键2604旁边的标记2820指示在较低等级中所显示的所有导航键(例如，列2808中的导航键2610、2612、2614、2616、2618和列2810中的导航键2812、2814、2816)对应于过程控制系统的第一原油过程单元内的子组件(即，与导航键2604相关的上级组件)。类似地，在导航键2614旁边的标记2820指示导航键2812、2814、2816对应于加热器模块内的组件(即，与导航键2614相关的上级组件)。另外或可替代地，从层次结构的顶级向下到当前被查看的组件的组件直接路径也可通过改变沿所述直接路径的相对应的导航键的外观(例如，与上文结合图2A所描述的类似，通过改变相对应的导航键的阴影、颜色、图案、亮度、轮廓等)来指示。此外，如与图2A和2B一样，图2C中与观察口52的当前视图(例如，图形表示53)相关的导航键(例如，与加热器模块相关的导航键2614)从视觉上进行区分(例如，经由独特的阴影、图案、颜色、形状、大小、轮廓、方向、符号、标记、闪烁、突出等)。当然，也可以采用用于指示装置选择器图标72-82和装置选择区域54与所选择的单元选择器图标66相关的任何合适的方式，例如在所选择的单元选择器图标(未示出)中所显示的每个装置选择器图标中显示相同的符号指示符(例如，在选择器图标的上角处的星号等)等。

正如以下将更详细描述的，选择(例如，经由鼠标点击)导航键中的任何一个可将过程控制系统的当前视图(例如，观察口52中的图形表示53)改变为对应于所选择的组件。以这种方式，除了为操作人员提供相对于其它组件关的于当前视图的情景认知，还提供组件的警报状态，示例性导航窗格2800使操作人员能快速导航到过程控制系统中的任何组件并提出相对应的P&ID和/或其它信息供进一步的分析。在其它实施例中，选择(例如，经由鼠标点击)导航键中的一个可能不会立即将过程图304改变为所选择的组件，而是仅在导航窗格内给出所选择的组件的预览。例如，操作人员可能正在查看如图2C所示的示例性导航窗格2800，并想知道在与过程控制系统的第三原油过程单元相对应的导航键2608的警报摘要图标2626中指示的单个警报的源。为此，操作人员可选择左侧列2806中的导航键2608，接着更新剩余的列2808，2810来显示与如图2D中所示的第三原油过程单元的子组件相关的导航键。也就是说，当选择了图2C的示例性导航窗格2800中的导航键2608时，在导航键2608的旁边显示标记2820以指示中间列2808重新填充有与过程控制系统的第三原油过程单元内的组件相对应的新的导航键2902、2904、2906、2908、2910。然后，当选择导航键2904(基于警报摘要图标2626将导航键2904指示为警报的源或位置)时，右侧列将填充有导航键2912、2914、2916，并且另一个标记2820将在导航键2904的旁边显示以指示第三列2810中的导航键2912、2914、2916与由导航键2904所表示的脱盐设备模块内的子组件对应。

尽管图2C和2D中所示的示例性导航窗格2800之间的列2806、2808、2810的内容不同，但在一些实施例中，图2D中的导航窗格2800为第三原油过程单元的脱盐设备模块的预览，使得第一原油过程单元的加热器模块的P&ID将保持在图形表示53中显示。在一些实施例中，可通过以第一方式(例如，鼠标单击)选择相对应的导航键来实现导航到在导航窗格2800中的显示预览，并可通过以不同的第二方式(例如，鼠标双击)选择相对应的导航键来实现实际导航到所述过程工厂的新的部分(例如，具有不同的图形表示53)。

如上所述，在图2D的导航键2608、2904旁边的标记2820和/或图2D中的导航键2608、2904的独特外观(例如，基于阴影、颜色、图案、边框、标记等)指示当前正在显示的每一列2806、2808、2810中的导航键之间的关系(例如，层次结构的分支和/或路径)。然而，当显示预览导航窗格(例如，图2D中的导航窗格2800)时，与在图形表示53中实际被显示的特定组件相对应的导航键可被隐藏(例如，图2C中的导航键2614)。由此，如图2D中的示例性导航窗格2800所示，在与过程控制系统层次结构的分支相对应的、与所述图形表示53中当前被查看的组件相关的导航键的旁边示出单独的标记2918。此外，标记2918在外观上可与上述标记2820不同(如基于颜色、图案、轮廓、形状、标记等)，从而来区分标记2820、2918的目的。在一些示例中，标记2918的独特的视觉特性可与和对应于图形表示53的组件相关的导航键(例如，图2C中的导航键2614)的视觉区别特征(例如，颜色、图案、阴影、突出显示、边框等)相对应。

如图2C和2D中所示，顶部横幅2802包括P&ID显示键2826，P&ID显示键2826可返回示例性导航窗格2800，以显示与过程控制系统中经由当前图形表示53所显示的组件相关的导航键。例如，如果操作人员要在导航到图2D所示的预览导航窗格2800之后选择P&ID显示键2826(例如，鼠标点击)，导航窗格2800将返回到图2C的导航窗格2800中所示的、与当前正在P&ID显示区域302中所显示的加热器模块对应的视图。在一些示例中，顶部横幅2802还可包括后退键2828和前进键2830，以便在使用导航窗格2800导航到的操作人员已导航经过的不同视图之间来回流量。另外或可替代地，顶部横幅2802还包括用于在与至少一个当前处于警报状态的过程变量相关联的页面(例如，观察口52内过程工厂的图形表示53)之间来回跳动的先前警报键2832和下一警报键2834。此外，顶部横幅2802可包括警报过滤器键2836，警报过滤器键2836用于重新配置导航窗格2800以仅显示与包括至少一个处于警报状态下的过程变量的组件相关的导航键，和/或过滤导航窗格2800以仅显示与高危险警报相关的导航键。另外或可替代地，可提供单独的排序键以其它方式来排序和/或过滤导航键(例如，按字母顺序、工程化的顺序、严重程度顺序等排序)。

现参照图3，截屏55中示出了可进一步包括过程变量警报指示符84-98或标志的导航窗格54的详细视图，所述警报指示符84-98或标志指示针对与所显示的装置选择器图标72-82、单元选择器图标66-70、以及工厂61相关的过程变量而发生的不同类型的警报。例如，与“储存罐”装置选择器图标74相关的警报指示符84为低优先级警报，其指示针对与过程工厂中的储存罐相关的特定过程变量的不太紧急的状态情况。由于与“储存罐”装置选择器图标74相关的警报指示符84具有较低的优先级警报，因此图形显示应用程序30可利用特定的颜色、阴影、符号指示符或任何其它合适的方式来显示指示警报指示符84，以指示较低优先级的警报。然而，如果警报指示符与较高优先级的警报关联，例如与“加热器”装置选择器图标82相关的警报指示符90，则图形显示应用程序30可利用与较低优先级警报不同的颜色、阴影、符号指示符等来显示警报指示符90。此外，选择器图标66-82中的一个可指示针对与特定选择器图标相关的两个或更多个过程变量的较低优先级和较高优先级两者。例如，如图3所示，图形显示应用程序30显示出与“加热器”装置选择器图标82相关的一个较低优先级警报88和一个较高优先级警报90。当然，也可以结合警报指示符84-98使用任何数量的优先级警报等级。

有利的是，图形显示应用程序30将每个过程变量警报与位于过程工厂的图形表示内的相对应的图形趋势符号相关联，并可通过警等级别优先和通过过程工厂内与图形趋势符号的位置相对应的层次结构等级或部分来汇总每个过程变量警报。例如，如图3所示，图形显示应用程序30汇总三个较低优先级警报84-88(例如，与“储存罐”装置选择器图标74相关的较低优先级警报84，与“脱盐设备”装置选择器图标72相关的较低优先级警报86以及与“加热器”装置选择器图标82相关的较低优先级警报88)，并将与“原油单元1”单元选择器图标66相关的较低优先级警报指示符92标记为“3”，以向操作人员指示在“原油单元1”单元中当前发生与三个过程变量(及相对应的图形趋势符号)相关的三个较低优先级警报。同样地，例如，图形显示应用程序30可针对过程工厂中每一较高层级汇总较高优先级警报。例如，与和“原油单元1”单元选择器图标66相关的装置选择器图标72、74、82中的任意一个相关的仅一个较高优先级警报是与“加热器”装置选择器图标82相关的较高优先级警报90。图形显示应用程序30通过将与“原油单元1”单元选择器图标66相关的较高优先级警报指示符94标记为“1”，来显示与“加热器”装置选择器图标82相关的这一较高优先级警报90，从而向操作人员指示在“原油单元1”单元中当前发生与一个过程变量相关的仅一个较高优先级警。因此，经由汇总导航窗格54内所表示的不同层次结构实体的警报指示符，操作人员可快速识别针对特定工厂、单元、装置等的过程变量警报的数量和优先级。

通过使用导航窗格的选择器图标和直观地关联过程工厂的图形表示的部分或区域，图形显示应用程序30使得操作人员能够快速导航到过该图形表示的部分或区域内的特定图形趋势符号。现参照图4的截屏100，例如，图形显示应用程序30额外使得操作人员能够在P&ID内直观地识别与导航窗格54内所指示的选择器图标相关的特定单元、装置等。例如，响应于检测到在导航窗格54的“加热器”装置选择器图标82附近或之上的操作人员发起的悬停事件(hoverevent)(例如，鼠标、手指接触点，或在不确认选择的情况下指示选择器图标的任何其它合适的方式)，图形显示应用程序30只突出显示观察口52内原油单元图形表示53中加热器56的相对应图形描绘。图形显示应用程序30另外可在导航窗格54内突出显示“加热器”装置选择器图标82，并连同突出显示加热器56的图形描绘，从而通过经由导航窗格54直观地传达过程工厂的层次结构内的加热器的层次位置，来进一步向操作人员提供上下文。

如图4所示，图形显示应用程序30可例如使用突出显示的边框104、102来突出显示装置选择器图标82和加热器56的图形描绘，或者可替代地，可使用与原油单元53的图形表示中出现的其它颜色不同的颜色来使装置选择器图标82和图形描绘56完全增加阴影，或者可以使用任何其它合适的方式来突出显示装置选择器图标82和加热器的图形描绘56。因此，如果操作人员在装置选择区域64(即，被包含在或位于过程工厂的“原油单元1”之下的层级中的装置)中的另一个装置选择器图标附近或之上进行悬停事件，则图形显示应用程序30突出显示观察口52内的原油单元53的图形表示内的相对应的图形描绘。以这种方式，经由在导航窗格上的各个选择器图标上悬停，操作人员可在图形表示内迅速地识别特定的图形趋势符号(或包括所述特定的图形趋势符号的装置)的位置，同时操持相对于整个过程工厂的上下文。

此外，响应于确定特定的图形趋势符号的位置，操作人员可希望看到在图形表示内的所述特定的图形趋势符号的位置或区域的更详细的视图。有利地是，操作人员可确认对与所期望的区域相关的选择器图标的选择来重新定位或改变观察口内所显示的过程工厂的图形表示的部分的细节等级(例如，放大、缩小等)。例如，在经由命令或控制输入、点击、敲击手势等接收到对单元选择器图标66-70或装置选择器图标72-82中的一个的确认选择时，图形显示应用程序30可显示与所选择的选择器图标相关的过程工厂61的图形表示的不同部分。例如，如图5所示，响应于对“加热器”装置选择器图标82的确认选择，图形显示应用程序30可显示与所选择的“加热器”装置选择器图标82相关的加热器112的图形表示。继续参照图5，截屏110包括在观察口52内显示的与确认选定的“加热器”装置选择器图标82相关的加热器112的图形表示、导航窗格54、过程变量摘要窗格130、以及具有历史图150的过程变量展开窗格。在该示例中，图5的加热器112的这一图形表示是原油单元的图形表示53的子集，并且额外提供了比在原油单元的图形表示中所提供的更详细的加热器的信息。

重要的是，经由在过程工厂的图形表示的一部分内的每个相对应的所显示的图形趋势符号，每个操作人员可高效地监控过程变量的当前趋势和值。此外，图形显示应用程序30在过程工厂的图形表示内的在空间上真实的位置中显示每个图形趋势符号，使得操作人员可以快速地识别与特定过程变量相关的现场设备的相对于整个过程工厂的位置。例如，加热器112的图形表示可包括进入加热器56的入口57、59、63以及流出加热器56的出口65、阀114、加热器56附近的装置(例如，脱盐设备60)、过程变量数据116和图形趋势符号118-122的更详细的视图。每个图形趋势符号118-122可对应于过程控制系统中所监控的过程变量，并直观地表示与过程变量相关的实时信息。此外，除了在加热器112的图形描绘中所显示的图形趋势符号118-122之外，例如，图形显示应用程序30也可在摘要窗格130中显示相对应的图形趋势符号128-132的摘要视图、在详细窗格中显示相对应的图形趋势符号的详细视图(如下所述)，和/或在展开窗格150中显示相对应的图形趋势符号151-152的展开视图，例如包括历史图表。

现参照图6，示例性图形趋势符号160以图形概述了与过程变量相关的过程控制信息，并直观地将以图形编码的信息传达给操作人员。例如，图形趋势符号160可表示与现场设备相关的过程变量的压力、温度等，并且可包括多个图形元素162-170，每一个表示所述过程变量的不同属性和指示过程变量的正常或预期值的期望值172(例如，设定点、目标点等)。例如，图形元素166-170可包括表示过程变量的趋势的图形趋势元素162-170，以及表示过程变量的当前值的图形值元素162、164。这些过程变量属性可包括，例如，过程变量相对于期望值(例如，设定点值)的幅度、过程变量相对于期望值的位置、过程变量的变化方向、过程变量的变化速率、过程变量的变化期望度等。

图形显示应用程序30可在针对特定过程变量从数据库12取回或接收当前和历史的过程变量值以实现与过程变量的属性相关的这些图形元素162-170，从而生成过程变量数据和过程变量趋势数据。图形显示应用程序30生成过程变量数据以指示过程变量的当前值或位置，例如，过程变量相对于期望值的幅度、过程变量相对于期望值的位置等。同样，图形显示应用程序30生成过程变量趋势数据以指示过程变量的当前趋势，例如过程变量的变化速率、过程变量的变化方向、过程变量的变化期望度等。图形显示应用程序30可利用过程变量当前和/或历史的更新来生成和显示共同形成图形趋势符号的每个图形元素。

例如，如图6所示，图形趋势符号160包括与过程变量相对于期望值的幅度相关的幅度图形值元素162、与过程变量相对于期望值的位置相关的位置图形值元素164、与过程变量的变化方向相关的变化方向图形趋势元素166、与过程变量的变化速率相关的变化速率图形趋势元素168，以及与过程变量的变化期望度相关的变化期望度图形趋势元素170。当然，在实现图形趋势符号160中可使用任何数量或类型的过程变量属性。此外，图形显示应用程序30可以以任何布置显示图形元素162-170和期望值172的布局。优选地，没有一个图形元素可遮挡住任何其它图形元素，从而可实现任何数目的图形元素的可能的组合并显示给操作人员。

如图6所示，幅度图形值元素162可被描绘为条、柱、线等，并以相对的方式用图形表示过程变量相对于期望值172的幅度，使得例如较长的条的描绘指示过程变量的当前值的较大幅度。例如，图形显示应用程序30可从数据库12取回与图形趋势符号相关的过程变量的当前值，并基于当前的原始值生成幅度图形值元素162。当然，图形显示应用程序30可以任何合适的方式确定或生成幅度图形值元素162。图形显示应用程序30可使用归一化标尺(scale)生成归一化值，所述归一化标尺反映幅度的当前原始值与现场设备物理上能够读取的过程变量的最大值、或与为操作人员施加的过程变量的限制、上限等的最大值的比例(例如，在当前值为过程变量的最大值时，幅度图形值元素162可反映出100％的比例水平)。在另一示例中，图形显示应用程序30可将期望值172(例如，设定点)固定在50％的比例水平，并相对于这一50％的期望值172比例水平来调整过程变量。作为另一示例，如果一个幅度图形值元素162的幅度值是另一个幅度图形值元素162的幅度值的两倍，则图形显示应用程序30可将第一幅度图形值元素162的条描绘成第二幅度图形值元素162的条的两倍。可替代地，图形显示应用程序30可将第一幅度图形值元素162的条显示为比第二幅度图形值元素162的条相对更长。

现参照图7，在过程变量属性图表200中找到幅度图形值元素162的各个示例性的条的长度，过程变量属性图表200包括按行的过程变量属性设置的示例。第一行包括针对过程变量的三种不同幅度值的图形趋势符号160的三个不同值。如图7所示，例如，幅度图形值元素202的值表示比幅度图形值元素204、206的值相对较小的幅度值。类似的，幅度图形值元素204的值表示比幅度图形值元素206的值相对较小、但比幅度图形值元素202的值大的幅度值。幅度图形值元素206的值表示与其它两个幅度图形值元素204、206的值相比，更加远离期望值172的幅度值。例如，如果所述幅度值大于某一阈值，则图形显示应用程序30可触发过程系统内的过程变量警报，并在确定在如图3所示的过程变量警报指示符84-98内所显示的计数时并入所触发的过程变量警报。此外，图形显示应用程序30可将幅度值与两个不同的阈值进行比较，以确定较低优先级的警报和较高优先级的警报，如以上参照过程变量警报指示符84-98所描述的。

回到图6，位置图形值元素164可被描绘为幅度条的位置，即，幅度图形值元素164的幅度条是高于、低于还是等于期望值172。例如，图形显示应用程序30可从数据库12取回与图形趋势符号相关的过程变量的当前值和期望值172，并基于相对于期望值172的当前原始值生成位置图形值元素162。当然，图形显示应用程序30可以任何合适的方式确定或生成位置图形值元素164。在图6的图形趋势符号160中，位置图形值元素164的值被显示为高于期望值172，这表明当前过程变量的值高于期望值172。如图7中的图表200的第二行所示的示例，图形显示应用程序30在期望值172之上定位并显示位置图形值元素208的值，以指示在实施图形趋势符号160时，当前过程变量的值高于期望值172。可替代地，图形显示应用程序30可在期望值172之下定位并显示位置图形值元素210的值，以指示当前过程变量的值低于期望值172。此外，在当前过程变量值等于或大致接近期望值172时，图形显示应用程序30可仅显示期望值172。

回到图6，变化方向图形趋势元素166可被描绘为例如，指向所述过程变量的变化方向的两个侧翼三角形。当然，图形显示应用程序30可使用任何其它形状、箭头、重复动画、图形指示，或指示过程变量的变化速率的任何其它合适的方式来创建变化方向图形趋势元素166。例如，图形显示应用程序30可从数据库12取回与图形趋势符号相关的过程变量的当前和一个或多个历史值，并基于当前原始值和至少一个历史原始值之间的差值来生成变化方向图形趋势元素166。当然，图形显示应用程序30可以任何合适的方式来确定或生成变化方向图形趋势元素166。变化方向图形趋势元素166可指示多个变化方向类别中的一个，其中，每个变化方向类别与变化方向值相关联，其可包括朝向期望值172的方向、远离期望值172的方向、或者相对于期望值172没有移动。例如，图6中的变化方向图形趋势元素166指示过程变量在远离期望值172，这是由于过程变量的幅度在增大而同时在过程变量的位置高于期望值172。参照图7，图表200的第三行中包括经由不同的变化方向图形趋势元素214-218的方向改变属性的多个示例。例如，由于过程变量在增大且过程变量的位置在期望值172之上，所以变化方向图形趋势元素214的值指示该过程变量的变化方向在远离期望值172(因而在变差)。可替代地，由于过程变量在减小且过程变量的位置在期望值172之上，所以变化方向图形趋势元素218的值指示该过程变量的变化方向在朝向期望值172(因而在变好)。额外的示例包括变化方向图形趋势元素216的值指示无论过程变量的位置是在期望值172之上或之下，过程变量的变化方向是静止的(因此不会变好或变差)。

回到图6，变化速率图形趋势元素168例如可被描绘为从图形趋势符号160凸出的两个标记。当然，图形显示应用程序30可使用任何其它形状的形状、箭头、重复或闪烁动画、图形指示，或指示过程变量值的变化速率的任何其它合适的方式来创建变化速率图形趋势元素168。例如，图形显示应用程序30可从数据库12取回与图形趋势符号相关的过程变量的当前和一个或多个历史值，并基于当前的原始值和至少一个历史原始值之间的差值以及时间推移来生成变化速率图形趋势元素168。当然，图形显示应用程序30可以任何合适的方式来确定或生成变化速率图形趋势元素168。变化速率图形趋势元素168可指示多个变化速率类别中的一个，其中，每个变化速率类别与特定的变化速率值或编花篮值的范围相关。例如，由于两个凸出的标记，因此图6中的变化速率图形趋势元素168指示过程变量相对快速地改变。现参照图7，图表200的第四行指示这一变化速率属性的值、类别等的几个示例，如不同的变化速率图形趋势元素220-224所示。例如，变化速率图形趋势元素220的值指示过程变量的变化速率是绝对或相对期望值172固定的。可替代地，图形显示应用程序30可生成变化速率图形趋势元素222的值来指示过程变量的变化速率再一次是绝对或相对期望值172缓慢的或相对其它变化速率值或其它变化速率图形趋势元素220、224的值来说是缓慢的。作为又一示例，图形显示应用程序30可实现变化速率图形趋势元素224的值以指示该过程变量的变化速率相对其它变化速率图形趋势元素220、222的值来说是快速的。当变化速率的值被绝对测量时，经由将变化速率的值与特定的范围相关联或使用多个阈值，变化速率的值可与特定的变化速率类别相关联，从而确定变化类别。

回到图6，变化期望度图形趋势元素170例如被描绘成图形趋势符号160的显示部分，例如以较粗的线条加粗的变换方向图形趋势元素166和变化速率图形趋势元素168的轮廓。当然，图形显示应用程序30可使用任何其它形状的形状、箭头、重复或闪烁动画、图形指示、或指示存在过程变量值的变化期望度的任何其它合适的方式来创建变化期望度图形趋势元素170。例如，图形显示应用程序30可从数据库12取回与图形趋势符号相关的过程变量的当前和一个或多个历史值，并基于当前的原始值和至少一个历史原始值之间的差值来生成变化期望度图形趋势元素170。特别地，图形显示应用程序30可使用其它图形元素162-168来确定变化期望度图形趋势元素170。当然，图形显示应用程序30可以任何合适的方式来确定或生成变化期望度图形趋势元素170。变化期望度图形趋势元素170可指示多个变化期望度类别中的一个，其中，每个变化期望度类别与改进的过程变量状态情况、恶化的过程变量状态情况、或保持的过程变量状态情况相关联。例如，由于过程变量幅度在增加而同时过程变量的位置在期望值172之上(即，所述过程变量的变化方向在远离所述期望值)，所以图6中的变化期望度图形趋势元素170指示过程变量的状态条件在恶化(例如，以粗体显示的图形趋势符号160的一部分)。

如图7所示，图表200的第五行包括这一变化期望度属性的值、类别等的几个示例，如不同的变化期望度图形趋势元素226-230所示。特别地，图形显示应用程序30可在显示图形趋势符号内实现变化期望度属性的特定值，以指示操作人员过程变量的情况、状态、趋势等正在改善、恶化、或是保持。例如，由于过程变量在减小并且过程变量的位置在期望值172之上(即，所述过程变量的变化方向朝向所期望值)，因此变化期望度图形趋势元素226的值指示过程变量的变化期望度正在改善。可替代地，由于过程变量在增大并且过程变量的位置在期望值172之上，因此变化期望度图形趋势元素228的值表示过程变量的变化期望度正在恶化。额外的示例包括，无论过程变量的位置高于或是低于期望值172，由于过程变量的变化速率不增大或减小，因此指示过程变量的变化期望度的变化期望度图形趋势元素230的值被保持。在生成图形趋势符号160后，图形显示应用程序30可优选地，如图5所示，在加热器112的图形描绘内显示图形趋势符号160，并如上所述在摘要窗格130中显示图形趋势符号160。

作为图6和7中的图形趋势符号实现的替代技术，可使用不同来实现图形图形趋势符号，以表示过程变量的不同状态，如下所述。例如，图7A示出了指示与过程控制系统(例如，图1中的示例性过程控制系统10)的过程变量相关的情况、特性、趋势和/或的其它信息的示例性图标402、404、406。特别地，在图7A所示的示例中，由图标402、404、406所强调的特性和/或情况包括过程变量的当前状态、过程变量的预计状态、和过程变量的相对应的趋势(例如，方向)，在所示的示例中，其由图标402、404、406上的形状、朝向和符号表示。例如，图标402为三角形，其具有朝上的顶点(peak)408，以直观地指示过程变量的上升趋势。相比之下，图标406也为三角形，但具有朝下的顶点410，以直观地表示过程变量的下降趋势。本文所描述的、用于指示对应的过程变量的方向或趋势的图标的形状的特性在本文中被称为图标的趋势识别形状。

此外，图标402、406均包含两个部分：(1)当前状态部分412，其与顶点408、410相对，用于直观地表示过程变量的当前状态，和(2)与顶点408、410邻近的预计状态部分414，以直观地表示过程变量的预计状态。图7A中的图标404通常为钻石形或菱形(或任何其它合适的形状)，从而与图标402、406的三角形形状区分开，以直观地指示过程变量正保持其目前的状态(例如，无向上或向下趋势)。图标402、404的当前状态部分412和预计状态部分414以与过程变量趋于的方向(例如，顶点408、410指向的方向)相对应的堆叠方式放置。如本文所使用的，术语过程变量的“状态”对应于所述变量相对于其设定点和/或任何警报限制的运行状态。例如，如果过程变量在允许的限制内运行，则所述过程变量的“状态”将是正常的或所预期的或所期望的。然而，如果过程变量已超出高警报限制，则所述过程变量的状态将是高警报状态。类似地，如果过程变量下降到对应的低警报限制以下，则警报的状态可为低警报状态。在一些情况下，过程变量可与对应于不同等级的严重程度或危急程度(例如，高警报限制和高-高警报限制)的不同值而设置的多个警报限制相关联。

在图示的示例中，通过在对应的当前状态和预计状态部分412、414内的文本标号或其它视觉标记，图标402、404、406中直观地示出了过程变量的当前和预计状态。例如，如图7A所示，单个感叹号指示过程变量处于与第一警报状态对应的运行状态(例如，图标402中的当前状态部分412)，所述第一警报状态与在正常运行情况之外(例如，过程变量下降至低于低警报限制或上升至高于高警报限制)的过程变量的值的范围相关联。双感叹号指示过程变量正逐渐由第二个警报限制(例如，过程变量下降至低于低-低警报限制或上升至高于高-高警报限制)进入到对应的低-低警报状态或高-高警报状态(例如，图标402中的预计状态部分414)。也可提供额外的感叹号和/或其它标记来表示与过程变量相关的其它运行状态(例如，正经过第三警报限制)。无感叹号显示(例如，图标406中的预计状态部分414)指示过程变量在正常的运行情况内运行。

所示出的示例中的图标404没有被分成几部分，这是因为图标404指示对应的过程变量正保持在特定的状态(例如，不趋于向上或向下而改变状态)。换句话说，过程变量的当前状态和预计状态是相同的。由此，图标404内只表示出单个标记(例如，一组双感叹号)，以指示在其中过程变量正在保持的相应状态(例如，稳定保持在高-高警报状态)。

如上所述地直观地表示出当前状态、预计状态以及相关的趋势使得操作人员能迅速并凭直觉来评估与过程变量相关的情况，包括过程变量的当前状态和预计状态。以这种方式，当过程变量接近警报限制时，操作人员可预料到，从而甚至在触发警报之前预先主动采取措施以解决该状况。此外，即使是过程变量运行于在期望值范围之外的警报状态内，直观地指示与过程变量相关的当前和预计状态特性使得操作人员能够迅速地识别趋势的定性状态(例如，过程变量的状态是改善(向设定点移动))还是恶化(远离设定点移动))。以类似的方式，在过程变量的一侧被警报限制(例如，高限制或低限制)所限定的情况下，当前和预计状态可用于识别过程变量的值移动的方向或趋势。然而，在过程变量的两侧均被限定(例如，具有上部和下部的警报限制两者)的情况下，仅基于当前和预计状态，可能不会立即显现过程变量的趋势。因此，图7A中的图标402、406形状像三角形，以指出如图7B中所示并更详细地描述的过程变量的趋向。

图7B-7D示出了指示如以上结合7A所描述的与过程变量相关的情况、特性、趋势和/或信息的其它的示例图标502、504、602、702。特别地，图7B-7D中的示例性图标强调了过程变量的当前和预计状态、以及过程变量的方向。图7B中的示例性图标502与图7A中的图标402类似，相似点在于图标502大致呈三角形并指向上方以指示过程变量的上升趋势。图7B中的示例性图标504也与图7A中的图标406类似，相似点图标504大致呈三角形并指向下方以指示过程变量的下降趋势。此外，虽然图7A中的图标402、406包括感叹号以指示对应的过程变量的当前和预计状态，但是图标502、504中的当前和预计状态由对应的当前和预计状态部分添加阴影(例如，泛洪填充)表示。也可替代地使用其它指示过程变量的运行状态的其它方法，包括不同的图案、颜色、阴影、形状、大小、轮廓、文本或符号标记、闪烁、突出显示等。例如，可由灰色来指示正常的运行状态，由黄色来指示低或高警报状态(相对较低的危急程度)，以及由红色来指示低-低或高-高警报状态(相对较高的危急程度)。此外，在这些示例中，可由亮灰色(如浅蓝灰色)来指示背景或周围的颜色。更一般地，在一些示例中实现的颜色方案是由工业标准知觉颜色辨别空间(例如，国际照明委员会(InternationalCommissiononIllumination，CIE)的标准)指定的。这种颜色方案的一个优点是颜色识别异常(例如，色盲)以及正常(例如，非颜色异常)的操作人员均可区分这些颜色。在图7B和以下全部图中所示的示例中，利用深阴影来表示高危急状态(例如，低-低或高-高警报状态)，利用浅阴影来表示低危急状态(例如，低或高警报状态)，利用无阴影(例如，白色)来表示正常运行状态。

为了说明的目的，在对应的过程变量图表506之上示出了图标502、504，图506指示过程变量随着时间的示例值。每个图506均示出设定点或目标值(由中线508表示)以及两个等级的高和低警报状态或范围(在本文中被称为高-高警报状态510，高警报状态512，低警报状态514，和低-低警报状态516)，在所述设定点或目标值处过程变量在正常情况下运行，所述两个等级用与警报限制相对应的虚线绘制，并可利用与对应警报状态的严重程度相关的不同的阴影来区分。在高和低警报状态512、514之间的区域内的过程变量的状态在本文中被称为正常或目标运行状态。此外，每个图包括沿着线520设置、表示过程变量当前值的点518。线520的实线部分表示随着时间上升至当前值的过程变量的值。线520的虚线部分是线520的实心部分的推测，以表示过程变量的在时间上向前的估计值。另外地或可替代地，可使用其它图标(或如图7B所示的图标502、504的变型)以图506未示出的其它方式(例如，跨越设定点的较陡的趋势线520)来表示对应的过程变量随时间变化。

如图7B所示，图标502设置在与增大的过程变量(例如，趋于向上)相关的行522中；图标504设置在与减小的过程变量(例如，趋于向下)相关的行524中。基于图标502，504的趋势识别形状(例如，大致指向上或指向下的三角形形状)，操作人员可以很容易地识别过程变量的方向或趋势。此外，在一些这样的示例中，基于所述趋势的方向并结合由当前与预计状态部分所指示的状态顺序，操作人员可推断出过程变量相对于期望值(例如，设定点等)的相对位置以及所指示的趋势的定性状态(例如，恶化或改善)。例如，如果趋势识别形状指示出下降的趋势并且预计状态部分指示比当前状态部分更差的警报状态，则操作人员可以推断所述过程变量低于设定点并正在下降(即，越来越差)。相反，如果趋势识别形状以如上述示例中的相同的当前和预计状态指示上升趋势，则操作人员可以推断所述过程变量在目标值之上并正在上升，再次使得其恶化。以类似的方式，如果图标的当前和预计状态部分的相对严重程度与上述示例中的相反，则操作人员可以推断过程变量高于还是低于设定点，以及它是否是在定性地改善(即，朝向设定点移动)。

在图7B所示的示例中，基于过程变量状态是向期望值(例如，设定点)移动而改善(列526)、远离设定点移动而恶化(列528)或是处于基本恒定或稳定状态而保持(列530)，图标502、504被分组在分离的列526、528、530中。在增大的行522的改善的列526和恶化的列528内，随着过程变量的值预计将从低-低警报区域移动到低警报区域、从低警报区域移动到正常运行状态，从正常运行状态移动到高警报区域、以及从高警报区域移动到高-高警报区域，图7B针对状态之间的每个预计的转换提供了每个可能的图标502。在减小的行524的列526、528中，7B示出了与从高-高警报范围下降至低-低警报范围的反向转换相对应的每个图标504。与图7A中的图标402、406一样，与图7B中的图标502、504相关的过程变量的当前和预计状态是基于图标502、504的当前和预计状态部分的视觉上可区分的特性的(例如，阴影或泛洪填充、图案、颜色、形状、大小、轮廓、文本或符号标记、边框、闪烁、突出显示等)。

在状态保持栏530内，图标502、504具有与其它列526、528的图标502、504相同的大致的三角形形状(以指示与过程变量相关的趋势的方向)。然而，与列526、528中的图标502、504相反，利用与过程变量的单个状态相对应的单一颜色填充状态保持栏530的图标502、504或对其添加阴影。以这种方式，操作人员可认识到尽管过程变量向上(图标502)或是向下(图标504)移动，但趋势趋于平稳使得预计状态与当前状态相同。在一些情况下，过程变量可基本随时间恒定使得没有上升或下降趋势。在这种情况下，可表示为具有适当标记(例如，阴影、图案、颜色、轮廓、文本或符号标记、边框、闪烁、突出显示等)的不同的形状，例如图7C中的图标602所示的大致八边形，以直观地指示过程变量的对应的运行状态。提供大致八边形的形状是因为它与停止标志的关联，从而直观地指示过程变量没有改变(即，它已经停止)。另外地或者可替代地，在趋势振荡或是趋势没有清楚地向上、向下移动或是保持稳定状态的情况下，可使用不同的形状来如图7D中的图标702的形状所示那样来指示过程变量的这种状态。虽然结合图7A-7D描述特定的形状以指示各种特性(例如，当前状态、预计状态，趋势)时，但是可替代地使用其它合适的形状及他们的对应朝向。例如，可使用指示方向的箭头或其它形状来代替图7A中的图标402、406和图7B中的图标502、504。

作为另外的替代实施例，图8-10示出了指示与图1中的示例性过程控制系统10的过程变量相关的情况、特性、趋势和/或其它信息的其它示例性图标。特别地，图8-10所示的示例示出了强调过程变量的当前和预计状态、过程变量的方向、以及过程变量和与所述过程变量相关的设定点的关系的图标。例如，图8示出了与图标802、804与图7A中的三角形图标402、406相似的示例性三角形图标802、804，区别仅在于图标802、804被分为当前状态部分806和沿与三角形图标802、804的顶点810相邻的边缘延伸的预计状态部分808外。以这种方式，部分806、808的水平关系(例如，从左向右观察)表示过程变量的状态随时间的变化。也就是说，在左侧(由当前状态部分806)表示当前状态，在右侧(由预计状态部分808)表示预计状态(即，在某个未来时间点的状态)。此外，部分806、808的垂直关系(例如，从顶点指向方向向上或向下观察)表示过程变量的方向。图8还示出了具有大致矩形形状的示例性稳定状态图标812。稳定状态图标812还包括两个部分，从而提供与增大和减小趋势图标802的一致，但每个部分806、808具有运行状态的相同的可视标记(例如，阴影、图案、颜色、轮廓、文本或符号标记、边框、闪烁、突出显示等)，这是因为稳定状态意味着相关的过程变量的预计状态与过程变量的当前状态相同。由此，图8中的示例性图标802、804、812提供了关于过程变量的当前和预计状态信息以及上文结合图7A-7D所描述的过程变量趋势的相同信息。

此外，示例性图标802、804、812包括设定点指示符814(例如，表示期望值的线)，以指示过程变量的值相对于与过程变量相关的设定点的相对位置。例如，在图8的左栏中，相对应的图标802、804、812中的每个图标中的设定点指示符814位于相对应的图标802、804、812中的其余图标之上(例如，在部分806、808之上)，以指示过程变量在设定点之下。以这种方式，操作人员无需脑力整合当前状态部分806和预计状态部分808中的阴影和部分806、808的层叠顺序的含义，就能够认识到由增大图标802所表示的过程变量正在改善(即，向设定点移动)，而由减小图标804所表示的过程变量正在恶化(即，远离设定点移动)。因此，即使在当前状态和预计状是相同的，也能够识别过程变量是更远离还是更接近其设定点。以类似的方式，如图8所示，设定点指示符814位于其余图标802、804、812的下方，以指示过程变量的值高于设定点，并且设定点定位在与其余图标802、804、812相同的级别，以指示过程变量的值大约位于所述设定点。虽然图8示出了在其余图标802、804、810的后面的设定点指示符814，但在一些实施例中，设定点指示符814可放置在其余图标802、804、810的前面。

作为另一个示例，图9示出了以与图8中的图标802、804、810相同的方式操作的图标902、904、906，区别仅在于图标902、904、906具有不同的形状。具体地，用于指示过程变量的趋势或方向的图标902、904、906的趋势识别形状(例如，三角形)只与过程变量的当前状态相关，而沿三角形的边延伸的分离的部分用于指示过程变量的预计状态。

图10示出了与结合图8、9所描述的那些图标类似的又一示例性图标1002、1004、1006。在图10中，过程变量的当前状态由具有倒角状边缘1008的大致的矩形形状指示。在示出的示例中，边缘1008的斜率(从左至右)用于指示过程变量随着时间的趋势的方向。所示出的示例中的图标1004不具有倒角状边缘1008，因此这指示所述过程变量保持其当前值。在一些示例中，倾斜的角度表示过程变量的值的变化速率。边缘1008的使用提供了一种替代的趋势识别形状，其不像三角形或箭头那样指出趋势的方向，但仍然是直观地，这是因为其表示随时间推移绘制的图形。

虽然图8-10中的示例性图标802、804、810、902、904、906、1002、1004、1006提供了所述过程变量相对于设定点(例如，通过图8中的设定点指示符814)的相对位置的一些指示，但是在一些实施例中，除了过程变量的相对位置(即，之上、之下，或在设定点处)之外，理想的是指示所述过程变量相对于所述过程变量潜在值的整个范围与所述设定点的偏离(例如，在设定点之上或之下多远)。图11-17中示出的示例性实施例提供了过程变量与设定点的这种相对偏离的指示，连同情况、特性、和/或与所述过程变量相关的其它信息的其它指示将在以下更详细的描述。

特别地，图11示出了具有与以上所描述的那些形状类似的示例性图标1102、1104、1106、1108。例如，图标1102、1106中的三角形分别指示过程变量的趋势是向上或向下移动的，图标1104中的矩形指示过程变量的稳定状态，并且图标1108中的波浪矩形指示过程变量的振荡或不确定的模式。此外，每个形状的阴影指示如上所述的过程变量的对应运行作状态(例如，正常运行状态、高警报状态、低警报状态、高-高警报状态、低-低警报状态等)。

如图11所示，每个形状位于沿运行范围指示符1110(例如，垂直的实线)的不同点处。在示出的示例中，范围指示符1110表示过程变量可在其运行的潜在值的范围，并且过程变量指示符1112(例如，每个图标1102、1104、1106、1108的中心点)对应于过程变量在由线1110所表示范围内的定位或位置。因此，如在图标1104中所示，所述过程变量几乎是在所述潜在值的范围的上限处，因此，其被示为具有对应于高-高警报状态的图案。图标1102、1104、1106、1108中的每个中的水平虚线为设定点指示符1114(例如，虚线)，其表示相对于由范围指示符1110所表示的潜在值的范围的设定点。尽管图11中的设定点指示符1114被示出为大致位于范围指示符1110的中间，但根据设定点的值和与由范围指示符1110所定义的范围相关的值，设定点指示符1114可位于沿范围指示符1110的任何位置。以这种方式，操作人员可如在图8-9中那样立即确定过程变量相对于设定点的相对位置(例如，上/下)，并直观地估计在由线1110所表示的过程变量的值的预期范围内所述过程变量相对于所述过程变量的极端值与所述设定点的相对偏离，以获得更准确的所述过程变量的情况的图像。

图12示出了分别对应于图11中的示例性图标1102、1104、1106、1108所示出的相同状态和对应趋势的示例性图标1202、1204、1206、1208。然而，示例性图标1202、1204、1206、1208包括为箭头或指针的(而非图11中的点1112)过程变量指示符1210，以指向所述过程变量相对于设定点和过程变量潜在值的整个范围的特定位置。此外，示例性图标1202、1206包括预计状态部分1212，如果趋势不发生变化而继续其预期路径，则预计状态部分1212以可视的方式明确指示过程变量的趋势的方向和预期状态。

图13示出了分别对应于图11中的示例性图标1102、1104、1106、1108中所示出的相同状态和对应趋势的其它示例性图标1302、1304、1306、1308。此外，如在示出的示例中所示，图13的图标1302、1304、1306、1308与图11的示例性图标1102、1104、1106、1108基于相同的形状。然而，在图13的示例性图标1302、1304、1306、1308中，在外部形状内示出了设定点指示符1310(例如，中心线)和运行范围指示符1312(例如，矩形条)。过程变量相对于设定点和过程变量潜在值的外部限制的相对位置和相对偏离由黑色条带表示，所述黑色条带作为范围条1312内的过程变量指示符1314。以这种方式，图标1302、1304、1306、1308保持静止并且可以更大，并且当用于操作显示时，与图11和12中的示例相比，可具有一致的尺寸。

除了指示过程变量在潜在值的整体范围内以及相对于设定点的布置之外，在本文所公开的在一些实施例中，还可以至少所述过程变量的值相对于一个或多个警报限制的布置或相对距离(如以下更详细描述的图14-16中的示出的示例所示)。例如，图14示出了另一示例性图标1400，其中设定点指示符1402(例如，中心条或线)位于运行范围指示符条1404上。在所示出的示例中，范围指示符1404的每端包括外部(更关键的)警报部分1406，所述外部警报部分1406对应于与高-高警报状态或低-低警报状态相关的值的子范围。紧邻示例性图标1400的外部警报部分1406内的是内部警报部分1408，所述内部警报部分1408对应于高警报状态或低警报状态，而范围指示符条1404的其余部分对应于正常运行状态。在示例性图标1400中，过程变量相对于设定点、警报限制、以及整个运行范围(以及过程变量的当前状态)的相对位置、偏离和距离是由可沿范围条1404移动的过程变量指示线1410来表示的。过程变量的趋势或方向，以及因此过程变量的预计状态是由箭头标记1412沿范围1406所指向的方向来表示的。

图15示出了其它示例性图标1502、1504、1506、1508，这些图标具有与图13中的示例性图标1302、1304、1306、1308的范围指示符条1312类似的运行范围指示符条1510，但图15中的范围指示符条1510基本上更长并延伸超出与每个示例性图标1502、1504、1506、1508相关的趋势识别形状。更长的范围指示符1510提供了通过其来表示潜在过程变量值的范围的更大的距离，从而在直观地指示所述过程变量相对于设定点、范围、和/或警报限制的相对位置、偏离和/或距离时，在视觉上提供更高的精度或粒度。此外，如示出的示例所示，范围指示符1510内所包括了额外的警报限制指示符1512(例如，线)，以指示与过程变量的警报限制相对应的在范围上的点(例如，与如上所述图14中的警报部分1406、1408类似)。

图16示出了与图15中的示例性图标1502、1504、1506、1508类似的其它示例性图标1602、1604、1606、1608，不同的是图标1602、1604、1606、1608包括标识过程变量实际值的文本标记1610。在其它实施例中，还指示了设定点和/或警报限制的实际值。

图17示出了与图15和16中的图标类似的一系列的示例性图标1702、1704、1706，这些图标对应于位于沿由范围指示符界定的范围的不同位置处的过程变量。为简单起见，省略了图标1702、1704、1706中的不同阴影(例如，泛洪填充)，但在一些示例中，当使用时，可以如上所述类似的方式来添加阴影(或泛洪填充)。在最左边的四个增大图标1702中，过程变量被示出在设定点之上(基于过程变量指示符的位置(例如，黑色条带))，并且图标1702的趋势识别形状是一个向上指的三角形。因此，在示出的示例中，最左边的四个图标1702表示恶化的状态(例如，过程变量趋于远离设定点移动)。最右边的四个减小图标1706与此类似。如示出的示例中所示，与图标1702、1706相关的趋势识别形状(例如，大致指向上或下的三角形形状)处于质量上的恶化状态，其利用粗边框1708来表示，从而引起操作人员的关注和/或使操作人员能够快速识别过程参数何时恶化，并因此可需要纠正措施。在其它示例中，可以任何其它合适(例如，闪烁、在颜色、大小、密度、图案、朝向上的变化等)的方式来区分与恶化状态相关的图标1702、1704。

可对操作人员有益的与过程变量相关的另一特性是过程变量变化的速率或速度。例如，如果过程变量正在迅速接近警报限制，则操作人员可得益于这一知识以知道必须迅速采取行动以避免潜在的问题，而如果过程变量正在以适中的速度趋向于警报限制，则操作人员可监控所述过程变量以确定在采取行动之前它是否得到纠正。由此，在图17所示的示例中，过程变量的值的变化速率是由速率指示符1710来指示的(例如，从趋势识别形状起源的线或尾线(tail))。在一些示例中，更多数量的速率指示符1710对应于更大的过程变量的变化速率。如图所示，当对应的过程变量处于恶化状态时速率指示符1710也可显示为粗线。

虽然以上结合图6-17所描述的示例性图标提供了各种视觉标记(例如，阴影、图案、颜色、形状、大小、线、指针、轮廓、朝向、符号、标记、边框、闪烁、突出显示等)来传达对应的过程变量的所标识的特性、趋势和/或情况，但也可以额外于或替代上文所述的那些而使用其它视觉标记及它们的适当的朝向和组合，来传达相同的特性和/或情况。此外，以上所描述的图标的可视标记可以不同的方式进行组合和/或可根据本文中的描述而给予不同的含义来传达所需的信息，并以直观地方式利用操作人员相对少的精力和/或时间将突出的属性呈现给操作人员。本文所描述的示例性图标的可视标记旨在提高操作人员的效率，同时减少错误的可能。此外，在强调给操作人员的过程变量的特性和/或对应趋势信息的方面，以上结合图6-17所描述的不同的图标和对应的视觉标记进行了折衷。由此，在任何特定过程控制系统设置中所使用的特定的图标可基于需要和/或被监控和控制的特定运行情境和/或与特定过程控制系统相关的操作人员的偏好而有所变化。在一些示例中，为进一步协助操作人员快速识别特定兴趣和/或关注的情境和/或过程属性，以相对稀疏的布局呈现、并以吸引操作人员注意突出问题的方式(例如，水平对齐，垂直对齐等)布置所述图标。例如，指示参数未减小的多个其它图标中的指示单个减小的参数的图标可弹出或吸引操作人员的注意以易于发现。以下更详细地描述图标的一些这样的示例性布置。

结合在图形表示内显示图形趋势符号，基于各种因素，例如屏幕空间、处于关键状态的过程变量等，图形显示应用程序30可确定实现各种等级的细节的一个或多个过程变量信息窗格。图形显示应用程序实现每个窗格，以针对与在图形表示的当前显示的视图内所显示的图形趋势符号相对应的一个或多个过程变量而显示不同等级的详细信息。现参照图18，图形显示应用程序30可显示摘要窗格130、详细窗格140和展开窗格150中的一个或多个，如图5中的截屏110的详细视图300所示，连同如以上所讨论的图5的加热器112的图形描述。有利的是，图形显示应用程序30在每个窗格130、140、150上以中的每个窗格130、140、150越来越多的细节来显示相同的过程变量。例如，详细窗格140包括并显示比摘要窗格130更详细的针对过程变量的过程信息。同样，展开窗格150包括并显示比详细窗格140更详细的针对过程变量的过程信息。

继续参照图18，摘要窗格130可包括一个或多个图形趋势符号130-134和对应于每个图形趋势符号130-134的过程变量标题136-138。详细窗格140包括每个过程变量141、142、144的详细视图，其中特定过程变量的每个详细视图包括图形趋势符号143、145、146、当前过程变量幅度/位置值和期望的值比较图表147-149、以及实际致动器或值位置153、155的更大、更高分辨率版本。展开窗格150包括每个过程变量151、152、154的展开视图，其中，特定过程变量的每个展开视图包括来自详细视图141、142、144和历史趋势图形156-158的信息。为简单起见，与摘要窗格130、详细窗格140和展开窗格150相关的过程变量图形及对应的过程变量属性在此可被称为“基本图形”、“中级图形”、和“详细图形”。例如，由于过程变量141出现在详细窗格140中，因此与过程变量141相关的图形趋势符号143和对于的属性(例如，图表147、值位置153等)可被称为中级图形。

由于每个窗格130、140、150可被显示或隐藏，所以图形显示应用程序30可根据操作人员的使用来确定显示适当等级的细节。例如，必要时图形显示应用程序30可显示所有过程变量的全部细节。然而，由于屏幕空间的约束，图形显示应用程序30可不得不提供滚动条，这使操作人员无法一次看到所有可能的信息。在这种情况下，图形显示应用程序30可隐藏摘要窗格130和详细窗格140，以为展开窗格150创建更多的屏幕空间。可替代地，图形显示应用程序30可确定所有过程变量应该为可见的，并且可以缩小或隐藏部分或全部过程变量151、152、154或者部分或全部过程变量141、142、144的展开视图。在另一实现中，例如，图形显示应用程序30可确定在加热器112的图形表示内显示关键过程变量或关键细节的所有信息。在这种情况下，图形显示应用程序30可隐藏不太关键的过程变量或不太关键的信息的视图。

在替代方案中，图18A-18D示出示例性过程变量摘要窗格1800，摘要窗格1800包括与过程控制系统(例如，图1中的示例性过程控制系统10)的脱盐模块的三个过程变量相关的示例性图形。这些图形可对应于以上结合图18所描述的图形。图18A-18D中的每个中的图形包括不同等级的细节，从而基于操作人员的需要和/或期望提供关于过程变量的不同数量的信息。更具体地，图18A示出了包含示例性图形趋势符号1802、1804、1806的另一示例性过程变量摘要窗格130。图18B示出了示例性过程变量详细窗格140，详细窗格140包含具有额外的过程变量属性信息的示例性图形趋势符号1902、1904、1906。图18C示出了展开窗格150，展开窗格150包含示例性图形趋势符号2002、2004、2006以及更详细的过程变量的属性。图18D示出了折叠形式的摘要窗格1800，其中具有隐藏而查看不到的图形。

如示出的示例中所示，基本图形1802、1804、1806，中级图形1902、1904、1906以及详细图形2002、2004、2006中的每个分别包括与以上结合图18所描述的图标类似的相同的图标1808、1810、1812。此外，图18A所示示例中的基本图形1802、1804、1806包括摘要信息，例如过程变量或正在测量的参数的名称1814及测量的对应单位1816。在一些示例中，基本图形1802、1804、1806可限于没有任何附加信息的图标。

作为图18的另一替代示例，图18B中的中级图形1902、1904、1906包括与在基本图形1802、1804、1806中所提供的相同的摘要信息，但还增加了额外的细节。例如，所示示例中的中级图形1902、1904、1906包括与过程变量相关的参数代码或标签1910、对应过程变量的设定点或目标值指示符1912、对应过程变量的测量值指示符1914、与对应过程变量相关的输出指示符1916(例如，控制阀的输出)(如果合适的话)、以及用于指示所述过程是受自动还是手动控制的模式指示符1918。如示例性示出中所示，测量值指示符1914位于与对应图标1808、1810、1812的趋势指示符相同的等级，而设定点值指示符1912位于与每个设定点指示符相对应的等级，以提供所述过程变量的值是高于、低于还是与设定点大致相同的第二视觉指示。此外，测量值指示符1914填充有与对应图标1808、1810、1812的当前状态部分相同的阴影，以左上所述过程变量的当前状态。

作为图18的替代和类似的示例，图18C的详细图形2002、2004、2006包括与图18B的中级图形1902、1904、1906中所提供的相同的信息，但还增加了额外的细节。例如，详细图形2002、2004、2006可包括在特定时间段内绘制过程变量的值的趋势图2008。在一些示例中，趋势图2008包括预计趋势区域2010，以直观地表示如果过程变量继续其当前的趋势，则该过程变量的预期路径。如图18C中的示例性趋势图2008所示，其包括设定点线2012和一个或多个警报线2014，从而直观地指示过程变量相对于图2008中所显示的时间段内的设定点和警报限制的相对位置。此外，在一些示例中，趋势图2008可标识警报状态部分2016(例如，经由不同的阴影、图案、颜色或其它视觉上可区分的标记)，从而使得能够随时间跟踪或标记与过程变量相关的时间、持续时间和警报状态。

图18A-18D中的示例性过程变量窗格130、140、150和1800的顶部横幅1818提供了与对应于摘要窗格1800的工厂、区域、单元、模块、或过程控制系统的其它组件相关的标题和/或代码。顶部横幅1818还可以包括摘要图标1822，摘要图标1822提供与过程变量相关的摘要数据，所述过程变量与对应于过程变量摘要窗格1800的过程控制系统的组件有关。例如，在示出的示例中，摘要图标1822指示在与过程控制系统的对应组件相关的所有过程变量之中的最差的当前状态(例如，通过阴影或其它大的圆形图形标记)和/或最差的预计状态(例如，通过阴影或其它小的圆形图形标记)。在一些示例中，顶部横幅1818包括导航键1824，使操作人员能够导航到与过程控制系统的特定组件相关的专用屏幕(例如，经由观察口52显示的图形表示53)。在示出的示例中，摘要窗格1800的顶部横幅1818还包括折叠/展开键1826，从而如图18D所示收起过程变量摘要窗格1800而仅显示顶部标题1818，或者将图18D中的过程变量摘要窗格1800展开成图18A-18B中所示的展开窗口中的任何一个。

此外，图18中的详细视图300可包括事件历史键(未示出)，从而为操作人员提供所述事件的更多时间上的上下文(例如，警报)，并进一步增加对所述过程控制系统的情况的基于趋势的监控和分析。在一些实现中，操作人员可以选择所述事件历史键以打开事件摘要表3300，图18E示出了这样的示例，该示例提供了关于警报和/或在过程控制系统中所监控的其它事件的额外信息。在一些示例中，事件历史表3300可在图18的详细视图300内显示。在其它实施例中，事件历史表3300可在弹出窗口和/或其它显示区域中生成。

如图18E所示，事件历史表3300所提供的信息是基于过程控制系统中的随着时间推移而标记的关键变化、警报、和/或事件，从而为操作人员提供情景感知和恢复，以更好地诊断潜在的问题并了解它们如何与过程控制系统的其它方面有关。例如，事件历史表3300包括每个事件的日期和时间(例如，小时和分钟)、事件的描述、与事件相关的单元和/或参数、以及与事件相关的要执行和/或已经完成的操作项。除了上述信息，事件历史表3300还包括与事件的状态和/或影响相对应的列。如示出的示例中所示，事件历史表3300的状态和/或影响列并入了与如上所述的用于整个操作人员界面的图形相对应的基于趋势的图形3302。以这种方式，操作人员可快速识别与在整个操作人员界面上所显示的图形3302相关的过程变量的时序和关系。

现参照图19，示例性截屏400包括在观察口52内所显示的加热器112的图形表示、导航窗格54、摘要窗格130和展开窗格150。图形显示应用程序30可允许操作人员在P&ID和其它窗格内直观地识别与操作人员的悬停事件或确认选择相关的过程变量。例如，响应于检测到在针对摘要窗格130内标有“烟气温度”的过程变量的图形趋势符号138附近或之上的操作人员发起的悬停事件，图形显示应用程序30可在观察口52内的加热器112的图形表示内突出显示对应的图形趋势符号120，并突出显示针对相同过程变量的对应图形趋势符号151的展开视图。

图20A-20B示出了用于实现图2中的示例性操作人员站104的示例性方法的流程表示。在本示例中，可使用包括用于由处理器执行的程序的机器可读指令来实施所述方法。所述程序可以存储在有形计算机可读存储介质上的软件来实施，所述有形计算机可读存储介质上可以是例如CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、数字多功能盘(DVD)、蓝光光盘、或与处理器相关的存储器，但整个程序和/或其部分可替代地由除处理器之外的装置来执行和/或以固件或专用硬件实施。此外，尽管参照图20A-20B所示的流程图描述了示例性程序，但也可以替代地使用许多其它用于实施示例性图形显示应用程序30的方法。例如，可改变块的执行顺序，和/或可改变、删除或组合所描述的块中的一些。

图20A-20B所示的方法在块3400通过图形显示应用程序30监控与过程控制系统(例如，图1中的示例性过程控制系统10)相关的过程变量而开始。在块3402，图形显示应用程序30确定和/或存储与过程变量相关的情况、特性和/或其它信息。情况、特性和/或其它信息可包括以下中的任何一种：过程变量的当前状态、过程变量的预计状态、过程变量的对应趋势、过程变量的变化方向、过程变量的变化速率、过程变量相对于设定点的相对位置(例如，之上、之下或大致位于设定点处)、过程变量相对于所述过程变量的值的运行范围与设定点的相对偏离、过程变量相对于警报限制的相对距离、过程变量的实际值、和/或随时间标记的过程变量的历史或归档的值。

在块3404，图形显示应用程序30生成表示与过程变量相关的情况、特性和/或其它信息的图标。例如，所生成的图标可对应于以上结合图6-17所描述的图标中的任何图标。在块3406，图形显示应用程序30还计算与过程控制系统中的组件的层次结构内的每个组件相关的警报摘要数据。所述警报摘要数据与以下中的一个或多个相对应：与对应于每个组件的过程变量相关的活动警报的存在、与每个组件的相关的活动警报的数量、每个对应过程变量的当前状态、或每个对应过程变量的预计状态。如上所述，每个组件可对应于工厂、站点、区域、单元、模块等中的任意一种，并且层次结构中较高等级的组件可包括多个较低等级的组件。因此，每个较高等级的组件的警报摘要数据可包括对应的较低等级的组件(例如，子组件)的警报摘要数据。

在块3408，图形显示应用程序30经由显示器呈现表示层次结构结构内的组件中的至少一个的图。在一些示例中，基于用户输入(例如，操作人员的输入)来选择用于显示的组件。在一些实施例中，所述图为由用于表示所选择的用于显示的组件各个方面和/或子组件的多个元素组成的管线和仪表图(P&ID)。此外，所述图可提供与和所显示的过程控制系统的组件相对应的过程变量相关的关键指示符和/或其它相关信息。在图20A-20B的示例性方法中，当操作人员界面显示所述图时，操作人员界面包括所生成的(块3404)邻近或者代替关键指标和/或其它相关信息的图标。例如，所述图标可被显示在P&ID中与对应的过程变量的源相对应的元素旁边。此外，与处于警报状态的过程变量相关的图标也可被呈现在警报横幅内。

在块3410，操作人员界面经由显示器呈现与所呈现的图相对应的导航窗格。所述导航窗格包括表示层次结构内的组件的导航键，所述导航窗格类似于以上结合图2A-2D所描述的任何导航窗格。在这种示例中，每个导航键可与表示所计算的警报摘要数据(块3406)的对应的警报摘要图标相关联。

在块3414，图形显示应用程序30确定是否已接收到对在导航窗格内进行导航的请求。对在导航窗格内进行导航的请求可引起自操作人员选择(例如，通过鼠标点击)不在与有所显示的图当前所表示的组件相关的层次结构的直接路径内的导航键(例如，预览其它组件的关系)。如果图形显示应用程序30确定已接收到这种请求(块3412)，则图形显示应用程序30更新所述导航窗格。更新后的导航窗格可包括新的导航键，所述新的导航键对应于在与所选择的导航键相关的组件之下的层次结构中的较低等级的组件(例如，子组件)。此外，如果新的导航键阻止呈现整个路径，则也可提供层次结构中的到与当前显示的图相关的导航键的直接路径的指示。一旦已更新导航窗格(块3414)，控制前进到块3416。如果图形显示应用程序30确定未接收到对在导航窗格内进行导航的请求(块3412)，则控制直接前进到块3416。

在块3416，图形显示应用程序30确定是否已接收到对呈现表示过程控制系统的不同组件的不同表示图的请求。对呈现不同的图的请求可引起自操作人员选择(例如，通过鼠标双击)对应于与由所呈现的图当前所表示的组件不同的组件的导航键。在其它示例中，操作人员可选择(例如，通过鼠标双击)图内与当前显示的组件内的子组件对应的元素。如果图形显示应用程序30确定已接收到请求(块3412)，则图形显示应用程序30经由显示器呈现不同的图(块3418)。如以上结合块3408所描述的，图形显示应用程序30可显示对应于与由图内的新图表示的组件相关的过程变量的不同的图标。除呈现新图外(块3418)，操作人员界面还更新导航窗格以反映所呈现的不同的图(块3420)。例如，可将与由新图所表示的组件关联的导航键改变为在可直观地区别于其它导航键，如上所述。更新导航窗格后(块3420)，控制前进到块3422。返回到块3416，如果图形显示应用程序30确定没有接收到对呈现不同的图的请求(块3412)，则控制直接前进到块3422。

在块3422，图形显示应用程序30确定是否已接收到对在过程变量摘要窗格中显示信息的请求。所述过程变量摘要窗格可与以上结合图18-18E所描述的任何过程变量摘要窗格类似。对在过程变量摘要窗格内显示信息的请求可包括操作人员请求创建新的过程变量摘要窗格或者请求展开现有的过程变量摘要窗格以显示更多的信息。如果确定接收到这种请求(块3422)，则图形显示应用程序30确定指定的显示区域内是否有足够的空间来显示所请求的信息(块3424)。是否有足够的空间取决于所指定的显示区域的大小、所请求显示的信息的量、以及已经显示的信息。在一些示例中，所指定的显示区域对应于具有规定大小(例如，规定像素的宽度和高度)的输出显示设备上的屏幕空间，例如，图5的截屏110中的详细视图300。在这样的示例中，随着越来越多的过程变量待概括和/或越来越多的信息待呈现(例如，经由基本图形、中级图形、或详细图形)，需要更多的屏幕空间来显示所请求的信息。在这样的示例中，待显示的信息的总量(基于已经显示的信息以及所请求的额外的信息)可能会超过屏幕空间所限定的可用区域，操作人员站将确定在指定区域内没有足够的空间来显示所请求的信息(块3424)。

在其它示例中，所指定的显示区域不限于特定的大小，而是可根据在任何特定时刻操作人员的信息请求而改变。由此，在一些示例中，所指定的显示区域的尺寸可大于通过其来呈现所指定的显示区域的对应显示屏，使得在任何给定时刻所指定的显示区域的仅一部分可用(例如，通过向上或向下滚动)。例如，在一些示例中，经由屏幕大小和/或分辨率受限的便携式手持设备(例如，智能电话、平板电脑等)的界面显示所请求的信息，而不是在显示屏的详细视图300中显示该所请求的信息。在一些这样的示例中，如本文中由图标和相关的图形所表示的，所请求的信息显示在独立界面中，所述独立界面占用对应显示设备的全部或基本上全部的屏幕显示区域(例如，显示图标而不显示对应的P&ID)，当在显示装置的单个屏幕内无法呈现全部时，其具有在所指定的显示区域的各个部分之间滚动的功能。在这样的示例中，由于指定的显示区域不限于所定义的大小，因此操作应用程序可确定在所指定的显示区域内有足够的空间来显示所请求的信息(块3424)。

继续所述示例性过程，如果图形显示应用程序30确定在指定的显示区域内没有足够的空间(块3424)，则图形显示应用程序30调整现有过程变量摘要窗格的缩放(块3426)。例如，图形显示应用程序30可将现有过程变量摘要窗格降低到较低等级的细节和/或折叠所述摘要窗格以仅显示顶部横幅。一旦现有过程变量摘要窗格已被调整(块3426)，操作人员界面经由显示器呈现具有所请求信息的过程变量摘要窗格(块3428)。如果图形显示应用程序30确定所指定的显示区域内有足够的空间(或所述显示区域可动态地改变大小)来显示所请求的信息(块3424)，则操作人员界面直接呈现对应的过程变量摘要窗格(块3428)。一旦所述过程变量摘要窗格已被呈现，控制前进到块3430。返回到块3422，如果图形显示应用程序30确定没有接收到对在过程变量摘要窗格中显示信息的请求，则图20A-20B中的示例性方法前进到块3430。

在块3430，图形显示应用程序30确定是否已接收到对识别屏幕上的元素与特定元素的关系的请求。屏幕上的元素可对应于以下中的任何：图中表示过程控制系统内的组件或子组件的图形元素、图中提供与对应于所显示的组件的过程变量相关的信息的文本元素、图中所显示的与过程变量相对应的图标、警报横幅中的信息、和/或一个或多个过程变量摘要窗格内的图形。对任何上述元素之间的关系进行识别的请求可引起自操作人员选择(例如，经由鼠标点击，鼠标悬停等)所显示的元素其中的一个。如果图形显示应用程序30确定已接收到这样的请求(块3430)，则操作人员界面经由显示器识别与所选择的特定元素相关的屏幕上的元素(块3432)。即，可识别图中所表示的组件以及以上结合图2所描述的导航窗格中的对应导航键。另外或可替代地，可识别警报横幅条目、图中的图标和/或文本信息、和/或在一个或多个过程变量摘要窗格中的与同一过程变量相关的一个或多个图形，如以上结合图3所描述的。

一旦有关的元素被识别(块3432)，控制前进到块3434。如果图形显示应用程序30确定没有接收到对识别元素的关系的请求，则控制前进到块3434。在块3434，图形显示应用程序30确定是否继续监控过程控制系统。如果所述过程控制系统要被监控，则控制返回到所述示例性过程的块3400。如果图形显示应用程序30确定不继续监控过程控制系统，则图20A-20B中的示例性过程结束。

本文所使用的术语“现场设备”广义地包括多个设备或设备的组合(即，提供多种功能的设备，例如发送器/致动器的混合)，以及在控制系统中执行功能的任何其它设备。在任何情况下，现场设备可包括，例如，输入设备(例如，用于提供指示诸如温度、压力、流速等过程控制参数的状态、测量值、或其它信号的传感器和仪器的设备)，以及响应于接收到来自控制器和/或其它现场设备的命令而执行操作的控制操作器或致动器。

当实施时，本文所描述的任何软件可存储在诸如磁盘、光盘、或其它存储介质等的在计算机或处理器的RAM或ROM中的任何计算机可读存储器中。类似的，可使用任何已知的或期望的递送方法将所述软件递送给用户、过程工厂或操作人员工作站，所述递送方法包括例如，在计算机可读磁盘或其它便携式计算机存储机制上或通过诸如电话线、因特网、万维网、其它任何局域网或广域网等的通信信道(该递送被看作是与经由便携式存储介质提供这种软件相同或可互换)。此外，可不经调制或加密直接提供所述软件，或者在通过通信信道传输之前使用任何合适的调制载波和/或加密技术进行调制和/或加密。

尽管参照特定的示例描述了本发明，这些特定的示例意在仅是说明性的而不限制本发明，但是显而易见地是，对本领域的普通技术人员来说，可对所公开的示例做出改变、增加或删除，而不背离本发明的精神和范围。

Claims (52)

1.一种用于经由具有用户界面的计算设备生成并显示图形趋势符号的方法，所述图形趋势符号标识过程控制工厂的过程控制系统中的过程变量的趋势，所述方法包括：

从所述过程控制系统中的元素接收过程变量值的更新，所述元素通信地耦合到所述计算设备；

使用至少所述过程变量值的所述更新生成指示一个或多个过程变量属性的过程变量数据，所述过程变量数据包括指示一个或多个过程变量趋势属性的过程变量趋势数据；

使用所述过程变量数据生成一个或多个图形元素，每一图形元素与所述过程变量属性中的对应的一个关联；

使用所述过程变量趋势数据生成一个或多个图形趋势元素，每一图形趋势元素与所述过程变量趋势属性中的对应的一个关联；并且

在所述用户界面上显示所述图形趋势符号，所述图形趋势符号包括至少一个所生成的图形趋势元素以及至少一个所生成的图形元素，所述至少一个所生成的图形趋势元素和所述至少一个所生成的图形元素互不遮挡。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个所生成的图形元素包括与另一个趋势属性对应的另一个图形趋势元素。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

针对所指示的过程变量趋势属性中的一个，确定与所述过程变量趋势属性关联的多个趋势类别。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：

使用所述过程变量趋势数据确定针对所述过程变量趋势属性的趋势值；

针对所指示的过程变量趋势属性中的一个，从所述多个趋势类别中确定与所确定的趋势值关联的趋势类别。

5.根据权利要求4所述的方法，其中生成所述一个或多个图形趋势元素包括生成与所确定的趋势类别关联的图形趋势元素。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

使用所述过程变量数据，确定针对过程变量值属性的当前值，

其中所述过程变量值属性是由使用所述过程变量数据生成的过程变量值数据指示的，

其中生成所述一个或多个图形元素包括生成与所确定的针对所述过程变量值属性的当前值关联的图形值元素。

7.根据权利要求6所述的方法，其中显示所述至少一个所生成的图形元素包括显示所生成的图形值元素。

8.根据权利要求1所述的方法，其中生成过程变量数据包括使用历史过程变量数据生成所述过程变量趋势数据。

9.根据权利要求8所述的方法，其中使用所述历史过程变量数据包括使用所述过程变量值的至少一个先前的更新。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述过程变量趋势属性中的一个包括指示所述过程变量的变化速率的变化速率趋势属性。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述变化速率趋势属性包括多个变化速率趋势类别，所述多个化速率趋势类别中的每一个指示所述过程变量的特定的变化速率。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述多个变化速率趋势类别中的每一个指示所述过程变量的变化速率的范围。

13.根据权利要求12所述的方法，其中与所确定的趋势类别对应的所生成的图形趋势元素包括与所述多个变化速率趋势类别中的一个对应的变化速率图形趋势元素。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述变化速率图形趋势元素是经由从所述图形趋势符号凸出的多个标记而用图形描绘的。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个标记与变化速率成正比。

16.根据权利要求13所述的方法，还包括：

使用所述历史过程变量数据生成针对所述过程变量的变化速率值；

从所述多个变化速率趋势类别中确定与所生成的变化速率值最紧密关联的变化速率趋势类别；

生成与所确定的变化速率趋势类别对应的变化速率图形趋势元素；并且

经由所述用户界面结合所述图形趋势符号显示所生成的变化速率图形趋势元素。

17.根据权利要求10所述的方法，还包括：

使用所述历史过程变量数据生成针对所述过程变量的变化速率值，

其中生成所述一个或多个图形趋势元素包括生成与所生成的变化速率值对应的变化速率图形趋势元素，

其中所生成的变化速率图形趋势元素的大小与变化速率值成正比。

18.根据权利要求9所述的方法，其中所述趋势属性中的一个包括指示所述过程变量的变化方向的变化方向趋势属性。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括：

确定与所述变化方向属性关联的多个变化方向趋势类别，所述多个变化方向趋势类别中的每一个指示所述过程变量的变化方向。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括：

接收与所述过程变量关联的期望值，

其中所述多个变化方向趋势类别包括以下中的至少一个：(i)远离所述期望值的方向变化，(ii)朝向所述期望值的方向变化，或(iii)相对于所述期望值没有方向变化。

21.根据权利要求20所述的方法，其中与所确定的趋势类别对应的所生成的图形趋势元素包括与所述多个变化方向趋势类别中的一个对应的变化方向图形趋势元素。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述变化方向图形趋势元素在图形上被描绘为附接到所述图形趋势符号的三角形。

23.根据权利要求22所述的方法，其中与远离变化方向趋势类别的期望值的方向变化关联的变化方向图形趋势元素在图形上被描绘为指示远离所述期望值的方向的三角形。

24.根据权利要求22所述的方法，其中与朝向变化方向趋势类别的期望值的方向变化关联的变化方向图形趋势元素在图形上被描绘为指示朝向所述期望值的方向的三角形。

25.根据权利要求22所述的方法，其中与相对于变化方向趋势类别的期望值没有方向变化关联的变化方向图形趋势元素在图形上被描绘为指示既不朝向也不远离所述期望值的方向的三角形。

26.根据权利要求21所述的方法，还包括：

使用所述历史过程变量数据生成针对所述过程变量的变化方向值；

从所述多个变化方向趋势类别中确定与所生成的变化方向值关联的变化方向趋势类别；

生成与所确定的变化方向趋势类别对应的变化方向图形趋势元素；并且

经由所述用户界面结合所述图形趋势符号显示所生成的变化方向图形趋势元素。

27.根据权利要求1所述的方法，其中所述过程变量数据还包括指示一个或多个过程变量值属性的过程变量值数据。

28.根据权利要求27所述的方法，其中生成所述一个或多个图形元素包括生成一个或多个图形值元素，每一图形值元素与所述过程变量值属性中的对应的一个关联。

29.根据权利要求28所述的方法，其中所述过程变量值属性中的一个包括指示所述过程变量的幅度的过程变量幅度属性。

30.根据权利要求29所述的方法，还包括：

接收与所述过程变量关联的期望值；

使用所述过程变量值数据确定所述过程变量的当前值；并且

使用所述过程变量的所述当前值和所接收的期望值，确定所述过程变量的幅度值，其中所述过程变量的幅度是所述过程变量的所述当前值与所述期望值之间的差。

31.根据权利要求30所述的方法，还包括：

其中生成所述一个或多个图形值元素包括生成与所述过程变量值的幅度对应的幅度图形值元素，

其中所述幅度图形值元素的大小与所述过程变量的幅度值成正比。

32.根据权利要求31所述的方法，其中所述幅度图形值元素包括从所述期望值的描绘延伸的幅度条的描绘，所述幅度条的长度与所述过程变量的幅度值成正比。

33.根据权利要求28所述的方法，其中所述过程变量值属性中的一个包括指示所述过程变量相对于所述期望值的方向的过程变量方向属性。

34.根据权利要求33所述的方法，还包括：

使用所生成的所述过程变量的幅度和所接收的期望值生成所述过程变量值相对于所述期望值的方向。

35.根据权利要求28所述的方法，其中所述过程变量值属性中的一个包括指示所述过程变量相对于所述期望值的位置的过程变量位置属性。

36.根据权利要求35所述的方法，还包括：

确定与所述过程变量位置属性关联的多个过程变量位置类别，所述多个过程变量位置类别中的每一个指示相对于所述期望值的过程变量位置。

37.根据权利要求36所述的方法，还包括：

接收与所述过程变量关联的期望值；

使用所述过程变量值数据确定过程变量值；并且

其中所述多个过程变量位置类别包括以下中的至少一个：(i)其中所述过程变量值大于所述期望值的位置，(ii)其中所述过程变量值小于所述期望值的位置，或(iii)其中所述过程变量值基本上类似于所述期望值的位置。

38.根据权利要求37所述的方法，其中与所确定的过程变量位置类别对应的所生成的图形值元素包括与所述多个过程变量位置类别中的一个对应的位置图形值元素。

39.根据权利要求26所述的方法，其中所述过程变量趋势属性中的一个包括指示针对所述过程变量的变化期望度的变化期望度属性。

40.根据权利要求39所述的方法，还包括：

确定与所述变化期望度属性关联的多个变化期望度类别，所述变化期望度变化趋势类别中的每一个指示所述过程变量的变化期望度。

41.根据权利要求40所述的方法，还包括：

其中所述多个变化期望度类别包括以下中的至少一个：(i)使过程变量站情况改善，(ii)使过程变量站情况恶化，或(iii)保持过程变量站情况。

42.根据权利要求41所述的方法，其中与所确定的趋势类别对应的所生成的图形趋势元素包括与所述多个变化期望度类别中的一个对应的变化期望度图形趋势元素。

43.根据权利要求42所述的方法，其中与使过程变量状态情况变化期望度趋势类别恶化关联的变化期望度图形趋势元素在图形上被描绘为对所述图形趋势符号的至少一部分的线的加宽。

44.根据权利要求42所述的方法，其中所述过程变量数据还包括指示所述过程变量相对于所述期望值的位置的过程变量值数据。

45.根据权利要求44所述的方法，还包括：

从所述多个变化方向趋势类别中确定与所生成的变化方向值关联的变化期望度趋势类别；

生成与所确定的变化期望度趋势类别对应的变化期望度图形趋势元素；并且

经由所述用户界面结合所述图形趋势符号显示所生成的变化期望度图形趋势元素。

46.一种其上存储有一组指令的计算机可读存储介质，所述指令能够由处理器执行，以用于经由具有用户界面的计算设备生成并显示图形趋势符号，所述图形趋势符号标识过程控制工厂的过程控制系统中的过程变量的趋势，所述指令包括：

用于从所述过程控制系统中的元素接收过程变量值的更新的指令，所述元素通信地耦合到所述计算设备；

用于使用至少所述过程变量值的所述更新生成指示一个或多个过程变量属性的过程变量数据的指令，所述过程变量数据包括指示一个或多个过程变量趋势属性的过程变量趋势数据；

用于使用所述过程变量数据生成一个或多个图形元素的指令，每一图形元素与所述过程变量属性中的对应的一个关联；

用于使用所述过程变量趋势数据生成一个或多个图形趋势元素的指令，每一图形趋势元素与所述过程变量趋势属性中的对应的一个关联；以及

用于在所述用户界面上显示所述图形趋势符号的指令，所述图形趋势符号包括至少一个所生成的图形趋势元素以及至少一个所生成的图形元素，所述至少一个所生成的图形趋势元素和所述至少一个所生成的图形元素互不遮挡。

47.一种用于经由具有用户界面的计算设备生成并显示图形趋势符号的方法，所述图形趋势符号标识过程控制工厂的过程控制系统中的过程变量的趋势，所述方法包括：

生成表示变化速率趋势属性的第一图形元素，所述变化速率趋势属性指示所述过程变量的变化速率；并且

在所述用户界面上显示图形趋势符号，所述图形趋势符号包括所述第一图形元素。

48.根据权利要求47所述的方法，还包括：

生成表示变化方向属性的第二图形元素，所述变化方向属性指示所述过程变量的变化方向；并且

在所述用户界面上与所述第一图形元素一起显示所生成的第二图形元素。

49.根据权利要求48所述的方法，还包括：

生成表示过程变量幅度属性的第三图形元素，所述过程变量幅度属性指示所述过程变量的幅度；并且

在所述用户界面上与所述第一图形元素和所述第二图形元素一起显示所生成的第三图形元素。

50.根据权利要求49所述的方法，还包括：

生成表示过程变量位置属性的第四图形元素，所述过程变量位置属性指示所述过程变量的位置；并且

在所述用户界面上与所述第一图形元素、所述第二图形元素、以及所述第三图形元素一起显示所生成的第四图形元素。

51.根据权利要求50所述的方法，还包括：

生成表示变化期望度属性的第五图形元素，所述变化期望度属性指示针对所述过程变量的变化期望度；并且

在所述用户界面上与所述第一图形元素、所述第二图形元素、所述第三图形元素、以及所述第四图形元素一起，显示所生成的第五图形元素。

52.一种用于经由具有用户界面的计算设备生成并显示图形趋势符号的方法，所述图形趋势符号标识过程控制工厂的过程控制系统中的过程变量的趋势，所述方法包括：

生成表示变化方向趋势属性的第一图形元素，所述变化方向趋势属性指示所述过程变量的变化速率；并且

在所述用户界面上显示图形趋势符号，所述图形趋势符号包括所述第一图形元素。